Кокряков - Биология антибиотиков животного происхождения - 1999 (947290), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Этот вопрос требует дальнейшего изучения с целью оценки реального вклада серпроцидинов в антимикробный потенциал нейтрофильных гранулоцитов. Серпроцидины структурно родственны эффекторным молекулам цитотоксических Т-лимфоцитов— гранзимам (гранулярным энзимам), которые ответственны наряду с перфоринами и, возможно, дефенсинами (Мааега е~ а1,, 1996) за киллерную активность клеток, функционирующих уже в рамках приобретенного иммунитета (Могейа, 1997). Серпроцидины в условиях ш чего активны в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий, низших грибов, простейшнх и клеток высших эуакариотов. Эти эффекты подавляются умеренными концентрациями ХаС1 (О. 1 — 0.2 М), днвалентными катионами (Са'+, Мф+) и сывороткой (Сашрапей еС а1., 1990а, 1990Ь), что свидетельствует о качественном сходстве механизмов их аитимикроб- ного деиствия и ряда других антибиогических факторов леикоцитар ного происхождения (дефенсины, лактоферрины и т д')' Интересно, что, как и в случае с лактоферрином, некоторые пептиды, вьпцепляемые путем ограниченного протеолиза из катепсина 0 (пептид-1 — 5 и пептид-77 — 83) (Вапяа1оге е1 а1., 1990), обладают широкой антимикробной активностью.
В какой степени значим вклад подобных пептидов в формирование антимикробной резистентности на уровне очагов воспаления, говорить пока затруднительно. Скорее всего, в процессах фагоцитоза и воспаления играют более важную физиологическую роль другие функциональные проявления серпроцидинов. В частности, в низких (нМ) концентрациях азуроцидин является хемоаттрактантом моноцитов (Регера ег а1., 1990а). Катепсин б и эластаза НГ аутокринным способом активируют продукцию супероксиданиона клетками (Кпапег, Кшя, 1989).
Они облегчают также миграцию НГ из крови в ткани (1.опиа е1 а1., 1995; Окреп ег а1., 1995), осущестюпгя протеолиз компонентов базальной пластинки и межклеточных контактов. Серпроцидин РК-3 способствует процессу ытрегации и дегрануляции тромбоцитов (Кепеасо ес а1., 1994). А комплекс катепсинов О с а1-антихимотрипсином стимулирует продукцию цитокинов (КшдоиаЕа, Тгаив, 1990). Возможная регулирующая роль серпроцидинов в ряде гуморально-клеточных взаимодействий, определяющих эффективность процессов фагоцитоза и воспаления, является в настоящее время предметом многих исследований.
ГЛАВА б ЛИЗОЦИМ Лизоцим (синонимы — мурамидаза, мукопептидгликогидролаза)— один из составных компонентов гранулярной антимикробной системы нейтрофилов человека и животных (СоЬп, НЫзсЬ, 1960). Со времени открытия фермента А. Флемингом (Нешшя, 1922) осуществлено всестороннее изучение его структур и антимикробных свойств. Лизоцимы большинства изученных объектов, в том числе молока и нейтрофилов человека, являются катионными белками с высокой изоэлектрической точкой (р1 > 10) и относительно небольшой молекулярной массой (-15 000 Да) (Зо11ез, 1969; Н1ш1епЪигя е1 а1., 1974).
Общепринятым критерием при отнесении того или иного фермента к классу лизоцимов (КФ 3.2.1.17) является его способность лизи- ровать ш иваго суспензию клеток чувствительного штамма Мктососсию 1у~ойЫсйсих. Бактериолитическая активность лизоцимов лежит в основе метода их идентификации и количественного определения в клетках и жидкостях организма (Бухарин, Васильев, 1974). Субстратом ферментативного действия лизоцима является гликановый (мукополисахаридный) компонент пептидогпиканового комплекса (гликопептида, муреина) клеточной стенки бактерий. Лизоцим гидролизует 1,4 р-связи между остатками Х-ацетилмурамовой кислоты и Х-ацетилглюкозамином, деполимеризуя таким способом один из ведущих компонентов оболочки бактерий.
При определенных условиях лизоцим может осуществлять полное растворение пептидогликанового слоя, превращая бактериальные клетки в сферопласты, которые лизируют вследствие разрыва цитоплазматической мембраны, ие выдерживающей высокого осмотического давления. При испытании в условиях ш чего фермент не способен лизировать грамотрицательные бактерии, так как наружная мембрана последних является для белка непреодолимой преградой. Резистентны к его действию и многие грамположительные микробы вследствие ацетилирования гидроксильных групп гликанов, делающих их ~плохим» субстратом для лизоцима.
В соответствующих условиях потенциальная бактериолитическая активность лизоцима реализуется благодаря присутствию в гранулах нейтрофилов других аитимикробных факторов, осуществляющих нарушение структурной целостности клеточной стенки и облегчающих таким образом доступ белка к пептидоп~икановому слою. Соединениями, повышающими чувствительность бактерий к действию лизоцима, могут быть дефенсины, БПУб, сериновые протеиназы МПО-система которые в процессе дегрануляции оказываются лока- Ф еФ лизованными в фаголизосомах. В работе К. ТЬогпе с соавт.
(ТЬогпе е а1., 1976) показано, что предварительная, незначительная по времени обработка грамотрицательных бактерий АсиегоЬасгег 199А кагепсином О, эластазой или лактопероксидазной системой делает исходно резистентные клетки чувствительными к воздействию лизоцима. По-видимому, подобные синергические антимикробные взаимодействия имеют место в условиях фаголизосом нейтрофилов. Есть основания предполагать, что лизоцим включается в цепь реакций, осуществляющих умерщвление и переваривание микробов, после того как действие более эффективных бактерицидных белков приводит к нарушению структурно-функциональной целостности клеточной стенки микроорганизмов. В свете рассмотренных данных об антимикробной функции лизоцима представляются неожиданными сведения об отсутствии фермента в гранулах нейтрофилов коров, коз, овец, кошки, хомяка и некоторых видов обезьян (КаизсЬ, Мооге, 1975).
Они ставят под сомнение важную роль лизоцима в защите многоклеточных организмов от бактериальной инфекции. Однако можно предположить, что ферменты, сходные с лизоцимом по биологической функции, но несколько отличающиеся от него по субстратной специфичности, присутствуют в нейтрофилах этих видов животных. Совершенствование и разработка новых методов идентификации эндогликозидаз (в частности, лизоцима) позволят в перспективе репжть эту проблему, ГЛАВА 7 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА АНТИБИОТИЧЕСКИХ ПЕПТИДОВ И БЕЛКОВ, ОТЛИЧНЫЕ ОТ АНТИМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТИ не только фагоциты, участвующие в реализации реакций врожденного иммунитета, но и лимфоциты, являющиеся функциональными клеточными компонентами системы приобретенного иммунитета. Если принять во внимание данные о способности дефенсинов дегранулировать тучные клетки (зашаяЬйа, За11о, 1989) и увеличивать проницаемость сосудов (Калайи, СосЬхапе, 1968), то становится очевидным, что эти полипеппщы способны влиять на протекание фагоцитарного и воспалительных процессов, выступая в них в роли регуляторных молекул (Кокряков, 1990; 01пзЬиг8, 1987).
Антимикробные пептиды и белки фагоцитов и барьерных систем организма человека и животных являются физиологически активными веществами многоцелевого назначения, участвующими в различных защитно-приспособительных процессах, среди которых ведущее место принадлежит фагоцитозу и воспалению. Благодаря особенностям своей структуры они являются антимикробными агентами, в значительной степени определяющими, как это было рассмотрено ранее, завершенный характер фагоцитоза и стерильность внутренней среды животных организмов. Кроме антимикробной жтивности рассматриваемые белково-пептидные соединения обладают широким спектром функциональных свойств, обеспечивающих реалюацию мношх защитных реакций организма как против инфекции, тж и неблагоприятных воздействий окружающей среды. Некоторые из этих функциональных проявлений мы рассмотрим в настоящей главе.
7.1, ПРООПСОНИ'П!СКАЯ И ХЕМОТАКСИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТИ АНТИМИКРОБНЫХ ПЕПТИДОВ И БВЛКОВ Благодаря своим электрохимическим свойствам молекулы дефенсинов являются цитотропными веществами, за счет электростатических сил быстро сорбирующимися на поверхности микробных клеток. Вследствие снижения катионными пеппщами отрицательного заряда поверхности клеточной оболочки бжтерий облегчается фагоцитоз микробов нейтрофилами и макрофагами, что потужил~ основанием рассматривать дефенсины в качестве опсонизирующих микроорганизмы соединений (ИеисЬшапп е1 а1., 1985), которые могут функционировать в этом качестве при фагоцитозе и воспалении наряду с проюводными комплемента.
В экспериментах ш ч1го продемонстрирована хемотжсическая для моноцитов активность дефенсинов человека НХР-1 и НХР-2 (Тегп1о е1 а1., 1989) и азуроцидина (Реге1га е1 а1., 1990а, 1990Ь). Позже в экспериментах на мышах линии ВА1.В/с установлена хемотаксическая активность этих пептидов и белков для нейтрофилов, моноцитов и Т-лимфоцитов (СЬег1оч е1 а1., 199б).
Таким образом, есть основание рассматривать нейтрофилы в качестве источника физиологически жтивных соединений (дефенсины, азуроцидин), которые мобилизуют 7.З. АИТИБИОТИЧВСКИЕ БКЛКИ И ПВПТИДЫ И ВОСПЛЛИТжЛЬНЫЙ Ш ОЦВСС Катионные пептиды и белки, будучи представленными в значительнь1х количествах в мобильных клетках (в нейтрофильных гранулоцитах, моноцитах, эозинофилах и тромбоцитах) принимают активное участие в гуморально-клеточной кооперации крови и соединительной ткани (Маянский, Маянский, 1989) в ходе такого сложного патофизиологического процесса, каким является острое воспаление. Воспаление есть возникший в эволюции процесс реагирования организма человека и животных на местные повреждения, который включает в себя в качестве взаимосвязанных компонентов сложные поэтапные изменения микроциркуляторного русла, системы крови и соединительной ткани, направленные в конечном итоге на изоляцию и устранение патогенного агента и восстановление (или замещение) поврежденных тканей (Чернух, 1979).
Своеобразие этого процесса заключается в том, что далеко не все компоненты тканевых изменений в очаге воспаления представляют собой выражение только защитных реакций организма. Например, избыточная ми1рация нейтрофильных гранулоцитов в воспаленные ткани может быть причиной формирования абсцесса и резкого нарушения функциональной активности конкретной биологической системы. Одижо в нашей оценке биологической роли воспаления мы должны исходить из представлений о первично защитном характере (Мечников, 1892) таких его реакций, как свертывание крови в поврежденных патогенным фактором сосудах, препятствующее кровопотере, увеличение проницаемости сосудов микроциркуляторного русла и поддержание в них крови в жидком состоянии, накопление в очаге нейтрофильных гранулоцитов с последующей их заменой клетками системы мононуялеарных фагоцитов. На всех стадиях воспаления активными и непосредственными участниками происходящих физико-химических процессов являются катионные пептиды и белки НГ (%ая, Моча1, 1979).
Их ключевая роль в инактивации микроорганизмов бьша рассмотрена нами вьппе, в этом разделе мы осветим другие стороны функциональных проявлений данной группы физиологически жтивных веществ. Формирование очага воспаления характерюуется стереотипным развертыванием переходящих одна в другую реакций сосудистого ложа места повреждения. Нарушение структурно-функциональной це- 87 лостности клеток и тканей при воздействии и;иогенного фактора приводит к кратковременному сужению артериол, венул и капилляров михроциркуляторного русла, сменяющимся последующей длительной фазой вазодилатации. Расширение сосудов, инициируемое гистамином из тучных клеток рыхлой соединительной ткани, способствует их интенсивному кровенаполнению (гиперемии).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
