Оценка влияния высокогорной гипоксии на клиническую картину, иммунологические и феррокинетические показатели крови больных с депрессиями кроветворения (стр. 6 )

Блокируя рецепторы, расположенные на клетках-предшественниках, ФНО оказывает супрессирующее воздействие и способствует снижению чувствительности к гемопоэтическим факторам (Novitzky N., Jacobs P., 1999; Pearl-Yafe M, Mizrahi K., 2010). 

Подытоживая, можем сказать, что ФНО  является плейотропным цито - кином, способным подавлять все ростки кроветворения и снижать клоноген - ность предшественников гемопоэтических клеток, что, безусловно, и определяет его роль как негативного или супрессирующего гемопоэтического фактора.

В заключении можно сказать, что поскольку настоящая работа посвящена изучению цитокин-опосредованных процессов нарушения иммунной регуляции гемопоэза у больных с депрессиями кроветворения, то здесь рассмотрено влияние на кроветворение именно тех цитокинов, которые продуцируются преимущественно клетками иммунной системы. Так, ИЛ-2 и ИЛ-6, несомненно, оказывают положительное влияние на гемопоэз: первый из них является медиатором клеточного иммунитета, а второй стимулирует воздействие на стволовую кроветворную клетку и на все ростки кроветворения. При этом фактор некроза опухоли, наоборот, подавляет все ростки кроветворения и выступает в качестве негативного или супрессирующего гемопоэтического фактора. Являясь сторонником концепции иммунного патогенеза АА и ИТП, можно предположить, что иммунные процессы в той или иной степени задействованы во всех случаях заболевания и могут опосредовать функциональные расстройства, как стволовых клеток, так и кроветворной системы. Учитывая актуальность применения высокогорной климатотерапии в качестве альтернативного метода лечения при заболеваниях с депрессиями кроветворения, целесообразным изучить продукцию цитокинов под влиянием высокогорной гипоксии.

Железо – необходимый элемент для всех живых организмов, так как входит в функциональные группы белков, производящих транспортировку кислорода, и ферментов, катализирующих реакции генерации энергии и метаболических процессов. В то же время избыток свободного железа ведет к локальному повреждению тканей за счет усиления активности образования свободных радикалов, а также активации бактерий, использующих железо хозяина. Из-за этого диапазон содержания железа в организме достаточно узок и строго контролируется во избежание,  как его дефицита, так и избытка (, , 1985).

Основное железо, необходимое организму, поступает из макрофагов при рециркулировании его из стареющих эритроцитов. Этот процесс осуществляется ферропортином, гемовой оксидазой и дуоденальным транспортером железа-1 (ДМТ-1), а контролируется  железорегулирующим элементом (IRE) и белком (IRP) (, 2005; Donovan A. et al., 2004).

По данным Y. Kohgo еt al. (1987) и  J. Truksa, H. Peng (2006) транспорт железа в плазме осуществляется основным железо-транспортным белком – трансферрином, а запасается и хранится в виде ферритина. Кроме того, в метаболизме железа принимает участие и лактоферрин-железосвязывающий белок нейтрофилов и эпителиальных секретов. Основными регуляторами выхода железа из макрофагов и абсорбции в кишечнике  являются  потребность в нем для гемопоэза, пищевой фактор и насыщение в тканях.

  Таким образом, абсорбция железа, рециркуляция, хранение и утилизация являются процессами связанными, но дистанционно удаленными. Поэтому естественно предположить, что существует гуморальный регулятор, влияющий на эти процессы.

  В последние годы установлена роль универсального гуморального регулятора метаболизма железа – гепсидина.  Впервые гепсидин был выделен из мочи (Krause A. еt al., 2000; Park C. H., 2001). В дальнейшем этот пептид был получен также и из плазмы. Гепсидин является 25- аминокислотным пептидом, богатым цистеином с четырьмя мостиками, который синтезируется в печени. Человеческий гепсидин образуется  из 84-аминокислотного предшественника, из его С-терминальной части и  кодируется м-РНК. H. Hunter et al., (2002) установили структуру молекулы гепсидина. Этот пептид представляет собой «шпильку», у которой две «руки» связаны дисульфидными мостиками в лестнице, подобной конфигурации. Необычной чертой молекулы гепсидина является присутствие дисульфидных связей между двумя соседними цистеинами неподалеку от поворота «шпильки», что является признаком стрессовой ситуации и может иметь большую химическую реактивность. Прежде всего, гепсидин обладает ярко выраженными антибактериальными свойствами. Подобно другим антибактериальным пептидам гепсидин за счет своей структуры – пространственного разделения гидрофильных, положительно заряженных боковых цепей и гидрофобных, отрицательно заряженных, может разрывать бактериальную мембрану.  В отличие от других антибактериальных пептидов гепсидины различных млекопитающих обладают очень похожей идентичностью аминокислотных последовательностей (Papanikolaou G. еt al., 2005; Peyssonnaux C. et. al., 2007). Учитывая постоянство молекулы гепсидина, некоторые исследователи думают, что этот пептид необходим для специального взаимодействия с другими макромолекулами. Отметим, что уровень гепсидина в моче при развитии системной инфекции повышается в 100 и более раз. Это стало основой положения о том, что гепсидин является медиатором врожденного иммунитета. Однако, за последние годы выяснено, что роль гепсидина в организме определяется не только антибактериальной защитой и значительно возросла. Избыток железа индуцирует синтез гепсидина гепатоцитами, причем было показано, что м-РНКэкспрессируется не только диетой, но также и при действии липополисахаридов.

Продукция гепсидина в печени регулируется 3 главными факторами:

запасами железа (изменения содержания в цирку­ляции связанного с трансферрином железа воспри­нимаются гепатоцитами, которые усиливают про­дукцию гепсидина в ответ на повышение уровня железа или снижают ее, реагируя на уменьшение количества циркулирующего железа); эритропоэтической активностью (выделяются факторы, которые угнетают синтез гепсидина, что ведет к увеличению количества доступного для эритрона железа); воспалением (воспалительные стимулы через по­вышение уровня ИЛ-6 запускают продукцию геп­сидина).

Регуляция уровня гепсидина обеспечивает  степень проявления его основных биологических эффектов, к которым относятся угнетение всасывания из кишечника и мобилизацию из депо железа, а также  увеличение его депонирования в макрофагах. Первые два механизма непосредственно связаны с главной функцией гепсидина – регуляцией обмена железа. Роль такого регулятора может играть концентра­ция комплекса железа с трансферрином. На поверх­ности гепатоцитов этот комплекс взаимодействует с трансферриновыми рецепторами 1 типа (ТРФ1). При этом рецепторы трансферрина 2 типа (ТРФ2) образуют комплекс с белком (, 2008; Weizer – Stern O., Adamsky K. et al., 2007).

С использованием современных технологий генной инженерии и трансгенных линий мышей удалось показать, что гепсидин является отрицательным регулятором захвата железа в тонком кишечнике и выхода железа из макрофагов, поскольку у линий мышей с отсутствием гена upstream stimulatory factor-2 (USF-2), т. е. при дефиците  гепсидина, наблюдается состояние, характерное для гемохроматоза (Pigeon C., Ilyin G. et al., 2001; Nicolas G. et al., 2003). В последующих работах E. Nemeth, C. Rivera еt al., (2003) предположили, что при  анемиях воспаления или анемиях хронических заболеваний (АХЗ) во время инфекции и воспаления усиливается продукция гепсидина.  Работами  G. Nicolas еt al. (2003),  E. Nemeth, Valore E. V. et al., (2003) доказано основное значение гепсидина при развитии дефицита железа при АХЗ. Эти работы были проведены как в модельных экспериментах на трансгенных мышах, так и на людях с инфекционными заболеваниями и воспалением. Е. Nemeth с соавт. (2009) исследовали уровни гепсидина и ряда цитокинов у добровольцев при воспалении, вызванном  введением полисахаридов. Выяснилось, что увеличение значений провоспалительного цитокина ИЛ-6 происходит через три часа после введения агента воспаления. Через 6 часов определяется гиперпродукция гепсидина и падения показателей железа в сыворотке. Изменение концентрации других цитокинов было непродолжительно и быстро возвращалось к норме, хотя одномоментно уровни интерферона (ИФ), ФНО и ИЛ-1-бета резко повышались.  Было показано, что при гнойных инфекциях экспрессия м-РНК гепсидина может повышаться в крови в несколько тысяч раз, а в моче – в сотни раз. В этих экспериментах с введением липополисахарида, как индуктора воспаления, одновременно с повышенной экспрессией гепсидина увеличивался и уровень сывороточного ферритина и цитокина  ИЛ-6. Вероятно, бактерии и патоген-специфичные макромолекулы, такие как липополисахариды, действуют на макрофаги, включая печеночные Купферовские клетки, вызывая продукцию интерлейкина ИЛ-6. Этот цитокин, в свою очередь, вызывает синтез гепсидина гепатоцитами посредством индукции его м-РНК. Такая же ситуация имеет место при опухолях, когда отмечаются – анемия, высокие уровни гепсидина, ферритина и ИЛ-6. Это служит основанием для подтверждения положения о способности трансгенного или тумор-модифицированного гепсидина подавлять эритропоэз путем истощения железа, и увеличении продукции гепсидина при воспалении, как основной роли гепсидина в метаболизме железа.

Ферритимн - глобулярный белковый комплекс, состоящий из 24 субъединиц и выполняющий роль основного внутриклеточного депо железа. В молекуле ферритина железо локализуется внут­ри протеиновой оболочки (апоферритин), которая может поглощать Fe2+и окислять его до Fe3+. Синтез апоферритина стимулируется железом. В норме содержание ферритина в сыворотке крови тесно корре­лирует с его запасами в депо, при этом концентра­ция ферритина, равная 1 мкг/л, соответствует 10 мкг железа в депо.  Наблюдается зависимость уровня сывороточного ферритина не только от количества железа в тканях депо, но и от скорости высвобождения ферритина из тканей. Ферритин накапливается в макрофагах печени, селезенке, и как показали исследования последних лет, особенно в головном мозге. Концентрация железа в головном мозге достигает 21,3 мг на 100 мг, тогда как в печени - всего 13,4 мг на 100 мг (, 2001).  Обеспечение ферритином легкодоступного резерва, представленого железом в растворимой, неионной, нетоксичной форме, необходимо для синтеза железосодержащих соединений. Заметим, чтоз запасы железа расходуются и возмещаются медленно и поэтому недоступны для экстренного синтеза гемоглобина при компенсации.