Влияние перекисных условий на показатели функциональной активности нейтрофилов перифирической крови человека
Дипломная работа - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие дипломы по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
2 - Хемотаксис нейтрофилов
Ранее других клеток в очаг воспаления мигрируют нейтрофилы, существенно позже поступают макрофаги. [15]
Адгезия обусловлена наличием на поверхности фагоцитов рецепторов для молекул, представленных на поверхности объекта (собственных или связавшихся с ним). При фагоцитозе бактерий или старых клеток организма хозяина происходит распознавание концевых углеводных групп - глюкозы, галактозы, фукозы, маннозы и др. Распознавание осуществляется лектиновыми рецепторами соответствующей специфичности, в первую очередь маннозосвязывающим белком и селектинами (рисунок 3).
Рисунок 3 - Пространственная организация лектиновых рецепторов
Специфическое распознавание подлежащего фагоцитозу объекта осуществляется при помощи рецепторов к опсонинам. Важная роль принадлежит Fc- рецепторам. Fc-рецепторы 1, 2А, 3А типов обеспечивают положительную регуляцию фагоцитоза. Fc- рецептор 2В типа обеспечивает негативную регуляцию фагоцитоза. Fc-рецептор 3В типа способен запускать Са- сигнальный путь и вызывать полимеризацию актина, но до конца его роль не изучена. Кроме этого активирующую функцию выполняют рецепторы к компонентам комплемента (CR1, 3, 4). [16]
Нейтрофил способен распознавать бактерии без предварительной их опсонизации, через TLR (Toll-Like Receptors) (рисунок 4).
Рисунок 4 - Пространственная организация Toll-like рецепторов
Интегрины нейтрофила Mac-1 (CD11b/CD18) и p150 (CD11c/CD18) также участвуют в прямом распознавании и связывании ряда микроорганизмов (рисунок 5).
Рисунок 5 - Рецепторы клеточной адгезии
Следующий этап - активация мембраны и образование фагосомы.
На этой стадии осуществляется подготовка объекта к погружению. Происходит активация протеинкиназы С, выход ионов кальция из внутриклеточных депо. Большое значение играют переходы золь-гель в системе клеточных коллоидов и актино-миозиновые перестройки. Вначале в месте контакта возникает участок плотного геля. Далее из-за увеличения концентрации Са2+ гель под влиянием гельзолина превращается в более жидкий золь. Это обуславливает проваливание объекта внутрь фагоцита.
Происходит обволакивание объекта вследствие изменения состояния цитоскелета и физико-химической структуры цитоплазмы. Низкомолекулярный G-актин превращается в полимеризованный F-актин в ходе последовательной активации ферментативного каскада. F-актифагоцитом при контакте с объектом. Псевдоподия вытягивается в направлении объекта и прилипает к нему. Вследствие сокращения актиновых волокон и изменения вязкости цитоплазмы объект полностью охватывается мембраной фагоцита, которая впоследствие замыканется по механизму молнии. [18]
В цитозоле фагосомы сливаются с первичными лизосомами, образуя фаголизосомы. Первичные лизосомы, образованные аппаратом Гольджи, содержат ряд гидролаз, способных разрушать органические молекулы в кислой среде: протеиназы, фосфатазы, эстеразы, ДНК-азы, РНК-азы. Низкое значение рН внутри фагосом оказывает бактерицидное действие и создаёт оптимальную среду для активации лизосомальных гидролаз. В результате действия этих ферментов разрушаются полимерные молекулы и образуются аминокислоты, моносахариды, нуклеотиды, которые поступают в цитозоль и могут использоваться клеткой. Большая часть мембранных компонентов и непереваренные субстраты локализуются в остаточных тельцах, которые путём экзоцитоза возвращаются на поверхность плазматической мембраны фагоцитов, при этом значительная часть мембранных компонентов может утилизироваться и в самой мембране. [16]
Выделяют 2 основных механизма киллинга: кислородозависимый и кислородонезависимый. [10]
Кислородзависимый механизм. Важным компонентом является фермент НАДФH+-оксидаза. НАДФH+-оксидаза является частью биохимического пути, регулирующего поток электронов к различным субстратам. Фермент состоит из 5 белковых субъединиц, образующих комплекс НАДФH+-оксидазы и регуляторного белка Rac-2. В состав НАДФ-оксидазного комплекса входят: гликопротеины gp91 (91 кД, ген gp91phox) и p22 (22 кД, ген p22phox) - мембранные компоненты комплекса; цитоплазматические компоненты - белки p47 (47 кД, ген p47phox), p67 (67 кД, ген p67phox) и p40 (рисунок 6).
Сигнальные события на клеточной поверхности приводят к связыванию ГТФ с Rac-2 в цитоплазме. Rac-2 затем связывает и стабилизирует цитоплазматический белок p67, который фосфорилируется протеинкиназой C. Фосфорилирование p47 ведёт к его взаимодействию iитоскелетом и транслокации в мембрану. [14]
В активированном нейтрофиле мембранные белки gp91phox и p22phox взаимодействуют iитоплазматическими компонентами комплекса - 47 кД (p47phox) и 67 кД (p67phox). Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (G6PD) конвертирует глюкозо-6-фосфат в 6-фосфоглюконолактон, генерируя НАДФH и H+ из НАДФ+.
Рисунок 6 - Функционирование НАДФ оксидазного комплекса
Ферментный комплекс мембраны фагосом - NADPH-оксидаза восстанавливает О2, образуя супероксидный анион:
2 О2 + NADPH > 2 O2- + NADP+ + H+
Супероксидный анион спонтанно или при участии фермента супероксиддисмутазы превращается в пероксид водорода:
О2- + О2- + 2Н+ > Н2О2 + О2
Второй кислородзависимый механизм разрушения микроорганизмов осуществляется при участии миелопероксидазы, которая катализирует развитие токсического воздействия на различные микроорганизмы; перекиси водорода; супероксидного аниона; синглетного ки