Фактор некроза опухоли (ФНО, TNF — tumor necrosis factor)

ЛЕКЦИЯ 12

ТЕМА: ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ ИММУННОГО ОТВЕТА.

ИММУНОДИАГНОСТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ И МЕТОДЫ.

Врожденный иммунитет

Врожденный иммунитет обусловлен неспецифическими факторами защиты (резистентности) организма, которые участвуют в неспецифической, доиммунной защите организма. Он отличается малой специфичностью и быстротой действия. В дальнейшем к врожденному иммунитету присоединяется приобретенный иммунитет: действуя синхронно, они усиливают друг друга.

При внедрении микробов происходит их разрушение в результате действия антимикробных пептидов, лизоцима, бета-лизина и активирования комплемента по альтернативному и лектиновому путям активации. Активированные компоненты комплемента привлекают фагоциты в участок внедрения микробов. Через 4 -6 ч после внедрения микробов начинает действовать ранний индуцибельный ответ (в течение 96 ч) вследствие выделения активированными макрофагами, нейтрофилами и дендритными клетками цитокинов. В свою очередь цитокины активируют другие клетки иммунной системы, которые также продуцируют цитокины.

Врожденный иммунитет, кроме барьерной функции поверхностных покровов, обеспечивают:

комплемент, фагоцитоз и макрофаги, опсонины, антимикробные пептиды, белки теплового шока, естественные киллеры (NK- клетки), цитокины и нормальная микрофлора человека.

Комплемент(лат. complementum — дополнение) — система более 20 сывороточных белков, которые находятся в крови в неактивном состоянии и, при наличии в организме чужеродного антигена, могут каскадно последовательно активироваться. Известны классический, альтернативный и

лектинозависимый пути активации комплемента.

Большинство белков комплемента — неактивные проферменты, которые активируются после протеолиза. Компоненты комплемента обозначают буквой «С» (Complement) и цифрой, а продукты расщепления компонентов комплемента — малой латинской буквой (СЗа, СЗЬ, С4Ь и др.).

Они реагируют в следующем порядке: Cl, С4, С2, СЗ, С5, С6, С7, С8 , С9, образуя активированные компоненты.

Классический путь активации комплемента начинается с присоединения С1 к комплексу антиген—антитело. Комплементсвязывающей активностью обладают антитела классов G и М. Причем С1 присоединяется к двум рядом расположенным молекулам IgG или к одной молекуле Ig M. К комплементсвязывающим участкам Fc-фрагментов иммуноглобулинов последовательно присоединяются Cl, образуя активированный комплекс. Это ведет к протеолизу сывороточного белка С4 с образованием СЗ-конвертазы классического пути. С4 катализирует протеолиз белка С3. С5-конвертаза синтезируется как конечный продукт

классического пути активации комплемента. Дальнейшая активация

комплемента приводит к образованию мембраноатакующего комплекса.

Альтернативный путь активации комплемента развивается в результате активации системы комплемента компонентами микробов или агрегатами белков. Вначале активируются СЗ и факторы В, D, Р, Н с образованием СЗ/С5-конвертаз (протеаз) альтернативного пути.

Лектиновый путь активации комплемента инициируется маннозосвязывающим белком (МСБ) — лектином крови, структурным аналогом Clq, или фиколинами. Маннозосвязывающий белок связывается с маннозой поверхности микробной клетки с последующим расщеплением С4-, С2-компонентов комплемента и образованием СЗ-конвертазы классического пути. Фиколины соответственно связываются с N-ацетил-глюкозамином.

Мембраноатакующий комплекс. Образовавшиеся С5-кон-

вертазы классического пути и альтернативного пути активации комплемента расщепляют С5-компонент на фрагменты. Фрагмент С5 связывает С6, С7-компоненты комплемента. Образуется гидрофобный комплекс , который встраивается (с помощью С7) в мембрану клетки. Далее С8 - и С9-компоненты комплемента связываются с комплексом С5,6,7, образуя комплекс (С5-С9-комплекс). С9 формирует полимерные комплексы, содержащие до 14 мономерных С9-молекул. Таким образом, формируется мембраноатакующий комплекс (МАК), состоящий из компонентов комплемента, которые внедряются в мембрану клетки и образуют канал (пору) диаметром 10 нм. Многочисленные МАК-комплексы приводят к разрушению клеток.

Фагоцитоз— поглощение фагоцитом корпускул, микробов или макромолекулярных комплексов. Клетки-фагоциты: гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы) и моноциты/макрофаги. Фагоцитоз усиливают опсонины, обволакивающие объект фагоцитоза.

Фагоциты выходят за пределы кровотока в сторону хемотаксических факторов — хемоаттрактантов, например, С5а и компонентов микробов. Моноциты составляют 5-10 %, а нейтрофилы 60-70 % лейкоцитов крови. Моноциты находятся в кровотоке около 12 ч. Поступая в ткань, моноциты формируют популяцию тканевых макрофагов: макрофаги соединительной

ткани (гистиоциты), звездчатые клетки печени (купферовские клетки); остеокласты костной ткани, альвеолярные, плевральные и перитонеальные макрофаги, а также микроглия ЦНС, синовиальные клетки (тип А) и др.

Основные функции макрофага: фагоцитоз, презентация антигена Т-лимфоцитам, секреция цитокинов и повреждение клеток-мишеней (спонтанная и антителозависимая цитотоксичность). Макрофаги выполняют защитную функцию (врожденный иммунитет) еще до взаимодействия с другими иммунокомпетентными клетками.

Активация макрофага происходит при контакте структур микробов с рецепторами передачи сигналов, а также после разрушения фагоцитируемого микроба и презентации (представлении) антигена Т-лимфоцитам при межклеточном контакте. В заключительную стадию иммунного ответа Т-лимфоциты выделяют цитокины (интерферон), активирующие макрофаги (приобретенный иммунитет). Активированные макрофаги вместе с антителами и активированным комплементом (СЗ) осуществляют более эффективный фагоцитоз (иммунный фагоцитоз), разрушая фагоцитированные микробы.

В иммунном ответе клетки взаимодействуют при межклеточном контакте мембранами с помощью молекул межклеточной адгезии и с помощью цитокинов.

Молекулы межклеточной адгезии: селектины, интегрины, муциноподобные адрессины сосудов,кадрегины, хоминговые рецепторы и молекулы суперсемейства иммуноглобулинов. Это молекулы (рецепторы) поверхности лимфоцитов, нейтрофилов, моноцитов, эозинофилов, активированного эндотелиясосудов.

Эти молекулы усиливают адгезию в результате следующих событий: увеличение контактов лейкоцитов с эндотелием, их торможение, прикрепление и распластывание клеток.

Цитокины (интерфероны, интерлейкины и др.)

Цитокины (от греч. cyto — клетка, kinos — движение) — иммуномодулирующие белки, образуемые активированными клетками иммунной системы, реже — другими клетками (эпителием, фибробластами и др.), обеспечивающие рост и пролиферацию многих клеток, а также межклеточные взаимодействия и иммунорегуляцию.

К цитокинам относятся интерфероны, интерлейкины, факторы некроза опухоли, колониестимулирующие факторы, факторы роста, нейропоэтины и хемокины.

Цитокины секретируются клеткой-продуцентом в окружающую среду или экспрессируются на поверхности цитолеммы клетки. Они действуют на близком расстоянии (при межклеточном контакте через специальные рецепторы на цитолемме клетки). В ответ на воздействие цитокина клетка образует другие цитокины (цитокиновый каскад). Цитокины отличаются многообразием вызываемых эффектов, они регулируют метаболизм и функции клеток; некоторые цитокины опосредуют апоптоз.

Интерфероны (ИФН, IFN) — гликопротеины, вырабатываемые многими клетками в ответ на вирусную инфекцию и другие стимулы. Они блокируют репродукцию вируса и участвуют во взаимодействии между клетками иммунной системы.

Различают две группы интерферонов:

• интерфероны I типa (ИФН-a, ИФН-р, ИФН-со, ИФН-дельта* и ИФН-тау*);

• интерферон II типа (ИФН-у).

Интерфероны I типа — доиммунные интерфероны, оказывают противовирусное, противоопухолевое и иммуномодулирующее действие.

Интерферон I I типа — ИФН-7 (иммунный ИФН) продуцируется Т-лимфоцитами (Тн1 и ЦТЛ) и NK. Стимулирует Т- и В-лимфоциты, моноциты/макрофаги, нейтрофилы и NK, регулирует апоптоз целого ряда нормальных, а также некоторых инфицированных и трансформированных клеток.

Интерлейкины (ИЛ, IL) — цитокины, ответственные за межклеточные взаимодействия между лейкоцитами. Описано более 30 интерлейкинов.

ИЛ-1 образуется моноцитами, макрофагами, дендритными клетками, астроцитами, фибробластами, NK-клетками, кератиноцитами и эндотелиальными клетками. Он влияет на созревание В-лимфоцитов, стимулирует образование молекул МНС и образование гепатоцитами белков острой фазы. Усиливает функции нейтрофилов и NK. Оказывает провоспалительное и пирогенное действие (эндогенный пироген).

ИЛ-2 вырабатывается активированными Т-лимфоцитами, главным образом Тн1. Активирует дифференцировку ТН1 и ЦТЛ, стимулирует NK и синтез иммуноглобулинов. ИЛ-3 продуцируется Т-лимфоцитами и стволовыми клетками. Является ростовым фактором стволовых и ранних предшественников гемопоэтических клеток.

Фактор некроза опухоли (ФНО, TNF — tumor necrosis factor).

Различают: собственно фактор некроза опухолей, или ФНО-а; лимфотоксины, или ФНО-р.

ФНО-а продуцируется активированными моноцитами и макрофагами, дендритными клетками, Т- и В-лимфоцитами, нейтрофилами, NK, кератиноцитами, астроцитами, эндотелиальными и гладкомышечными клетками. Индуцирует синтез ИЛ-1 и ИЛ-6 макрофагами.

Колониестимулирующие факторы (КСФ) — полипептидные факторы роста, регулирующие деление, дифференцировку костно-мозговых стволовых клеток и предшественников клеток крови.

Хемокины— низкомолекулярные цитокины (их около 50), вызывающие хемотаксис лимфоцитов и лейкоцитов в очаг воспаления (направленное движение по градиенту концентрации). Хемокины регулируют подвижность клеток.

ИММУННЫЙ ОТВЕТ: ГУМОРАЛЬНЫЙ И КЛЕТОЧНЫЙ.

Иммунный ответ происходит в результате взаимодействия дендритных клеток, макрофагов, цитокинов, Т- и В-лимфоцитов. Он включает 4 фазы:

– распознавание антигена;

– активация;

–пролиферация клеток;

– дифференцировка клеток.