Так как текст написан человеком, не имеющим медицинского образования, он может содержать неточности вследствие отсутствия глубокого понимания проблемы. Информация предназначена для пациентов. Сообщения об ошибках, замечания и дополнения с благодарностью будут приняты.

Александр Белоусов sarcoidosis@yandex.ru

02.09.2005

Гранулема

В материалах нашего сайта часто можно встретить термин ''гранулема'' и ''гранулематозное воспаление''. В этой статье мы попытаемся разобраться, что это такое, какова роль гранулемы при саркоидозе.

Действия иммунной системы направлены на сохранение ''чистоты'' внутренней среды организма. Иными словами, любая инородная субстанция, которая организмом опознается как ''чужая'', должна быть уничтожена или, если уничтожение по каким-то причинам невозможно, надежно изолирована.

Гранулема - ограниченное скопление клеток, способных к фагоцитозу (от слова гран - зернышко). Макроскопически гранулемы обычно выглядят как узелки различных размеров. Гранулематозное воспаление (от слов гран - зернышко и матоз - множественность) - возникновение большого числа гранулем.

Если центре гранулемы находится микроорганизм (такие гранулемы называют инфекционными), вокруг него находится вал лейкоцитов и В- лимфоцитов. На периферии - фибробласты, которые продуцируют коллагеновые волокна. Если микроорганизм удается уничтожить - гранулема рассасывается. Если нет - функцией гранулемы становится ограничение инфекции. В некоторых случаях гранулемы могут обызвествляться и микроорганизм, даже сохранивший свою жизнеспособность, надежно изолируется. Возможно, такая адаптивная реакция организма выработалась в процессе эволюции. Кроме ограничения инфекции она позволяет изолировать инфекционный агент в гранулеме в качестве постоянного стимулятора иммунитета, чтобы исключить его дальнейшую экспансию.

Если в организм попадает чужеродный материал (например, тальк, крахмал или волокна хлопка), организм также реагирует на него скоплением воспалительных клеток. Такие гранулемы называются неинфекционными.

Иногда гранулемы образуются как реакция на опухолевые клетки, их иногда называют ''ложными''.

Иногда гранулемы развиваются в ответ на наличие в организме некоторых металлов, например, бериллия, кадмия, титана, циркония и других металлов.

К гранулемам не установленной природы относят гранулемы при саркоидозе, болезни Крона, гранулематозе Вегенера и некоторых других болезнях. Как Вы уже поняли, для первых трех типов гранулем характерно присутствие какого-либо инородного объекта в центре гранулемы. В случае саркоидоза такого объекта нет.

Так как мы постоянно подвергаемся воздействию различных органических и неорганических субстанций, образование гранулем является совершенно обычным делом для организма.

При различных типах гранулем, состав воспалительных клеток и их пространственная организация существенно различаются. Это позволяет врачу-патологу рассмотрев под микроскопом биопсийный материал (крошечный кусочек ткани из вовлеченного органа), определить тип гранулемы и предположить вероятный диагноз. Биопсийный материал окрашивается специальными красителями дял поиска микророрганизмов, которые могут вызвать формирование гранулемы, а затем высевается на специальные питательные среды и определяется, какие организмы выросли. Это позволяет поставить правильный диагноз, даже если врач-патолог ошибся в определении типа гранулемы.

В чем вред гранулем ?

Гранулема любого типа проходит определенные этапы развития, в ходе которых меняется ее структура и клеточный состав воспалительного инфильтрата. По мере ''старения'' гранулемы все большее развитие получают фибробластические элементы, приводящие к рубцеванию гранулемы.

Чем больше гранулем и чем больше их ''возраст'', тем меньше ткани пораженного органа продолжает выполнять свою функцию. В стремлении защитить организм, иммунная система замещает все больше ткани органа соединительной тканью. Если это легкие - возникает одышка, если глаза - нарушается зрение, если нервы - нарушается работа органа, которым этот нерв управляет, возникает дисфункция, боль или паралич, если сосуды - нарушается кровоснабжение органов. Большие скопления гранулем и увеличенные лимфатические узлы могут сдавливать дыхательные пути и сосуды.

Гранулемы при саркоидозе

Гранулемы при саркоидозе называют неказеифицирующими (в русскоязычной литературе также встречаются термины ''неказеозные'', ''бесказеозные''). Английский термин noncaseating используется, чтобы отличить саркоидные гранулемы от казеозных (caseous - по английски означает ''творожистый''), которые часто развиваются при туберкулезе легких, когда легочная ткань становится мягкой, сухой и по своему внешнему виду напоминает творожную массу. Для саркоидных гранулем казеоз нехарактерен.

Некоторые исследователи называют саркоидные гранулемы ''аварийными органами иммунитета'', а саркоидоз ''аварийным иммунологическим ответом'' или ''альтернативным путем'' у индивидуумов, конституционно неспособных к ответу на предполагаемый этиологический агент(ы) более эффективным способом.

Механизм формирования гранулемы

Для начала придется Вас напугать цитатой из уникальной работы, исследовавшей иммунодинамику и механизм формирования саркоидной гранулемы. Авторы использовали реактив, приготовленный из селезенки или лимфатических узлов пациентов с саркоидозом. Этот реактив, называемый антигеном Квейма, является единственным реактивом, позволяющий выявить специфический саркоидный ответ in vivo (в живом организме). Аналог такого реактива для туберкулеза (туберкулиновая кожная проба) Вы неоднократно испытывали на себе. О загадках реактива Квейма мы поговорим позднее.

Ансгар Квейм (Ansgar Kveim) (1892-1966) родился в Норвегии и работал в отделении дерматологии. Он сделал важное наблюдение, что ткань лимфатического узла пациента с саркоидозом, введенная подкожно, вызвала развитие папулы у 12 из 13 его пациентов с саркоидозом. Одновременное контрольное введение антигена Фрея и туберкулина не давали реакции. Поскольку реакция не происходила у здоровых и у пациентов с обыкновенной волчанкой (lupus vulgaris), он заключил, что папулы вызваются неизвестным агентом и что такой тест может использоваться, чтобы дифференцировать саркоидоз от туберкулеза.

''Мы использовали модель Квейма-Зильцбаха, чтобы определить клеточную иммунодинамику на участках кожной пробы, с которых брались образцы с различными временными интервалами. Через 6 часов, появляется коллаген, окруженный небольшим количеством CD5+ T-лимфоцитов. Большинство клеток являются CD4+ T-хелперами, CD8+ T-супрессоров немного. До дня 7 наблюдается постоянное увеличение числа T-хелпер; T-супрессоры редки. Количество CD14+ моноцитов достигает максимума через 48 часов. После 7 дней, замечены единичные Leu-M3+ моноциты. Leu-M3 антителами окрашиваются более 95 % моноцитов периферийной крови, но эпителиоидные клетки и многоядерные гигантские клетки гранулемы не окрашиваются. Это позволяет предположить, что морфологические и функциональные изменения, которые сопровождают дифференцирование моноцитов, связаны с потерей этого маркера. Замечены единичные CD22+ B-лимфоциты. С дня 12 до дня 34, наблюдается постоянное увеличение числа CD4+ T-лимфоцитов, отмечены единичные CD8+. Гигантские клетки Лангханса появляются на 12 день. Материалы биопсии, взятые на 21, 28 и 34 день показали продолжающийся приток клеток с прогрессирующей консолидацией в эпителиоидную гранулему. Хотя эпителиоидные и многоядерные гигантские клетки были идентифицированы морфологически, ни одна из них не окрашивалась Leu-M3 антителами; B-клетки и моноциты фактически отсутствовали. Депозитов иммуноглобулинов обнаружено не было''. (Kataria YP, Park HK: Dynamics and mechanism of the sarcoidal granuloma. Detecting T-cell subsets, non-T cells, and immunoglobulins in biopsies at varying intervals of Kveim-Siltzbach test sites. Ann N Y Acad Sci 465:221-232, 1986).

Давайте попытаемся разобрать эту цитату. Вначале необходимые пояснения.

Сначала на участке введения антигена Квейма появляется коллаген. Коллаген - этот белок, образующий основные структуры соединительной ткани - коллагеновые волокна. Присутствие коллагена связано с фибронектином. Это белок соединительной ткани, способный связывать разные белки. Фибронектин участвует в прикреплении клеток к коллагеновым субстратам. Было установлено, что коллаген различных типов присутствут во всех стадиях развития гранулем. Появление коллагена на самом раннем этапе формирования гранулемы позволило предположить, что он связывает антиген Квейма, иммобилизируя этот участок для фокусированного иммунного ответа. Также на этом самом раннем этапе участвует белок остеопонтин, который имеет ''липкую поверхность'' для Т-клеток, стимулирует миграцию Т-клеток в очаг воспаления и некоторые ученые считают его идеальным ''гранулемогенным фактором''.

В дальнейшем Вам будет часто встречаться термин CD (от английского claster of differentiation – кластер дифференцировки) молекул. Это гликопротеиновые маркеры на поверхности, которые указывют на ''специализацию'' клеток.

CD5+ это T-лимфоциты, у которых на поверхности экспрессирован особый белок с молекулярным весом 67-kDa. Помимо стимулирования секреции интерлейкина-2 и рецепторов интерлейкина-2, он дает сигнал для пролиферации (размножение клеток, происходящее путем митотических делений) T-клеток.

Т-хелперы (CD4+ лимфоциты), это субпопуляция Т-лимфоцитов, выполняющая функцию узнавания чужеродного антигена в индуктивной фазе иммунного ответа. Т-супрессоры (CD8) - это клетки тормозящие иммунную реакцию, они подавляют активность антигенпрезентирующих клеток и лимфоцитов. Постоянно увеличенное отношение CD4+/CD8+ весьма характерно для активного саркоидоза, оно указывает, что усилия иммунной системы направлены на опознавание антигена, которые не увенчались успехом.

Моноциты являются предшественниками тканевых макрофагов. Моноциты активно мигрируют к источнику воспаления. Это целенаправленное активное движение к очагу воспаления носит название хемотаксиса. Придя в очаг воспаления, моноциты превращаются в макрофаги - клетки с тканевой локализацией, активно фагоцитирующие, с ''липкой'' поверхностью, подвижные, как бы ощупывающие все, что находится в ближайшем окружении. Фенотип CD14+ отражает активизированное состояние моноцитов и процесс их трансформации в макрофаги. Известно, что повышение уровня CD14 в крови является маркером активации иммунной системы бактериальными эндотоксинами. CD14 имеют рецепторы к комплексам LBP-LPS (белок, связывающий липополисахариды), то есть чужеродные протеины связываются специальным белком и ''на блюдечке'' преподносятся CD14+ клеткам для ''знакомства'' и обретения специализации.

Leu-M3 это маркер зрелых моноцитов (mature monocytic marker). Антитела к Leu-M3 позволяют окрашивать CD14+ клетки и делать их видимыми для микроскопического исследования. Примитивные (нативные) клетки еще не ''обучены'' своим защитным функциям против специфического противника, в то время как зрелые клетки уже обрели свою специализацию. При саркоидозе в очаге воспаления зрелых моноцитов практически нет. Моноциты, привлекаемые для формирования гранулемы лишены маркера зрелости. Это указывет на их готовность к ''обучению''.

CD22+ это В-лимфоциты. В небольшом количестве они находятся на периферии гранулемы. Процесс хемотаксиса при саркоидозе привлекает в основном моноциты и макрофаги. Малое количество B-лимфоцитов и отсутствие депозитов иммуноглобулина в матералах биопсии подразумевает отсутствие влияния гуморального иммунитета на развитие саркоидных гранулем.

Гигантские клетки - скопление клеток, которые имеют общую цитоплазму и множественные ядра. Предшественниками гигантских клеток могут быть гистиоциты и моноциты. Предполагается, что при некоторых условиях (например, в присутствии инфекции), моноцит избирает генетически выработанный резервный путь репродукции, когда он размножается делением ядра без разделения оболочки, протоплазмы и всех структурных элементов. Образуется двухъядерная клетка, которая по всем параметрам в 2 раза больше и сильнее своей предшественницы. После четырех актов размножения в протоплазме многоядерной клетки может быть до 16 ядер. При этом клетка сохраняет в пределах общей оболочки и протоплазмы все свои структуры. Она с каждым митотическим актом увеличивается в размерах, превращаясь в гигантскую клетку, которая была описана Лангхансом и Пироговым в 1852 году. Ее также называют эпителиоидной, поскольку она напоминает клетки покровного эпителия.

После трансформации моноцита в клетку Лангханса, сразу включается полная программа иммунного ответа, которая обеспечивает гигантской клетке возможность выполнения функции завершенного фагоцитоза. Существует мнение, что эффективный, зрелый и до конца завершенный фагоцитоз может осуществляться только клетками Лангханса. На примере образования клеток Лангханса можно наблюдать совершенно уникальное явление клеточной биотрансформации, когда мононуклеарная клетка, хорошо изученная, вдруг начинает расти как опухоль до невероятных размеров, превращаясь в супермакрофаг.

Теперь Вы можете представить себе картину, происходящую при формировании гранулемы. Сначала антиген на участке введения связыватся коллагеном. Это не дает ему возможности ''расползаться'' по всему организму. Лимфоциты, окружающие этот комплекс на раннем этапе, дают сигнал для пролиферации (размножения) Т-клеток, вырабатывают факторы, привлекающие клетки (факторы хемотаксиса) и не дающие возможности клеткам уйти из очага воспаления. Среди клеток, подавляющее большинство - Т-хелперы. Их задача опознать антиген и запустить процесс, который его уничтожит. Образются гигантские клетки Лангханса с мощными фагоцитирующими свойствами.

В большинстве случаев, процесс ''уничтожения'' неизвестного антигена успешно завершается. Этот процесс занимает от нескольких месяцев до 2 лет. Отношение CD4+/CD8+, число клеток, уровни воспалительных медиаторов возвращается к норме, лимфатические узлы уменьшаются. Процесс ''спонтанной ремиссии'' изучен плохо из-за его относительной кратковременности и сложностей в своевременном обнаружении таких случаев. Есть косвенные данные, что подавляющее число случаев саркоидоза вообще остаются вне поля зрения врачей. В последние годы генетики определили, какие генетические факторы предрасполагают к спонтанной ремиссии, а какие к хронической болезни. Эти вопросы мы рассмотрим позднее.

По непонятным причинам, в некоторых случаях процесс ''уничтожения'' антигена не заканчивается. Болезнь распространяется на другие органы и становится хронической. Дальнейшее развитие гранулемы ведет к увеличению активности фибробластов и осаждению коллагена. Коллаген типа III (ранний, растворимый коллаген) в конечном счете замещается типом I (нерастворимый коллаген), который является более стабильным и производит необратимый фиброз. Поэтому, процесс ''созревания'' гранулем ведет к структурному повреждению органа, которое может стать постоянным, практически не поддается лечению и привести к функциональным нарушениям.

Возможные причины, по которым гранулемы сохраняются продолжительное время

Достоверная причина этого феномена неизвестна. В настоящее время можно говорить лишь о гипотезах.

Самое очевидное предположение - антиген, вызывающий формирование гранулем при саркоидозе слабо деградирующий. Это позволяет ему сохраняться в организме продолжительное время и провоцировать длительную реакцию со стороны иммунной системы. Природа такого антигена остается неизвестной.

Другое предположение - агент, вызывающий формирование гранулем не был обнаружен из-за своих малых размеров. Использование современных методов исследования вновь подняло вопрос о роли талька, силикона, кварца и других веществ в развитии саркоидоза. Электронная микроскопия позволила обнаружить внутри гранулемы частицы размером менее 0.25 микрон. Даже при электронной микроскопии эти частицы были видимы только когда они скапливались в виде агломератов, а при световой микроскопии они были совершенно невидимы. Кроме того, при таком размере частиц, они не могут быть обнаружены минералогическими методами, которые используют фильтры из целлюлозы с диаметром отверстий 0.45 микрон.

Из других агентов, обнаружение которых также является довольно трудным вследствие малых размеров, не так давно были предложены нанобактерии.

Вновь реанимирована гипотеза академика Хоменко об участии L-форм бактерий в развитии саркоидоза. Подробно об этом Вы можете почитать в разделе ''Гипотеза Тревора Маршалла''.

Также предполагается, что гранулемы могут сохраняться продолжительное время из-за нарушения процесса апоптоза (запрограммированной клеточной смерти). Этот вопрос мы рассмотрим позднее.

Нельзя исключить версию, что причиной продолжительного сохранения гранулем является генетический дефект иммунного ответа пациента. Эти вопросы изучает генетика саркоидоза.

В настоящее время принято считать, что саркоидоз возникает при воздействии неизвестного антигена на наследственно предрасположенного индивидуума. Такая неконкретная формулировка связана с тем, что за и против гипотез, о которых мы говорили выше, есть достаточно много фактов.

С предположениями о возможной природе саркоидного антигена мы познакомимся при рассмотрении самого пестрого и противоречивого вопроса - этиологии саркоидоза.