Альтернативный путь активации комплемента отличается тем, что не нуждается в наличия комплекса антиген-антитело, он стимулируется бактериальными антигенами, например, липополисахаридами и белками системы пропердина. Активация начинается сразу из компонента СЗ и дальше происходит так, как и при классическом пути с образованием мембраноатакующего комплекса.

Бактерии изобрели большое количество способов защиты от действия комплемента.

Рассматривая биохимию фагоцитоза остановимся лишь на механизмах уничтожения и лизиса (переваривания) микроорганизма внутри фагоцита. После фагоцитоза в фагоците активируется НАДФ.Н-оксидаза фагоцитов, которая катализирует образование супероксидного аниона-радикала О2-. Далее под действием супероксид-дисмутазы, а также в спонтанных неферментативных реакциях Фентона и Хабера-Вейса образуются другие активные формы кислорода – Н2О2, ОН, О21 (механизмы содержатся в лекции «Структура и функции липидов. Мембраны. ...»). Кроме того, под влиянием фермента фагоцитов миелопероксидазы происходит реакция, в которой образуется сильный окислитель - гипохлорит.

Все эти вещества окисляют липиды мембран, белки и нуклеиновые кислоты микроорганизма. Бактерицидным действием владеют еще такие компоненты фагоцита как лизоцим и катионные белки. Общее действие всех этих веществ в большинстве случаев приводит к гибели микроорганизма. Переваривание микроорганизма осуществляется лизосомальными ферментами - катепсинами (протеазы), гликозидазами, нуклеазами, лизоцимом, липазами, кислой фосфатазой и другими.

Классический путь активации комплемента стимулируется комплексом антиген-антитело, в процессе принимают участие ионы Са2+. Происходит последовательный каскадный механизм активации компонентов С1, С2, С4, которые формируют фермент конвертазу. Последняя расщепляет компонент комплемента С3 с образованием малого (СЗа) и большого (СЗв) фрагментов. Фрагмент СЗв, оседая на мембране, активирует присоединение фагоцита. Кроме того, активный С3 служит причиной активации терминальных компонентов комплемента (С5 - С9), которые образуют мембраноатакующий комплекс. Он имеет форму цилиндрической трубочки диаметром около 10 нм, которая пронизывает мембрану клетки. Через эту трубку происходит исток содержимого клетки наружу, в особенности ионов К+ и вход ионов Na+ и Са2+, что приводит к гибели клетки.

Комплемент - это система белков плазмы крови, которая состоит из 9 компонентов указанных буквой С (С1, С2, С3,... С9). Некоторые из этих компонентов состоят из 2-3 белков. Например, компонент С1 имеет в своем составе 3 белка – СІg, СІr и СІs. Общее количество известных на сей день белков системы комплемента равно 15. Функция системы комплемента - активация процессов фагоцитоза и лизиса клеток (бактериальных и животных), которые атакуются антителами. В норме комплемент находится в неактивном состоянии. Существуют два пути активации комплемента - классический и альтернативный.

Т-система иммунитета представленная тимусом и Т-лимфоцитами. Различают Т-лимфоциты-киллеры (клетки-убийцы), хелперы, супрессоры, клетки памяти и др. Киллерная активность Т-лимфоцитов связанная со стимуляцией апоптоза атакуемых ими клеток и использованием лизосомальных ферментов. Т- лимфоциты хелперы (помощники) и супрессоры (ингибиторы) выделяют небольшие белковые молекулы (цитокины), которые принимают участие в межклеточных взаимодействиях, а именно интерлейкины, колониестимулирующие, факторы некроза опухолей и прочие. В наше время известно только интерлейкинов 13 видов. Например, интерлейкины 4 и 5 образуются Т-хелперами типа 2, они стимулируют рост В-лимфоцитов, интерлейкин-6 активирует дифференциацию В-лимфоцитов и т.д. Среди Т- лимфоцитов есть еще так называемые «нулевые» лимфоциты, которые несколько отличаются как от Т- так и от В-лимфоцитов, но владеют противоопухолевой цитотоксичностью и считаются «натуральными киллерами». Есть еще Т- лимфоциты, которые отвечают за иммунологическую память.

0рганы иммунитета делятся на центральные и периферийные. К разряду центральных относят два органа - тимус (вилочковую железу) и костный мозг. У птиц вторым центральным органом иммунитета является бурса (bursa) Фабрициуса. К периферическим органам иммунитета относятся: селезенка, лимфоузлы, миндалины и аденоиды, а также лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками и кожей (ЛТАСК). Последняя включает пейеровы бляшки и М-клетки кишечника, клетки Лангерганса кожи.

Двум центральным органам иммунитета отвечают Τ- и В-системы иммунитета.

Значение иммунологии для медицины связанно с чрезвычайной распространенностью иммунофизиологических и иммунопатологических процессов и заболеваний. Так, беременность можно считать временной иммунологической толерантностью (терпимостью организма матери к инородному телу - плоду), а нормальные роды – проявлением запрограммированного иммунологического конфликта. Преждевременные роды, невынашивание, бесплодность и другая акушерско-гинекологическая патология иногда базируется на иммунологической почве. Часто встречаются аутоиммуные заболевания и синдромы, аллергия, иммунодефициты. Знание иммунологии необходимо врачу для понимания этиологии и патогенеза многих заболеваний, для своевременного применения иммунодиагностики и иммунотерапии.

Функции иммунитета - поиск и элиминация в организме чужеродной информации. Другими словами, главная функция иммунитета - иммунологический надзор, борьба за химическую индивидуальность, уникальность каждого организма. К функции иммунитета относят также противоопухолевую способность иммунной системы. Иммунная система в основном обезвреживает инородную информацию высокомолекулярных соединений или надмолекулярных образований (вирусы, микробы, клетки других организмов), редко - низкомолекулярных веществ (ксенобиотиков). В организме человека есть специализированная система для обезвреживания ксенобиотиков, сведения об этой неиммунной системе изложенные в лекции «Метаболизм ксенобиотиков».

Иммунохимия - наука, которая изучает явления иммунитета на молекулярном уровне. Иммунохимия как наука возникла в 30-х годах XX столетия в результате фундаментальных исследований К.Ландштейнера и С.Бойдена. Эти исследователи раскрыли химическую природу иммунологической специфичности. Большой вклад в развитие иммунологии и иммунохимии внесли ученые украинского происхождения - П.Грабар (Франция) и Ф.Бернет (Австралия).

Основное понятие - иммунитет. Термин происходит от латинского слова immunitas, что в переводе означает освобождение от чего-либо. Отсюда старое определение иммунитета как стойкости организма к инфекции (то есть - освобождение организма от возбудителей инфекции). Но с течением времени оказалось, что иммунологическую основу имеют не только процессы взаимодействия макро- и микроорганизма. Возникла так называемая неинфекционная иммунология, которая изучает аутоиммунные явления, лечебную аллергию, трансплантационный и противоопухолевый иммунитет и прочее. Поэтому появилась необходимость дать новое определение иммунитета как способа освобождения организма от чужеродной, несвойственной организму информации.

Клиническая энзимология. Различают энзимопатологию, энзимодиагностику и энзимо терапию.

Энзимопатология это заболевания, которые обусловлены отсутствием или снижением ак тивности ферментов. В основном это – наследственные болезни, обусловленные генетиче скими нарушениями. Их называют молекулярными болезнями. Например:

• дефекты ферментов обмена фенилаланина возникают при снижении активности

фенилаланингидроксилазы (фенилпировиноградная олигофрения)

• дефект галактозо1фосфатуридилтрансферазы) галактоземия;

• дефекты ферментов обмена гликогена – гликогенозы;

• дефекты ферментов обмена липидов – липидозы, болезнь НиманаПика и др.

Существуют 2 пути регуляции скоро сти катализируемых ферментами реакций: 1. Через изменение каталитической активности фермента. 2. Через изменение количества молекул фермента;

Первый путь регуляции ферментативных реакций (через изменение активности фермен та) является очень быстрым и для изменения активности фермента требуются секунды или минуты. Чаще всего этот путь регуляции осуществляется благодаря наличию специальных регуляторных ферментов, которые находятся в начале или на перекрестках метаболиче ских путей. Имеются такие варианты регуляции активности ферментов:

1. По закону действующих масс: Из этого закона следует, что при повышении концентра ции субстрата автоматически повышается скорость ферментативной реакции.

2. Аллостерическая регуляция активности ферментов. Аллостерические ферменты име ют кроме активного центра, еще регуляторный (аллостерический) центр. С аллостериче скими центрами взаимодействуют аллостерические регуляторы (эффекторы, модуляторы), способные изменить активность фермента. При этом модуляторами аллостерических фер ментов могут как собственные субстраты (гомотропные регуляторные ферменты), так и продукты других метаболических путей (гетеротропные регуляторные ферменты).

Кинетика ферментативных реакций. Этот раздел энзимологии изучает влияние хими ческих и физических факторов на скорость ферментативной реакции. В 1913 г. Михаэлис и Ментен создали теорию ферментативной кинетики, исходя из того, что фермент (Е) вступает во взаимодействие с субстратом (S) с образованием промежуточного ферментсубстратного комплекса (ЕS), который далее распадается на фермент и продукт реакции по уравнению:



Каждый этап взаимодействия субстрата с ферментом характеризуется своими константами скорости. Отношение суммы констант скорости распада ферментсубстратного комплекса к константе скорости образования ферментсубстратного комплекса называется константой Михаелиса (Кm). Она определят сродство фермента к субстрату. Чем ниже константа Михаелиса, тем выше сродство фермента к субстрату, тем выше скорость ка тализируемой им реакции. По величине Кm каталитические реакции можно поделить на быстрые (Кm 106 моль/л и меньше) и медленные ( Кm 102 до 106).

С точки зрения термодинамики ферменты ускоряют ход химической реакции за счет снижения энергии активации. Энергияактивации – это количество энергии, которое необ ходимо для перевода всех молекул 1 моля вещества в активное состояние.Энергетический барьер – это такое количество энергии, которое необходимо преодолеть молекулам, чтобы вступить в химическое взаимодей ствие. Величина энергии активации равня ется величине энергетического барьера. Благодаря взаимодействию субстрата с ферментом (образование фермент субстратного комплекса) химическая ре акция, имеющая высокий энергетический барьер, разбивается на две и больше ста дий, каждая из которых имеет более низ кий энергетический барьер и протекание которых требует меньших затрат энергии. Поэтому, считается, что фермент снижает энергетический барьер, катализируемой им реакции.