Локальный иммунный ответ

Любой повреждающий агент-фактор, который по силе и длительности превосходит адаптационные возможности ткани, может вызвать ответную защитную реакцию организма. При этом причиной повреждение клеток может быть различной этиологии – физической, химической, микробной, вирусной и т. д. С первичным повреждениями всегда связано вторичное, которое возникает из-за запрограммированной гибели клеток. Механизмы такой гибели достаточно обширные.

Виды клеточной гибели

Вид

Механизм

Некроз

Местная гибель ткани за счет экзогенных и/или эндогенных факторов, приводящих к нарушению целостности клеточной мембраны и высвобождению продуктов гибели клеток (DAMP) во внеклеточное пространство с развитием воспаления

Некроз, зависимый от проницаемости

митохондрий (MPT)

При сильном окислительном стресс и значительном повышении концентрации ионов кальция в цитозоле происходит исчезновению электрохимического градиента на мембране митохондрий с их разрушением

Некроптоз

Запрограммированная форма некроза, воспалительная гибель клеток, в результате клеточного повреждения или инфильтрации патогенами

Пироптоз

Под воздействием бактериальных липополисахаридов и активаци каспазы-формируются поры в мембране с последующей гибелью клетки

Ферроптоз

Инициированная окислительными нарушениями повреждение клеточных липидов из-за ионов железа, некроз с повреждением митохондрий

Партанатос

Независимая от каспаз гибель клеток за счет активации PARP1 (Поли (АДФ-рибоза) полимераза) фермента, обнаруживающего повреждение ДНК с последующей биоэнергетической катастрофой и деградацией ДНК

Лизосомальная

гибель клеток (LDCD)

Гибель клетки происходят при повреждении лизосом с высвобождение в цитоплазму их содержимого (протеолитические ферменты)

Иммуногенная

клеточная гибель

Гибель клетки, которая определяется активацией адаптивного иммунного ответа

Немоз

Процесс активации и гибели фибробластов создает большое количество медиаторов воспаления (простагландины)

Апоптоз:

внешний и

внутренний

За счет внешних сигналов (рецепторный путь) и/или выхода апоптогенных белков из митохондрий в цитоплазму клетки (митохондриальный путь), клетка под действием каспазного каскада распадается на отдельные апоптотические тельца, ограниченные плазматической мембраной. Апоптические тельца фагоцитируются макрофагами и расщепляются в их лизосомах, без воспаления

Аноикис

Специфический вариант внутреннего апоптоза, инициированного потерей интегрин-зависимого закрепления

Митотическая смерть

Внутренний апоптоз, вызванный митотической катастрофой

Эриптоз

Гибель эритроцитов, которая возникает в поврежденных эритроцитах из-за различных факторов, включая гиперосмолярность, окислительный стресс, истощение энергии, воздействие тяжелых металлов или ксенобиотиков

Аутофагия

Компоненты клетки захватываются лизосомой (микроаутофагия), окружаются мембранной и сливаясь с лизосомами (макроаутофагия) или денатурированные белки доставляются в лизосомы шаперонами (шапероновая аутофагия). Остатки клетки (дебрис) поглощаются макрофагами, без воспаления

Эффероцитоз

Механизм захвата и удаления мертвых клеток и их фрагментов фагоцитами

Энтотическая гибель клеток

Возникает в результате актомиозин-зависимой интернализации клетки, в клетке (энтоза) осуществляется лизосомами

Корнификация

Клетки внешнего слоя эпидермиса погибают за счет накопления кератина, образуя роговой слой (слой мертвых кератиноцитов — ороговевание)

Параптоз

Гибель клеток за счет активации митоген-активированной протеинкиназа и N-концевые киназы c внутриклеточным образованием вакуолей и набуханием митохондрий

Можно выделить шесть групп молекулярных механизмов, имеющих большое значение в патогенезе повреждения клетки.
• Липидные механизмы повреждения клетки, происходящие за счет перекисного окисление липидов, активации мембранных фосфолипаз и де-тергентного действия свободных жирных кислот.
• Кальциевые механизмы – повреждение клетки обусловлено по-вышением концентрации ионов кальция в ее цитоплазме. В основе такого повышения могут лежать два механизма: избыточное поступление Ca2+ в ци-топлазме и нарушение удаления их из цитоплазмы.
• Электролитно-осмотические механизмы обусловлены сдвигами в содержании главных клеточных катионов (Na+ и K+).
• Ацидотические механизмы – в основе этой группы механизмов повреждения лежит увеличение концентрации ионов водорода в клетке, т.е. внутриклеточный ацидоз.
• Протеиновые механизмы, включающие в себя ингибирование ферментов, денатурацию и протеолиз, осуществляющийся под действием лизосомальных гидролитических ферментов (катепсинов) и Ca2+-активируемых протеаз.
• Основу нуклеиновых механизмов повреждения клеток составляют нарушения трех процессов: репликации ДНК, транскрипции и трансляции.
На субклеточном уровне реализация рассмотренных выше молекулярных механизмов повреждения клетки приводит к нарушению строения и функции отдельных ее органелл. Поскольку большинство из них относится к мембранным образованиям, универсальным механизмом повреждения субклеточных структур является нарушение проницаемости и целостности кле-точных мембран.

Повреждение цитоплазматической мембраны может проявляться нарушениями ее барьерной функции, расстройствами систем активного транспорта веществ (Na+,К+- и Ca2+-насосов, Na+,Ca2+- и Na+,H+-обменных механизмов и др.), изменениями белков, образующих специфические каналы ионной проводимости, повреждением рецепторных макромолекул, воспринимающих внешние регуляторные сигналы, нарушениями белковых комплексов, осуществляющих межклеточные взаимодействия, и, наконец, изменениями гликопротеидов, определяющих антигенность клетки.

Наиболее характерными проявлениями повреждения митохондрий являются эффекты разобщения окисления и фосфорилирования и угнетение клеточного дыхания. Основной патогенетический фактор разобщения окисления и фосфорилирования – нарушение барьерной функции внутренней митохондриальной мембраны, в результате чего не может быть реализован механизм сопряжения клеточного дыхания и ресинтеза АТФ.

Повреждение эндоплазматического ретикулума проявляется нарушениями свойственных ему многочисленных функций: синтетической, детоксикационной, депонирующей и др.

Повреждение лизосом сопровождается выходом и активацией многочисленных гидролитических ферментов, в результате чего повреждение клетки становится необратимым, происходит ее аутолиз.

С повреждением микротрубочек и микрофиламентов могут быть связаны изменения формы клетки, нарушение ее подвижности, угнетение процессов клеточного деления.

Защитная реакция направлена на то, чтобы не допустить распространения патогена, ограничив и уничтожив его на месте проникновения, привлекая факторы всего организма (в отличии от мукозального иммунитета, где реакции обычно ограничиваются «местными» клетками и молекулами). Это достигается, прежде всего, воспалением.

Воспаление представляет собой скоординированный каскад систем-ных иммунных, эндокринных и неврологических реакций, возникающий, в случае, когда повреждающий агент по силе и длительности превосходит ба-рьерные возможности ткани, проявляется в локальных и системных реакци-ях, направленных на устранение патогена и максимального восстановления зоны повреждения.
Известно пять классических характеристик воспаления, четыре из ко-торых были введены древнеримским учёным Авлом Корнелием Цельсусом (25 г. до н.э..) — dolor – боль, rubor – покраснение, calor – повышение темпе-ратуры, tumor – опухание, а последнее functia laesa – утрата работоспособ-ности добавлено Галеном (129 г. н.э.). Несмотря на многообразие факторов, вызывающих воспалительную реакцию, закономерности ответа на повре-ждение, которые происходят в тканях, однотипны.

Локальный иммунный ответ

Инициация воспалительного ответа происходит при взаимодействии клеток с молекулярными структурами («паттернами»), характерными для патогенов, то есть с сигналами инфекции, или молекулами, указывающими на повреждение клеток и тканей, то есть с сигналами повреждения. Структуры, ассоциированные с патогенами, отсутствующие в организме человека. Обо-значают как патоген-ассоциированные молекулярные структуры – PAMP (Pathogen-associated molecular patterns (образы патогенности) чужеродные структуры патогенов). Это пептидогликаны, ЛПС (липополисахариды), ли-попротеины, липотейхоевая и тейхоевая кислоты, флагеллин, нуклеиновые кислоты вирусов и бактерий, вирусные белки и др. являющиеся составными частями микроорганизма.
Помимо патогенов иммунная система распознает и нейтрализует моле-кулярные структуры, связанные с повреждением собственных тканей или ассоциированные с опасностью — DAMP (danger-associated molecular patterns (образы опасности), эндогенные вещества клеток (белки теплового шока, белки S100, фибриллы амилоида-ß, дефенсины, кателицидины, галек-тины, аннексины, тимозины, цитокины (ИЛ-1α и ИЛ-33), хроматин-связанный белок HMGB1 , мочевая кислота и др.), образуемые при повре-ждении клеток и клеточном стрессе).
В некоторых случаях иммунная система точечно распознает некоторые молекулу или молекулярную структуру (белки, пептиды, полисахариды, ли-пиды или нуклеиновые кислоты) как генетически чужеродные и формирует для их нейтрализации специальные высокоточные клетки (цитотоксические клетки) или молекулы (антитела). Такие вещества получили определения ан-тиген (АГ).

МНЕНИЕ ИММУНОЛОГА

Добрый день, уважаемый коллега! Отправьте данные по пациенту и бесплатно получите консультацию клинического иммунолога с нашего сайта. Юридически данное заключение можно рассматривать как телемедицинскую консультацию.