2. Идентифицированы циркулирующие в крови предшест­венники белка фибрилл амилоида при генерализованных формах амилоидоза аа-, al-, fap-, asc1-формы.

Предшественником АА-белка амилоид­ных фибрилл является а-глобулин, на­званный сывороточным амилоидным бел­ком — SАА. Доказана возможность трансформации его в АА-белок с образованием амилоидных фибрилл in vivo.

У человека и животных SAA ведет себя подобно "острофаз­ному" белку: содержание его в сыворотке после применения вос­палительного стимула повышается в несколько сотен раз. Уста­новлено влияние SAA на активность киллеров, взаимодействие Т-лимфоцитов с макрофагами, синтез антител плазматическими клетками. Таким образом, можно говорить об определенной свя­зи между содержанием SAA в сыворотке крови и состоянием си­стем моноцитарного фагоцита и лимфоцита. Это открывает пер­спективы изучения патогенеза АА-амилоидоза.

SAA синтезируется главным образом гепатоцитами, хотя по­казана возможность синтеза его и другими клетками — фибробластами и полиморфно-ядерными лейкоцитами. В гепатоцитах осуществляются не только синтез, но и деградация SAA до его субъединиц, что определяет постоянство содержания SAA в сы­воротке крови в ничтожных (до 1 мкг/мл) количествах в нор­мальных условиях. Содержание SAA в сыворотке крови зависит и от активности макрофагальной системы. Часть циркулирую­щего SAA фильтруется в почечных клубочках и реабсорбируется — это второй путь метаболизма SAA. Об этом свидетельству­ет обнаружение SAA в подоцитах и мезангиальных клетках, спо­собных к фагоцитозу. Второй путь метаболизма SAA позволяет понять особую "заинтересованность" почек при АА-амилоидозе ("нефропатический амилоидоз").

Предшественником AL-белка амилоид­ных фибрилл (моноклонального белка) являются λ- и κ-легкие цепи иммуноглобулинов или их фрагменты. Среди легких цепей найдены определенные, бо­лее амилоидогенные типы. Белок амилоидных фибрилл образу­ется из сывороточного предшественника либо при нарушении деградации моноклональных легких цепей, что ведет к появлению

промежуточных полипептидов, способных к агрегации в фибрил­лы, либо при возникновении легких цепей с особыми структура­ми в связи с "аминокислотными заменами". Один из этих меха­низмов предусматривает участие в построении амилоидных фиб­рилл клеток, способных к деградации, другой — способных к синтезу белка.

При FAP-амилоидозе белок фибрилл амилоида образуется из преалъбумина плазмы с различными "аминокислотными замена­ми" при разных этнических вариантах FAP, что пытаются объ­яснить образованием мутантов. Выявленное высокое содержа­ние преальбумина в цереброспинальной (спинномозговой) жид­кости связывают с активным синтезом его хориоидальным спле­тением. Этим объясняют особенности клинической симптомати­ки полинейропатии. В сыворотке крови у больных FAP-амилоидозом и в группе риска уровень преальбумина снижен в 4—6 раз, что отличает этот амилоидоз от других форм генерализованного амилоидоза и свидетельствует о расходовании предшественника на построение белка амилоидных фибрилл. Однако депрессию преальбумина при FAP-амилоидозе можно рассматривать и как генетически запрограммированное нарушение его метабо­лизма.

При старческом системном амилоидозе предшествен­ником фибриллярного белка ASC₁, кото­рый рассматривается как мутантный бе­лок, также является сывороточный пре-альбумин. Считают, что в связи с нарушением метаболизма преальбумина в пожилом и старческом возрасте склонность к об­разованию ASC₁ из циркулирующего в крови предшественника повышается, чем и объясняют снижение содержания преальбу­мина в сыворотке при этой форме амилоидоза. Не исключается аффинность предшественника к определенным тканям (кардиомиоцит, гладкая мышечная клетка сосудов).

На основании приведенных данных можно обосновать патоге­нез АА- и AL-форм генерализованного амилоидоза.

Патогенез АА-амилоидоза. Основные этапы патогенеза АА-амилоидоза следующие (схема 6):

▲ стимуляция синтеза SAA (печень) интерлейкином-1 в резуль­тате активации системы моноцитарных фагоцитов, что ведет к резкому увеличению содержания предшественника АА-белка в плазме крови;

▲ усиленная, но неполная ферментативная дегратация SAA ма­крофагами, появление белка АА;

▲ сборка на поверхности макрофагов-амилоидобластов фиб­рилл амилоида из фрагментов деградирующего SAA (белка АА) под воздействием амилоидстимулирующего фактора (АСФ) и при участии деградирующей активности сыворотки (ДАС). В этой системе следует найти место второму (почечному) пути метаболизма SAA, о котором уже упоминалось и которой делает понятным преимущественное поражение почек при АА-амилоидозе.

Схема 6. Патогенез АА-амилоидоза

Патогенез AL-амилоидоза. Основными звеньями патогенеза AL-амилоидоза (схема 7) можно считать следующие:

▲ синтез легких цепей иммуноглобулинов как проявление "плазмоклеточной дискразии";

▲ образование амилоидных фибрилл из легких цепей плазмати­ческими, миеломными (опухолевыми) клетками и макрофагами в условиях нарушенной деградации моноклональных легких цепей или появления легких цепей с особыми структурами ("аминокис­лотные замены"). При этом между клетками-амилоидобластами — миеломными (плазматическими) и макрофагами — возни­кает подчиненное механизму амилоидогенеза взаимодействие.

Схема 7. Патогенез AL-амилоидоза

Морфологические изменения. При разных формах генерали­зованного амилоидоза они различны.

При АА-амилоидозе (вторичный амилоидоз, при пери­одической болезни и синдроме Макла — Уэльса) поражаются преимущественно паренхиматозные органы ("паренхиматозный амилоидоз") — селезенка, почки, печень, надпочечники, кишеч­ник. Они увеличиваются в размерах, становятся очень плотными, приобретают сальный вид — "сальная печень", "сальная селезен­ка" и т.д.

Для AL-амилоидоза (первичный и моноклоново-белковый при хронических парапротеинемических лимфолейкозах) и ASC₁-амилоидоза (генерализованный старческий амилоидоз) характерно поражение преимущественно мезодермалъных тканей ("мезенхимальный амилоидоз") — сердца и сосудов (осо­бенно коронарных, легочных и кишечных), поперечнополосатых и гладких мышц, нервов и кожи. Амилоидная кардиомегалия — основной морфологический признак, который при AL-амилоидозе выражен значительно сильнее, чем при ASC₁. При ASC₁-амилоидозе возможно сочетание поражения сердца, мозга и панкре­атических островков, островков поджелудочной железы.

FAP-амилоидоз — наследственная амилоидная нейропатия с поражением нервов рук и ног — не исчерпывает все фор­мы наследственного амилоидоза. Выделяют также нефропатический (периодическая болезнь, синдром Макла — Уэль­са) и кардиопатический (подобный первичному) на­следственный амилоидоз.

Таким образом, можно утверждать, что существует гетеро­генность как био(гисто)химических свойств фибриллярного бел­ка амилоида, так и патогенеза генерализованного амилоидоза. Это исходно обусловлено различными причинами, т.е. этиологи­ей амилоидоза. С гетерогенностью генерализованного амилоидо­за связано огромное разнообразие его клинико-морфологических проявлений в виде самостоятельных заболеваний и ослож­нений многих других болезней, которые выступают нередко в ка­честве вторых болезней. Все это позволяет говорить не об амилоидозе, а об амилоидозах, которые, являясь системными (генерализованными), становятся морфологической и патогенетиче­ской основой системной дезорганизации соединительной ткани, в основе которой лежит прогрессирующий синтез аномального фибриллярного белка.

Лекция 6

ЭНДОГЕННЫЕ ПИГМЕНТАЦИИ

• Эндогенные пигментации — разновидность смешанных дис­трофий. В основе их лежат нарушения эндогенных пигментов.

Эндогенные пигменты — окрашенные вещества различной химической природы, которые синтезируются в самом организ­ме, придавая органам и тканям различную окраску. По своей структуре они являются хромопротеидами (от греч. chroma — цвет, окраска + протеиды), т.е. окрашенными белками. Хромопротеиды широко распространены в живой природе и выполня­ют разнообразнейшие биологические функции: перенос и депо­нирование кислорода для осуществления окислительно-восстано­вительных процессов в клетках, в том числе и дыхания (гемогло­бин, цитохромы, миоглобин, липофусцин), рецепция света и за­щита от действия ультрафиолетового излучения (меланин), син­тез биологически активных веществ (пигмент гранул энтерохромаффинных клеток), секретов (желчь), доставка и регуляция об­мена микроэлементов (церулоплазмин, ферритин, гемосидерин), витаминов (липохромы) и др.

Классификация. Эндогенные пигменты разделяют, согласно их формальному генезу, на 3 группы:

▲ гемоглобиногенные, представляющие собой различные про­изводные гемоглобина;

▲ протеиногенные, или тирозиногенные, связанные с обменом тирозина;

▲ липидогенные, или липопигменты, образующиеся при обмене жиров.

Продукты нарушенного обмена эндогенных пигментов обыч­но откладываются как в паренхиме органов, так и вне ее, в строме. При нарушении обмена пигментов учитывают следующие особенности:

количество пигмента. Оно может быть увеличено или, наобо­рот, уменьшено вплоть до полного исчезновения;

распространенность процесса (общий или местный характер процесса);

характер наследования. Этиологические факторы, вызываю­щие нарушение обмена хромопротеидов, являются генетически обусловленными или же приобретаются в течение жизни; в связи с этим различают наследственные и приобретен­ные нарушения обмена пигментов.

Пигментный обмен может нарушаться при многих болезнях и патологических состояниях, т.е. возникает вторично; однако иногда нарушения обмена хромопротеидов возникают первично и являются морфологическим субстратом самостоятельных забо­леваний. В большинстве случаев патологические пигментации возникают в связи с избыточным накоплением пигментов, кото­рые встречаются и в норме, но иногда накапливается пигмент, который возникает только в условиях патологии.

ГЕМОГЛОБИНОГЕННЫЕ ПИГМЕНТЫ

Схема 8. Циклы железа в организме

Гемоглобиногенные пигменты получили свое наименование вследствие того, что их образование связано с метаболизмом ге­моглобина. При этом часть пигментов образуется в физиологи­ческих условиях. Это гемосидерин, ферритин и билирубин. Часть пигментов — гематоидин, гематины и порфирин, образуются только в условиях патологии. Некоторые из этих пигментов (ферритин, гемосидерин) синтезируются, помимо гемоглобина, из железа, всасывающегося в кишечнике (схема 8). Поэтому оп­ределение "гемоглобиногенные пигменты" является для них весьма условным.

Гемоглобин — хромопротеид, который в качестве простетической группы содержит железопорфириновый комплекс гем. Белковая часть молекулы гемоглобина состоит из двух пар полипептидных (а и Ь) цепей, содержащих по 140 аминокислот. Своим

огромным значением гемоглобин обязан содержащемуся в нем железу, с которым филогенетически связана функция дыхания. Обмен гемоглобина тесно связан с эритроцитами, в которых он содержится, с их состоянием, старением, разрушением. Физиоло­гический гемолиз происходит в основном в костном мозге, ре­же — в селезенке и печени, в клетках макрогистиоцитарной сис­темы этих органов образуются ферритин, гемосидерин и билиру­бин.

Ферритин — железопротеид, содержащий белок апоферритин и трехвалентный атом железа в составе фосфатного гидроксида. Ферритин неоднороден, известно до 20 изоферритинов. Это разнообразие обусловлено различием вариантов входящего в его состав апоферритина (Н-, L- и HL-субъединицы), различием способов происхождения пигмента ("анаболический" — из желе­за, всасывающегося в кишечнике, "катаболический" — из желе­за гемолизированных эритроцитов), разной локализацией (в сы­воротке крови — HL-ферритин, в печени и селезенке — L-ферритин). Наконец, важное значение имеет кислород: ферритин синтезируется из двухвалентного железа в присутствии кислоро­да и содержит много SS-групп. При гипоксии образуется SH-ферритин, обладающий вазопаралитическим действием. Значение ферритина трудно переоценить. Он является главным участни­ком метаболизма железа. Известно, что свободные атомы желе­за токсичны для организма. Именно в форме ферритина депони­руется железо (до 30 %, хотя расходуется только 0,1 %). Ферри­тин содержится практически во всех органах и тканях и является акцептором железа в клетках, которые в нем нуждаются (эритробласты). Он также осуществляет перенос железа в кишечнике и плаценте, т.е. является медиатором при соединении железа с трансферрином и в переносе его от матери к плоду.

Ферритин выявляют в тканях с помощью сульфата кадмия по методу Клочкова, а также иммуногистохимически с использова­нием специфических антисывороток. На практике чаще всего ис­пользуется гистохимический метод — реакция образования бер­линской лазури (железистосинеродистое железо) или реакции Перльса — реакция на выявление солей оксида железа (III) с по­мощью железосинеродистого калия и хлороводородной (соляной) кислоты.

Гемосидерин — это продукт полимеризации ферритина. По химической структуре он является коллоидным гидроксидом же­леза, соединенным с мукопротеидами клетки. В норме гемосиде­рин образуется в ретикулярных и эндотелиальных клетках селе­зенки, лимфатических узлов, печени и костного мозга. При окра­ске гематоксилином и эозином гемосидерин выявляется в виде зерен бурого цвета в цитоплазме этих клеток, а при реакции Перльса — в виде гранул зеленовато-синего цвета (берлинская лазурь). Гемосидерин — внутриклеточный пигмент. Синтез его происходит в клетках, которые называют сидеробластами, в специализированных органеллах — сидеросомах. Иногда в сидеробластах накапливается такое большое количество гемосидерина, что клетки разрушаются и гемосидерин оказывается сво­бодно лежащим в строме органов. В этих случаях он обычно за­хватывается макрофагами, которые принято называть сидерофагами. В цитоплазме этих клеток сидеросомы не выявля­ются.

Билирубин — конечный продукт гемолиза. Билирубин обра­зуется, когда от гемоглобина отщепляется гем, а затем от гема отщепляется железо и разворачивается тетрапиррольное кольцо. Этот процесс начинается в клетках ретикуломакрофагальной си­стемы костного мозга, селезенки, лимфатических узлов и пече­ни. Затем продукт, соединяясь с альбумином, с током крови по­ступает в печень. В печени синтез пигмента завершается — гепатоциты, обладая специфическими рецепторами, захватывают его и с помощью ферментов специфической глюкуронилтрансферазной системы осуществляют его конъюгацию. Конъюгаты би­лирубина поступают в желчные капилляры. Таким образом, би­лирубин становится основным пигментом желчи.

Обычно билирубин находится в виде кристаллов красновато-желтого цвета. Он легко окисляется, образуя при этом продукты различного цвета. Именно это происходит при выявлении его по методу Гмелина — при окислении его азотной кислотой образу­ются продукты сначала зеленого, а затем синего или пурпурного цвета.

Гематоидин — пигмент, не содержащий железа. По химиче­ской структуре близок к билирубину и также дает положитель­ную реакцию Гмелина. Гематоидин формирует ярко-оранжевые кристаллы в виде ромбических пластинок, иголок или зерен. Об­разуется при распаде эритроцитов и гемоглобина, как и гемоси­дерин, внутриклеточно, но в клетках не остается и при их гибели оказывается свободно лежащим среди некротических масс.

Гематины образуются при гидролизе оксигемоглобина и представляют собой окисленную форму гема, содержащую трех­валентный атом железа в связанном состоянии. Имеют вид тем­но-коричневых кристаллов или зерен. К гематинам относят ма­лярийный пигмент (гемомеланин), солянокислый гематин и фор­малиновый пигмент.

Малярийный пигмент (гемомеланин) обра­зуется из гема в теле малярийного плазмодия, который, как из­вестно, паразитирует в эритроцитах. Пигмент построен из буро­вато-черных аморфных гранул и синтезируется обычно в ретику­лярных и эндотелиальных клетках печени, костного мозга, селе­зенки и лимфатических узлов.

Солянокислый гематин (гемин) образуется ис­ключительно в желудке при взаимодействии гемоглобина, фер­ментов желудочного сока и соляной кислоты. Пигмент отклады­вается в виде ромбовидных или игловидных кристаллов.

Формалиновый пигмент образуется в тканях при фиксации их кислым формалином (рН<5,6), имеет вид бурых зе­рен или кристаллов, расположенных, как правило, в просвете ве­нозных сосудов.

Порфирины — предшественники гема, которые имеют стро­ение замкнутых тетрапиррольных колец, лишенных железа. Пигменты повышают чувствительность кожи к ультрафиолето­вому облучению, являются антагонистами меланина. Обычно ме­таболизм порфиринов в организме человека заканчивается на стадии уропорфириногена III, который затем принимает участие в реакциях синтеза гема. При отсутствии фермента уропорфириноген Ш-косинтетазы появляются предшественники уропорфи­риногена III — уропорфириноген I, порфобилин, порфобилиногены. В норме они в минимальных количествах определяются в тканях, крови и моче: они дают оранжевую флюоресценцию в ультрафиолетовом свете.

Нарушения обмена гемоглобиногенных пигментов

Гемосидероз

Нарушения обмена гемосидерина, ферритина и билирубина происходят при усиленном гемолизе эритроцитов, возникающем в результате действия различных патогенных факторов. В этих случаях обычно говорят о гемосидерозе, хотя одновременно про­исходит накопление некоторого количества ферритина и билиру­бина. Гемосидероз может возникать в результате усиления как внутрисосудистого гемолиза (общий гемосидероз), так и При раз­витии внесосудистого гемолиза (местный гемосидероз).

Общий гемосидероз. Развивается при болезнях системы кро­ветворения (анемии, гемобластозы), интоксикациях гемолитиче­скими ядами (бертолетова соль, сульфаниламиды, хинин, сви­нец), при некоторых инфекциях (сепсис, малярия, бруцеллез, воз­вратный тиф), при переливании иногрупной крови и резус-конфликте (гемолитическая болезнь новорожденных). В этих случа­ях гемосидерин в избыточном количестве накапливается в рети­кулярных, эндотелиальных клетках и макрофагах селезенки, ко­стного мозга, лимфатических узлов, печени. Кроме того, сидеробластами становятся эпителиальные клетки печени, потовых и слюнных желез, легких, почек. Микроскопически в них выявля­ются гранулы бурого цвета. Внешний вид органов характерен: они приобретают ржавый оттенок. В далеко зашедших случаях

гемосидерин накапливается и в строме органов, и в стенках сосу­дов. Появляется большое количество сидерофагов, которые не успевают утилизировать гемосидерин, загружающий межклеточ­ное вещество. Одновременно накапливаются "катаболический" ферритин и билирубин. Последний образуется в таком большом количестве, что печень не успевает его утилизировать, и развива­ется гемолитическая желтуха.

Местный гемосидероз. Развивается при внесосудистом гемо­лизе в очагах кровоизлияний. Сидеробластами становятся лейко­циты, гистиоциты, ретикулярные клетки, эндотелий и эпители­альные клетки. Из продуктов гемолиза в органах, где возникают кровоизлияния, в цитоплазме этих клеток синтезируются ферри­тин и гемосидерин. В крупных кровоизлияниях, помимо гемоси­дерина, образуется еще гематоидин. При этом гемосидерин обычно располагается на периферии кровоизлияний, а гематои­дин, для образования которого кислород не нужен, откладывает­ся в центре, в очагах аутолиза. В мелких, чаще диапедезного ха­рактера кровоизлияниях обычно образуется только гемосидерин. В участках бывших кровоизлияний сидерофаги сохраняются очень долго, отчего ткани приобретают бурый оттенок.

В клинике большое значение имеет гемосидероз легких, ко­торый развивается в результате хронического венозного застоя у больных с заболеваниями сердца на стадии декомпенсации (поро­ки сердца, кардиосклероз и др.). В легких развиваются многочис­ленные диапедезные кровоизлияния, в клетках альвеолярного эпителия и в гистиоцитах синтезируются гемосидерин и ферри­тин. Сидеробласты и сидерофаги "заболачивают" полости альве­ол, гипоксия нарастает и в этих условиях начинает синтезиро­ваться SH-ферритин, обладающий, как было сказано выше, вазо-паралитическим действием. Это приводит к еще большему повы­шению сосудистой проницаемости, нарастанию диапедеза и соот­ветственно накоплению гемосидерина и SH-ферритина. Пороч­ный круг замыкается, и у больных развивается ферритиновый коллапс или шок. Гипоксия, помимо того, стимулирует коллагеносинтетическую активность фибробластов — в легких нараста­ет склероз, они становятся плотными на ощупь и бурыми за счет накопления гемосидерина. Подобные изменения принято назы­вать "бурая индурация легких" (от лат. induratio — за­твердение, уплотнение). Сидеробласты и сидерофаги нередко об­наруживают и в мокроте, которой они придают ржавый оттенок. В таких случаях их называют клетками сердечных пороков.

Гемосидероз является морфологическим субстратом самосто­ятельного заболевания, которое называется "идиопатический гемосидероз легких", или "синдром Делена — Геллерстедта". Он встречается у детей в возрасте 3—8 лет и харак­теризуется повторяющимися кровоизлияниями в легочную паренхиму с последующим массивным гемосидерозом и склерозом, кровохарканьем и развитием вторичной железодефицитной ане­мии. В легких имеется типичная картина бурой индурации, но по­ражение сердца у больных отсутствует. Причина заболевания до конца неясна. В настоящее время имеется большое количество данных, подтверждающих, что в основе процесса лежит аутоагрессивное поражение легких, при котором реакция антиген — антитело реализуется на сосудах микроциркуляторного русла легких. Иммунологическая природа заболевания подтверждается тем, что при идиопатическом гемосидерозе легких могут пора­жаться и почки с развитием синдрома Гудпасчера, а в крови боль­ных нередко обнаруживают антитела к ткани легкого и к коровь­ему молоку.