Иммунологическая память. Иммунологическая толерантность

В процессе реакции отторжения формируется клон Т- и В-клеток иммунной памяти. Повторная попытка пересадки тех же органов и тканей вызывает вторичный иммунный ответ, который протекает очень бурно и быстро заканчивается отторжением трансплантата.

С клинической точки зрения выделяют острое, сверхострое и отсроченное отторжение трансплантата. Различаются они по времени реализации реакции и отдельным механизмам.

Антимикробные пептиды – короткие молекулы длиной от 12 до 50 аминокислот, способные убивать клетки микроорганизмов. Механизм действия антимикробных пептидов

Антимикробные пептиды действуют как на грам-отрицательные так и на грам-положительные бактерии, а также на грибы, вирусы, простейшие. Кроме того антимикробные пептиды проявляют антимикробную активность в отношении штаммов бактерий, устойчивых к антибиотикам.

Антимикробные пептиды действуют на заряженную отрицательно внешнюю мембрану грам-отрицательных бактерий. На поверхности этой мембраны находятся катионы магния, которые нейтрализуют отрицательный заряд на поверхности мембраны. Антимикробные пептиды вытесняют эти ионы и либо прочно связываются с отрицательно заряженным липополисахаридом, либо нейтрализуют отрицательный заряд на поверхности мембраны, нарушают ее структуру и проникают внутрь периплазматического пространства.

Цитоплазматическая мембрана бактерий также заряжена отрицательно. Антимикробные пептиды могут встраиваться в цитоплазматическую мембрану и менять свою конформацию образуя такие структуры, как каналы, нарушающие целостность клетки. Кроме того, проникая в цитоплазму бактерии или другого паразита антимикробные пептиды, будучи заряжены положительно, связываются с клеточными полианионами (такими как ДНК и РНК) что также приводит к гибели бактериальной клетки. Кроме того среди существующих моделей действия на микробную клетку антибактериальных пептидов есть и так называемая ковровая модель. Положительно заряженные молекулы пептидов как бы выстилают отрицательно заряженную мембрану бактерии образуя молекулярный ковер. Когда вся поверхность бактерии занята пептидами, ее мембрана начинает разрываться на куски.

Антимикробные пептиды – перспективы клинического применения

Для борьбы с бактериальными инфекциями широко используются антибиотики, однако использование антибиотиков сталкивается с такой проблемой, как появление устойчивых штаммовмикроорганизмов. Бактериям гораздо тяжелее выработать устойчивость к антимикробным пептидам. Поэтому антимикробные пептиды могут оказаться хорошей альтернативой антибиотикам. Однако использование антимикробных пептидов в клинике наталкивается пока что на ряд препятствий. Так при внутривенном введении антимикробные пептиды наводняют здоровые ткани и места заражения достигает только некоторая их часть. Протеазы хозяина расщепляют антимикробные пептиды еще до того как те достигают места назначения. Активность антимикробных пептидов in vivo часто отличается от активности пептидов in vitro. Так показавший высокую антимикробную активность in vitro полифемизин выделенный из гемолимфы ракообразных не проявлял никакой антимикробной активности в животных моделях. Другое препятствие для широкого применения антимикробных пептидов – их дороговизна. Их нельзя пока что получать в больших масштабах как антибиотики и стоимость лечения антимикробными пептидами будет составлять примерно 100 долларов в день.

Опсонины — любые вещества, способствующие связыванию бактерий и корпускулярных антигенов фагоцитами и последующему фагоцитозу. Опсонинами, в частности, являются антитела (IgA, IgG),лектин, связывающий маннозу и промежуточные продукты активации комплемента, C3b, C4b, iC3b. Их эффект опсонизации объясняется наличием на поверхности мононуклеарных фагоцитов специальных рецепторов к Fc-фрагменту IgG и рецепторов к C3b. Кроме того, способность к опсонизации имеют C-реактивный белок, фибронектин и др.

Лизоци́м (мурамидаза, англ. lysozyme) — антибактериальный агент, фермент класса гидролаз, разрушающий клеточные стенки бактерий путём гидролиза пептидогликанаклеточной стенки бактерий муреина. Главным образом, лизоцим получают из белка куриных яиц[1]. Также аналогичные ферменты содержатся в организмах животных, в первую очередь, в местах соприкосновения с окружающей средой — в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, слёзной жидкости, грудном молоке, слюне, слизи носоглотки и т. д. В больших количествах лизоцимы содержатся в слюне, чем объясняются её антибактериальные свойства. В грудном молоке человека концентрация лизоцима весьма высока (около 400 мг/л). Это намного больше, чем в коровьем. При этом концентрация лизоцима в грудном молоке не снижается со временем, через полгода после рождения ребёнка она начинает возрастать.

Лизоцим из белка куриных яиц представляет собой небольшой фермент (14,5 кДа), состоящий из 129 аминокислотных остатков

Механизм лизиса

Фермент атакует пептидогликаны (в частности, муреин), входящие в состав клеточных стенок бактерий (особенно много его в клеточных стенках грам-положительных бактерий — до 50-80 %). Лизоцим гидролизует (1,4β)-гликозидную связь между N-ацетилмурамовой кислотой и N-ацетилглюкозамином. Пептидогликан при этом связывается с активным центром фермента (в форме кармана), расположенным между двумя его структурными доменами. Сорбционный центр лизоцима представляет 6 карманов (A, B, C, D, E, F), причём в A, C и E может связываться только N-ацетилглюкозамин, а в B, D и F — как N-ацетилглюкозамин, так и N-ацетилмурамовая кислота. Молекула субстрата в активном центре принимает конформацию, близкую к конформации переходного состояния. В соответствии с механизмом Филлипса, лизоцим связывается с гексасахаридом, затем переводит 4-й остаток в цепи в конформацию твист-кресла. В этом напряженном состоянии гликозидная связь между центрами D и E легко разрушается. Ингибитором лизоцима служит, в частности, трисахарид N-ацетилглюкозамина, связывающийся с каталитически неактивными центрами A, B и C и препятствующий связыванию субстрата.

Остатки глутаминовой кислоты (Glu35) и аспарагиновой кислоты (Asp52) критичны для функционирования фермента, причём Asp52 ионизирован, а Glu35 нет. Некоторые авторы полагают, что Glu35 выступает в качестве донора протона при разрыве гликозидной связи субстрата, разрушая связь, а Asp52 выступает в роли нуклеофила, при образовании интермедиата — гликозил-фермента. Затем гликозил-фермент реагирует с молекулой воды, в результате чего фермент возвращается в исходное состояние и образуется продукт гидролиза[9].

Другие авторы полагают, что реакция протекает через образование карбоксоний-иона, стабилизированного заряженной карбоксильной группой Asp52, в то время как высвобождение спирта катализируется по механизму общего основного катализа незаряженным карбоксилом Glu35.[10].

Белки теплового шока (англ. HSP, Heat shock proteins) — это класс функционально сходных белков, экспрессия которых усиливается при повышении температуры или при других стрессирующих клетку условиях.[1] Повышение экспрессии генов, кодирующих белки теплового шока, регулируется на этапе транскрипции. Чрезвычайное усиление экспрессии генов, кодирующих белки теплового шока является частью клеточного ответа на тепловой шок и вызывается в основном фактором теплового шока (HSF англ. heat shock factor).[2] Белки теплового шока обнаружены в клетках практически всех живых организмов, от бактерий до человека.

Белки теплового шока называют согласно их молекулярным массам. Например, наиболее изученные белки теплового шока Hsp60, Hsp70 и Hsp90 относятся к семействам белков с молекулярными массами 60, 70 и 90 кДа, соответственно.[3] Убиквитин является относительно небольшим белком (8 кДа), выполняющим функции белков теплового шока. Убиквитином в клетке помечаются белки, предназначенные для деградации

Бета – лизины относятся к термостабильным факторам сыворотки крови, обеспечивающим ее бактерицидную активность. Эти лизины в большом количестве обнаружены в сыворотке крови и в тромбоцитах. Меньше их содержится в плазме, слюне, в виде следов бета – лизины присутствуют в спинномозговой жидкости, перитонеальном экссудате.

Имеются предположения, что в сыворотку крови бета- лизины выделяются тромбоцитами.

В настоящее время истинная структура бета – лизинов до конца не выяснена, но известно, что бета-лизины сыворотки крови являются изомерами лизина и представляют самостоятельную антимикробную систему достаточно сложных белковых структур с различной молекулярной массой. Установлено, что в состав бета-лизинов входят две белковые фракции, одна из которых представляет собой полипептид.

Бета-лизины термостабильны, выдерживают в течение 30 минут прогревание при 60 – 65 градусах, а в очищенном виде не разрушаются и при 97 градусах.

Бета-лизины оказывают бактерицидное действие в основном на грамположительную спорообразующую микрофлору, в меньшей мере на стафилококки, протей, бруцеллы.

Предполагают, что бета-лизины обуславливают освобождение и активирование ферментов, находящихся в цитоплазматической мембране, в результате чего наступает аутолизис клеточной стенки и гибель микробной клетки. Постоянное присутствие бета-лизинов в сыворотке крови позволяет говорить об их участии в защите организма от инфекции.

Многие авторы отмечают изменение содержания и активности бета-лизинов (как и других факторов естественной защиты) в зависимости от ряда условий, связанных как с состоянием организма (инфекция, длительная антибиотикотерапия, радиоактивное облучение и пр.), так и со средой обитания.