Фагоцитоз

Хемотаксис

см. Миграция лейкоцитов

Адгезия

Моле­кулярные шаблоны

Механизм адгезии фагоцитов типоспецифичен и основывается на взаимодействии специальных мембранных рецепторов фагоцитов с патогенсвязанными моле­кулярными шаблонами, входящими в состав поверхностных структур бакте­риальных клеток. Чаще всего в качестве молекулярных шаблонов выступают липополисахариды, остатки маннозы и липотейхоевые кислоты. При этом ва­жен не сам факт наличия молекул того или другого шаблона на поверхности клетки, а плотность их распределения на том участке поверхности бактерии, с которым непосредственно взаимодействует фагоцит. Так, единичные остат­ки маннозы могут встречаться и на собственных клетках организма, особенно при частичной потере поверхностных экранирующих молекул. В то же время на бактериальных клетках содержится огромное количество остатков маннозы, что позволяет фагоциту плотно фиксироваться на бактерии и создает доста­точный по силе активационный сигнал для перестройки цитоскелета в месте фиксации объекта и последующей его интернализации (поглощения). Следует отметить, что даже при высокой плотности экспрессии молекулярных шабло­нов захват объектов, опосредованный их распознаванием, во многих случаях является недостаточно эффективным.

Опсонины

Для решения этой проблемы в процессе адгезии для фагоцитов нарабатывается новый способ распознавания объектов — с помощью опсонинов-антител. Он состоит в синтезе специфических антител к многочисленным и разнообразным поверхностным молекулам бактериальных клеток (антиге­нам). Синтезированные иммуноглобулины, фиксируясь своими антигенсвязывающими центрами на поверхностных молекулах (т. е. осуществляя специфи­ческое распознавание), густо покрывают поверхность бактериальной клетки, «визуализируя» ее для фагоцитов,

Способность к опсонизации обусловлена уникальной структурой антител. Молекула иммуноглобулинов имеет два полюса: на одном из них располага­ется антигенсвязывающий сайт (Fab-фрагмент), специфический по своей про­странственной структуре, а на другом — так называемый Fc-участок, иден­тичный у всех антител. При этом Fab-фрагмент взаимодействует с антигеном бактериальной клетки, a Fc-участок молекулы оказывается ориентированным наружу и является вполне удобной мишенью для распознавания фагоцитом, тем более что последний имеет в своем распоряжении соответствующие ре­цепторы (так называемые Fc-рецепторы). Таким образом, антитела выпол­няют роль своеобразных адаптеров, трансформируя уникальный антигенный спектр патогена в однообразный набор собственных Fc-участков, доступный для распознавания фагоцитами. Исходя из физико-химических представлений, взаимодействие рецепторов фагоцитов с опсонинами является более эффек­тивным, нежели с молекулярными шаблонами, так как первые — собственные молекулы, а вторые — молекулы патогена.

Поскольку между опсонинами и рецепторами макрофагов существует опре­деленная комплементарность (пространственное и физико-химическое взаимосоответствие), механизм фиксации фагоцита на объекте фагоцитоза получил название зипперного и напоминает действие замка-молнии.

Фагосома

Второй этап фагоцитоза заключается в поглощение (интернализация) объекта фагоцитоза, инициирующееся актива­ционными сигналами, которые поступают внутрь фагоцитирующей клетки при взаимодействии ее рецепторов с опсонинами или молекулярными шаблона­ми. В основе процесса поглощения лежит перестройка цитоскелета фагоци­та, который, как известно, определяет форму клетки. В результате подобной перестройки происходит инвагинация (втягивание) того участка мембраны, на котором фиксирован патоген. Последний поглощается все глубже внутрь ци­топлазмы, пока не настанет момент, когда мембрана над ним сомкнется и он окажется окруженным своеобразным мембранным мешком, получившим на­звание фагоцитарной вакуоли, или фагосомы. Важно отметить, что в фагосомах бактериальные клетки остаются вполне жизнеспособными. Снижение pH среды за счет усиленной работы протонных насосов, содержащихся в мембране фагосомы, чаще всего приводит лишь к инактивации микроорганизмов. Для их полного уничтожения необходимо поступление факторов агрессии, сконцент­рированных в других органеллах — лизосомах. Подобные механизмы составля­ют субстрат последующего этапа фагоцитоза.

Фаголизосома

Первичными называют лизосомы, содержащие факторы агрессии, но ли­шенные объекта фагоцитоза. При слиянии с фагосомами первичные лизосомы трансформируются в фаголизосомы, или вторичные лизосомы, что и составляет третий этап фагоцитоза. Именно здесь с помощью как кислород-зависимых, так и кислород-независимых механиз­мов осуществляется деструкция захваченного патогена.

Активные формы кислорода

см. Активные формы кислорода

К кислород-зависи­мым механизмам микробицидности фагоцитов относят повреждения патогенов с помощью активных форм кислорода, а именно супероксид-аниона, синглетного кислорода, гидроксильного аниона, перекиси водорода, иона хлора и гипохлорной кислоты (НПО). Следует отме­тить, что действие двух последних компонентов во многом аналогично дейс­твию хлорной извести (NaCIO).

Гуморальные факторы

см. Гуморальные факторы врожденного иммунитета

К кислород-независимым механизмам относят эффекты гуморальных факторов, таких как лактоферрин, лизоцим, катионные белки, катепсины, дефензины и протеиназы, в основном направленных на грамположительные бактерии и ос­новывающихся на повреждении клеточной стенки и нарушении некоторых важных метаболических процессов. Материал с сайта http://wiki-med.com

Экзоцитоз

Когда захваченная бакте­риальная клетка окажется полностью разрушенной на мелкие фрагменты, ее остатки удаляются из фагоцита путем экзоцитоза. При этом пептиды неко­торых антигенов транспортируются на поверхность клетки, где связывают­ся с молекулами гистосовместимости II класса, т.е. происходит подготовка к осуществлению антигенной презентации, которая обеспечивает как иници­ацию иммунного ответа, так и его дальнейшее поддержание. В этом заключа­ется преемственность иммунных реакций, поскольку реализация механизмов, первично повреждающих патоген, одновременно является предпосылкой для включения дальнейших процессов, направленных на повышение качества ме­ханизмов противомикробной защиты.

см. Патогенность бактерий

Поскольку фагоцитоз является наиболее эффективным компонентом противобактериального ответа, защитные механизмы, осуществляемые бактери­альными клетками, в основном направлены на данное звено. Речь идет о раз­ных патоген-опосредованных реакциях, нарушающих третий этап фагоцитоза, поскольку это — одновременно и важнейший, и наиболее чувствительный его механизм:

• Блокада фаголизосомального слияния, что позволяет микроорганизму персистировать в фагосомах, которые, как известно, лишены факторов агрессии. Особенно эффективно этот механизм осуществляется мико­бактериями.
• Резистентность к действию лизосомальных ферментов: довольно высо­кая у стафилококков и гонококков.
• Способность быстро покидать фагосомы еще до момента их слияния с пер­вичными лизосомами. Этим свойством наделены шигеллы и риккетсии.