УДК 612.821

ГУМОРАЛЬНЫЕ И КЛЕТОЧНЫЕ ФАКТОРЫ АНТИЭНДОТОКСИНОВОГО ИММУНИТЕТА

Опарина Ольга Николаевна
ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»
доктор биологических наук, профессор кафедры «Теоретические основы физического воспитания»

Аннотация
В процессах связывания и элиминации эндотоксина (ЭТ) из системного кровотока принимают участие многие гуморальные и клеточные факторы. Среди гуморальных факторов антиэндотоксиновой защиты ведущая роль принадлежит антигликолипидным антителам, которые могут инактивировать ЭТ любого происхождения, поскольку они способны взаимодействовать с липидом А, входящим в состав ЛПС самых различных грамотрицательных бактерий. В силу этого обстоятельства титры этих антител можно рассматривать как интегральные показатели гуморального звена антиэндотоксинового иммунитета.
Благодаря способности липополисахарида (ЛПС) взаимодействовать с рецепторами (CD, Fc, Toll-like, др.) клеточных мембран, многие клетки способны участвовать в процессах связывания и элиминации ЭТ из системного кровотока. Среди резидуальных ЭТ-связывающих клеточных систем, ведущая роль принадлежит системе фиксированных макрофагов печени, а среди кровяных – полиморфноядерным лейкоцитам. В связи с этим, определение активности гранулоцитарного звена антиэндотоксинового иммунитета может дать полезную для клиницистов информацию о состоянии антиэндотоксиновой защиты и резервных возможностях организма противостоять патогенному действию избытка ЛПС.

Ключевые слова: факторы антиэндотоксинового иммунитета, эндотоксин


HUMORAL AND СELL-MEDIATED COMPONENTS OF THE ANTIENDOTOXIC IMMUNITY

Oparina Olga Nikolaevna
Federal State Government-financed Establishment “Penza State University”
D.Sc. (Biology), Professor, the Chair of Theory of Physical Education

Abstract
In binding and elimination of the endotoxin (ET) form the systemic blood both the cell-mediated and humoral factors are involved. Among the humoral components of the antiendotoxic immunity, it is the anti-glycolipid antibodies that play the major protective part, since they can activate ET of any origin and are capable of interacting with the lipid A which is a component of the LPS of different gram-negative bacteria. Therefore, the titers of these antibodies can be considered as integral indices of the humoral component of the antiendotoxic immunity.
Due to the ability of lipopolysaccharides (LPS) to interact with the cell membrane receptors (CD, Fc, Toll-like, etc.) numerous cells are capable of binding and eliminating ET from the systemic blood circulation. In this respect the fixed macrophages in the liver and polymorphonuclear leucocytes which represent the residual ET-binding cellular systems and blood cells, respectively, are considered to be most significant. Accordingly, analysis of the granulocytic component of antiendotoxic immunity can provide clinicians with useful information on the body antiendotoxic immunoprotection status and the spare capacity to resist the pathogenic effects of high LPS levels.

Keywords: components of the antiendotoxic immunity, endotoxin


Рубрика: 03.00.00 БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Опарина О.Н. Гуморальные и клеточные факторы антиэндотоксинового иммунитета // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 11. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/11/37113 (дата обращения: 04.06.2017).

Гуморальные факторы. В плазме крови содержится большое количество компонентов, способных связывать эндотоксин кишечной микрофлоры (ЭТ). К ним относится ряд острофазных реактантов, в частности, некоторые арилэстеразы, С-реактивный белок и амилоид А, а также фактор, вызывающий дезагрегацию субъединиц ЛПС. После дезагрегации субъединиц ЛПС с ними взаимодействуют липопротеины высокой удельной плотности (ЛПВП), связывающие более половины ЭТ в течение нескольких минут после его внутривенного введения [1, с.100-106]. Связывание ЛПС с ЛПВП приводит к значительному снижению его токсичности. Комплексы ЭТ c ЛПВП циркулируют в крови в течение 24 часов, затем постепенно поглощаются тканями и выводятся [2, P.2133-2143]. Высокие концентрации этих комплексов обнаружены в надпочечниках [3, P.1516-1524]. Возможно, повышенное содержание данных комплексов в надпочечниках имеет защитное значение, так как комплексы стимулируют продукцию антистрессовых гормонов, повышающих устойчивость к ЛПС [4, P.91-95]. Однако при высоком содержании комплексов возможно повреждение функций надпочечников, что в итоге может привести к развитию их недостаточности [5]. О значимости связывания ЛПС с ЛПВП в защите организма от ЭТ свидетельствует повышение естественной резистентности животных к ЛПС при повышенном содержании ЛПВП [1, с.100-106].

В последние годы выявлена ЭТ-связывающая способность острофазных белков с прямым или опосредованным бактерицидным или бактериостатическим действием. В сыворотке крови людей имеется белок теплового шока HSP 60, который относится к белкам острой фазы воспаления и способен связываться с липидом А ЛПС. В опытах in vivo на клетках аорты крыс Lewis отмечено увеличение HSP 60 через 6 часов после воздействия ЭТ, причем высокий уровень содержания сохранялся в течение 48 часов [6, P.101]. Кроме того, в исследованиях in vivo HSP 60 выявлен в гранулах нейтрофилов. Отмечается определенное сходство HSP человека и HSP бактерий. Так, антитела сыворотки к HSP 60 человека реагируют с HSP Е.coli [7, P.1560].

К острофазным белкам, вырабатываемым печенью, относят альфа-1-антитрипсин, альфа-1 кислый гликопротеин, амилоид А и Р, антитромбин-III, С-реактивный белок, ингибитор С-1-эстеразы, альбумин, С3-компонент комплемента, церуплазмин, трансферрин, гаптоглобулин, оросомукоид, плазминоген [8, P.1475; 9, P.4662]. Воздействие ЭТ вызывает повышение концентрации в плазме крови С-реактивного белка в 10-100 раз. Этот белок обладает способностью связываться с полисахаридом на поверхности Streptococcus pneumoniae. С-реактивный белок активирует систему комплемента, подавляет функции тромбоцитов и моноцитов, тормозит ретракцию сгустка и стимулирует фагоцитоз нейтрофилами [10, с. 10-13; 11, P. 3837].

Важным гуморальным фактором, связывающим ЭТ, являются антитела [12, P.115-121]. Высокой антиэндотоксиновой активностью обладают антитела к О-цепям ЛПС, но их роль в естественных условиях достаточно низка из-за большого разнообразия антигенных детерминант О-цепей у грамотрицательных (Гр-) бактерий, что определяет очень низкую вероятность встречи О-специфических антител и соответствующих ЛПС. В связи с этим важная роль в гуморальной антиэндотоксиновой защите принадлежит антителам к глубоким детерминантам R-кора ЛПС, в частности, антителам к Rе-гликолипиду. Этот гликолипид состоит из КДО и липида А, то есть, из компонентов, которые входят в состав ЛПС большинства Гр- бактерий. Было показано, что при госпитальных инфекциях, вызванных условно патогенными Гр- бактериями, выживаемость больных прямо зависела от величины титров антител к Re-гликолипиду [13, P.79]. При брюшном тифе отмечена обратная зависимость между содержанием антител к Re-гликолипиду и тяжестью клинического течения заболевания [14, с. 103-107]. У больных перитонитами с увеличением степени снижения титров антител к Re-гликолипиду увеличивалась частота развития осложнений и длительность пребывания в стационаре. По данным Т. А. Гремяковой [15], антитела к Re-гликолипиду, нейтрализующие эндотоксины различных грамотрицательных бактерий, выявляются в больших или меньших титрах у большинства здоровых людей.

В работе И. А. Аниховской [16] показана возможность использования показателей гуморального звена АЭИ в качестве интегрального показателя, характеризующего состояние здоровья человека. Проверка этого способа на здоровых донорах показала, что в норме количество антител к ЛПС E.coli О14 (ОАЭ) (показатель А2 равен 400 у.е.О.П.) в сыворотке крови примерно в 2 раза превышает содержание антител к Re-гликолипиду (показатель А1 равен 200 у.е.О.П.), соотношение А21 (показатель А3) составляет 2/1. Применение этого способа для обследования 152 человек, работавших на химическом производстве и признанных при традиционной диспансеризации практически здоровыми, выявило наличие существенного разброса показателей. По показателям А1, А2 и А3, все обследованные были разделены автором на 11 групп, из которых лишь одна (первая) характеризовалась наличием показателей нормы. Незначительные отклонения от нормы были обнаружены в группе 2. На предприятии с экологически чистыми условиями производства большинство обследованных (68%) относилось именно к этим двум группам. На химически вредном производстве к первым двум группам отнесено лишь 17% обследованных. Большие количественные различия выявлены также в группах 5,8,9,10 и 11. 38% сотрудников (745 человек) химического производства относилось к группе 5. У 52% пациентов этой группы была выявлена патология эндокринных органов. В группе 8 на химическом производстве (392 человека) в 72% случаев обнаружены различные заболевания желудочно-кишечного тракта и в 60% случаев – вирусные инфекции. Большой интерес вызывала 11 группа. К 11 группе отнесены 173 (7%) человек, работающих на экологически чистом производстве и 412 (21%) человек, работающих на химическом производстве. В этой группе выявлены вирусные инфекции (65% случаев), мочеполовые инфекции (16% случаев), пневмонии (11% случаев), заболевания эндокринной системы (12% случаев) и желудочно-кишечного тракта (8% случаев). Особого внимания заслуживает 10 группа. На экологически чистом производстве показатели этой группы не были выявлены ни у одного человека. В то же время на химическом производстве к этой группе отнесены 78 (4%) человек. У пациентов этой группы в 64% случаев выявлены различные злокачественные новообразования. Кроме того, диагностированы заболевания эндокринных органов (41% случаев), пневмонии (27% случаев), заболевания желудочно-кишечного тракта (11% случаев), коллагенозы (10% случаев), туберкулез (5% случаев), цирроз печени (5% случаев) и заболевания неясной этиологии (2,5% случаев). Во многих группах обнаружены также доброкачественные опухоли. Дисбактериозы кишечника выявлены во всех группах, особенно часто в 11, 9, 2, 8 и 5.

С наименьшей частотой патологические процессы выявлены в первых четырех группах. На основании этих материалов автором были классифицированы состояния здоровья (резистентности) в 1 группе как нормальное, во 2 – 4 группах как субкомпенсированное снижение,  в 5 – 11 группах как декомпенсированное снижение и определена вероятность обнаружения тех или иных патологических процессов в различных группах.

Разработанный автором метод позволил провести целенаправленную диагностику и рациональное лечение. Было отмечено, что после лечения у пациентов восстанавливались показатели гуморального АЭИ. Поэтому мы считаем, что определение этих показателей можно использовать для оценки здоровья спортсменов различных специализаций, эффективности тренировочного процесса, выявления скрыто протекающих иммунодефицитов, предболезни и болезни для проведения своевременного лечения [17, с. 135-138; 18] .

Клеточные факторы. ЭТ, проникший из кишечника в систему воротной вены, захватывается и подвергается разрушению в клетках ретикуло-эндотелиальной системы (РЭС), преимущественно в клетках Купфера, с последующей детоксикацией в клетках печени. При нарушении функций печени и РЭС ситуация значительно меняется. При циррозе печени свободный ЛПС легко обнаруживается в циркулирующей крови.

Одной из главных клеток крови, акцептирующих ЭТ, является полиморфноядерный лейкоцит (ПЯЛ) [19, с. 4-6]. Это подтверждается данными о том, что у здоровых людей в тонких мазках крови обнаруживаются около 3,5% полиморфноядерных лейкоцитов, связавших эндотоксин в кровотоке (in vivo) при помощи так называемого Fc-опосредованного связывания, то есть, при помощи антител, фиксированных на Fc-рецепторах лейкоцитов [20, с. 76-79]. У здоровых людей в кровотоке имеются также гранулоциты, способные к Fc-зависимому связыванию эндотоксина in vitro, т.е. у здоровых людей имеются резервы связывания ЛПС лейкоцитами. Таким образом, гранулоциты играют важную роль в детоксикации ЭТ, Fc-зависимое связывание можно рассматривать в качестве клеточного звена антиэндотоксинового иммунитета.

Перечисленные клеточные и гуморальные факторы иммунитета в нормальных физиологических условиях могут достаточно надежно защищать организм здорового человека от неблагоприятного повреждающего действия эндотоксина.


Библиографический список
  1. Аполлонин А.В., Яковлев М.Ю., Рудик А.А., Лиходед В.Г. Эндотоксинсвязывающие системы крови // Журнал микробиологии, эпидемиологии, иммунобиологии. 1990. №11.
  2. Mathison J.C., Ulevitch R.J. The clearance, tissue distribution and cellular localization of intravenously injected lipolysaccharide in rabbirs // J. Immunol. 1979. V.123.
  3. Ulevitch R.J., Johnston A.R., Weinstein D.B. New functions for high density lipoproteins. Their participation in intrvascular reactions of bacterial lipopolysaccharides // J.Clin.Invest. 1979. V.64.
  4. Path G., Scherbaum W.A., Bornstein S.R. The role of interleukin-6 in the human adrenal gland // Eur. J. Clin. Invest. 2000. V.30 (Suppl. 3).
  5. Виру А.А., Кырге П.К. Гормоны и спортивная работоспособность. М.: ФиС, 1983.
  6. Shainkin-Kestenbaum R., Zimlichman S., Lis M. et al. Modulation of prostaglandin I2 production from bovine aortic endothelial cells by serum amyloid A and its N-terminal tetradecapeptide // Biomed. Pept. Proteins. Nucleic. Acids. 1996. V. 2(4).
  7. Mayr M., Metzler B., Kiechl S., Willeit J. et al. Endothelial cytotoxicity mediated by serum antibodies to heat shock proteins of Еscherichia coli and chlamydia pneumoniae: immune reactions to heat shock proteins as a possible link between infection and atherosclerosis // Circulation. 1999. V. 99(12).
  8. Liao F., Lusis A.J., Berliner J.A., Fogelman A.M. et al. Serum amyloid A protein family. Differential induction by oxidized lipids in mouse strains // Arterioscler. Thromb. 1994. V. 14(9).
  9. Ray B.K., Ray A. Involvement of an SAF-like transcription factor in the activation of serum amyloid A gene in monocyte/macrophage cells by lipopolysaccharide // Biochemistry. 1997. V. 36(15).
  10. Воробьев А.А., Борисова Е.В., Борисов В.А. Липополисахариды грамотрицательных вирулентных бактерий и их роль в инфекции и иммунитете // Вестн. РАМН. 1997. №3.
  11. Holschermann H., Durfeld F., Maus U. et al. Cyclosporine a inhibits tissue factor expression in monocytes (macrophages) // Blood. 1996. V. 88(10).
  12. Smith D.E. Activities of antilipopolysaccaride immunoglobulins // Ph. D. Thesis. University of Edinburg. 1988.
  13. Glumeck N. et al. Bacterial endotoxins and host respons // Amsterdam. 1980.
  14. Гремякова Т.А., Погорельская Л.А., Ильинский Ю.А., Лиходед В.Г., Поверенный А.М., Табачник А.Л. Антиэндотоксиновая активность  сывороток крови больных брюшным тифом // Микробиология. 1982. №9.
  15. Гремякова Т.А. Выявление эндотоксинов грамотрицательных бактерий и связывающих их белков // Авторефер. …канд. мед. наук. М., 1983.
  16. Аниховская И.А. Выявление групп риска, выбор тактики обследования и оценка эффективности лечения различных заболеваний по показателям антиэндотоксинового иммунитета // Автореф. …канд. мед. наук.  М.,  2001.
  17. Опарина О.Н. Показатели активности антиэндотоксинового иммунитета и концентрации липополисахарида кишечной микрофлоры в крови человека при физических нагрузках // Физиология человека. 2004. №1.
  18. Опарина О.Н., Кочеткова Е.Ф. Новые технологии в определении и оценке иммунного статуса спортсменов // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 8 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/08/36350
  19. Пермяков Н.К., Яковлев М.Ю., Галанкин В.Н. Эндотоксин и система полиморфноядерного лейкоцита // Архив патологии. 1989. Т.51. №5.
  20. Лиходед В.Г., Аниховская И.В., Аполлонин А.В. и др. Fc-зависимое связывание эндотоксинов грамотрицательных бактерий полиморфноядерными лейкоцитами крови человека // Микробиология. 1996. №2.


Все статьи автора «Опарина Ольга Николаевна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Один комментарий к “Гуморальные и клеточные факторы антиэндотоксинового иммунитета”

  1. 06.12.2014 в 22:02

    Интересная работа. На свои вопросы частично ответ получил.

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: