Состояние антимикробных систем нейтрофильных гранулоцитов крови при функциональных нарушениях щитовидной железы

Изучение антимикробных систем нейтрофильных лейкоцитов является неотъемлемой частью исследований при установлении степени общей неспецифической резистентности организма (198, 135,140). Цитохимические методы исследования находят все более широкое применение в лабораторных исследованиях, с их помощью выявляется большое количество энзимов и других внутриклеточных веществ, что значительно расширяет знания об особенностях метаболизма лейкоцитов (152, 104, 191, 95, 122, 138,175). Среди прочих компонентов нейтрофилов основными факторами антимикробной защиты являются миелопероксидаза (МПО) и катионные белки (КБ), содержащиеся, соответственно, в первичных (азурофильных) и вторичных (специфических) гранулах нейтрофилов (181, 185,186, 195, 188, 192, 184, 134, 147, 110), а также желатиназа и матриксная металлопротеиназа-9, содержащаяся в их третичных гранулах (136, 93, 94). Бактерицидное действие этих систем проявляется, безусловно, при наличии в среде галогенов и Н2С>2, а механизм антимикробного действия состоит в галогенизировании белков бактерий (125). Изучение состояния антимикробных систем, рассматриваемое в данной работе, при некоторых заболеваниях щитовидной железы, является актуальной проблемой тиреоидологии и иммунологии (174, 155).

Особую роль нейтрофильных гранулоцитов в механизмах антиинфекционной защиты подтверждают факты повышения частоты и тяжести инфекционных заболеваний при снижении количества или функциональной активности нейтрофилов.

Одну из самых мощных кислородзависимых антимикробных систем нейтрофильных гранулоцитов формирует миелопероксидаза (МПО) -маркерный белок азурофильных (промиелоцитарных) гранул (125), зависимый в своем функционировании от производного кислорода — перекиси водорода.

Микробицидное действие МПО-системы, связанное с галогенированием биополимеров (белков, полисахаридов, ненасыщенных жирных кислот) и аминокислот в составе белков микроорганизмов приводит к нарушению их надпервичных структур и, как следствие, функций (33, 125, 128). При фагоцитозе молекулы МПО концентрируются на поверхности бактерий, располагающихся в фаголизосоме (76).

В пользу обоснования значимости другой группы антимикробных веществ, а именно, катионных белков, в формировании неспецифической резистентности организма свидетельствуют данные о дефиците содержания антимикробных белков в нейтрофилах при инфекционной патологии (173). Показано, что снижение содержания антимикробных белков в нейтрофилах в период раннего постнатального развития является одним из факторов риска к возникновению аутоинфекционных заболеваний (57).

Несмотря на существующее разнообразие диагностических критериев для определения нарушенной тиреоидной функции, существуют также малоизученные аспекты диагностики, в частности, изучение цитохимии клеточных ферментов, которые активно реагируют на гормональный дисбаланс при различных заболеваниях щитовидной железы (166, 82, 83). В частности было показано, что Т4 и Т3 могут дейодинироваться в присутствии перекиси водорода — Н202 и МПО и образующийся йодид влияет на антимикробную активность лейкоцитов (175,177,121).

По мнению ряда авторов (121), содержание йодида в нейтрофилах достаточно для осуществления бактерицидной функции миелопероксидазной системой. Кроме того, было продемонстрировано, что дейодирование гормонов щитовидной железы в нейтрофилах настолько интенсивно, что этим можно объяснить ускоренный обмен гормонов во время бактериальной инфекции у человека (193). Продемонстрировано накопление иода в нейтрофилах, которые, кроме того, могут служить местом образования йодпротеинов, тироксина, трийодтиронина. Установлено выделение из нейтрофилов монойодтирозина и других йодированных соединений (162, 163, 156).

Антимикробное действие системы МПО-НгОг-йодид связано с процессом йодирования (127), а фиксация фагоцитом йодида в какой-то мере зависит от содержания в нем МПО.

Доказано, что только часть трийодтиронина (20%) крови человека имеет тиреоидное происхождение, остальное количество гормона образуется в крови путем дейодирования тироксина (156). Покоящиеся, т. е. нефагоцитирующие лейкоциты показывают низкую дейодинирующую активность, а при фагоцитозе дейодинирование тироксина резко возрастает, причем одновременно с этим увеличивается накопление гормона в нейтрофилах (178).

От усиления метаболизма тироксина фагоцитирующими клетками, видимо, зависит ускоренное включение гормона и повышение скорости его исчезновения из сыворотки крови при острых инфекциях (193). Некоторые авторы (177) считают, что фагоцитирующие нейтрофилы легче дейодируют трийодтиронин, чем тироксин. Антимикробные свойства различных форм йода изучались отечественными авторами (37).

Особую роль нейтрофильных гранулоцитов в механизмах антиинфекционной защиты подтверждают факты повышения частоты и тяжести инфекционных заболеваний при снижении количества или функциональной активности нейтрофилов (124) Содержание йодида в нейтрофилах достаточно для осуществления бактерицидной функции миелопероксидазной системы, но при условии, что реакция гологенирования имеет следующую последовательность. Сначала пероксидаза окисляет перекисью водорода йодид до йода: МПО.

2 Г + Н202 + 2 Н 12 + 2 Ы202.

Образовавшийся йод реагирует с SH-группами белков микроба. Таким образом, осуществляется опосредованное I-окисление сульфгидрильных групп белков, которое является одной из непосредственных причин снижения жизнеспособности бактерий.

Изучению нейтрофилов в клинике посвящено множество публикаций. Они рассматриваются как клеточный фактор противоинфеясционного иммунитета (врожденного иммунитета), реагирующий на многочисленные сигналы о нарушении постоянства внутренней среды (46). Клиническое значение нейтрофильных реакций связано, во-первых, с использованием их для оценки резервных возможностей системы иммунитета, во-вторых, для определения глубины и динамики патологических процессов не только инфекционной, но и неинфекционной природы.

Наследственные и приобретенные дефициты катионных белков, как и нарушения в функционировании НАДФН-оксидазной цепи переноса электронов (160) приводят к снижению микробицидной активности нейтрофилов и ослаблению противоинфекционной резистентности организма человека (123). Все эти данные в своей совокупности определяют необходимость всестороннего и углубленного изучения структурных и функциональных свойств рассмотренной группы антимикробных веществ нейтрофилов с целью обоснования их важной роли в формировании неспецифической резистентности организма и разработки новых подходов направленной регуляции этого важного звена защитных механизмов организма человека. Учитывая вышеизложенное, МПО и антимикробные катионные белки в полной мере отражают полноценность системы нейтрофильных гранулоцитов, а их изучение позволяет осуществить контроль изменения их активности при гипери гипофункции щитовидной железы. Глубокое изучение цитохимических сдвигов нейтрофильных лейкоцитов при различных заболеваниях щитовидной железы позволит определить новые диагностические критерии, которые можно будет использовать не только для диагностики, но и для прогнозирования состояния при повышении или понижении гормональной активности щитовидной железы.

Цель исследования.

Определение состояния бактерицидных систем нейтрофильных гранул оцитов (НГ) крови при функциональных нарушениях щитовидной железы и установление степени их влияния на неспецифическую антимикробную резистетность организма.

Задачи исследования:

1. Выявить цитохимическими методами основные бактерицидные системы — миелопероксидазу (МПО) и катионные белки (КБ), а также содержание гликогена и липидов, ответственных за энергетическое и пластическое обеспечение фагоцитов, в НГ при тиреотоксикозе.

2. Определить выбранными методами состояние МПО, КБ, гликогена и липидов в НГ крови больных с гипотиреозом.

3. Изучить цитохимическими методами активность МПО и содержание КБ, гликогена и липидов в НГ крови больных эутиреоидным эндемическим зобом.

4. Исследовать показатели фагоцитарной активности НГ крови выбранных групп больных.

Научная новизна исследования:

— впервые будут комплексно изучены основные антимикробные системы НГ, а также их компоненты, ответственные за энергетическое и пластическое обеспечение процесса фагоцитоза, при патологических состояниях щитовидной железы, связанных с нарушениями её- гормональной активности;

— впервые будет проведен сравнительный анализ фагоцитарной активности НГ, а, следовательно, и состояния неспецифической антимикробной резистентности организма, со степенью функциональных нарушений щитовидной железы.

Практическая ценность исследования:

Полученные в работе результаты позволят внести определенные коррективы в лечебно-профилактические мероприятия больным с патологией 9. щитовидной железы в зависимости от состояния неспецифической противомикробной резистентности организма, прогнозировать течение и исход процесса в случаях сопутствующих токсико-инфекционных заболеваний.

Сфера применения:

— практическая медицина, в том числе эндокринология, терапия, хирургия;

— фундаментальные науки, в том числе: патологическая физиология, патологическая анатомия в плане выяснения взаимосвязей между патологией щитовидной железы, сопровождающейся гормональными нарушениями, и состоянием антимикробных защитных механизмов организма.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. При тиреотоксикозе средней и тяжелой степени тяжести отмечается достоверное снижение активности МПО, гликогена и липидов НГ, что следует считать основной причиной подавления их антимикробных свойств при данной патологии.

2. Показатели активности МПО, а также содержания КБ, гликогена и липидов в НГ при заболеваниях щитовидной железы с пониженной продукцией гормона высокие. Однако бактерицидная активность фагоцитов крови при этом угнетена, что объяснимо изменением поверхностных свойств клеток при данной патологии органа.

3. При эутиреоидном эндемическом зобе второй степени увеличения процесса, выбранные цитохимические показатели НГ, а также их фагоцитарные свойства умеренно снижены. Проводимый курс лечебных мероприятий с использованием йодсодержащих препаратов корригирует эти сдвиги в течение 4−6 месяцев.

4. Установленное в исследовании снижение фагоцитарных свойств НГ при гиперфункции щитовидной железы является результатом истощения миелопероксидазной системы клеток в процессе дейодинации ею циркулирующего гормона.

Публикации.

Основное содержание диссертации изложено в 6 печатных работах. Имеется удостоверение на одно рационализаторское предложение за № 61 342.

Апробация работы.

Основные положения диссертации были изложены:

— на конференции «Новые технологии в медицине» (Махачкала, 2004);

— на Всероссийской научной конференции с международным участием «Современные аспекты фундаментальной и прикладной морфологии» (Санкт-Петербург, 2004);

— на V Общероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Казань, 2004);

— на конференции, посвященной 15-летию со дня организации ЦНИЛ «ЦНИЛ — вчера, сегодня, завтра» (Махачкала, 2005);

— на межвузовской научной конференции с международным участием «Современные проблемы морфологии» (Махачкала, 2005).

Объем и структура диссертации.

ВЫВОДЫ.

1. Активность МПО, а также содержание гликогена и липидов при тиреотоксикозе снижены с высокой степенью достоверности, особенно при тяжелой степени течения процесса. В процессе лечения отмечается постепенная их нормализация, что может служить показателем его эффективности.

2. Показатели фагоцитоза НГ при тиреотоксикозе также снижены в зависимости от степени тяжести состояния больных. Причем в наибольшей степени угнетены ФИ, ФЧ и миграционная активность фагоцитов.

3. Исследованные цитохимические показатели НГ (активность МПО, содержание гликогена и липидов) при гипотиреозе средней степени выраженности имеют тенденцию к росту. Они стабилизируются, приближаясь к контрольным цифрам, при проведении лечебных мероприятий.

4. Фагоцитарная активность НГ при гипотиреозе существенно угнетена. Эти сдвиги в сочетании с отмеченными высокими цифрами цитохимических показателей объяснимы поверхностными мембранными изменениями, которые могут привести к подавлению готовности НГ к раздражению со стороны микробных продуктов.

5. При эутиреоидном эндемическом зобе разной степени увеличения, выбранные цитохимические показатели, а также фагоцитарная активность НГ слабо или умеренно снижены. Не выявлено четкой зависимости их уровня от длительности проводимого лечения.

6. Результатом угнетения фагоцитарных свойств НГ при тиреотоксикозе и гипотиреозе, независимо от механизма его развития, является ослабление общей антимикробной, неспецифической резистентности организма, что необходимо учитывать при проведении комплекса лечебных мероприятий особенно при сочетанной патологии органа.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

Установленные в работе данные о значительном снижении антимикробной активности НГ больных с патологией щитовидной железы и наличии ее связей с уровнем гормональной активности железы следует учитывать при проведении лечебных мероприятий, особенно в случаях сопутствующих токсико-инфекционных заболеваний.