Впоследнее десятилетие появляется все больше информации о взаимодействии иммунной системы и системы гемостаза при развитии различных заболеваний. Молекулы воспаления и тромбообразования способны к взаимной активации и усилению. Например, интерлейкин 1 и фактор некроза опухоли α стимулируют синтез тканевого фактора, потенцируя прокоагулянтную активность эндотелия, мобилизуют на его поверхности фактор фон Виллебранда [1]. Нейтрофилы образуют внеклеточные ловушки, способные активировать коагуляционный каскад. Тромбин является ярким провоспалительным агентом [2]. На основании этих и других доказательств взаимодействия гемостаз и воспаление можно рассматривать как компоненты интегрированной системы ответа хозяина на травму и инфекцию [3]. В этой системе важная роль отводится тромбоцитам — безъядерным клеточным фрагментам, которые долгое время относили исключительно к первичному гемостазу. Однако благодаря накопленным за последнее время сведениям сегодня не вызывает сомнений, что тромбоциты — неотъемлемый элемент иммунной регуляции воспалительного ответа.
Структурная организация тромбоцитов сложна, а функции чрезвычайно разнообразны. Не имея ядра, тромбоциты в то же время экспрессируют большое количество мембранных рецепторов и содержат цитоплазматическую мРНК для синтеза ограниченного числа белков. Они содержат митохондрии, лизосомы и пероксисомы, а также множество внутриклеточных иммунных медиаторов в гранулах и везикулах [4]. Рецепторы и белки позволяют тромбоцитам взаимодействовать с лейкоцитами и эндотелиальными клетками как с помощью контактно-зависимых механизмов, так и через секретируемые иммунные медиаторы. α-Гранулы экспрессируют рецепторы для взаимодействия с эндотелием и поддержания его эукоагулологического состояния, высвобождают большое число разнообразных медиаторов, участвующих в хемотаксисе, регуляции сосудистого тонуса, ангио- и лимфангиогенезе. За счет выделения микрочастиц осуществляется транспорт белков, цитокинов и других веществ. Посредством этих реакций тромбоциты могут системно модулировать иммунный ответ в местах своей активации [5]. Липидные метаболиты поддерживают репарацию и регенерацию тканей. Поверхность тромбоцитов является плацдармом для коагулологических реакций.
Однако особый интерес представляет активно изучаемая в настоящая время их роль в организации и регуляции воспалительных процессов и иммунных реакций [6]. Являясь клеточными эффекторами врожденного иммунитета, они способны распознавать патогенные микроорганизмы и выделять в ответ различные иммунорегуляторные цитокины и хемокины [7, 8].
В физиологических условиях тромбоциты являются важным фактором поддержания гомеостаза легких. Они способствуют целостности базального барьера альвеолярных капилляров, который избирательно ограничивает перенос воды, белков и эритроцитов за пределы сосудов [9]. Тромбоциты содержат факторы, стабилизирующие эндотелиальный барьер (сфингозин-1-фосфат, ангиопоэтин 1 и др.), участвуют в процессах восстановления легочных сосудов, способствуют гемостатической и противовоспалительной защите здорового легкого. В то же время экспериментальные и клинические данные свидетельствуют о том, что тромбоциты нередко могут быть факторами повреждения при различных легочных заболеваниях и синдромах. Активация тромбоцитов может быть ключевым патофизиологическим механизмом повреждения тканей хозяина при сепсисе, эндокардите, а также осложненном течении пневмонии [9–11].
Пневмонии относятся к числу наиболее распространенных инфекционных заболеваний в педиатрии [12]. По данным разных авторов, в 0,8–7% случаев внебольничная пневмония у детей осложняется деструкцией участков легких, механизмы развития которой до настоящего времени точно не определены. Деструктивная (некротизирующая) пневмония чаще встречается у иммунокомпетентных детей с неотягощенным анамнезом. Известно, что в основе деструкции при этом лежит тромботическая окклюзия внутрилегочных сосудов. К активации коагуляционного каскада приводят цитокиноопосредованные воспалительные реакции в условиях цитотоксического действия бактериальных токсинов [13, 14].
Исследования разных авторов свидетельствуют об активации тромбоцитарного звена гемостаза у детей с внебольничной пневмонией, подтверждая участие тромбоцитов в иммунной защите [15]. Так, тромбоцитопения является независимым предиктором смертности при внебольничной пневмонии у детей до 5 лет [16]. Скорее всего, смертность при внебольничной пневмонии связана с генерализацией инфекции и системным воспалительным ответом, когда снижение числа тромбоцитов становится одной из характеристик сепсиса в результате их потребления [17]. При внебольничных пневмониях тромбоцитопению, наблюдаемую в начале заболевания, довольно быстро сменяет увеличение абсолютного числа тромбоцитов — реактивный тромбоцитоз, выраженность которого у детей коррелирует с тяжестью течения пневмонии [18]. A. Baruah et al. [19] провели обсервационное исследование 298 госпитализированных детей в возрасте от 2 мес. до 5 лет с диагнозом «внебольничная пневмония». Уровень тромбоцитов был нормальным в 68,1%, высоким — в 8,05% и низким — в 23,8% случаев. Авторы отметили значительную связь между аномальным количеством тромбоцитов и осложнениями (p<0,001). Тромбоцитоз был связан с респираторными осложнениями (p<0,001), а тромбоцитопения — с системными осложнениями и смертностью (p<0,001). Количество тромбоцитов положительно коррелировало со временем выздоровления (r=0,14, p=0,03).
C. Fan et al. [20] предложили рассматривать динамику количества тромбоцитов при пневмониях у детей в качестве критерия дифференциальной диагностики бактериального и вирусного процесса. Они показали, что через 72 ч после госпитализации число тромбоцитов в динамике при бактериальной инфекции значимо увеличивается, а при вирусной природе заболевания остается на прежнем уровне [20]. Таким образом, снижение числа тромбоцитов в начале заболевания и динамика изменения их числа по мере развития патологического процесса при пневмониях у детей свидетельствуют о вовлечении тромбоцитов в воспалительные реакции при этом заболевании. Следует отметить, что степень вовлечения тромбоцитарного звена в патологический процесс при пневмониях не зависит от этиологии, что подтверждает универсальность тромбоцитарной активации при бактериальном воспалении [21].
Благодаря своему небольшому размеру тромбоциты в просвете сосудов оттесняются током крови к периферии, постоянно «мониторируя» состояние эндотелия [22]. При попадании инфекционного агента в кровоток эти клеточные фрагменты одними из первых могут реагировать на вторжение. При тяжелом течении пневмонии преодоление микробами эпителиального барьера и попадание их в кровоток с последующей реакцией тромбоцитов неизбежно. Антимикробные свойства тромбоцитов заключаются в подавлении инфекционного процесса посредством активации тромбообразования для ограничения распространения и репликации некоторых патогенов. Тромбоциты содержат, выделяют и в некоторых случаях экспрессируют на поверхности пептиды, белки и хемокины, обладающие мощной антимикробной активностью. Среди них бактерицидные белки тромбоцитов (PMPs) и киноцидины — древние иммунные эффекторные молекулы, обладающие антибактериальной и противогрибковой активностью, потенцирующие действие некоторых антибиотиков. Тромбоциты экспрессируют β-дефенсин 1, который ингибирует рост Staphylococcus aureus in vitro, усиливают антимикробную функцию макрофагов в отношении S. aureus, а также запускает развертывание нейтрофильных внеклеточных ловушек (НВЛ) [23]. Высвобождаемый богатый гистидином гликопротеин (HRG) способствует захвату Staphylococcus pyogenes в тромбы in vitro и в инфицированные участки in vivo у мышей [24].
Активация при взаимодействии с микробами происходит посредством рецепторов αIIbβ3, GPIbα, TLRs, Fc-рецептора, DC-SIGN, а также рецепторов комплемента [25]. Экспериментально была продемонстрирована роль ряда тромбоцитарных факторов в выживании мышей при инфицировании различными патогенами [26, 27]. α-Гемолизин, один из критических факторов вирулентности S. aureus, вызывает образование тромбоцитарно-нейтрофильных агрегатов, что играет важную роль в повреждении альвеолярных капилляров при деструктивной пневмонии из-за последующей активации коагуляции. Факторы адгезии S. aureus — А и В, SdrE и Spa — способны активировать агрегацию тромбоцитов [28]. Streptococcus pneumoniae также способствует агрегации и активации тромбоцитов благодаря прямому воздействию адгезина и пневмолизина [29]. Следует учитывать, что взаимодействие бактериальных патогенов с тромбоцитами потенциально опасно, так как может способствовать распространению патогенов, как описано для S. pyogenes в экспериментах с мышами [30]. S. pneumoniae, S. aureus, а также S. pyogenes являются основными возбудителями деструктивных пневмоний у детей [14, 31].
Активирующим фактором для тромбоцитов также выступает гипоксия [32]. Тромбоциты взаимодействуют не только с бактериями, но и с вирусами. Так, некоторые вирусы напрямую взаимодействуют с тромбоцитами и мегакариоцитами, модулируя их функции, а вирус-обусловленные иммунные реакции прямо или косвенно способствуют активации тромбоцитов [33]. В то же время существуют доказательства реализации деструктивной пневмонии у детей именно в условиях вирусно-бактериальных взаимодействий [34]. Возможно, в развитии патологического процесса имеют значение множественные влияния вирусов на организм хозяина, в том числе и тромбоцитарная активация.
Как было отмечено выше, тромбоциты регулируют и контролируют состояние эндотелия. Одним из доказательств важности полноценной их функции для сосудов является повышенная проницаемость при некоторых формах тромбоцитопений [35]. В то же время эндотелий сосудов легких — участник патогенеза при пневмониях. Известно, что детерминанты вирулентности S. pneumoniae, например цитотоксический порообразующий токсин (пневмолизин), попадая в кровоток, вызывает выраженные воспалительные реакции, повреждает эндотелиоциты. Это в свою очередь приводит к активации тромбоцитов и запуску коагуляционного каскада. Исходом патологического процесса при таком воздействии является диссеминированное внутрисосудистое свертывание (ДВС) [36]. Эндотелиит сосудов рассматривается как иммуновоспалительный ответ хозяина на непосредственное действие патогена. Тромбоцитарно-эндотелиальные взаимодействия с исходом в тромбообразование — фактор, определяющий микрососудистую недостаточность, нарушение перфузии, тканевой гипоксии с последующей органной недостаточностью [37]. Одним из результатов таких патофизиологических реакций могут быть деструктивные изменения при внебольничных пневмониях у детей.
Одновременно тромбоциты взаимодействуют и с нейтрофилами, стимулируя формирование последними НВЛ — нитей ДНК, связанных с гистонами, гранулярными ферментами (эластаза, катепсин G и др.) и катионными белками. Образование НВЛ (нетоз) — уникальный путь клеточной смерти. НВЛ захватывают, иммобилизуют и в некоторых экспериментальных условиях убивают патогены in vitro, включая микроорганизмы, вызывающие пневмонию. Предполагается, что НВЛ захватывают и удерживают патогены в легочных капиллярах и других микрососудах при бактериемии [38]. Однако ферменты — компоненты НВЛ способны повреждать и эндотелиальные клетки, провоцируя адгезию тромбоцитов с последующим тромбообразованием. Роль нетоза в патогенезе деструктивных пневмоний в настоящее время изучается. Показана локальная активность этого процесса: НВЛ обнаружены в жидкости бронхоальвеолярного лаважа и плевральной жидкости у детей с деструктивными пневмониями [39].
Провоцируемое воспалительными процессами микрососудистое тромбообразование описывают терминами «иммунотромбоз», «тромбовоспаление», подчеркивая тесную связь между процессами воспаления и гемостаза [40]. Иммунотромбоз является специфическим физиологическим компонентом системы врожденного иммунитета. В этом процессе патогены захватываются и уничтожаются локально в микроциркуляторном русле. Однако дисрегуляция иммуногемостатических механизмов чревата повреждением собственных тканей, что лежит в основе развития сепсиса и септического шока [41]. Запускаемая цитотоксическими эффектами бактерий системная гиперреактивность тромбоцитов приводит к чрезмерному плохо контролируемому нетозу и образованию внутрисосудистых микротромбов с риском распространенного микрососудистого тромбоза и дисфункции органов [42].
Для острого периода внебольничной пневмонии характерно гиперкоагуляционное состояние, о чем свидетельствует повышение уровня D-димера, растворимых комплексов фибрин-мономера, а также маркеров эндотелиальной дисфункции (эндотелин 1, липопротеин). Причем изменения коагулологического статуса сохраняются и после выписки из стационара. Выраженность эндотелиальной и коагуляционной дисфункции зависит от тяжести течения пневмонии, объема поражения легких, степени выраженности синдрома системной воспалительной реакции [43]. При тяжелом течении пневмонии существует риск чрезмерной выработки тромбина на фоне сверхэкспрессии тканевого фактора, что совместно с активацией тромбоцитарного звена может привести к развитию синдрома ДВС [44].
В период пандемии COVID-19 активно изучался внутрисосудистый иммунитет. В том числе было выявлено значительное увеличение количества легочных и циркулирующих мегакариоцитов (МК) — предшественников тромбоцитов, на основании чего было высказано предположение об усилении локального тромбопоэза во время инфекции [45]. МК — крупные клетки, развивающиеся из гемопоэтических стволовых клеток и локализующиеся в костном мозге, однако недавно в легких были обнаружены резидентные МК, где из них вырабатывается более 10 млн тромбоцитов в час. Следовательно, в легких образуется около 50% общего пула тромбоцитов [10]. Ядра МК в легких более многочисленны у пациентов с сепсисом, сердечно-сосудистыми заболеваниями и злокачественными опухолями. Предполагается, что МК также являются иммунными клетками. Так, на их поверхности экспрессируются Толл-подобные рецепторы (Toll-like receptors, TLR) 1, 2, 3, 4, 6, Fcγ-рецептор, лиганд CD40 [46]. Экспрессия TLRs свидетельствует о возможности распознавания воспалительных и патогенных сигналов иммунными эффекторными клетками [47]. МК вырабатывают ряд цитокинов и растворимых медиаторов, которые воздействуют на иммунные клетки. Часть из этих медиаторов, включая PF4/CXCL4, TGFβ, IL-8 и CXCL1, хранятся в α-гранулах [48]. Они способны высвобождать содержимое своих гранул в среду костного мозга, хотя механизмы, регулирующие это высвобождение, до настоящего времени не определены. Посредством цитокинов в костном мозге МК в том числе регулируют созревание и выход нейтрофилов [49].
Локализация МК в легких объясняет возможность их участия в развитии легочных заболеваний, в том числе внебольничных пневмоний, которые могут сопровождаться изменением количественного содержания тромбоцитов в периферической крови. МК участвуют в презентации антигенов, но также могут играть и негативную роль, потенцируя воспаление. Кроме того, МК содержат различные факторы роста, связанные с фиброзом [46].
Тромбоциты функционируют в сосудистом русле, однако их эффекты реализуются и в интерстициальном пространстве. Это достигается благодаря выделению тромбоцитами микрочастиц, которые переносят связанные с мембраной сигнальные молекулы и молекулы адгезии и представляют собой специализированный механизм внутрисосудистой и внесосудистой клеточно-клеточной коммуникации [50]. В экспериментах in vitro показано, что МК также выделяют микрочастицы [51]. Легочные МК, в дополнение к тромбоцитам, могут быть источниками альвеолярных или системных микрочастиц при воспалении и тромбозе.
Таким образом, тромбоциты и МК являются эффекторными клетками иммунной системы, участвуют в реакциях врожденного иммунитета при различных заболеваниях, в том числе при внебольничной пневмонии. При этом активация тромбоцитов является частью ответа острой фазы при повреждении тканей и инфекции. Функции тромбоцитов включают ограничение роста патогенов локально в микроциркуляторном русле за счет тромбообразования и вторичной активации коагуляционного каскада. Неконтролируемая активация тромбоцитов может привести к воспалению и тромботическим событиям.
В основе осложненного течения внебольничных пневмоний у детей лежит дисрегуляция иммунного ответа. Первоначально защитные реакции в виде агрегации тромбоцитов, активации коагуляционного звена, выброса НВЛ становятся повреждающими факторами. Вторичный эндотелиит потенцирует продолжающуюся активацию тромбоцитов, работу свертывающей системы и нетоз. Дальнейшее неконтролируемое тромбообразование лежит в основе некроза участков легких.
Роль тромбоцитов как участников работы иммунной системы доказана многочисленными исследованиями. Дисфункция тромбоцитов может быть связана с особенностями ответа организма на инфекцию и тяжелым течением заболевания. Усиленная активация тромбоцитов, в свою очередь, способствует дисрегуляции воспалительного и иммунного ответа при тяжелом течении пневмонии, имеет значение для развития сепсиса и полиорганной недостаточности. Оценка функции тромбоцитов во время инфекции становится все более актуальной в качестве клинического и исследовательского инструмента, а особенности тромбоцитарных реакций у детей еще предстоит изучить. В будущем одним из подходов к контролю над инфекционно-воспалительным процессом может стать модуляция активности тромбоцитов.
Сведения об авторах:
Толстова Евгения Михайловна — к.м.н., доцент кафедры педиатрии ФГБОУ ВО «Российский университет медицины» Минздрава России; 127006, Россия, г. Москва, ул. Долгоруковская, д. 4; ORCID iD 0000-0001-8340-3064.
Беседина Марина Валерьевна — к.м.н., доцент кафедры педиатрии ФГБОУ ВО «Российский университет медицины» Минздрава России; 127006, Россия, г. Москва, ул. Долгоруковская, д. 4; ORCID iD 0000-0003-1160-7855.
Зайцева Ольга Витальевна — д.м.н., профессор, заведующая кафедрой педиатрии ФГБОУ ВО «Российский университет медицины» Минздрава России; 127006, Россия, г. Москва, ул. Долгоруковская, д. 4; ORCID iD 0000-0003-3426-3426.
Кузина Софья Романовна — аспирант кафедры педиатрии ФГБОУ ВО «Российский университет медицины» Минздрава России; 127006, Россия, г. Москва, ул. Долгоруковская, д. 4; ORCID iD 0000-0002-8565-266X.
Локшина Эвелина Эдуардовна — к.м.н., профессор кафедры педиатрии ФГБОУ ВО «Российский университет медицины» Минздрава России; 127006, Россия, г. Москва, ул. Долгоруковская, д. 4; ORCID iD 0000-0001-6006-7846.
Хаспеков Дмитрий Викторович — к.м.н., заведующий торакальным хирургическим отделением ГБУЗ «ДГКБ св. Владимира ДЗМ»; 107014, Россия, г. Москва, ул. Рубцовско-Дворцовая, д. 1/3; ORCID iD 0000-0002-6808-7670.
Турищев Илья Владимирович — заведующий отделением реанимации и интенсивной терапии ГБУЗ «ДГКБ св. Владимира ДЗМ»; 107014, Россия, г. Москва, ул. Рубцовско-Дворцовая, д. 1/3; ORCID iD 0000-0002-5277-9808.
Беляева Татьяна Юрьевна — заместитель главного врача по лечебной работе ГБУЗ «ДГКБ св. Владимира ДЗМ»; 107014, Россия, г. Москва, ул. Рубцовско-Дворцовая, д. 1/3; ORCID iD 0000-0002-5277-9808.
Контактная информация: Толстова Евгения Михайловна, e-mail: tepec@yandex.ru.
Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах.
Конфликт интересов отсутствует.
Статья поступила 07.12.2023.
Поступила после рецензирования 28.12.2023.
Принята в печать 24.01.2024.
About the authors:
Evgeniya M. Tolstova — C. Sc. (Med.), Associate Professor of the Department of Pediatrics, Russian University of Medicine; 4, Dolgorukovskaya str., Moscow, 127006, Russian Federation; ORCID iD 0000-0001-8340-3064.
Marina V. Besedina — C. Sc. (Med.), Associate Professor of the Department of Pediatrics, Russian University of Medicine; 4, Dolgorukovskaya str., Moscow, 127006, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-1160-7855.
Olga V. Zaytseva — Dr. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department of Pediatrics, Russian University of Medicine; 4, Dolgorukovskaya str., Moscow, 127006, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-3426-3426.
Sofya R. Kuzina — postgraduate student of the Department of Pediatrics, Russian University of Medicine; 4, Dolgorukovskaya str., Moscow, 127006, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-8565-266X.
Evelina E. Lokshina — C. Sc. (Med.), Professor of the Department of Pediatrics, Russian University of Medicine; 4, Dolgorukovskaya str., Moscow, 127006, Russia; ORCID iD 0000-0001-6006-7846.
Dmitry V. Haspekov — C. Sc. (Med.), Head of the Thoracic Surgical Department, St. Vladimir Children’s City Clinical Hospital; 1/3, Rubtsovsko-Dvortsovaya str., Moscow, 107014, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-6808-7670.
Ilya V. Turishchev — Head of the Intensive Care Unit, St. Vladimir Children’s City Clinical Hospital; 1/3, Rubtsovsko-Dvortsovaya str., Moscow, 107014, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-5277-9808.
Tatiana Yu. Belyaeva — Deputy Chief Doctor for Clinical Care, St. Vladimir Children’s City Clinical Hospital; 1/3, Rubtsovsko-Dvortsovaya str., Moscow, 107014, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-5277-9808.
Contact information: Evgeniya M. Tolstova, e-mail: tepec@yandex.ru.
Financial Disclosure: no authors have a financial or property interest in any material or method mentioned.
There is no conflict of interest.
Received 07.12.2023.
Revised 28.12.2023.
Accepted 24.01.2024.
Информация с rmj.ru
Загрузка...
