Альтернативный путь активации

Распознавание бактерий и других

активирующих поверхностей их

молекул

АКТИВАЦИЯСЗ →

опсонизация дегрануляция тучных клеток

СЗа + СЗв + C3d

Запуск комплекса мембранной атаки

регуляция Т-системы выработка ПГ включение альтерна­тивного пути образование раство­римых комплексов

Хемотаксис

ЛИЗИС КЛЕТОК

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-

 

12 — 3389

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 И К 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 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 Mg²⁺ 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 ИК.

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 комп-цексов 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-пыми фагоцитами. Компоненты альтернативного пути не спо-гобны ингибировать преципитацию ИК, но могут солюбилизиро-кать агрегаты антиген — антитело. Взаимодействие ЦИК с систе­мой комплемента не только приводит к связыванию ИК с рети-

i>* 179

кулоэндотелиоцитами, но и обеспечивает переход нераствори­мых ИК в растворимые или их полный распад. В процессе раство­рения ИК определяющая роль принадлежит компонентам аль­тернативного пути. Классический путь сам по себе не обеспечива­ет растворения ИК, но способствует повышению эффективности этого процесса за счет продукции СЗ-конвертазы.

Растворенные ИК не могут фиксировать комплемент и почти полностью лишены сродства к поверхностным рецепторам раз­личных клеток. Комплемент ускоряет клиренс растворимых ИК, осуществляемый фагоцитами.

На растворение ИК существенно влияет свойство комплекса фиксировать комплемент. ИК с некоторым избытком антигена под влиянием свежей сыворотки растворяются не полностью, а ИК с большим избытком антигена не растворяются компонентами ни альтернативного, ни классического пути активации системы ком­племента; ИК с избытком антигена растворяются компонентами только альтернативного пути (GaninG et al., 1983). ИК, образо­ванные вне сосудистых пространств, удаляются значительно мед­леннее и могут провоцировать местные воспаления.

В заключение можно сказать, что аномалии в системе компле­мента 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.

Пропердин (лат. perdere — разрушать) — белок, с помощью ко­торого обнаружен альтернативный механизм активации компле­мента. Он представляет собой гамма-глобулин с молекулярной массой 220000 и состоит из четырех практически идентичных субъединиц, соединенных друг с другом нековалентными свя­зями. Его концентрация в сыворотке составляет около 25 мкг/мл. Пропердин существует в двух формах: нативной и активирован­ной, различающихся между собой, по всей видимости, неболь­шими конформационными изменениями. Нативный пропердин может связываться с образовавшей комплекс СЗ/С5-конвертазой альтернативного механизма (СЗвВв), но не с одиночными моле­кулами СЗв. Его роль заключается в уменьшении скорости рас­пада 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 инфекции. 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.

ЛИЗОЦИМ

Лизоцим — фермент, относящийся к классу гидролаз, избира­тельно гидролизующий гликозидные связи в муреине — сложном биополимере, из которого построены стенки бактерий. Молеку­лярная масса лизоцима 14000...15 000. Это стойкий белок, не теря­ющий литической способности при нагревании до 100 "С. Спо­собность лизоцима лизировать микроорганизмы столь высока, что это свойство сохраняется в разведении 1: 1 000 000. Его моле­кула состоит из 129 аминокислотных остатков, представлена одной полипептидной цепью, содержащей 8 половинок цистина, попар­ное соединение которых образует четыре дисульфидные связи. Они замыкают спиральные участки полипептидной цепи лизоцима. Молекула лизоцима окружена гидрофобными группами боковых цепей остатков аминокислот. Главная роль в образовании активно­го центра принадлежит, по-видимому, триптофану.

Ферментативная активность лизоцима проявляется в гидролизе 1,4-гликозидной связи полиаминосахаров клеточной стенки пре­имущественно 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 лизо-

 

цима, большинство исследователей склонно рассматривать его как фактор неспецифического иммунитета. Кроме основного антибактериального действия лизоцим стимулирует естествен­ную резистентность организма животного, что играет большую роль в предупреждении заболеваний и в благоприятном исходе инфекционного процесса.

ИНТЕРФЕРОНЫ

Интерфероны — антивирусные агенты. Существует по крайней мере 14 альфа-интерферонов, которые продуцируются лимфоци­тами, а бета-интерферон—фибробластами.

При вирусной инфекции клетки синтезируют интерферон и секретируют его в межклеточное пространство, где он связывается с рецепторами соседних незараженных клеток. Связанный с клет­кой интерферон дерепрессирует по меньшей мере два гена. Начи­нается синтез двух ферментов:

первый — протеинкиназа значительно снижает в конечном итоге трансляцию мРНК;

второй — катализирует образование короткого полимера аде-ниловой кислоты, активирующего латентную эндонуклеазу, что 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 в предотвращении вирусных инфекций.

Система нормальных киллеров. К лимфоидным клеткам, способным оказывать цитотоксическое действие без сенсибилизации, относятся NK-клетки (естественные киллеры), которые в отличие от К-клеток могут про­являть цитотоксическое действие и в отсутствие специфических антител. Биоло­гическое 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 мик­робными агентами. Благодаря этому NK могут играть важную роль в устойчивости организма ко многим заболеваниям.

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 политональным. 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: агглю­тинация — склеивание антигенных частиц между собой; преципи­тация — агрегация частиц с образованием нерастворимых комп­лексов; лизис — растворение клеток под влиянием антител в при­сутствии комплемента; цитотоксичность — гибель клеток под влиянием антител — цитотоксинов; нейтрализация — обезврежи­вание токсинов белковой природы; опсонизацш — 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.