Регуляторные механизмы комплемента. Защитные функции комплемента

Комплемент - одна из важнейших полифункциональных си­стем организма. С одной стороны, его можно расценить как прин­ципиальный эффектор антителозависимых реакций, а с другой - комплемент выступает как основная система - амплификатор воспалительных реакций.

Ферментативная система комплемента состоит по меньшей мере из 12 видов белков - проэнзимов плазмы крови, присутствующих в различных концентрациях в нормальной плазме. Белки системы комплемента составляют около 10 % глобулиновой фракции сыво­ротки крови. Система комплемента включает 9 компонентов клас­сического пути активации и 3 - дополнительных, альтернативного пути. По данным работы У. Герберта (1974), все четыре основных компонента комплемента имеются в сыворотке крови, но не у каж­дого вида животных. Так, у собак и кошек нет С2 компонента, из-за чего их комплемент не является литическим.

Общепринятый взгляд на комплемент как каскад молекуляр­
ных реакций базируется на достаточно глубоком изучении меха­
низмов его действия. Процесс активации комплемента основан на
принципе ограниченного протеолиза. В несколько последователь­
ных стадий происходит активация предшественника, или зимоге-
на, в протеазу, которая расщепляет субстрат - белок плазмы. При
этом высвобождается активирующий пептид; генерируется новая
или изменяется специфичность уже активированной протеазы.
Этот вновь образованный протеолитический фермент, в свою оче­
редь, расщепляет еще один белок плазмы, давая начало следую­
щей протеолитической активности, и т. д. Для процесса протеоли­
за свойственно лавинообразное усиление, когда одна молекула ак­
тивированного фермента воздействует на большое число молекул j
субстрата, что и обеспечивает самоактивацию процесса с момента 1
поступления первичного сигнала. Основные биологические функ- I
ции комплемента присущи его субкомпонентам. 1

Одной из наиболее изученной функций комплемента является 1 его участие в иммунных реакциях. Компонент комплемента СЗ 1 способствует прочной фиксации антитела на антигене (но не уве- j личивает сродства антигена с антителом), вызывает хемотаксис \ лейкоцитов, активирует фагоцитоз и клетки иммунной памяти. ] Комплемент участвует в процессе цитолиза: двойной слой липи- 1 дов клеточной мембраны является мишенью для цитотоксическо- ; го действия комплемента. Терминальные протеины из системы комплемента С5в, С9, последовательно реагируя один с другим, внедряются в двойной слой липидов, повреждая клеточную мем­брану, образуя трансмембранные каналы, обеспечивая через би- j липидный слой клетки двустороннее движение ионов воды. Мем- ! брана повреждается, и клетка гибнет. Так, в частности, осущест­вляется киллинг чужеродных микроорганизмов (рис. 4.11).

В ходе активации комплемента образуется ряд фрагментов, пептидов, играющих важную роль в процессах воспаления, фаго-

^ Классический путь Альтернативный путь

активации активации

Узнавание комплекса Распознавание бактерий и других

АГ+АТ активирующих поверхностей их

^ Рис. 4.11. Система комплемента

Цитоза и аллергических реакциях. Так, пептиды СЗа и С5а облада­ют свойствами анафилотоксина. Присоединяясь к тучным клет­кам и базофилам, они индуцируют выделение гистамина. Связы­ваясь с тромбоцитами, СЗа вызывает секрецию серотонина. Ана-филотоксическая активность СЗа и С5а легко разрушается под воздействием карбоксипептидазы В, которая отщепляет от этих пептидов аргинин. Образующиеся продукты приобретают свой­ства хемоаттрактантов в отношении полиморфноядерных клеток, эозинофилов и моноцитов. Другой пептид - СЗв является сильным опсонином для полиморфноядерных клеток и макрофагов. Рецеп­торы к этому пептиду обнаружены и на других клетках: В-лимфо-цитах и моноцитах. Наличие на В-лимфоцитах рецепторов для СЗ используется в качестве одного из основных маркеров этой попу­ляции. Взаимодействие СЗ и его субкомпонентов (СЗв, СЗс, C3d) с В-лимфоцитами играет определенную роль в индукции специ-

Источником комплемента являются клетки нескольких типов, включая тканевые макрофаги, гепатоциты, кератиноциты, клетки слизистой оболочки толстой кишки, эндотелиальные клетки, по-лиморфноядерные лейкоциты. Печень является источником более чем 90 % плазменных белков, а макрофаги - основным источни­ком тканевого комплемента, особенно в условиях воспаления. Интенсивность биосинтеза этих компонентов может существенно меняться в зависимости от количества и типа ИК, находящихся в циркуляции. На синтез компонентов комплемента помимо ИК влияют системно действующие гормоны, интерлейкины и биоло­гически активные соединения.

фического иммунного ответа и в регенерации В-клеток памяти. Установлено также участие СЗ в продукции антител к Т-зависи-мым антигенам и во взаимодействии Т- и В-клеток, а также мак­рофагов, Т- и В-клеток. Известно, что С5 участвует в антителоза-висимой цитотоксичности лимфоцитов, осуществляя на поверх­ности лимфоцитов сборку комплементарного мембранолитичес-кого комплекса.

Связанная с мембраной макрофагов С1 компонента играет роль в фиксации комплекса антиген-антитело. Система ком­племента имеет большое значение для диссоциации и элимина­ции иммунных комплексов (ИК). Такое участие обеспечивается связыванием СЗв, который, соединяясь с антителом, снижает спо­собность связывания антигена с Fab-фрагментом. В данном про­цессе задействован также С4в. Эти факторы комплемента не только препятствуют образованию иммунных комплексов, но так­же участвуют в разрушении уже сформировавшихся. Уменьше­ние или увеличение содержания комплемента наблюдается при многих заболеваниях (воспалительные процессы, аутоиммунные болезни, опухоли).

У собак породы британский спаниель встречается врожденный дефицит СЗ фрагмента комплемента. Дефицит СЗ компонента на­следуется по аутосомно-рецессивному типу и клинически прояв­ляется часто повторяющимися бактериальными инфекциями у го­мозиготных индивидуумов. В результате дефицита комплемента, уровень которого составляет лишь 10 % от нормального, снижают­ся опсонизация, хемотаксис и иммуноприлипание, что проявляет­ся повышенной чувствительностью к инфекциям. Гуморальный и клеточный иммунитет у пораженных британских спаниелей оста­ется в норме.

Одним из основных действий ИК является активация плазмен­ных компонентов системы комплемента и иммунокомпетентных клеток. Комплемент играет важную роль в выведении ИК из орга­низма, поэтому способность ИК взаимодействовать с компонен­тами классического либо альтернативного пути системы компле­мента в конечном итоге определяет характер воспаления и ткане­вого повреждения в организме.

Источником комплемента являются клетки нескольких типов, включая тканевые макрофаги, гепатоциты, кератиноциты, клетки слизистой оболочки толстой кишки, эндотелиальные клетки, по-лиморфноядерные лейкоциты. Печень является источником более чем 90 % плазменных белков, а макрофаги - основным источни­ком тканевого комплемента, особенно в условиях воспаления. Интенсивность биосинтеза этих компонентов может существенно менять

Меняться в зависимости от количества и типа ИК, находящихся в циркуляции. На синтез компонентов комплемента помимо ИК влияют системно действующие гормоны, интерлейкины и биоло­гически активные соединения.

Система комплемента играет важную роль в процессе растворе­ния ИК. Взаимодействие циркулирующего иммунного комплекса (ЦИК) с системой комплемента обеспечивает растворение круп­ных нерастворимых ИК до мелких. В опытах in vitro показано, что нерастворимые ИК становятся растворимыми при добавлении свежей сыворотки при 37 °С.

Инициируемая комплементом солюбилизация ИК является след­ствием связывания этих комплексов с СЗв таким образом, что процесс солюбилизации ИК является СЗ-зависимыми. Частичное растворение ИК происходит и в СЗ, С4-дефицитной сыворотке, но не в сыворотке при поврежденном альтернативном пути активации комплемента.

Компоненты альтернативного пути активации комплемента пропердин и фактор D наряду с факторами В, СЗ и Mg 2+ также играют важную роль в растворении ИК. Классический путь сам по себе не обеспечивает растворения, однако его активизация приво­дит к значительному повышению в крови количества СЗв и увели­чению вероятности связывания с комплексами антиген - антитело. Таким образом, компоненты классического пути повышают эффективность активации компонентов альтернативного пути в процессе растворения И К.

Важнейшим аспектом взаимодействия ЦИК и системы ком­племента является изменение физико-химических свойств само­го комплекса в процессе присоединения к нему различных ком­понентов комплемента, что приводит к увеличению степени ди­сперсности и уменьшению агрегации комплексов.

Взаимодействие ИК и системы комплемента является ключе­вым моментом в судьбе ЦИК, поскольку помимо активации си­стемы комплемента это взаимодействие ведет к возможности при­соединения ИК через Fc- и С-рецепторы к большинству иммуно­компетентных клеток, что влияет на Т-В-взаимодействия, изме­няет фагоцитарную активность клеток. Активация фагоцитарной системы приводит либо к удалению комплекса из кровотока, либо способствует длительной циркуляции, дальнейшему отложению ИК в органах и тканях и развитию васкулитов.

Взаимодействие ИК и системы комплемента приводит к двум основным следствиям: образованию фрагментов компонентов ком­племента, обладающих разносторонней биологической активнос­тью, и ингибированию преципитации ИК при активации по клас­сическому пути либо растворению сформировавшихся уже комп­лексов при определяющем участии компонентов альтернативно­го пути активации. В нормальной сыворотке крови компоненты классического пути поддерживают ИК в растворимом состоянии в течение времени, достаточного для их элиминации мононуклеар-ными фагоцитами. Компоненты альтернативного пути не спо­собны ингибировать преципитацию ИК, но могут солюбилизиро-вать агрегаты антиген - антитело. Взаимодействие ЦИК с систе­мой комплемента не только приводит к связыванию ИК с ретикулоэндотелиоцитами, но и обеспечивает переход нерастворим мых ИК в растворимые или их полный распад. В процессе paci рения ИК определяющая роль принадлежит компонентам
Растворенные ИК не могут фиксировать комплемент и пс полностью лишены сродства к поверхностным рецепторам ра личных клеток. Комплемент ускоряет клиренс растворимых И] осуществляемый фагоцитами.

На растворение ИК существенно влияет свойство комплекс
фиксировать комплемент. ИК с некоторым избытком антигена под
влиянием свежей сыворотки растворяются не полностью, а ИК
большим избытком антигена не растворяются компонентами н
альтернативного, ни классического пути активации системы ко\»-,|
племента; ИК с избытком антигена растворяются компонентами!
только альтернативного пути (Ganin G et al., 1983). ИК, образов!
ванные вне сосудистых пространств, удаляются значительно мед?
леннее и могут провоцировать местные воспаления. j

В заключение можно сказать, что аномалии в системе комплещ
мента способствуют развитию иммунокомплексных болезней.^
Дефицит в системе комплемента приводит к нарушению связи!
ИК - комплемент-дендритная клетка лимфатического узла, что,!
в свою очередь, влияет на иммунный ответ в целом. ц

Пропердин (лат. perdere - разрушать) - белок, с помощью ко-»| торого обнаружен альтернативный механизм активации компле-j мента. Он представляет собой гамма-глобулин с молекулярно! массой 220000 и состоит из четырех практически идентичны* субъединиц, соединенных друг с другом нековалентными свя-s зями. Его концентрация в сыворотке составляет около 25 мкг/мл^ Пропердин существует в двух формах: нативной и активирован?» ной, различающихся между собой, по всей видимости, неболь-ч шими конформационными изменениями. Нативный

Проперли»! может связываться с образовавшей комплекс СЗ/С5-конвертазой| альтернативного механизма (СЗвВв), но не с одиночными моле-: кулами СЗв. Его роль заключается в уменьшении скорости рас« пада конвертазы и тем самым усилении активации по альтерна­тивному механизму.

Пропердин действует, таким образом, не сам по себе, а совмест­но с другими факторами, содержащимися в крови животных, в том числе и с комплементом. Сама же система комплемента со­стоит из трех основных частей: пропердина, ионов Mg +2 , компле­мента. Активация пропердина осуществляется СЗ-компонентом комплемента. Пропердиновая система обладает антибактериаль­ным действием в отношении многих патогенных и условно пато­генных микроорганизмов. Под действием пропердина инактиви-руются вирусы герпеса и гриппа. Показатель уровня пропердина в крови в определенной мере отражает чувствительность живот­ных к инфекций. Установлено, что происходит снижение со­держания пропердина при туберкулезе, стрептококковой ин­фекции, ионизирующем облучении. Изъятие из сыворотки кро­ви пропердина резко снижает ее нейтрализующую активность. Полная инактивация пропердина происходит при нагревании до 60 °С в течение 30 мин.

3.4. ЛИЗОЦИМ

Ферментативная активность лизоцима проявляется в гидролизе 1,4-гликозидной связи полиаминосахаров клеточной стенки пре* имущественно грамположительных микроорганизмов. Абсорби­руясь мукопептидом клеточной стенки, лизоцим расщепляет его с освобождением N-ацетилмурамовой кислоты и N-ацетилглю-козамина. Искажение структуры субстрата, поляризация гликозид-ной связи, образование водородной связи с кислородом последней приводят совместно к разрыву глюкозидной связи, а окружающая вода завершает акт гидролиза. Скорость реакции расщепления суб­страта у разных лизоцимов различна, что, вероятно, связано с раз­личием первичной структуры разных лизоцимов.

Лизоцим обнаружен в различных тканях и секретах: в сыворот­ке крови, слезах, слюне, молоке. Его максимальное количество содержится в лейкоцитах, затем в слюне и слезах, минимальное - в сыворотке крови. Почки денатурируют и разрушают плазмен­ный лизоцим. В плазму крови лизоцим поступает при распаде лейкоцитов и тканей. Концентрация его зависит от соотношения между основными продуцентами - нейтрофилами и моноцитами и функции почек. Макрофаги высвобождают лизоцим постоянно, гранулоциты - только при дегрануляции, поэтому сывороточный лизоцим может служить индикатором макрофагальной функции организма. Основываясь на антибактериальных свойствах лизоцима, большинство исследователей склонно рассматривать ег как фактор неспецифического иммунитета. Кроме ochobhoi антибактериального действия лизоцим стимулирует естестве! ную резистентность организма животного, что играет большу роль в предупреждении заболеваний и в благоприятном исход: инфекционного процесса.

3.5. ИНТЕРФЕРОНЫ

При вирусной инфекции клетки синтезируют интерферон секретируют его в межклеточное пространство, где он связывается! с рецепторами соседних незаряженных клеток. Связанный с клет-1 кой интерферон дерепрессирует по меньшей мере два гена. Начи->| нается синтез двух ферментов:

Первый - протеинкиназа значительно снижает в конечном! итоге трансляцию мРНК;

Второй - катализирует образование короткого полимера аде-!;] ниловой кислоты, активирующего латентную эндонуклеазу, чщ| приводит к деградации мРНК как вируса, так и хозяина.

В целом конечный результат действия интерферона заключа­ется в образовании барьера из неинфицированных клеток вокруг! очага вирусной инфекции, чтобы ограничить ее распространение.! Интерфероны играют большую роль в борьбе с вирусами, но не: предотвращении вирусных инфекций.

Система нормальных киллеров. К лимфоидным клеткам| способным оказывать цитотоксическое действие без сенсибилизации, относ NK-клетки (естественные киллеры), которые в отличие от К-клеток могут.. являть цитотоксическое действие и в отсутствие специфических антител. Бис,.«-гическое действие NK-клетки связано с контролем раннего опухолевого

развития.. NK-клетки обладают цитотоксической активностью по отношению к различным! опухолевым клеткам, а также к клеткам, инфицированным вирусными или мик-I ровными агентами. Благодаря этому NK могут играть важную роль в устойчивости организма ко многим заболеваниям.

детерминантами. политональным.

агглю­ тинация - преципи­ тация - агрегация частиц с образованием нерастворимых комп­лексов; лизис цитотоксичность - плбелъ нейтрализация - обезврежи­вание токсинов белковой природы; опсонизация

^

3.6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АНТИГЕН-АНТИТЕЛО

При этом соединяется своей антигенной детерминантой, антите­ло - своим активным центром. При избытке антигенов или анти­тел образуются растворимые комплексы, при эквивалентном со­отношении - нерастворимый преципитат.

Антиген, как правило, крупнее молекулы антитела, поэтому последняя может распознавать только отдельные участки антиге­на, которые называют детерминантами. Большинство антигенов имеет на поверхности целый набор различных антигенных детер­минант, каждая из которых стимулирует иммунный ответ. Не все они одинаковы по активности: одни более иммуногенны и реак­ция на них доминирует в общем ответе. Даже одиночная детерми­нанта активирует, как правило, разные клоны клеток с поверх­ностными рецепторами (антителами), которые обладают разным сродством к данной детерминанте. Следовательно, иммунный от­вет на большинство антигенов является поликлональным. Вместе с тем образовавшиеся антитела могут вступать в реакцию не только с гомологичным антигеном, но и с родственными ему гетероло-гичными антигенами.

Реакции неспецифического взаимодействия антител сыворот­ки крови с антигенами проявляются в следующих формах: агглю­ тинация - склеивание антигенных частиц между собой; преципи­ тация - агрегация частиц с образованием нерастворимых комп­лексов; лизис - растворение клеток под влиянием антител в при­сутствии комплемента; цитотоксичность - тибелъ клеток под влиянием антител - цитотоксинов; нейтрализация - обезврежи­вание токсинов белковой природы; опсонизация - усиление фаго­цитарной активности нейтрофилов и макрофагов под влиянием антител или комплемента.

Обычный иммунный ответ выявляется через несколько суток после связывания антигена с В-лимфоцитом. Он представляет со­бой интегральную реакцию организма на антиген вследствие сложных взаимодействий между клетками разных типов.

Комплемент представляет собой одну из важнейших полифункцио- нальных систем организма. С одной стороны, его можно расценить как принципиальный эффектор антителозависимых реакций. Он участвует не только в литических и бактерицидных реакциях, но и в других антителозависимых эффектах, среди которых повышение фагоцитоза является одной из его важнейших функций in vivo. С другой стороны, комплемент выступает как основная система - амплифика- тор воспалительных реакций. Возможно, что в эволюционном аспекте это его главная (первичная) функция, и совсем не обязательно связывать ее с антителами и другими иммунологическими механизмами.
Центральным событием в процессе активации комплемента является расщепление СЗ-компонента по классическому (названному так только потому, что он был открыт первым, а не в силу его исключительной значимости) и альтернативному пути. Вторым принципиальным моментом является возможная глубина процесса: останавливается
ли он на стадии расщепления СЗ, обеспечивая при этом ряд биологических эффектов, или углубляется далее (от С5 до С9). Последний этап активации часто называют терминальным, заключительным (мембраноатакующим), он является общим, идентичным для классического и альтернативного пути и с ним связана литическая функция комплемента.
В настоящее время насчитывают не менее 20 протеинов плазмы, объединяемых в систему комплемента. Принципиально они делятся на 3 группы. Компоненты, участвующие в классическом пути активации и в заключительном (мембраноатакующем) этапе, обозначены как Clq, Clr, С1„ С4, С2, СЗ, С5, С6, С7, С8 и С9. Белки, участвующие в альтернативном пути активации, называются факторами и обозначены как В, Д, Р. Наконец, выделяется группа белков, регулирующих интенсивность реакции, или группа белков-контролеров: к ним относятся С1-ингибитор (C1INH), СЗЬ-инактиватор (C3bINa), pIH-фактор - С4 - ВР, ингибитор анафилотоксина. Фрагменты, получающиеся при энзиматическом расщеплении основных компонентов, обозначаются малыми буквами (например, СЗа, СЗь, C3d, С5а и т. д.). Для обозначения компонентов или фрагментов, обладающих энзиматической активностью, над их символами ставится черта, например Cl, С42, СЗьВь.
Ниже приводится содержание отдельных компонентов комплемента в сыворотке крови :
Компонент Концентрация, мкг/мл
Классический путь
С1 70
С1 34
С1 31
С4 600
С2 25
СЗ 1200
Альтернативный путь
Пропердин 25
Фактор В 200
Фактор Д 1
Мембраноатакующий комплекс
С5 85
С6 75
С7 55
С8 55
С9 60
Регуляторные белки
С1-ингибитор 180
Фактор Н 500
Фактор I 34
Система комплемента относится к числу «триггерных» энзимати
ческих систем, как и система свертывания крови, фибринолиз, образование кининов. Она характеризуется быстрым и стремительно усиливающимся ответом на стимуляцию. Эта амплификация (усиление) вызывается каскадным феноменом, для которого характерно, что продукты одной реакции являются катализаторами для следующей. Такой каскад может быть линейным, однонаправленным (например, классический путь активации комплемента), или вовлекает петли обратной связи (альтернативный путь). Таким образом, в системе комплемента имеют место оба варианта (схема 1).
Классический путь активируется иммунными комплексами

антиген - антитело, в состав которых в качестве антигенов входят IgM, IgG (субклассов 3, 1, 2; они расположены по убывающей активности). Кроме того, классический путь могут активировать агрегаты IgG, СРБ, ДНК, плазмин. Процесс начинается с активации С1, который состоит из 3 компонентов Clq, Clr, Cls. Clq (относительная молекулярная масса 400), имеет своеобразную структуру: 6 субъединиц с коллагеновым стержнем и неколлагеновой головкой, 6 стержней объединены на конце молекулы, противоположном головке. На головках находятся участки для присоединения к молекулам антител, участки же для присоединения С1Г и Cls расположены на коллагеновых стержнях. После присоединения Clq к АТ С1г путем конформативных преобразований становится С1г, активной протеазой. расщепляет Cls, превращая весь комплекс в серинэстеразу С1. Последняя расщепляет С4 на 2 фрагмента - С4а и С4ь и С2 на С2а и С2ь. Образующийся комплекс С4Ь2Ь(а) представляет собой активный фермент, расщепляющий СЗ-компонент (СЗ-конвертаза классического пути); иногда он обозначается С42.
Регулятором классического пути является С1-ингибитор (C1INH), подавляющий активность С1г и Cls путем необратимого связывания с этими ферментами. Установлено, что C1INH также уменьшает активность калликреина, плазмина и фактора Хагемана. Врожденный дефицит этого ингибитора приводит к неконтролируемой активации С4 и С2, проявляющейся в виде врожденного антиоотека.
Альтернативный (пропердиновый) путь состоит из ряда последовательных реакций, не включающих Cl, С4 и С2-компо- ненты и тем не менее приводящих к активации СЗ. К тому же эти реакции приводят к активации заключительного мембраноатакующего механизма. Активация этого пути инициируется эндотоксином грам- отрицательных бактерий, некоторыми полисахаридами типа инулина и зимозана, иммунными комплексами (ИК), содержащими IgA или IgG, и некоторыми бактериями и грибками (например, Staf. epidermis, Candida albicans). В реакции участвуют 4 компонента: факторы Д и В, СЗ и пропер дин (Р). При этом фактор Д (фермент) подобен Cls классического пути, СЗ и фактор В соответственно аналогичны С4- и С2-компонентам. В результате образуется конвертаза альтернативного пути СЗьВь. Образовавшийся комплекс крайне нестойкий, и для выполнения своей функции он стабилизируется пропердином, образуя более сложный комплекс СЗьВьР. Регуляторными белками альтернативного пути являются piH и СЗь-инактиватор (C3JNA). Первый связывается с СЗь и формирует участок связывания для инактиватора (C3bINA). Искусственное удаление этих факторов или их генетический дефицит, существование которого недавно установлено у людей, приводит к безудержной активации альтернативного пути, которая потенциально может завершиться полным истощением СЗ или фактора В.
Терминальный мембраноатакующий механизм. Как уже было сказано, оба пути сходятся на СЗ-компоненте, который активируется любой из образовавшихся конвертаз С42 или СЗьВь. Для
формирования С5-конвертазы необходимо расщепление дополнительного количества СЗ. СЗь, связанный на поверхности клетки, и свободные В, Р или р1Н формируют участок для связывания С5 и придают последнему чувствительность к протеолизу любой из конвертаз СЗ. При этом от С5 отщепляется небольшой пептид С5а, а остающийся крупный С5ь присоединяется к клеточной мембране и имеет участок для прикрепления Сб. Далее последовательно присоединяются компоненты С7, С8, С9. В результате формируется стабильный трансмембранный канал, обеспечивающий через билипидный слой клетки двустороннее движение ионов и воды. Мембрана повреждается, и клетка гибнет. Так, в частности, осуществляется киллинг чужеродных микроорганизмов.
В ходе активации комплемента образуется ряд фрагментов, пептидов, играющих важную роль в процессах воспаления, фагоцитоза и аллергических реакциях.
Так, расщепление С4 и С2 с помощью Cls ведет к повышению проницаемости сосудов и лежит в основе патогенеза врожденного антиоотека, связанного с дефицитом С1-ингибитора. Пептиды СЗа и С5а обладают свойствами анафилотоксина. Присоединяясь к тучным клеткам и базофилам, они индуцируют выделение гистамина. Связываясь с тромбоцитами, СЗа вызывает секрецию серотонина. Анафило- токсическая активность СЗа и С5а легко разрушается под воздействием карбоксипептидазы В, которая отщепляет от этих пептидов аргинин. Образующиеся продукты приобретают свойства хемоаттрактантов в отношении полиморфно-ядерных клеток, эозинофилов и моноцитов. Комплекс C5i67, не обладающий гемолитическими свойствами, и Вь- фрагмент вызывают хемотаксис только у полиморфно-ядерных лейкоцитов. В нормальной человеческой сыворотке имеется фактор CFi, который подавляет активность С5а в отношении полиморфно-ядерных клеток, устраняя способность его стимулировать освобождение лизо- сомальных ферментов. У больных саркоидозом и болезнью Ходжкина имеется избыток CFi. Этим можно объяснить дефект функционирования указанных клеток. Другой пептид СЗь является сильным опсонином для полиморфно-ядерных клеток (ПМЯ) и макрофагов. Рецепторы к этому пептиду обнаружены и на других клетках (моноцитах и В-лим- фоцитах), однако их значение для функционирования этих клеток пока неясно. Связывание лимфоцитами комплемента, находящегося в составе иммунного комплекса, может играть роль в формировании первичного иммунного ответа.
Исследование системы комплемента в клинической практике может быть использовано для диагноза заболевания, определения активности процесса и оценки эффективности терапии. Уровень сывороточного комплемента в каждый данный момент зависит от баланса синтеза, катаболизма и потребления его компонентов.
Низкие значения гемолитической активности комплемента могут отражать недостаточность отдельных компонентов или нахождение продуктов его расщепления в циркуляции. Следует также иметь в виду,
что интенсивное локальное потребление комплемента в таких участках, как плевра, полости суставов, может не сочетаться с изменением уровня комплемента й сыворотке крови. Например, у некоторых больных ревматоидным артритом уровень сывороточного комплемента может быть нормальным, тогда как в синовиальной жидкости он может быть резко понижен из-за активного его потребления. Определение комплемента в синовиальной жидкости очень важно для диагностики.
Врожденные дефициты комплемента. Наследование дефицитов комплемента - аутосомное рецессивное или кодоминант- ное, поэтому гетерозиготы имеют около 50% нормального уровня компонентов комплемента. В большинстве случаев врожденные дефициты ранних инициирующих компонентов (С1, С4, С2) ассоциированы с системной красной волчанкой. Лица с дефицитом С-компонента подвержены возвратным пиогенным инфекциям. Дефициты терминальных компонентов сопровождаются повышением восприимчивости к гонококковой и менингококковой инфекциям. При этих дефицитах комплемента также встречается системная красная волчанка, но реже. Наиболее часто наблюдается врожденный дефицит С2. Гомозиготный дефицит по этому признаку обнаруживается при некоторых аутоиммунных нарушениях, включающих волчаночноподобные заболевания, болезнь Шенлейна - Геноха, при гломерулонефритах и дерматомиозитах. Гомозиготные по этому признаку индивидуумы не обнаруживают повышенной чувствительности к инфекции, если альтернативный путь активации функционирует нормально. Гомозиготы, имеющие дефицит С2, обнаружены среди практически здоровых людей.
Гетерозиготный дефицит С2 может быть ассоциирован с ювенильным ревматоидным артритом и системной красной волчанкой. Семейные исследования позволили обнаружить, что дефицит С2 и С4 ассоциируется с определенными HLA-гаплотипами.
Дефицит регуляторных протеинов системы комплемента также может иметь клинические проявления. Так, при врожденном дефиците C3INA наблюдается клиническая картина, аналогичная таковой при дефиците СЗ, потому что потребление последнего по альтернативному пути становится неконтролируемым.

63. Аутоиммунные болезни. Причины развития. Классификация, патогенез. Аутоиммунные заболевания - это класс разнородных по клиническим проявлениям заболеваний, развивающихся вследствие патологической выработки аутоиммунных антител или размножения аутоагрессивных клонов киллерных клеток против здоровых, нормальных тканей организма, приводящих к повреждению и разрушению нормальных тканей и к развитию аутоиммунного воспаления. В норме иммунная система организма распознает и уничтожает чужеродные структуры (бактерии, вирусы, грибы, простейшие, чужеродные белки, трансплантированные ткани и пр.), однако в некоторых ситуация функционирование иммунной системы нарушается, что приводит к агрессии собственных тканей организма факторами иммунной защиты.

Аутоиммунные заболевания – это группа болезней, при которых происходит разрушение органов и тканей организма под действием собственной иммунной системы. К наиболее распространенным аутоиммунным заболеваниям относятся склеродермия, системная красная волчанка, аутоиммунный тиреоидит Хасимото, диффузный токсический зоб и пр. Кроме того, развитие многих заболеваний (инфаркт миокарда, вирусный гепатит, стрептококковые, герпесные, цитомегаловирусные инфекции) может осложняться появлением аутоиммунной реакции.

Возможные причины

Продукция патологических антител или патологических киллерных клеток может быть связана с инфицированием организма таким инфекционным агентом, антигенные детерминанты (эпитопы) важнейших белков которого напоминают антигенные детерминанты нормальных тканей организма хозяина. Именно по такому механизму развивается аутоиммунный гломерулонефрит после перенесённой стрептококковой инфекции, или аутоиммунные реактивные артриты после перенесённой гонореи.

Аутоиммунная реакция может быть также связана с вызванной инфекционным агентом деструкцией или некрозом тканей, или изменением их антигенной структуры так, что патологически изменённая ткань становится иммуногенной для организма хозяина. Именно по такому механизму развивается аутоиммунный хронический активный гепатит после перенесённого гепатита B.

Третья возможная причина аутоиммунной реакции - нарушение целостности тканевых (гисто-гематических) барьеров, в норме отделяющих некоторые органы и ткани от крови и, соответственно, от иммунной агрессии лимфоцитов хозяина. При этом, поскольку в норме антигены этих тканей в кровь вообще не попадают, тимус в норме не производит негативной селекции (уничтожения) аутоагрессивных лимфоцитов против этих тканей. Но это не мешает нормальному функционированию органа до тех пор, пока цел тканевой барьер, отделяющий данный орган от крови. Именно по такому механизму развивается хронический аутоиммунный простатит: в норме простата отделена от крови гемато-простатическим барьером, антигены ткани простаты в кровь не попадают, тимус не уничтожает «антипростатические» лимфоциты. Но при воспалении, травме или инфицировании простаты нарушается целостность гемато- простатического барьера и может начаться аутоагрессия против ткани простаты. По похожему механизму развивается аутоиммунный тиреоидит, так как в норме коллоид щитовидной железы в кровь также не попадает (гемато-тиреоидный барьер), в кровь высвобождается лишь тиреоглобулин со связанными с ним T3 и T4. Известны случаи, когда после перенесения травматической ампутации глаза человек достаточно быстро теряет и второй глаз: иммунные клетки воспринимают ткани здорового глаза как антиген, поскольку перед этим они лизировали остатки тканей разрушенного глаза. Четвёртая возможная причина аутоиммунной реакции организма - гипериммунное состояние (патологически усиленный иммунитет) или иммунологический дисбаланс с нарушением «селекторной», подавляющей аутоиммунитет, функции тимуса или со снижением активности T-супрессорной субпопуляции клеток и повышением активности киллерных и хелперных субпопуляций.

Механизм развития

Аутоиммунные заболевания вызваны нарушением функции иммунной системы в целом или её отдельных компонентов. В частности, доказано, что в развитии системной красной волчанки, миастении или диффузного токсического зоба, задействованы Т-лимфоциты супрессоры. При этих заболеваниях наблюдается снижение функции этой группы лимфоцитов, которые в норме тормозят развитие иммунного ответа и предотвращают агрессию собственных тканей организма. При склеродермии наблюдается повышение функции Т-лимфоцитов помощников (Т-хелперы), что в свою очередь приводит к развитию избыточного иммунного ответа на собственные антигены организма. Не исключено, что в патогенезе некоторых аутоиммунных заболеваний задействованы оба эти механизма, равно как и другие типы нарушений функции иммунной системы.

64.Вторичные иммунодефицитные состояния. Этиология, механизм развития. Роль в патогенезе соматических болезней. Вторичные иммунодефицитные состояния - нарушения иммунной системы, развивающиеся в позднем постнатальном периоде или у взрослых, не являющиеся результатом генетических дефектов.

Развиваются в результате действия внешних или внутренних факторов, не связаны с первичным поражением генетического аппарата. Проявляются дефицитом либо гуморального, либо клеточного иммунитета. К развитию гуморального вторичного ИД часто приводят заболевания, сопровождающиеся потерей белков: ожоги, нефротический синдром, хронические нефриты. К развитию клеточного вторичного ИД приводят тяжело протекающие вирусные инфекции (корь, грипп) и грибковые заболевания(кандидозы наружные и внутренние). Возникновение ИД может происходить и по вине врчей, длительно использующих при трансплантации органов и лечении различных тяжёлых заболевания (особенно опухолевых) иммунодепрессанты: глюкокортикоиды, ингибиторы белкового синтеза, антибиотики, противоопухолевые цитостатики, антиметаболиты пуринового и пиримидинового ряда, рентгеновское облучение. Вторичные иммунодефициты являются частым осложнением многих заболеваний и состояний. Основные причины вторичных ИДС:

1)дефект питания и общее истощение организма также приводит к снижению иммунитета. На фоне общего истощения организма нарушается работа всех внутренних органов. Иммунная система особенно чувствительна к недостатку витаминов, минералов и питательных веществ, так как осуществление иммунной защиты это энергоемкий процесс. Часто снижение иммунитета наблюдается во время сезонной витаминной недостаточности (зима-весна)

3)гельминтозы

4)потеря факторов иммунной защиты наблюдается во время сильных потерь крови, при ожогах или при заболеваниях почек (протеинурия, ХПН). Общей особенностью этих патологий является значительная потеря плазмы крови или растворенных в ней белков, часть из которых является иммуноглобулинами и другими компонентами иммунной системы (белки системы комплимента, C-реактивный белок). Во время кровотечений теряется не только плазма, но и клетки крови, поэтому на фоне сильного кровотечения снижение иммунитета имеет комбинированный характер (клеточно-гуморальный)

5)диарейный синдром

6)стресс-синдром

7)тяжелые травмы и операции также протекают со снижением функции иммунной системы. Вообще любое серьёзное заболевание организма приводит к вторичному иммунодефициту. Отчасти это связано с нарушением обмена веществ и интоксикацией организма, а отчасти с тем, что во время травм или операций выделяются большие количества гормонов надпочечников, которые угнетают функцию иммунной системы

8)эндокринопатии (СД, гипотиреоз, гипертиреоз) приводят к снижению иммунитета за счет нарушения обмена веществ организма. Наиболее выраженное снижение иммунной реактивности организма наблюдается при сахарном диабете и гипотиреозе. При этих заболеваниях снижается выработка энергии в тканях, что приводит к нарушению процессов деления и дифференциации клеток, в том числе и клеток иммунной системы. На фоне сахарного диабета частота различных инфекционных заболеваний значительно повышается. Связано это не только с угнетением функции иммунной системы, но и с тем, что повышенное содержание глюкозы в крови больных диабетом стимулирует размножение бактерий

9)острые и хронические отравления различными ксенобиотиками (химическими токсичными веществами, лекарственными препаратами, наркотическими средствами). Особенно выражено снижение иммунной защиты во время приема цитостатиков, глюкокортикоидных гормонов, антиметаболитов, антибиотиков

Среди вторичных иммунодефицитных состояний в последнее десятилетие приобретает все большее и большее значение синдром приобретенного иммунодефицита(СПИД). Этиология СПИДа: возбудитель СПИДа относят к ретровирусам подсемейства лентивирусов. Этот вид был описан Дальтоном. В организм вирус поступает с кровью и её компонентами, с клетками при пересадке органов и тканей, припереливании крови от больных СПИДом, со спермой и слюной через повреждённые слизистые оболочки или кожу. Далее вирус внедряется в клетки человека, особенно в Т-лимфоциты-хелперы, богатые рецепторами CD4(к которым гликопротеиды вирусной оболочки имеют выокий аффинитет), а также в моноциты, клетки нейроглии. Вирус можно обнаружить в циркулирующей крови, слюнных железах, простате, яичках.Возможна передача ВИЧ через плаценту от беременной к плоду с последующим развитием СПИДа у ребенка.Патогенез СПИДа: как и другие ретровируса, ВИЧ нуждается в наличии рецептора для прикрепления к клеточной поверхности. ВИЧ фиксируется только к одной определённой структуре клеток –антигену CD4. Попавший в организм ВИЧ прикрепляется к клеточной мембране, несущей антиген CD4 и сливается с ней путём объединения мембран или попадает в клетку путём пиноцитоза. Затем происходит освобождение от вирусной оболочки, вирусная РНК выходит из сердцевинной структуры. Под влиянием вирусного фермента обратной траскриптазы вирусная РНК становится матрицей для синтеза двунитевой ДНК, которая попадает в ядро. Далее происходит интеграция вирус-специфической ДНК в хромосомы клетки хозяина и переход ВИЧ в следующие клеточные генерации при каждом клеточном делении.Массовая гибель Т-хелперов происходит в связи с взаимодействием вирусного белка на поверхности зараженных клеток с CD4 на поверхности незараженных клеток. На фоне снижения Т-хелперов уменьшается количество естественных Т-киллеров. Принципы лечения ВИЧ-инфекции основаны на политерапии, т.е. на применении комплекса последовательно назначаемых, различных по строению, механизмам и эффектам действия.

65.Первичные иммунодефицитные состояния. Классификация, патогенез. Иммунодефицитные состояния(Ид)-стояйкие или временные изменения иммунного статуса организма, обусловленные дефектом изменения иммунного статуса организма, обусловленные дефектом одного или нескольких механизмов иммунного ответа на антигенное воздействие. Первичные(наследственные иимундефициты-это врожденные (генетические или эмбриопатии) дефекты иммунной системы, генетически обусловленная неспособность организма реализовывать то или иное звено иммунного ответа. Первичные иммунодефициты бывают специфическими т неспецифическими. Если дефекты затрагивают специфические механизма реактивности(клеточные реакции или антителообразование), первичные иммунодефициты называют специфическими. Если произошло поражение неспецифических механизмов реактивности(фагоцитоза) , речь идет о неспецифических иммунодефицитах. Согласно классификации первичных первичных специфических ИД, предложенной ВОЗ, в зависимости от преимущественного поражения Т- и В-звена иммунной системы выделяют: 1) комбинированные(одновременные в одинаковой или разной степени выраженности) повреждения клеточного (Т) и гуморального(В) звеньев иммунной системы. 2) с преимущественным повреждением клеточного(Т) звена, 3) с преимущественным повреждением гуморального(В) звена. Синдром Вискотта-Олдрича характеризуется развитием выраженного дефицита Т-лимфоцитов с нарушением их структуры и физико-химических свойств мембран, а также возникновением гипогаммаглобулинемии. Клинически появляется развитием не только вирусных но и аллергических форм патологии.Синдром Ди Джорджи характеризуется выраженным угнетением реакций клеточного иммунитета, сниженными, но сохраненными реакциями гуморального иммунитета. У больных не развиваются реакции ГЗТ, не отторгаются трансплантаты. Дети высоко предрасположены к развитию кожных инфекций и грибковых заболеваний. Болезнь протекает тяжело, характеризуется частыми рецидивами. Синдром Ду́нкана (Да́нкана) - иммунодефицит, характеризующийся повышенной чувствительностью к вирусу Эпштейна-Барр. Ген повышенной чувствительности к вирусу локализован в Х-хромосоме, тип наследования заболевания - рецессивный, поэтому болеют мальчики. У больных, перенёсших инфекционный мононуклеоз, развиваются длительное лихорадочное состояние, лимфаденопатия (увеличение лимфатических узлов), лимфоцитоз периферической крови, гепато- и спленомегалия. Позднее формируется В-клеточная лимфома, чаще в терминальных отделах тонкой кишки, от которой больные и погибают. Летальные исходы обусловлены также деструктивным гепатитом, вызываемым вирусом Эпштейна-Барр. Недостаточность пурин-нуклеозид-фосфорилазы (ПНФ) наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Дети страдают гипопластической анемией и крайне сниженной функцией Т-клеток. Оротацидури́я - наследственное заболевание синтеза пиримидинов, которое проявляется повышенной экскрецией оротовой кислоты (оротата) с мочой, недостаточностью Т-лимфоцитов, мегалобластной анемией и задержкой умственного и физического развития. При этом заболевании снижена активность ферментов оротидил-пирофосфорилазы и оротидил-декарбоксилазы, которые преобразуют оротовую кислоту в нуклеотид-оротидин-монофосфат, необходимый для синтеза нуклеиновых кислот.

66. Реакция отторжения трансплантата. Иммунологические основы. Клиническое значение. Реа́кция отторже́ния транспланта́та -- иммунный ответ реципиента на пересадку чужеродного органа или ткани. Различают молниеносное, острое и хроническое отторжение

Патогенез

Факторами, ограничивающими трансплантацию тканей, являются иммунологические реакции против пересаженных клеток и наличие соответствующих донорских органов. Не вызывает иммунологических реакций отторжения аутотрасплантация - трансплантация собственных тканей хозяина из одной части организма в другую (кожи, костей, вен), а также обмен тканями между генетически идентичными (монозиготными) близнецами (изотрансплантат), так как ткань воспринимается как “своя”. При пересадке бессосудистых трансплантатов (например, роговицы) реакция иммунологического отторжения не появляется, так как отсутствие кровообращения в трансплантате предотвращает контакт иммунных клеток с антигенами, а для развития иммунного ответа необходимо соприкосновение антигена с клетками иммунной системы. Трансплантация ткани между генетически разнородными людьми вызывает иммунологический ответ, который может вести к отторжению. Выраженность реакции отторжения увеличивается по мере роста генетических различий между донором и реципиентом. В настоящее время почти все органы пересаживаются от людей.

Механизмы отторжения трансплантата

При отторжении трансплантата играют a роль и гуморальные, и клеточные механизмы. Хотя отторжение трансплантата иногда рассматривают как проявление феномена гиперчувствительности, потому что происходит повреждение клеток, это - фактически нормальный иммунный ответ на чужеродные антигены.

Гуморальные механизмы

Гуморальные механизмы опосредованы антителами, которые могут присутствовать в сыворотке реципиента перед трансплантацией или развиваться после пересадки чужеродной ткани. Предоперационное определение уже присутствующих антител против пересаженных клеток выполняется путем прямого определения совместимости тканей, которая выполняется in vitro постановкой реакции между клетками донора (лимфоцитами крови) и сывороткой реципиента. Гуморальные факторы повреждают пересаженную ткань путем реакций, которые эквивалентны реакциям гиперчувствительности II и III типов. Взаимодействие антител с антигеном на поверхности пересаженных клеток приводит к некрозу клеток, а накопление иммунных комплексов в кровеносных сосудах активирует комплемент, что приводит к развитию острого некротизирующего васкулита или хронического фиброза интимы с сужением сосудов. Иммуноглобулины и комплемент в таких препаратах можно обнаружить иммунологическими методами.

Клеточные механизмы

Клеточные механизмы отторжения вызывают T-лимфоциты, которые становятся сенсибилизированными к пересаженным антигенам. Эти лимфоциты вызывают повреждение клеток путем прямой цитотоксичности и путем секреции лимфокинов. Повреждение Т-клетками характеризуется некрозом паренхиматозных клеток, лимфоцитарной инфильтацией и фиброзом. Клеточные механизмы в процессе отторжения более важны, чем гуморальные.

Клинические типы отторжения трансплантата

Отторжения трансплантата имеет несколько форм: от быстротечной реакции, протекающей в течении нескольких минут после трансплантации, до медленных реакций, проявляющихся нарушением функций пересаженных тканей через несколько лет после трансплантации. Механизмы, вовлеченные в эти различные типы отторжения, также различны.

Острейшее отторжение

Острейшее отторжение - молниеносная реакция, протекающая в пределах нескольких минут после трансплантации и характеризующееся тяжелым некротическим васкулитом с ишемическим повреждением пересаженного органа. Накопление иммунных комплексов и активация комплемента в стенке вовлеченных сосудов могут определяться иммунологическими методами.

Острейшее отторжение вызывается присутствием в сыворотке реципиента высоких уровней предсуществующих антител против антигенов на пересаженных клетках. Реакция антител с антигенами вызывает иммунокомплексное (типа феномена Артюса) повреждение в сосудах трансплантата. После начала применения техники прямого определения совместимости тканей острейшее отторжение стало редкостью.

Острое отторжение

Острое отторжение наблюдается довольно часто и может протекать от нескольких дней до месяцев после трансплантации. Оно является острым потому, что даже если признаки отторжения появляются через несколько месяцев после трансплантации и быстро прогрессирует с момента его начала. Острое отторжение характеризуется некрозом клеток и нарушением функций органа (например, острый некроз миокарда и сердечная недостаточность при пересадке сердца). При остром отторжении участвуют и гуморальные, и клеточные механизмы. Иммунные комплексы депонируются в мелких сосудах трансплантата и вызывают острый васкулит, ведущий к ишемическим изменениям. Клеточное иммунное отторжение характеризуется некрозом паренхиматозных клеток и лимфоцитарной инфильтацией тканей. При пересадке почек острое отторжение проявляется в виде острой почечной недостаточности в результате некроза почечных канальцев с лимфоцитарной инфильтрацией интерстициальной ткани. Для предупреждения и лечения острого отторжения применяют иммуносупрессивные лекарствами, например, кортикостероиды (преднизолон) и циклоспорины, или антилимфоцитарную сыворотку, которая разрушает Т-клетки пациента.

Хроническое отторжение

Хроническое отторжение наблюдается в наибольшем количестве пересаженных тканей и вызывает прогрессирующее ухудшение функции органа в течении месяцев или лет. У пациентов часто имеются эпизоды острого отторжения, приостановленные иммуносупрессивной терапией. При хроническом отторжении активируется клеточный иммунитет (IV тип гиперчувствительности), что приводит к прогрессивному уничтожению паренхиматозных клеток. В пораженной ткани развивается фиброз с лимфоцитарной инфильтрацией. В некоторых случаях присутствие хронического васкулита указывает на параллельное воздействие антител. При лечение хронического отторжения пытаются достичь баланса между повреждением трансплантата и выраженностью токсического влияния иммуносупрессивных лекарств, которые обычно используются для предотвращения отторжения. РТПХ - реакция "трансплантат против хозяина".

Реакция «трансплантат против хозяина» (РТПХ) или «вторичная болезнь» развивается у большинства больных после трансплантации костного мозга при тяжелом комбинированном иммунодефиците. Реакция трансплантат против хозяина возникает как осложнение при пересадке костного мозга больным апластической анемией и лейкозами. Она может быть иногда и следствием переливания крови иммунодефицитному реципиенту. Более резкая (врожденная) форма РТПХ является результатом взаимодействия лимфоцитов матери с антигенами гистосовместимости тканей иммуно-дефицитного плода.

67. Определение понятия «злокачественная опухоль». Основные факторы, обуславливающие рост злокачественных новообразований в общей структуре заболеваемости человека. Злокачественная опухоль - это опухоль, свойства которой чаще всего (в отличие от свойств доброкачественной опухоли) делают её крайне опасной для жизни организма, что и дало основание называть её «злокачественной». Злокачественная опухоль состоит из злокачественных клеток. Иногда любую злокачественную опухоль неправильно называют раком (который является лишь частным случаем злокачественной опухоли).

Злока́чественное новообразова́ние - заболевание, характеризующееся появлением бесконтрольно делящихся клеток, способных к инвазии в прилежащие ткани и метастазированию в отдаленные органы. Болезнь связана с нарушением пролиферации и дифференцировки клеток вследствие генетических нарушений.

Неконтролируемое деление клеток может также привести к доброкачественной опухоли. Доброкачественные опухоли отличаются тем, что не образуют метастазов, не вторгаются в другие ткани и потому редко опасны для жизни. Однако доброкачественные опухоли часто превращаются в злокачественные (перерождение опухоли).

Окончательный диагноз злокачественной опухоли ставится после гистологического исследования образца ткани патоморфологом. После диагностики назначается оперативное лечение, химиотерапия или лучевая терапия. По мере совершенствования медицинской науки лечение становится все более специфичным для каждого вида опухолей.

Без лечения, злокачественные опухоли обычно прогрессируют вплоть до летального исхода. Большинство опухолей поддаются лечению, хотя результаты лечения зависят от вида опухоли, её расположения и стадии.

68.Этиология злокачественного роста. Роль производственных факторов в его возникновении. Злокачественные опухоли возникают в результате злокачественной трансформации (малигнизации) нормальных клеток, которые начинают бесконтрольно размножаться, теряя способность к апоптозу. Злокачественная трансформация вызывается одной или несколькими мутациями, заставляющими клетки неограниченно делиться и нарушающими механизмы апоптоза. Если иммунная система организма не распознаёт вовремя такую трансформацию, опухоль начинает разрастаться, и со временем метастазирует. Метастазы могут образовываться во всех без исключения органах и тканях. Наиболее часто метастазы образуются в костях, печени, мозге и легких.

Вещества ароматической природы (полициклические и гетероциклические ароматические углеводороды, ароматические амины), некоторые металлы и пластмассы обладают выраженным канцерогенным свойством благодаря их способности реагировать с ДНК клеток, нарушая ее структуру (мутагенная активность). Канцерогенные вещества в больших количествах содержатся в продуктах горения автомобильного и авиационного топлива, в табачных смолах. При длительном контакте организма человека с этими веществами могут возникнуть такие заболевания, как рак легкого, рак толстого кишечника и др. Известны также эндогенные химические канцерогены (ароматические производные аминокислоты триптофана), вызывающие гормонально зависящие опухоли половых органов.

Злокачественные новообразования (ЗН) у детей и подростков (детский рак) отличаются от злокачественных опухолей у взрослых гистопатологией, клиническими проявлениями, биологическими особенностями, ответом на лечение и прогнозом. Если у взрослых ЗН чаще эпителиальной природы, возникают в таких органах, как легкие, молочные железы, кишечник, предстательная железа и яичники, то у детей опухоли чаще образуются из мезенхимальных структур в результате ошибочного развития эмбриональных клеток.

Опухоли у детей встречаются гораздо реже, чем у взрослых. Злокачественные новообразования детского возраста составляют всего 2 % от всех злокачественных опухолей человека. Однако среди причин смерти у детей они занимают одно из ведущих мест. В экономически развитых странах смертность детей от злокачественных новообразований занимает второе место после несчастных случаев и составляет 10 %.

Химические канцерогены вызывают у человека развитие опухолей примерно в 80% случаев всех новообразований. К экхогенным канцерогенам промышленного, производственного, лекартсвенного, бытового происхождения относят: полициклические ароматические углеводороды, аминосоединения, ароматические аминосединения, нитрозосоединения, фалатоксины, асбест. К эндогенным канцерогенам относят холестерин и его производные (стероидные гормоны, особенно эстрогены и желчные кислоты), производные тирозина, триптофана и других аминокислот, свободные радикалы, перекиси.

Эффекторные механизмы иммунитета направлены на связывание и элиминацию патогенов.

Существует 2 типа антигенсвязывающих рецепторов. В связи с этим выделяют 2 типа эффекторных механизмов.

. Антителозависимый, или гуморальный иммунитет. Осуществляется за счёт гуморальных (растворимых) факторов - антител, связывающих антиген и удаляющих его с использованием ряда механизмов: преципитации, агглютинации, нейтрализации, лизиса, блокады и опсонизации.

. Опосредованный клетками (антителонезависимый), или клеточный иммунитет. Клеточный иммунитет реализуется за счёт клеток иммунной системы, в первую очередь Т-лимфоцитов, а также активированных макрофагов и NK-клеток, непосредственно разрушающих генетически чужеродные клетки или инфицированные вирусами и другими внутриклеточными патогенами, и опухолевые клетки.

АНТИТЕЛОЗАВИСИМЫЕ МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ

Опсонизация и запуск системы комплемента

Само по себе связывание антител с антигеном является защитным, по крайней мере, в двух случаях:

. если антиген - сильный яд, антитело при связывании нейтрализует его токсичность;

. если антиген представлен на поверхности патогена (вирус, прион, бактерия), антитело, связав его, препятствует распространению патогена в организме.

Однако в этих случаях защитная реакция не заканчивается на образовании макромолекулярных комплексов антиген-антитело. Эти комплексы необходимо расщепить до мелких метаболитов. Это происходит

при связывании образовавшихся иммунных комплексов с компонентами комплемента. Способность связывать комплемент у иммуноглобулинов разных классов различается (IgM > IgG3 > IgG1). Комплексы антиген-антитело-компоненты комплемента транспортируются эритроцитами, имеющими рецепторы для компонентов комплемента, в синусоиды селезёнки и печени, где их фагоцитируют и расщепят макрофаги.

Fc-рецепторы

Fc-рецепторы (FcR) - семейство мембранных рецепторов клеток иммунной системы, главной функцией которой является распознавание и связывание Fc-фрагмента иммуноглобулинов, находящихся в свободном состоянии и в составе иммунного комплекса. FcR, наряду с TCR и BCR, можно отнести к иммунорецепторам, поскольку клетка-носитель FcR способна связать антиген (пусть и посредством антител) и отвечать на него. FcR выявлены не только на лимфоцитах, но и на всех известных лейкоцитах.

Типы и разновидности FcR. По изотипу связываемых тяжёлых цепей иммуноглобулинов выделяют 4 разновидности FcR: γ, ε, α, μ; а по аффинности связывания с лигандом - 3 типа FcR: I, II и III. FcR типа I способны связывать свободные молекулы антител (это особенно характерно для IgE), FcR типов II и III - только комплексы антиген- антитело.

Fcγ-рецепторы (FcγR) различаются по строению и сродству к Fcчасти IgG, а также специфичности к различным подклассам IgG (рис. 8-1). FcγRI содержит в своём составе 2 полипептидные цепи, из которых α-цепь отвечает за связывание IgG, а γ-цепь - за передачу сигнала (эту функцию осуществляет внутриклеточный γ-домен). Рецепторы типа Fcy RII образованы единственной цепью. В зависимости от структуры их внутриклеточной части различают две разновидности этих рецепторов - FcγRIIA и FcγRIIB. В первом случае во внутриклеточной части содержится γ-домен, во второй - последовательность ITIM (Immunoreceptor-Tyrosin-based Inhibitory Motif - тирозинсодержащие ингибирующие последовательности аминокислот в иммунорецепторах). Эти особенности определяют функцию рецепторов: FcγRIIA передаёт стимулирующий, а FcγRIIB - ингибирующий сигнал. FcγRIII тоже существует в двух вариантах. Вариант FcγRIIIA, подобно FcγRI, содержит IgG-связывающую α- и сигнальную γ- (или ζ-) цепи. FcγRIIIB не

Рис. 8-1. Строение и свойства основных разновидностей Fcγ-рецепторов. Овальными символами обозначены домены, принадлежащие к суперсемейству иммуноглобулинов; ITIM - ингибирующая последовательность иммунорецепторов, содержащая тирозин. В нижней части рисунка в строке «Лиганды» в скобках представлены подклассы IgG, расположенные по убыванию их сродства к данному типу FcγR. Клетки, на которых локализуются Fcγ-рецепторы: Н - нейтрофил, аН - активированный нейтрофил, М - моноцит, МФ - макрофаг, Эо - эозинофил, NK - NK-клетка, В - В-лимфоцит, ФДК - фолликулярная дендритная клетка

обладает сигнальной функцией: его единственная a-цепь заякорена в фосфолипидный слой мембраны и лишена цитоплазматической части. Внеклеточные домены a-цепей рецепторов и единственных цепей FcγRII относятся к суперсемейству иммуноглобулинов.

Известны две разновидности Fcε-рецепторов, отличающиеся по структуре, сродству к Fc-части IgE и по биологической роли (рис. 8-2). FcεI-рецептор построен аналогично FcγRIIIA, но имеет дополнительную β-цепь, четырёхкратно пронизывающую мембрану. Этому рецептору принадлежит основная роль в запуске дегрануляции тучных клеток (ТК) - ключевого события в развитии реакций гиперчувствительности немедленного типа. FcεII-рецептор структурно не имеет сродства к FcεI-рецептору. Он играет роль в регуляции синтеза IgE, а также в регу-

Рис. 8-2. Строение и свойства Fcε-рецепторов. Овальными символами обозначены домены, принадлежащие к суперсемейству иммуноглобулинов; ITAM - активационная последовательность иммунорецепторов, содержащая тирозин. Клетки, на которых локализуются Fcε-рецепторы: ТК - тучная клетка; Б - базофил, М - моноцит, Эо - эозинофил, В и Т - В- и Т-лимфоциты соответственно, ФДК - фолликулярная дендритная клетка. Буква «а» обозначает активированные клетки

ляции роста и дифференцировки В-лимфоцитов. FcεII-рецептор также существует в виде секретируемой формы, играя роль цитокина с широким спектром действия.

Fcα-рецептор структурно сходен с рецепторами FcγRIIIA и FcεIR, его α-цепь принадлежит к суперсемейству иммуноглобулинов (рис. 8-3). Функция этого рецептора практически не изучена.

Рецептор Poly-IgR предназначен для транспорта полимерных иммуноглобулинов (IgA, IgM) через стенку слизистых оболочек. Его фрагмент, связанный с этими молекулами, обозначают как секреторный компонент (SC).

Неонатальный рецептор FcγRn (n - neonatal) отвечает за транспорт IgG, поступающего в кишечник ребёнка с молозивом или молоком, а затем - через кишечную стенку в кровоток ребёнка. Он также отвечает за трансплацентарный транспорт IgG. По структуре он аналогичен молекулам МНС-I (см. рис. 5-1) и содержит в своем составе β2-микроглобулин,

Рис. 8-3. Fcα-рецептор и Fс-рецепторы, ответственные за транспорт иммуноглобулинов. Клетки, на которых локализуются Fcγ-рецепторы: Н - нейтрофил, М - моноцит, МФ - макрофаг, Эо - эозинофил. Буква «а» обозначает активированные клетки

нековалентно связанный с α -цепью. Кроме того, FcγRn повышает срок жизни IgG в организме, защищая его от деградации в эндосомах.

На рис. 8-4 схематично представлены основные пути передачи сигналов с FcR. При перекрестном связывании FcR с лигандом (например, опсонизированным микроорганизмом) ITAM-мотив γ-цепи или α -цепи FcγRIIA фосфорилируется Src-киназами. Это приводит к взаимодействию SH2-доменов Syk-киназы с ITAM-мотивом FcR, его активации и фосфорилированию Scr-киназами. Активированная Syk-киназа фосфорилирует адапторный белок SLP-76, вовлекая в сигнальный процесс белок Vav из семейства GEF (Guanine nucleotide Exchange Factor). Он активирует ГТФазу Rac и адапторный белок ADAP, что вызывает реорганизацию актина, необходимую для образования фагоцитарной чаши и поглощения микроорганизма. С помощью адаптора SLP-76 фосфо-

Рис. 8-4. Сигнальные пути, идущие от Fc-рецептора. Пояснения см. в тексте

рилируется фосфолипаза С (PLCγ), расщепляющая фосфатидилинозитол на инозитолтрифосфат (IP 3 ; активатор Са 2+) и диацилглицерол (DAG) - активатор протеинкиназы С (PKC). Эти события определяют развитие процессов поглощения антигена, дегрануляции и кислородного взрыва. Src-киназы через адапторный белок Gab1 фосфорилируют фосфоинозитид-3-киназу (PI3K), активируя белок Akt, киназу МАР и поддерживают выживание клеток - ингибирование апоптоза. Srcкиназы также могут инициировать ингибиторный путь. В покоящейся клетке фосфатазы SHP-1 или SHIP-1 ассоциированы с ITIM-мотивом. Фосфорилирование ITIM-мотива приводит к активации фосфатаз. Последние дефосфорилируют активированные ферменты и адапторные белки и прерывают развитие сигнального пути.

Антителозависимая клеточная цитотоксичность

Феномен АнтителоЗависимой Клеточной ЦитоТоксичности (АЗКЦТ) проявляется, когда антитело связывает антиген на поверхности какой-либо клетки-мишени и через Fc-фрагмент привлекает для ее разрушения эффекторные клетки (NK-клетки, макрофаги, эозинофилы и др.).

.Естественные киллеры. NK-клетки имеют рецептор (FcγRIII) для

Fc-фрагментов IgG. Механизм собственно киллерного действия NK-лимфоцитов на клетку-мишень такой же, как и киллерный механизм ЦТЛ - перфорин-гранзимовый (см. рис. 1-4 и рис. 6-4).

.Эозинофилы. Механизм санации от гельминтов - вариант антителозависимой клеточной цитотоксичности, где в качестве эффекторных клеток выступают эозинофилы, имеющие низкоаффинные рецепторы для IgE - FcεRII и для IgA - FcαRII. Связывание этих рецепторов с лигандами в сочетании с сигналом от цитокина ИЛ-5 стимулирует синтез и секрецию эозинофилом высокотоксичных белков, направленных на уничтожение гельминтов. Другими словами, активированный эозинофил секретирует ряд биологически активных веществ, действие которых объясняют симптоматику так называемых эозинофильных воспалительных процессов (табл. 8-1).

Гиперчувствительность немедленного типа

Сосудистые и миоконстрикторные реакции, опосредованные медиаторами тучных клеток и базофилов, приводят к развитию гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ). Цитокины тучных клеток и базофилов поддерживают иммунный сдвиг в дифференцировке субпопуляций CD4 + T-лимфоцитов в сторону Th2 (ИЛ-4, ИЛ-13), а также поддерживают дифференцировку и активацию эозинофилов (ИЛ-5, ИЛ-3, GM-CSF). В случае патологии именно эти клетки (Th2, тучные клетки, базофилы, эозинофилы) и IgE составляют самоподдерживающийся ансамбль, ответственный за реакции ГНТ. Мишени для цитокинов - клетки гладкой мускулатуры и эндотелия (следовательно, сосуды, бронхи, органы пищеварения). Системная реакция ГНТ - анафилактический шок.

Базофильные лейкоциты и тучные клетки. В этих реакциях антитела вовлекают в ответ базофилы и тучные клетки. Существенные функциональные признаки этих клеток схожи: наличие на мембране высокоаффинного рецептора для IgE (FcεRI) и одинаковый набор биологически активных медиаторов.

. Тучные клетки локализованы в соединительной ткани собственного слоя слизистых оболочек (laminapropria mucosae), в подкожной соединительной ткани и соединительной ткани, расположенной по ходу всех кровеносных сосудов. Выделяют, по крайней мере, 2 тканевые разновидности тучных клеток.

- Тучные клетки слизистых оболочек из сериновых протеаз экспрессируют триптазу и химазу, секретируют минимум гистамина; из протеогликанов в них преобладает хондроитинсульфат; из метаболитов арахидоновой кислоты - лейкотриен C4 (LTC4). По-видимому, дифференцировка этих клеток зависит от T-лимфоцитов, а именно от местной стимуляции клеток-предшественников цитокином ИЛ-3.

- Тучные клетки соединительной ткани локализованы в серозных оболочках полостей тела и в лёгких. Из сериновых протеаз экспрессируют преимущественно триптазу, из протеогликанов - гепарин, секретируют много гистамина, из метаболитов арахидоновой кислоты в них преобладает простагландин D2. Дифференцировку этих тучных клеток стимулируют фибробласты.

.Базофилы циркулируют в крови и мигрируют в ткани только в очаг воспаления (как нейтрофилы). На базофилах экспрессированы молекулы адгезии, важные для хоминга в очаг: LFA-1 (CD11a/CD18), Mac-1 (CD11b/CD18), CD44.

Активация. Сигналы, активирующие как тучные клетки, так и базофилы.

.Гомотипная агрегация Fc eRI. Клетки активируются комплексом IgE с антигеном или антителами к рецептору. FceRI способен связывать свободные IgE-антитела - до того, как они свяжут свой антиген. Клетки с комплексом IgE-FceRI на мембране тучных клеток находятся в состоянии готовности в считанные секунды и минуты осуществить дегрануляцию в ответ на распознавание поступившего антигена (рис. 8-5). Ход событий: антиген взаимодействует с Fabфрагментами IgE и активированная этим сигналом тучная клетка подвергается дегрануляции.

.Анафилатоксины - фрагменты компонентов системы комплемента, образующиеся при развитии каскада.

.Медиаторы из активированных нейтрофилов.

.Нейромедиаторы (норадреналин, вещество Р).

Медиаторы тучных клеток и базофилов различны по биохимическим свойствам, по предназначению и по срокам выброса из активированной клетки. Медиаторы, депонируемые в гранулах, первыми выбрасываются из клетки в ответ на активирующий сигнал. Другие медиаторы синтезируются de novo и вступают в процесс позже.

Рис. 8-5. Дегрануляция тучных клеток

. Гистамин. На разных клетках есть разные рецепторы для гистамина - Н 1 , Н 2 и Н 3 . Гистамин проявляет вазоактивные эффекты: вызывает констрикцию эндотелиальных клеток, контакты между эндотелиоцитами становятся менее плотными, и сыворотка выходит из сосуда в ткани; стимулирует синтез в клетках эндотелия простациклина и радикала оксида азота (NO"), вызывающих расслабление гладких мышц сосудистой стенки и, следовательно, вазодилатацию.

- Если процесс происходит в коже, клинически он проявляется в виде волдырей и покраснения (крапивница). В случае аллергической патологии снять симптомы помогают лекарственные средства - блокаторы Н 1 -рецепторов гистамина.

- При выделении достаточно большого количества гистамина он вызывает клинически значимые сокращения гладких мышц кишечника (перистальтику) и бронхов (бронхоспазм), однако этот эффект непродолжителен, поскольку гистамин быстро распадается во внеклеточной среде.

. Липидные медиаторы. При стимуляции тучных клеток в них активируются ферменты метаболизма липидов, а именно фосфолипаза А2. Этот фермент участвует в образовании биологически активных медиаторов, используя в качестве субстратов фосфолипиды клеточных мембран и липиды (в первую очередь арахидоновую кислоту).

- Простагландин D 2 - действует как вазодилататор и бронхоконстриктор. В биосинтезе простагландина D2 из арахидоновой кислоты участвует циклооксигеназа. Фармакологическим ингибитором этого фермента является ацетилсалициловая кислота.

- Лейкотриены (LTC 4 , LTD 4 , LTE 4) - альтернативные продукты метаболизма арахидоновой кислоты, образуемые под воздей-

ствием 5-липооксигеназы. Комплекс лейкотриенов - медленно реагирующий компонент анафилаксии. Именно он в наибольшей мере ответственен за бронхоконстрикцию при бронхиальной астме. Это объясняет усугубление астматических приступов ацетилсалициловой кислотой: блокируя синтез простагландина D2, ацетилсалициловая кислота высвобождает метаболический шунт арахидоновой кислоты в пользу лейкотриенов.

- Фактор активации тромбоцитов (ФАТ) вызывает бронхоконстрикцию, а также релаксацию гладких мышц сосудов и ретракцию эндотелия. ФАТ продуцируют не только (а может быть, и не столько) тучные клетки, но и клетки эндотелия, стимулированные гистамином и лейкотриенами.

- Ферменты тучных клеток и базофилов [сериновые протеазы (триптаза и химаза), катепсин G, карбоксипептидаза] способствуют перестройке матрикса соединительной ткани.

- Цитокины тучных клеток и базофилов. К ним относят интерлейкины, GM-CSF и др.

ЭФФЕКТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, ОПОСРЕДОВАННЫЕ КЛЕТКАМИ

Антителонезависимые эффекторные механизмы иммунитета в первую очередь реализуют ЦТЛ. К ним относят CD8 + Tαβ-лимфоциты и NKT-клетки - лимфоциты, одновременно экспрессирующие рецепторы NK- и Т-клеток. Есть T-киллеры и среди Tγδ-лимфоцитов.

Главное назначение ЦТЛ - санация организма от внутриклеточных патогенов, опухолевых и других изменённых клеток, реализуемая киллерной функцией ЦТЛ и цитокинами.

. Киллерная функция. ЦТЛ осуществляют киллерную функцию (см. рис. 1-5 и рис. 6-7) с помощью особых белков - цитотоксинов, к которым относят перфорин, гранзимы и недостаточно изученный цитолизин.

- Синтез цитотоксинов происходит de novo после вовлечения ЦТЛ в иммунный ответ и распознавания ими специфичного антигена.

- Накопление цитотоксинов. В виде функционально неактивных молекул-предшественников цитотоксины накапливаются в гранулах, сконцентрированных в клетке вблизи TCR.

- Дегрануляция ЦТЛ происходит в области межклеточного контакта, образующегося при связывании TCR с антигеном на по-

верхности клетки-мишени. Этот процесс облигатно зависит от

Ca 2+ .

- Перфорин накапливается в гранулах в виде растворимого предшественника. При высвобождении из гранул и в присутствии Ca 2+ перфорин быстро полимеризуется в мембране клетки-мишени, образуя цилиндрическую структуру. При этом липофильные участки молекул перфорина ориентируются в сторону клеточной мембраны, а гидрофильные - в сторону канала внутрь клетки. В результате образуется пора диаметром около 16 нм.

- Гранзимы и апоптоз. Через пору, образованную перфорином, внутрь клетки-мишени попадают выделенные ЦТЛ-гранзимы. Охарактеризовано 3 гранзима ЦТЛ - А, В и С. Это специализированные сериновые протеазы, субстратами которых служат ферменты, инициирующие в клетке-мишени программу апоптоза. При этом происходит разрушение ДНК и белков клетки, а в случае, если она поражена вирусом, то и инфицировавшего её патогена.

- Лизис мишени. Если механизмы апоптоза клетки-мишени по какой-либо причине нарушаются, ЦТЛ всё равно разрушает клетку путём осмотического лизиса через сформированные перфорином поры. Однако в этом случае неповреждённые вирусные частицы и нуклеиновые кислоты могут инфицировать другие клетки, что и происходит в случае некоторых инфекционных заболеваний.

. Цитокины. CD8 + ЦТЛ продуцируют цитокины - ИФНγ , ФНОα и ФНОβ (лимфотоксин). Эффекты ИФН γ перечислены ниже:

- непосредственно подавляет репликацию вирусов;

- индуцирует в клетках-мишенях повышенную экспрессию молекул MHC-I и MHC-II, способствуя более эффективной презентации вирусных антигенов T-лимфоцитам: и для распознавания, и для киллинга;

- активирует макрофаги и NK-клетки;

- служит кофактором при индукции дифференцировки наивных CD4 + T-лимфоцитов в Th1-клетки. Это означает, что CD8 + ЦТЛ вносят вклад в развитие других эффекторных механизмов иммунного ответа - с участием Th1-лимфоцитов.

ГИПЕРЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ЗАМЕДЛЕННОГО ТИПА

Гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ) - воспаление тканей, «организуемое» CD4 + T-лимфоцитами субпопуляции Th1 - продуцентами ИФНу. Клетками-исполнителями служат активированные макрофаги. Если в очаге инфекции происходит активация макрофага CD4 + Th1-лимфоцитом, микробицидные возможности макрофага существенно увеличиваются, и он более эффективно разрушает поглощённые патогены. К сожалению, в макрофаге погибают не все патогены, особенно жизнеспособны вирусы, например ВИЧ, а также микобактерии.

Активация макрофага. Для активации макрофага необходимы 2 типа воздействия со стороны лимфоцитов:

.контактное - молекула CD40L на Thl-лимфоците связывается с молекулой CD40 на макрофаге;

.цитокиновое - ИФНγ , продуцируемый Th1-клеткой, CD8 + ЦТЛ или NK-клеткой, связывается с рецептором на макрофаге;

.инфицированный макрофаг имеет больше шансов вступить во взаимодействие с Th1-клеткой, что обусловлено распознаванием Т-клеткой антигена на поверхности макрофага. В результате именно этот макрофаг получит активирующие сигналы от Т-клетки через интерферон и CD40L.

Ингибитор активации макрофагов - ИЛ-10.

Характеристики активированного макрофага. Макрофаг, активированный взаимодействием с Th1-клеткой, приобретает следующие признаки и функциональные способности.

.Увеличивается число рецепторов FcγR, при помощи которых макрофаг связывает комплексы антиген-антитело и фагоцитирует их.

.ИФН у в макрофагах индуцирует биосинтез ферментов, образующих радикалы активных форм кислорода, которые окисляют фагоцитированный антиген.

.В макрофагах под действием ИФНγ , ФНОα и, возможно, ИЛ-1 индуцируется экспрессия NO-синтазы, продуцирующей радикал NO*, который тоже окисляет фагоцитированный материал.

.В макрофагах индуцируется синтез липидных медиаторов воспаления - ФАТ, простагландинов и лейкотриенов (LTE4).

.Макрофаг синтезирует тканевой фактор коагуляции. В начавшемся процессе коагуляции активируется сывороточный тромбин - протеаза, стимулирующая клетки эндотелия сосудов, а также

нейтрофилы к синтезу ФАТ, что ещё больше способствует прогрессированию воспалительного процесса.

.ИФНγ служит самым сильным из известных индукторов синтеза и экспрессии молекул MHC-II. Кроме того, на активированных макрофагах, в отличие от неактивированных, индуцируется экспрессия костимуляторной молекулы B7, что делает активированные макрофаги более эффективными АПК. А также на активированных макрофагах возрастает экспрессия молекул адгезии ICAM-1 и LFA-3.

.Активированные макрофаги продуцируют ИЛ-12, способствующий дифференцировке Th1-лимфоцитов.

Очаг воспаления. Цитокины активированных макрофагов - ФНОа, ИЛ-1 и хемокины - создают очаг воспаления в виде плотных на ощупь узелков разного размера (симптом индурации). Плотность очага обусловлена выпотом из сосудов фибриногена и полимеризацией его в фибрин. Среди клеток, присутствующих в очаге, в первые 6-8 ч преобладают нейтрофилы, затем макрофаги и Th1-лимфоциты. Плотность клеток в свежем очаге ГЗТ невелика.

Сроки развития реакции. ГЗТ получила такое название, поскольку между моментом проникновения антигена в ткань и развитием характерного очага плотного воспаления проходит не менее 24-48 ч. После связывания антигена Th1-клетке требуется примерно 1 ч для индукции биосинтеза цитокинов, а также для синтеза и экспрессии на мембране молекулы CD40L.

Эффекты факторов роста. Среди цитокинов, продуцируемых активированными макрофагами, присутствуют факторы роста, что может значительно изменить состояние прилегающих к очагу тканей. Стандартная защитная реакция - развитие очага воспаления по типу ГЗТ, однако в патологических случаях цитокины, выделяемые активированными макрофагами, вызывают фиброзное перерождение тканей: тромбоцитарный фактор роста PDGF (Platelet-Derived Growth Factor) стимулирует пролиферацию фибробластов, а вырабатываемый CD4 + T-лимфоцитами и макрофагами ТФР- βстимулирует синтез коллагена. Кроме того, факторы роста, вырабатываемые макрофагами, вызывают образование дополнительных кровеносных сосудов - ангиогенез.

8381 0

Система комплемента, состоящая примерно из 30 белков, как циркулирующих, так и экспрессированных на мембране, является важной эффекторной ветвью как врожденного, так и опосредованного антителами приобретенного иммунного ответов. Термин «комлемент» появился в связи с тем, что этот чувствительный к повышению температуры материал сыворотки крови был обнаружен по свойству «дополнять» способность антител уничтожать бактерии. Известно, что комплемент играет главную роль в защите от многих инфекционных микроорганизмов.

Наиболее важными составляющими его защитной функции являются: 1) выработка опсонинов - молекул, увеличивающих способность макрофагов и нейтрофилов к фагоцитозу; 2) выработка анафилатоксинов - пептидов, индуцирующих местные и системные воспалительные реакции; 3) непосредственный киллинг микроорганизмов.

Известны и другие важные функции комплемента, такие как усиление антигенспецифических иммунных ответов и поддержание гомеостаза (стабильности внутри организма) путем удаления иммунных комплексов и мертвых или умирающих клеток. Мы знаем также, что нарушение контроля над активацией комплемента может привести к повреждению клеток и тканей организма.

Компоненты комплемента синтезируются в печени, а также клетками, участвующими в воспалительной реакции. Концентрация всех белков комплемента в циркулирующей крови составляет примерно 3 мг/мл. (Для сравнения: концентрация IgG в крови составляет примерно 12 мг/мл) Концентрации некоторых компонентов комплемента высоки (например, около 1 мг/мл для С3), в то время как другие компоненты (такие как фактор D и С2) присутствуют в следовых количествах.

Пути активации комплемента

После активации отдельные компоненты расщепляются на фрагменты, обозначаемые строчными буквами. Меньший из расщепленных фрагментов обычно обозначается буквой «а», больший - «b». Исторически сложилось, однако, что больший из расщепленных фрагментов С2 обычно относят к С2а, а меньший - к С2b. (Однако в некоторых текстах и статьях фрагменты компонентов комплемента С2 обозначаются обратным способом.) Дальнейшие фрагменты расщепления также обозначаются малыми буквами, например C3d.

Известны три пути активации комплемента: классический, лектиновый и альтернативный.

Начало каждого из путей активации характеризуется собственными компонентами и процессами распознавания, однако на более поздних стадиях во всех трех случаях используются одни и те же компоненты. Свойства каждого пути активации и веществ, их активирующих, обсуждаются далее.

Классический путь

Другими активаторами являются некоторые вирусы, погибшие клетки и внутриклеточные мембраны (например, митохондрий), агрегаты иммуноглобулинов и β-амилоид, обнаруживаемый при болезни Альцгеймера в бляшках. С-реактивный белок является белком острой фазы - компонентом воспалительной реакции; он прикрепляется к полисахариду фосфорилхолину, экспрессированному на поверхности многих бактерий (например, Streptococcus pneumoniae), и тоже активирует классический путь.

Классический путь инициируется, когда С1 прикрепляется к антителу в комплексе антиген - антитело, например антителу, связанному с антигеном, экспрессированным на поверхности бактерии (рис. 13.1). Компонент С1 представляет собой комплекс из трех различных белков: Clq (содержащего шесть одинаковых субкомпонентов), связанного с двумя молекулами (причем каждой по две) - Clr и Cls. При активации Cl его глобулярные участки - субкомпоненты Clq - связываются с Clq-специфичным участком на Fc-фрагментах или одного IgM, или двух близко расположенных молекул IgG, связанных с антигеном (связывание IgG показано на рис. 13.1).

Таким образом, антитела IgM и IgG являются эффективными активаторами комплемента. Иммуноглобулины человека, обладающие способностью связываться с Cl и активировать его, в порядке уменьшения этой способности располагаются: IgM > > IgG3 > IgG 1 » IgG2. Иммуноглобулины IgG4, IgD, IgA и IgE не взаимодействуют с Clq не закрепляют и не активируют его, т.е. не активируют комплемент по классическому пути.

После связывания С1 с комплексом антиген-антитело Cls приобретает ферментативную активность. Эта активная форма известна как Cls-эстераза. Она расщепляет следующий компонент классического пути - С4 - на две части: С4а и С4b. Меньшая часть - С4а - остается в растворенном состоянии, а С4b ковалентно связывается с поверхностью бактерии или другой активирующей субстанцией.

Часть С4b, прикрепленная к поверхности клетки, затем связывает С2, который расщепляется Cls. При расщеплении С2 получают фрагмент С2b, который остается в растворенном состоянии, и С2а. В свою очередь С2а прикрепляется к С4b на поверхности клетки с образованием комплекса С4b2а. Этот комплекс называется С3-конвертазой классического пути, поскольку, как мы увидим позднее, этот фермент расщепляет следующий компонент - С3.

Лектиновый путь

На рис. 13.1 показано, как бактериальные маннозные остатки связываются с циркулирующим комплексом маннозосвязывающего лектина (МСЛ; по структуре схожий с Clq классического пути) и двумя ассоциированными протеазами, называемыми маннозассоциированными сериновыми протеазами (МАСП-1 и -2) . Это связывание активирует МАСП-1 для последующего расщепления компонентов классического пути комплемента - С4 и С2 с формированием С4b2а, С3-конвертазы классического пути на поверхности бактерий. А МАСП-2 обладает способностью напрямую расщеплять С3. Таким образом, лектиновый путь после фазы активации С3 аналогичен классическому.

Альтернативный путь

Активация происходит в отсутствие специфических антител. Таким образом, альтернативный путь активации комплемента является эффекторной ветвью системы врожденной иммунной защиты. Некоторые компоненты альтернативного пути характерны только для него (сывороточные факторы В и D и пропердин, известный также как фактор Р), в то время как другие (С3, С3b, С5, С6, С7, С8 и С9) являются общими с классическим путем.

Компонент С3b появляется в крови в небольших количествах после спонтанного расщепления реактивной тиоловой группы в С3. Этот «предсу-ществующий» С3b способен связываться с гидроксильными группами белков и углеводов, экспрессированных на клеточных поверхностях (см. рис. 13.1). Накопление С3b на поверхности клетки инициирует альтернативный путь.

Оно может происходить как на чужеродной, так и на собственной клетке организма; таким образом, с точки зрения альтернативного пути он всегда запущен. Однако, как указано более детально далее, собственные клетки организма регулируют течение реакций альтернативного пути, в то время как чужеродные не обладают такими регуляторными способностями и не могут предотвратить развитие последующих событий альтернативного пути.

Рис. 13.1. Запуск классического, лектинового и альтернативного путей. Демонстрация активации каждого пути и формирования С3-конвертазы

На следующей стадии альтернативного пути сывороточный белок, фактор B, соединяется с С3b на поверхности клетки с формированием комплекса С3bВ. Затем фактор D расщепляет фактор В, который находится на поверхности клетки в комплексе С3bВ, в результате чего образуется фрагмент Ва, который высвобождается в окружающую жидкость, и Вb, остающийся связанным с С3b Этот С3bВb является С3-конвертазой альтернативного пути, которая расщепляет С3 на С3а и С3b.

Обычно С3bВb быстро растворяется, но может стабилизироваться при соединении с пропердином (см. рис. 13.1). В результате стабилизированный пропердином С3bВb способен связываться и расщеплять большое количество С3 за очень короткое время. Накопление на клеточной поверхности этих быстро образованных в большом количестве С3b приводит к почти «взрывному» запуску альтернативного пути. Таким образом, связывание пропердина с С3bВb создает петлю усиления альтернативного пути. Cпособность пропердина активировать петлю усиления контролируется противоположным действием регуляторных белков. Следовательно, активация альтернативного пути не происходит постоянно.

Активация С3 и С5

Рис. 13.2. Расщепление компонента С3 С3-конвертазой и компонента С5 С5-конвертазой при классическом и лектиновом (наверху) и альтернативном (внизу) путях. Во всех случаях С3 расщепляется на С3b, который откладывается на клеточной поверхности, и СЗа, высвобождаемый в жидкую среду. Таким же образом С5 расщепляется на С5b, который откладывается на клеточной поверхности, и С5а, высвобождаемый в жидкую среду

Связывание С3b с С3-конвертазами как при классическом, так и альтернативном путях инициирует связывание и расщепление следующего компонента - С5 (см. рис. 13.2). По этой причине С3-конвертазы, связанные с С3b, относятся к С5-конвертазам (С4b2а3b при классическом пути; С3bВb3b при альтернативном). При расщеплении С5 образуются два фрагмента. Фрагмент С5а высвобождается в растворимой форме и является активным анафилатоксином. Фрагмент С5b связывается с клеточной поверхностью и формирует ядро для связи с терминальными компонентами комплемента.

Терминальный путь

Рис. 13.3 Формирование мембраноатакующего комплекса. Компоненты комплемента поздней фазы - С5b-С9 - последовательно соединяются и формируют на поверхности клетки комплекс. Многочисленные С9-компоненты прикрепляются к этому комплексу и полимеризуются с образованием поли-С9, создавая канал, который пронизывает клеточную мембрану

Первой фазой формирования МАК является прикрепление С6 к С5b на поверхности клетки. Затем С7 связывается с С5b и С6 и проникает в наружную мембрану клетки. Последующее связывание С8 с С5b67 приводит к образованию комплекса, глубже проникающего в мембрану клетки. На мембране клетки C5b-С8 действует как рецептор для С9 - молекулы типа перфорина, который связывается с С8.

Дополнительные молекулы С9 взаимодействуют в комплексе с молекулой С9, образуя полимеризованные С9 (поли-С9). Эти поли-С9 формируют трансмембранный канал, нарушающий осмотическое равновесие в клетке: через него проникают ионы и поступает вода. Клетка набухает, мембрана становится проницаемой для макромолекул, которые затем покидают клетку. В результате происходит лизис клетки.

Р.Койко, Д.Саншайн, Э.Бенджамини