Смекни!
smekni.com

Механізм та біологічне значення запалення (стр. 4 из 6)

Якщо мова йде про живі мікроорганізми, а фагоцити здатні захоплювати живі мікроорганізми, то спочатку вони повинні бути убиті. У лейкоцитах діють два бактерицидних механізми:

1) залежний від кисню

2) не залежний від кисню.

Залежний від кисню бактерицидний фактор зв'язаний з утворенням активних метаболітів кисню. Продукція цих речовин починається після контакту фагоцитів з опсонізированими бактеріями. Саме в цей час фагоцити, що у звичайних умовах використовують енергію анаеробного гліколізу, починають посилено поглинати кисень, що позначають терміном респіраторний вибух.

Виникнення респіраторного вибуху обумовлено активацією цитопламатичної НАДФН-оксидази, що каталізує одноелектронне відновлення молекули кисню до супероксидного радикального аніона, "відбираючи" електрон від відновленого піридинового нуклеотиду НАДФН "респіраторного вибуху, що витрачаються в час," запаси НАДФН починають негайно заповнюватися посиленим окислюванням глюкози через гексозомонофосфатний шунт.

Велика частина утворюваних при відновленні ПРО2 супероксидних аніонів ПРО2- піддається дисмутації до Н2ПРО2.

Деяка частина молекул Н2ПРО2 взаємодіє в присутності чи заліза міді із супероксидним аніоном з утворенням надзвичайно активного гідроксильного радикала ВІН- .

Цитоплазматична НАДФ-оксидаза активується в місці контакту фагоцита з мікробом, а утворення супероксидних аніонів відбувається на зовнішній стороні мембрани лейкоцитів, поза внутрішнім середовищем клітки. Процес продовжується і після завершення утворення фагосоми, унаслідок чого усередині її створюється висока концентрація бактерицидних радикалів. Проникаючі усередину цитоплазми фагоцита радикали нейтралізуються ферментами супероксиддисмутазой і каталазой.

Система утворення бактерицидних метаболітів кисню діє у всіх професійних фагоцитах. У нейтрофілах разом з нею діє ще одна могутня бактерицидна система – система міелопероксидази (подібна з нею лероксидазна система мається також у еозинофілів, але її немає в моноцитів і макрофагів).

Міелопероксидаза - фермент, що міститься в азурофільних гранулах нейтрофілів, катализує реакцію між іоном галогену (звичайно хлору) і перекисом водню, що приводить до утворення хлорноватистої кислоти (гіпохлоритного аніона).

Гіпохлорит робить виражена бактерицидна дія сам по собі. Крім того, він може реагувати з чи амонієм амінами, утворити бактерицидні хлораміни.

Незалежний від кисню бактерицидний механізм зв'язаний з дегрануляціею - надходженням усередину фагосоми бактерицидних речовин, що містяться у внутрішньоклітинних гранулах фагоцитів.

Коли утворення фагосоми завершується, до неї впритул наближаються гранули цитоплазми фагоцитів. Мембрана гранул зливається з мембраною фагосоми, і вміст гранул вливається усередину фагосоми. Думають, що стимулом до дегрануляції є збільшення цитозольного Са2+, концентрація якого зростає особливо сильно поблизу фагосоми, де розташовуються органели, що накопичують кальцій.

Цитоплазматичні гранули всіх облігатних фагоцитів містять велика кількість біологічно активних речовин, здатних убивати і переварювати мікроорганізми й інші поглинені фагоцитами об'єкти. У нейтрофілах, наприклад, мається 3 типи гранул:

1) секреторні пухирці;

2) первинні (азурофільні);

3) вторинні (специфічні) гранули.

Найбільше легко мобілізуємі секреторні пухирці полегшують вихід нейтрофілів із судин, їхню міграцію в тканинах. Знищують і руйнують поглинені частки речовини азурофільних і специфічних гранул. В азурофільних гранулах, крім уже згаданої міелопероксидази, містяться діючі незалежно від кисню низькомолекулярні бактерицидні пептиди дефенсини, слабка бактерицидна речовина лізоцим і безліч ферментів, що руйнують; у специфічних гранулах лізоцим і білки, що зупиняють розмноження мікроорганізмів, зокрема, лактоферрин, связ'ивающий необхідне для життєдіяльності мікроорганізмів залізо.

На внутрішній мембрані специфічних і азурофільних гранул знаходиться протонний насос, що переносить водневі іони з цитоплазми фагоцита усередину фагосоми. У результаті рН середовища у фагосомі знижується до 4-5, що викликає загибель багатьох мікроорганізмів усередині фагосоми. Після того як мікроорганізми гинуть, вони руйнуються усередині фагосоми за допомогою кислих гідролаз азурофільних гранул.

До числа важливих бактерицидних факторів, що діють в активованих макрофагах, варто віднести і продукцію оксиду азоту (NО), що здійснюється за допомогою індуцибільної NO-синтази. Фермент цей активується γ-інтерфероном, фактором некрозу пухлин, Мул-1-бета й іншими запальними цитокінами. NО діє цитостатично на пухлинні клітки, бактерії, паразити, віруси, інгібуя активність багатьох ферментів, що беруть участь у синтезі білків і нуклеїнових кислот.

Не всі живі мікроорганізми гинуть усередині фагоцитів. Деякі, наприклад, збудники туберкульозу зберігаються, виявляючись при цьому "відгородженими" мембраною і цитоплазмою фагоцитів від протимікробних лік.

Активовані хемоаттрактантами фагоцити здатні вивільняти уміст своїх гранул не тільки усередину фагосоми, але і в позаклітинний простір. Це відбувається під час так називаного незавершеного фагоцитозу - у тих випадках, коли по тим чи іншим причинам фагоцит не може поглинути об'єкт, що атакується, наприклад, якщо розміри останнього значно перевищують розміри самого чи фагоцита якщо об'єктом фагоцитозу є комплекси антиген-антитіло, що знаходяться на плоскій поверхні судинного ендотелія. При цьому вміст гранул і продукуємі фагоцитами активні метаболіти кисню впливають і на об'єкт атаки, і на тканині організму хазяїна.

Ушкодження тканин хазяїна токсичними продуктами фагоцитів стає можливим не тільки в результаті незавершеного фагоцитозу, але і після загибелі чи лейкоцитів унаслідок руйнування мембрани фагосоми самими поглиненими часточками, наприклад часточками чи кремнію кристалами сечової кислоти.


6. Спеціалізовані функції нейтрофілів, моноцитів і еозинофілів при запаленні

Нейтрофільние лейкоцити першими инфільтрируют зону запалення. Їх називають клітками "першої лінії захисту" чи "загоном швидкого реагування". Це - високодиференційовні, рухливі клітки, що, вийшовши із судин, швидко знаходять свої мішені, поглинають і руйнують їх за допомогою механізмів фагоцитозу. Нейтрофіли ефективно захищають людини від багатьох бактеріальних і грибкових інфекцій. Вони є головними клітками запального ексудата протягом перших 24 ч гострої запальної відповіді.

Протягом наступних 24 ч їх поступово заміщають моноцити. Це можна пояснити тим, що, по-перше, тривалість життя нейтрофілів поза судиною не перевищує48 ч, тоді як моноцити можуть жити у вогнищі запалення кілька доби; по-друге, стимули, що підтримують міграцію моноцитів, діють більш тривалий час, чим стимули, що підтримують міграцію нейтрофілів.

Моноцити крові починають мігрувати з мікроциркуляторних судин на кілька годин пізніше нейтрофілів. У вогнищі запалення вони перетворюються в дуже активні запальні макрофаги - рухливі клітки, що захищають організм від інфекційних агентів, що проникнули в його, за допомогою фагоцитозу. Як і нейтрофіли, макрофаги секретиру-ют лізосомальні ферменти і кисневі радикали В теж час макрофаги відрізняються від нейтрофілів, властивостями, особливо важливими на більш пізніх стадіях гострого запалення й у механізмах загоєння рані. Макрофаги здатні розпізнавати, а потім поглинати і руйнувати ушкоджені, нежиттєздатні клітки власного організму, у тому числі і лейкоцити. З цим зв'язана їхня надзвичайна роль в очищенні від запального ексудата, що необхідна для нормального плину відбудовних процесів. Макрофаги - головні клітки, що розчиняють залишки ушкодженої сполучної тканини. Вони синтезують і секретують нейтральні протеази (еластаза, колагеназа, активатор плазміногена), що руйнують позаклітинно колагенові і еластинові волокна сполучної тканини. Дрібні фрагменти, що утворяться в результаті протеолізу, з’єднувальнотканинного матрикса поглинаються потім макрофагами і розкладаються внутріклітинно з залученням лізосомальної системи.

Макрофаги беруть участь в імунній відповіді хазяїна в якості анти-генпрезентуючих кліток. У вогнищі запалення вони поглинають антигенні речовини, доставляють їх у відповідні лімфатичні вузли, де в зміненому виді представляють лімфоцитам.

Макрофаги відіграють ключову роль у загоєнні раней. У тварин, позбавлених мононуклеарних фагоцитів в експерименті, рані не гояться. Це можна пояснити тим, що макрофаги секретують фактори росту для фібробластів і інших мезенхимальних кліток, продукують фактори ангіогенеза, що керують реваскуляризаціею ушкодженої тканини. Нарешті, активовані макрофаги продукують цитокіни інтерлейкін-1, інтерлейкін-6, фактор некрозу опухолей-ос, що викликають ряд важливих системних захисних реакцій, що позначаються "реакціями гострої фази".

Еозинофіли накопичуються в тканинах при запаленні, викликуваному патогенними гельмінтами і найпростішими, і при алергійних запальних реакціях, опосередковуваних Ig, таких, як риніт і атопічна бронхіальна астма.

Нагромадження еозинофілів у тканинах обумовлено їхньою міграцією з мікроциркуляторних судин під впливом селективних і неселективних хемоаттрактантів До числа перших відноситься хемокінеотаксин, до числа других лейкотріен-в4, фактор активації тромбоцитів, З5а-фрагмент комплементу і відмінні від еотаксина хемокіни.

У вогнищі запалення еозинофіли атакують паразити, розміри яких значно перевершують розміри самих еозинофілів, використовуючи механізм дегрануляції. У дегрануляції еозинофілів істотну роль грають Ig і Ig, що з'єднуються своїми Fab-фрагментами з поверхневими антигенами паразитів, а своїми Fc-фрагментами - зі специфічними рецепторами на мембрані еозинофілів. Взаємодія еозинофілів з фіксованими на мембрані паразитів антитілами є стимулом для викиду вмісту їхніх гранул у позаклітинний простір. Усередині гранул еозинофілів знаходяться катіонні білки, до яких відносяться головний володіючий властивостями основ білок (major basic protein), еозинофільний катіонний білок і еозинофільний нейротоксин (еозинофільний білок X). Усі ці білки, особливо перші два, мають властивості гельминтотоксинів і здатні викликати загибель паразитів, що атакуються, наприклад шистосом. Крім катіонних білків, усередині гранул еозинофілів міститься фермент пероскидаза, дія якої подібно дії міелопероксидази нейтрофілів.