Медиатор воспаления это гистамин
Появление воспалительных процессов в ответ на действие патологического фактора является адекватной реакцией организма. Воспаление – комплексный процесс, который развивается на местном или общем уровне, возникающий в ответ на действие чужеродных агентов. Основная задача развития воспалительной реакции направлена на устранение патологического влияния и восстановление организма. Медиаторы воспаления являются посредниками, принимающими непосредственное участие в этих процессах.
Кратко о принципах воспалительных реакций
Иммунная система – охранник человеческого здоровья. При появлении необходимости она вступает в бой и уничтожает бактерии, вирусы, грибы. Однако при усиленной активизации работы процесс борьбы с микроорганизмами можно увидеть визуально или прочувствовать появление клинической картины. Именно в подобных случаях развивается воспаление как защитный ответ организма.
Различают острый процесс воспалительной реакции и хроническое ее течение. Первый возникает в результате внезапного действия раздражающего фактора (травма, повреждение, аллергическое влияние, инфекция). Хроническое воспаление имеет затяжной характер и не столь выраженные клинические признаки.
В случае местного ответа иммунной системы в зоне травмы или ранения появляются следующие признаки воспалительной реакции:
- болезненность;
- припухлость, отечность;
- гиперемия кожи;
- нарушение функционального состояния;
- гипертермия (подъем температуры).
Стадии развития воспаления
Процесс воспаления основан на одновременном взаимодействии защитных факторов кожи, крови и иммунных клеток. Сразу после контакта с чужеродным агентом организм отвечает местным расширением сосудов в зоне непосредственной травматизации. Происходит увеличение проницаемости их стенок и усиление местной микроциркуляции. Вместе с током крови сюда поступают клетки гуморальной защиты.
Во второй стадии иммунные клетки начинают борьбу с микроорганизмами, оказавшимися в месте повреждения. Начинается процесс, имеющий название фагоцитоз. Клетки-нейтрофилы изменяют свою форму и поглощают патологических агентов. Далее выделяются специальные вещества, направленные на уничтожение бактерий и вирусов.
Параллельно с микроорганизмами нейтрофилы уничтожают и старые мертвые клетки, располагающиеся в зоне воспаления. Таким образом, начинается развитие третьей фазы реакции организма. Очаг воспаления как бы ограждается от всего организма. Иногда в этом месте может ощущаться пульсация. Клеточные медиаторы воспаления начинают продуцироваться тучными клетками, что позволяет очистить травмированную область от токсинов, шлаков и других веществ.
Общие понятия о медиаторах
Медиаторы воспаления – это активные вещества биологического происхождения, выделением которых сопровождаются основные фазы альтерации. Они отвечают за возникновение проявления воспалительных реакций. Например, усиление проницаемости стенок сосудов или местное повышение температуры в зоне травматизации.
Основные медиаторы воспаления выделяются не только при развитии патологического процесса. Их выработка происходит постоянно. Она направлена на регуляцию функций организма на тканевом и клеточном уровнях. В зависимости от направленности действия, модуляторы оказывают эффект:
- аддитивный (добавочный);
- синергетический (потенцирующий);
- антагонический (ослабляющий).
При появлении повреждения или в месте действия микроорганизмов медиаторное звено контролирует процессы взаимодействия воспалительных эффекторов и смену характерных фаз процесса.
Виды медиаторов воспаления
Все воспалительные модуляторы разделяются на две большие группы, в зависимости от их происхождения:
- Гуморальные: кинины, производные комплемента, факторы свертывающей системы крови.
- Клеточные: вазоактивные амины, производные арахидоновой кислоты, цитокины, лимфокины, лизосомальные факторы, активные метаболиты кислорода, нейропептиды.
Гуморальные медиаторы воспаления находятся в организме человека до воздействия патологического фактора, то есть организм имеет запас этих веществ. Их депонирование происходит в клетках в неактивном виде.
Вазоактивные амины, нейропептиды и лизосомальные факторы также являются предсуществующими модуляторами. Остальные вещества, относящие к группе клеточных медиаторов, вырабатываются непосредственно в процессе развития воспалительной реакции.
Производные комплемента
К медиаторам воспаления относятся производные комплимента. Эта группа биологически активных веществ считается самой важной среди гуморальных модуляторов. К производным относятся 22 различных белка, образование которых происходит при активации комплемента (образовании иммунного комплекса или иммуноглобулинов).
- Модуляторы С5а и С3а отвечают за острую фазу воспаления и являются либераторами гистамина, продуцируемого тучными клетками. Их действие направлено на усиление уровня проницаемости клеток сосудов, что осуществляется прямым способом или опосредственно через гистамин.
- Модулятор С5а des Arg повышает проницаемость венул в месте воспалительной реакции и привлекает нейтрофильные клетки.
- С3Ь способствует фагоцитозу.
- Комплекс С5Ь-С9 отвечает за лизис микроорганизмов и патологических клеток.
Эта группа медиаторов продуцируется из плазмы и тканевой жидкости. Благодаря поступлению в патологическую зону, происходят процессы экссудации. При помощи производных комплемента высвобождаются интерлейкин, нейромедиаторы, лейкотриены, простагландины и факторы, активирующие тромбоциты.
Кинины
Эта группа веществ является вазодилататорами. Они образуются в тканевой жидкости и плазме из специфических глобулинов. Основными представителями группы являются брадикинин и каллидин, эффект действия которых проявляется следующим образом:
- участвуют в сокращении мускулатуры гладких групп;
- за счет сокращения сосудистого эндотелия усиливают процессы проницаемости стенки;
- способствуют увеличению артериального и венозного давления;
- расширяют мелкие сосуды;
- вызывают появление боли и зуда;
- способствуют ускорению регенерации и коллагенового синтеза.
Действие брадикинина направлено на открытие доступа плазмы крови к очагу воспаления. Кинины – медиаторы боли воспаления. Они раздражающе действуют на местные рецепторы, вызывая дискомфорт, болезненное ощущение, зуд.
Простагландины
Клеточными медиаторами воспаления являются простагландины. Эта группа веществ относится к производным арахидоновой кислоты. Источниками простагландинов являются макрофаги, тромбоциты, гранулоциты и моноциты.
Простагландины – медиаторы воспаления, проявляющие следующую активность:
- раздражение болевых рецепторов;
- расширение сосудов;
- увеличение экссудативных процессов;
- усиление гипертермии в очаге поражения;
- ускорение передвижение лейкоцитов в патологическую зону;
- увеличение отечности.
Лейкотриены
Биологически активные вещества, относящиеся к вновь образующимся медиаторам. То есть в организме в состоянии покоя иммунной системы их количество недостаточно для немедленного ответа раздражающему фактору.
Лейкотриены провоцируют усиление проницаемости сосудистой стенки и открывают доступ лейкоцитам в зону патологии. Имеют значение в генезе воспалительной боли. Вещества способны синтезироваться во всех кровяных клетках, кроме эритроцитов, а также в адвентиции клеток легких, сосудов и тучных клетках.
В случае развития воспалительного процесса в ответ на бактерии, вирусы или аллергические факторы лейкотриены вызывают спазм бронхов, провоцируя развитие отечности. Эффект схожий с действием гистамина, однако более длительный. Орган-мишень для активных веществ – сердце. Выделяясь в большом количестве, они действуют на сердечную мышцу, замедляют коронарный кровоток и усиливают уровень воспалительной реакции.
Тромбоксаны
Эта группа активных модуляторов образуется в тканях селезенки, мозговых клетках, легких и кровяных клетках тромбоцитах. Оказывают спастическое воздействие на сосуды, усиливают процессы тромбообразования при ишемии сердца, способствуют процессам агрегации и адгезии тромбоцитов.
Биогенные амины
Первичные медиаторы воспаления — гистамин и серотонин. Вещества являются провокаторами первоначальных нарушений микроциркуляции в зоне патологии. Серотонин – нейромедиатор, который вырабатывается в тучных клетках, энтерохромаффинах и тромбоцитах.
Действие серотонина меняется в зависимости от его уровня в организме. В обычных условиях, когда количество медиатора является физиологическим, он усиливает спазмированность сосудов и повышает их тонус. При развитии воспалительных реакций количество резко увеличивается. Серотонин становится вазодилататором, повышая проницаемость сосудистой стенки и расширяя сосуды. Причем его действие в сотню раз эффективнее второго нейромедиатора биогенных аминов.
Гистамин – медиатор воспаления, имеющий разностороннее действие на сосуды и клетки. Действуя на одну группу гистаминчувствительных рецепторов, вещество расширяет артерии и угнетает передвижение лейкоцитов. При воздействии на другую – сужает вены, вызывает повышение внутрикапеллярного давления и, наоборот, стимулирует движение лейкоцитов.
Действуя на нейтрофильные рецепторы, гистамин ограничивает их функциональность, на рецепторы моноцитов – стимулирует последние. Таким образом, нейромедиатор может оказывать воспалительное противовоспалительное действие одновременно.
Сосудорасширяющий эффект гистамина усиливается под влиянием комплекса с ацетилхолином, брадикинином и серотонином.
Лизосомальные ферменты
Медиаторы иммунного воспаления вырабатываются моноцитами и гранулоцитами в месте патологического процесса в ходе стимуляции, эмиграции, фагоцитоза, повреждения и смерти клеток. Протеиназы, которые являются основным компонентом лизосомальных ферментов, обладают действием противомикробной защиты, лизируя чужеродные уничтоженные патологические микроорганизмы.
Кроме того, активные вещества способствуют повышению проницаемости сосудистых стенок, модулируют инфильтрацию лейкоцитов. В зависимости от количества выделенных ферментов, они могут усилить или ослаблять процессы миграции лейкоцитарных клеток.
Воспалительная реакция развивается и держится на протяжении долгого времени за счет того, что лизосомальные ферменты активируют систему комплемента, высвобождают цитокины и лимокины, активируют свертывание и фибринолиз.
Катионные белки
К медиаторам воспаления относятся белки, содержащиеся в нейтрофильных гранулах и имеющие высокую микробицидность. Эти вещества действуют непосредственно на чужеродную клетку, нарушая ее структурную мембрану. Это вызывает гибель патологического агента. Далее происходит процесс уничтожения и расщепления лизосомальными протеиназами.
Катионные белки способствуют высвобождению нейромедиатора гистамина, повышают проницаемость сосудов, ускоряют адгезию и миграцию лейкоцитарных клеток.
Цитокины
Это клеточные медиаторы воспаления, продуцируемые следующими клетками:
- моноцитами;
- макрофагами;
- нейтрофилами;
- лимфоцитами;
- эндотелиальными клетками.
Действуя на нейтрофилы, цитокины повышают уровень проницаемости сосудистой стенки. Также они стимулируют лейкоцитарные клетки к умерщвлению, поглощению и уничтожению чужеродные поселившихся микроорганизмов, усиливают процесс фагоцитоза.
После умерщвления патологических агентов цитокины стимулируют восстановление и пролиферацию новых клеток. Вещества взаимодействуют с представителями из своей группы медиаторов, простагландинами, нейропептидами.
Активные метаболиты кислорода
Группа свободных радикалов, которые вследствие наличия у себя непарных электронов, способны вступать во взаимосвязь с другими молекулами, принимая непосредственное участие в развитии воспалительного процесса. К метаболитам кислорода, которые входят в состав медиаторов, относятся:
- гидроксильный радикал;
- гидроперекисный радикал;
- супероксидный анион-радикал.
Источником этих активных вещества служат внешний слой арахидоновой кислоты, фагоцитозный взрыв при их стимуляции, а также окисление малых молекул.
Метаболиты кислорода повышают способность фагоцитозных клеток к уничтожению чужеродных агентов, вызывают окисление жиров, повреждение аминокислот, нуклеиновых кислот, углеводов, что усиливает сосудистую проницаемость. В качестве модуляторов метаболиты способны увеличивать воспалительные явления или оказывать противовоспалительное действие. Большое значение имеют при развитии хронических заболеваний.
Нейропептиды
К этой группе относятся кальцитонин, нейрокинин А и вещество Р. Это наиболее известные модуляторы из нейропептидов. Эффект действия веществ основывается на следующих процессах:
- привлечение нейтрофилов в очаг воспаления;
- повышение проницаемости сосудов;
- помощь при воздействии других групп нейромедиаторов на чувствительные рецепторы;
- усиление чувствительности нейтрофилов к венозному эндотелию;
- участие в формировании болевых ощущений в процессе воспалительной реакции.
Помимо всех перечисленных, к активным медиаторам также относятся ацетилхолин, адреналин и норадреналин. Ацетилхолин принимает участие в процессе формирования артериальной гиперемии, расширяет сосуды в очаге патологии.
Норадреналин и адреналин выступают в роли модуляторов воспаления, угнетая рост уровня сосудистой проницаемости.
Развитие воспалительной реакции не является нарушением со стороны организма. Наоборот, это показатель того, что иммунная система справляется с поставленными задачами.
- Авторы
- Резюме
- Файлы
- Ключевые слова
- Литература
Ягафарова А.В.
1
Замышляев Р.А.
1
1 ФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера» Минздрава России
Мигрень ‒ одна из самых распространенных болезней человечества. Первые признаки мигрени проявляются уже к 20ти годам и приносят большие страдания на протяжении всей жизни. Она сопровождается различными расстройствами органов зрения и слуха, имеет тесную связь с патологией иммунной системы, а именно аллергией. Роль гистамина, как медиатора воспаления, при патологических иммунных реакциях, огромная. Ученые доказали, что он способен вызывать, поддерживать и усугублять головные боли. Продукты, содержащие гистамин в больших количествах, нередко являются причиной мигреней. Существуют диеты, исключающие продукты, содержащие данный медиатор. Ученые проводят исследования, цель которых ‒ открытие препарата для лечения, либо купирования мигренозных приступов. В настоящее время разрабатываются препараты, блокирующие гистаминовые Н3-рецепторы, уменьшающие действие гистамина. Пока эти средства экспериментальны, но сделан большой шаг к открытию эффективного лечения мигрени.
гистамин
мигрень
Н3-рецепторы.
1. Амелин А.В. Современная терапия приступов мигрени. СПб., 2005. С. 30–48
2. Карпова М.И., Шамуров Ю.С., Василенко А.Ф., Маркова В.В. Головная боль: клиника, диагностика, лечение: учебн.-метод.пособие. Челябинск, 2008. ‒ 52 c.
3. Пищевая аллергия и пищевая непереносимость, терминология, классификация, проблемы диагностики и терапии / ГНЦ «Институт иммунологии ФМБА России», ФАРМАРУС ПРИНТ: М., 2005. ‒ 48 c.
4. Садоха К.А. Мигрень: классификация, диагностика, лечение // Международные обзоры: клиническая практика и здоровье, 2015. N5(17). С.15-28.
5. Экспериментальные модели в патологии: учебник/ В.А. Черешнев, Ю.И. Шилов, М.В.Черешнева, Е.И. Самоделкин, Т.В. Гаврилова, Е.Ю. Гусев, И.Л. Гуляева. Пермь:Перм. гос.ун-т., 2011. ‒ 267 с.
6. Alstadhaug Karl B.Histamine in Migraine and Brain// Wiley Periodicals, Volume 54, Issue 2. 2014. PP. 246–259.
7. Panula P., Chazot P.L., Cowart M. International Union of Basic and Clinical Pharmacology, XCVIII. Histamine Receptors. Pharmacological Reviews. 2015. 67 (3): 601–55.
8. Rees T., Watson D., Lipscombe S., Speight H., Cousins P., Hardman G., Dowson A. A Prospective Audit of Food Intolerance Among Migraine Patients in Primary Care Clinical Practice, 2005. Vol 2, N1. P. 11-14.
Мигрень является одной из наиболее частых причин цефалгии. По статистке, женщины испытывают мигренозные боли в 3 раза чаще, чем мужчины. Характерный признак мигрени-раннее возникновение. Первые симптомы обычно дают о себе знать в возрасте 20 лет. При мигрени прослеживаются генетически обусловленные нарушения в различных системах, таких как нервная, сосудистая и эндокринная.
Клинически мигрень проявляется приступами пульсирующей боли. Для такой боли характерно: односторонняя локализация, концентрация боли преимущественно в глазнично-лобно-височной области. Боль может сопровождаться фотофобией, то есть повышенной чувствительностью к яркому свету, фонофобией-чувствительностью к громкому звуку, тошнотой, иногда даже рвотой, сонливостью и слабостью после прекращения приступа.
Приступ мигрени имеет свою фазовость. Первая фаза-продром, характеризуется раздражительностью и гиперактивностью, возникают трудности в фокусировании зрения, концентрации внимания. Вторая фаза- аура, является болевой фазой приступа. Происходит переход от тупой ноющей боли к пульсирующей, интенсивной и постоянной. Фаза разрешения боли и постдромальный период характеризуются слабостью, подавленностью и сонливостью [4].
Мигрень может являться проявлением воспалительного процесса в качестве аллергического отека одной половины мозга или нарушения кровообращения в ответ на пищевые аллергены, реже–лекарства [5].
У пациентов, страдающих от приступов мигрени, наблюдается высокая частота встречаемости соматических заболеваний, среди которых большая роль отведена воспалительным реакциям, клиническим проявлениям патологии иммунной системы. Основными синдромами у данных пациентов являются инфекционный и аллергический [2].
Десятилетиями проводились эксперименты, целью которых было выяснить, есть ли связь между аллергической реакцией, как формой патологии иммунного ответа и развитием головных болей, в том числе мигреней. Роль гистамина, как медиатора различных патологических иммунных рекций, изучалась и продолжает изучаться как в здоровом организме, так и при различных патологиях. На данный момент у ученых-микробиологов и инфекционистов имеются существенные доказательства того, что гистамин способен вызывать, поддерживать и даже усугублять головную боль. Гистамин может влиять на гипоталамическую активность через периферические органы, у которых отсутствует гематоэнцефалический барьер. В ходе исследований у крыс наблюдалась длительная активация ноцицепторов оболочек головного мозга, индуцированная дегрануляцией тучных клеток. Лабораторным крысам проводились подкожные инъекции N-альфа-метилгистамина, который является катаболитом гистамина с более высоким сродством кH3 — гистаминовому рецептору. Данные инъекции и послужили причиной развития мигрени.
Гистамин в ткани мозга синтезируется нейронами серобугорных ядер гипоталамуса (TMN). Гистамин является моноамином, его обычно связывают с секрецией желудочных желез, тучными клетками и процессами, регулируемыми иммунной системой, но в то же время гистамин является нейромедиатором центральной нервной системы и играет немаловажную роль во многих заболеваниях головного мозга, включая мигрень. Не секрет, что гистамин может вызывать рецидивы болей или усиливать существующую на данный момент головную боль.
Действие тучных клеток изначально рассматривалось как сосудорасширяющее, что и служило основной причиной развития мигрени, но позже выяснилось, что они играют роль в активации болевого пути, лежащего в основе головной боли. Также они способны преодолевать гемато-энцефалический барьер, особенно при наличии патологических процессов в организме.
Приступы мигрени происходят неслучайным образом, они имеют связь с суточными циклами. Известно, что частота приступов снижается ближе к вечеру и ночи, а также боли уменьшаются тогда, когда гормон мелатонин не накоплен в организме.
В то время, как сон «защищает» организм от атак головной боли, период пробуждения является самым уязвимым, именно тогда и возрастает число приступов мигрени.
Гистаминэргическая система представляет собой основную систему бодрствования. Во время пробуждения повышается высвобождение гистамина в префронтальной коре и гипоталамусе [6].
Мигрень, как проявление воспалительного процесса, вызванного пищевыми аллергенами, изучалось еще с 70-х годов. В 1974 году британским ученым была присвоена награда за исследование патофизиологических процессов, лежащих в основе мигренозных болей, вызванных пищевыми аллергенами. Их исследования показали, что причина возникновения болей заключается в процессе обработки пищи, содержащей амины. Амины- биологические вещества, среди которых всем известные соединения: серотонин, тирамин и гистамин, обладающие сосудосуживающим эффектом.
Серотонином богаты различные фрукты и овощи. В томатах содержится около 12 мг/кг серотонина, в шоколаде до 27 мг/кг. При частом употреблении данных продуктов в большом количестве, в организм попадает количество серотонина, способное вызвать эффекты, сравнимые с фармакологическими препаратами.
Тирамин чаще всего можно обнаружить в подвергшихся ферментации продуктах, таких, каксыр, некоторые сорта которого могут содержать до 1100 мг/кг тирамина. Помимо сыров, тирамин содержится в рыбе, например, в маринованной сельди, в которой содержание данного вещества достигает 3000 мг/кг.
Такие продукты, как рыба и сыр также содержат в своем составе гистамин, который способствует проявлению таких состояний, как нарушения сосудистых реакций различной этиологии, сопровождающихся появлением головных болей. В зависимости от сорта, в сыре содержится от 10 до 2500 мг/кг гистамина, ав рыбных консервах и вяленой рыбе- до 2000 мг/кг продукта [3].
В ходе исследования британских ученых были представлены такие амин-содержащие продукты питания, как сыр, цитрусовые, вина, содержащие тирамин, а также шоколад, в котором присутствует фенилэтиламин.
С помощью опроса было выявлено, что из 2000 людей, жаловавшихся на мигренозные боли, более 3/4 всех опрошенных употребляли минимум один аминосодержащий продукт из списка за 24 часа до начала приступа. Особенностью усвоения аминов является то, что они усваиваются гораздо быстрее при наличии жира в пищевом продукте. Именно по этой причине при склонности к мигреням специалисты рекомендуют ограничить в своем рационе питания такие продукты, как шоколад, жирный сыр, молочные продукты и жареную пищу, провоцирующие приступы головной боли [8].
В 1970-х годах проводилось изучение метаболизма гистамина путем оценки самого медиатора и его катаболитов в моче и крови у пациентов с мигренозными головными болями. Ученые пришли к выводу, что незначительное повышение метаболизма было обнаружено у людей с кластерными имигренозными головными болями. Выделение гистамина с мочой во время приступов головной боли снижалось [6].
В числе фармакологических препаратов с неспецифическим механизмом действия для купирования приступов мигрени используют анальгетики, такие как парацетамол или кодеин, препараты комбинированного действия (саридон, солпадеин), а также НПВП-нестероидные противовоспалительные препараты, такие как ацетилсалициловая кислота, ибупрофен, индометацин, диклофенак [1]. Ученые проводят исследования по открытию препаратов для избирательного ингибирования гистаминовых H3 рецепторов. Н3-рецепторы в основном находятся в головном мозге и являются ингибирующими авторецепторами, расположенными на гистаминэргических нервных окончаниях, которые модулируют высвобождение гистамина. Примеры селективных H3-антигистаминных препаратов включают: Ципроксифан, Клобенпропит, Клозапин, Тиоперамид. Эти экспериментальные средства еще не имеют определенного клинического применения, хотя ряд препаратов в настоящее время проходит испытания на людях [7].
Для профилактики мигрени было предложено активировать высокочувствительные ингибирующие H3 рецепторы низкими дозами подкожного гистамина. Однако его использование ограничено неудобным режимом лечения и возможным риском обратной реакции.
Теоретически лиганд H3R может иметь профилактические свойства против мигрени, но открытие эффективного антигистаминэргического леченияеще пока впереди. Неполное понимание начальной фазы приступа мигренозных головных болей является основным камнем преткновения для развития противомигренозных профилактических препаратов. Необходимо более глубокое понимание хронобиологии мигрени, отношения со сном и пробуждением. Доклинические исследования, направленные на изучение того, как гипоталамус может взаимодействовать с мозгом для модуляции таламических и мозговых стволовых структур, участвующих в мигрени, являются, вероятно, первым ключом к этиологии, а котором немаловажная роль отведена гистамину [6].
Библиографическая ссылка
Ягафарова А.В., Замышляев Р.А. РОЛЬ МЕДИАТОРА ВОСПАЛЕНИЯ ГИСТАМИНА В ПАТОГЕНЕЗЕ МИГРЕНИ // Международный студенческий научный вестник. – 2018. – № 4-2.;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=18529 (дата обращения: 26.07.2020).
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)