1.1 Helicobacter pylori что это такое?

''Helicobacter pylori'' — спиралевидная грамотрицательная бактерия, около 3 мкм в длину, диаметром около 0,5 мкм. Она обладает 4-6 жгутиками и способностью чрезвычайно быстро двигаться даже в густой слизи или агаре которая инфицирует различные области желудка и двенадцатиперстной кишки. [21]

1.2 Факторы вирулентности:

1.2.1-для чего нужна уреаза: Как обеспечить себе комфорт в соляной кислоте?

Уникальные «колонизаторские» способности хеликобактера во многом обусловлены его высокой мобильностью: благодаря спиралевидной форме и наличию мощных жгутиков он может очень быстро проникать внутрь спасительного слоя вязкий слизи. Но колонизация вряд ли бы состоялась, если бы не чрезвычайно высокая уреазная активность бактерий. Настолько высокая, что в присутствии мочевины бактерии остаются жизнеспособными на протяжении полутора часов при рН 2,0. [1.6]И что особенно интересно, в отличие от всех прочих уропатогенных бактерий — кишечной палочки, протея, клебсиеллы, провиденции, морганеллы, — Helicobacter pylori имеет в своем распоряжении не только внутриклеточную, но и внеклеточную уреазу. Для того, чтобы фермент очутился на поверхности бактерий, некоторым из них приходится «пожертвовать своей жизнью», зато результат того стоит. Во-первых, поверхностная уреаза связывает антитела к Helicobacter pylori, после чего комплекс уреаза-антитело благополучно удаляется с клеточной поверхности, а свободная уреаза занимает свое прежнее место. Во-вторых, уреаза действует как токсин(двуокиси углерода и аммиака, образующиеся при гидролизе мочевины, способны повреждать эпителий слизистой оболочки желудка.) И, в-третьих, уреаза, активируя моноциты и нейтрофилы, выступая в качестве аттрактанта лейкоцитов, стимулируя секрецию цитокинов, образование окиси азота и радикалов кислорода, усиливает воспалительный процесс.[15,19]Словом, уреаза — активный участник практически всех стадий процесса инфицирования. Что касается стадии «заселения», то для ее успешного завершения одной уреазы мало. В этом исследователи единодушны. Разногласия начинаются, когда речь заходит о количестве белков. Некоторые ученые в качестве претендентов на эту роль называют два белка, другие — один.[ 6,3]

Но в любом случае «поселиться» на новом месте — это, как говорится, полдела. Чтобы реализовать свой патогенный потенциал, бактериям еще нужно там «закрепиться».[6]

Helicobacter pylori делает это с помощью адгезинов, взаимодействующих с эпителиальными клетками желудка, используя в качестве рецепторов остатки сиаловых кислот и остатки фруктозы люис-антигенов, а также сульфогруппы гликопротеинов, гликолипидов и фосфолипидов. Кроме того, бактерия наделена способностью «прилипать» к белкам соединительной ткани — коллагену, ламинину, витронектину — и проникать внутрь эпителиальных клеток. Возможно, за счет продукта гена ice A, который она начинает вырабатывать при контакте с эпителиальной клеткой. Предполагается, что этот самый продукт обладает цитотоксическими свойствами. Не исключено, что в качестве цитоксина выступает и один из поверхностных белков, участвующий в превращении плазминогена в плазмин. И совершенно точно известно о связи цитотоксичности с продуктом гена VacA, провоцирующим вакуолизацию эпителиальных клеток за счет образования пор в их цитоплазматических мембранах. Не вызывают сомнений и цитотоксические свойства белка, кодируемого геном CagA. [3,6,8]

1.2.2-гены «островка патогенности»: Захват контроля над сигнализацией хозяина!

Точно лишь одно: все гены, так или иначе связанные с вирулентностью Helicobacter pylori, сосредоточены в одном сегменте хромосомы — так называемом «островке патогенности». И поскольку нуклеотидный состав «островка патогенности» сильно отличается от нуклеотидного состава остального генома, вполне возможно, что хеликобактер пилори когда-то «позаимстовал» его у какого-то микроорганизма, а «позаимствовав», встроил свою хромосому.[15,16]

Как бы то ни было, но маркерами «островка патогенности» на сегодняшний день являются гены VacA и CagA. Ген ''cagA'' кодирует один из важнейших белков вирулентности ''H. pylori''. У лиц, инфицированных CagA-продуцирующими штаммами, выше активность антрального гастрита и выраженность кишечной метаплазии.[16] Кроме того, CagA-содержащие штаммы колонизируют слизистую оболочку не только желудка, но и двенадцатиперстной кишки, что может объяснить высокую частоту язвенной болезни у CagA-серопозитивных лиц .Ген ''cagA'' кодирует белок длинной 1186 аминокислотных остатка. По наличию этих генов(VacA и CagA) все штаммы хеликобактера делятся на два типа: как правило, штаммы первого типа (VacA- и CagA-позитивные) выделяются в Европе, США и Австралии. А штаммы второго типа (VacA- и CagA-негативные) — в Юго-Восточной Азии. В некоторых случаях штаммы обоих типов выделяются у одного и того же человека. Возможно, в результате суперинфекции, а может, и в результате высокой нестабильности генома Helicobacter pylori. [17]По логике вещей, постоянный обмен генами между штаммами «выгоден» для хеликобактера пилори. Хотя бы потому, что помогает бактериям лучше приспосабливаться к тому или иному «хозяину» и обрести устойчивость к химиопрепаратам. По крайней мере, к некоторым.[22]

Хорошо известно, что под влиянием вирулентных штаммов клетки эпителия удлиняются и становятся похожими на узкий длинный клюв колибри. Фенотип "колибри" возникает также при действии на клетки фактора роста гепатоцитов. Вирулентные, но не доброкачественные, штаммы H. pylori инъецируют в клетки белок, называемый CagA. Далее белок cagA транспортируется внутрь клеток, где он нарушает нормальное функционирование цитоскелета. Хотя функция белка CagA до конца не выяснена, показано, что он является субстратом для внутриклеточных тирозинкиназ клеток хозяина и, следовательно, может вмешиваться в процессы фосфорилирования, являющиеся ключевыми при передаче сигнала внутрь клеток от многих мембранных рецепторов,что приводит к изменению морфологии клеток.[5] Недавно клеточная мишень белка CagA была идентифицирована. Ею оказалась фосфатаза SHP-2, ответственная за фосфорилирование тирозина в клетках. Исследуя трансфецированные клетки желудочного эпителия, Higashi et al. обнаружили, что CagA подвергается в них фосфорилированию по тирозину подобно нормальным субстратам клеточных фосфатаз. Большинство таких клеток имели фенотип "колибри".

CagA содержит несколько остатков тирозина, потенциально пригодных для фосфорилирования, причем мутации этих сайтов способны предотвратить фосфорилирование белка CagA и развитие фенотипа "колибри".[3,22]

В эпителиальных клетках желудка процессы фосфорилирования при трансдукции сигнала от активированных рецепторов обеспечивает фосфатаза SHP-2. Она же обеспечивает и морфологические изменения клеток, индуцируемые фактором роста гепатоцитов. Фосфатаза SHP-2 содержит два особых тандемно расположенных участка, так называемые SH2-домены, которыми фермент связывается с фосфотирозином. Higashi et al. изучили, может ли белок CagA взаимодействовать с SHP-2, и пришли к выводу, что CagA дикого типа, экспрессируемый в эпителиальных клетках желудка, не только фосфорилируется по тирозину, но и связывается с клеточной фосфатазой SHP-2, причем этот процесс зависит от фосфорилирования. Если к лизатам клеток, экспрессирующих CagA, добавляли антитела к фосфатазе SHP-2, то вместе с ферментом преципитировалась и большая часть фосфорилированного CagA. Таким образом, фосфорилированный CagA связывается с данной фосфатазой. Оказалось также, что при взаимодействии с микробным белком CagA ферментативная активность фосфатазы SHP-2 значительно усиливается. Был идентифицирован и участок молекулы SHP-2, с которым связывается микробный белок. Путем направленного мутагенеза исследователи получили клетки с мутантной фосфатазой SHP-2, лишенной SH2-доменов, и показали, что CagA-белок H. pylori взаимодействует именно с SH2-доменами фермента.[15,22]

Было установлено, что фосфатазная активность SHP-2 играет ключевую роль и в развитии фенотипа "колибри", индуцируемого в клетках эпителия H. pylori. Так, при подавлении фосфатазной активности SHP-2 специфическим ингибитором отсутствовало и удлинение эпителиальных клеток под влиянием CagA. Однако, мутант SHP-2, способный взаимодействовать с CagA, но лишенный фосфатазной активности, практически не влиял на фенотип клеток.[22]

Так же гены cag (cagA pathogenicity island, cag PAI) причастны к развитию воспалительного ответа путем инициации каскада сигнальных трансдукций, приводящего к продукции интерлейкина (ИЛ)-8. Ответная выработка провоспалительных цитокинов и клеточный (Th-1 - опосредованный) ответ приводят к дальнейшему прогрессированию воспалительной реакции. Активность ферментов NO-синтетазы (iNOS) и циклооксигеназы может нарушать баланс между процессами апоптоза желудочных эпителиоцитов и их пролиферацией, способствуя в первом случае изъязвлению СОЖ, а во втором - развитию опухолей. Th-1 - ответ организма хозяина и выработка анти-H.pylori антител не способствуют элиминации возбудителя, что вызывает проблемы при разработке иммунологических методов лечения и профилактики обсуждаемой патологии.[17,19,20]

1.2.3- другие факторы вирулентности:

К таковым, помимо выше перечисленных белков, относятся еще и липополисахариды бактериальных клеток, в боковых цепях которых присутствуют эпитопы, похожие на эпитопы люис-антигенов слизистой желудка и лейкоцитов «хозяина». Причем похожие настолько, что антитела, образующиеся в процессе инфицирования Helicobacter pylori, не различая «кто есть кто», вступают в борьбу не только с «чужаками», но и со «своими» (т. е. люис-антигенами «хозяина»). Борьба со «своими» приводит к хорошо известным последствиям: образованию иммунных комплексов и — в конечном итоге — появлению повреждений в тканях «хозяина».[9]

Столь же тесно с аутоиммунными реакциями связаны и белки теплового шока Hsp А и Hsp В, отвечающие за правильность сборки других белков. Однако, каким образом реализуется эта самая связь, непонятно, как непонятны и многие другие детали болезнетворности Helicobacter pylori. Пока сценарий патогенного действия хеликобактера известен лишь в общих чертах. По тому же сценарию бактерии «действуют» и в двенадцатиперстной кишке: как недавно выяснилось, у каждого третьего взрослого с гиперацидным гастритом эпителий дуоденума претерпевает метаморфозу, превращаясь в эпителий, свойственный желудку, что весьма благоприят­ствует заселению дуоденума Helicobacter pylori, «специализирующегося» исключительно на колонизации желудочного эпителия.[19,20,21]