Диссертация (1139576), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Действительно, всвязи с основным механизмом действия АМП, основанным на их способности кпермеабилизации и/или формированию пор в цитоплазматических мембранах[190], они обладают высоким потенциалом действия также на медленнорастущие или даже не растущие бактерииСреди других ответов организма хозяина на бактериальную колонизациюи формирование биопленки следует назвать выработку антител и выделениецитокинов.
Цитокины, вовлеченные в иммунный ответ, — это прежде всегопровоспалительные: фактор трансформации роста β (TGF- β), интерлейкин-4 (IL4), IL-10 и IL-12 [368]. Эти цитокины взаимодействуют и активируют другиеклетки очага воспаления, которые, в свою очередь, выделяют цитокины,вызывающиевоспаление,протеазыипростаноиды,способствующиезаболеванию пародонта, т. е. разрушению десны и резорбции кости [365, 368].Поэтомуоднимизподходовклечениюилипредотвращениюпрогрессирования заболевания пародонта может быть модуляция профилявыделения цитокинов.
Так, цитокин IL-4 снижает число клеток воспалительногоинфильтрата и вызывает повышенную регуляцию рецепторов-антагонистов IL-1и таким образом снижает степень разрушительного воспаления [470].Противовоспалительным эффектом обладают также IL-5, 7, 8.Нейтрофилы и макрофаги выделяют зависимые от цинка и кальцияферменты типа эндопептидаз или матричные металлопротеиназы (MMPs).MMPs — это энзимы, разлагающие коллаген, желатин, ламинин, фибронектин ипротеоглюканы.
Эти энзимы, обнаруживаемые в областях зубного кариеса,повышают реструктуризацию соединительной ткани и резорбцию костей; и онитакже вносят существенный вклад в тяжесть заболевания пародонта [226].Интересно, что бактериальные протеазы не вносят существенного вклада впрогрессирование заболевания, но скорее бактериальная биопленка вызывает61избыточные ответы организма хозяина, из-за чего повреждаются егособственные ткани.При повреждении тканей организма хозяина, из фосфолипидов клеточноймембраны под влиянием фосфолипазы А2 высвобождается арахидоноваякислота,котораязатемпреобразуетсяпометаболическомупутивциклооксигеназы или липоксигеназы. При пародонтите циклооксигеназа 2(СОХ-2) является индуцируемым энзимом, чью повышенную регуляциювызывают цитокины. Активация этих метаболических путей приводит квыработке простогландинов, простациклина, тромбоксана и лейкотриенов.
Всамом деле, признано, что повышенные уровни этих веществ высококоррелируют с гингивитом, пародонтитом и инфекциями, связанными симплантацией [374].Воспалительные и фагоцитарные барьеры систем врожденного иадаптивного иммунитета координируются цитокинами, которые, по мнению R.Medzhitov и C. A. Jr. Janeway [341], являются «молекулярными светофорами»,регулирующими скорость и степень иммунных реакций. Цитокины — короткоживущие, небольшие (10–30 kDa) гликопротеины, продуцируемые de novo вответ на иммунные стимулы, опосредуют и регулируют иммунитет, воспаление,рост клеток, их дифференцировку и гемопоэз.
Секретируются в основномлимфоцитами, моноцитами и макрофагами, но взаимодействуют с огромнымчислом клеток, связываясь со специфическими мембранными рецепторами.Связываясь с рецепторами на клеточных мембранах, они запускают комплексывторичных мессенжеров, которые переносят сигнал в ядро клетки, при этомменяется экспрессия генов. При связывании с цитокинами происходят снижениеили увеличение экспрессии мембранных протеинов, рост клеток, пролиферация,дифференцировка и секреция эффекторных молекул.IL-1 и TNF-α относят к провоспалительным цитокинам из-за ихвездесущности, раннего и интенсивного ответа на инвазирующие агенты(бактерии или токсины).
TNF-α и IL-1 могут раздельно или синергичноактивировать любые клетки иммунной системы, а также фибробласты,62эндотелий, гладкомышечные клетки, астроциты, клетки микроглии), включаяиндукциюклеточныхмедиаторов(т.е.цитокинов,хемокинов,иммуноглобулинов, литических ферментов, простагландинов, презентациюантигенов), которые являются хемоаттрактантами лейкоцитов и моноцитов,стимулируют пролиферацию Т- и В-лимфоцитов, усиливают проницаемостьсосудов и ангиогенез, тромбообразование, увеличивают адгезию клеток ииндуцируют лизис клеток.IL-10 и изоформы TGF-β относят к антивоспалительным и/илииммуносупрессивным цитокинам.
IL-10 ингибирует синтез IL-1, IL-2, IL-6, IL12, IFN-γ, TNF-α и иммуноглобулинов, деактивируют макрофаги и снижаютклеточный иммунитет и презентацию комплекса антигенов с молекуламиглавногокомплексагистосовместимостиклассаII.ИзоформыTGF-βингибируют рост и пролиферацию клеток разного типа (эндотелиальных клеток,фибробластов, нейронов, эпителиальных клеток, гладкомышечных клеток,хондроцитов), ингибируют активность макрофагов, являются антагонистамифакторов роста (EGF, PDGF, α/βFGF), снижают синтез иммуноглобулинов иингибируют пролиферацию лимфоцитов.При пародонтите во время активных фаз разрушения ткани пародонта идесневая жидкость обычно содержат высокие уровни посредников, таких какинтерлейкин IL-1β, способствующих воспалению [393].
Повышенная экспрессияIL-1β является характеристикой воспалительных заболеваний пародонта. Онанаправлена на уничтожение патогенов, усиление иммунного ответа, но такжеприводит к повреждению тканей организма хозяина [387]. После идентификациипародонтопатогенов и бактериальных продуктов в тканях пародонта клеткамипервойлиниизащитывыделяютсяцитокины.Например,десневыеэпителиальные клетки и фибробласты могут в качестве секрета выделять IL-1βпосле инфицирования бактериями P. gingivalis и A.
actinomycetemcomitans илипри культивировании на питательной среде в присутствии липоолигосахаридовTreponema denticola. Вещества, выделяемые A. actinomycetemcomitans в полостирта (такие как лейкотоксины и липополисахариды), индуцируют выделение63макрофагами IL-1β [387]. Макрофаги и моноциты считаются главнымипродуцентами IL-1β во время воспалительного процесса [360]. Выступая вкачестве ключевого проводника воспалительного ответа, IL-1β индуцируетвыделение других способствующих воспалению медиаторов [461]. Однаковыделение IL-6 и IL-8 из десневых эпителиальных клеток во время инфекциитканей пародонта может быть заторможено блокирующей индукцией IL-1β[206].
Фактор некроза опухоли-альфа (TNF-α) и интерлейкины IL-6 и IL-8являются цитокинами, обычно выделяемыми эпителиальными клетками посленачала бактериальной инфекции [192, 434, 459]. Недавние исследованияпозволяют предположить, что ответ десневых клеток отличается в случаеинфицирования полости рта однородной биопленкой [385], многовидовымибиопленками [238] и планктонными бактериями [382].IL-1β — жизненно важный цитокин, необходимый для борьбы организмапротив патогенов, может также встречать противодействие у микробов,колонизирующих организм хозяина.
Первое свидетельство бактериальногоответа на цитокины появилось в исследованиях с вирулентными штаммамиEscherichia coli более 20 лет назад. Было показано, что клетки E. coli могутсвязывать IL-1β и что рост биомассы этих видов усиливался после введения IL1β, в то время как лечение препаратами IL-4 или TNF-α оказывалосьнеэффективным. Более того, использование рецептора-ловушки IL-Ra для IL-1βобернулось ростом численности E. coli. Позднее было продемонстрировано, чтодругие виды бактерий, такие как Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosaи Acinetobacter spp. после того как подвергались действию IL-1β, IL-6 или TNFα, могли изменять характеристики своего роста [387].В исследованиях роли IL-1β в противостоянии патогенов и цитокиновцентральноймодельюслужилигрампозитивныебактерииS.aureus.Удивительно, но S.
aureus, которые чаще всего связаны с назальными каналамии кожей, также были идентифицированы в поддесневых бляшках у 60%некурящихпациентовсагрессивнымпародонтитом[218].Согласноэксперименту, проведенному in vitro, рост биопленок S. aureus усиливался в64присутствии IL-1β. Это усиление роста также наблюдалось с двумя линейнымипептидными фрагментами (< 5 кДа IL-1β человека). Помимо усиления ростаинтерлейкины модулировали экспрессию гена биопленок S. aureus. Ониуменьшали экспрессию некоторых декодирующих токсины генов и повышалиэкспрессию генов, ответственных за прикрепление к тканям организма хозяина[290].Гипотеза о способности бактерий к специфическому связыванию IL-1βбыла подкреплена получением характеристик специфического рецепторавнешней мембраны бактерий для IL-1β у грамнегативного возбудителя бубоннойчумы Yersinia pestis.
Белок, взаимодействующий с IL-1β, известен как протеинсборки капсульного антигена F1 (Caf1A), который вносит свой вклад втранспортировку капсульного антигена (Caf1) через внешнюю мембрану [480].Интересно, что последовательность у Caf1 на 28% одинакова с человеческим ILRa [479]. Второй бактериальный рецептор для взаимодействия с цитокинами,протеин внешней мембраны OprF, связывающий только человеческийинтерферон-γ, первоначально наблюдался у грамотрицательных P. aeruginosa. Вкачестве ответа на связывание с цитокином P. aeruginosa увеличиваетэкспрессию гена, кодирующего лектин (lecA), в зависимости от кворума,вырабатывающего общий ответ [472]. Гидрофобный связывающий галактозулектин, локализованный во внеклеточном матриксе биопленок P.
aeruginosa,вносит свой вклад в образование биопленок у различных видов бактерий иприкрепление к клеткам эндотелия [193].IL-1β — цитокин, продуцируемый несколькими типами клеток, —осуществляет ряд важных функций усиления воспаления и защиты хозяина[154].
IL-1β вызывает индукцию синтеза коллагеназы фибробластами, чтозадерживает образование коллагена и кости, угнетает остеосинтез [43]. Крометого, IL-1β стимулирует костную резорбцию [231]. Ингибирование секреции IL1β приводило к снижению рекрутирования воспалительных клеток в участки,близкие к кости, и уменьшению потери костной ткани на 60% [231].65IL-6 — плейотропный провоспалительный цитокин, регулирующийнекоторые биологические функции, включая воспалительный ответ и биологиюкостной ткани.
Он активирует дифференцировку и трансформацию Bлимфоцитоввплазматическиеклеткиспоследующимсинтезомиммуноглобулинов, фиксацией комплемента и секрецией хемотоксическихвеществ [168]. IL-1β и IL-6 являются мощными антиапоптозными молекулами[171]. При ХП увеличивается экспрессия IL-6 [436]. Провоспалительныецитокины стимулируют секрецию IL-6 нейтрофилами, который связан синдукцией и поддержанием хронического воспаления.IL-6 усиливаетэкспрессию молекул адгезии VCAM-1 и ICAM-1, способствующих аккумуляциинейтрофилов в тканях [132]. Он связан с антиапоптозными эффектаминейтрофилов [306].IL-8 — первичный хемокин, привлекающий нейтрофилы в участкивоспаления, — является признаком хронического воспаления при пародонтите[320].Продукция провоспалительных цитокинов и хемокинов (IL-1β, IL-6, IL-8)связана с экспериментальным гингивитом, особенно с эпителиальнымиклетками, играющими центральную роль в регуляции иммунного ответа.Эпителиальные клетки выделяют эти молекулы в присутствии пародонтальнойбиопленки.Раннюю миграцию клеток в десну при пародонтите индуцирует IL-17A,который относят скорее к адаптивному иммунному ответу [477], тем не менее онявляется ключевой молекулой, индуцирующей и опосредующей многиепровоспалительные реакции [112].
IL-17A экспрессируется многими тканями,особенно гемопоэтическими, а также эпителиальными клетками, эндотелием ифибробластами [224].Протективная роль IL-17A при бактериальных и грибковых инфекцияхбыла показана при исследованиях на IL-17/IL-17A — дефицитных мышах,чувствительных к кандидозу слизистых [443], Klebsiella pneumonia [176],Legionella pneumonia [114] и P. g. [477].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
