Значительное повышение чувствительности к кожным инфекциям и частота встречаемости злокачественных новообразований наблюдаются у пожилых людей, что может указывать, в том числе, на снижение с возрастом защитных свойств кожи. В данном обзоре мы сфокусировались на современных концепциях понимания возрастных изменений защитных функций кожи с акцентом на то, каким образом нарушение взаимодействия между иммунными клетками врожденного и приобретенного иммунитета приводит к снижению антиген-специфичного Т-клеточного иммунологического надзора в коже.

Кожные покровы формируют границу раздела тела с окружающей средой и их основная функция — барьерная. Кожа защищает организм, делая его непроницаемым для множества вредных экзогенных субстанций, и поддерживает гомеостаз, предотвращая потерю влаги и тепла. Вдобавок это высокоспециализированная иммунная система, состоящая из резидентных, активированных или мигрировавших в ткань лейкоцитов (см. таблицу). Эти клетки распределены в эпидермальных и дермальных слоях кожи и участвуют в механизмах врожденного и приобретенного иммунитета. Они отвечают за распознавание «своего» и «чужого», что является фундаментально важным, так как кожа ежедневно контактирует с экзогенными веществами. Тесные взаимодействия между путями реализации врожденного и приобретенного иммунитета играют важную роль в активации и усилении иммунного ответа кожных покровов.

Иммунная функция кожи снижается у людей пожилого возраста, что сопровождается увеличением частоты бактериальной (стрептококковый и стафилококковый целлюлит) и грибковой (чаще всего кандидозной) инфекции, вносит вклад в учащение случаев злокачественных новообразований кожи [3, 4]. Одним из ведущих механизмов старения кожи является снижение их клеточного самообновления. Прогрессирующее снижение пролиферативной активности клеток ведет к увеличению доли старых и формированию процессов приспособления, гипертрофии и т. д. [5]. В стареющей коже наблюдаются мононуклеарная инфильтрация, снижение числа клеток Лангерганса (КЛ) и изменение продукции иммунокомпетентными клетками цитокинов, влияющих на пролиферацию и дифференцировку клеток кожи [6]. Иммунная система кожи, морфологически представленная SALT (Skin-associated lymphoid tissues), с одной стороны, является достаточно автономным отделом иммунной системы организма, с другой — имеет с ней тесные морфофункциональные и регуляторные взаимоотношения. Нарушения нормальных иммунных реакций в коже приводят к развитию многих дерматологических заболеваний и подавляющего большинства эстетических проблем, в том числе к преждевременному старению кожи. С возрастом клетки начинают секретировать комплекс цитокинов и ростовых факторов, изменяющих тканевое микроокружение. Это явление получило название «секреторного фенотипа, сопровождающего старение» (Senescence — associated secretory pheno-type, SASP) [7, 8]. C. Gomez и соавт. [9] связывают пожилой возраст с гиперпродукцией провоспалительных цитокинов (называют этот процесс «Infla-mm-aging»), таких как ИЛ-1β, ИЛ-6, ФНО-α. У.А. Боярских и соавт. [7] сравнивали транскрипционные профили молодых и состарившихся фибробластов человека трех клеточных линий с использованием модели репликативного старения. Авторы пришли к выводу, что старение фибробластов сопровождалось выраженным увеличением экспрессии генов, кодирующих секретируемые провоспалительные цитокины ИЛ-6 (в 3,7 раза; р=0,05), ИЛ-8 (в 2,5 раза; р=0,04) и незначительным увеличением экспрессии гена ИЛ-1β (в 1,3 раза; р=0,04).

В числе секретируемых стареющей клеткой белков есть стимулирующие воспалительный ответ цитокины, некоторые ростовые факторы, а также секретируемые протеазы и нерастворимые компоненты межклеточного матрикса. Следовательно, состарившиеся клетки способны изменять свое микро-окружение и при помощи паракринных механизмов регулировать свойства соседних клеток [7]. Все это показывает, что дефекты иммунитета кожи прогрессируют с возрастом.

Основными компонентами врожденного иммунитета в коже являются клетки КЛ, дендритные клетки (ДК) и резидентные макрофаги (МФ). Эти антигенпрезентирующие клетки продуцируют медиаторы воспаления в ответ на Толл-подобные (ТЛР)-сигналы, присутствие антигена, и обеспечивают ко-стимуляцию Т-клеток как в коже, так и в дренажных лимфоузлах. В данном разделе обобщены результаты нескольких исследований, которые подчеркивают исключительное значение антигенпрезентирующих клеток кожи.

Количество и фенотип кожных ДК сопоставимы в молодом и пожилом возрасте, но тем не менее миграция, фагоцитоз и способность к стимулированию Т-клеток может снижаться [10, 11]. Даже когда миграционная способность старых ДК скорректирована, они менее эффективны в обеспечении противоопухолевого иммунитета, что предполагает наличие дополнительного функционального дефекта, который коррелирует с селективным снижением экспрессии DC-SIGN (Dendritic Cell-Specific Intercellular adhesion molecule-3-Grabbing Non-integrin) [12]. При сравнении ДК у пожилых людей обнаружено нарушение миграции к MIP-1β, несмотря на эквивалентную CCR7 экспрессию [12].

Плазмацитарные дендритные клетки (ПДК) — уникальная субпопуляция дендритных клеток, которые в нормальной коже присутствуют в очень небольших количествах. Тем не менее они играют важную роль при вирусных инфекциях (например, вирус опоясывающего герпеса) и воспалительных заболеваниях кожи (псориаз, системная красная волчанка, красный плоский лишай) [13, 14]. ПДК также изучаются при опухолях кожи (меланома, базально-клеточная карцинома, сквамозно-клеточная карцинома) [13, 14]. Повреждения кожи приводят к немедленной активации ПДК и кратковременной секреции ИФН 1-го типа, которые способствуют заживлению раны [1, 6]. В противоположность классическим ДК совершенно очевидно, что секреция цитокинов ПДК сокращается с возрастом [6, 13]. Y. Jing и соавт. [12] сообщали, что число циркулирующих ПДК и продукция ИФН-α также снижались с возрастом. Очевидный пример того, что у пожилых людей часто активируется вирус опоясывающего герпеса, свидетельствует о нарушении функций ПДК в коже: их миграция, активация, секреция цитокинов.

Многочисленные функции макрофагов нарушаются с возрастом, включая снижение ТЛР-экспрессии (или же снижение цитокинового ответа на ТЛР-стимуляцию), уменьшение функциональных способностей фагоцитов и снижение секреции хемокинов и цитокинов [13]. На модели гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) показано снижение способности макрофагов в антиген-активированной коже пожилого человека секретировать цитокины (такие как ФНО-α), которые сопровождают ответ на антиген [15]. ФНО-α усиливает коллагенолитическую активность матриксной металлопротеиназы (ММР)-1, возможно, путем активации ММР-3, что приводит к постепенной потере коллагена 1-го типа в коже человека [16—19]. Активные формы кислорода (ROS), возникающие в результате окислительного метаболизма клеток, играют важную роль в процессе старения. ROS индуцируют фактор транскрипции с-Jun с помощью митоген-активированной протеинкиназы (МАРК), ведущей к повышенной экспрессии ММР-1, ММР-3 и ММР-9 [16]. E. Montecino-Rodriguezи соавт. [20] не исключают участие трансформирующего фактора роста (ТФР)-β в механизмах старения иммунной системы.

КЛ — производные миелоидных ДК, которые постоянно находятся в эпидермисе, в тесном взаимодействии с кератиноцитами. До сегодняшнего дня считалось, что КЛ — это основные антигенпрезентирующие клетки (АПК) кожи, ответственные за развитие иммунного ответа на внедрившийся патоген [7]. Традиционным является представление о том, что КЛ захватывают и перерабатывают антиген, затем мигрируют в лимфоузел, где представляют антиген Т-клеткам [5, 7]. Согласно последним данным, КЛ играют ключевую роль в индукции секреции ИЛ-22 T-клетками (Th22), который является важнейшим звеном иммунного ответа кожи. Авторы других исследований [6, 7] предполагают, что КЛ играют важную роль в подавлении иммунного ответа. Например, КЛ участвуют в ультрафиолет-индуцированной супрессии, осуществляемой через T_regs[6, 7]. Способность К.Л. мигрировать в дренажные лимфоузлы снижается с возрастом [9]. Суммируя эти данные, можно предположить, что широкий спектр нарушений может появляться в популяции лейкоцитов кожи в процессе старения, но до конца не ясно, каким образом это приводит к повышению чувствительности к кожным инфекциям или злокачественным новообразованиям [21].

Ультраструктура базальных клеток свидетельствует об активном участии их в синтезе кератина и подготовке к синтезу других специфических белков. В базальном слое располагаются стволовые клетки, находящиеся в G0-периоде. При делении часть клеток превращается в переходные клетки, другая часть клеток остается в G0-периоде. Показано, что клетки с фенотипом α₆ 10G7 представляют собой эпидермальные стволовые клетки, составляющие 8% базальных кератиноцитов. В настоящее время на стволовых клетках обнаружены рецепторы к витамину D. Однако все известные в настоящее время маркеры не позволяют с полной точностью отличать стволовые клетки от переходных. Кератиноциты синтезируют ИЛ-1α, связанный с их мембраной, что способствует их участию в представлении антигена. Кератиноциты синтезируют также ИЛ-1β, ИЛ-3, ИЛ-8, ИЛ-15, ИЛ-19 [22]. Необходимо отметить, что синтезируемый кератиноцитами ИЛ-1 усиливает синтез простагландина фибробластами сосочкового слоя, который в свою очередь стимулирует пролиферацию и дифференцировку кератиноцитов. Узнавание кератиноцитами патогенов путем ТЛР-2 и ТЛР-4 ведет к продукции провоспалительных цитокинов, среди которых в первую очередь ИЛ-8, ответственный за привлечение нейтрофилов, базофилов и лимфоцитов в эпидермис. Кератиноциты экспрессируют на своей поверхности молекулы главного комплекса гистосовместимости, что обеспечивает возможность вовлекать в иммунный ответ Т-хелперы. Внутриэпидермальные лимфоциты встречаются в базальном и супрабазальном слоях. Это тимусзависимые лимфоциты, подразделяющиеся на Т-хелперы (Th), Т-киллеры, Т-регу-ляторные (T-reg). Тh, в свою очередь, подразделяются на клетки-предшественники Тh (Th0), эффекторные лимфоциты и лимфоциты памяти. Тh0 (экспрессирующие CD4) под влиянием ИЛ-2 и ИЛ-12 дифференцируются в Тh 1-го типа, которые не только секретируют ИЛ-2, ИЛ-3, ИФН-γ, ФНО, но и стимулируют созревание Т-киллеров и продукцию В-лим-фоцитами IgM, IgG, IgA. Тh 2-го типа продуцируют ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-6 и стимулируют синтез плазматическими клетками различных иммуноглобулинов. Т-reg, подавляющие иммунный ответ, экспрессируют CD8, CD45PA [22—24]. Т-киллеры вызывают нарушение проницаемости чужеродных клеток, что ведет их к осмотическому шоку и последующей гибели [22]. Выявление новых функций Т-хелперов (например, клетки Th₁₇, Th₂₂, T-reg) приводят к переосмыслению Т₁/Т₂ парадигмы, которая была долгое время использована для объяснения патогенеза и течения инфекционных воспалительных и даже опухолевых заболеваний кожи [24]. Таким образом, перечисленные выше особенности структурной организации эпидермиса свидетельствуют об активном участии его в защитной функции кожи.

Считается, что активация эндотелия и преобразование гомеостаза кожи в месте воздействия антигена, способствующие поступлению лейкоцитов из кровотока, происходят благодаря секреции провоспалительных цитокинов клетками врожденного иммунитета, которые включают «сигналы тревоги» [1, 2]. ТЛР — это одни из наиболее распространенных преобразователей «сигналов опасности» [6, 24], которые являются результатом проникновения антигена в травматизированную кожу. ТЛР экспрессируются различными клетками врожденного иммунитета, включая моноциты, макрофаги, дендритные клетки и КЛ, а также кератиноциты. Предполагается, что ТЛР-экспрессия или ТЛР-индуцированная продукция медиаторов воспаления клетками врожденного иммунитета с возрастом уменьшается [25]. Более того, результаты последних исследований [26] продемонстрировали снижение продукции провоспалительных цитокинов, таких как ФНО-α, ИЛ-6, ИЛ-12, из циркулирующих ДК у пожилых людей, простимулированных различными ТЛР-лигандами. Таким образом, возможно, что снижение иммунитета кожи в процессе старения может быть связано с недостаточностью клеток врожденного иммунитета из-за нарушения ТЛР-сигналов.

В норме кожа здорового человека содержит большое количество CD4+ и CD8+ Т-клеток. По некоторым подсчетам, приблизительно 20 биллионов резидентных Т-клеток присутствуют в коже здорового человека и примерно в 2 раза больше — в кровотоке [7]. Большинство человеческих Т-клеток экспрессируют CCR8 и действуют как клетки иммунологического надзора, которые опознают эпидермальные АПК и включают защитную программу иммунной системы, вовлекая моноциты, гранулоциты, Т-клетки воспаления и антитела [6]. В данной схеме Т-клетки иммунного надзора играют двойную роль. Через секрецию ФНО-α и ИФН-γ в ответ на воздействие антигена они запускают каскад воспаления, который привлекает другие лейкоциты. Во-вторых, эти клетки мигрируют в дренажные лимфоузлы, где могут пролиферировать или стимулировать активацию антиген-специфичного Т- и В-клеточного ответа. Возможно, возрастные нарушения иммунитета кожи также связаны с измене-ниями резидентных Т-клеток. Повторяющаяся антигенная стимуляция на протяжении жизни может выводить из строя Т-клетки двумя путями [27]. Во-первых, они становятся функционально истощенными и теряют свои важные функции, значимые для иммунной защиты [7]. Функциональное истощение — путь к ограничению эффекторного Т-клеточного ответа, который зачастую ассоциирован с увеличением экспрессии ингибиторов поверхностных рецепторов. Хотя, возможно, это механизм защиты от аутоиммунных процессов, но он ставит под удар эффективность противоинфекционного и противоопухолевого иммунитета [26, 28]. Во-вторых, повторяющаяся стимуляция Т-клеток может привести к потере репликативной способности некоторых антигенспецифичных Т-популяций в результате укорочения теломеров и/или повреждения ДНК (процесс известный как репликативное старение) [21, 24]. Интересно, что нарастающее укорочение теломеров наблюдается во время иммунного ответа кожи из-за ингибирования ИФН 1-го типа фермента теломеразы [21]. До сих пор неясно, могут ли резидентные или активированные в ходе ответа на антиген Т-клетки кожи истощаться или стареть у пожилых людей, данный вопрос требует дальнейшего изучения. Увеличение количества Т-клеток памяти в настоящее время является хорошо известным признаком старения [6]. Эти клетки, которые генерируются после первой встречи с антигеном, долго сохраняются после выполнения первоначальной задачи и обеспечивают источник эффекторов, которые могут быстро реагировать на повторное воздействие антигена. Воздействие на разные патогены с течением времени приводит к разнообразию иммунного репертуара, который включает повышенный пул защитных клеток памяти. Однако хроническая стимуляция вирусными инфекциями, например, цитомегаловирусами, может исчерпать наивный пул клеток и привести к распространению олигоклональных клеток памяти. Это явление считается важным фактором, способствующим накоплению клеток памяти CD8+ у пожилых людей [6], но также может происходить антигеннезависимое увеличение CD8+ Т-клеток [21, 22].

Регуляторные Т-клетки играют ключевую роль в силе развития иммунного ответа. Так, 5—10% резидентных Т-клеток в нормальной человеческой коже экспрессируют Foxp3 и демонстрируют другие характеристики Т-регуляторных клеток [15]. Эти регуляторные клетки также пролиферируют во время ответа по типу ГЗТ. Результаты исследований показали, что Т-reg циркулируют между кожей и лимфоузлами как в спокойном состоянии, так и при иммунном ответе [16]. Эти Т-reg напрямую ингибируют и Т-клетки, и АПК, такие как ДК и макрофаги. С истощением Т-reg значительно увеличивается инфильтрация нейтрофилами как вторичный ответ на увеличение концентрации нейтрофильных хемоаттрактантов (CXCL1, CXCL2) [14].

У пожилых людей и мышей наблюдается увеличение пропорции Т-reg в нормальной коже [24]. Т-reg могут препятствовать эффективной начальной пролиферации/функционированию резидентных антиген-специфичных Т-клеток или ингибировать активацию ответа врожденного иммунитета, что может приводить к снижению иммунитета. Отрицательный эффект накопления Т-reg в ответ на активацию эффективного иммунного ответа хорошо описан при онкологических заболеваниях. Увеличение количества Т-reg наблюдается при первичной меланоме, при метастазировании меланомы и при базально-клеточной карциноме [29]. Более того, при сквамозно-клеточной карциноме кожи 50% Т-клеток презентируют Foxp3+ [24]. Было показано, что у таких пациентов местное лечение имикимодом является эффективным, снижает процентное содержание Т-reg и уменьшает их супрессивную функцию [29].

Причины и механизмы накопления Т-reg в коже и других тканях у пожилых людей и мышей до конца неясны [15]. Известно, что Т-reg могут быть индуцированы в коже ультрафиолетовыми лучами и что такие Т-reg затем влияют на функцию ДК через ИЛ-10, вызывая активацию еще большего количества Т-reg через эту «толерантную» ДК [30]. Более того, циркулирующие Т-reg могут направляться предпочтительно в кожу, так как бо́льшая их часть экспрессируют кожный лимфоцит-ассоциированный антиген (КЛА). Суммируя все эти данные, считаем, что накопление Т-reg в коже в процессе старения может вносить вклад в недостаточность иммунного ответа через ингибирование как самих Т-клеток, так и клеток врожденной иммунной системы.

Исследования показали, что у пожилых людей снижена способность к поддержанию ГЗТ-реакций после воздействия антигена [25]. Это проявляется снижением интенсивности эритемы и индурации в месте проникновения антигена, также как и снижением содержания Т-клеток в инфильтрате, что было определено иммунногистологическими методами. С тех пор как стало известно, что активация и усиление иммунитета кожи — это интегрированный пошаговый процесс, экспериментальные модели invivo считаются наиболее информативными. Относительно полезной является экспериментальная модель ГЗТ, где антиген вводится интрадермально [25, 30]. Степень реакции ГЗТ определяется диаметром участка инфильтрации кожи и распространением эритемы в месте инъекции антигена через 48 ч после его введения у человека и выраженностью отека ушных раковин или стоп через 24 ч у мышей [30]. Существуют некоторые различия в кинетике и природе ответа у людей и мышей, возможно, из-за разных мест введения антигена, тем не менее клеточные инфильтраты сходны у обоих видов [30].

С гистологической точки зрения, воздействие антигена и повреждение кожных покровов индуцируют неспецифические сигналы опасности для привлечения и активации клеток врожденного иммунитета, и на самых ранних стадиях (4—6 ч) большинство таких клеток — нейтрофилы [17, 20]. Клеточная инфильтрация зависит от продукции провоспалительных цитокинов, таких как ИФН-γ и ФНО-α, которые стимулируют экспрессию молекул адгезии на эндотелии и увеличивают проницаемость кровеносных сосудов на локальном уровне [1, 2]. Е-селектин экспрессируется на эндотелии капилляров не позднее чем через 1—2 ч после введения антигена, и уже через 12 ч молекулы адгезии ICAM-1 (Inter-Cellular Adhesion Molecule-1) и VCAM-1 (Vascular cell adhesion molecule-1) тоже активированы. Эти молекулы взаимодействуют с LFA-1 (Lymphocyte function-associated antigen-1) и VLA-4 (Very Late Antigen-4) на моноцитах и лимфоцитах, что позволяет концентрировать эти клетки в коже [15]. Параллельно с активацией эндотелия и преобразованиями в месте воздействия антигена, АПК транспортируют антиген из кожи в лимфоузел, где представляют его активированным Т-клеткам, которые затем через кровеносные сосуды мигрируют в очаг воспаления [2]. Инфильтрация Т-клетками при ГЗТ — двухфазный процесс, включающий раннюю инфильтрацию этими клетками, которые появляются вокруг кровеносных сосудов дермы приблизительно через 12 ч после воздействия антигена, и последующий пик накопления антиген-специфичных Т-клеток, который может быть связан с пролиферацией этих клеток в коже [1, 2]. Максимальное количество макрофагов обнаруживается через 24 ч, но через 48 ч преобладает в инфильтрате Т-клетки [2, 29].

Самые последние исследования кожной инфекции, вызванной вирусом простого герпеса (ВПГ) 1-го типа, подтвердили, что ВПГ-специфические клетки, которые мигрировали в место введения антигена, остаются резидентными в коже до тех пор, пока антиген не будет элиминирован [1, 6]. Эти длительно живущие резидентные клетки в коже обеспечивают быстрый ответ на последующие воздействия того же патогена, презентированного тканевыми дендритными клетками, и запускают процессы каскада воспаления [2]. Показано, что иммунный ответ по типу ГЗТ у пожилых людей и мышей имеет нарушения, эти процессы могут отражать развитие недостаточности иммунной памяти на антиген в процессе старения.

Опубликованы данные, что реакция ГЗТ на бактерии, грибы и вирусные антигены снижается с возрастом, несмотря на сходную способность Т-клеток к ответу на те же антигены invitro [15]. Это позволяет предположить, что снижение реактивности кожи является локальным, а не системным дефектом иммунитета, и подчеркивает возможность нарушения миграции специфических Т-клеток в кожу после воздействия антигена.

Не было подтверждено, что снижение способности Т-клеток к миграции после ГЗТ связано с недостаточностью экспрессии хемокиновых рецепторов или интегрина циркулирующими Т-клетками [15]. Более того, Т-клетки пожилых людей также сохраняли свои миграционные физические свойства при движении через монослой эндотелиальных клеток invitro [15]. Не исключено, что вместо недостаточности ГЗТ-ответа существует снижение активации эндотелия. Активация эндотелия происходит под влиянием Е-селектина, молекулы адгезии VCAM и ICAM являются ключевыми звеньями в трансмиграции Т-клеток в кожу. ФНО-α и ИФН-γ — основные индукторы активации эндотелия и ГЗТ-ответа у молодых людей, эти цитокины секретируются преимущественно макрофагами [21]. У пожилых людей их секреция была значительно снижена в месте внедрения антигена после его воздействия, несмотря на то что количество макрофагов оставалось на нормальном уровне [21]. Макрофаги, изолированные из кожи, полностью сохраняли способность к секреции данных цитокинов и стимулировали ТЛР-лиганды invitro, что предполагает их ингибицию invivo. Важность ФНО-α для эффективного иммунного ответа кожи подтверждается единичными случаями наблюдения повышения чувствительности ревматологических больных к кожным инфекциям и опухолевым образованиям при лечении анти-ФНО-препаратами [13].

Одним из объяснений снижения секреции провоспалительных цитокинов в ответ на воздействие антигена у пожилых людей может быть увеличение пропорции Т-reg, которые могут ингибировать активацию макрофагов и секрецию цитокинов. Было показано, что Т-reg ингибируют секрецию ФНО-α, направляют макрофаги и создают противовоспалительный профиль [10].

Иммунное старение кожи — многофакторный процесс и очевидно, что с возрастом различные клетки становятся дефектными. У пожилых людей нарушены реакции ГЗТ, ответ Т-клеток памяти. Дефекты могут быть не в самих Т-клетках, а в их окружении, в месте внедрения антигена, что приводит к недостаточной активации эндотелия и невозможности адекватной миграции циркулирующих Т-клеток к месту назначения. Снижение иммунного ответа кожи на антиген может быть связано и с адаптивным, и с врожденным иммунитетом, увеличением количества Т-reg, что было выявлено у большого числа пожилых людей. Таким образом, до конца еще не известны все механизмы ослабления иммунной системы, в том числе в пожилом возрасте, многочисленные данные увеличивают количество вопросов: может ли коррекция активности Т-reg и других в коже повысить иммунологический надзор у людей в пожилом возрасте, улучшить ее качество и снизить риск развития злокачественных новообразований или кожных инфекций.

Конфликт интересов отсутствует.