бх крови 1

62

Активация нейтрофилов также характеризуется увеличением их количества и появлением более ранних форм – предшественников – т.н. сдвиг формулы влево – острое воспаление или обострение хронического. Появление гиперсегментированных нейтрофилов с признаками дегенерациии полное исчезновение более ранних форм – сдвиг формулы вправо, говорит например о выраженной длительной интоксикации

Для реализации защитной функции данных клеток в них присутствуют и осуществляются кислородзависимые и кислороднезависимые механизмы биоцидности.

КИСЛОРОДНЕЗАВИСИМЫЕ МЕХАНИЗМЫ БАКТЕРИЦИДНОСТИ

Антимикробные белки и ферменты нейтрофилов, моноцитов и макрофагов.

Бактерицидным действием обладают специфические белки содержащиеся в нейтрофилах: это лизоцим, лактоферрин, некоторые катионные белки. Одни лизируют - лизоцим, другие убивают - катионные белки или задерживают рост бактерий - лактоферрин. Их важная роль в противомикробной защите подтверждается тем, что даже в анаэробных условиях, то есть, когда в клетках нет возможности образовывать активные формы кислорода,

63

нейтрофилы убивают эпидермальный стафиллококк, синегнойную палочку и другие микробы.

Усиление гликолиза приводит к образованию большого количества молочной кислоты, которая токсична для многих бактерий. Накопление лактата ведет к закислению рН, что служит дополнительным антимикробным фактором.

Функциональная активность нейтрофилов связана также с процессом секреции биологически активных веществ. Секреция может осуществляться путем дегрануляции - экзоцитозом. Нейтрофилы секретируют содержимое гранул или активно нарабатывают специальные химические вещества. Например, лейкотриены. Эти вещества образуются из ненасыщенных жирных кислот и необходимы для осуществления ряда функций, например, хемотаксиса. Кроме того, нейтрофилы секретируют простагландины, в основном группы Е ( Е 1 и Е2) и в меньшей степени группы F.

Патология связанная с нарушением функций нейтрофилов:

1. Слабая адгезивность – не прилипание клеток к эндотелию – рецидивирующие инфекции с некрозом мягких тканей, плохое заживление.

2. Нарушение миграции – это группа синдромов, связанная с нарушением строения нейтрофила. Воспаление протекает вяло, санация неполная.

3. Нарушение биоцидности. Может быть связано с кислородзависимыми механизмами или кислороднезависимыми механизмами. Дефект кислородзависимых механизмов биоцидности – недостаточная выработка АФК активированными нейтрофилами, например – дефект НАДФН – оксидазы нейтрофилов или дефект глюкозо – 6 фосфат дегидрогеназы (также не образуется НАДФН в пентозном цикле) – системный гранулематоз, проявляется рецидивирующими инфекциями, вызываемые условно – патогенной флорой. При этой патологии инфицированные нейтрофилы дают начало атипичным гранулёмам, состоящим из полинуклеаров. Не в таких гранулёмах разрушаются и дают начало гнойникам и абсцессам. Дефект миелопероксидазы нейтрофилов – бывает наследственным, а также встречается при сахарном диабете. У таких пациентов – склонность к гноеродной инфекции.

64

Избыточная генерация АФК – может быть обусловлена генетическими факторами, может быть причиной окислительного стресса и патологии связанной с окислительным стрессом – ИБС, ГБ, ит.д.

Дефект кислороднезависмых факторов – дефект противоспалительных компонентов одной из 3- х групп.

1. Под действием растворимых (хемотаксические пептиды) и корпускулярных стимулов (бактерии) повышается потребление кислорода стимулированными полиморфно-ядерными лейкоцитами при этом одновременно активизируется мембрано – связанная NADPH – оксидаза фагоцитов, в результате чего значительно возрастает продукция супероксиданиона, в качестве донора электронов в данной реакции выступает внутриклеточный NADPH:

NADPH + O2  NADP+ + H+ + O2¯

Явление усиления продукции активированных метаболитов при стимуляции фагоцитов получило название респираторного или метаболического взрыва.

Образовавшийся в ходе оксидазной реакции сравнительно малоактивный супероксид – анион, как правило, не способен, в прочем как и перекись водорода и радикал оксида азота, непосредственно инициировать процессы ПОЛ, однако в результате

65

гипогаллогеноводородам, синглентному кислороду, обладающим энергией достаточной для разрыва связей С-Н и образования первичных липидных радикалов.

2. Образование ОН- может происходить (в первые минуты реперфузии при синдроме ишемии - реперфузии) в реакции Фентона

при участии цитохром – с - оксидазы:

Н2O2 + Fe2+ Fe3++ OH • + OH¯

а также при взаимодействии перекиси водорода с лактоферрином,

3. Фермент азурофильных гранул нейтрофилов – миелопероксидаза катализирует взаимодействие перекиси водорода с галоидами (главным образом с Сl-), в результате которого образуются гипогалоиды – мощные, чрезвычайно химически активные токсины. А такой фермент как пероксидаза эозинофилов катализирует образование гипогаллоидов с участием брома, йода и

цианидов.

Н2O2 + Х¯ + Н+ -МПО, ПЕРОКСИДАЗА ЭОЗИНОФИЛОВ- Fe3++ OH •

+ OH¯

(Где Х¯ = Cl¯, Br¯, J¯, SCN¯)

На активность нейтрофилов в зоне повреждения оказывают влияние не только внешние факторы, но и большое количество регуляторных пептидов (цитокинов) вырабатываемых лейкоцитами.

4. Выработка О2¯ осуществляется также дыхательной цепью митохондрий, которая в аэробных условиях генерирует Н2О2 (при участии флавопротеинов) и O2¯ (НАДН-дегидрогеназой и на участке цепи переноса электронов убихинон  цитохром-с. В физиологических условиях только небольшая часть кислорода, поглощаемого при митохондриальном дыхании, расходуется на образование О2¯ (~5%), ишемия сопровождается резкой дисфункцией митохондрий и повышением их супероксидобразующей способности.

5. Гипоксия, вследствие каких - либо патологических процессов, повышает экспрессию молекул адгезии на поверхности эндотелиоцитов (ICAM–1, ELAM–1) и на поверхности ПОЛИМОРФНО-ЯДЕРНЫЕ ЛЕЙКОЦИТЫ. В мембране активного нейтрофила появляется много адгезивных белков – лейкоцитарных интегринов, с помощью которых ПМЛ взаимодействуют между

66

собой, с эндотелием сосудов. Маркером нейтрофилов считают интегрин Мас-1 (CD-11b/CD-18). Через Мас-1 нейтрофилы вступают в контакт с адгезивными белками эндотелия, что приводит к

ксантиноксидазу, которая в отдельных случаях может являться источником АМК, (что проявляется при синдроме ишемии/реперфузии). В человеческом организме основная физиологическая роль ксантиноксидазы – участие в катаболизме пуринов, при этом этот фермент находится преимущественно в форме ксантиндегидрогеназы и использует окисленный НАД в качестве акцептора электронов:

При ишемии органов фермент быстро (в течении нескольких минут) переходит в оксидазную форму (обратимый – окисление дисульфидных связей и необратимый переход – ограниченный протеолиз). В оксидазной форме этот энзим в качестве акцептора использует молекулярный кислород, в результате чего образуются перекись и супероксиданион, при этом, чем выше парциальное давление кислорода, тем больше образуется супероксид-аниона и меньше перекиси.

Наряду с количеством адгезивных белков, в мембране активного нейтрофила возрастает число рецепторов к хематтрактантам, опсонинам и цитокинам.

В качестве мишеней, подверженных действию АМК выступают фосфолипиды и протеины клеточной оболочки эндотелиоцитов. ПОЛ приводит к образованию промежуточных продуктов пероксидации, которые обладают мембраноповреждающим действием, усиливают проницаемость клеточных мембран, но являются очень неустойчивыми соединениями. Их распад приводит к появлению конечных

67

продуктов ПОЛ (диеновые конъюгаты, шиффовы основания и др.), которые являются высокотоксичными соединениями.

Кроме того, при некоторых генетических дефектах (гипергомоцистеинемия) источником супероксида может являться eNOS при сопутствующей недостаточности кобаламина (В12) и фолата (В9). Повышенная выработка О2¯ при АГ индуцирует экспрессию циклооксигеназы-2 и подавляет экспрессию NOS через активацию фактора транскрипции-RAS протеина.

О2¯ участвует в наработке хемотаксических пептидов, индуцирует синтез ИЛ-1-подобного фактора, регуляции экспрессии факторов транскрипции и трансдукции и некоторых митогенных факторов. Кроме того, АМК могут быть вторичными посредниками в активации транскрипции генов и, соответственно, в регуляции клеточных ответов.

Активные формы кислорода обладают прямым повреждающим действием на протеины клеточных структур, за счёт окисления SH–групп белков оказывают негативное влияние на процессы клеточного деления, роста, клеточной дифференцировки.

Многие органические соединения могут окисляться по свободно-радикальному механизму, однако наиболее эффективно окисляются ненасыщенные жирные кислоты.

Суть процесса ПОЛ заключается во взаимодействии окислителей и ЖК с переносом радикального состояния на молекулу ЖК, т.е. образование липидных радикалов и перекисей.

Выделяют следующие стадии процесса ПОЛ:

1.Зарождение или инициация цепей

2.Продолжение цепей

3.Вырожденное разветвление цепей

4.Обрыв цепей

1)стадия образование свободного липидного радикала из предшественника:

RH+X* R*+XH,

Где Х – инициатор, RH – ненасыщенная жирная кислота в составе ТГ, ФЛ и т.д.

На этой стадии окисление полиненасыщенных ЖК может завершаться перегруппировкой разделённых метиленовой группой двойных связей в сопряжённую диеновую или триеновую структуру, т.е. образуются так называемые диеновые и триеновые конъюгаты.

68

2) стадия продолжения или развития цепей. Образовавшийся свободный липидный радикал быстро реагирует с кислородом. Продуктами этого взаимодействия являются гидроперекиси ЖК, которые снова вовлекаются в цепную реакцию пероксидации, что придаёт всему процессу цепной характер.

R*+O2 R- OO-

R- OO- + RH  R-OOH + R*

Часть гидроперекисей подвергается распаду, давая образование различных альдегидов, в том числе и малонового.

3) Вырожденное разветвление цепей

Другая часть гидроперекисей образует свободные радикалы

R-OOH  R-O- + HO-

R-OOH + Fe2+ R-O- + HO- + Fe3+

Гидроперекиси являются главным пусковым механизмом пероксидации. Развитию процесса способствует наличие ионов 2- хвалентного железа и других переходных металлов, например меди.

3) стадия завершения или обрыва цепи. Заключается в образовании продуктов не содержащих свободных радикалов. Часть свободных радикалов рекомбинирует друг с другом, образуя неактивные продукты.

R* + R* R-R

R-OO- + R*  R-OO-R R-OO-+ R-OO-  R-OO-R + O2

Перекисное окисление липидов в организме происходит не только спонтанно, но и в результате ферментативных реакций.

Например окисление полиненасыщенных ЖК в тромбоцитах и лейкоцитах при действии микросомных оксигеназ.

Окисление липидов в составе липопротеинов и клеточных мембран

Транспорт липидов и многих жирорастворимых соединений осуществляется липопротеинами плазмы крови. В плазме крови человека свободнорадикальному окислению подвержены все классы липопротеинов, в том числе и высокой плотности, содержащие мало фосфолипидов и триглицеридов. Однако основной вклад в образование первичных и вторичных продуктов ПОЛ вносят липопротеины низкой плотности.

Спонтанное окисление липопротеидов имеет малую интенсивность. Окислению в составе ЛП – частиц подвергаются:

69

1.полиненасыщенные ЖК (линолевая, арахидоновая),

2.входящие в состав липопротеидных частиц альфа и гамма токоферолы,

3.белковые частицы, т.е. апо-протеины.

Вкачестве окислителей липопротеидных частиц могут выступать:

1.Перекись

2.Липоперекиси

3.Пероксинитрит

4.Гипогалогеноводороды

5.Супероксиданион - радикал.

Наличие ионов металлов переменной валентности благоприятствует окислительной модификации ЛП.

Следствием подобной модификации может служить изменение кинетических параметров ЛП, что может привести к формированию атеросклероза.

Установлено, что ЛПНП, подвергшиеся перекисному окислению, нарушают эндотелий – зависимую вазорелаксацию, инициируют внутриклеточный окислительный стресс, активируют экспрессию гена р53. Активация р53 ведёт к нарушению клеточного цикла, некрозу и апоптозу.

Окисление липидов в составе клеточных мембран и липопротеинов существенно различается, что связано с разницей в их составе и структурной организации. Главным субстратом окисления в цитоплазматических мембранах слежат полиненасыщенные ЖК, в особенности арахидоновая, содержание которой превалирует над другими кислотами. Кроме того, цитоплазматические мембраны содержат около 20 % свободного холестирина, который подвергается свободнорадикальному окислению, с образованием оксистеролов, которые не участвуют в прдолжении и разветвлении цепей окисления. Мембраны и ЛП различаются между собой по содержанию липофильных антиоксидантов, витамина Е и убихинона. Так содержание альфа – токоферола в ЛПНП в 10 раз больше, чем в мембране эритроцитов, а содержание убихинонов значительно выше в микросомальных имитохондриальных мембранах клеток, чем в липопротеинах.

Антиоксидантная система

Система антиоксидантной защиты организма противостоит

70

процессу запуска и развития свободно-радикальных реакций ПОЛ, предотвращая свободно-радикальную деградацию липопротеинов плазмы крови и липидной составляющей клеточных мембран. Способность антиоксидантов тормозить окисление, зависит от следующих факторов:

1.Строения молекулы антиоксиданта

2.Концентрации антиоксиданта

3.Строения и свойств субстрата и продуктов его окисления

4.Температуры и парциального давления кислорода

5.Наличия синергистов, либо других инициаторов окислительного процесса

При нарушении баланса реакций свободно-радикального окисления и активности антиоксидантной системы в сторону преобладания окислительных реакций происходит повреждение внутриклеточных структур за счёт:

1.реакций ПОЛ,

2.разрыва цепей ДНК,

3.снижения интенсивности гликолиза, уменьшения пула АТФ,

4.увеличение концентрационного содержания внутриклеточного Са2+,

5.морфологических изменений клеточной мембраны.

Поскольку эти процессы становятся необратимыми при дефиците антиоксидантной системы, то гибель клетки становится неминуема.

Антиоксиданты делятся:

1.в зависимости от растворимости делятся на водо- и жирорастворимые,

2.по механизму действия распределяются на ферментативные и неферментативные антиоксиданты,

3.по взаимодействию с радикалами, и элиминации их из системы: на превентивные антиоксиданты, оказывающие тормозящее действие на стадии инициации, например каталаза и другие пероксидазы и на антиоксиданты, прерывающие цепную реакцию на стадии развития, например СОД или витамин Е.

4.на вещества, оказывающие мембранотропное действие, так называемые «структурные антиоксиданты».

Поскольку интенсивность свободно-радикальных реакций во многом зависит от содержания супероксидного анион-радикала, то