Растворимые компоненты врождённого иммунитета:
· острофазные белки (ОФБ);
· антимикробные пептиды (АМП);
· цитокины (ЦК);
· система белков комплементов (С).
Острофазовые белки
Это группа белков, продуцируемых гепатоцитами. Синтез острофазовых белков повышается под действием провоспалительных цитокинов: ИЛ-1, ИЛ-6, ТНФ-альфа. Примером острофазовых белков будет маннозосвязывающий белок – кальций-2-зависимый лектин.
Лектины – вещества, которые хорошо связываются с углеводами.
Маннозосвязывающий (МСБ) белок связывается с маннозой, которая в свободной форме присутствует на клетках микроорганизмов, а у нормальных эукариотических клеток манноза закрыта, кроме старых и поражённых клеток. В норме клетка эукариот в свободном состоянии маннозу не содержит, поэтому МСБ активирует комплемент через фрагмент 
.
С реактивный белок (СРБ) состоит из пяти субъединиц (пентраксин – форма молекулы), обладает высоким сродством к фосфаринхолину, а фосфаринхолин – это компонент микробных клеток Грам+ бактерий и грибов, а у человека фосфоринхолин закрыт внутри ЦПМ, поэтому С реактивный белок в норме с человеческими клетками не связывается. Когда С реактивный белок связывается с клеткой, активация происходит через С1 компонент, однако С реактивный белок может связываться с фактором Н и регулировать активацию комплемента по альтернативному пути.
Антимикробные пептиды («антибиотики клетки»)
Участвуют в развитии воспалительного ответа, представляют собой древнейшую форму защиты эукариот.
Особенность – чрезвычайно широкое разнообразие, широкий спектр антимикробной активности (против Грам+ бактерий, грибов, вирусов), они чётко различают конструкцию клеточной мембраны микроба и млекопитающего (прокариота и эукариота).
Один из механизмов, объясняющих распознавание: антимикробные пептиды заряжены положительно и связываются с отрицательно заряженными молекулами на бактериальной клетке, но не связываются с мембраной своей эукариотической клетки, т.к. она не заряжена. После связывания начинается перестройка конфигурации мембраны микробов, появляются дыры в мембране микроорганизма, итог – осмотический шок клетки.
АМП быстро продуцируются под действием инфекционных агентов, в результате распознавания Toll-like рецепторами молекул PAMPs (MAMPs).
Часть клеток имеют АМП постоянно, т.е. конституционно, а часть клеток дают индуцибельную продукцию. Пример АМП: в нейтрофилах – дефенсины, кателицидины.
По месту продукции выделяют:
· Мочевой тракт – постоянная продукция.
· Респираторный тракт – вариабельная продукция, при попадании инфекции.
· Женская репродуктивная система – вагинальный тракт, вариабельная продукция, зависящая не только от инфекционного патогенна, но и от фазы менструального цикла.
Цитокины
Представляют собой протеиновые регуляторы большинства физиологических и патологических процессов, являются гормоноподобными молекулами, продуцируются огромным количеством клеток и действуют также на огромное количество клеток, выполняют множество функций – «разговорные» молекулы. Обладают высокой аффиностью к своим рецепторам. Количество рецепторов к цитокинам (экспрессия рецепторов) резко возрастает при активации клетки.
Общие характеристики:
· низкий молекулярный вес;
· регулируют силу и продолжительность иммунного ответа;
· большинство действует локально, а именно:
§ аутокринно – клетка действует сама на себя;
§ паракринно – клетка 1 на клетку 2 и обратно;
§ юкстакринно – на одной клетке цитокин заякорен, а другая клетка воспринимает сигнал при клеточно-клеточном контакте;
§ эндокринно – дистанционно через кровеносную систему.
Классификация по функциям
Цитокины, связывающие врождённый и адаптивный иммунный ответ:
1. Энтерфероны 1 типа (ИФ): ИФ-альфа и ИФ-бета.
2. Граноцетарно-колониестимулирующий фактор (КСФ).
Перечисленные цитокины действуют в иммунном ответе как главные инициатры дифференцировки и активации дендритных клеток (ДК).
3. ИЛ-12, ИЛ-15, ИЛ-18, ИЛ-1
Продуцируются клетками врожлённой иммунной системы и действуют на клетки врождённого и адаптивного иммунитета.
Ингибиторы развития иммунного ответа: ТОРР-бета, ИЛ-10, 13.
Провоспалительные цитокины: ТНФ-альфа, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8.
Вызывают активацию продукции ОФБ, активацию эндотелия, клеток воспаления, фибробластов, Т- и В-лимфоцитов.
Противовоспалительные цитокины: ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13, ИЛ-1Ра (рецепторный антагонист ИЛ-1).
Цитокины, определяющие ход иммунного ответа (полярность ответа):
1. Тип 1: ИЛ-2, ИЛ-12, ИЛ-15, ИНФ-гамма (иммунный интерферон), ИНФ 1 типа(ИНФ-альфа, ИНФ-бета).
Все они вовлекают Т-хелпер 1(
) в Т-клеточноопосредованный иммунный ответ.
2. Тип 2: ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-13.
Вовлечены в развитие ответа по Т-хелпер 2 типу, который отвечает за гуморальный иммунный ответ.
Т-хелпер 0 дифференцируется на Т-хелпер 1 и Т-хелпер 2, это происходит на периферии. В зависимости от микроокружения выбирается тип 1 или 2, а также в зависимости от вида антигенов, запустивших иммунный ответ, и какая клетка выступала в роли АПК. Например, если в качестве АПК выступал В-лимфоцит, дифференцировка пойдёт в сторону Т-хелпера 2, если же в роли АПК была ДК, то дифференцировка пойдёт в сторону Т-хелпера 1.
Цитокиновые поля – это локальная концентрация различных цитокинов, присутствующих в данном месте в данное время. Интенсивность цитокинового поля зависит от степени синтеза, распада и диффузии каждого компонента в каждый момент времени в каждом конкретном месте. Цитокины продуцируются различными клетками и для создания цитокинового поля необходимо, чтобы все клетки исполняли одну и ту же программу; так возникает цитокиновое поле. Когда же оно уже возникло, оно само начинает руководить клетками-продуцентами и подключает новые клетки-продуценты.
Может быть:
· элементарным, т.е. возникает в пространстве вокруг одной или двух-трёх клеток, при этом эти клетки должны продуцировать цитокины одного профиля;
· локальное цитокиновое поле рассматривается как сумма элементарных ЦП, имеет несколько клеток;
· системное цитокиновое поле возникает редко, создаётся при системном воспалении – сепсис, другое название такого поля – цитокиновый шторм.
ЦП характеризуются:
· нулевое ЦП формируется вокруг Т-хелпер 0
· ЦП 1 типа формируется вокруг Т-хелпер 1, главный цитокин ИНФ-гамма;
· ЦП 2 типа – Т-хелпер 2: ИЛ-4, ИЛ-10
· ЦП 3 типа – Т-хелпер 3: ТОРР-бета.
Регуляция ЦП осуществляется двумя путями:
1. Аутокринно.
«Сам на себя».
2. Реципрокно.
По механизму обратной связи. Чем больше выделяется, тем больше сигналов идёт на подавление продукции.
Распространение ЦП сдерживается за счёт того, что одни клетки уходят, другие подвергаются апоптозу. На место мигрирующих клеток приходят другие, которые могут быть оппозиционными клетками, т.е. на место Т-хелпера 1 может придти Т-хелпер 2, и ЦП 1 станет ЦП 2.
Смена профиля ЦП
Внутриклеточный антиген захватывается ДК через Toll-like рецепторы. ДК продуцирует ИЛ-12, вызывающее дифференцировку из Тх 0 в Тх 2.
Растворимый внеклеточный захватывается В-лимфоцитом или ДК2, Тх 0 дифференцируется в Тх 2 в присутствии ИЛ-4. Тх 2 начинает продуцировать ИЛ-4, ИЛ-10 – ЦП 2 типа. Далее ИЛ-10 может тормозить дифференцировку Тх 0 в Тх 1.
Т-гамма-дельта-лимфоциты выполняют роль либо регулятора, либо киллера в слизистых оболочках. По профилю продуцируют ИЛ-4, ИЛ-10, ТФР-бета. В результате эти цитокины создают толерантность к нормальной микрофлоре, обитающей на слизистой оболочке.
Комплемент
Комплемент (С) – это система белковых факторов, которые каскадно активируются. Представляют собой девять основных белков (С1 – С9), всего их более 20; находятся в сыворотке крови в неактивном состоянии.
С1 -> С4 -> С2 -> С3 -> C5 -> C6 -> C7 -> C8 -> C9 – действие комплементов друг на друга (в таком порядке).
При наличии инициаторов система способна активировать по каскадному пути.
Комплемент – это каскадная система протеолитических ферментов, предназначенная для гуморальной защиты организма от действия чужеродных агентов. Участвует в реализации иммунного ответа организма, является важным компонентам как врождённого, так и адаптивного иммунитета.
Центральным компонентом является С3. С1, С4 и С2 – ранние белки, а белки, активируемые после С3 – поздние. Т.е. все белки делятся на ранние, поздние и центральные.
В систему комплемента входят также белки регуляторы. Наиболее сильным будет являться С1-ингибитор.
Существуют рецепторы для комплемента. Белки системы комплемента синтезируются гепатоцитами и макрофагами.
Пути активации комплемента:
1. Классический – был открыт первым, но в свете эволюции возник недавно.
Активация начинается иммунными комплексами (ИК), ИК – это комплекс АГ + АТ, начинаясь с С1. Можно рассматривать его как второй уровень защиты, т.к. для него необходимы антитела (для формирования ИК).
2. Альтернативный – был открыт позже классического.
Запускается бактериальными компонентами их клеток, начинается с С3. Альтернативный путь – это первый уровень защиты.
3. Лектиновый путь.
Запускается бактериальными компонентами, активация начинается с помощью МСБ. Каскадная активация начинается с С4. Представляет собой первый уровень защиты, т.е. до присутствия антител.
В некоторых источниках пути 2 и 3 называют альтернативными.
Классический путь
Инициатором является ИК (АТ + АГ). В качестве антитела выступают IgG1, IgM, IgG3. При связывании с антигеном обнажается участок для связывания с С1 фрагментом. С1 компонент состоит из трёх субъединиц: С1r, С1q, С1s. После связывания С1 с АТ подходит С4 фрагмент, который диссоциирует на две субъединицы – большую С4b и малую С4а. Поздние белки С6, 7, 8 и 9 не подвергаются диссоциации, сборка этих белков идёт на поверхности микробной клетки. Последним «вбивается» С9 – до 20 молекул, формируя колодец или дыру в мембране клетки-мишени. Название всей конструкции – МАК (мембранно атакующий комплекс). После проделывания дыры в ней наступает осмотический шок.
Большие участки молекул будут отвечать за связывание каждого последующего компонента, маленькие фрагменты остаются в растворе, они обладают провоспалительным действием, работая как хемоаттрактанты и анофилотоксины; особенно выраженной активностью будут обладать С5а и С3а, как анафилотоксины они будут вызывать дегрануляцию тучной клетки.
Альтернативный путь
Начинается с С3, факторами активации будут являться С3b и фактор В. С3 в своём составе имеют тиоэфирную связь, которая активируется при взаимодействии с водой, в результате чего происходит гидролиз этой связи, молекула разворачивается и подвергается гидролизу. Затем к этому новому С3 фрагменту присоединяется фактор В, в этот момент действует фактор D, под действием чего фактор В начинается расщепляться на две субъединицы Вb и Вa. Bb присоединяется к С3. В результате С3 с Bb становится С3-конвертазой и действует на С3. С3 начинается диссоциировать на С3а и С3b. С3b присоединяется к С3Bb, становится сильным энзимом и вновь начинает действовать на С3, вновь С3 диссоциирует на а и b фрагменты, и всё повторяется снова, но процесс нестабилен, если не присоединится фактор Р. В таком виде это будет являться С5 конвертазой, С5 будет диссоциировать на малые и большие фрагменты, после этого будут присоединяться поздние белки -> образование мембранатакующего комплекса (МАК).
С3b является мощным опсонином (опсонины способны прикрепляться к микробной клетке, после этого клетка может быть легко фагоцитирована, либо может быть запущена активизация системы комплемента).
Таким образом, для С3 фрагмента есть два энзима – С3-конвертазы:
1. Из классического пути – С4b2а конвертаза.
2. Из альтернативного пути – С3bBbP конвертаза.
Для С5 имеется два энзима – С5-конвертазы:
1. Из классического пути – С4b2а3b.
2. Из альтернативного пути – С3bBbC3b.
Лектиновый путь
Начинается взаимодействием МСБ с маннозой на поверхности клетки.
Биологическое действие комплемента:
1. Цитолиз микроорганизмов.
Проходит при участии альтернативного пути, либо возможен особый ликтиновый путь (остофазовый белок – маннозосвязывающий белок).
2. Опсонизация чужеродных клеток.
Опсонизация – обволакивание чужеродных клеток фрагментами белка-комплемента для того, чтобы запустить облегчённый фагоцитоз. На фагоците есть рецепторы к комплементу, которым опсонизирован микроорганизм.
3. Активация воспаления.
Участвуют фрагменты С3а, С5а – основные.
4. Растворение иммунных комплексов, небольших по размеру, но способных вызвать повреждение клетки.
Иммунный комплекс = антиген + антитело.
5. Комплементзависимые реакции.
· Доимунные (антител нет).
§ Комплементзависимый фагоцитоз.
При активации комплемента по альтернативному пути образуется С3b, которые являются обсонинами, а на фагоците есть рецептор к С3b.
§ Комплеменезависимый цитолиз.
Активируется по альтернативному пути, сборка белков комплемента с образованием МАК (мембранатакующий комплекс) на поверхности клетки-мишени.
· После продукции антител.
§ Комплементзависимый фагоцитоз.
Проходит с участием антител. Активация комплемента по классическому пути.
§ Комплементзависимый цитолиз.
Проходит с участием антител. Активация по классическому пути. Сборка всего пути комплемента, заканчивающаяся образованием МАК, который и совершает цитолиз клетки-мишени.
Другое название – антителзависимый цитолиз.