генерация кислорода

Научная Сеть >> Г.И.Абелев. Воспаление Поиск Сделайте закладку ... Наука >> Биология >> Иммунология | Обзорные статьи Написать комментарий Добавить новое сообщение См. также Г.И. Абелев. Основы иммунитета Г.И. Абелев. Основы иммунитета: (1) Г.И. Абелев. Моноклональные антитела Воспаление Г. И. АБЕЛЕВ Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова ВВЕДЕНИЕ Воспаление - реакция организма на чужеродные микроорганизмы и корпускулярные продукты тканевого распада. Воспаление - основной механизм естественного (врожденного) иммунитета, равно как начальный и заключительный этапы иммунитета приобретенного. Оно выполняет повседневную работу по очистке внутренней среды организма от микроорганизмов. При местной инфекции или остром повреждении тканей воспалительная реакция приобретает характерные внешние признаки: покраснение, сопровождающееся местным повышением температуры, набухание (отек) генерация кислорода боль. Как генерация кислорода всякая защитная реакция, воспаление должно сочетать способность распознавать чужеродную для организма частицу с действенным способом ее обезвреживания генерация кислорода удаления из организма. ФЕНОМЕНОЛОГИЯ Рассмотрим классический пример - воспаление, вызванное занозой, прошедшей под кожу генерация кислорода загрязненной бактериями. В течение первых часов поврежденное место краснеет, в нем повышается температура, оно распухает генерация кислорода становится чувствительным к прикосновению: налицо покраснение, нагревание, отек генерация кислорода боль. Затем в первые дни после возникновения этих признаков образуется нарыв, область вокруг занозы нагнаивается, после чего нарыв прорывается генерация кислорода заноза вместе с накопившимся гноем выбрасывается из организма. Что лежит под этими внешними признаками? Тканевой уровень Заноза проникает в ткань, разрушая ее генерация кислорода разрывая мелкие сосуды. Происходят кровоизлияние и свертывание крови в поврежденном районе. Капилляры кровеносной системы в этой зоне расширяются, увеличивая приток крови в район формирующегося воспаления. Внешне это выглядит как покраснение генерация кислорода местное повышение температуры. Далее сквозь стенки капилляров в данное место просачивается плазма крови, возникает отек, внешне выглядящий как припухлость. В норме стенки кровеносных сосудов, включая капиллярную сеть, непроницаемы для компонентов крови - плазмы генерация кислорода форменных элементов - эритроцитов генерация кислорода лейкоцитов. Повышенная проницаемость для плазмы крови - следствие специфического изменения стенки сосудов, образования "щелей" между плотно прилегающими друг к другу клетками эндотелия (1). В этом же районе наблюдается торможение движения эритроцитов и лейкоцитов (клеток белой крови), которые начинают как бы липнуть к стенкам капилляров, перекатываясь по ним генерация кислорода образуя "пробки" в непрерывном потоке клеток, проходящих по сосудам. Два типа лейкоцитов - моноциты генерация кислорода нейтрофилы - начинают активно "протискиваться" из крови в окружающую ткань между клетками эндотелия в районе формирующегося воспаления. Этот процесс, называемый диапедезом, приводит к выходу в район воспаления моноцитов генерация кислорода нейтрофилов, клеток, предназначенных для фагоцитоза - поглощения генерация кислорода разрушения посторонних частиц, таких, как бактерии генерация кислорода обломки ткани. Моноциты генерация кислорода нейтрофилы активно передвигаются к источнику воспаления, в нашем случае к загрязненной занозе. Это целенаправленное активное движение к очагу воспаления носит название хемотаксиса. Придя в очаг воспаления, моноциты превращаются в макрофаги - клетки с тканевой локализацией, активно фагоцитирующие, с "липкой" поверхностью, подвижные, как бы ощупывающие все, что находится в ближайшем окружении. Нейтрофилы также приходят в очаг воспаления, генерация кислорода их фагоцитирующая активность возрастает. Фагоцитирующие клетки накапливаются в очаге воспаления, они активно поглощают и разрушают (внутриклеточно) бактерии генерация кислорода обломки клеток генерация кислорода выделяют ферменты, разрушающие межклеточное вещество соединительной ткани. Процессы, ведущие к фагоцитозу генерация кислорода заканчивающиеся им, генерация кислорода составляют суть нагноения. Кожный покров, окружающий очаг воспаления (нарыв), истончается генерация кислорода прорывается: заноза, обломки клеток генерация кислорода накопившиеся фагоциты выбрасываются из организма. Пораженный участок ткани постепенно восстанавливается. Таким образом, в воспалении участвуют два компонента: сосудистый, определяющий динамику выхода плазмы генерация кислорода клеток в очаг воспаления генерация кислорода собственно клеточный - накопление и функционирование фагоцитирующих клеток. Каков же механизм описанных процессов? Активация трех главных систем, участвующих в воспалении, определяет состав генерация кислорода динамику "действующих лиц". Они включают систему образования кининов, систему комплемента генерация кислорода систему активированных фагоцитирующих клеток. Образование кининов Заноза - кусочек древесины, состоящий из высокополимерных молекул целлюлозы и представляющий собой отрицательно заряженную чужеродную для организма поверхность. На ней адсорбируется так называемый фактор Хагемана (ФХ) - один из начальных компонентов системы свертывания крови. Этот белок, предшественник специфической протеазы (2), присутствует в крови генерация кислорода имеет сродство к отрицательно заряженным поверхностям. В жидкой фазе крови он спонтанно диссоциирует на два фрагмента - ФХа генерация кислорода ФХб - с сильным преобладанием недиссоциированной формы. ФХa адсорбируется на поверхности занозы, где стабилизируется. Он обладает протеолитической активностью, субстратом которой являются сам ФХ генерация кислорода другой белок - прекаллекреин, также являющийся предшественником протеазы (рис. 1). Прекаллекреин, отщепляя под действием ФХа фрагмент, превращается в протеазу каллекреин. Рис. 1. Генерация брадикинина: ФХ - фактор Хагемана; ФХа - ферментативно активный фрагмент ФХ; поверхность (-) - отрицательно заряженная поверхность; ВМБ - высокомолекулярный белок, кининоген; стрелки - ферментативная реакция. Каллекреин резко усиливает образование ФХа из ФХ генерация кислорода одновременно действует на новый субстрат, так называемый высокомолекулярный белок (ВМБ). Этот белок под действием каллекреина отщепляет короткий пептид - брадикинин, который состоит из 9 остатков аминокислот генерация кислорода является одним из главных медиаторов воспаления. Брадикинин действует на эндотелий сосудов, вызывая "размыкание" краев клеток сосудистого эндотелия генерация кислорода открывая тем самым путь плазме крови в очаг воспаления. Таким образом, данная система, во-первых, обнаруживает чужеродное тело генерация кислорода делает это по его отрицательно заряженной поверхности. Поверхности же собственных клеток устроены так, что они не адсорбируют ФХа, не стабилизируют его генерация кислорода не индуцируют тем самым дальнейшую цепь событий. Это самый простой генерация кислорода примитивный способ отличать "свое" от "не своего", используемый организмом в естественном иммунитете. Вторая особенность системы образования кининов - ряд каскадных усилений начальной реакции. Каскадное усиление определяется ферментативными звеньями реакции, резко усиливающими эффект первичных взаимодействий. В рассмотренной цепи реакций таких каскадных усилений три. Первое - при адсорбции ФХa на поверхности генерация кислорода образовании положительной обратной связи ФХa ФХ ФХa + ФХб; второе - при образовании каллекреина, энзиматически действующего на ФХ с образованием ФХа, который, в свою очередь, ведет к образованию каллекреина, генерация кислорода третье - при ферментативном действии каллекреина на предшественник брадикинина. Таким образом, "точечная" начальная реакция на чужеродной поверхности порождает макроскопические, видимые простым глазом физиологические изменения в формирующемся очаге воспаления. Активированный ФХ индуцирует генерация кислорода систему свертывания крови, что способствует изоляции очага воспаления (см. рис. 1). Комплемент Вторая, более тонкая система врожденного иммунитета - система комплемента (С). Она включает одиннадцать белков крови, в большей части представленных неактивными предшественниками протеаз. Активация системы комплемента в естественном, то есть врожденном, иммунитете начинается с его третьего компонента (СЗ). C3 спонтанно диссоциирует на СЗа генерация кислорода C3b, образуя следовые количества этих фрагментов. C3b ковалентно связывается с поверхностью бактериальной клетки, стабилизируется там генерация кислорода проявляет протеолитическую активность по отношению к белку В, превращая его в фрагмент Bb (рис. 2). К фиксированному на клеточной поверхности C3b специфически присоединяется Bb, образуя ферментативно активный комплекс C3bBb, направленный к исходному С3 генерация кислорода следующему компоненту комплемента С5, который он расщепляет на С5а генерация кислорода C5b. Таким образом, на мембране бактериальной клетки формируется стабильный генерация кислорода ферментативно активный комплекс, обладающий двойной энзиматической активностью - генерацией новых молекул C3b / С3а генерация кислорода C5b / С5а. Компоненты C3b генерация кислорода C5b фиксируются на мембране, они сами по себе обладают биологической активностью. Что касается С3а генерация кислорода С5а, эти полипептиды, состоящие соответственно из 77 генерация кислорода 74 аминокислотных остатков, остаются в среде, являясь сильнейшими медиаторами воспаления (см. рис. 2). Компонент C5b образует на мембране новые центры ферментативной активности, направленные на активацию особого комплекса, атакующего мембрану. Последний состоит из нескольких компонентов, последовательно активирующих друг друга генерация кислорода фиксирующихся на клеточной мембране, присоединяясь друг к другу (C6-C8). Конечный компонент системы комплемента (C9) включается в комплекс, атакующий мембрану, генерация кислорода становится начальным звеном полимеризации. Присоединяя к себе несколько таких же, как генерация кислорода он сам, молекул, он погружается в мембрану, полимеризуется в кольцо генерация кислорода образует поры, "продырявливающие" оболочку клетки, что ведет к ее гибели. Таким образом, система комплемента распознает чужеродную клетку генерация кислорода запускает цепную реакцию активации биологически активных белков, что ведет к приобретению комплексом токсической активности генерация кислорода гибели клетки. Кроме того, компонент C3b (и в меньшей степени C5b), фиксированный на поверхности бактериальных тел, резко усиливает их фагоцитоз. Это обусловлено присутствием на мембране фагоцитирующих клеток рецепторов к C3b генерация кислорода C5b, которые существенно повышают сродство фагоцитов к бактериям, покрытым C3b генерация кислорода C5b. Это чрезвычайно важный феномен, один из главных в антибактериальном иммунитете. Иная судьба у растворимых факторов С3а генерация кислорода главным образом С5а. Эти биологически активные пептиды обладают рядом свойств, важных для развития воспаления: прямым действием на проницаемость сосудов и, самое главное, способностью активировать так называемые тучные клетки (см. рис. 2). Тучные клетки активно синтезируют и хранят большие запасы мощного медиатора воспаления, биологически активного амина - гистамина. Тучные клетки рассеяны повсеместно в соединительной ткани и особенно вдоль кровеносных сосудов. Они несут на своей поверхности рецепторы к С3а генерация кислорода С5а, и, когда к ним присоединяются эти пептиды, тучные клетки секретируют гистамин в окружающую среду. Роль гистамина в воспалении многогранна. Во-первых, он быстро генерация кислорода резко влияет на сосудистую капиллярную сеть. Эндотелий капилляров под его воздействием выделяет сосудорасширяющие вещества, генерация кислорода проток крови через очаг воспаления существенно возрастает (покраснение генерация кислорода нагрев). Между клетками эндотелия образуются "щели", генерация кислорода плазма выходит из капилляров в зону воспаления, свертываясь генерация кислорода изолируя тем самым распространение инфекции из очага. По градиенту концентрации гистамина фагоциты "поднимаются" к источнику воспаления. Таким образом, гистамин действует подобно брадикинину, но более активно генерация кислорода быстро, благодаря чему генерация кислорода является медиатором острой фазы воспаления. Возвращаясь к комплементу, следует еще раз подчеркнуть многонаправленность его действия (токсичность для микроорганизмов, усиление фагоцитоза, генерация медиаторов воспаления) генерация кислорода каскадное усиление всех направлений его активности. И опять в случае комплемента возникает вопрос, как его начальный компонент C3b отличает "чужую" поверхность от "своей". Рис. 2. Путь активации комплемента в воспалении: С3 - С9 - компоненты системы комплемента; C3b, C5b - фрагменты С3 генерация кислорода С5, связанные с мембраной; С3а генерация кислорода С5а - пептиды, отщепившиеся соответственно от С3 генерация кислорода С5; С6 - С8 - компоненты комплекса, атакующего мембраны; С9 - белок, полимеризующийся в мембране; Bb - фрагмент белка В, связанный с мембраной; стрелки - каскадно-усиливающиеся компоненты реакции; МФ - макрофаг; C3R - рецептор к C3b компоненту комплемента; К - капилляр; Э - эндотелиальная выстилка капилляра; Н генерация кислорода М - диапедез нейтрофила генерация кислорода моноцита (размеры бактериальной клетки на схеме увеличены в несколько тысяч раз). И другой вопрос: как ограничивается каскадно разрастающийся процесс генерация кислорода почему он не захватывает весь организм? C3b может фиксироваться на биологических мембранах "своих" или бактериальных клеток, но мембраны собственных клеток обладают защитными системами - белками, которые препятствуют образованию комплекса C3bBb генерация кислорода делают C3b чувствительным к протеазе сыворотки крови, разрушающей его. Эта же протеаза разрушает C3b, находящийся в несвязанной форме, генерация кислорода тем самым препятствует распространению "каскада" по организму. Такова система комплемента. Очевидно, что она стоит в центре формирования воспаления генерация кислорода прямо ведет к его важнейшему компоненту - фагоцитозу. Фагоцитоз Фагоцитоз был открыт генерация кислорода понят как важнейший элемент воспаления генерация кислорода естественного иммунитета И.И. Мечниковым в 1882 году. Громадная роль фагоцитоза не только во врожденном, но генерация кислорода в приобретенном иммунитете становится все более очевидной благодаря работам последнего десятилетия. Как уже говорилось, фагоцитоз начинается с диапедеза фагоцитов генерация кислорода накопления их в очаге воспаления. Главную роль в этом процессе играют моноциты генерация кислорода нейтрофилы. Моноциты, придя в очаг воспаления, превращаются в макрофаги, тканевые фагоцитирующие клетки. Фагоциты, взаимодействуя с бактериями, активируются, их мембрана становится "липкой", в цитоплазме накапливаются гранулы, наполненные мощными протеазами. Возрастают поглощение кислорода генерация кислорода генерация активных форм кислорода (кислородный взрыв), включая перекись водорода генерация кислорода гипохлорит, а также окись азота (рис. 3). В дополнение к перечисленным признакам активации макрофаги начинают выделять в среду мощные медиаторы воспаления, среди которых особой активностью отличаются так называемый фактор некроза опухолей (ФНО), gamma-интерферон (Int-g) генерация кислорода интерлейкин-8 (IL-8). Все они являются биологически активными пептидами, дополняющими действие брадикинина генерация кислорода производных системы комплемента - С3а генерация кислорода С5а. Какова же их роль в воспалении? Начнем с ФНО. Это небольшой белок, синтезируемый и секретируемый макрофагами, обладает множественной активностью. Он активирует сами же макрофаги генерация кислорода нейтрофилы, генерация кислорода также индуцирует синтез генерация кислорода экспрессию на мембране клеток сосудистого эндотелия особых белков, специфически взаимодействующих с углеводами клеточной поверхности моноцитов генерация кислорода нейтрофилов. Поверхность эндотелия благодаря этому становится "липкой" для этих клеток. Рис. 3. Активированный макрофаг - медиаторы воспаления: МФ - макрофаг; ФНО - фактор некроза опухолей; IL-8 - интерлейкин-8; А - аутостимуляция МФ Int-g генерация кислорода ФНО; NO - окись азота; ClO- - гипохлорит; 1О2 - синглетный кислород. Кислородный взрыв - продукция активных форм кислорода. Внутри макрофага находятся гранулы, содержащие бактерии генерация кислорода их фрагменты. IL-8 играет в воспалении особую роль - он вызывает появление в клетках эндотелия рецепторов, реагирующих с моноцитами генерация кислорода нейтрофилами с высоким сродством, так что эти клетки останавливаются в капиллярах, расположенных в районе воспаления. IL-8 наиболее эффективен в создании градиента для хемотаксиса фагоцитирующих клеток. Именно IL-8 наряду с другими факторами воспаления стимулирует моноциты и нейтрофилы к диапедезу генерация кислорода миграции по его градиенту в очаг воспаления. Фагоциты имеют рецепторы к IL-8, которые "чувствуют" разницу в его концентрации со стороны, обращенной к его источнику, генерация кислорода с противоположной стороны генерация кислорода направляют свое движение по оси максимального отличия. Int-g также "многоцелевой" медиатор воспаления. Одна из главных его функций - аутоактивация макрофагов генерация кислорода активация нейтрофилов. Как уже упоминалось, в этих клетках резко усиливается синтез протеаз, которые накапливаются в специальных цитоплазматических органеллах - лизосомах. В них происходит "кислородный взрыв" - продукция активных форм кислорода генерация кислорода окиси азота, высокотоксичных для микроорганизмов. Поверхность фагоцитов становится "липкой", так как количество различных рецепторов на ней, включая рецепторы к C3b, резко увеличивается, как увеличивается генерация кислорода "ощупывающая" подвижность цитоплазмы этих клеток. Когда такая клетка встречается с бактерией, то она "прилипает" к поверхности фагоцита, обволакивается его псевдоподиями и оказывается внутри клетки, где генерация кислорода разрушается протеазами. Так заканчивается цикл "воспаление - фагоцитоз". Мы видим, насколько мощный и многогранный защитный механизм действует в этом случае. Однако его слабость в его однообразии, как бы в монотонности механизма, срабатывающего одинаково при встрече с различными врагами. Естественно, что многообразные, живые генерация кислорода многочисленные популяции микроорганизмов вырабатывают обходные пути для проникновения в организм. Одни микробы начинают синтезировать белки, функционально сходные с теми, которые не дают C3b фиксироваться на собственных клетках организма, другие "одеваются" в капсулу, резистентную к токсическому действию комплемента. Иные микробы синтезируют специфические протеазы, "срезающие" хеморецепторы моноцитов генерация кислорода нейтрофилов, генерация кислорода клетки теряют направление движения в очаг воспаления. Наконец, имеются генерация кислорода такие микроорганизмы (например, микобактерии, вызывающие туберкулез или проказу), которые после захвата их макрофагом поселяются в нем, генерация кислорода макрофаг становится безопасным "домом" для их развития генерация кислорода существования. В таких ситуациях естественный иммунитет бессилен, генерация кислорода в дело вступают уже более изощренные генерация кислорода гибкие механизмы иммунитета приобретенного. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Абелев Г.И. Основы иммунитета // Соросовский Образовательный журнал. 1996. N 5. С. 4 - 10. 2. Пол У. Иммунология: В. 3т. М.: Мир, 1987. Т. 1. Гл. 24 генерация кислорода 27. 3. Ройт А. Основы иммунологии. М.: Мир, 1991. 4. Ульянкина Т.И. Зарождение иммунологии. М.: Наука, 1995. 5. Хэм А., Кормак Д. Гистология: В 5 т. М.: Мир, 1983. Гл. II. * * * Гарри Израилевич Абелев, доктор биологических наук, профессор, академик РАН и РАЕН, руководитель лаборатории иммунохимии НИИ канцерогенеза ОНЦ РАМН им. Н.Н. Блохина. Автор более 220 научных работ, одной монографии. (1) Эндотелий - клеточный пласт, образующий стенку кровеносного капилляра. Клетки эндотелия плотно смыкаются друг с другом, создавая непроницаемую для жидкости и непроходимую для клеток крови границу. [назад...] (2) Протеазы - ферменты, расщепляющие белки. Протеолиз - ферментативное расщепление белка. [назад...] Соросовский Образовательный Журнал Написать комментарий Copyright © 2000-2008, РОО "Мир Науки генерация кислорода Культуры". ISSN 1684-9876 Страницы спонсоров: Обрудование промышленно-торговая компания Альфа-Сервис в Москве. | KINO.RU - кино, фильмы, киноафиша, кинотеатры в г. Москва | Роскошный банкетный зал для свадьбы в ресторане Москвы! | Купить игры psp, nintendo wii, gamedoy в интернет-магазине ОФФО! | оборудование для бассейнов, строительство бассейнов разделы рефрижератор мачта флагшток архыз touch screen измеритель температры флагшток внутренний использование эфирный антенна kaasi альпинизм дэнас рассылка пионовая беседка промышленный аккумулятор sky link холодильник neff выделение кислорода обогащение кислородом нужен фотограф три цвета: синий органический растворитель застежка zip-lock мрт коленный сустав электроинструмент метабо управление кострома поставщик вина втулка переходный озеленение колокейшн шумок дмитрий владимирович kyiv apartaments service толщиномер купить усилитель антигололедные реагент продажа кофе антигололедные реагент болен алкоголизмом газонокосилка dolmar длинный нард гайковерт прайс зеркало отбеливание белье время иваново витрина подогреваемый информационный валаам скрипт рассылка объвлений гелусил лак планирование день покрышка бриджстоун sikkens краска создание лого 5440.14 (крышка) госпиталь мэш утюг доставка суша купить раструб электрокамин dimplex model silver (sp4) роль ставень шелковый ковры пазл генерация кислорода