содержание .. 8 9 10 11 ..

Руководство по иммунофармакологии - часть 10

Факторы хемотаксиса нейтрофилов и эозинофилов

129

тивированную зимозаном, С5а, дез-арг С5а и

в полость волдыря, как и при предъявлении

ФМЛФ [Wardlaw, Kay, 1987]. Из них только

антигена [Henocq, Vargaftig, 1986].

С5а и дез-арг С5а обладают определенной

Мы исследовали влияние ингаляции ФАТ на

хемотаксической активностью. Оптимальной

клеточный состав бронхоальвеолярного ла-важа

концентрацией С5а является 10-8 М, а дез-арг

у атопических и неатопических некурящих лиц и

С5а-10-7М. Активность пептидов комплемента

обнаружили увеличение процента нейтрофилов

составляет примерно

50% активности,

в бронхоальвеолярном лаваже в сравнении со

выявляемой при использовании оптимальной

смешанной группой, где проводилась ингаляция

концентрации ФАТ. Специфическим антаго-

лизо-ФАТ. У этих испытуемых не выявлено

нистом ФАТ является соединение BN 52021,

эозинофилии в периферической крови, хотя у

получаемое из личинок Ginkgo biloba. Это

одного из них была умеренная эпизодическая

вещество подавляет индуцированный ФАТ хе-

астма, а у другого - сезонный аллергический

мотаксис человеческих эозинофилов и нейтро-

ринит.

vitro

ФАТ не обладает

филов. Подавление хемотаксиса эозинофилов

преимущественной активностью по отношению

при оптимальной концентрации ФАТ бывает

к эозинофилам, поэтому его участие в

значительно более сильным по сравнению с

привлечении эозинофилов в дыхательные пути

подавлением локомоции нейтрофилов. 1С5о для

при астме следует объяснить существованием

эозинофилов составляет 7,0 [±2,2] х х 10-6 М, а

другого фактора, делающего эозинофилы более

для нейтрофилов-2,3

[

0,2] х х

10-5 М.

чувствительными по сравнению с нейтрофилами

Преинкубация клеток в течение

6 ч с

(т.

е.

синергизм

со

специфическим

хромогликатом натрия, недохромилом натрия,

активирующим

фактором

эозинофилов).

сальбутамолом и дексаметазоном не вызывает

Маловероятно, что ФАТ или ЛТВ4 способствует

эффекта в широком диапазоне концентраций

активности ЭХФ-А, так как тучные клетки не

(10-3

10-9М). Это свидетельствует о том, что

являются главным источником этих медиаторов.

эффект преднизолона, подавляющий миграцию

Более того, мы не обнаружили ФАТ и

эозинофилов в дыхательных путях после

хемотаксические концентрации ЛТВ4 в

предъявления антигена, не связан с его прямым

супернатантах

препаратов

размельченных

действием на эозинофилы. Ин-гибирование BN

легких несмотря на наличие в них эозинофиль-

52021 специфично по отношению к ФАТ и не

ной хемотаксической активности и значитель-

проявляется при хемотаксисе, вызванном ЛТВ4,

ное выделение гистамина.

ФМЛФ или очищенным нейтрофильным

хемотаксическим фактором из мононуклеарных

Эозинофильная хемотаксическая активность и

клеток человека. BN 52021 также подавляет

астма

специфическое связывание

[+3Н]-ФАТ с

эозинофилами и нейтрофилами (в зависимости

Клеточный источник эозинофильной хемотак-

от концентрации) при IС50 1,5[±0,3] х 10_б М и

сической активности, приводящей к инфиль-

9,1[±2,5] х 10-7 М соответственно. BN 52021,

трации эозинофилами дыхательных путей после

вероятно, может быть противовоспалительным

антигенной нагрузки или при постоянной астме,

препаратом

при

состояниях,

пока неизвестен. Введение аллергена в кожу,

сопровождающихся

ФАТ-индуциро-ванной

которое приводит к поздней реакции,

инфильтрацией нейтрофилами и эози-

характеризуется притоком нейтрофилов, вскоре

нофилами.

сменяющихся эозинофилами, а затем (через 24

Внутрикожная инъекция до 800 пмоль ФАТ

ч) мононуклеарными клетками. При ингаляции

неатопическим здоровым добровольцам вызы-

антигена наблюдается аналогичная картина (по

вает образование волдыря и покраснение, на-

крайней мере, в отношении эозинофилов) в

чинающееся через 5 мин и сохраняющееся око-

верхних и нижних дыхательных путях.

ло 30 мин. У 50% испытуемых наблюдается

Традиционно этот процесс связывался с ме-

отсроченное начало эритематозной реакции.

диаторами тучных клеток, поскольку он опо-

Гистологическое исследование места инъекции

средовался IgE, а соединение 48/80 провоциро-

через 4 ч выявляет интенсивный воспалитель-

вало сходную, но значительно более слабую

ный инфильтрат, преимущественно нейтро-

реакцию. В настоящее время эта точка зрения

фильный, с некоторым количеством эозинофи-

подвергается сомнению ввиду того, что неко-

лов и мононуклеарных клеток. Напротив, инъ-

торые другие клетки также несут функциональ-

екция ФАТ атопическим больным приводит к

ные IgE-рецепторы

(тромбоциты, моноциты,

миграции большого количества эозинофилов

лимфоциты и эозинофилы), а такие мощные

цированной антигеном или нагрузками. НХА

ниях, включающих экстракцию 1 М NaCl и

выделяется при некоторых типах пищевой аст-

очистку при помощи жидкостной хроматогра-

мы. По биологической активности НХА по-

фии высокого давления, был определен ряд

добна другим хемотаксическим факторам, но

других пептидов, что свидетельствует о при-

сравнительный потенциал и специфическая ак-

надлежности ЭХФ-А к семейству родственных

тивность этих факторов еще не определены.

олигопептидов, особенно если учесть слабую и

Вероятно, данный медиатор особенно заинте-

непостоянную активность двух полностью

ресует клиницистов, желающих точно выяснить

охарактеризованных пептидов [Goetzl, Austen,

роль медиаторных клеток и их продуктов при

1980]. Впоследствии в плазме больных астмой

различных заболеваниях, сопровождающихся

была выявлена низкомолекулярная хемотакси-

аллергией.

ческая активность, сопровождающая позднюю

реакцию на аллергеновую нагрузку, хотя дан-

ная связь охарактеризована недостаточно.

Эозинофильные хемотаксические

факторы при аллергии и астме

Гистамин как эозинофилотаксический фактор

Эозинофильный хемотаксический фактор

Эозинофилотаксическая активность гистамина

анафилаксии (ЭХФ-А)

остается источником некоторых противоречий.

Первоначальные исследования показали отсут-

Описано немало факторов и медиаторов с

ствие такой активности. В работе Clark и со-

эозинофилотаксической активностью. Одним из

авт. (1976) была определена активность гиста-

факторов, привлекающих значительное вни-

мина в диапазоне доз 10-7-10-8 М. Turnbull и Кау

мание, является эозинофильный хемотаксиче-

(1976)

также

обнаружили

некоторую

ский фактор анафилаксии. Супернатанты куль-

активность гистамина, но не очень значитель-

тур небольших фрагментов легких, стимули-

ную и только при высоких концентрациях (10-5

рованных аллергеном или анти-IgE, содержат

М). Помещение различных веществ на

эозинофильную хемотаксическую активность.

поврежденную кожу вызывает слабый по срав-

Активность имеет место в низкомолекулярной

нению со специфическим аллергеном эозино-

области (360-1000D) и названа эозинофиль-ным

фильный ответ. Наиболее активным из хими-

хемотаксическим фактором анафилаксии, чтобы

чески охарактеризованных медиаторов локо-

отличить ее от других эозинофильных

моции эозинофилов является ЛТВ4.

хемотаксических факторов, например произ-

водных системы комплемента (ЭХФ-К).

Фактор активации тромбоцитов как

Характеристики генерирования ЭХФ-А, та-

эозинофилотаксический фактор

кие как IgE-зависимая стимуляция, временные

параметры и биохимические условия выделения,

В настоящее время ФАТ признан весьма эф-

аналогичны таковым гистамина. Предпо-

фективным и постоянным промотором эози-

лагается, что ЭХФ-А имеет тучноклеточное

нофильной локомоции в диапазоне концентра-

происхождение или по крайней мере является

ций 10-8-10-5М (оптимально 10-6 М); ли-зо-ФАТ

медиатором, связанным с этими клетками.

в тех же концентрациях обладает минимальным

Подтверждением служит продемонстрированная

эффектом [Wardlaw et al., 1986]. По влиянию на

у крыс локализация ЭХФ-А в тучных клетках,

локомоцию эозинофилов ФАТ значительно

вероятно, в ассоциации с гранулами. Из

активнее ЛТВ4, гистамина и двух ЭХФ-А

размельченного человеческого легкого с

тетрапептидов. Аналогичные результаты были

помощью экстракции бутанол/ледяная уксусная

получены как на смешанных, так и на

кислота выделяется большое количество

гомогенных популяциях эозинофилов нор-

растворимой хемотаксической активности, ко-

мальной и легкой плотности, которые разде-

торая разделяется на три пика при хромато-

лялись по градиенту метризамида и использо-

графии на Sephadex G-25 (Мм > 10000, 2000-

вались как индикаторные клетки. ФАТ обладает

4000 и 300- 1000D). Последний пик имеет те же

хемотаксической и хемокинетической актив-

физико-химические характеристики, что и ЭХФ-

ностью и подавляет локомоцию эозинофилов

А. При последующей очистке были получены

при концентрации выше 10-5 М.

два кислых тетрапептида, идентифицированных

Нами проведено также сравнение ФАТ с

как ЭХФ-А (вал-гли-сер-глю и ала-гли-сер-глю).

рядом других предполагаемых факторов хемо-

В более поздних исследова-

таксиса эозинофилов, включая сыворотку, ак-

Факторы хемотаксиса нейтрофилов и эозинофилов

129

тивированную зимозаном, С5а, дез-арг С5а и

в полость волдыря, как и при предъявлении

ФМЛФ [Wardlaw, Kay, 1987]. Из них только

антигена [Henocq, Vargaftig, 1986].

С5а и дез-арг С5а обладают определенной

Мы исследовали влияние ингаляции ФАТ на

хемотаксической активностью. Оптимальной

клеточный состав бронхоальвеолярного ла-важа

концентрацией С5а является 10-8 М, а дез-арг

у атопических и неатопических некурящих лиц и

С5а-10-7М. Активность пептидов компле-

обнаружили увеличение процента нейтрофилов

мента составляет примерно 50% активности,

в бронхоальвеолярном лаваже в сравнении со

выявляемой при использовании оптимальной

смешанной группой, где проводилась ингаляция

концентрации ФАТ. Специфическим антаго-

лизо-ФАТ. У этих испытуемых не выявлено

нистом ФАТ является соединение BN 52021,

эозинофилии в периферической крови, хотя у

получаемое из личинок Ginkgo biloba. Это

одного из них была умеренная эпизодическая

вещество подавляет индуцированный ФАТ хе-

астма, а у другого

- сезонный аллергический

мотаксис человеческих эозинофилов и нейтро-

ринит.

vitro

ФАТ не обладает

филов. Подавление хемотаксиса эозинофилов

преимущественной активностью по отношению

при оптимальной концентрации ФАТ бывает

к эозинофилам, поэтому его участие в

значительно более сильным по сравнению с

привлечении эозинофилов в дыхательные пути

подавлением локомоции нейтрофилов. IС50

при астме следует объяснить существованием

для эозинофилов составляет

7,0

[±2,2] х х

другого фактора, делающего эозинофилы более

10-6 М, а для нейтрофилов-2,3 [ + 0,2] х х 10-5

чувствительными по сравнению с нейтрофилами

М. Преинкубация клеток в течение

6 ч с

(т.

е.

синергизм

со

специфическим

хромогликатом натрия, недохромилом натрия,

активирующим

фактором

эозинофилов).

сальбутамолом и дексаметазоном не вызывает

Маловероятно, что ФАТ или ЛТВ4 способствует

эффекта в

широком диапазоне кон-

активности ЭХФ-А, так как тучные клетки не

центраций (10-3-10-9 М). Это свидетельствует о

являются главным источником этих медиаторов.

том, что эффект преднизолона, подавляющий

Более того, мы не обнаружили ФАТ и

миграцию эозинофилов в дыхательных путях

хемотаксические

концентрации ЛТВ4 в

после предъявления антигена, не связан с его

супернатантах

препаратов

размельченных

прямым действием на эозинофилы. Ин-

легких несмотря на наличие в них эозинофиль-

гибирование BN 52021 специфично по отноше-

ной хемотаксической активности и значительное

нию к ФАТ и не проявляется при хемотаксисе,

выделение гистамина.

вызванном ЛТВ4, ФМЛФ или очищенным

нейтрофильным хемотаксическим фактором из

Эозинофильная хемотаксическая активность и

мононуклеарных клеток человека. BN 52021

астма

также подавляет специфическое связывание

[+3Н]-ФАТ с эозинофилами и нейтрофилами (в

Клеточный источник эозинофильной хемотак-

зависимости от концентрации) при IС50

сической активности, приводящей к инфиль-

1,5[±0,3] х

10"6 М и 9,1[±2,5] х

10-7 М со-

трации эозинофилами дыхательных путей после

ответственно. BN 52021, вероятно, может быть

антигенной нагрузки или при постоянной астме,

противовоспалительным препаратом при со-

пока неизвестен. Введение аллергена в кожу,

стояниях, сопровождающихся ФАТ-индуциро-

которое приводит к поздней реакции,

ванной инфильтрацией нейтрофилами и эози-

характеризуется притоком нейтрофилов, вскоре

нофилами.

сменяющихся эозинофилами, а затем (через 24

Внутрикожная инъекция до 800 пмоль ФАТ

ч) мононуклеарными клетками. При ингаляции

неатопическим здоровым добровольцам вызы-

антигена наблюдается аналогичная картина (по

вает образование волдыря и покраснение, на-

крайней мере, в отношении эозинофилов) в

чинающееся через 5 мин и сохраняющееся око-

верхних и нижних дыхательных путях.

ло 30 мин. У 50% испытуемых наблюдается

Традиционно этот процесс связывался с ме-

отсроченное начало эритематозной реакции.

диаторами тучных клеток, поскольку он опо-

Гистологическое исследование места инъекции

средовался IgE, а соединение 48/80 провоциро-

через 4 ч выявляет интенсивный воспалитель-

вало сходную, но значительно более слабую

ный инфильтрат, преимущественно нейтро-

реакцию. В настоящее время эта точка зрения

фильный, с некоторым количеством эозинофи-

подвергается сомнению ввиду того, что неко-

лов и мононуклеарных клеток. Напротив, инъ-

торые другие клетки также несут функциональ-

екция ФАТ атопическим больным приводит

ные IgE-рецепторы

(тромбоциты, моноциты,

миграции большого количества эозинофилов

лимфоциты и эозинофилы), а такие мощные

130

Глава 11

медиаторы, как ФАТ и ЛТВ4, изначально имеют

нетучноклеточное происхождение. Кроме того,

кортикостероиды, предупреждающие позднюю

реакцию, не отменяют дегрануляции легочных

тучных клеток in vitro, а B2-агонисты

(сальбутамол), которые частично преду-

преждают дегрануляцию тучных клеток ды-

хательных путей и паренхимы легких человека

in vitro, а также предотвращают раннюю реак-

цию на антиген, не подавляют развития поздней

реакции.

Комплемент

Дж. Л. Монгар (J. L. Mongar)

Система комплемента выполняет несколько

Компоненты комплемента

основных функций в механизме защиты орга-

низма. Кроме опсонизации и лизирования бак-

Одиннадцать белков, циркулирующих в крови,

терий и нейтрализации вирусов, она является

составляют ортодоксальный, или классический,

главной гуморальной эффекторной системой

каскад; они обозначаются как Clq, Clr, С1s, С4,

воспаления. Об участии иммунной системы в

С2, СЗ, ... С9. В этом порядке и происходит

эффектах комплемента известно со времени

реакция. Два других белка, обозначаемых как В

зарождения иммунологии, но впоследствии это

и D, опосредуют альтернативный путь. Более

направление развивалось не столь интенсивно.

того, по крайней мере

6 других белков

Было установлено, что для лизиса чужеродных

участвуют как регуляторы каскада и не менее 6

клеток необходима кооперация между сыво-

биологически активных фрагментов могут

роточными факторами, но предполагалось, что

отщепляться от исходных белков.

роль факторов сводится к усилению или

На рис. 54 показана схема основных реакций

комплементации иммунной системы. В настоя-

комплемента: неактивный компонент ком-

щее время эта точка зрения изменилась и реак-

племента расщепляется серинэстеразой на

ция антиген-антитело рассматривается лишь

большой и малый фрагменты. Первый уже сам

как один из многих (хотя и наиболее специ-

по себе является новой эстеразой серина. Этот

фичных) путей, ведущих к сложному ряду раз-

фермент необычен тем, что его активность

личных событий в каскаде сывороточных бел-

сохраняется при присоединении молекулы к

ков, известных в совокупности как компле-

клеточному рецептору (мембраны). Фермента-

мент.

тивно активный центр образуется на C1r, С1s,

В данной главе описаны структура и функ-

С2 (модифицированных СЗ и/или С4), В и D.

ции этих компонентов. Конечной точкой в по-

Активные формы обычно отмечены черточкой

следовательности событий является лизис вне-

над буквенным и цифровым обозначением.

дрившихся в организм бактерий, однако в ходе

Комплекс С1 представляет собой высоко-

этих событий образуются различные продукты,

активную ферментативную систему. Первым из

оказывающие важное влияние на собственные

белков, расщепляющихся данной системой,

клетки организма. Некоторые продукты

является С4, за ним следуют С2, СЗ и С5,

являются хемотаксинами, привлекающими

которые впоследствии активируются. Послед-

нейтрофилы и лимфоциты, другие-вызывают

ние 5 компонентов прикрепляются к клеткам, не

выделение гистамина и прочих медиаторов из

являясь мишенями ферментов. Они принимают

тучных клеток, увеличивая тем самым крово-

участие в образовании ионных каналов в

ток; часть продуктов опсонизирует микроор-

мембране.

ганизмы.

Белки комплемента являются глобулинами с

Недавнее открытие роли нейтрофилов в

молекулярной массой около 100 000 и состав-

опосредованных комплементом изменениях

ляют значительную часть сывороточного белка-

проницаемости обсуждается в главе

16.

примерно 3 мг/мл, более половины из которых

Сравнительно недавно описана солюбилиза-

приходится на СЗ (табл.

10). Возможно, что

ция иммунных комплексов под действием ком-

клеточным источником большинства белков

племента. Рецепторы для компонентов ком-

комплемента являются макрофаги, особенно в

племента в настоящее время идентифицирова-

печени и селезенке. Большинство компонентов

ны на большинстве циркулирующих клеток,

имеет очень высокую скорость обмена, около

включая лимфоциты и эритроциты. Сущест-

половины из них ежедневно замещается.

вует по крайней мере пять типов рецепторов,

Скорость их обмена значительно выше, чем у

но их функции пока не полностью определены.

других

белков

плазмы,

ввиду

чего

предполагается, что помимо обычных процес-

131

132

Глава 12

Рис. 54. Общая схема реакций каскада

комплемента.

сов деградации, которые наблюдаются у всех

Действие каскада будет описано поэтапно:

плазменных белков, компоненты комплемента

1) реакция С1-компонентов с комплексом ан-

постоянно активируются и потребляются.

тиген-антитело, в результате которой образу-

Прогресс в определении свойств белков

ется инициирующая единица

(классический

комплемента зависит от двух различных мето-

путь); 2) ферментативная атака на СЗ и С5; 3)

дов их оценки. Во-первых, существует тради-

альтернативный путь активации комплемента;

ционное биологическое определение, включаю-

4) атака на мембрану клетки комплекса пяти

щее лизис эритроцитов барана, которые обра-

последних компонентов.

батываются кроличьими антителами с после-

дующим добавлением вероятных компонентов

Инициирующая единица

комплемента. В дополнение к этому в настоя-

щее время осуществляется радиоиммунологи-

Первый компонент комплемента-Clq-является

ческий анализ, для успешного проведения ко-

самым большим и наиболее сложным из

торого необходимо приготовление чистых

белковых компонентов и обладает уникальной

компонентов, затем получение специфических

конфигурацией. Его молекулярная масса равна

антител к ним и, наконец, мечение антител

400 000, а белок состоит из 18 пептидных цепей.

радиоактивным йодом без нарушения их ак-

Выделяют три типа пептидных цепей, обозна-

тивности. В последующих исследованиях стали

чаемых А, В и С; все они очень сходны между

играть главную роль моноклональные антитела.

собой и, комбинируясь, образуют 6 субъединиц.

Необычной характеристикой их строения

является то, что около

80 аминокислотных

Таблица

10. Молекулярная масса и

сывороточная кон-

остатков с N-конца (примерно две пятых каж-

центрация компонентов комплемента

дой цепи) совпадают со структурой, типичной

Белок

Молекулярная

Концентрация,

для молекулы коллагена. Эти N-концы связаны

масса, х 103

мкг/мл

в один пучок. С-концы остаются дискретными

группами трех цепей в форме глобулярного

Clq

400

190

протеина. Общий вид молекулы при

Clr

100

электронной микроскопии напоминает пучок

Cls

ПО

тюльпанов с собранными вместе нижними по-

С4

206

400

ловинами стеблей и расходящимися верхними

С2

117

СЗ

180

1200

половинами, которые дают по 6 ответвлений,

С5

180

каждое из которых заканчивается глобулярной

С6

128

головкой (рис. 55, а). Головки являются рас-

С7

121

познающими единицами, которые прикрепля-

С8

154

ются к комплементсвязывающим центрам в Fc-

С9

230

200

области иммуноглобулина. Этот центр экс-

прессируется только при поперечном связы-

вании молекул антител с антигеном. В типич-

Комплемент

133

Рис. 55. Модель первого компонента комплемента.

а-составляющие молекулы: внизу-Clq, вверху- 2С1г

и 2Cls; б-сборка этих пяти молекул. Атом кальция также

участвует, но его позиция в комплексе не определена.

ном случае антиген является компонентом кле-

с С4. После Clq наиболее крупным белком в

точной мембраны. IgM гораздо активнее фик-

каскаде комплемента является С4, но он весьма

сирует комплемент, чем IgG, вероятно, вслед-

прост по своей структуре. Вначале он, вероятно,

ствие взаимодействия с несколькими глобу-

представляет собой одиночную пептидную цепь

лярными головками.

с молекулярной массой

206000 дальтон и

С1r и Cls являются ферментативными ком-

является основным компонентом комплемента

понентами инициирующей единицы. Каждый

(400 мкг/мл в сыворотке). При превращении в

из них представляет собой единичную гантеле-

активный С4 под действием Cls он теряет

подобную пептидную цепь с молекулярной

небольшой биологически активный фрагмент

массой 83 000 и аналогичным аминокислотным

С4а. С2 также состоит из одной полипептидной

составом. По две молекулы C1r и C1s образуют

цепи, которая вдвое короче, чем у С4. В

комплекс вокруг иона кальция и активируются

сыворотке С2 присутствует в следовых

при абсорбции на Clq возле глобулярных

количествах (25 мкг/мл). Под действием С4 он

головок

(рис.

55,б). Cls обладает серин-

расщепляется на энзиматически активную

эстеразной специфичностью, отличной от спе-

единицу С2

(молекулярная масса

70000) и

цифичности плазмина. При ее действии на С2 и

меньший фрагмент (C2b) с неизвестной био-

С4 образуются первые два компонента ак-

логической активностью. С2 слабо взаимодей-

тивирующей единицы (рис. 56). Описаны инги-

ствует с С4.

биторы, блокирующие сборку ферментативно-

С нашей точки зрения, комбинация С4 и С2

го комплекса (Clq INH) или его действие (О

формирует наиболее важный фермент в систе-

INH).

ме. Он является СЗ-конвертазой, а его уни-

кальный субстрат содержится в изобилии (1200

мкг/мл в сыворотке). Продукты, образующиеся

Активирующая единица

в результате его действия (СЗ и фрагмент СЗа),

Активирующая единица состоит из С2, СЗ

играют важную роль в воспалительной реакции.

и С4, причем последовательность начинается

От а-цепи СЗ отщепляется

Рис. 56. Стадии инициации и активации каскада (только

классический путь). Черточки над комплексом указывают

на наличие ферментативной активности.

134

Глава 12

ряд фрагментов: СЗс, C3d, C3dg и СЗе. Только

антителах вблизи клеточной мембраны. Эта

последний из них заслуживает особого внима-

фиксирующая система способна расщеплять С2

ния, хотя все фрагменты реагируют с одним или

и захватывать некоторое его количество,

несколькими рецепторами на поверхности

образуя, таким образом, комплекс СЗ-конвер-

эритроцитов и лейкоцитов. СЗе представляет

таза. СЗ, как и С4, связывается с фиксирован-

собой 101-аминокислотный пептид, участвую-

ным (закрепленным) антителом. В обеих кон-

щий в высвобождении лейкоцитов из костного

вертазах (СЗ и С5) активный протеолитический

мозга в циркуляцию.

центр расположен на С2-компоненте комплекса.

Наиболее важными из небольших фрагмен-

Другой тип СЗ-конвертазы поставляется

тов являются СЗа, С4а и С5а-анафилатокси-ны,

альтернативным путем.

или пептиды, высвобождающие гистамин. В

СЗ модифицирует комплекс С4-2 таким

настоящее время установлена их аминокис-

образом, что он представляет ферментативную

лотная последовательность. В состав СЗа и С4а

активность для следующего компонента,

входят

77 аминокислотных остатков. Из

становясь С5-конвертазой. Активность С5b,

аминокислот, составляющих С5а,

29 гомо-

напротив, ограничена экспозицией центра, при-

логичны таковым СЗа; кроме того, С5а со-

соединяющегося к клетке. Эти события проил-

держит углеводный компонент. Все они от-

люстрированы на рис. 56.

щепляются от а-цепи исходной молекулы и

обладают С-конечным аргинином, который

Альтернативный путь

необходим для активности, индуцирующей вы-

деление гистамина. С4а, будучи структурно

Выше описан только классический путь, веду-

близким к СЗа, действует на те же клеточные

щий к атаке мембраны. Функционирование

рецепторы, но с гораздо более низким аффи-

альтернативного, пропердинового пути кон-

нитетом (около 1%), что обусловлено наличием

центрируется вокруг комплекса СЗ с новым

у него двух разных аминокислот в С-терми-

ферментативным компонентом, фактором В.

нальном пентапептиде. Это было подтверждено

Комплекс активируется тринадцатым членом

в исследованиях с перекрестной десенсити-

каскада, фактором D, который отщепляет

зацией. СЗа и С4а проявляют функциональные

фрагмент Ва

(от В, увеличивая СЗВ). При

свойства, которые не обнаруживаются у С5а.

адекватном поступлении фактора В образуется

Синтетический пептид (СЗа, 57-77), по своим

больше СЗ-конвертазы и, следовательно, боль-

размерам составляющий примерно четвертую

ше СЗ. При добавлении к комплексу СЗ-В

часть СЗа, почти эквивалентен ему по активно-

одной или нескольких молекул СЗ происходит

сти. С-терминальный пептид (СЗа, 73-77) тоже

образование С5-конвертазы. Конечно, в цир-

активен. Напротив, синтетические пептиды,

куляции существуют контролирующие меха-

полученные на основе структуры С5а, не об-

низмы для остановки активированных СЗ. В

ладают биологической активностью, что сви-

них участвуют два ингибитора-Н и I (ранее

детельствует о нашем недостаточном знании

называвшиеся B IH и KAF), которые связы-

комбинированного центра данного анафила-

ваются с СЗ и расщепляют его до неактивной

токсина. Нам известно, что он отличается от

молекулы СЗЫ, ограничивая тем самым по-

центра для С3а/С4а, поскольку это показано

ступление конвертазы. Предоставленный само-

перекрестной десенситизацией стимулирован-

му себе комплекс диссоциирует. Пропердин

ных тканей и конкурентным связыванием на

(П), по названию которого первоначально был

изолированных клетках. Отсутствие биологи-

обозначен путь, в настоящее время рассматри-

ческой активности синтетических пептидов и 69

вается как следующий регулирующий фактор,

N-концевых остатков молекулы позволяет

который стабилизирует комплекс, замедляя

предположить, что рецептор взаимодействует с

диссоциацию В и СЗ и, следовательно, увели-

многочисленными центрами на С5а. Рецептор

чивая время полураспада с 1,5 до 18 мин.

для С3а/С4а обнаружен на тучных клетках,

Подтверждение существования этого аль-

базофилах и, возможно, на нейтрофилах; ре-

тернативного пути получено недавно в экспе-

цептор для С5а также выявлен на нейтрофилах

риментах, показавших, что лизис эритроцитов с

(см. главу 3), моноцитах и макрофагах.

ожидаемой скоростью возникает при смеши-

Образование СЗ-конвертазы относится к

вании чистых белковых компонентов. Система

неэффективным процессам: большинство С4 и

состоит из СЗ, факторов В и D с пятью белками

С2 инактивируется в сыворотке, но некоторое

мембранной атаки С5 - 9 и регуляторами П (Н и

количество СЗ ковалентно фиксируется на

I).

Комплемент

135

Рис. 57. Сравнение классического и альтернативного (пропердинового) путей.

На рис.

57 показаны альтернативный и

Интересно, что этот процесс не является фер-

классический пути к мембранной атаке. Ини-

ментативным: в клеточном лизисе не участвует

циирующая стадия обычно характеризовалась

расщепление белковых или углеводных цепей,

как иммунологическая для классического пути

он происходит в результате изменений про-

и неиммунологическая-для альтернативного,

ницаемости клеточной мембраны.

поэтому последний действовал в промежутке

Компонент С5b, образованный фиксиро-

времени между первым проникновением бак-

ванным к клетке С4.2.3, обладает временным

терий и появлением антител-примерно одну

аффинитетом к С6, с которым он образует

неделю. Недавно показано, что различие меж-

стабильный бимолекулярный комплекс. Затем

ду двумя путями не является абсолютным.

прикрепляется С7 (белок, весьма напоминаю-

Некоторые макромолекулы (вирусы, токсины

щий С6), и тримолекулярный комплекс приоб-

или даже кристаллы уратов) способны запу-

ретает преходящую способность фиксироваться

скать классический путь даже при отсутствии

к мембране. Добавление финальных компо-

иммунного ответа. Соответственно альтерна-

нентов приводит к образованию замечательного

тивный путь, обычно активируемый бактери-

комплекса, содержащего гидрофобные области,

альными полисахаридами, может также запус-

способные связывать более

1000 молекул

каться комплексами антиген- антитело или аг-

фосфолипидов. Эта способность позволяет ему

регированными иммуноглобулинами.

включаться в состав клеточной мембраны и

Каскад комплемента может запускаться и

образовывать ионные каналы. В окончательной

другими механизмами, помимо двух описан-

форме комплекс имеет вид (С5Ь.6.7.8.9), где п

ных выше. Активированный фактор Хагемана

может достигать

10. Молекулы С9 могут

способен активировать С1 и, возможно, С5

образовывать в мембране каналы диаметром до

(см. главы 1 и 13), а тромбин и плазмин, как и

10 мкм.

нейтральные протеазы, выделяемые нейтро-

Сывороточный компонент, называемый S-

филами и макрофагами, могут действовать как

белком, может действовать как альтернативный

СЗ-конвертирующие ферменты (см. главу 1).

связывающий участок; следовательно, он

способен функционировать в качестве ингиби-

Структура мембранной атаки

тора системы мембранной атаки.

Клетки неспособны сохранять свою целост-

I Стадия образования С5а подводит нас к концу

ность и функционировать при включении в

ряда биологических эффектов, непосредствен-I

мембрану данного комплекса. В случае эритро-

во связанных с воспалительной реакцией; даль-

цитов, которые используются в большинстве

вше следует краткое описание конечных стадий

исследований in vitro, происходит коллоидный

каскада комплемента, в частности механизм

осмотический лизис; измерение количества вы-

гибели клеток с прикрепившимся к ним С5b.

деленного гемоглобина показывает число по-

136

Глава 12

врежденных клеток. Что касается бактериаль-

были изучены на нейтрофилах (см. главу 3), на

ных клеток, ригидность стенки может препят-

которых особенно активен С5а. ЕД5о для свя-

ствовать их дезинтеграции, но их функция

зывания, хемотаксиса и выделения ферментов

обычно нарушается. Бактериальные токсины

составляет примерно

5 нМ. Изолированные

способны повреждать мембраны, образуя ка-

ПМЯЛ становятся липкими после обработки

налы, характерные для комплекса С5-9. Если же

С5а. Данный феномен in vivo принимает уча-

комплементом атакуются клетки собственного

стие в механизмах, обусловливающих лейко-

организма, как при аутоиммунных забо-

пению, возникающую при образовании или

леваниях, то могут последовать серьезные тка-

инфузии С5а.

невые повреждения, что возвращает нас в об-

Хорошо изучено действие анафилатокси-

ласть воспалительной реакции.

нов, которое обусловливает повышение про-

ницаемости. У людей внутрикожное введение

менее 0,1 пкМ С5а приводит к образованию

Комплемент и воспаление

волдыря. Среди известных пептидов наиболее

Теперь мы имеем возможность детально рас-

активен в этом отношении С5а. Вещества,

смотреть провоспалительное действие продук-

вызывающие образование волдыря (в порядке

тов каскада комплемента, большинство из ко-

уменьшения их активности): С5а > С5а-дез-арг

торых упоминалось выше. В основном это

> СЗа

> гистамин/брадикинин

> С4а. С4а

небольшие фрагменты или отщепленные пеп-

обладает примерно V2000 частью активности

тиды, которые выделяются активирующей еди-

С5а. Предполагается несколько механизмов

ницей при функционировании каскада и вклю-

данного эффекта. Главная роль нейтрофилов в

чают по крайней мере СЗа, С4а, С5а, СЗе, В и

этом процессе обсуждается в главе 17. Про-

С2-КИНИН (см. ниже); все они имеют моле-

стагландины и лейкотриены могут играть оп-

кулярную массу порядка 10000. Кроме того, к

ределенную роль, как и выделение гистамина

ним относят большой фрагмент СЗ, называемый

тучными клетками. У человека анафилаток-

С3b, и его слегка модифицированная версия

сины быстро инактивируются в сыворотке, в

С3bi, образующийся из С3b под действием

основном карбоксипептидазой N.

фермента (инактиватора С3b, или фактора I).

Анафилатоксины являются не только фраг-

С2b активен как опсонин; он прикрепляется

ментами с биологической активностью: СЗе,

к микроорганизмам, а затем к нейтрофилам,

например, как уже отмечалось, может также

моноцитам и макрофагам (которые обладают

мобилизовывать лейкоциты из костного мозга.

рецепторами CR1 для этого фрагмента), что

Кроме того, они повышают проницаемость

приводит к фагоцитозу. Процесс становится

сосудов кожи, что создает фрагмент С2, назы-

более эффективным за счет образования до-

ваемый С2-КИНИНОМ (согласно принятой систе-

полнительной связи между фагоцитом и ми-

ме, его следовало бы назвать С2с). Большой

кроорганизмом, которая включает специфиче-

фрагмент фактора В,В, который рассматривал-

ское антитело. СЗЫ также связывается со всеми

ся при описании СЗ-конвертазы альтернатив-

лейкоцитами при помощи самостоятельного

ного пути, вызывает распластывание макро-

рецептора CR2. Он, по-видимому, имеет важное

фагов в результате ферментативной атаки на

значение для ограничения пролиферации

С5, связанный с мембраной.

лимфоцитов. Особенно много рецепторов к С3b

Малый фрагмент (Ва) вызывает хемотаксис

на эритроцитах. Связанный таким образом С3b

нейтрофилов. Взаимодействие различных

играет важную роль в клиренсе иммунных

фрагментов с лейкоцитами показано на рис. 58.

комплексов в печени.

Помимо указанных эффектов, анафилатоксины

Все три анафилатоксина-СЗа, С4а и С5а-

обладают прямым стимулирующим действием

связываются и оказывают влияние на функции

на гладкие мышцы.

практически всех циркулирующих клеток, а

Клинические исследования у больных с де-

также многих типов тканевых клеток, в том

фицитом комплемента подтверждают много-

числе тучных, альвеолярных макрофагов и

образие его функций. Снижение уровня функ-

гладкомышечных клеток различных тканей.

ционального C1 INH ведет к перепроизводству

Клеточные реакции на анафилатоксины вклю-

фактора проницаемости С2-кинина и к заболе-

чают в себя хемотаксис, нарушение прикрепле-

ванию- врожденному ангионевротическому

ния, стимуляцию метаболизма и выделение

отеку. Наиболее типичной формой дефицита

вторичных медиаторов. Все четыре эффекта

комплемента (частота

1:10000 человек) явля-

ется отсутствие С2. Это часто сопровождается

Комплемент

137

Рнс. 58. Взаимодействие фрагментов

комплемента с лейкоцитами.

системной красной волчанкой, при которой

лемента используются С4-дефицитные мор-

происходит отложение комплексов антиген-

ские свинки и С5-дефицитные мыши.

антитело, что, возможно, связано с неспособ-

Как подчеркивалось в главе 1, при эффек-

ностью патологического комплемента вызы-

тивном протекании реакций воспаления на-

вать их растворение.

блюдается элиминация патогена или болезне-

Отсутствие синтеза СЗ - редкий, но серьез-

творного микроорганизма. При неадекватной

ный дефицит, иллюстрирующий роль данного

реакции защитные силы сами становятся со-

компонента. Сыворотка крови в таких случаях

ставной частью патологического процесса. Си-

не опсонизирует (отсутствие С3b) или не лизи-

стема комплемента может участвовать в по-

рует бактерии (нет мембранной атаки). По-

вреждении тканей, особенно при заболеваниях с

скольку при этом отсутствует СЗе, не проис-

иммунными комплексами, при которых каскад

ходит мобилизации лейкоцитов, а в связи с от-

комплемента запускается неадекватно. Это

сутствием С5а гранулоциты не доставляются к

наблюдается при некоторых формах гло-

месту инфекции.

мерулонефрита, артериита, пневмонита, уве-ита

Не менее показательно и отсутствие инак-

и при различных заболеваниях соединительной

тиватора С3b. Его дефицит обусловливает

ткани, включая ревматоидный артрит. В

очень низкий уровень С3 и В в сыворотке: весь

качестве запускающих антигенов могут вы-

СЗ превращается в СЗа и С3b. Люди с таким

ступать собственные антигены организма

дефицитом чувствительны к бактериальным

(аутоаллергические реакции) или чужеродные

инфекциям, у них часто возникает крапивница,

антигены бактерий, вирусов или гельминтов.

возможно, в связи с выделением гистамина в

При многих из этих заболеваний ткани по-

коже под действием СЗа. Больные с недо-

вреждаются полиморфно-ядерными нейтрофи-

статком терминальных компонентов также

лами, привлекаемыми С5а, однако при неко-

чувствительны к бактериальным инфекциям,

торых патологических состояниях определяется

хотя опсонизация и фагоцитоз микроорганиз-

тип антителоопосредованной цитотоксично-сти,

мов протекают нормально. Это служит еще

когда повреждения вызываются литиче-скими

одним свидетельством важности бактериоли-

компонентами комплемента. Такая ситуация

зиса как части защиты организма.

возникает при некоторых формах гемо-

Для изучения механизмов действия комп-

литической анемии, агранулоцитоза и др.

138

Глава 12

Заключение

Каскад комплемента является одним из наи-

более мощных инструментов защиты организма.

Помимо опсонизации и лизиса в нем

генерируются мощные медиаторы, которые

прямо или опосредованно участвуют в сосу-

дистых изменениях, накоплении и(или) актива-

ции тучных клеток, полиморфно-ядерных лей-

коцитов и макрофагов. Все эти формы актив-

ности при неадекватном запуске защитных ме-

ханизмов могут внести определенный вклад в

повреждение тканей.

Кинины

I. Система образования кининов

кислотная последовательность двух основных

брадикининов-собственно брадикинина и лиз-

Р.К. ВИГИНС, КГ. КОХРЕЙН (R.C.

брадикинина

(каллидина). Из мочи выделен

WIGGINS, C.G. COCHRANE)

другой кинин-мет-лиз-брадикинин. Брадики-

Кинины-это небольшие полипептидные моле-

нины имеют общую С-концевую последова-

кулы, которые обладают многими свойствами,

тельность, и их инактивация происходит в ре-

включающими сокращение или расслабление

зультате удаления одной С-концевой амино-

гладких мышц, повышение сосудистой прони-

кислоты

(карбоксипептидазой N, называемой

цаемости и генерирование боли. Выделяют три

также кининазой I) или двух аминокислот (пеп-

основные группы кининов: брадикинины, ки-

тидилдипептидазой, или кининазой II)

(см.

нины животного происхождения и лейкокини-

главу 8). Брадикинин отщепляется от исходной

ны. Особое внимание здесь будет уделено бра-

молекулы кининогена калликреинами плазмы.

дикининам, а в конце главы приводится крат-

кое описание двух последних типов кининов.

Кининогены

Специфические функции кининов рассматрива-

ются в тексте применительно к человеку.

В плазме присутствуют две формы кининогена:

высокомолекулярный и низкомолекулярный

Брадикинины

кининогены. Некоторые важные характеристики

обеих форм кининогена приведены в табл. 11.

Брадикинины являются небольшими пептида-

Структура высокомолекулярного кининоге-

ми (9-11 аминокислот), высвобождающимися

на показана на рис. 61. Брадикинин отщепляется

из исходных молекул кининогенов протеина-

от молекулы в виде двух цепей, имеющих

зами (калликреинами). Они обладают уникаль-

дисульфидные связи. Тяжелая цепь (N-конец)

ной способностью повышать сосудистую про-

несет антигенные детерминанты, аналогичные

ницаемость, вызывая при этом расширение

таковым низкомолекулярного кининогена.

артериол и сужение вен. Таким образом кини-

Легкая цепь (С-конец) свойственна только вы-

ны облегчают переход жидкости из сосудисто-

сокомолекулярному кининогену и обладает

го русла во внесосудистое пространство. Бра-

двумя важными дополнительными характерис-

дикинины инактивируются ферментами (кини-

тиками. Во-первых, в ней имеется область,

назами), которые удаляют С-концевую(ые)

обогащенная гистидином, с помощью которой

аминокислоту(ы). Кинины могут быть медиа-

молекула присоединяется к отрицательно за-

торами некоторых эффектов при воспалении.

ряженным поверхностям. Во-вторых, на легкой

цепи находится связывающий центр (на рис. 61

Структура брадикининов

он не показан)

для

прекалликреина

(предшественник профермента плазмы калли-

Схема образования и разрушения кининов да-

креина) или, альтернативно, для фактора XI

на на рис. 59, а на рис. 60 показана амино-

Рис. 59. Механизм образования и

разрушения кининов.

содержание .. 8 9 10 11 ..