Белки острой фазы воспаления их роль в механизмах врожденного иммунитета

Определение

Увеличение концентрации сывороточных белков, называемых  реактанты острой фазы, сопровождает воспаление и повреждение тканей.  Во время реакции острой фазы обычные уровни различных белков. Считается, что эти изменения способствуют защите человека и другим адаптивным возможностям.

Несмотря на свое название,  реакция  острой фазы сопровождает как острые, так и хронические воспалительные состояния и связана с широким спектром нарушений, включая инфекцию, травму, инфаркт, воспалительные артриты и другие системные аутоиммунные и воспалительные заболевания и различные новообразования.

Белки острой фазы определяются как те белки, концентрации сыворотки которых увеличиваются или уменьшаются, по меньшей мере, на 25% во время воспалительных состояний. Такие белки соответственно называют либо положительными, либо отрицательными остро фазовыми реагентами. .

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ), косвенно   отражает вязкость плазмы и наличие белков острой фазы, особенно фибриногена, а также других влияний, некоторые из которых пока еще не идентифицирован 

Ответ острой фазы имеет решающее значение для способности организма успешно реагировать на травму и инфекцию.

Ответ острой фазы обычно длится всего несколько дней, однако, если его не остановить, он может внести вклад в развитие хронических воспалительных состояний, повреждение тканей и развитие заболеваний.

Ответ острой фазы, как правило, характеризуется лихорадкой и изменениями сосудистой проницаемости, а также глубокими изменениями в биосинтетическом профиле различных белков острой фазы.

Белки острой фазы воспаления их роль в механизмах врожденного иммунитетаБелки острой фазы воспаления их роль в механизмах врожденного иммунитета

Белки острой фазы — это эволюционно консервативное семейство белков, продуцируемых в основном в печени в ответ на травму и инфекции.

У всех млекопитающих синтез белков острой фазы регулируется воспалительными цитокинами, такими как интерлейкин-6 (IL-6), интерлейкин-1 (IL-1) и фактор некроза опухоли (TNF).

Например, гаптоглобин (Hp), С-реактивный белок (СРБ), сывороточный амилоид А (SAA), альфа-1 кислый гликопротеин (AGP) и гемопексин регулируются в основном IL-1 или комбинацией IL-1 и IL-6, тогда как фибриноген, альфа-1- антихимотрипсин и альфа-1-антитрипсина регулируются IL-6 .

Концентрация конкретных белков острой фазы в крови изменяется в течение воспалительного процесса, увеличиваясь или уменьшаясь как минимум на 25 процентов. Так, концентрация церулоплазмина может увеличиться на 50 процентов, а СРБ и сывороточного амилоида в 1000 раз.

Белки острой фазы воспаления их роль в механизмах врожденного иммунитета

  • Изменение с временем концентрации БОФ в плазме крови после повреждения (травмы, ожога, хирургического вмешательства) в процентах от исходного уровня): 
  • 1 — С-реактивный белок, амилоидный А-белок сыворотки; 
  • 2 — а1-антитрипсин, а1-кислый гликопротеин, гаптоглобин, фибриноген; 
  • 3 — С3- и С4-компоненты комплемента, С1-ингибитор, церулоплазмин; 
  • 4 — альбумин, преальбумин, трансферрин, фибронектин, апоА-липопротеин

Роль и функции белков острой фазы

Рост концентрации в плазме белков острой фазы имеет целью помочь иммунной защите, способствуя распознаванию вторгшихся микробов, мобилизации лейкоцитов из циркуляции и повышению скорости артериального кровотока в месте поражения ткани или инфицирования ее. Эти действия способствуют локальному накоплению эффекторных молекул и лейкоцитов в участке воспаления.

В сущности, белки острой фазы усиливают местное воспаление и антимикробную защиту.

Одновременно, белки острой фазы также предотвращают воспаление в окружающих тканях путем нейтрализации молекул воспаления, индуцировавших воспаление (такие как цитокины, протеазы и оксиданты) и поступающих в кровоток, белки острой фазы предотвращают активацию клеток эндотелия и лейкоцитов в циркуляции.

Особенно важную роль белки острой фазы играют в создании иммунной защиты. О важной роли белков острой фазы свидетельствует их короткий период полужизни, широкие функциональные возможности в воспалении, заживлении, адаптации к болевым раздражителям.

Комплекс функциональных особенностей белков острой фазы позволяют относить их к медиаторам и ингибиторам воспаления.

Так, кпассические компоненты комплемента, многие из которых являются белками острой фазы, играют центральную провоспалительную роль в иммунитете.

Активация комплемента приводит к хемотаксису клеток воспаления в очаг локализации инфекции, опсонизации инфекционных агентов, изменению проницаемости сосудов и экссудации белков в место воспаления.

Другие белки острой фазы, такие как фибриноген, плазминоген, тканевый активатор плазминогена (ТАП), урокиназы и ингибитора активатора плазминогена-I (PAI-1) играют активную роль в восстановлении и ремоделирования ткани, а также проявляют противовоспалительное действие.

Так, например, антиоксиданты, гаптоглобин и гемопексин обеспечивают защиту от реактивного кислорода, а спектр ингибиторов протеиназ осуществляют контроль активности протеолитических ферментов. Белки острой фазы принимают непосредственное участие во врожденном иммунитете против патогенов.

Хорошо известно LPS-связывающая активность фибрина в тромбах. Повышение уровня СРБ прогностически неблагоприятный тест при ишемии / реперфузии, поскольку СРБ  активирует систему комплемента. Повышенный уровень сывороточного СРБ, как известно, связан с увеличением  риска  атеросклероза у человека.

Ферритин, еще один белок острой фазы, является одним из основных факторов сохранения железа и часто в лабораторной практике измеряется для оценки статуса железа пациента. Прокальцитонин (РСТ), как недавно обнаружено – маркер  бактериальной  инфекции.

С другой стороны, белки острой фазы могут рассматриваться в качестве предполагаемых лекарственных средств для лечения различных воспалительных заболеваний.

Различные экспериментальные исследования показали, как введение конкретных белков острой фазы до или после инициирования ответа острой фазы может переключать провоспалительные пути к противовоспалительным, необходимым для завешения воспаления.

В связи с этим очищенные белки острой фазы используется для лечения эмфиземы легких и других заболеваний у пациентов с наследственным дефицитом альфа1-антитрипсина и показывает анти-воспалительные и иммунномодулирующие эффекты.

Многие белки острой фазы имеют двойственную функцию

Многофункциональна активность отдельных белков острой фазы.

Несмотря на разнообразные про- и противовоспалительные свойства, приписываемые отдельным белкам острой фазы, их роль при инфекциях остается полностью неопределенной в отношении функциональных преимуществ при изменении концентрации в плазме.

До сих пор существующие данные свидетельствуют, что белки острой фазы действуют на различные клетки, участвующие в ранних и поздних стадиях воспаления и что их эффекты определяются  временем, концентрацией и зависят от конформации.

Многие белки острой фазы имеют двойственную функцию: усиливают воспалительную реакцию в присутствии  патогенна, и  оказывают понижающий  действие на реакции после выведения возбудителя.

Источник: http://biohimik.net/belki-ostroj-fazy-rol-v-vospalenii

Механизмы врожденного иммунитета

Определение 1

Врожденный, или неспецифический иммунитет является более ранним механизмом защиты организма, как по времени ответа, так и в эволюционном плане.

Иммунный ответ при врожденном иммунитете развивается в первые несколько часов или дней после контакта с патогенным антигеном. Большая часть патогенов запускают механизмы врожденного иммунитета до развития иммунного ответа с присутствием лимфоцитов.

Организм-хозяин обладает различными механизмами врожденного иммунитета, эффективность которого при повторном контакте с возбудителем инфекции не возрастает.

Основную роль в механизмах неспецифической защиты организма играют:

  • система комплемента,
  • первичные рецепторы для патогенов,
  • фагоцитоз, интерфероны (факторы защиты от вирусов),
  • пептиды-антибиотики.

Барьеры против инфекций

От внедрения болезнетворных микроорганизмов, чужеродных клеток, организм защищают:

  • кожа,
  • секрет слизистых оболочек,
  • движение ресничек эпителия,
  • смывающий эффект и антибактериальное действие выделяемых жидкостей,
  • нормальная микрофлора.

Белки острой фазы воспаления их роль в механизмах врожденного иммунитета

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Бактерия, внедрившаяся в организм, разрушается под действием лизоцима и подвергается дальнейшему фагоцитозу с последующим уничтожением фагоцитарными клетками.

К основным фагоцитарным клеткам относятся:

  • полиморфноядерные нейтрофилы,
  • мононуклеарные макрофаги.

Фагоцитарные клетки имеют рецепторы, способные распознавать на поверхности клеток патогенных микроорганизмов определенные молекулярные структуры. Вследствие этого фагоцит может связываться с микробной клеткой.

Компоненты микробных клеток распознают трансмембранные белки $TLR$ (Toll-подобные рецепторы. Их активация инициирует секрецию провоспалительных цитокинов.

По завершении фагоцитоза в действие вступают разнообразные бактерицидные механизмы:

  • образуются реакционноспособные метаболиты кислорода;
  • из гранул высвобождаются многочисленные кислород-независимые факторы;
  • синтезируется оксид азота.

Привлечению фагоцитов к микробным клеткам и осуществлению фагоцитоза способствует активация по каскадному механизму многокомпонентной системы комплемента.

Комплемент выполняет ряд функций:

  • микроорганизмы, покрытые белком $C_3b$, связываются с рецептором для $C_3b$ ($CR_1$) на оверхности фагоцитарных клеток, что способствует фагоцитозу;
  • белок $C_5a$ оказывает активирующее и хемотаксическое воздействие на нейтрофилы, аналогично белки $C_3a$ и $C_5a$ воздействуют на эозинофилы, эти белки значительно повышают проницаемость капилляров;
  • встраивание ЛМК в мембрану микробной клетки вызывает ее лизис;
  • фрагмент $C_3b$ способствует продукции антител В-клетками.

Острая воспалительная реакция с участием комплемента

Активация комплемента участвует в следующих процессах:

  • обеспечивает привлечение и стимуляцию нейтрофилов; приток полиморфноядерных лейкоцитов и повышение сосудистой проницаемости приводят к развитию острой воспалительной реакции, которая способна оказывать сильный антимикробный эффект;
  • индуцирует экспрессию молекул адгезии на эндотелиах клетках, которые обеспечивают адгезию лейкоцитов и способствуют их проникновению между эндотелиальными клетками в очаг воспаления;
  • активированные пептидом $C_5a$ фагоцитарные клетки, поглощают и уничтожают внедрившиеся в организм микробы;
  • активированные пептидом $C_5a$ или компонентами микробных клеток тканевые макрофаги также могут инициировать воспаление, например, эндотоксином.

Гуморальные механизмы защиты

Гуморальные механизмы обеспечивают вторую линию защиты.

К факторам гуморальной защиты относятся:

  • лизоцим;
  • дефензины;
  • система комплемента;
  • белки острой фазы (С-реактивный белок, манносвязывающий лиганд);
  • интерфероны (их регулярный эффект приводит к подавлению размножения вирусов);
  • коллектины связываются с углеводными структурами на поверхности микробных клеток и с рецепторами фагоцитарных клеток, способствуя фагоцитозу.

Внеклеточное уничтожение микробов

Замечание 1

Клетки-киллеры (НК-клетки) обладают рецепторами, активирующими их цитотоксическую функцию, а также доминантными ингибиторными рецепторами, распознающими молекулы главного комплекса гистосовместимости класса I на поверхности не инфицированных и не измененных клеток.

НК-клетки разрушают инфицированные вирусами клетки. Вызывая запрограммированную клеточную гибель – апоптоз. Апоптоз может быть индуцирован или цитотоксическим эффектом перфорина и гранзимов, или взаимодействием лиганда Fas клеток-киллеров с рецептором Fas клеток-мишеней.

Внеклеточное уничтожение паразитов осуществляют эозинофилы, связываясь через свои $C_3b$-рецепторы с их поверхностью, покрытой $C_3b.$ Благодаря этому многие крупные паразиты, инвазирующие потенциально восприимчивый организм-хозяин, не вызывают заболевания.

Источник: https://spravochnick.ru/medicina/gematologiya/mehanizmy_vrozhdennogo_immuniteta/

Белки острой фазы воспаления

Белки острой фазы воспаления их роль в механизмах врожденного иммунитета

       Развитие острой системной воспалительной реакции сопровождается повышенной продукцией в печени особых белков, получивших название «белков острой фазы воспаления».

Их активная продукция наблюдается через несколько часов с начала воспаления. Основными индукторами их продукции являются провоспалительные цитокины.

Читайте также:  Как лечат атопический дерматит за границей?

Как следует из таблицы, особенно возрастает концентрация в сыворотке С-реактивного белка (СРБ) и сывороточного амилоидного А компонента (СААК).

       С-реактивный белок (СРБ). Является важным фактором регуляции воспалительных процессов и антимикробной защиты организма. СРБ способен связываться с большим числом микроорганизмов и макромолекул. Связывание СРБ с бактериями приводит к разбуханию их капсулы и агглютинации микробов, к фиксации и активации комплемента.

       Связывание СРБ с детритом клеток активирует фагоцитоз. Введение СРБ животным увеличивает их выживаемость при экспериментальном микробном заражении и повышает их противоопухолевую резистентность.

Взаимодействие СРБ с иммунокомпетентными клетками способно приводить к изменению их метаболизма и функциональной активности. Так, в нейтрофилах и моноцитах наблюдается активация синтеза РНК, белка, секреции ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО.

СРБ активизирует адгезивные и миграционные свойства лейкоцитов. Способен вызывать агрегацию тромбоцитов. Обнаружена способность СРБ связывать ИЛ-4, и через нейтрализацию этого цитокина переключать гуморальный тип иммунного ответа на клеточный.

Показано также способность СРБ связываться с трансформирующим фактором роста &#946 (ТФР&#946). Все эффекты, опосредуемые СРБ, неспецифичны.

       Сывороточный амилоидный А компонент (СААК). Макромолекулы, характеризующиеся высокой гетерогенностью. Полагают, что СААК участвуют в элиминации липидов микробного происхождения и токсинов, комплексированных с липопротеинами.

       &#9451-Антихимотрипсин. Является ингибитором ряда протеаз (коллагеназы, катепсина, химазы, эластазы), продуцируемых лейкоцитами.

       &#9451-Антитрипсин (&#9451-антипротеазный ингибитор, &#9451-АПИ). Составляет 90% общей антипротеолитической активности плазмы.

&#9451-АПИ подавляет активность химотрипсина, трипсина, катепсина, эластазы, нейтральной протеазы, коллагеназы, урокиназы, протеаз комплемента, плазмина, ренина, гиалуронидазы, в некоторой степени – калликреина плазмы, тромбина, а также многих других бактериальных и гранулоцитарных протеиназ. Около 55% &#9451-АПИ находится вне сосудов, что указывает на его участие в контроле за активностью тканевых протеаз.

       &#9451-АПИ является важным регулятором и контролером активности эластазы, коллагеназы в месте воспаления, выход которых из-под контроля способно привести к деструкции окружающих тканей.

Источник: https://immuninfo.ru/immunologiya/vospalenie-i-immunitet/belki-ostroj-fazy-vospaleniya/

Тема Врожденный иммунитет

Тема 3. Врожденный иммунитет. Определение. Клеточные факторы врожденного иммунитета: макрофаги, нейтрофилы, дендритные клетки, NK клетки, тучные клетки. Гуморальные факторы врожденного иммунитета: комплемент, интерфероны, цитокины, хемокины, катионные противомикробные пептиды. Рецепторы врожденного иммунитета.

Понятие о паттерн-распознающих рецепторах и их роли в физиологических и патологических реакциях врожденного иммунитета. Фагоцитоз, дыхательный взрыв, миграция, хемотаксис. NK-клетки и их мишени.
Врожденный иммунитет – наследственно закрепленная система защиты организма от патогенных и непатогенных микроорганизмов, а также эндогенных продуктов тканевой деструкции.

Система врожденного иммунитета реализует свои функции через:

1. разнообразные клетки – макрофаги, дендритные клетки, нейтрофилы, тучные клетки, эозинофилы, базофилы, а также естественные киллеры или NK-клетки;

2. гуморальные факторы – естественные антитела, цитокины, комплемент, белки острой фазы воспаления, катионные противомикробные пептиды, лизоцим.

Механизмы врожденного иммунитета развиваются очень быстро, в течение нескольких минут и часов после проникновения патогенов. Их действие продолжается в течение всего периода борьбы с инфекцией.

Однако наиболее эффективно они работают в первые 96 ч. после внедрения микроба, затем уступают место факторам адаптивного иммунитета.

Активация врожденного иммунитета не формирует продолжительной иммунной памяти.

  • Распознающие рецепторы врожденного иммунитета
  • Активация врожденного иммунитета начинается с распознавания антигенных структур с помощью многочисленных рецепторов.

Таблица Распознавание в системе врожденного иммунитета

Мембранные рецепторы (передают сигнал внутрь клетки) Toll – подобные (TRL1-10)

  1. C-лектиновые
  2. Рецепторы-мусорщики (Skavender-рецепторы)
  3. Интегриновые
Внутриклеточные (цитозольные) NOD RID

DAI

Секретируемые Пентаксины

  • Коллектины
  • Компоненты системы комплемента
  • Фиколины

Особую группу рецепторов врожденного иммунитета составляют паттерн-распознающие рецепторы (patern recognition recepror – PRR). К ним относятся Toll, NOD, RIDрецепторы. Эти рецепторы распознают общие для многих типов микроорганизмов структуры – липополисахариды, пептидогликаны, флагеллин.

Tollрецепторы имеют на своей поверхности различные клетки иммунной системы – моноциты, макрофаги, дендритные клетки, нейтрофилы, лимфоциты, а также другие клетки организма – фибробласты, эпителиальные, эндотелиальные клетки. В настоящее время у человека идентифицировано 10 Toll – подобных рецепторов.

Таблица. Toll-подобные рецепторы (TLR) человека и их лиганды

TLR Лиганды Патогены
TLR1 Липопептиды Грамотрицательные бакетрии, микобактерии
TLR2 Пептидогликан, липотейхоевые кислоты Грамположительные бактерии, грибы
TLR3 Двухцепочные РНК Вирусы
TLR4 Липополисахарид Грамотрицательные бактерии
TLR5 Флагеллин Бактерии
TLR6 Диациллипопептиды, липотейхоевые кислоты Микобактерии, грамположительные бактерии, грибы
TLR7 Одноцепочечные РНК Вирусы

Таблица. Toll-подобные рецепторы, расположенные на клетках иммунной системы

Клетки иммунной системы Toll — рецепторы
Нейтрофилы TLR1,2,4,5,6,7,8,9,10
Моноциты/макрофаги TLR1,2,4,5,6,7,8
Дендритные клетки TLR1,2,4,5,6,8,10
В-лимфоциты TLR1,3,6,7,9,10
Т-лимфоциты (Th1/Th2) TLR2,3,5,9
Т-лимфоциты (регуляторные) TLR2,5,8

Экспрессия Toll – рецепторов обеспечивает важную связь между врожденным и адаптивным иммунитетом, поскольку их активация приводит к превращению фагоцитов в эффективные антигенпрезентирующие клетки. Экспрессия большинства Toll – рецепторов увеличивается при действии провоспалительных цитокинов.

NOD – рецепторы распознают вещества, которые образуются при повреждении клеток организма (АТФ, кристаллы мочевой кислоты) и вызывают развитие воспалительного процесса. NOD – рецепторы имеются на макрофагах, дендритных клетках, эпителии слизистых оболочек.

Особую группу представляют рецепторы, повышающие эффективность фагоцитоза. К ним относятся рецепторы к С3-компоненту комплемента и Fc-фрагменту иммуноглобулинов.

Антиген в комплексе с антителом захватывается клетками врожденного иммунитета через Fc-рецепторы, которые взаимодействуют с Fc-фрагментом иммуноглобулинов.

Фагоцитоз опсонизированного объекта (покрытого антителом) в сотни раз более эффективен, чем фагоцитоз свободного объекта.

Гуморальные факторы врожденного иммунитета

Гуморальные факторы врожденного иммунитета – это белки, присутствующие в сыворотке крови, секретах слизистых оболочек, которые синтезируются клетками иммунной системы и могут оказывать бактерицидное, опсонизирующее и т.д. действие на организмы.

Система комплемента

Комплемент – система сывороточных белов крови, каскадная активация которых приводит к лизису бактерий, собственных клеток, инфицированных внутриклеточными паразитами, разрушению иммунных комплексов.

Состоит более, чем из 20 инертных белков сыворотки, 9 из которых являются основными и обозначаются как С1, С2 и т.д. — С9. Формирование комплемента в единое целое или его активация происходит при внедрении в организм чужеродных антигенов.

Комплемент может активироваться двумя путями: классическим и альтернативным.

Альтернативный путь активации комплемента

Альтернативный путь активации – неспецифический процесс, который запускают компоненты клеточной стенки (липополисахариды) бактерий (особенно грамотрицательных), грибов, гельминтов, инфицированных вирусами клеток.

Фермент сыворотки С3-конвертаза адсорбируется на мембране микроорганизма. Белок пропердин стабилизирует эту связь. С3-конвертаза активирует С3 и С5.

Продукты активации С3b и С5b соединяются с мембраной микроорганизма, С3а и С5а – поступают в циркулирующую кровь. Затем с мембраной микробной клетки последовательно соединяются белки мембраноатакующего комплекса — С6, С7, С8, С9.

Образуется трансмембранный канал, через который внутрь микроорганизма поступают ионы натрия и воды, что и приводит к лизису атакуемой клетки.

Классический путь активации комплемента

Активируется иммунными комплексами: антиген+специфическое антитело. Начинается с активации С1, С4 и С2, образуется сложное соединение, работающее как С3-конвертаза.

  1. Дальнейшие процессы аналогичны альтернативному пути активации комплемента и завершаются формированием трансмембранного канала и лизисом иммунного комплекса.
  2. Лектиновый путь активации комплемента

Многие бактерии имеют на своей поверхности остатки маннозы. Среди белков сыворотки крови содержится лектин. Связывание лектина и маннозы запускает расщепление С4, затем активируется С2, процесс протекает аналогично классическому пути и завершается формированием мемраноатакующего комплекса.

Биологические функции системы комплемента

  • Цитолиз бактериальных клеток, а также собственных клеток – инфицированных и опухолевых (лектиновый, альтернативный, классический путь).
  • Разрушение иммунных комплексов (классический путь).
  • Опсонизация (облегчение фагоцитоза) благодаря фиксации С3b на микробной стенке.
  • Усиление хемотаксиса под влиянием С3a и C5a (активное движение фагоцитов в очаг воспаления).
  • С3a, C4a, C5a вызывают дегрануляцию тучных клеток и базофилов. Под действием биологически активных веществ увеличивается проницаемость сосудов и приток нейтрофилов в очаг воспаления.

Противомикробные пептиды

Противомикробные пептиды – катионные белка, способные поражать вирусы, грибы, простейшие. Синтезируются нейтрофилами и эпителиальными клетками при взаимодействии их Toll – рецепторов с антигеном. Осуществляют мгновенный иммунитет. Часто их называют эндогенными антибиотиками. Различают 2 основных вида – дефенсины и кателицидины.

Механизм действия: противомикробные пептиды разрушают наружные мембраны микроорганизмов. Мембраны бактериальных клеток заряжены отрицательно, а пептиды положительно. Разность зарядов обеспечивает их взаимодействие. Катионные белки встраиваются в мембрану микробной клетки, образуя поры. Бактериальная клетка теряет ионы калия, аминокислоты. Внутрь клетки поступает вода, обеспечивая ее гибель.

Белки острой фазы продуцируются моноцитами, макрофагами, фибробластами. Синтез белков острой фазы существенно повышается в ответ на инфекцию.

С-реактивный белок (CRB) связывается с поверхностью бактерий, активирует систему комплемента. При бактериальной инфекции увеличивается в 100 раз.

  • Маннозосвязывающий лектин активирует систему комплемента по лектиновому пути.
  • Сывороточный амилоид А выступает в роли хемоаттрактанта.
  • Фибриноген выступает как опсонин

Лизоцим – фермент, содержащийся в отделяемом слизистых оболочек глаз, ротовой полости, носоглотки, грудном молоке. Вырабатывается моноцитами крови и тканевыми макрофагами. Разрушает пептидогликаны клеточных стенок бактерий. Клетки врожденного иммунитета

  1. К клеткам врожденного иммунитета относят макрофаги, дендритные клетки, нейтрофилы, тучные клетки, эозинофилы, базофилы, NK-клетки.
  2. Моноциты циркулируют в крови, вырабатывают некоторые цитокины, при попадании в ткани дифференцируются в макрофаги или дендритные клетки.
  3. Нейтрофилы обладают высокой мобильностью и являются основными клетками на ранних стадиях воспалительного процесса.

Эозинофилы содержатся в крови и тканях. Осуществляют антипаразитарную защиту путем внеклеточного цитолиза. Фагоцитоз

Фагоцитоз – это активное распознавание и поглощение микроорганизмов фагоцитирующими клетками с их последующей инактивацией и перевариванием. Фагоцитоз – самый древний вид защиты, унаследованный нами в ходе эволюции. Выраженной фагоцитарной активностью обладают нейтрофилы, моноциты и макрофаги.

Нейтрофилы происходят от стволовой клетки костного мозга. Это короткоживущие неделящиеся клетки с сегментированным ядром и набором гранул, содержащих большое количество бактерицидных веществ. Их время жизни составляет 2-3 суток. Нейтрофилы являются основными клетками, осуществляющими уничтожение внеклеточных микроорганизмов.

Макрофаги образуются из стволовой клетки красного костного мозга, на территории которого дифференцируются до стадии моноцита. Моноциты попадают в ток крови и расселяются по тканям, превращаясь в тканевые макрофаги, где функционируют в течение недель или месяцев. Для них характерно изобилие гранул, близких по составу к содержимому гранул нейтрофилов.

Их функциями является поглощение и уничтожение внедрившихся микроорганизмов (в основном внутриклеточных), а также поврежденных, дегенерированных, вирусинфицированных и опухолевых клеток и образующихся иммунных комплексов. Это клетки — «мусорщики».

Нейтрофилы осуществляют основную защиту от пиогенных (внеклеточных) бактерий, макрофаги – от внутриклеточных паразитов (вирусы, грибы, простейшие).

Нейтрофилы – это основные участники острого воспаления, макрофаги – хронического, они способны стимулировать образование гранулем.

Функции фагоцитов:

  • Фагоцитарная – захват и внутриклеточное переваривание микроорганизмов.
  • Антигенпрезентирующая – презентация антигена Т-лимфоцитам в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости (HLA). Этой функцией обладают антигенпрезентирующие макрофаги.
  • Секреторно-регуляторная – синтез и секреция некоторых белков системы комплемента, отдельных цитокинов, лизоцима, белков системы свертывания крови.
  • Цитотоксическое действие фагоцитов.

Связывание патогена с фагоцитом может быть прямым и опосредованным. Прямое распознавание происходит с участием Toll-рецепторов. При опосредованном распознается опсонизированный объект, покрытый антителами или C3b – компонентом комплемента.

  • Фагоцитарный процесс состоит из нескольких этапов
  • хемотаксис
  • адгезия (прикрепление фагоцитирующих клеток к объекту фагоцитоза)
  • поглощение микроорганизма
  • дегрануляция
  • переваривание (киллинг и расщепление)
  • экзоцитоз
    Хемотаксис

Для того, чтобы процесс фагоцитоза произошел, необходимо сближение фагоцитирующих клеток с антигеном, который вызвал повреждение. Для этого нейтрофилы должны покинуть кровеносное русло, поскольку очаги внедрения антигена чаще имеют тканевую локализацию.

Это возможно благодаря хемотаксису. Хемотаксис – движение фагоцитов по концентрационному градиенту химических веществ – хемоаттрактантов. В роли хемоаттрактантов для нейтрофилов выступают продукты жизнедеятельности бактерий, белки системы комплемента, цитокины и.

т.д.

  1. Основными хемоаттрактантами для макрофагов являются гамма-интерферон, хемотаксический макрофагальный фактор.
  2. Адгезия – прилипание

Начинается с адгезии (прилипания) микробной частицы к поверхности фагоцита. Процесс поглощения идет эффективнее, если микробные клетки опсонизированы, то есть покрыты белками системы комплемента и специфическими антителами класса IgG. Особенно важно это для бактерий, имеющих капсулу (пневмококк, менингококк, кишечная палочка, гемофильная палочка и т.д.)

  • Эндоцитоз (поглощение)
  • Участок мембраны фагоцита в месте контакта с объектом уплотняется, вытягивается и надвигается на объект подобно механизму застежки «молния» до тех пор пока объект не будет полностью поглощен в фагосому.
  • Дегрануляция

Цитоплазматические гранулы фагоцитирующих клеток сливаются с фагосомой и образуется фаголизосома, в которой происходит киллинг и разрушение захваченной микробной частицы с помощью антимикробных факторов. Антимикробные системы делятся на те, которые требуют кислород – кислородзависимые и те, которые не требуют кислород – кислороднезависимые.

Кислородзависимые факторы (активные формы кислорода) образуются в ходе респираторного взрыва, представляющего собой каскад окислительных реакций.

Включают:

  • супероксидный анион (О2-)
  • перекись водорода (Н2О2)
  • синглетный кислород (О2)
  • гидроксильный радикал (ОН˙)
  • оксид азота (NO)

Активные формы кислорода являются очень мощными окислителями, вызывают повреждение липидов, белков, ДНК мироорганизмов, оказывают летальное действие на биологические системы.

  1. К кислороднезависимой группе бактерицидных факторов относятся лизоцим, некоторые протеолитические ферменты, лактоферрин, катионные белки, дефенсины.
  2. Лактоферрин – связывает железо, предотвращает рост и размножение бактерий.
  3. Катионные белки – вызывают повреждение клеточных мембран, лизируют бактериальные клетки.
  4. Дефенсины – встраиваются в липидный слой клеток, нарушают ее проницаемость, обладают летальным действием на широкий спектр бактерий, грибов, вирусов.
  5. Экзоцитоз – удаление продуктов разрушения
  6. Восстановление цитоплазматической мембраны фагоцита.

Натуральные киллеры (NK)

Основные клетки иммунобиологического надзора, нацелены на уничтожение вирусинфицированных и опухолевых клеток до формирования адаптивного иммунного ответа.

Большие зернистые лимфоциты, в их цитоплазме имеется большое количество гранул, содержащих перфорины и гранзимы. При контакте с клеткой-мишенью перфорины выбрасываются во внеклеточное пространство и образуют поры в клетке-мишени.

Через поры в клетку попадают гранзимы, способные активировать каспазы и инициировать апоптоз (запрограммированную клеточную смерть).

Натуральные киллеры не распознают специфический антиген. Они осуществляют лизис собственных клеток, на поверхности которых снижена экспрессия молекул гистосовместимости 1 класса ( HLA1 или МHC1), что часто наблюдается при вирусных инфекциях и раке. Активируются ИЛ-12 и ИФ-γ. Перечень патогенов, являющихся мишенью для NK-клеток достаточно широк. Показана повышенная чувствительность к развитию злокачественных новообразований и вирусных инфекций у пациентов с нарушенной дифференцировкой NK – клеток.

Поделитесь с Вашими друзьями:

Источник: https://zodorov.ru/tema-vrojdennij-immunitet.html

Гуморальные факторы врожденного иммунитета (белки системы комплемента, белки острой фазы, белки теплового шока, цитокины, антимикробные пептиды и др.)

Система комплемента — это многокомпонентная полиферментная самособирающаяся система сывороточных белков, которые в норме находятся в неактивном состоянии. При появлении во внутренней среде микробных продуктов запускается процесс, который называют активацией комплемента.

Активация протекает по типу каскадной реакции, когда каждый предшествующий компонент системы активирует последующий.

В процессе самосборки системы образуются активные продукты распада белков, которые выполняют три важнейшие функции: вызывают перфорацию мембран и лизис клеток, обеспечивают опсонизацию микроорганизмов для их дальнейшего фагоцитоза и инициируют развитие сосудистых реакций воспаления.

В систему комплемента входит 9 основных белков (обозначаемых как С1, С2-С9), а также субкомпоненты — продукты расщепления этих белков (Clg, С3в, С3а и т.д.), ингибиторы.

Белки теплового шока (англ. HSP, Heat shock proteins) — это класс функционально сходных белков, экспрессия которых усиливается при повышении температуры или при других стрессирующих клетку условиях.

Повышение экспрессии генов, кодирующих белки теплового шока, регулируется на этапе транскрипции. Чрезвычайное усиление экспрессии генов, кодирующих белки теплового шока является частью клеточного ответа на тепловой шок и вызывается в основном фактором теплового шока (HSF англ. heat shock factor).

Белки теплового шока обнаружены в клетках практически всех живых организмов, от бактерий до человека.

Цитокины

Под термином “цитокины” объединяются так называемые ростовые факторы, которые регулируют пролиферацию, дифференцировку и функцию клеток крови, в том числе и клеток иммунной системы.

Это обширный класс биохимических веществ, продуцируемый большинством свободных клеток крови, для общения друг с другом, через поверхностные рецепторы на их мембранах. Цитокины оказывают аутокринное и паракринное воздействие.

Цитокины можно разделить на несколько “семейств”: интерлейкины, интерфероны, опухольнекротизирующие факторы, трансформирующие факторы роста, хемокины, собственно ростовые факторы и др

Семейство интерферонов. Интерференция — это явление, когда ткани, инфицированные одним вирусом, становятся устойчивыми к заражению другим вирусом. Было установлено, что такая резистентность связана с продукцией зараженными клетками особого белка, который и был назван интерфероном.

В настоящее время интерфероны хорошо изучены. Они представляют собой семейство гликопротеидов с молекулярной массой от 15 000 до 70 000. В зависимости от источника получения эти белки делят на интерфероны I и II типов.

I тип включает ИФН α и β, которые продуцируются инфицированным вирусом клетками: ИФН-α — лейкоцитами, ИФН-β — фибробластами. В последние годы описаны три новых интерферона: ИФН-τ/ε (трофобластный ИФН), ИФН-λ и ИФН-К. В противовирусной защите участвуют ИФН-α и β.

Механизм действия ИФН-α и β не связан с прямым влиянием на вирусы. Он обусловлен активацией в клетке ряда генов, блокирующих репродукцию вируса.

Ключевое звено — индукция синтеза протеинкиназы R, которая нарушает трансляцию вирусной мРНК и запускает апоптоз зараженных клеток через Вс1-2 и каспазазависимые реакции.

Другой механизм — это активация латентной РНК-эндонуклеазы, которая вызывает деструкцию вирусной нуклеиновой кислоты.

II тип включает интерферон γ. Он продуцируется Т-лимфоцитами и естественными киллерами после антигенной стимуляции.

Эйкозаноиды

Эйкозаноиды — метаболиты арахидоновой кислоты, которая, в свою очередь освобождается из мембранных фосфолипидов в ходе липолиза под действием фосфолипаз. Одни эйкозаноиды являются продуктами циклооксигеназного пути: простагландины, простациклин и тромбоксан, другие — продуктами липоксигеназного пути: лейкотриены.

Эйкозаноиды принадлежат к классу аутокринных или паракринных факторов. Они усиливают или ослабляют действие других агонистов, т.е. их относят к третьим посредникам, к короткоживущим интермедиатам.

Простагландины

Поскольку фосфолипиды всех клеточных мембран содержат арахидоновую кислоту, то и все клетки организма потенциально могут быть источником простагландинов, и они могут проявлять активность в самых разных системах.

Действие ПГ проявляется чаще в тех гормоночувствительных клетках, где вторым посредником служит цАМФ: влияют на уровень цАМФ путем изменения активности аденилатциклазы.

Следует подчеркнуть многофункциональность биологических эффектов ПГ — ов, причём простагландины групп Е и Г оказывают противоположное действие. Основные эффекты простагландинов

Процесс Ткань Эффект
Сокращение или расслабление гл. мускулатуры Легкие; матка; ЖКТ; Кровеносные сосуды Расширение бронхов Сокращение Вазодилятация
Стероидогенез Кора надпочечников Стимуляция
Секреция и биосинтез тириоидных гормонов Щитовидная железа Имитация эффекта ТТГ
Транспорт солей и воды Почка Повышение клиренса своб. Воды
Свертывание крови Тромбоциты Торможение или усиление агрегации
Секреция кислоты Слизистая желудка Торможение
Липолиз Адипоциты Торможение

Простациклин и тромбоксан обладают прямо противоположным действием на два принципиально важных процесса: простациклин расслабляет гладкую мускулатуру сосудистой стенки и тормозит агрегацию тромбоцитов; тромбоксан, наоборот, сокращает гладкую мускулатуру сосудов и способствует агрегации тромбоцитов. Одним из основных достижений в изучении простагландинов является установление факта, что они — важнейший компонент развития воспалительного процесса.

Лейкотриены

Эйкозаноиды, биосинтез которых идет по липоксигеназному пути из арахидоновой кислоты. Три лейкотриена: ЛТС4, ЛТД4 и ЛТЕ4 в совокупности являются МРВ-А ( медленно реагирующим веществом, А-анафилаксии). Они секретируются тучными клетками, принимающими участие в реакциях гиперчувствительности.

Эффект компонентов МРВ-А в 4000 раз сильнее, чем гистамина в отношении стимуляции гладкой мускулатуры трахеи и бронхов. Эти компоненты действуют и на гладкую мускулатуру ЖКТ, но не столь сильно. Они также действуют и на гладкую мускулатуру артерий.

Как и гистамин, компоненты МРВ-А увеличивают проницаемость сосудов.[13]

С -реактивный белок (СРБ)

Очень чувствительный элемент крови, быстрее других реагирующий на повреждение тканей. Наличие реактивного белка в сыворотке крови — признак воспалительного процесса, травмы, проникновения в организм чужеродных микроорганизмов — бактерий, паразитов, грибов. С — реактивный белок стимулирует защитные реакции, активирует иммунитет.

СРБ в сыворотке крови — до 0,5 мг/л считается нормой. Уже через 4-6 часов после того, как в организм проникает инфекция, развивается воспалительный процесс, который может сопровождаться опухолями, уровень СРБ начинает быстро расти.

Чем острее воспалительный процесс, активнее заболевание, тем выше СРБ в сыворотке крови. Когда заболевание в хронической форме переходит в фазу, то содержание СРБ в крови практически не обнаруживается.

Как наступает обострение, СРБ снова начинает расти.

Пептиды малой плотности

Пептиды малой плотности (ПМП) — относятся к новому классу регуляторных молекул, являющиеся катионными белками, открытыми в середине 80-х годов R.Lehrer и В.Н. Кокряковым.

ПМП обладают широким спектром прямой противомикробной активацией, в частности подавляют рост грамположительных и грамотрицательных бактерий, грибов, некоторых вирусов. В настоящее время известны два больших класса ПМП человека: дефензины и кателецидины.

Они действуют как эндогенные антибиотики и участвуют в передаче сигналов клеткам, вовлечения в процесс иммунной защиты. В основном эти белки синтезируются эпителиальными клетками покровных тканей и активированы.

Недавно получены данные о том, что кателицидин LL-37 обладает прямым действием на вирус осповакцины.[7,13]

Источник: https://cyberpedia.su/10xed4a.html

5. Гуморальные факторы врожденного иммунитета (белки системы комплемента, белки острой фазы, белки теплового шока, цитокины, антимикробные пептиды и др.)

Система
комплемента — это многокомпонентная
полиферментная самособирающаяся система
сывороточных белков, которые в норме
находятся в неактивном состоянии. При
появлении во внутренней среде микробных
продуктов запускается процесс, который
называют активацией комплемента.

Активация протекает по типу каскадной
реакции, когда каждый предшествующий
компонент системы активирует последующий.

В процессе самосборки системы образуются
активные продукты распада белков,
которые выполняют три важнейшие функции:
вызывают перфорацию мембран и лизис
клеток, обеспечивают опсонизацию
микроорганизмов для их дальнейшего
фагоцитоза и инициируют развитие
сосудистых реакций воспаления.

В
систему комплемента входит 9 основных
белков (обозначаемых как С1, С2-С9), а также
субкомпоненты — продукты расщепления
этих белков (Clg, С3в, С3а и т.д.), ингибиторы.

Белки
теплового шока
 (англ.HSP,
Heatshockproteins) —
это класс функционально сходных
белков, экспрессиякоторых
усиливается при повышении температуры
или при другихстрессирующихклетку
условиях.

 Повышение экспрессии генов,
кодирующих белки теплового шока,
регулируется на этапетранскрипции.
Чрезвычайное усиление экспрессии генов,
кодирующих белки теплового шока является
частью клеточного ответа на тепловой
шок и вызывается в основном фактором
теплового шока (HSFангл.heatshockfactor).

Белки
теплового шока обнаружены в клетках
практически всех живых организмов,
от бактерийдочеловека.

Цитокины

Под
термином “цитокины” объединяются так
называемые ростовые факторы, которые
регулируют пролиферацию, дифференцировку
и функцию клеток крови, в том числе и
клеток иммунной системы.

Это обширный
класс биохимических веществ, продуцируемый
большинством свободных клеток крови,
для общения друг с другом, через
поверхностные рецепторы на их мембранах.

Цитокины оказывают аутокринное и
паракринное воздействие.

Цитокины
можно разделить на несколько “семейств”:
интерлейкины, интерфероны,
опухольнекротизирующие факторы,
трансформирующие факторы роста, хемокины,
собственно ростовые факторы и др

Семейство
интерферонов. 

Интерференция — это явление, когда ткани,
инфицированные одним вирусом, становятся
устойчивыми к заражению другим вирусом.
Было установлено, что такая резистентность
связана с продукцией зараженными
клетками особого белка, который и был
назван интерфероном.

В
настоящее время интерфероны хорошо
изучены. Они представляют собой семейство
гликопротеидов с молекулярной массой
от 15 000 до 70 000. В зависимости от источника
получения эти белки делят на интерфероны
I и II типов.

I тип
включает ИФН α и β, которые продуцируются
инфицированным вирусом клетками: ИФН-α
— лейкоцитами, ИФН-β — фибробластами. В
последние годы описаны три новых
интерферона: ИФН-τ/ε
(трофобластный ИФН), ИФН-λ и ИФН-К. В
противовирусной защите участвуют ИФН-α
и β.

Механизм
действия ИФН-α и β не связан с прямым
влиянием на вирусы. Он обусловлен
активацией в клетке ряда генов, блокирующих
репродукцию вируса.

Ключевое звено —
индукция синтеза протеинкиназы R, которая
нарушает трансляцию вирусной мРНК и
запускает апоптоз зараженных клеток
через Вс1-2 и каспазазависимые реакции.

Другой механизм — это активация латентной
РНК-эндонуклеазы, которая вызывает
деструкцию вирусной нуклеиновой кислоты.

II тип
включает интерферон γ. Он продуцируется
Т-лимфоцитами и естественными киллерами
после антигенной стимуляции.

Эйкозаноиды

Эйкозаноиды
— метаболиты арахидоновой кислоты,
которая, в свою очередь освобождается
из мембранных фосфолипидов в ходе
липолиза под действием фосфолипаз. Одни
эйкозаноиды являются продуктами
циклооксигеназного пути: простагландины,
простациклин и тромбоксан, другие —
продуктами липоксигеназного пути:
лейкотриены.

Эйкозаноиды
принадлежат к классу аутокринных или
паракринных факторов. Они усиливают
или ослабляют действие других агонистов,
т.е. их относят к третьим посредникам,
к короткоживущим интермедиатам.

Простагландины

Поскольку
фосфолипиды всех клеточных мембран
содержат арахидоновую кислоту, то и все
клетки организма потенциально могут
быть источником простагландинов, и они
могут проявлять активность в самых
разных системах.

Действие ПГ проявляется
чаще в тех гормоночувствительных
клетках, где вторым посредником служит
цАМФ: влияют на уровень цАМФ путем
изменения активности аденилатциклазы.

Следует подчеркнуть многофункциональность
биологических эффектов ПГ — ов, причём
простагландины групп Е и Г оказывают
противоположное действие. Основные
эффекты простагландинов

Процесс Ткань Эффект
Сокращение или расслабление гл. мускулатуры Легкие; матка; ЖКТ;Кровеносные сосуды
  • Расширение бронхов
  • Сокращение
  • Вазодилятация
Стероидогенез Кора надпочечников Стимуляция
Секреция и биосинтез тириоидных гормонов Щитовидная железа Имитация эффекта ТТГ
Транспорт солей и воды Почка Повышение клиренса своб. Воды
Свертывание крови Тромбоциты Торможение или усиление агрегации
Секреция кислоты Слизистая желудка Торможение
Липолиз Адипоциты Торможение

Простациклин
и тромбоксан обладают прямо противоположным
действием на два принципиально важных
процесса: простациклин расслабляет
гладкую мускулатуру сосудистой стенки
и тормозит агрегацию тромбоцитов;
тромбоксан, наоборот, сокращает гладкую
мускулатуру сосудов и способствует
агрегации тромбоцитов. Одним из основных
достижений в изучении простагландинов
является установление факта, что они —
важнейший компонент развития
воспалительного процесса.

Лейкотриены

Эйкозаноиды,
биосинтез которых идет по липоксигеназному
пути из арахидоновой кислоты. Три
лейкотриена: ЛТС4, ЛТД4 и
ЛТЕ4 в
совокупности являются МРВ-А ( медленно
реагирующим веществом, А-анафилаксии).
Они секретируются тучными клетками,
принимающими участие в реакциях
гиперчувствительности.

Эффект компонентов
МРВ-А в 4000 раз сильнее, чем гистамина в
отношении стимуляции гладкой мускулатуры
трахеи и бронхов. Эти компоненты действуют
и на гладкую мускулатуру ЖКТ, но не столь
сильно. Они также действуют и на гладкую
мускулатуру артерий.

Как и гистамин,
компоненты МРВ-А увеличивают проницаемость
сосудов.[13]

С -реактивный
белок (СРБ)

Очень
чувствительный элемент крови, быстрее
других реагирующий на повреждение
тканей. Наличие реактивного белка в
сыворотке крови — признак воспалительного
процесса, травмы, проникновения в
организм чужеродных микроорганизмов
— бактерий, паразитов, грибов. С — реактивный
белок стимулирует защитные реакции,
активирует иммунитет.

СРБ в сыворотке крови — до 0,5 мг/л считается
нормой. Уже через 4-6 часов после того,
как в организм проникает инфекция,
развивается воспалительный процесс,
который может сопровождаться опухолями,
уровень СРБ начинает быстро расти.

Чем
острее воспалительный процесс, активнее
заболевание, тем выше СРБ в сыворотке
крови. Когда заболевание в хронической
форме переходит в фазу, то содержание
СРБ в крови практически не обнаруживается.

Как наступает обострение, СРБ снова
начинает расти.

Пептиды
малой плотности

Пептиды
малой плотности (ПМП) — относятся к новому
классу регуляторных молекул, являющиеся
катионными белками, открытыми в середине
80-х годов R.Lehrer и В.Н. Кокряковым.

ПМП
обладают широким спектром прямой
противомикробной активацией, в частности
подавляют рост грамположительных и
грамотрицательных бактерий, грибов,
некоторых вирусов. В настоящее время
известны два больших класса ПМП человека:
дефензины и кателецидины.

Они действуют
как эндогенные антибиотики и участвуют
в передаче сигналов клеткам, вовлечения
в процесс иммунной защиты. В основном
эти белки синтезируются эпителиальными
клетками покровных тканей и активированы.

Недавно получены данные о том, что
кателицидин LL-37 обладает прямым действием
на вирус осповакцины.[7,13]

Антимикробные
пептиды – Лизоцим.

Содержится
в сыворотке, крови, слюне, слезах и других
тканевых жидкостей человека. По
биологической природе — это полипептид,
по функциям фермент. Лизоцим действует
энзиматически на клеточную стенку
бактерий, расщепляя находящиеся в её
составе пептидогликана и мурамовой
кислоту.[4,11]

Пропердин

Пропердин
или фактор Р-белок, содержащийся в
сыворотке крови. Система пропердина
состоит из самого фактора Р и 3-х
дополнительных белков (А,В,0).

Все
они принимают участие в активации
комплемента — в расщеплении С3 компонента,
который в свою очередь обладает
выраженными антимикробными свойствами,
стимулятором фагоцитоза. Все эти
субстанции имеются в организме и не
нужно времени на их образование.[4]

Цитокины

Под
термином “цитокины” объединяются так
называемые ростовые факторы, которые
регулируют пролиферацию, дифференцировку
и функцию клеток крови, в том числе и
клеток иммунной системы.

Это обширный
класс биохимических веществ, продуцируемый
большинством свободных клеток крови,
для общения друг с другом, через
поверхностные рецепторы на их мембранах.

Цитокины оказывают аутокринное и
паракринное воздействие.

Источник: https://studfile.net/preview/6159969/page:4/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector