Клинико-патогенетическая роль структурно-функциональной организации плазматических мембран при псориазе - Автореферат

Невыясненными остаются конституциональные и приобретенные особенности структуры плазматических мембран, не определены признаки патологии плазматических мембран, характерные как для псориаза в целом, так и для различных стадий данного заболевания, его типов и клинических форм. Все перечисленное определяет безусловную актуальность, перспективность и практическую значимость научного поиска особенностей структурно-функционального состояния плазматических мембран при псориазе, как дополнительных эндогенных наследуемых факторов патогенеза данного заболевания. Цель исследования на основании определения клинико-патогенетической роли структурно-функциональной организации плазматических мембран клеток крови (эритроцитов, лимфоцитов) и кожи (фибробластов, кератиноцитов) разработать новое перспективное направление терапии больных псориазом. Определить функциональное состояние плазматических мембран лимфоцитов периферической крови у больных псориазом с помощью исследования мембранной экспрессии маркеров дифференцировки, активации, адгезии и апоптоза в зависимости от типа, стадии и клинической формы псориаза. Исследовать особенности ультраструктуры плазматических мембран дермальных фибробластов, а также кератиноцитов больных псориазом с помощью атомно-силовой микроскопии.С целью детализации структуры липидного бислоя плазматических мембран различных клеток у больных псориазом исследован липидный спектр мембран эритроцитов, лимфоцитов и плазмы крови. Проведенное исследование показало наличие существенных нарушений структуры фосфолипидного компонента мембран эритроцитов больных псориазом. У больных псориазом выявлено повышение содержания ЛФХ в мембранах эритроцитов более чем на 50%, что является признаком мембранодеструктивных процессов. В эритроцитарных мембранах больных псориазом также обнаружено достоверное увеличение фракции ФХ, являющегося одним из основных фосфолипидов, формирующих липидный бислой эритроцитарных мембран. Поскольку состав мембран эритроцитов отражает закономерности изменения плазматических мембран других клеток организма, включая клетки кожи, обнаруженное нарушение фосфолипидного состава мембран у больных псориазом, по-видимому может служить предпосылкой гиперпролиферации кератиноцитов.Причем, у больных псориазом первого типа снижение уровня ХС было наиболее выраженным (28,2±1,8 против 34,5±3,4 у больных вторым типом псориаза, р <0,05). Интегральный показатель проницаемости плазматической мембраны коэффициент ФХ2/СМ·ЛФХ у больных псориазом на треть превысил показатель контрольной группы (6,9 против 5,2). У больных псориазом в мембранах лимфоцитов уровень ДК составил 160% от уровня контроля, а содержание МДА 180% показателя контрольной группы. У больных псориазом первого типа содержание ФХ, составляющего основную массу фосфолипидов сыворотки, было максимально сниженным (54,84±1,42) и достоверно отличалось от уровня ФХ при втором типе псориаза (58,17±1,07; р<0,05). При изучении мембранной экспрессии ICAM-3 (CD50 ) на лимфоцитах повышение указанного показателя выявлено у 76% больных псориазом, причем у больных псориазом первого типа экспрессия ICAM-3 на лимфоцитах была максимально выраженной (0,69±0,05х109/л) и достоверно превышала показатели в группе больных псориазом второго типа (0,54±0,05 х109/л, р<0,05).Установлены нарушения структурной организации липидного бислоя плазматических мембран клеток крови и кожи у больных псориазом по сравнению с здоровыми, заключающиеся в повышении уровня лизофосфатидилхолина в эритроцитарных мембранах на 50%, увеличении фосфатидилхолина и глицеролипидов, снижении содержания холестерина на 50% и, как следствие, изменениях интегральных показателей - текучести, жидкостности и проницаемости мембран эритроцитов. Наибольшей выраженности мембранодеструктивные процессы достигают у больных псориазом первого типа (с возникновением в молодом возрасте, наследственной предрасположенностью и более тяжелым течением). Доказано наличие нарушений функционального состояния плазматических мембран лимфоцитов больных псориазом, манифестирующее повышением мембранной экспрессии маркеров адгезии (ICAM-1 - CD54; ICAM-3 - CD50; интегрина Мас1 - CD11b) активации (CD25) и апоптоза (CD95). У больных псориазом первого типа экспрессия ICAM-3; CD11b и CD25 превышает показатели второго типа (с началом заболевания в зрелом возрасте и более благоприятным течением заболевания). Доказано, что с помощью атомно-силовой микроскопии выявляются характерные особенности ультраструктуры поверхности плазматической мембраны фибробластов и кератиноцитов при псориазе в виде увеличения микровыростов, перепада высот и шероховатости поверхности, сопровождающиеся нарушением продукции фибронектина.

Содержание нейтральных липидов в мембранах эритроцитов

Особенности структурной организации плазматических мембран различных клеток у больных псориазом

С целью детализации структуры липидного бислоя плазматических мембран различных клеток у больных псориазом исследован липидный спектр мембран эритроцитов, лимфоцитов и плазмы крови. В мембранах эритроцитов больных псориазом были выделены пять фракций фосфолипидов (ЛФХ, СМ, ФС, ФХ, ФЭА). Результаты представлены в виде P±mp%.

Проведенное исследование показало наличие существенных нарушений структуры фосфолипидного компонента мембран эритроцитов больных псориазом. Особенно резко выраженными при псориазе были изменения уровня ЛФХ - фосфолипида, являющегося вторичным мембранным месенджером. У больных псориазом выявлено повышение содержания ЛФХ в мембранах эритроцитов более чем на 50%, что является признаком мембранодеструктивных процессов.

Таблица.1

Содержание фосфолипидов в мембранах эритроцитов (P±mp%)

Псориаз; n=103 Контроль; n=15

ЛФХ 7,4±0,33; р<0,01 4,8±0,7

СМ 22,2±0,54 22,2±1,3

ФС 2,6±0,4 2,5±0,6

ФХ 33,5±0,4; р<0,05 31,5±1,3

ФЭА 35,8±0,9; р<0,05 38,8±1,8 р - достоверность различия с группой контроля

В эритроцитарных мембранах больных псориазом также обнаружено достоверное увеличение фракции ФХ, являющегося одним из основных фосфолипидов, формирующих липидный бислой эритроцитарных мембран.

Интегральным показателем, характеризующим текучесть липидной составляющей плазматической мембраны, является коэффициент К (коэффициент, равный отношению суммы ЛФХ, СМ и ФХ к сумме ФС и ФЭА). Было обнаружено, что в группе здоровых лиц этот коэффициент равен 1,4; в то время как у больных псориазом - 1,6. Коэффициент СМ/ФХ характеризует липидную жидкостность мембран. У больных псориазом он был ниже показателей контрольной группы (соответственно 0,6 против 0,7). Интегральный показатель проницаемости мембран - соотношение ФХ2/СМ·ЛФХ был на 27% снижен по сравнению с контрольным уровнем. Известно, что нарушение соотношений мембранных липидов может быть предпосылкой к повышению содержания ДНК и созданию условий для гиперпролиферации клеток. Поскольку состав мембран эритроцитов отражает закономерности изменения плазматических мембран других клеток организма, включая клетки кожи, обнаруженное нарушение фосфолипидного состава мембран у больных псориазом, по-видимому может служить предпосылкой гиперпролиферации кератиноцитов.

Выявлена высокая теснота прямой связи между уровнем ЛФХ и величиной индекса PASI, коэффициент корреляции Спирмена в этом случае равен 0,71 (р< 0,001). Корреляция между уровнем ФЭА и величиной индекса PASI была обратной (r= -0,50, р<0,001). Умеренная прямая связь наблюдалась между величиной индекса PASI и уровнем СМ (r= 0,34, р<0,05).

Рисунок 1. Содержание фосфолипидов в мембранах эритроцитов в зависимости от типа псориаза

У больных псориазом первого типа содержание ЛФХ значительно превышало как показатели группы контроля, так и уровень ЛФХ в эритроцитарных мембранах у больных псориазом второго типа, причем это различие достигало 60%. Также достоверным было различие в содержании СМ и ФЭА в зависимости от типа псориаза. Известно, что СМ находится преимущественно в поверхностном слое плазматической мембраны, а ФЭА - во внутреннем, следовательно, у больных псориазом первого типа эритроцитарные мембраны претерпевают изменения на всем протяжении липидного бислоя.

Таким образом, у больных псориазом первого типа мембранодеструктивные процессы достигают максимальной выраженности.

В прогрессирующей стадии заболевания содержание мембранотоксичной фракции ЛФХ в эритроцитарных мембранах (7,29±0,47) было достоверно выше аналогичного показателя, характерного для стационарной стадии псориаза. У больных экссудативным псориазом в сравнении с больными обычным псориазом не было достоверных различий в фосфолипидном составе мембран эритроцитов.

Таблица 21. Установлены нарушения структурной организации липидного бислоя плазматических мембран клеток крови и кожи у больных псориазом по сравнению с здоровыми, заключающиеся в повышении уровня лизофосфатидилхолина в эритроцитарных мембранах на 50%, увеличении фосфатидилхолина и глицеролипидов, снижении содержания холестерина на 50% и, как следствие, изменениях интегральных показателей - текучести, жидкостности и проницаемости мембран эритроцитов.

Для больных псориазом характерно уменьшение фракции лизофосфатидилхолина в плазматических мембранах лимфоцитов периферической крови и дермальных фибробластов.

Наибольшей выраженности мембранодеструктивные процессы достигают у больных псориазом первого типа (с возникновением в молодом возрасте, наследственной предрасположенностью и более тяжелым течением).

2. Доказано наличие нарушений функционального состояния плазматических мембран лимфоцитов больных псориазом, манифестирующее повышением мембранной экспрессии маркеров адгезии (ICAM-1 - CD54; ICAM-3 - CD50; интегрина Мас1 - CD11b) активации (CD25) и апоптоза (CD95). У больных псориазом первого типа экспрессия ICAM-3; CD11b и CD25 превышает показатели второго типа (с началом заболевания в зрелом возрасте и более благоприятным течением заболевания).

3. Показано, что с помощью атомно-силовой микроскопии можно получить изображение плазматических мембран нативных культивируемых клеток кожи (фибробластов и кератиноцитов) на молекулярном уровне.

4. Доказано, что с помощью атомно-силовой микроскопии выявляются характерные особенности ультраструктуры поверхности плазматической мембраны фибробластов и кератиноцитов при псориазе в виде увеличения микровыростов, перепада высот и шероховатости поверхности, сопровождающиеся нарушением продукции фибронектина. Однотипность и повторяемость особенностей плазматической мембраны для различных штаммов клеток кожи свидетельствует о вероятных нарушениях в геноме клеток.

5. С помощью метода многомерной математической статистики - факторного анализа впервые определены шесть патогенетических факторов развития псориаза. Доказано, что наибольший вклад в формирование механизмов развития патологического процесса при псориазе вносят изменения, затрагивающие фосфолипидный состав плазматических мембран, а также мембранную экспрессию маркеров адгезии, активации и апоптоза.

6. Установлено, что терапия больных псориазом с применением дезинтоксикационных средств, препаратов кальция и витаминов) не приводит к нормализации структуры плазматических мембран при псориазе, а использование метотрексата наряду с высокой клинической эффективностью со стороны кожного процесса усугубляет мембранопатологические процессы в организме в целом.

7. Теоретически обосновано новое направление в терапии больных псориазом с использованием средств мембранопротекторного действия.

Практические рекомендации

У больных псориазом первого типа (с возникновением в молодом возрасте, наследственной предрасположенностью и более тяжелым течением) мембранопатологические изменения достигают максимальной выраженности, поэтому этой группе пациентов в комплексную терапию особенно рекомендуется включение мембранопротекторных средств.

Проведенные исследования позволяют изучать методом атомно-силовой микроскопии клетки кожи в нативном состоянии без предварительной обработки их веществами, изменяющими структуру мембран.

Больным псориазом наряду с клинической оценкой рекомендуется проводить прогнозирование течения псориаза путем определения мембранной экспрессии на лимфоцитах периферической крови молекул адгезии.

Каныгина, Э.Л Опыт применения препарата Витэкс в терапии псориаза / Э.Л. Каныгина, И.А.Клеменова, Г.Ю. Курников // Человек и лекарство: Сб. тезисов докладов VI Российского национального конгресса. - М., 1999. - С. 166.

Каныгина, Э.Л. Результаты первого этапа разработки нового средства для лечения псориаза / Э.Л. Каныгина, И.А.Клеменова // Материалы конференции, посвященной 60-летию кафедры кожных и венерических болезней Московского медицинского стоматологического института. - М., 1999. - С. 15-16.

Никулин, Н.К. Апоптогенез кератиноцитов и особенности активации иммунной системы при псориазе / Н.К. Никулин, Л.М. Скуинь, И.А. Клеменова и др. // Материалы конференции, посвященной 60-летию кафедры кожных и венерических болезней Московского медицинского стоматологического института. - М., 1999. - С. 16.

Никулин, Н.К.Возрастные особенности активации иммунной системы в нормальной и патологически измененной коже / Н.К. Никулин, Т.Ю. Чернова, И.А. Клеменова // Актуальные проблемы геронтологии и гериатрии: Сб. тезисов научно-практической конференции. - Нижний Новгород, 1999. - С. 205-206.

Смирнов, А.В. Особенности течения хронических дерматозов в пожилом возрасте / А.В. Смирнов, Г.Ю. Курников, И.А. Клеменова и др. // Клиническая геронтология (Материалы IV Международной научно-практической конференции «Пожилой больной. Качество жизни»). - 1999. - №3. - С. 96.

Каныгина, Э.Л. Применение нового липидного комплекса в лечении заболеваний кожи / Э.Л. Каныгина, И.А. Клеменова, Г.Ю. Курников и др. // Эколого-гигиенические проблемы сохранения здоровья населения: Сборник статей научно-практической конференции. - Москва - Нижний Новгород, 1999. - С. 335-337.

Клеменова, И.А. Состояние микрофлоры кишечника у больных хроническими дерматозами / И.А. Клеменова, Г.Ю. Курников, Г.И. Жукова и др. // Отечественная дерматовенерология-2000: проблемы, поиски, решения: Сборник научных трудов. Нижний Новгород, 2000.- С.42-43.

Абалихина, Е.П. Значение коррекции процессов ПОЛ и фосфолипидного состава крови у больных псориазом / Е.П. Абалихина, И.А. Клеменова // Тез. конф. молодых ученых Поволжья и Северного Кавказа. - Нижний Новгород, 2000. - С. 201-202.

Каныгина, Э.Л. Липидный комплекс для лечения хронических дерматозов / Э.Л. Каныгина, И.А. Клеменова, Курников Г.Ю. // Патент № 2159118 от 20.11.2000 г

Чернова, Т.Ю. Взаимосвязь активации и УФ-индуцированной апоптозной гибели клеток / Т.Ю. Чернова, К.В. Дмитренко, И.А. Клеменова и др. // Тез. Конф. молодых ученых Поволжья и Северного Кавказа. - Нижний Новгород, 2000. С.

Курников, Г.Ю. Новые подходы к коррекции дисбиоза у больных хроническими дерматозами / И.А. Клеменова, Г.Ю. Курников, Г.И. Жукова и др. // Сб. материалов VIII Съезда дерматовенерологов. - М., 2001.

Никулин, Н.К. Состояние мембран фибробластов кожи больных псориазом / Н.К. Никулин, И.А. Клеменова, Д.Я. Алейник и др. // Сб. материалов VIII Съезда дерматовенерологов. - М., 2001. - С. 165.

Никулин, Н.К. Мембранные маркеры апоптотической гибели кератиноцитов при псориазе / Н.К. Никулин, Л.М. Скуинь, И.А. Клеменова // Сб. материалов VIII Съезда дерматовенерологов. - М., 2001. - С. 164.

Никулин, Н.К. Изменения клеточных мембран у больных псориазом и методы коррекции / Н.К. Никулин, И.А. Клеменова, Н.В. Востоков и др. // Актуальные вопросы терапии инфекций, передаваемых половым путем и хронических дерматозов: Тезисы научных работ. - Екатеринбург, 2002. - С.149.

Курников, Г.Ю. Состояние микрофлоры толстого кишечника у больных хроническими дерматозами / Г.Ю. Курников, И.А. Клеменова, Г.И. Жукова и др. // Российский журнал кожных и венерических болезней.- 2002.- №3.-С.38-43.

Клеменова, И.А. Изучение спектра липидов как способ оценки эффективности лечения больных псориазом / И.А. Клеменова, Т.В. Копытова, Е.П. Абалихина и др. // Клиническая лабораторная диагностика. - 2002. - № 10. - С.36-36.

Клеменова, И.А. Способ лечения больных псориазом / И.А. Клеменова, Г.Ю. Курников, Э.А. Каныгина и др. // Патент № 2195299 от 27.12.02 г.

Никулин, Н.К. Состояние клеточных мембран при псориазе и методы коррекции / Н.К. Никулин, И.А.Клеменова, Т.В. Копытова и др.// Сборник трудов юбилейной научно-практической конференции, посвященной 10-летию кафедры кожных и венерических болезней педиатрического факультета РГМУ и отделения дерматоаллергологии РДКБ: «Современные вопросы дерматологии и венерологии» - Тверь, 2002.-С.88-89.

Курников, Г.Ю. Методы коррекции дисбиоза кишечника у больных хроническими дерматозами / Г.Ю. Курников, И.А. Клеменова, Н.Ю.Воронова // Пособие для врачей. - Нижний Новгород, 2002. - 10 с.

Клеменова, И.А. Молекулы адгезии ICAM-1 и ICAM-3 у больных псориазом / И.А.Клеменова, Н.К.Никулин, Т.Ю.Чернова // Медицинская иммунология. - 2003. - № 3-4. - С.263-264.

Клеменова, И.А. Мембранная экспрессия межклеточных молекул адгезии ICAM-1 и ICAM-3 у больных псориазом / Н.К.Никулин, И.А.Клеменова, Т.Ю.Чернова // Иммунопатология. Аллергология. Инфектология. - 2003. - №3. - С.24-25.

Клеменова, И.А. Использование нанотехнологий в изучении особенностей патогенеза псориаза / И.А.Клеменова // Тезисы научных докладов Первого Российского конгресса дерматовенерологов. Дерматология. - С-Пб, 2003. - Т.1. - С. 49-50.

Клеменова, И.А. Ультраструктурные особенности фибробластов больных псориазом / И.А. Клеменова, Н.К. Никулин, Д.Я. Алейник, Н.В. Востоков // Тезисы научных докладов Первого Российского конгресса дерматовенерологов. Дерматология. - С-Пб, 2003. - Т.1. - С. 81-82.

Алейник, Д.Я. Характеристика микрорельефа мембран клеток нормальной и рубцовоизмененной кожи / Д.Я. Алейник, И.А. Клеменова, И.Н. Чарыкова и др. // Нижегородский медицинский журнал. - 2004. - Приложение. Комбустиология. - С. 189-190.

Никулин, Н.К. Способ прогнозирования течения псориаза / Н.К. Никулин, И.А. Клеменова, Т.Ю. Чернова // Патент № 2224255 от 20.02.04 г.

Клеменова, И.А. Изменения биомембран у больных псориазом / И.А. Клеменова // Современные направления развития диагностики, лечения и профилактики ИППП и дерматозов: Тезисы научных работ Всероссийской конференции дерматовенерологов. - Нижний Новгород, 2004. - С. 19.

Клеменова, И.А. Метод сканирующей зондовой микроскопии в изучении цитоплазматической мембраны фибробластов кожи / И.А. Клеменова, Н.К. Никулин, Д.А. Алейник и др. // IX Всероссийский съезд дерматовенерологов: Тезисы научных работ. - М., 2005. - Т.1. - С. 107-107.

Заславская, М.И. Влияние сыворотки крови больных псориазом на апоптоз нейтрофилов / М.И. Заславская, И.А. Клеменова // IX Всероссийская конференция дерматовенерологов, Екатеринбург, 1-2 июня 2006 г: Тезисы научных работ. - Екатеринбург, 2006. - С. 4.

Клеменова, И.А. Возможности нанотехнологий в изучении клеток кожи / И.А. Клеменова, Н.К. Никулин, Д.Я. Алейник и др. // IX Всероссийская конференция дерматовенерологов, Екатеринбург, 1-2 июня 2006 г: Тезисы научных работ. - Екатеринбург, 2006. - С. 5.

Клеменова, И.А. Межклеточные молекулы адгезии при псориазе / И.А. Клеменова // IX Всероссийская конференция дерматовенерологов, Екатеринбург, 1-2 июня 2006 г: Тезисы научных работ. - Екатеринбург, 2006. - С. 9-10.

Клеменова, И.А. Изменения цитоплазматических мембран у больных псориазом / И.А. Клеменова, Ю.Ю. Гущина, Н.К. Никулин и др. // Социально значимые заболевания в дерматовенерологии. Диагностика, терапия, профилактика: Сборник тезисов VI научно-практической конференции, 28-29 сентября 2006. - М., 2006. - С.78-79.

Клеменова, И.А. Межклеточные молекулы адгезии при псориазе / И.А. Клеменова // Социально значимые заболевания в дерматовенерологии. Диагностика, терапия, профилактика: Сборник тезисов VI научно-практической конференции, 28-29 сентября 2006. - М., 2006. - С. 75-76.

Клеменова, И.А. Псориаз: современный подход к диагностике и лечению / И.А. Клеменова // Нижегородский медицинский журнал. - 2006 - № 4. - С. 88-91.

Klemenova, I.A. Research of skin cells by an atomic force microscopy / I.A. Klemenova, D.Y. Aleinik, N.V. Vostokov // Abstract EADV 2006. PO29.20.

Клеменова, И.А. Межклеточные молекулы адгезии (ICAM) при псориазе / И.А. Клеменова // Организация оказания дерматовенерологической помощи в современных условиях: Тезисы научных работ Х Всероссийской конференции дерматовенерологов, 23-24 ноября 2006 года, г. Москва. - М., 2006. - С. 30.

Клеменова, И.А. Возможности атомно-силовой микроскопии в изучении клеток кожи человека / Д.Я. Алейник, Н.В. Востоков, И.А. Клеменова // Вестник новых медицинских технологий. - 2006 - Т.ХІІІ. - №3 - С.98-99.

Клеменова, И.А. Лечение больных псориазом с использованием мембранопротекторов / Н.К. Никулин, И.А.Клеменова, Т.В. Копытова // Усовершенствованная медицинская технология. - Нижний Новгород, 2006. - 10 с.

Клеменова, И.А. Межклеточные молекулы адгезии при псориазе / И.А. Клеменова, Д.Я. Алейник // Российский журнал кожных и венерических болезней. - 2007. - № 2. - С.12-13.

Клеменова, И.А. Ультраструктурные особенности мембран фибробластов кожи при псориазе / И.А. Клеменова, Н.К. Никулин, Д.Я. Алейник и др. // Вестник дерматологии и венерологии. - 2007. - № 4. - С.4-5.

Клеменова, И.А. Результаты исследования клеток кожи методом атомно-силовой микроскопии / И.А. Клеменова, Д.Я. Алейник, И.Н. Чарыкова и др. // Российский журнал кожных и венерических болезней. - 2007. - № 4. - С.77-79.

Клеменова, И.А. Мембранопатологические изменения при псориазе и методы коррекции / И.А. Клеменова // Материалы II Всероссийского конгресса дерматовенерологов, 25-28 сентября 2007 г. - СПБ, 2007. - С. 63.

Клеменова, И.А. Маркеры активации, адгезии и апоптоза при псориазе / И.А. Клеменова // Материалы II Всероссийского конгресса дерматовенерологов, Санкт-Петербург, 25-28 сентября 2007 г. - СПБ, 2007. - С.63.

Клеменова, И.А. Результаты исследования культур клеток кожи от больных псориазом / И.А. Клеменова, Д.Я. Алейник, И.Н. Чарыкова // Социально значимые заболевания в дерматовенерологии. Диагностика, терапия, профилактика: Сборник тезисов VII научно-практической конференции, Москва, 6-7 сентября 2007. - М., 2007 - С.