Гуморальные факторы врожденного иммунитета животных и человека

25.10.2015

Огромную роль в естественной защите организма от генетически чужеродных субстанций играет большое количество содержащихся в крови, лимфе и тканевой жидкости гуморальных факторов, проявляющих микробицидные свойства и определяющие их бактерицидные свойства. Основные из них — вырабатываемые печенью сывороточные белки системы комплемента и белки острой фазы (С-реактивный белок, маннансвязывающий лектин, белки сурфактанта SP-A и SP-D и др.), активаторы белков системы комплемента (пропердин и др.), пептиды-антибиотики клеток и клеточных секретов, перфорины и гранзимы NK-клеток, лизоцим крови, печени, селезенки, шейки матки, яйца птиц, икры рыб, различных секретов (слез, слюны, молока), гормональный уровень, липидные медиаторы (простагландины, лейкотриены) тучных клеток, ряд вырабатываемых лейкоцитами цитокинов и др.

Система комплемента

Система комплемента представлена большим количеством белков сыворотки крови (>30), определяемых в ее β-глобулиновой фракции, и рядом белков клеточных мембран. Концентрация разных белков системы в сыворотке крови различна и колеблется от 20 (фактор С2) до 1300 мкг/мл (фактор С3). В целом в крови содержится около 10% белков системы комплемента от общего количества сывороточных белков. Молекулярная масса компонентов варьирует от 25 кД (фактор D) до 410-460 кД (фактор C1q). Значительная часть компонентов комплемента С3, С6, С8 и В продуцируется клетками печени, С2, С3, С4, CS, В, D, P и I — макрофагами. Большие количества компонентов С6 и С7 содержат нейтрофилы. Это позволяет концентрировать большие количества компонентов системы в очагах воспаления с мигрировавшими в эти участки клетками. Компоненты С2, С4 и В контролируются генами главного комплекса гистосовместимости класса III.
В норме комплемент содержится в сыворотке млекопитающих, птиц, рыб, амфибий, акул.
Основные функции белков системы комплемента — опсонизация микробов для их поглощения фагоцитами, лизис бактерий и нейтрализация вирусов, инициация сосудистых реакций воспаления. В норме система мало активна, однако под влиянием микробов или их продуктов белки системы комплемента активируются тремя возможными путями — классическим (активация комплексом антиген-антитело), альтернативным (активация непосредственно микроорганизмами), лектиновым (активация в результате связывания маннозосвязывающего лектина — MBL с углеводами, в частности с маннозой, клеточной стенки бактерий). Во всех случаях развивается каскадная активация, опосредованная протеолизом белков в плазме (жидкая фаза) или на клеточной поверхности (твердая фаза). Конечный результат активации системы любым из указанных способов включает образование мембраноатакующего комплекса, поробразующей молекулярной структуры, способной лизировать клетки. Система регуляции белков комплемента, представленная регуляторами активации комплемента — RCA (Regulators of complement activation), подавляет активность комплемента и предотвращает его действие на клетки собственного организма.
Классический путь активации системы комплемента (рис. 8.6) инициируется в результате связывания компонента комплемента C1q с доменами Сн2 не менее чем двух молекул IgG или с двумя доменами Сн3 одной и той же молекулы IgM. В составе комплекса антитела классов IgA, IgD и IgE комплемент не активируют, IgM-антитела примерно в 1000 раз более активны по сравнению с антителами класса IgG. Антитела субкласса IgG4 комплемент не активируют, среди субклассов наибольшей активностью обладают IgG3-антитела, IgG1-антитела более активны по сравнению с антителами субкласса IgG2.
Гуморальные факторы врожденного иммунитета животных и человека

Белок C1q состоит из 18 полипептидных цепей (по 6 субъединиц α, β и γ, именуемых также А, В и С соответственно), у позвоночных впервые обнаруживается у хрящевых рыб. Его основа представлена переплетенными спиралями коллагеноподобных ветвей субъединиц, окончания которых являются глобулярными доменами, участвующими в связывании с тяжелыми цепями иммуноглобулинов. Белок C1q является фрагментом макромолекулярного комплекса C1, состав которого кроме белка C1q включает по одному гомодимеру Clr и C1s. Белок C1q синтезируется и секретируется в виде мономера, белки C1r и C1s — в виде димеров (C1r2 и C1s2). Комплекс стабилизируется кальциевыми связями, его активация предотвращается C1-ингибитором (C1-Inh). Связывание комплекса антиген-антитело на поверхности микробной клетки (не в растворе!) с субъединицей C1q сопровождается ее конформационными изменениями, субъединица приобретает способность взаимодействовать с C1r и С1s, активирует протеазу С1r, которая находится в плазме в виде стабильного комплекса с C1s. Активация C1r отщепляет молекулу C1s, которая является сериновой протеазой для компонентов комплемента С4 и C2.
Помимо комплекса антиген-антитело компонент C1 (через белок C1q) может непосредственно активироваться микоплазмами и белками некоторых вирусов (ретровирусы) или бактерий (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae). Результатом активации компонента Cl является встраивание молекул C1r и C1s в белковую молекулу C1q и образование комплекса C1qr2s2 с эстеразной активностью.
Каскадно развиваемый процесс активации белков системы комплемента приводит к расщеплению образованной протеазой белков С4 и С2 на фрагменты С4а и С4b и на С2а и С2b соответственно. Фрагмент С4а представляет собой слабый анафилатоксин, тогда как фрагмент C4b является слабым опсонином. В результате развивающихся процессов образуется комплекс C4b2a, который характеризуется как классическая С3-конвертаза, расщепляющая компонент С3 на фрагменты С3а (анафилатоксин) и С3b (опсонин) и способствующая образованию классической С5-конвертазы, представленной комплексом C4b2a3b (разрушает компонент C5 на фрагменты C5a и С5b). Образованный при этом фрагмент С5а является сильнейшим медиатором воспаления, который, подобно фрагментам С4а и С3а, активирует моноциты и нейтрофилы, экспрессию на фагоцитах рецепторов для комплемента (CR1 и CR3), дегрануляцию тучных клеток, стимулирует сокращение гладкой мускулатуры, расширение кровеносных сосудов, вовлечение лейкоцитов в участки инфекции. Другой фрагмент — C5b — инициирует образование мембраноатакующего комплекса. С белком C5b связывается молекула С6, к комплексу С5b-С6 присоединяется компонент С7, затем С8 и затем 15-20 молекул С9. Присоединение С9 к комплексу C5b,6,7,8 является терминальной стадией каскада активации комплемента по классическому пути.
Белок С9 гомологичен перфорину (см. ниже), полимеризуется при контакте с фосфолипидами клеточной мембраны, образует цилиндрические каналы с гидрофобными (внешняя сторона) и гидрофильными (внутренняя сторона) участками. Образованный мембраноатакующий комплекс C5b,6,7,8,9 обеспечивает эффективный лизис клетки. Цитолитическую активность проявляет и его более ранняя форма — С5b,6,7,8, способная формировать поры в клетке диаметром около 3 нм и являющаяся «строительным каркасом, на котором монтируется» более совершенная мембраноатакующая конструкция — С5b,6,7,8,9. Последняя индуцирует образование в клеточной мембране более крупных пор (в 4-5 раз), более эффективно обеспечивающих осмотический лизис клетки.
Индукцию альтернативного пути активации системы комплемента (рис. 8.6) вызывает расщепление С3, центрального компонента комплемента классического и альтернативного путей активации, на фрагменты С3а и С3b. С3-подобные молекулы впервые обнаруживаются у иглокожих животных, белок С3 вместе с компонентами С4 и C5 относится к семейству α2-макроглобулинов. В условиях нормы белок С3 спонтанно медленно расщепляется в плазме крови, но это расщепление может быть индуцировано и взаимодействием С3 с сахарами на поверхности микроба. Как и в процессах активации комплемента по классическому пути, фрагмент СЗа выполняет функции анафилатоксина, а фрагмент С3b, будучи связанным с микробной клеткой, — функции опсонина.
В процессе расщепления С3, не отягощенном микробной инфекцией, фрагмент С3b связывается с белком H и затем разрушается протеазой I. В развитии этого эффекта значимым этапом является взаимодействие белка H с такими молекулами, как нейтральные и анионные полисахариды или сиаловая кислота, активирующими его связывание с С3b. В таких условиях активируется также протеаза I, разрушающая фрагмент С3b по мере его образования. В результате этого компонент комплемента С3 остается неактивным.
В условиях дефицита сиаловой кислоты (бактериальная или вирусная инфекции, действие агрегированных иммуноглобулинов, липополисахаридов и др.), супрессирующего проявление активности белка Н, с фрагментом С3b, ковалентно связанным с микробной клеткой, взаимодействует сывороточный фактор В (обозначается так же, как Bf, относится к семейству трипсина, гомологичен по структуре и функциям компоненту комплемента С2) и образует с ним нековалентную связь в виде комплекса С3bВ. Этот комплекс становится субстратом для сериновой протеазы D (компонент системы комплемента) и расщепляется на фрагменты Ba и Bb. Фрагмент Bb остается связанным с С3b на поверхности клетки в виде активного комплекса С3bВb, гомологичного классической С3-конвертазе (C4b2a) и стабилизируемого на мембране клетки сывороточным белком P (пропердин). Комплекс СЗЬВЬ характеризуется как альтернативная С3-конвертаза, расщепляющая белок С3 с образованием фрагмента С3b и воспроизведением процесса активации комплемента.
Обычно образуемые в процессе протеолиза малые фрагменты компонентов комплемента обозначаются символом «а», тогда как более крупные фрагменты — символом «b». Исключением является С2, малые фрагменты которого часто обозначают как 2а, а большие — С2b.
Завершающие этапы процесса каскадной активации комплемента по альтернативному пути реализуются в результате взаимодействия фрагмента С3b с комплексом С3bВb и образования альтернативной С5-конвертазы — комплекса С3bВb3b. Дальнейшие стадии этого этапа аналогичны тем, которые регистрируются при активации комплемента по классическому пути — С5-конвертаза расщепляет компонент комплемента C5 на фрагменты С5а (анафилатоксин) и С5b (опсонин), активация фрагмента C5b сопровождается присоединением к нему терминальных компонентов комплемента и формированием мембраноатакующего комплекса C5b,6,7,8,9, способного перфорировать мембрану клетки-мишени.
Пектиновый путь активации системы комплемента (рис. 8.6) характеризуется как наиболее древний, впервые обнаруживается у беспозвоночных — асцидий, индуцируется в результате активации ранних классических компонентов системы комплемента взаимодействием углеводных молекул поверхности микробной клетки с маннансвязывающим пектином MBL (Mannan-binding lectin) и L-фиколином.
К группе MBL относятся протеаза Map-19 (MBL-assodated protease) и три сери новых протеазы: MASP-1, MASP-2 и MASP-3 (MBL-associated serine protease). MBL, L-фиколин, как и компонент комплемента Clq, относятся к семейству коллектинов. Функции белков Map-19 и MASP-3 не определены. Белок MBL по строению подобен компоненту комплемента Clq, MASP-1 гомологична компоненту C1r, MASP-2 гомологична компоненту C1s. Функции этих протеаз также аналогичны таковым C1r и C1s соответственно, но MASP-2 в составе комплекса MBL-MASP-2 проявляет способность расщеплять компоненты комплемента С4 и С2, тогда как комплекс MBL-MASP-1 обладает способностью непосредственно активировать компонент комплемента С3. Дальнейшие стадии активации комплемента по лектиновому пути с образованием С3- и С5-конвертаз и мембраноатакующего комплекса С5b,6,7,8,9 аналогичны таковым классического пути активации комплемента.
Перфорин-гранзимовые цитотоксины

Перфорин — порообразующий белок (Perforin — Pore-forming protein) и гранзимы — ферменты гранул (Granzymes — Granule-associated enzymes) являются теми секретируемыми эффекторными молекулами, с помощью которых NK-лимфоциты (так же как и ЦТЛ) разрушают генетически чужеродные клеточные элементы методами цитолиза.
Перфорин — мономерный гликопротеин, структурно и функционально подобен компоненту С9 системы комплемента, секретируется цитолитическими клетками (NK, К, ЦТЛ) в форме неактивного предшественника (мол. масса 70 кД) в составе макромолекулярного комплекса, включающего помимо перфорина гранзимы, хондроитин и протеогликан-серглицин (Serglycin — SG). В результате кальций-зависимого соединения с фосфолипидным слоем клетки-мишени и отщепления в кислой среде С-терминального фрагмента перфорин активируется. Активная форма перфорина (мол, масса 60 кД) NK-клеток перфорирует мембрану клетки-мишени и полимеризуется с образованием пор диаметром 6-7 нм. Через образовавшиеся поры в цитоплазму клетки-мишени проникают компоненты гранул цитолитических лимфоцитов, индуцирующих ее гибель по типу апоптоза, Кроме того, клетка-мишень подвергается осмотическому лизису вследствие поступающей в цитоплазму через образованные поры внеклеточной жидкости.
Защиту эффекторной клетки от аутокринного действия перфорина оказывает протеогликан (хондроитинсульфат А) клеточных гранул, способный связываться с перфорином и его инактивировать.
Гранзимы — ферменты гранул (сериновые эстеразы), секретируемые цитолитическими клетками (NK, К, ЦТЛ) в составе макромолекулярного комплекса, который включает помимо гранзимов перфорин, хондроитин и протеогликан-серглицин. Система перфоринов и гранзимов контролируется разными генами, гранзимы характеризуются наличием ряда форм — А, В, С, D, F, К, Н, M.
Проникая через поры, образованные перфорином, гранзим В индуцирует апоптоз клетки-мишени путем активации ее каспаз или непосредственно каспазонезависимым путем. Фрагментацию ДНК, индуцированную гранзимом В, усиливает гранзим А. Этот фермент действует цитолитически на клетки-мишени каспазонезависимым образом, обладает способностью разрывать молекулу ДНК без олигонуклеосомной фрагментации. Кроме того, гранзим А может блокировать репаративные процессы и стимулировать развитие апоптоза. В то же время фермент проявляет регуляторные свойства, не связанные с его цитолитической активностью.
Гранзим К, как и гранзим А, характеризуется трипсиноподобной активностью. Гранзим С индуцирует апоптотическую гибель клеток-мишеней, не опосредованную через их каспазы. Центральной мишенью каспазонезависимого действия гранзима С является ядро клетки, а затем и ее митохондрии. Kacпaзонезависимым действием, индуцирующим апоптоз клетки-мишени, характеризуется также гранулизин (Granulysin), содержащийся в гранулах NK-клеток и ЦТЛ и высвобождающийся в результате их дегрануляции. Во врожденных цитолитических реакциях NK-лимфоцитов участвует гранзим М, однако эта протеаза преимущественно локализуется в гранулах Т-лимфоцитов фенотипа CD3, CD56, В цитолитических реакциях врожденного иммунитета существенную роль играет ФИО, декретируемый NK-клетками и индуцирующий апоптоз клеток-мишеней в результате активации их каспаз.
Пептиды-антибиотики

Пептиды-антибиотики обеспечивают стерильность внутренней среды организма, содержат менее 100 (13-80) аминокислот, вырабатываются клетками растений, насекомых, бесхвостых земноводных (лягушки), млекопитающих (кролики, свиньи, овцы, крупный рогатый скот, обезьяны, человек и др.). Обычно они положительно заряжены и имеют форму, способствующую их связыванию с отрицательно заряженной стенкой микробов и проникновению в фосфолипидную мембрану патогена. В процессе порообразования дефензины могут формировать в мембране микробов агрегаты молекул, более эффективно разрушающие ее целостность. Описано около 400 пептидов с антибиотическими свойствами.
У млекопитающих охарактеризованы два основных семейства пептидов-антибиотиков — дефензины (имеют β-скдадчатую трехмерную структуру, стабилизированную тремя дисульфидами) и кателицидины (характеризуются наличием консервативного предшественника — домена кателина, соединенного с высоковариабельным С-терминальным зрелым пептидом). Дефензины мономеры, но некоторые молекулы формируют в растворе стабильные димеры. В зависимости от расположения и связывания цистеином, молекулы дефензинов подразделяются на α- и β-дефензины. α-Дефензины HNP-1, -2, -3 и -4 (от Human Neutrophil Peptide) обнаружены в содержащих миелопероксидазу азурофильных гранулах нейтрофилов человека, дефензины HD-5 и HD-6 (от Human defensine β) — в эпителиальных, богатых секреторными гранулами клетках Панета, локализующихся у основания крипт тонкой кишки и содержащих лизоцим и секреторную фосфолипазу А2 в качестве факторов локальной антимикробной защиты. α-Дефензины выявляются также в моноцитах и в отдельных популяциях Т-лимфоцитов и естественных клеток-киллеров. β-Дефензин HBD-1 выявлен в клетках эпителия мочеполового тракта, в отдельных участках почки, в моче, у женщин — во влагалище, матке, фаллопиевых трубах. Низкие уровни HBD-1 зарегистрированы во многих других органах, включая простату, плаценту, слюнные железы, трахею. HBD-2 обнаружен в моноцитах и в кератиноцитах кожи человека при воспалении, HBD-3 также обнаружен в кератиноцитах кожи человека при воспалении, в миндалинах и в клетках эпителия дыхательных путей. В условиях in vitro дефензины проявляют микробицидность против многих грамположительных и грамотрицательных бактерий, грибов и отдельных вирусов. Однако их активность в существенной степени определяется характером мишени. Например, дефензин HD-5 убивает за 3 часа in vitro более 90% листерий (Listeria monocytogenes), но мало активен против сальмонелл (S. typhimurium).
Помимо микробицидной и цитотоксической активности дефензины в наномолярных концентрациях (меньших по сравнению с теми, которые обеспечивают микробицидный эффект) действуют как сигнальные молекулы, связываются с рецепторами для АКТГ и выступают в качестве его антагонистов (кортикостатинов). Показана способность α-дефензинов оказывать хемотаксическое действие на наивные (девственные) Т-лимфоциты, β-дефензинов — на Т-клетки памяти, обе разновидности дефензинов проявляют хемотаксическое действие в отношении незрелых дендритных клеток. Дефензины участвуют в выработке ИЛ-8 и в активации белков системы комплемента.
Определение выработки пептидов-антибиотиков у разных видов животных обнаружило наличие дефензинов в гранулоцитах морских свинок, хомячков и крыс, но не мышей, α-дефензинов — в нейтрофилах и альвеолярных макрофагах кроликов, β-дефензинов — в нейтрофилах, альвеолярных макрофагах, клетках эпителия трахеи и языка крупного рогатого скота. У кроликов нейтрофильные дефензины известны под аббревиатурой NP (от Neutrophil Peptide, NP-1, NP-3а, NP-5), у крупного рогатого скота — BNBD (от Bovine Neutrophil β-defensin, BNBD-4, BNBD-5, BNBD-12).
Считается, что кателицидины, как и дефензины, экспрессируются в эпителиальных и фагоцитирующих клетках многоклеточных, т.е. в клетках, которые первыми атакуются внедряющимися в организм микроорганизмами и которые первыми активно реагируют на генетически чужеродные факторы агрессии. Кателицидины обнаружены в нейтрофилах крупного рогатого скота, свиней, овец, коз. Эти клетки могут содержать более десяти разных молекул кателицидинов, однако в нейтрофилах человека выявлен лишь один — hCAP-18/LL-37. Среди множественных кателицидинов описаны индодицидин, циклические бактенецины и кателицидины Вас-5 и Вас-7 крупного рогатого скота, пептид PR-39 и протегрины свиней, Smap-29 овец, CAP-18 кроликов. Противомикробная активность кателицидинов определяется их строением — некоторые члены этого семейства активны в нативном состоянии, тогда как большинство других проявляют активность в результате внеклеточного протеолитического расщепления молекулы с высвобождением активного С-терминального пептида из предшественника — домена кателина.
Кроме указанных молекул к пептидам-антибиотикам относят богатые гистидином пептиды — гистатины (подавляют функции митохондрий), образуемые слюнными железами, и отдельные пептиды, такие как буфорин, лактоферрицин и др., образуемые в результате частичного гидролиза таких макромоле-кулярных предшественников, как гистон Н2А и лактоферрин.
Среди множества других пептидов-антибиотиков описаны магаинин и темпорины лягушек, тахиплезины краба, апиденцины пчелы. У насекомых выявлены также цекропины, дефензины, дрозомицины, обогащенные глицином аттацины и диптерицины, обогащенные пролином дрозоцин и мечниковин. Семейство пептидов-антибиотиков включает также бактерицидный белок, индуцирующий бактериальную проницаемость — BPI (Bacterial permeability unducing protein). Пептиды-антибиотики проявляют широкий спектр антимикробной активности, включая грамположительные и грамотрицательные бактерии.
Белки острой фазы

Белки острой фазы вырабатываются в повышенных количествах в процессе развития воспаления, играют важную роль в выведении патогена из организма. К белкам острой фазы относятся С-реактивный белок, белки сурфактанта SP-A и SP-D, маннозосвязывающий лектин, фибриноген, сывороточный амилоидный белок (у грызунов), церулоплазмин, α1-антитрипсин, гаптоглобин. Наибольший вклад в иx образование вносят гепатоциты печени и макрофаги. Эти белки появляются в плазме крови через 4-6 час. после повреждения ткани, содержание отдельных из них в плазме возрастает на несколько порядков за сутки. Образование белков острой фазы индуцируют провоспалительные цитокины — интерлейкины-1, -6, фактор некроза опухоли-α. По выполняемым функциям в процессе элиминации патогена белки острой фазы подобны иммуноглобулинам, особенно IgM.
С-реактивный белок (СРБ) относится к семейству пентраксинов (молекула состоит из пяти одинаковых нековалентно связанных субъединиц), вырабатывается в печени, при воспалении его концентрация увеличивается в 1000 раз, связывается с фосфорилхолином клеточной стенки ряда бактерий и одноклеточных грибков, но не с фосфорилхолином фосфолипидов клеточных мембран млекопитающих (находится в форме, недоступной СРБ). Эффективным индуктором образования СРБ является провоспалительный цитокин интерлейкин-1. Связанный с микробами СРБ является хемоаттрактантом для нейтрофилов, а его связывание опсонизирует микроорганизмы и активирует их поглощение фагоцитами, открывает в фосфорилхолине структурные участки, взаимодействующие с Clq-компонентом комплемента и активирующие его по классическому пути.
Белки сурфактанта SP-A (Surfactant Protein А) и SP-D (Surfactant Protein D) относятся к легочным коллектинам, минимальная функциональная структура которых представлена тримерами, способными связывать сахара. Каждый три-мер представлен коротким аминотерминальным (NH2) перекрестносвязывающим доменом, тройным спиралевым доменом коллагенового типа и тримерной витой шейкой, связывающейся с лектиновыми доменами С-типа маннозного субтипа, распознающими углеводы — CRD (Carbohydrate recognition domain). Аминотерминальное перекрестное связывание гримерных субъединиц позволяет устанавливать мостики между пространственно разделенными лигандами. Все секретируемые коллектины поразделяются на два семейства — SP-A и SP-D. Семейство SP-A включает маннозосвязывающий лектин (MBL), к семейству SP-D относятся эволюционно родственные лектины бычьей сыворотки — конглютинин и CL-43.
Белок SP-A представлен относительно коротким коллагеновым доменом. В собранном виде молекула образуется из 18 цепей в виде букетоподобных октамеров, состоящих из гримерных субъединиц, по ультраструктуре имеет сходство с компонентом комплемента Clq. SP-A синтезируется и секретируется в воздушное пространство легких и в дыхательные пути альвеолярными клетками и отдельными клетками эпителия бронхиол в виде основного белка сурфактанта, обнаруживается также в железах подслизистой трахеи, в евстахиевой трубе и в других участках организма.
SP-D имеет относительно длинный коллагеновый домен. В собранном виде белок образован 12 цепями, включающими четыре гомотримерные молекулы. SP-D секретируется в виде растворимого белка клетками альвеолярного эпителия, обнаруживается в ротоглотке, верхних дыхательных путях, в железах трахеи и бронхов. SP-A и SP-D связываются с многими грамотрицательными и грамположительным и бактериями, с микобактериями, респираторными вирусами, одноклеточными грибками (табл. 8.4). Опсонизация микробов сопровождается их повышенной агрегацией и склеиванием, что усиливает последующую нейтрализацию и выведение из организма в результате усиления фагоцитоза, внутриклеточного переваривания, микробицидного действия продуктов фагоцитов, включая компоненты дыхательного взрыва. Зарегистрировано также регуляторное действие легочных коллектинов на функции клеток воспаления, активируемых микробами или их продуктами, например липополисахаридом (ЛПС).
Гуморальные факторы врожденного иммунитета животных и человека

Установлено связывание белков сурфактанта с рецепторным комплексом для ЛПС, в частности, с антигеном CDl4, с гликоконъюгатами клеточной поверхности (гликолипиды, фосфолипиды), с Clq (SP-A).
Маннозосвязывающий лектин (MBL — Mannose binding lectin) относится к субсемейству коллектинов SP-A, по структуре и функциям сходен, как и SP-A, с компонентом комплемента Clq. MBL подобно другим коллектинам способен связывать остатки маннозы вирусов, бактерий, простейших, дрожжей и опсонизировать микроорганизмы для более эффективного эндоцитоза фагоцитами. У млекопитающих углеводные молекулы заэкранированы. В связи с этим они не связываются с MBL.
Одним из важнейших участков MBL является домен, распознающий углеводы — CRD (см. выше). Этот домен по структуре гомологичен у всех пектинов, в спектр распознаваемых им мишеней входят маннаны, глюканы, липофосфогликаны и гликоинозитфосфолипиды с терминальными гексозами в виде маннозы, глюкозы, фукозы или N-ацетилглюкозамина. Обычно взаимодействие CRD с соответствующим олигосахаридом является генетически низкоаффинным. Для усиления аффинности необходимо взаимодействие доменов с множественными олигосахаридами или с множественными участками на олигосахариде. В связи с этим образование дектиновых мультимеров является способом повышения аффинности их связывания с соответствующими лигандами.
MBL характеризуется как основной фактор, обеспечивающий активацию системы комплемента по лектиновому пути — при связывании с микроорганизмами MBL активирует протеазы, расщепляющие компоненты комплемента С4 и С2 (см. выше). У жвачных к семейству сывороточных коллектинов относятся также конглютинин, CL-43 и внутриклеточный коллектин CL-L1. Гены, кодирующие MBL, типируются в «коллектиновом локусе» вместе с генами, кодирующми SP-A и SP-D.
Фибриноген характеризуется как β-глобулин, участвует в образовании тромба и остановке кровотечения, обладает опсонизирующей активностью, способен склеивать микробы, его фрагменты — фибринопептиды А и В проявляют противовоспалительные свойства. Повышенные концентрации фибриногена в поврежденной ткани индуцируют миграцию гранулоцитов в очаг воспаления.
Сывороточный амилоидный белок, как и С-реактивный протеин, относится к семейству пентраксинов, сходен с ним по структуре, обладает свойствами лектинов С-типа, т.е. способностью связываться с углеводными компонентами бактерий и опсонизировать их.
Церулоплазмин является α2-глобулином, участвует в транспорте меди и в удалении железа из гемоглобина повреждаемых при воспалении эритроцитов, препятствуя его поглощению микробами, участвует в обмене ряда биологически активных веществ (серотонин, аскорбиновая кислота и др.).
α1-Антитрипсин контролирует и регулирует активность ряда ферментных систем в очаге воспаления — протеаз системы комплемента, гиалуронидазы, коллагеназы эластазы, нейтральной протеазы и др., включая протеиназы бактерий.
Гаптоглобин, связывая гемоглобин и формируя с ним комплексы, способствует сохранению железа в организме, проявляя пероксидазную и антипротеазную активность, оказывает микробицидное действие, участвует в детоксикации организма.
Другие гуморальные факторы доиммунного воспаления

Помимо указанных выше гуморальных факторов в процесс развития воспаления и регуляции воспалительных реакций существенный вклад вносят цитокины — провоспалительные (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНОα, ИНФγ) и противовоспалительные (ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13, ТФРβ). Цитокины, в частности интерфероны типа I (α и β), играют значимую роль в противомикробной защите организма. Цитокины являются центральными компонентами реакций, регулирующих различные проявления иммунологического реагирования. До недавнего времени цитокины, вырабатываемые клетками системы мононуклеарных фагоцитов именовали монокинами, растворимые продукты лимфоцитов называли лимфокинами. Эти наименования групп цитокинов в настоящее время используются мало, поскольку была обнаружена выработка одних и тех же цитокинов различными клетками. В связи с этим и выявлением множественных фактов различной функциональной активности цитокинов их классификация претерпела существенные изменения.
Широким спектром антимикробной активности характеризуются серпроцидины (эластаза, катепсин G, азуроцидин, протеиназа-3). Являясь продуктами первичных гранул нейтрофилов, эти молекулы проявляют микробицидную активность против грамотрицательных и грамположительных бактерий, грибов, простейших.
К разряду активных гуморальных продуктов с противомикробным действием относят пероксидазы (лактопероксидаза, миелопероксидаза), лактоферрин, молекулы фосфолипазы A2.
Существенное регуляторное действие на защитные системы организма оказывает гормональный уровень. Гормоны характеризуются выраженным ингибирующим действием на процесс воспаления. При изменении гормонального уровня, например, при повышении уровня кортикостероидов в крови вследствие стресса снижается резистентность организма к инфекции, в т.н. и у естественно-резистентных животных, подавляется воспалительный ответ на внедрение микробов, микробы диссеминируют по организму и усиленно размножаются, активируются латентные инфекции. Повышение уровня стероидных гормонов может быть причиной гибели животных даже от обычно не патогенной для них микрофлоры слизистых дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта.
Лизоцим — фермент мураминидаза класса гидролаз с мол. массой 14-15 кД, содержит 129 аминокислотных остатков, вырабатывается и секретируется клетками миелоидного ряда (гранулоциты, моноциты/макрофаги), отличается широким распространением. Воздействуя на бактериальную стенку, лизоцим разрушает полисахаридные комплексы (катализирует гидролиз b-1,4 гликозидных связей между остатками аминосахаров N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты в полисахаридных цепях муреинов — гетерополисахариды стенки бактериальной клетки) и оболочку грамположительных бактерий и подавляет их рост. Литическое действие лизоцима на грамотрицательные бактерии осуществляется совместно с системой комплемента.
Как отмечалось ранее, ряд эффекторов врожденного иммунитета (базофильные гранулоциты, тучные клетки) содержат в гранулах множество биологически активных соединений — гистамин, гепарин, серотонин и др., проявляющих свойства медиаторов аллергического воспаления при высвобождении из клеток в результате взаимодействия IgE с рецепторами клеточной поверхности и их перекрестного сшивания. Среди этих продуктов в развитии аллергии наибольшая роль принадлежит гистамину (5-β-имидазолилэтиламин). Проявление активности гистамина связано с сокращением гладкой мускулатуры, повышением сосудистой проницаемости, гиперсекрецией слизи, действием на нервные окончания с формированием чувства зуда (при кожных проявлениях аллергии), образованием простагландинов, торможением хемотаксиса нейтрофилов и эозинофилов и др. Протеогликан гепарин проявляет антикоагулянтные свойства, способствует более эффективному проявлению эндоцитоза фагоцитами, регулирует активность триптазы, активацию клеток эндотелия, тормозит активацию компонентов системы комплемента, влияет на миграцию и пролиферацию клеток системы иммунитета, является компонентом гепаринобелкового комплекса, связывающего гистамин и др. молекулы. Серотонин (5-окситриптамин) локализуется в тучных клетках, тромбоцитах и в ряде других клеток, повышает активность ряда факторов свертывания крови; дегрануляция тромбоцитов с высвобождением серотонина сопровождается их агрегацией. Серотонин индуцирует анафилактический бронхоспазм у кошек, морских свинок, крыс и мышей, в механизмах анафилаксии у человека существенной роли не играет.
Эйкозаноиды представляют собой продукты метаболизма арахидоновой кислоты, включают простагландины, тромбоксаны, лейкотриены и др. молекулы. Эти соединения не депонируются в клеточных гранулах, синтезируются в результате активации клеток и секретируются по мере их образования. В процессе активации тучных клеток арахидоновая кислота, отщепляемая от фосфолипидов клеточной поверхности активированными формами фосфолипазы А2 или фосфолипазы С, метаболизируется двумя путями. Под влиянием 5’-липоксигеназы в тучных клетках, базофилах, нейтрофилах, моноцитах происходит образование нестабильной 5-перокси-6,8,11,14,-эйкозатетраеновой кислоты (НРЕТЕ), промежуточного продукта в образовании лейкотриенов — ЛТС4, ЛТБ4 и ЛТЕ4, являющихся смесью компонентов медленно действующего вещества анафилаксии (МДВ-А). Эти продукты характеризуются как С20-жирные кислоты с группой ОН в положении 5 и боковыми серусодержащими цепями в положении 6. Лейкотриены обладают активностью хемоаттрактантов, подавляют пролиферацию лимфоцитов и содействуют их дифференцировке, вызывают спазм гладкой мускулатуры, регулируют локальный кровоток, усиливают отделение слизи, вызывают развитие гиперемии и образование волдыря в коже. По бронхосократительной активности лейкотриены существенно превышают активность гистамина.
Другой путь метаболизма арахидоновой кислоты индуцируется циклоокси-геназами (1 и 2), под влиянием которых образуются простагландины (PGD2, PGE2, PGF2α и др.) через индукцию синтеза нестабильного промежуточного продукта — простагландина G2, и тромбоксан А2 — через выработку промежуточного нестабильного простагландина H2.
Простагландины являются С20-жирными кислотами, в молекуле которых имеется циклопентановое кольцо, действуют преимущественно местно и непродолжительно, быстро метаболизируются, характеризуются как вазодиляторы (E2) и как вазоконстрикторы (F2α), вызывают сокращение гладкой мускулатуры и агрегацию тромбоцитов (D2). PGE2, проявляя высокую активность, в частности противовоспалительную, подавляет высвобождение тучными клетками, базофилами, нейтрофилами, моноцитами растворимых субстанций (медиаторы воспаления и др. цитокины), угнетает хемотаксис лейкоцитов, вызывает местную гиперемию и локальное повышение температуры, способствует дифференцировке незрелых тимоцитов и стимулирует эритропоэз, но подавляет функции T-, В- и NK-лимфоцитов и др.
Источником тромбоксана А2 являются преимущественно тромбоциты, моноциты и макрофаги, в меньшей степени — тучные клетки, нейтрофилы и лимфоциты, Тромбоксан А2 является C20-жирной кислотой, содержащей в молекуле 6-членное кислородсодержащее кольцо, характеризуется как весьма короткоживущее соединение, превращающееся в неактивную молекулу тромбоксана В2. Действие тромбоксана А2 сопровождается сужением бронхов и сосудов, агрегацией тромбоцитов и высвобождением биологически активных факторов, способствует пролиферации лимфоцитов.
К числу продуктов, образующихся в процессе активации клеток (тучные клетки, базофилы, эозинофилы, нейтрофилы, моноциты/макрофаги, тромбоциты, клетки эндотелия), относится ФАТ — фактор, активирующий тромбоциты (1-алкил-2-ацетилглицеро-3-фосфохолин). Помимо тромбоцитов ФАТ активирует нейтрофилы, индуцирует их адгезию к эндотелию сосудов и миграцию в ткани, активирует в этих клетках кислородный обмен и накопление лейкотриенов, проявляет гипотензивные свойства, оказывает влияние на функции лимфоцитов. Экзогенное введение ФАТ сопровождается индукцией острой анафилаксии с развитием выраженной нейтропении, тромбоцитопении, базофилопении.
Кинины — семейство небольших полипептидов, которые образуются в плазме крови в процессе ее свертывания или в тканях в процессе расщепления высокомолекулярных белков — кининогенов под влиянием калликреинов — специализированных ферментов, представленных преимущественно аргининовыми эстеразами. Основными представителями семейства кининов являются нонапептид брадикинин (образуется при протеолизе высокомолекулярного кининогена калликреином плазмы) и каллидин (образуется при протеолизе низкомолекулярного кининогена тканевым калликреином). Кинины генерируют ощущение боли, индуцируют сокращение или расслабление гладкой мускулатуры, проявляют сосудорасширяющие свойства и повышают проницаемость сосудов, способствующих эмиграции лейкоцитов в очаг воспаления и образованию отека. Кинины стимулируют пролиферацию разных клеток, в т.ч, тимоцитов, активизируют образование отдельных эйкозаноидов.
Фибринонектин является белком плазмы и тканевых жидкостей (холодовый нерастворимый глобулин), состоит из двух субъединиц, синтезируется макрофагами, соединяется с клетками в форме мультимера. Фибронекин в процессе связывания с различными бактериями (стрептококки, стафилококки), с компонентом комплемента C1q, с частицами фибрина, участками связывания коллагена и их опсонизации претерпевает конформационные изменения, способствующие его соединению с фагоцитами и более эффективному эндоцитозу связываемых продуктов. Высокая реактивность белка сочетается с его выраженной нестабильностью. Фрагменты фибронектина, образующиеся в процессе опсонизации различных молекул и его деградации проявляют хемотаксические свойства.
В заключение описания многочисленных факторов врожденного иммунитета - физических, химических, клеточных, гуморальных и множественных механизмов, с помощью которых они обеспечивают антиинфекционную защиту, следует особо отметить генетически контролируемую резистентность многоклеточных к инфекционным агентам, определяемую наследованием отдельных параметров защитного реагирования.
Антиинфекционная резистентность может проявляться на уровне отдельных особей, пород, вида. Ее функционирование представляется высокоэффективным в случаях достаточно высокого наследования именно тех конкретных факторов, которые препятствуют распространению данного конкретного патогена по организму, обеспечивают его локализацию и развивают реакции, направленные на подавление размножения, деградацию и выведение продуктов разрушения патогена из организма. Проявление резистентности оказывается абсолютно эффективным в случаях, когда патоген вообще не имеет никаких условий для размножения и распространения по организму. Широкий спектр такой резистентности многократно описан. Известно, например, что к кори резистентны все испытанные животные, за исключением молодых щенков, обезьян и человека, человек не болеет куриной оспой или чумой рогатого скота, рогатый скот — чумой собак, чумой птиц или канареечной болезнью, крысы — дифтерией, животные — гонореей. Все животные, за исключением человека и обезьян, не болеют сифилисом. Известны резистентные и неустойчивые породы крупного рогатого скота, свиней, кур в отношении вирусных инфекций и сальмонеллезов. У. Бойд в капитальном груде «Основы иммунологии» приводит множество примеров таких различий. Так, например, алжирские овцы существенно более резистентны к инфицированию сибирской язвой по сравнению с европейскими. Линия мышей PRI обладает 100%-ной резистентностью к желтой лихорадке, тогда как линия Swiss в 100% восприимчива. Более того, животные, резистентные к одному инфекционному агенту, могут быть высокочувствительны к другому. Так, мыши, резистентные к энцефалиту Сент-Луи, восприимчивы к везикулярному стоматиту, бешенству и лимфоцитарному хориоменингиту. Сходные примеры даны Л.А. Зильбером в блестящей монографии «Основы иммунологии», ставшей настольным учебным пособием для многих поколений иммунологов, разрабатывающих проблемы защитных функций многоклеточных. Например, индийские зебу являются более резистентными к ящуру, сибирской язве и техасской лихорадке по сравнению с европейскими породами рогатого скота, а азиатские породы оказываются более устойчивыми к техасской лихорадке.
Роль генетически контролируемых факторов, определяющих видовые особенности животных в проявлении врожденной резистентности, отмечает А.Е. Вершигора. Так, лягушки не болеют сибирской язвой вследствие того, что их температура тела ниже оптимума развития микроба. Невосприимчивость к столбнячному токсину рыб, ящериц и крыс — к дифтерии объясняется отсутствием на соответствующих клетках рецепторов к столбнячному и дифтерийному экзотоксинам. Наличие отдельных метаболитов в плаценте крупного рогатого скота (эритрол) способствует эффективному размножению бруцелл в этой ткани, тогда как его отсутствие у крыс, кроликов и человека препятствует эффективному размножению микроба в их плаценте. Выше описана резистентность кур к сибирской язве, обусловленная более высокой температурой птиц по сравнению с той, которая требуется микробу для его размножения.
Совершенно очевидно, что приведенные примеры не абсолютны, они определяются рядом факторов, включая возрастной, нормальными условиями питания и содержания животных. Так, например, видовая устойчивость к тем или иным болезням во многих случаях отсутствует у новорожденных особей. Недостаточность питания и содержания животных существеннейшим образом сказывается не только на их продуктивности, но и на восприимчивости к заболеваниям. Более того, в отдельных случаях резистентные особи к инфицировавшим их микробам могут являться носителем и резервуаром этих возбудителей. Так, голуби и фазаны могут быть носителями и резервуаром вируса инфекционного энцефаломиелита лошадей, а человек — носителем вируса чумы собак.