Накопление вдыхаемых частиц и функции иммунной системы у пожилых

Пожилые люди более предрасположены к развитию инфекционных и неопластических заболеваний легких, являющихся следствием изменений иммунной системы. Однако неизвестно, как длительное воздействие поллютантов (загрязняющих веществ) окружающей среды влияет на функции и структуру органов иммунной системы.

Ural B.B. и соавт. исследовали лимфатические узлы пациентов для выявления связи между длительностью воздействия загрязняющих веществ, возрастом пациентов и ухудшением функций иммунной системы.

Для этого были посмертно исследованы лимфоузлы (ЛУ) легких и желудочно-кишечного тракта от 84 доноров возрастом 11 – 93 лет. Критериями включения являлись отсутствие астмы, рака, гепатита B и C, а также вируса иммунодефицита человека в анамнезе. Кроме того, в исследование не были включены пациенты, выкуривавшие более 20 пачек сигарет за год.

Были изучены как макропрепараты лимфатических узлов, так и их микропрепараты, с применением конфокальной микроскопии и проточной цитометрии, а также была проведена оценка функций макрофагов. Макропрепараты лимфоузлов легких и ЖКТ значительно отличались по морфологии: легочные лимфатические узлы имели черный цвет, в то время как мезентериальные от того же донора были бежевыми. Кроме того, ЛУ черного цвета превалировали у взрослых пациентов старше 30-ти лет. Авторы связывают данный цвет с накоплением таких поллютантов, как полициклические ароматические углеводороды, содержащиеся, например, в выхлопных газах транспортных средств. Дальнейший анализ показал накопление вдыхаемых частиц в макрофагах CD68+ CD169-, что ведет к снижению их функциональной активности с возрастом: снижению активации, объема фагоцитоза, а также изменению синтеза цитокинов в сравнении с макрофагами, в которых данные отложения обнаружены не были. С возрастом частицы аккумулируют, и повышенное их содержание у людей старше 40 лет ведёт к разрушению структур лимфоузлов и лимфатических связей.

Макрофаги управляют врожденным иммунным ответом через фагоцитоз патогенов и продукцию цитокинов для предоставления антигенов Т-лимфоцитам и формирования адаптивного иммунного ответа. Кроме того, макрофаги поддерживают гомеостаз в клетках с помощью захвата и элиминации мертвых клеток и продуктов распада. Данное исследование показало, что данные иммуноциты также захватывают частицы, вдыхаемые из окружающей среды и откладывающиеся в легочной ткани. У людей в молодом возрасте макрофаги чаще совершают оборот, то есть полный жизненный цикл, что способствует их очищению от поллютантов, и, таким образом, препятствует накоплению нарушений в структурах лимфоузлов.

В свою очередь высокие концентрации частиц загрязняющих веществ отрицательно влияют на функции макрофагов, ведя к избыточному фагоцитозу и ухудшению фагоцитирующих свойств макрофагов по отношению к другим антигенам. Также данное исследование показало, что макрофаги с отложениями поллютантов синтезируют меньше провоспалительных цитокинов, таких как фактор некроза опухолей-α (ФНО-α), интерферон α (IFN-α) и интерлейкин-6 (IL-6), играющих ключевую роль в формировании правильного иммунного ответа. Таким образом, воздействие загрязняющих веществ из окружающей среды может лежать в основе нарушений иммунной системы в пожилом возрасте.
В легочных лимфатических узлах доноров старше 50 лет были обнаружены нарушения фолликулярных структур и снижение лимфатических связей.

Данные результаты могут быть причиной ослабленного иммунного ответа у пожилых пациентов на новые патогены.  что зачастую происходит у людей в возрасте.

Рис. 1. Возрастные изменения лимфоузлов легочной ткани на макро- и микроуровнях вследствие постоянного воздействия поллютантов и их отложения в тканях лимфоузлов. Источник:  Ural B.B. et al. Inhaled particulate accumulation with age impairs immune function and architecture in human lung lymph nodes // Nat Med. 2022. Vol. 28, № 12. P. 2622–2632.

Перевод текста на изображении:

• Donor number – порядковый номер донора
• LLNs – легочные лимфоузлы
• MLNs – мезентериальные лимфоузлы
• Age (years) – возраст (годы)
• Number of donors – количество доноров
• Female – женщины
• Male – мужчины

Таким образом, загрязнение углеводородами в настоящее время является растущей угрозой здоровью. Поллютанты ведут к воспалению в легочной ткани и могут быть основой несостоятельности иммунной системы, например, при развитии астмы. Данное исследование показало хроническое и повсеместное негативное влияние факторов загрязнения окружающей среды на формирование адаптивной иммунной защиты в легких. С возрастом накопление поллютантов ведёт к снижению возможностей организма для адекватного иммунного ответа, ухудшая тяжесть инфекций дыхательных путей и потенциально ведя к развитию опухолевых заболеваний легких, поскольку иммунная система ответственна также и за отслеживание патологических клеток собственного организма.

Источник: Ural B.B. et al. Inhaled particulate accumulation with age impairs immune function and architecture in human lung lymph nodes // Nat Med. 2022. Vol. 28, № 12. P. 2622–2632.

Перевод и адаптация Шадеркина Анастасия, Сеченовский университет, Москва.