 |
Обмен веществ в лейкоцитах
|
|
|
|
1) лейкоциты являются полноценными клетками и содержат все необходимые для осуществления базального метаболизма органеллы;
2) лейкоцитам присущи все виды обмена (за исключением глюнеогенеза);
3) обмен веществ в лейкоцитах характеризуется рядом особенностей (в связи с выполнением ими специфических функций).
® бактерицидная активность фагоцитов связана с синтезом различных лизосомальных ферментов – их свыше 50 (миелопероксидаза, b - глюкозидаза, катепсины, эластаза, лизоцим (муромидаза));
® антипаразитарная и противоаллергическая активность эозинофилов связана с синтезом major base protein (главного основного белка) и гистоминазы;
® способность базофилов вызывать аллергические реакции связано с выработкой гистамина и гепарина;
® высокое содержание рибосом в цитоплазме плазматических клеток объясняется синтезом антител;
4) метаболизм лейкоцитов способен быстро реагировать на изменение условий среды. Это способность позволяет лейкоцитам существовать в аэробной и анаэробной среде (очаге воспаления), легко активизироваться в присутствии чужеродных веществ. Этому способствуют:
® особенности углеводного обмена. Гранулоциты (особенно нейтрофилы) запасают большое количество гликогена – это «аварийный запас клеток», используемый только при отсутствии в среде свободной глюкозы (очаг воспаления);
® особенности энергетического обмена. Для гранулоцитов была установлена возможность сосуществование гликолиза и дыхания, т.е. этим клеткам присущ не совершенный эффект Пастера (подавление гликолиза кислородом). Особенностью гликолиза является и то, что преобладает над дыханием в отличие от других клеток животного организма;
|
|
|
® хорошо развитая механохимическая система клеток. Содержат сократительные белки (актин, миозин), что позволяет им выходить из кровеносных сосудов и активно перемещаться;
® благодаря инозитолфосфатной системе лейкоциты способны быстро переходить из покоящихся клеток в активно функционирующие.
Значение реакций образования АФК лейкоцитами
1) резорбция костей осуществляется остеокластами (специализированными макрофагами), которые применяют АФК для осуществления этого процесса;
2) защита организма от инфекционных агентов, продуктов распада тканей.
Фагоцитоз. Механизмы фагоцитоза с биохимической точки зрения
Фагоцитоз – процесс активного поглощения и переваривания клетками организма попавших в него живых и убитых микробов или других инородных частиц. Фагоцитоз осуществляется макрофагами и нейтрофилами, но присущ и другим лейкоцитам.
Стадии фагоцитоза
1) хемотаксис – целенаправленное передвижение фагоцитов в направлении химического градиента хемоаттрактантов (ими могут быть бактериальные компоненты, лимфокины);
2) адгезия (прикрепление);
3) эндоцитоз – впячивание мембраны с образованием фагоцитарной вакуолей – фагосомы;
4) внутриклеточное переваривание связано с образованием фаголизосом, путем слияния первичных лизосом (азурофильных гранул) с фагосомами.
Механизмы фагоцитоза
Взаимодействие чужеродных частиц (опсонизированных бактерий, латекса) с поверхностью фагоцита вызывает его активацию, выражающуюся в перестройке метаболизма клетки – увеличивается ионная проницаемость клеточной мембраны; в десятки раз увеличивается потребление клеткой глюкозы и кислорода, что сопровождается образованием О2-. Это явление называют «дыхательным взрывом» или «респираторным взрывом» в его основе лежит повышение образования НАДФН в клетке в результате активации гексозомонофосфатного шунта и окисления НАДФН ферментным комплексом НАДФН – оксидазой (реакция (9)).
|
|
|
О2-, в свою очередь превращается в другие АФК - *ОН; Н2О2.
Именно генерация О2-. объясняется не только микробоцидное и цитотоксическое, но также, в немалой степени, и иммунорегуляторное действие активированных фагоцитов. О2-. участвует в выработке хемотоксических пептидов и индуцирует синтез интерлейкин-1-подобного фактора. О2-. взаимодействует с эндотелиоцитами, ингибирует эндотелиальный фактор релаксации сосудов, и, как следствие, увеличивает адгезию циркулирующих гранулоцитов к эндотелиоцитам.
В обеспечении биоцидности полиморфноядерных лейкоцитов важная роль принадлежит миелопероксидазе, которая содержится в азурофильных гранулах. Фермент начинает действовать уже в фагосоме при её слиянии с лизосомой. Благодаря катализируемой ферментом реакции, происходит образование мощных биоцидных соединений гипогалоидов – НОСl. Ионы гипоиодида непосредственно разрушают мембранные белки за счет реакции прямого иодирования. Гипохлорид реагирует с аминогруппами структур мембраны микробов с образованием хлораминов, а также может действовать опосредованно через образование синглетного кислорода.
Активация фагоцитов способствует выбросу свободных протеиназ, разрушительная активность которых сдерживается а1- антитрипсином. Однако, под влиянием АФК, продуцируемых фагоцитами, (особенно HСlO), возникает дефицит а1- антитрипсина. В результате проксиназы могут разрушать ткани окисление же липидов мембран приводит к появлению хемотрактантов. Таким образом, активация фагоцитов является «автокаталитическим» процессом, что может привести к образованию порочного «круга» в очагах воспаления. В организме существуют естественные механизмы торможения воспалительных реакций. Так, нейтрофилы выделяют лактоферрин, который связывает свободное железо, переводя его тем самым в каталитически неактивную форму, а также высокие концентрации таурина, который реагирует с гипохлоритом и защищает тем самым нейтрофилы от поражения.
АФК влияют на образование токсичного для бактерии оксида азота NO (10) О2+L-аргинин® NO+ цитруллин.
Фермент – индуцибельная синтаза оксида азота в результате взаимодействия NO с АФК образуются ещё более токсичные пероксинитриты.
|
|
|
Итак, образование АФК и гипохлоридов является кислород зависимым механизмом уничтожения микробов.
Существуют и кислород – независимые бактерицидные механизмы к ним относится, например, секреция в фагосому веществ, находящихся в специфических гранулах нейтрофилов. Секретируются катапсин, эластаза, протеиназа, дефензины, катионные белки, лизоцим, лактоферрин.
Дефензины – природные антибиотики полипептидной природы. Формируют порог в мембранах микробных клеток. Дефензины богаты остатками цистеина и аргинина.
Другим антимикробным механизмом является снижение рН. Н+ - зависимая АТФ – аза «закачивает» в фаглизосому ионы Н+.
При патологиях выполнения фагоцитами своих функций может существенно снижаться например, при наследственном дефиците миелопероксидазы. У больных хроническим гранулематозом фагоцитарные клетки не образуют АФК и не способны уничтожать фагоцитированные микроорганизмы. Это заболевание характеризуется очагами хронического воспаления, которое вызывают возбудители гнойных инфекций.
ЭНДОГЕННАЯ ИНТОКСИКАЦИЯ
Состояние эндогенной интоксикации (ЭИ) или отравление собственными продуктами обмена возникает при различных патологиях:
почечная недостаточность, ожоговая болезнь, перитонит, цирроз печени, кожные, инфекционные болезни, инфаркт миокарда и др.
При ЭИ происходит накопление в крови конечных продуктов обмена (мочевина, мочевая кислота и других), продуктов ПОЛ, гормонов, медиаторов и продуктов их распада, цитокинов, нуклеотидов и циклических нуклеотидов, олигопептидов и олигосахаридов. Усиление ПОЛ вызывает выход из лизосом при разрушении их мембран литических ферментов, усугубляющих деструктивные процессы и способствующих дальнейшему накоплению продуктов ЭИ. Продукты ЭИ сорбируются тромбоцитами, эритроцитами, снижается осмотическая резистентность форменных элементов. Когда сорбционная способность клеток исчерпана, ничто не мешает накоплению продуктов ЭИ в плазме крови, форменные элементы при этом разрушаются (в первую очередь возникает тромбоцитопения, которая вносит вклад в развитие ДВС-синдрома). Возникает вторичная недостаточность печени, почек (например, при ожоговой болезни почечная недостаточность, при обострении пиелонефрита - поражение печени).
|
|
|
Накопление продуктов ЭИ в биологических жидкостях можно определить спектрофотометрированием в УФ области (l 200 - 260 нм), так называемый метод определения молекул средней массы (МСМ).
С помощью иммунологических методов определяют содержание регуляторных или R-белков - одного из составляющих продуктов ЭИ.
Показатели ЭИ используют в клинике как прогностические, так как их увеличение происходит до наступления необратимых изменений в организме. В то же время повышение уровня ЭИ является показанием к применению срочных мероприятий для предотвращения необратимых изменений.
|
|
|
