Механізми активації фагоцитуючих клітин - патологія органів дихання у ліквідаторів аварії на чаес

Відповідно до сучасних уявлень, процеси активації вільнорадикальних реакцій відбуваються як на схемі.
Стимулятори фагоцитів викликають конформаційні зміни в структурі відповідного рецептора плазматичної мембрани клітини, які уловлюються ініціював ферментом в складі рецепторного вузла. Взаємодіючи за принципом каскадного механізму, мембранні ферменти перетворюють реакцію плазмолеми в реакцію внутрішньоклітинних посередників. Внутрішньоклітинні сигнали передаються універсальними молекулами-посередниками - &ldquo-вторинними мессенджерами&rdquo-. До їх числа відносяться циклічний аденозінмо- нофосфат (цАМФ), циклічний гуанозинмонофосфат (цГМФ), іони кальцію, протеинкиназа С, інозитол-3-фосфат (ІФ3), діацілгліце- рол (ДАГ). Вони утворюють систему, модулирующую фосфорилювання білків, і безпосередньо регулюють механізми, що забезпечують зовнішні прояви універсальних реакцій клітин, до яких можна віднести і посилення окисного метаболізму.
Біологічно активні речовини, що діють через рецептори, стимулюють розпад фосфатидилинозитол, які представляють собою інтегральні компоненти клітинної мембрани. Фермент фосфоліпаза С здійснює гідроліз фосфоінозітол-4,5-дифосфата з продукцією инозитол-1,4,5-трифосфату і ДАГ. Надалі ІФ3 збільшує концентрацію іонів кальцію, а ДАГ призводить до активації протеїнкінази С. Її активація і мобілізація іонів кальцію призводять до одного і того ж важливого результату - активації процесів протеінфосфорілірованія. Крім того, ДАГ служить джерелом арахідонової кислоти, яка в свою чергу є попередником багатьох біологічно активних сполук, зокрема простагландинів. В кінцевому підсумку, каскад реакцій призводить до утворення НАДФН-оксидазного комплексу (див. Схему) з подальшою генерацією активних метаболітів кисню.
Схема. Механізми вільнорадикальної активації фагоцитів (Р. Bcllavite, 1988)

АЦ - аденилатциклаза, Пк.А - протеїн кіназа А, ФМА-форболмірістатацетат, Фл.С - фосфоліпаза С, Пк.С - протеинкиназа С, ДАГ - диацилглицерол, Фл - фосфолипаза Aj, цАМФ - циклічний аденозинмонофосфат, ІФ3 - інозитол 3-фосфат .
Важливим джерелом генерації АФК в фагоцитах є система: мієлопероксидаза (МПО) - H₂O₂- Галогени (або тіоціанати). Ця система також запускається активацією фагоцити і призводить до утворення найбільш реактивних форм - НОCl, ОCl, O₂
H₂O₂ + Cl- -gt; МПО -gt; H₂O + ОCl-
Утворився іон гіпохлориту має набагато більшу реакційною здатністю, ніж H₂O₂, і набагато більшою стабільністю, ніж гідроксильний радикал. Таким чином, займаючи по своїй реакційної здатності проміжне положення між перекисом водню і гідроксильних радикалом, гіпохлорит-іон оптимально поєднує в собі властивості частинки, здатної до дифузії на значні відстані і до окислювальної модифікації. Зміст МПО особливо високо в нейтрофілах (5% від сухої маси). Активність ферменту падає в міру дозрівання клітини. У макрофагах, еозинофілів, тромбоцитах міститься незначна кількість МПО. Вона локалізована внутрішньоклітинно в азурофільних гранулах нейтрофілів і має низький рН-оптимум (3,5 4,0), що говорить про її незначною активності на поверхні клітини. Можна не сумніватися, що мікробіцидність дію МПО є наслідком галоідірованія макромолекул (Біленко М. В., 1989). Так як дія гіпохлориту неспецифічної, то природно, що в МПО-реакції модифікується і інактивується як сам фермент, так і безліч інших ферментів і їх інгібіторів, які беруть участь в фагоцитарної реакції. Інактивації під дією OCI- піддається один з найбільш сильних інгібіторів протеаз - &alpha - 1-антіпротеіназа. Більш потужна система МПО, наявність інших супероксідобразующіх систем і дефіцит в нейтрофілах СОД, мабуть, є причиною того, що частка участі киснево механізму в функціональної активності нейтрофілів вище, ніж макрофагів. У нейтрофілах до 90% споживаного кисню йде на утворення активних метаболітів кисню (Біленко М. В., 1989). Активація НАДФН-оксидази макрофагів і нейтрофілів і активація метаболізму арахідонової кислоти супроводжують один одного (Rossi Е et al., 1986).
Освіта АФК може відбуватися на початкових етапах ціклоксі- геназного і липоксигеназного шляху метаболізму арахідонової кислоти:

1. в ціклоксігеназной шляху в процесі перетворення простагландинів G2 і H₂ (Пероксидазна функція простагландин-Н-синтетази);
2. в ліпоксігеназного шляху при перетворенні її до оксикислот (пероксидазна функція глутатіон-пероксидази).

Виходячи з вищевикладеного, найбільш імовірна наступна послідовність окислювальних реакцій при активації фагоцитуючих клітин. Стимульований фагоцит починає продукувати O₂~, Які дісмутіруют з утворенням H₂O₂. І супероксид, і перекис водню можуть самі по собі брати участь в модифікації макромолекул, а також через реакцію МПО і Фентона. Перекис водню на поверхні клітини в місці контакту з макромолекулами поверхні бактерій, грибів, найпростіших, пилу, при наявності лігандірованних на них відновлених іонів металів, в реакції Фентона дає гідроксильний радикал, який і модифікує білки. Можлива і дифузія H₂O₂ всередину атакованих чужорідних клітин з наступною модифікацією внутрішньоклітинних білків і нуклеїнових кислот. Всі ці реакції, найімовірніше, походять в мікрооб`ємах, в місцях контакту фагоцити з чужорідним агентом, які обмежені від решти обсягу місцями злиття мембран, щоб уникнути витоку активного кисню і з тим, щоб підвищити його локальну концентрацію (Rossi F. et al. , 1986). Багато ферменти, в тому числі і клітини господаря, при цьому инактивируются. Модифікація макромолекул призводить до їх руйнування і збільшує атакується гидролитическими ферментами. Неспецифічність АФК в фагоцитарних реакціях свідчить про важливу роль окислювальних частинок не тільки в реакціях фагоцитозу, але і у всьому запальному процесі як такому. Таким чином, активація фагоцитів призводить спочатку до утворення O₂_, А потім більш сильних окислювачів, АЛЕ *, HOCI, які здатні модифікувати білки, ліпіди, нуклеїнові кислоти. Модифікація білків викликає в них поява антигенних властивостей, а окислення ліпідів (в першу чергу арахідонової кислоти) призводить до появи хематтрактантов, що збільшують міграцію фагоцитів до місця їх утворення. Таким чином, активація фагоцитів має властивість мимовільно посилюватися, і в осередках запалення може сформуватися порочне коло.
Одночасно в ході запалення кислотність тканин знижується до pH 5-6, що підсилює утворення Нo₂ більше реакційноздатних в порівнянні з O₂, а також сприяє виділенню каталитически активного заліза з лактоферину і трансферину. Це призводить до ще більшого пошкодження клітин у вогнищі запалення.
Розглянутий механізм характерний для хронічних запалень і аутоімунних процесів, при яких в осередку захворювання присутні активатори фагоцитів, зокрема пилові частинки, які підтримують самопосилюється запальний процес (Коркіна Л. Г. та співавт., 1988- Владимиров Ю. А. і співавт., 1991 ).