УДК : 616.36-004 +616.24:577.175.14
М. А. Захарова
Кафедра внутренней медицины №1 (зав. кафедрой – проф. А.А. Хренов) Крымского государственного медицинского университета им. С.И. Георгиевского, г. Симферополь.

SYSTEMIC AND IMMUNE POTENTIAL IN COMBINED COURSE OF LIVER CIRRHOSIS AND CHRONIC OBSTRACTIVE PULMONARY DISEASE
M. A. Zakharova

SUMMARY

The blood levels of cytokine and CD4+, CD8+–lymphocytes were studies in patients with combined course of liver cirrhosis and chronic obstructive pulmonary disease (COPD). It is established, that peculiarities of pathogenesis of combined hepatopulmonary pathology are increased level of ground factor TGF- β1, the status of «systemic inflammation» due to increased level of pro-inflammatory cytokines in systemic circulation, and Th2-assotiated form of immune misbalance. It forms the background for liver and broncho-pulmonary fibrosis progression. 

Key words: cytokines, cell immunity, liver cirrhosis, chronic obstructive pulmonary disease. 

СИСТЕМНИЙ ЦИТОКІНОВИЙ І ІМУННИЙ ПОТЕНЦІАЛ ПРИ ПОЄДНАНОМУ ПЕРЕБІГУ ЦИРОЗУ ПЕЧІНКИ І ХРОНІЧНОГО ОБСТРУКТИВНОГО ЗАХВОРЮВАННЯ ЛЕГЕНІВ
М. А. Захарова

РЕЗЮМЕ

У хворих на цироз печінки (ЦП), що протікає у сполученні з хронічним обструктивним захворюванням легенів (ХОЗЛ) вивчено вміст цитокінів, а також CD4+ і CD8+– лімфоцитів у крові. Установлено, що особливістю патогенезу поєднаної гепатопульмональної патології є підвищення рівня фактора роста TGF- β1, стан «системного запалення» за рахунок зростання в загальному кровотоку рівня прозапальних цитокінів, а також Th2–асоційована форма імунного дисбалансу, що формує умови для прогресування фібротичних змін в печінці та бронхолегеневій системі.

Ключові слова: цитокіни, клітинний імунітет, цироз печінки, хронічне обструктивне захворювання легенів. 

Интерес к проблеме сочетанной патологии органов дыхания и печени, на наш взгляд, очевиден. Так, печень является естественным биологическим «фильтром» на пути содержащей большое количество антигенных и биологически активных субстанций крови воротной вены; кровь из печеночных вен через нижнюю полую вену и сердце попадает непосредственно в малый круг кровообращения и от функционального состояния печени во многом зависит как клеточный, так и гуморальный «потенциал» крови, поступающей в легкие [2]. 

При ЦП изменения на уровне легких варьируют в широком диапазоне – от сосудистой дилятации при гепатопульмональном синдроме, до повышения сосудистого сопротивления при развитии портопульмональной гипертензии [10, 22]. Вместе с тем общим итогом всех указанных нарушений является нарушение газообмена в легких, прогрессирование пневмофиброза, а также развитие гипоксии и гипоксемии [12, 15]. Последнее, в свою очередь, негативно влияет на очень чувствительные к гипоксии клетки паренхимы печени, формируя своеобразный порочный круг – дополнительный внешний контур саморегуляции патологического процесса в печени [12]. 

Важной патогенетической составляющей патологических гепатопульмональных нарушений является формирование дисбаланса цитокинового гомеостаза, изменение реакции сосудов на экзогенные вазоконстрикторы, а также дисбаланс многих факторов системы гемостаза [1, 19].

Интерес к исследованию цитокинового потенциала как в гепатологии, так и в пульмонологии, по нашему мнению, связан прежде всего с тем, что имеет непосредственное отношение к фиброзу – основной патогенетической составляющей хронической патологии печени и легких, лежащей в основе формирования и прогрессирования ЦП и ХОЗЛ (наряду с эмфиземой) [9, 14]. 

В свете вышеизложенного дальнейшее изучение патогенетической сущности цитокин-опосредованных механизмом прогрессирования ХОЗЛ у лиц с ЦП представляется нам весьма перспективным направлением, ибо оно является базисом для разработки новых путей дифференцированной патогенетической терапии сочетанной гепатопульмональной патологии.

Основной целью исследования явилось научное обоснование целесообразности использования и оценка клинической эффективности применения пентоксифиллина для коррекции цитокинового (факторы роста) гомеостаза в комплексном лечении цирроза печени, протекающего в сочетании с хроническим обструктивным заболеванием легких. В настоящей работе нами предпринята попытка подойти к проблеме расшифровки патогенетических особенностей сочетанного течения ХОЗЛ и ЦП с позиции оценки цитокинового потенциала, а также формы (типа) иммунного дисбаланса. 

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Под наблюдением состояло 71 больных ЦП (преимущественно – алкогольного генеза), разделенных на две группы. В 1-ю группу вошли 34 больных, страдающих ЦП, во 2-ю группу – 37 больных с сочетанным течением ЦП и ХОЗЛ (I-II степени тяжести). Контрольную группу составили 24 здоровых донора.

Концентрацию цитокинов в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом с использованием коммерческих наборов (ООО «Цитокины» (Россия) IL-1β, протеиновый контур – TNF-α, IL-4). Содержание в сыворотке крови активной формы трансформирующего фактора роста β1 (TGF-β1) определяли методом иммуноферментного анализа с использованием тест-системы «TGF-β1 Emax® ImmunoAssay System» (Promega, США). Оценка результатов осуществлялась фотометрически. 

Определение субпопуляций лимфоцитов по дифференцировочным антигенам проводислось с использованием метода мембранной иммунофлюоресценции с применением гибридомных моноклональных антител к лейкоцитарным дифференцировочным антигенам и антигенам активации серии LT предприятия «Сорбент» (Институт иммунологии РАМН, Москва).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты исследования уровня цитокинов в сыворотке крови, а также основных иммунорегуляторных субпопуляций в общем кровотоке у больных 1-й и 2-й групп представлены в табл. 

Таблица
 
Содержание цитокинов и основных иммунорегуляторных субпопуляций лимфоцитов в крови у больных 1-й и 2-й групп 
 

Примечание: р – достоверность различий, высчитанная в сравнении с группой здоровых лиц, р1 – достоверность различий, высчитанная в сравнении с 1-й группой больных.

Нами установлено, что у больных ЦП (1-я группа) уровень активной формы TGF-β1 повышен на 52,6 % (р < 0,001), а при сочетанном течении с ХОЗЛ (2-я группа) – на 84,5 %, что также достоверно выше (на 20,9 %, р1 < 0,001), чем у больных 1-й группы.

TGF-β1 относится также к основным иммунорегуляторным цитокинам, влияющим на противоинфекционный Т-клеточный иммунный ответ [4]. Учитывая, что выявлена также прямая зависимость между уровнями TGF-β и прогрессией ЦП, а также ХОЗЛ за счет развития фиброза [5, 17], можно утверждать, что сочетание ХОЗЛ и ЦП, с одной стороны, является клиническим маркером повышенного риска развития и прогрессирования фиброза как легких, так и печени (за счет повышенного системного уровня фактора роста TGF-β1), с другой – повышенного риска развития инфекционно-зависимого обострения ХОЗЛ.

Известно, что помимо прямого провоспалительного эффекта под влиянием цитокина TNF-α модулируется рост соматических клеток и стимулируется синтез молекул ICAM-1 с последующей активацией фактора транскрипции (NF-κB) и, таким образом, реализовывается цитокин-опосредованная NF-κB-зависимая хронизация воспалительного процесса [5]. Течение как ЦП, так и ХОЗЛ характеризуется возрастанием в системном кровотоке уровней TNF-α и его растворимых рецепторов (sTNF-R), соотношения TNF-α/sTNF-R, а также IL-1β и его рецепторов (IL-1R) [16, 18]. Выявлена прямая корреляционная связь между увеличенными плазменными уровнями TNF-α, эндотоксинемией, а также лабораторными маркерами повреждения гепатоцитов при ЦП [20].

Нами установлено, что у больных 1-й группы имеет место повышение уровня провоспалительного цитокина TNF-α на 19,4 % (р < 0,01), у больных 2-й группы – на 38,0 % (р < 0,001, р1 < 0,02). Эти факты свидетельствуют, что наличие сочетанной гепатопульмональной патологии характеризуется более высоким цитокиновым (уровень TNF-α) потенциалом, что может способствовать хронизации воспалительного процесса любой локализации, включая печень и бронхолегочную систему [6, 20].

Известно, что IL-1β играет важную роль в иммуногенезе и участвует в реализации иммунного ответа [3]. Нами установлено, что повышение уровней IL-1β в системном кровотоке имеет у больных как 1-й, так и 2-й групп – соотвественно на 20,7 % (р < 0,01) и на 35,7 % (р < 0,001, р1 < 0,05). Можно полагать, что повышение уровня IL-1β у больных 2-й группы в сравнении с больными 1-й группы способствует формированию дополнительного патогенетического контура саморегуляции (самоподдержания) неспецифического воспалительного процесса как в печени, так и в бронхолегочной системе.

Известно также, что лимфокин IL-4 участвует в регуляции фиброзообразования, а его синтез ассоциирован прежде всего с Th2 – субпопуляцией лимфоцитов (и Th2-типом воспаления), участвующих в регуляции гуморальных иммунных реакций. При этом прогрессия фиброза как при ЦП, так и при ХОЗЛ также ассоциирована с Th2-типом иммунного ответа, особенностью которого, в частности, и является секреция Т-клетками цитокина IL-4 [21]. Возрастание уровня IL-4 коррелирует с возрастанием уровня TGF-β1 и, напротив, снижение уровня лимфокина приводит к резкому снижению уровня TGF-β1, уменьшению как легочного фиброза, так и фиброза печени [13, 21]. 

Нами установлено, что уровень цитокина IL-4 в сыворотке крови у больных 1-й и 2-й групп повышен соответственно на 28,7 % (р < 0,001) и 51,6 % (р < 0,001, р1 < 0,01). Таким образом, возрастание уровня IL-4 у больных с сочетанной гепатопульмональной патологией может расцениваться как неблагоприятный патогенетический фактор прогрессирования пневмофиброза и фиброза печени.

Известно, что у больных ЦП и ХОЗЛ (без сочетания этих болезней) выделяют преимущественный Th1-тип цитокинового дисбаланса: in loko morbi и в системном кровотоке преобладают цитокины, синтезируемые преимущественно Th1-клетками над цитокинами, синтезируемыми преимущественно Th2-клетками [7, 23]. Для идентификации типа иммунного дисбаланса у больных 1-й и 2-й групп нами дополнительно изучено содержание основных иммунорегуляторных субпопуляций лимфоцитов в системном кровотоке. При этом нами учитывалось, что в индукции специфического иммунного ответа важнейшая регуляторная роль принадлежит двум регуляторным суб¬популяциям – Т-хелперам и Т-супрессорам [8]. 

Установлено, что у больных 1-й группы содержание CD4+ – Т-лимфоцитов не выходит за пределы диапазона их физиологических колебаний, а у больных 2-й группы – снижено на 30,2 % (р и р1 < 0,001). Выявлено также отсутствие существенной динамики содержания CD8+ – лимфоцитов у больных 1-й и 2-й групп. Вместе с тем у больных 2-й группы показатель CD8+ на 15,0 % (р1 < 0,01) выше, чем у больных 1-й группы. Выявленное снижение содержания CD4+ – клеток в сочетании с повышенным системным уровнем IL-4 свидетельствует о формировании у больных с сочетанной гепатопульмональной патологией особой Th2–ассоциированной формы иммунного дисбаланса, формирующей условия для прогрессирования фибротических изменений [5, 14].

ВЫВОДЫ

1. Сочетанное течение ХОЗЛ и ЦП формирует условия повышенного риска развития и прогрессирования фиброза легких за счет повышенного уровня фактора роста TGF-β1, а также состояние «системного воспаления» за счет возрастания уровня провоспалительных цитокинов в общем кровотоке.

2. Достоверно повышенный системный уровень IL-4 в сочетании со сниженным содержанием CD4+ – лимфоцитов свидетельствует, что у больных с сочетанным течением ЦП и ХОЗЛ формируется особая Th2–ассоциированная форма иммунного дисбаланса, формирующая условия для прогрессирования фибротических изменений печени и бронхолегочной системы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ивашкин В.Т., Буеверов А.О. Настоящее и будущее клинической гепатологии // Бол. орг. пищевар. – 2002. – Т.4, №1. – C.23-29.

2. Подымова С.Д. Болезни печени. – М.: Медицина, 1993. – 544 с.

3. Симбирцев А.С. Биология семейства интерлейкина-1 человека // Иммунология. – 1998. – №3. – С.9–17.

4. Belkaid Y., Rouse B.T. Natural regulatory T cells in infectious disease // Nature Immunol. — 2005. — Vol.6. — P.353–360.

5. Blobe G.C., Schiemann W.P., Lodish H.F. Role of Transforming Growth Factor {beta} in Human Disease // N. Engl. J. Med. — 2000. – Vol.342, N.18. – P. 1350 — 1358.

6. Chung K.F. Cytokines in chronic obstructive pulmonary disease // Eur. Respir. J. Suppl. — 2001. — Vol.11, №34. – Р.50-59. 

7. Cytokine-induced inflammatory liver injuries / H.Tsutsui, K.Adachi, E.Seki, K.Nakanishi // Curr. Mol. Med. — 2003. – Vol.3. – P. 545-559.

8. Davidson A, Diamond B. Autoimmune diseases // N. Engl. J. Med. – 2001. – Vol. 345. – P. 340–350. 

9. Denninger M.H. Liver diseases and hemostasis // Pathol. Biol. (Paris). — 1999. — Vol.47, №9. – Р.1006-1015.

10. General and regional circulatory alterations in cirrhosis of the liver / H.A.Kontos, W.Shapiro, H.P.Mauck, J.L.Patterson // Am. J. Med. — 2002. – Vol.67. – P. 618–622.

11. H2O2 and tumor necrosis factor-α activate intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) gene transcription through distinct cis-regulatory elements within the ICAM-1 promoter / K.A.Roebuck, A.Rahman, V.Lakshminarayanan et al. // J. Biol. Chem. — 1999. — Vol.270. — P.18966-18974. 

12. Hepatopulmonary syndrome: prevalence and predictive value of various cut offs for arterial oxygenation and their clinical consequences / P.Schenk, V.Fuhrmann, C.Madl et al. // Gut. — 2002. — Vol.51. – Р.853-859.

13. Interleukin-4 induces tissue fibrosis by selectively stimulating and activating transforming growth factor β1 / C.G.Lee, R.Homer, Z.Zhu et al. // J. Exp. Med. — 2001. — Vol.194. — P.809–821.

14. King P.D., Rumbaut R., Sanchez C. Pulmonary manifestations of chronic liver disease // Dig. Dis. — 2001. – Vol.14, №2. – Р.73-82.

15. Mandell M.S., Groves B.M. Pulmonary hypertension in chronic liver disease // Clin. Chest Med. — 1996. — Vol.17, №1. – Р.17-33.

16. Marra F. Chemokines in liver inflammation and fibrosis // Front. Biosci. — 2002. — № 7. — P.1899-1914.

17. Mechanisms of pulmonary fibrosis / V.J.Thannickal, G.B.Toews, E.S.White et al. // Annu. Rev. Med. — 2004. — Vol.55. — P.395–417. 

18. Mukhopadhyay S., Hoidal J.R., Mukherjee T.K. Role of TNFalpha in pulmonary pathophysiology // Respir. Res. – 2006. — Vol.7. — P.125-128.

19. Panos R.J., Backer S.K. Mediators, cytokines, and growth factors in liver-lung interactions // Clin. Chest Med. — 2001. – Vol.17. – P.151–169.

20. Presence of plasma endotoxin is correlated with tumour necrosis factor receptor levels and disease activity in alcoholic cirrhosis / C.Hanck, S.Rossol, U.Bocker et al. // Alcohol. Alcohol. — 1998. — Vol.33, №6. – Р.606-608.

21. Production of type 2 cytokines by CD8+ lung cells is associated with greater decline in pulmonary function in patients with systemic sclerosis / S.P.Atamas, V.V.Yurovsky, R.Wise et al. // Arthritis Rheum. — 1999. — Vol.42. — P.1168–1179.

22. Pulmonary hypertension complicating portal hypertension: prevalence and relation to splanchnic hemodynamics / A.Hadengue, M.K.Benhayoun, D.Lebrec, J.P.Benhamou // Gastroenterology. — 2000. – Vol.120. – P.720–728.

23. Spurzem J.R., Rennard S.I. Pathogenesis of COPD // Semin. Respir. Crit. Care. Med. – 2005. – Vol.26. – Р. 142–153.