Иммунные особенности органа зрения

Иммунитет представляет собой совокупность клеток иммунной системы и гуморальных соединений, которые распознают и быстро реагируют на внедрение чужеродных агентов. Оба компонента иммунной системы имеют свои определенные функции, в то же время они работают во взаимодействии друг с другом. Иммунный ответ состоит из двух фаз: распознавание патогена и уничтожение (элиминация) патогена.
Уничтожение антигенов реализуется посредством воспаления.

В то же время иммунный ответ несет в себе потенциальную угрозу за счет разрушительного характера воспалительного процесса, который проявляется следующими явлениями:
- Гиперемия
- Гипертермия
- Отёк
- Боль
- Нарушение функции
Структурно процесс воспаления делится на стадии:
- Альтерация — повреждение клеток и тканей
- Экссудация — выход жидкости и клеток крови из сосудов в ткани и органы
- Пролиферация (или продуктивная стадия) — размножение клеток и разрастание ткани, в результате чего и происходит восстановление целостности ткани (репарация)

В органе зрения представлены все звенья иммунной защиты. Врожденная иммунная защита глаза включает в себя три линии защиты:
- Анатомические барьеры (механические, химические, биологические)
- Гуморальный барьер
- Клеточный барьер

Анатомические барьеры
Веки и ресницы защищают поверхность глаза от чужеродных агентов.
Эпителий роговицы выступает в качестве барьера, защищает глаз за счет своей способности отторгать зараженные клетки и
восстанавливаться в кратчайшие сроки. Еще одним препятствием к проникновению патогена выступает задняя капсула хрусталика.
Большое значение в защите поверхностных структур глаза имеет слеза и, в частности, слезная пленка, в которой в небольшом количестве постоянно присутствует множество противомикробных веществ.

Муциновый и водный слои слезной пленки содержит муцины – высокомолекулярные тяжелые гликопротеины, которые служат физическим барьером.
Наиболее изученными защитными факторами слезы являются: лизоцим, который разрушает клеточные стенки бактерий путем гидролиза пептидогликана в их структуре, и фосфолипаза А2, разрушающая бактериальные мембраны путем гидролиза фосфолипидов, а также лактоферрин, способный связывать ионы железа в слезной пленке, необходимые для микробного роста и метаболизма, ингибировать адгезию бактерий и их внутриклеточное вторжение, усиливать сигналы апоптоза в инфицированных клетках и бактерицидную активность нейтрофилов.
Секреторный IgA связывается с антигенами микроорганизмов на поверхности глаза и задерживает их присоединение и внедрение в клетки роговицы и конъюнктивы. В последние годы активно изучаются другие антимикробные белки, продуцируемые клетками роговицы, в частности: кателицидин (LL-37) и дефензины, способные разрушать мембраны микробных клеток и обладающие хемотаксическим действием для нейтрофилов, моноцитов и Т-клеток. Кроме того, дефензины стимулируют пролиферацию эпителия, секрецию цитокинов и стимуляцию высвобождения гистамина из тучных клеток.
Tosi M F. Innate immune responses to infection // Journal Allergy and Clinical immunology. – Vol. – № 116. – P. 241-249.
Uveitis and Immunological Disorders: v. 2 / U. Pleyer, Foster C. S. – Berlin.: Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co., 2007. – 231 р.

Активация врожденной иммунной системы начинается в ответ на возбуждение пат-
тернраспознающих рецепторов (PRRs), известных как Toll-подобные (TLRs) и NOD-
подобные рецепторы (NLRs). TLRs являются трансмембранными белками и экспресси-
руются на поверхности клеток. При присоединении к мембране патогена происходит активизация ТLRs и передача сигнала внутрь клетки, запускающие каскад реакций активации фактора транскрипции, ядерного фактора каппа-В (NT-кВ), и экспрессии противовоспалительных молекул: TNF-α, IL-1 и IL-2. TLRs обнаружены на глазной ткани как в переднем, так и заднем отрезке глаза, включая роговицу, радужку, цилиарное тело, сосудистую оболочку и пигментный эпителий сетчатки. NOD-подобные рецепторы определяются в цитоплазме клеток и обнаруживают присутствие микробных молекул внутри клетки-хозяина. NLRs распознают вещества, которые образуются при повреждении клеток организма (АТФ, кристаллы мочевой кислоты и др.) и вызывают развитие воспалительного процесса в основном за счет образования IL-1р, IL-18 и других провоспалительных цитокинов.
Kawai T., Akira S. TLR signaling / T. Kawai, S. Akira //Semin. Immunol. – 2007. – Vol. 19. – P. 24-32.
Lambiase A., Micera A., Sacchetti M., Mantelli F., Bonini S. Toll-like receptors in ocular surface diseases: overview and new findings.– Clin Sci (Lond). – 2011. – May. – 120 (10). – P. 441-50.
Толл-рецепторы – распознающие рецепторы врожденной иммунной системы и глаз (литературный обзор) [Электронный ре-сурс] / М.З. Саидов, Н.С. Гаджиева, Н.А. Гаврилова, А.В. Шацких [и др.] // Офтальмохирургия. – 2012. – № 3.

Основным путем реализации защитной функции передней поверхности глаза является активация лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистыми оболочками (мукоза-ассоциированная лимфоидная ткань – MALT).
MALT
Van Vilet S. J., den Dunnen J., Gringhuis S. I., Gejtenbeek Т. В., Van Kooyk Y. Innate signaling and regulation of dendritic cell immunity / S. J. Van Vilet, J. den Dunnen, S. I. Gringhuis, Т. В. Gejtenbeek, Y. Van Kooyk // Current Орinion in immunology. – 2007. – Vol. 19. – P. 435-440.

Свободные клетки (Т- и В-лимфоциты, плазматические клетки, макрофаги, дендритные клетки, эозинофилы, тучные клетки).
Способны мигрировать и осуществлять защитную функцию, взаимодействовать с внеклеточным матриксом посредством различных активных молекул (цитокины, хемокины и молекулы адгезии).
MALT
Фиксированные клетки (фибробласты). Отвечают за продукцию компонентов соединительной ткани
+
Knop E., Knop N., Pleyer U. Clinical Aspects of MALT/ E. Knop, N. Knop, U. Pleyer // Uveitis and Immunological Disorders. – Springer. – 2005. – Р. 67-68.

Главными антигенпрезентирующими клетками MALT являются дендритные клетки.
При экспрессии на этих клетках HLA II класса будет смещение иммунного ответа в сторону T-хелперов 1 класса и продукции провоспалительных цитокинов (IL-2, IFN-γ, TNF-α), которые активируют цитотоксические Т-клетки и макрофаги.
Если активированные дендритные клетки не имеют на своей клеточной мембране HLA II класса, то запускается противовоспалительный каскад реакций (выработка IL-4, IL-10, TGF-ß для T-хелперов 3-го класса).
Проникновение антигенпрезентирующих клеток непосредственно в фоликуллы MALT вызывает пролиферацию В-лимфоцитов, которые способны синтезировать иммуноглобулины. При попадании эффекторных клеток в сосудистое русло воз-можно развитие системной реакции. Появление комплекса антиген+антитело активирует еще один защитный путь – систему комплемента. Ее составляющие (C3 и С4) экспрессируются в слезной пленке и участвуют в хемотаксисе и лизисе бактерий. Определенный низкий уровень активированного комплемента присутствует в неинфицированных глазах, что обеспечивает быструю активацию полного каскада системы комплемента при проникновении патогена.
Kolls J.K., McCray. P.В., Chan Y.R. Cytokine- mediated regulation of antimicrobial proteins / J.K. Kolls, P.В. McCray, Y.R. Chan// Nature Reviews Immunology. – 2008. – Vol. 8. – P. 829-835.
10. Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми, и поражение поверхности глаза [Электронный ресурс] / Н.А. Ермакова // Медицинская практика. – 2012. – № 4 (12). Офтальмология. – Т. 1.

В основном осуществляется за счет гематоофтальмического барьера, образованного эндотелием капилляров сетчатки и радужной оболочки, цилиарным эпителием и пигментным эпителием сетчатки. Различают следующие части барьера: гемато-водянистый барьер (цилиарный эпителий и капилляры радужной оболочки), а также гемато-ретинальный барьер (ГРБ), состоящий из внешнего и внутреннего отделов. Внутренний ГРБ характеризуется плотными контактами и отсутствием фенестр между эндотелиальными клетками кровеносных сосудов сетчатки (для внутренних слоев) подобно гематоэнцефалическому барьеру.
Внешний ГРБ образуется пигментным эпителием сетчатки (для наружных слоев). Клетки этого слоя сетчатки фагоцитируют патогены, выделяют хемоаттрактанты и презентируют их антиген сенсибилизированным Т-клеткам.
Защита заднего отрезка глаза
Sohn J. H. Complement, innate immunity and ocular disease / P. S. Bora,. P. Jha et al. // Chemical immunology and Allergy. 2007. Vol. 92. P. 105-114.

Иммунная привилегия
Важной особенностью работы иммунной системы глаза является врожденная иммунная привилегия – способность иммунной системы защищать организм без повреждения его тканей (без возникновения воспаления).
Kaplan H.J., Niederkorn J.Y. Regional immunity and immune privilege / Niederkorn J.Y., Kaplan H.G., Immune Response and the Eye // Chemical Immubology Allergy, Basel: Karger. – 2007. – Vol. 92. – P. 11-26.

В осуществлении иммунной привилегии глаза одновременно участвует врожденный и приобретенный иммунный ответы, в совокупности образующие «пассивные» и «активные» факторы защиты.
К «пассивным» факторам относятся: особенности «иммуноархитектоники» глаза, гематоофтальмический барьер, препятствующий в норме доступу в глаз эффекторных Т-клеток и антител, а также отсутствие во внутренних отделах глаза подлинной лимфатической дренажной системы, что ограничивает возможность внутриорганной сенсибилизации лимфоцитов.
Мезенхимальные стромальные клетки глаза редко экспрессируют молекулы МНС классов I и II, необходимые Т-клеткам для распо-знавания антигенов. В итоге эти "пассивные" факторы ограничивают развитие иммуногенных реакций, в значительной степени уменьшая проявление локального воспаления.

В качестве «активных» факторов рассматривают конститутивную экспрессию на поверхности внутриглазных клеток молекул Fas-лиганд (индуцируют апоптоз), мембранных ингибиторов, компонентов активации комплемента. Этот механизм может быть причиной уничтожения сенсибилизированных Т-лимфоцитов при их встрече с антигеном внутри глаза.
Кроме того, во влаге передней камеры глаза присутствуют факторы, способные подавлять и регулировать функцию иммунных клеток: трансформирующий фактор роста (TGF-P-2), α-меланоцитстимулирующий гормон, вазоактивный кишечный полипептид, кальцитонинсвязанный пептид, свободный кортизол, рецепторный антагонист IL-1.

Симпатическая (сочувствующая) офтальмия — это воспаление второго, до этого времени здорового глаза в ответ на травму первого.
Симпатическое воспаление глаза носит вялотекущий тяжелый характер фибринозно-пластического иридоциклита – воспаления радужной оболочки переднего отдела глазного яблока и представляет значительные трудности в лечении.
Основной причиной симпатического воспаления глаза является передний уевит – воспаление сосудистой оболочки глаза, в результате глубокой прободной раны или осложнение после операции на глазах. В редких случаях причиной заболевания могут быть опасные глазные контузии.
Симпатическое воспаление глаза

Первые симптомы симпатического воспаления появляются не ранее чем через 14 дней, поздние могут возникнуть через много месяцев и даже лет. В здоровом глазу сначала отмечаются легкая болезненность, светобоязнь, слабо выраженная (заметная только в процессе обследования) перикорнеальная инъекция сосудов. Позднее появляются преципитаты на задней поверхности роговицы, нарушается четкость рисунка радужки, сужается зрачок, образуются задние синехии, происходят сращение и заращение зрачка. Глазная гипертензия сменяется гипотензией, а затем субатрофией глазного яблока. Клиническая и гистологическая картины воспаления первого и второго глаза очень похожи. Воспаление в первом, травмированном, глазу называют "симпатизирующим", а во втором — "симпатическим". Симпатическая офтальмия может проявляться в виде нейроретинита или очагового хориоидита и осложняться отслойкой сетчатки. В настоящее время установлена ведущая роль в развитии симпатической офтальмии аутоиммунных реакций с формированием гиперчувствительности замедленного типа и образованием гуморальных антител к увеаретинальным антигенам с развитием в последующем вторичной иммунологической недостаточностью.

Проникающие ранения глазного яблока влекут за собой тяжелые осложнения, при возникновении которых существует опасность не только гибели травмированного глаза, но и развития симпатической офтальмии второго, здорового, глаза, которое наблюдается в 0,1—0,2 % случаев после проникающей травмы и 0,06— 0,07 % — после внутриглазных операций.
Удаление слепого травмированного глаза, являющегося источником аутосенсибилизации, может служить надежной мерой профилактики развития симпатической офтальмии на здоровом глазу, если операция была выполнена в течение 14 дней после ранения.

Трансплантация
Некоторые особенности иммунной защиты глаза дают возможность трансплантации. В частности такие свойства роговицы как аваскулярность и относительная простота гистологического строения делают возможными операции по ее пересадке.
Операция по трансплантации роговицы называются кератопластикой