4.2. Механизмы индукции свертывания при воспалении
Запуск систем врожденного иммунитета и воспаления в ответ на разнообразные микробные компоненты осуществляется через активацию семейства Толл - подобных рецепторов (TLRs) на антиген-презентирующих клетках – моноцитах, макрофагах, дендритных клетках, а также эпителиальных, эндотелиальных клетках, тромбоцитах и др.
TLR распознают консервативные структурные мотивы (паттерны), характерные для патогенных микроорганизмов (PAMP, pathogen-associated microbial patterns). Сигнальные пути, индуцируемые при активации TLRs, завершаются активацией транскрипционного ядерного фактора -каппа B (NF-κB), ключевого сигнального компонента врождённого иммунитета. NF-κB контролирует экспрессию множества генов, участвующих в иммунных, воспалительных, репаративных процессах, свертывании крови, выживаемости и гибели клеток. Семейство белков NF-кB состоит по крайней мере из пяти субъединиц ( RelA (p65), p50/p105, p52/p100, RelB и с- Rel), локализованных в цитоплазме клеток в ингибированном состоянии в комплексе со своими ингибиторами семейства IkB (ингибитор ядерного фактора kB(NF-кB)). Связывание NF-кB с ингибиторами через IкB препятствует перемещению NFкB в ядро.
Среди более, чем десяти членов семейства Толл - подобных рецепторов ( паттерн-распознающих рецепторов) TLR 4 активируется липополисахаридом (ЛПС), компонентом клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Связывание ЛПС c рецептором клеток запускает внутриклеточную сигнализацию, ответом на которую является активация процессов воспаления, а высокая концентрация ЛПС эндотоксина может привести к системному воспалению и септическому шоку. Для активации TLR4 необходимы адаптерные молекулы (рис. 4-43).
Прежде всего, происходит димеризация рецепторов TLR, затем рекрутируется белок MyD88 (фактор миелоидной дифференцировки 88), один из адаптерных белков (как MAL ( MyD88- подобный адаптор (или TIRAP)), необходимых как для активации NF-кB, так и протеинкиназ, активированных митогеном (МАРК). На следующем этапе сигнальных путей, запускаемых через активацию TLR4, активируются киназы IRAKs (киназы, ассоциированные с рецептором IL-1), сначала IRAK4, а затем IRAK1. Далее IRAKs активируют TRAF-6 (фактор -6, ассоциированный с рецептором TNF) . Впоследствии происходит активация IкB киназного комплекса (IKK комплекс), состоящего из каталитических субъединиц IкB-α, IкB-β и регуляторной субъединицы IкB-γ/NEMO. Фосфорилирование двух серинов в IкB-α приводит к убиквитинированию и деградации субъединицы IкB-α ингибитора в протеасоме 26S. В результате комплекс субъединиц NF-кB с ингибиторами распадается происходит активация NF-кB, освобождение его субъединиц- p50 и p65, и транслокация их в ядро клетки. Это классический ( или канонический) путь активации NF-кB ( рис. 4-43) , хотя могут быть активированы и другие механизмы, индуцирующие, например, пути активации MAPK. MAPK запускают зависимый от JNK (Jun N-концевая киназа, принадлежит к семейству МАРК) путь клеточной гибели, который завершается некрозом или апоптозом ( запрограммированной гибелью клеток).
Итак, активация NF-кB после удаления ингибиторов приводит к транслокации его субъединиц (NF-кB р65 и NF- NF-кBр50) в ядро клетки (рис.4-43). Активированный NF-кB регулирует экспрессию генов провоспалительных цитокинов- фактора некроза опухоли (TNFα), интерлейкинов- IL-1, IL- 6, IL- 8, адгезивных белков, хемокинов, а также циклооксигеназы 2 (COX2), индуцируемой NO синтазы (iNOS), трансмембранных белков семейства факторов некроза опухоли (CD40, CD40L), матиксных металлопротеиназ (MMPs) , про- и анти- апоптотических факторов , регулирующих выживаемость клеток, других про- и анти- воспалительных компонентов, регуляторов процессов воспаления и свертывания крови, в том числе, белков острой фазы воспаления, а также инициатора свертывания крови – тканевого фактора (TF), члена суперсемейства рецепторов цитокинов класса II (Рис.4- 43).
РИС 4-43.
Активация Толл- подобных рецепторов на антиген - презентирующих клетках крови и стенки сосуда липополисахаридом (ЛПС) и ответы клеток на воспалительный стимул экспрессией адгезивных молекул - Р- и Е -селектинов, ICAM-1 (внутриклеточной адгезивной молекулы), VCAM (адгезивной молекулы клеток сосудов), тканевого фактора, цитокинов (TNFα,IL-6, IL- 8, CD40, CD40L и др.), хемокинов- хемоаттрактантного белка 1 моноцитов ( MCP-1 b) и др., ММР , про- и анти – апоптотических факторов и множества других.
4.3. Роль эндотелия в активации свертывания, вызванного воспалением
В физиологических условиях эндотелий функционирует как тромборезистентная поверхность сосудов, которая предотвращает не контролируемое свертывание крови (см.главу1). В эндотелиальных клетках работают механизмы синтеза антиагрегантов - ингибиторов агрегации тромбоцитов, антикоагулянтов и ингибиторов активных форм факторов свертывания, а также активаторов фибринолиза, наряду с синтезом адгезивных белков, активаторов тромбоцитов, прокоагулянтов и ингибиторов фибринолиза (табл. 1-1). Все компоненты, синтезируемые эндотелием обеспечивают поддержание гемостатического баланса.
Вместе с тем, эндотелиальные клетки сосудов играют центральную роль в механизмах активации свертывания, вызванных воспалением. При повреждении эндотелия и тканей в результате травмы, инфицирования патогенами бактерий, вирусами, грибами и др. изменяется фенотип эндотелиальных клеток из тромборезистентного в прокоагулянтный и провоспалительный.
Следующие основные реакции происходят при запуске свертывания крови, вызванном патогенами и провоспалительными цитокинами ( рис. 4-44).
РИС.4-44.
Схема ответа клеток крови (тромбоцитов и моноцитов) и эндотелия на патогены.
Патогены активируют презентирующие клетки, экспонирующие Толл-подобные и другие рецепторы, и освобождаемые провоспалительные цитокины- фактор некроза опухоли (TNFα), интерлейкины (IL-6, IL-1b, IL-8) и др. , вызывают дисфункцию клеток эндотелия, экспонирование на поверхность эндотелия из телец Вейбеля –Палладе фон Виллебранда фактора (vWF), который связывается с рецепторами тромбоцитов и вызывает их адгезию и активацию на активированном эндотелии (см.главу1), и Р-селектина ( P-S), который связывает и активирует нейтрофилы через экспонируемый ими P-селектина гликопротеиновый лиганд (PSGL-1) .
Активированные при воспалении клетки эндотелия ( ЭК ) экспрессируют и экспонируют на поверхность множество адгезивных белков, кроме Р -селектина , таких как: Е –селектин, ICAM-1(внутриклеточная адгезивная молекула 1), VCAM -1 (адгезивная молекула сосудистых клеток1), MCP-1 b( хемоаттрактантный белок 1 моноцитов) и др., которые связывают клетки крови и вызывают повышение реактивности тромбоцитов и лейкоцитов.
Активированные эндотелиальные клетки освобождают фактор активации тромбоцитов (PAF),мощный индуктор активации и агрегации клеток, в том числе лейкоцитов.
При связывании PAF эндотелия с рецепторами на нейтрофилах, сопряженными с G-белками, происходит активация фосфоинозитидного пути, повышение концентрации внутриклеточного кальция (Са2+ ),освобождение активных форм кислорода (ROS), окислительный стресс (рис. 4-45).
РИС 4-45
Связывание и активация лейкоцитов при дисфункции эндотелия и экспонировании адгезивных белков и фактора активации тромбоцитов (PAF).
Воспаленные клетки эндотелия экспрессируют также CD40, рецептор CD40 лиганда (CD40 L),трансмембранного белка суперсемейства факторов некроза опухоли, экспонируемого моноцитами и тромбоцитами после их активации и участвующего в образовании агрегатов клеток (рис. 4-45).
Экспонированный на воспаленном эндотелии P- селектин, связывая PSGL-1, конститутивно экспрессируемый лейкоцитами, обеспечивает не только их активацию, но также прикрепление и роллинг.
Активированные клетки субэндотелия, моноциты и лейкоциты экспрессируют на поверхность тканевой фактор (TF), запускающий механизм образования тромбина и свертывания крови (рис 4-44, 4-45).
Итак, при действии патогенов фенотип эндотелиальных клеток изменяется в провоспалительный и прокоагулянтный, происходит адгезия тромбоцитов к активированному эндотелию, их агрегация, рекрутирование иммунных клеток, в частности, нейтрофилов, моноцитов, экспрессирующих TF , и также образование агрегатов лейкоцитов с тромбоцитами. Фактически создается платформа для осуществления свертывания крови и тромбообразования.