Руководство по иммунофармакологии / 013306

40

Глава 3

А

Б

В

Рис. 19. Влияние ИФ3 на выделение Са2+ проницаемыми

клетками [Prentki и соавт.,-J. Biol. Chem., 1984, 259, 1377].

ИФ3, мкМ

клетки к микроорганизму и при его после-

непосредственно перед началом процесса и

дующем фагоцитозе отмечается весьма четко

тесно коррелирует с клеточной реакцией (см.

локализованное повышение концентрации ци-

рис. 17). Однако в отсутствие внеклеточного

тозольного

кальция в переднем конце клетки

кальция реакция не определяется, что свиде-

(рис. 18). Такое повышение происходит двумя

тельствует о необходимости повышения кле-

путями. Первоначальная фаза роста обеспе-

точной проницаемости для кальция при дегра-

чивается

мобилизацией

внутриклеточного

нуляции. Увеличение кальциевой проницаемос-

кальция, выходящего из немитохондриального

ти происходит после образования ИФ3. Окон-

депо под действием ИФ3, образующегося из

чательная мобилизация

внутреннего кальция

ФИФ2 (см. выше и рис. 19). ИФ3 синтезируется

также определяется ИФ3.

Показано, что на-

Нейтрофильные лейкоциты

43

ФМА как биологического зонда уже упоми-

Транспорт натрия и изменения

налось выше. В качестве более специфичных

внутриклеточного рН

ингибиторов ПКС, по крайней мере при изуче-

Ф.мет-пептиды активируют амилоридчувстви-

нии дыхательного взрыва, предложены сфин-

гоидные основания.

тельную систему сопряженного транспорта

Гуаниннуклеотид-регуляторный белок

Na+/H + , которая обеспечивает вход Na и выход

Н

+

, что приводит к повышению внут-

В передаче сигнала в нейтрофилах, как пра-

риклеточного рН с 7,2 до 7,8. Этот эффект,

вило, участвует стимулирующий гуаниннук-

вероятно, связан с активацией ПКС (см. выше).

леотид-регуляторный белок (ГНРБ). Преинку-

Изменение

рН

модулирует

образование

О2

бация нейтрофилов

с коклюшным токсином

(которое при подавлении ощелачивания

(который в других типах клеток дает АДФ-ри-

снижается на 55-75%) и, по имеющимся дан-

бозилирование таких белков, устраняя их ак-

ным, может регулировать активность нейтро-

тивность) приводит к ослаблению реакции

филов, например хемотаксис. Ф.мет-лей-фен не

нейтрофилов на ф.мет-лей-фен, но не влияет на

вызывает какого-либо определимого повышения

пострецепторные механизмы активации (ФМА

проводимости Na+.

для протеинкиназы С и А23187 для кальция). В

Фосфолипиды и метаболизм арахидоната

нейтрофилах ГНРБ (называемый Ср или Np)

активирует не аденилатциклазу, а фосфолипазу

Ряд данных свидетельствует об участии про-

С. Это было показано при использовании ана-

цесса метилирования фосфолипидов в стиму-

логов ГТФ, которые активируют нейтрофилы и

ляции передачи сигналов. Этот процесс заклю-

вызывают

распад

полифосфоинозитидов в

чается в ступенчатом присоединении метиль-

мембранах нейтрофилов. ГНРБ уменьшает за-

ных групп к фосфатидилэтаноламину на внут-

висимость

от Са2

фосфолипазы С, которая

ренней стороне плазматической мембраны. В

необходима для гидролиза ФИФ2, так что

результате образуется фосфатидилхолин, ко-

фермент осуществляет свою функцию при

торый по механизму «качелей» появляется на

нормальной концентрации

внутриклеточного

внешней стороне мембраны. Препараты, уг-

кальция.

Дополнительный

внутриклеточный

нетающие данный процесс, подавляют и хемо-

ГНРБ принимает участие в экзоцитозе азуро-

таксис, вызванный ф.мет-лей-фен.

фильных гранул.

Формилированные пептиды могут усиливать

Уже давно фториды известны как особенно

деградацию

метилированных

фосфолипидов,

сильные стимуляторы дыхательного взрыва.

что сопровождается накоплением лизо-

(Влияние фторидов на экзоцитоз трудно оп-

фосфатидилхолина и выделением арахидоно-

ределить, поскольку они могут использоваться

вой кислоты, в основном за счет активации

лишь при крайне низких концентрациях вне-

фосфолипазы А2. Степень активности различ-

клеточного Са2 + .) Предполагают, что фториды

ных пептидов одинакова по отношению к хе-

стимулируют ГНРБ, активирующий фос-

мотаксису

и

выделению арахидоната.

Для

фолипазу С.

ф.мет-лей-фен ЕД50 (для последнего) состав-

44

Глава 3

ляет примерно 10"10 М, а кривая дозаэффект

нако точная роль циклических нуклеотидов в

смещается вправо при использовании специ-

нормальном

функционировании

нейтрофилов

фических пептидных антагонистов. Мепакрин,

пока не определена.

антагонист фосфолипазы А2, подавляет хемо-

таксис и выделение арахидоната, причем кри-

Влияние на плотность рецепторов

вые доза-эффект для обоих видов активности

Инкубация нейтрофилов с ф.норлей-лей-фен

практически идентичны. Следует, однако, от-

метить, что мепакрин обладает и другими

или ф.норлей-лей-фен-норлей-тир-лиз умень-

эффектами на клеточном уровне.

шает последующее связывание с теми же ме-

Какова же значимость подобных изменений

чеными пептидами. Это обусловлено не сни-

фосфолипидов

плазматической

мембраны?

жением аффинитета рецепторов, а уменьшением

Арахидоновая кислота служит субстратом для

их

количества. Данное

явление,

называемое

синтеза лейкотриенов под действием липокси-

«обратной регуляцией», зависит от дозы (рис.

геназы, а лейкотриены оказывают глубокое

23) и наблюдается также у пептидных

влияние на нейтрофилы. Лейкотриен В4, в

рецепторов других типов клеток. У нейтро-

частности, является очень сильным хемотак-

филов потеря рецепторов происходит очень

сином и вызывает агрегацию нейтрофилов (см.

быстро и может достигнуть плато уже через 15

главу 10). По некоторым данным, продукты

мин. Ультраструктурные исследования других

липоксигенации арахидоновой кислоты могут

типов клеток показали, что обратная регуляция

быть внутриклеточными регуляторами нейт-

включает интернализацию комплекса ли-ганд-

рофилов: 11-ОЭТЭ и 5-ОЭТЭ присутствуют в

рецептор. Интернализация этого комплекса

мембранах клеток, и их концентрация уве-

была обнаружена и у нейтрофилов. Ис-

личивается при стимуляции формилирован-

следования с хемотаксическим пептидом, ме-

ными пептидами или другими хемотаксинами.

ченным флюоресцеином, показали, что при 4 °С

Арахидоновая кислота, как было показано,

рецепторы диффузно рассеяны по клеточной

стимулирует дыхательный взрыв и деграну-

мембране, а при 37 °С они образуют кластеры с

ляцию и сама может быть внутриклеточной

последующей

интернализацией

агрегатов в

передающей молекулой. Лизофосфатидил-

небольших везикулах, которые затем исчезают.

холин, обладающий сурфактантными способ-

Возможно, существуют механизмы рас-

ностями, может участвовать в локальном из-

щепления комплекса лигандрецептор с ре-

менении текучести мембран, что имеет место

циклингом рецепторов. Так, постоянное ко-

при трансметилировании. При активации фос-

личество рецепторов на мембранах устанав-

фолипазы А2

повышается

уровень

фактора,

ливается через 15 мин после начала инкубации

активирующего

тромбоциты

и

являющегося

нейтрофилов с 10'7 М ф.норлей-лей-фен, а к 90-й

исключительно мощным хемотаксическим ве-

минуте количество интернализирован-ного

ществом и медиатором воспалительных реакций

пептида на 300% превышает число рецепторов,

(см. главу 16). Таким образом, стимулированные

первоначально определяемых на мембране. В

нейтрофилы

образуют

два

мощных

исследованиях с ф.нор-лей-лей-фен-норлей-тир-

хемогаксина-ФАТ и ЛТВ4, которые могут

лиз

получены

доказательства

активировать другие нейтрофилы и усиливать

протеолитического распада пептидов. При от-

реакцию.

мывании от пептидов клетка восстанавливает

первоначальную способность к связыванию, а

Роль циклических нуклеотидов

количество доступных рецепторов возвращается

Недавно было показано, что при экзоцитозе

к нормальному уровню через 20 мин. Очевидно,

белковый синтез не принимает участия ни в

происходит раннее, но кратковременное по-

обратной регуляции, ни в восстановлении,

вышение уровня циклического АМФ. Концен-

поскольку циклогексимид в концентрациях,

трация цАМФ достигает своего пика в самом

снижающих синтез белка на 92%, не влияет на

начале выброса содержимого гранул и воз-

эти процессы.

вращается к исходному уровню на фоне про-

Приведенные данные были получены на

должающейся дегрануляции. Предполагается,

статичных клетках, находящихся в среде с рав-

что увеличение цАМФ модулирует реакции

номерной концентрацией хемотаксина. Явление

нейтрофилов, в основном через протеинкиназу

обратной регуляции и рециклинга рецепторов

А.

Вещества,

повышающие

уровень

цАМФ,

может быть важным аспектом реакции

46

Глава 3

мономеры актина и в этой форме стабилизирует

Фармакологическая регуляция

ядра, уже начавшие полимеризацию актина;

функций нейтрофилов

однако в тех же условиях гельзолин может

Препараты, повышающиеуровень

блокировать обмен мономеров с быстрым

ростом «бородатых» концов нитей актина.

циклическогоаденозинмонофосфата(цАМФ)

Удаление кальция и(или) присутствие ФИФ2

Дибутирил цАМФ, теофиллин и другие ве-

приводят к отделению актиновых мономеров от

щества, повышающие уровень цАМФ, угнетают

гельзолина, что блокирует последний эффект

различные функции нейтрофилов, включая

гельзолина

и,

следовательно,

ускоряет

хемотаксис,

антителозависимую

цитоток-

полимеризацию актина.

сичность и экзоцитоз, вызванный опсонизиро-

Протеинкиназа С, по-видимому, является

ванным зимозаном у нейтрофилов, обрабо-

главным активатором дыхательного взрыва. Об

танных цитохалазином В. Среди веществ, об-

этом свидетельствует угнетение

дыхательного

ладающих этими свойствами, следует отметить

взрыва

при

использовании

сфингоидных

гистамин, простагландины Е,, Е2 и 12, а также

оснований, селективных ингибиторов фермен-

агонисты адренорецепторов.

тов. Однако не исключено участие двух (или

Агонисты адренорецепторов, такие как

более) метаболических путей; по имеющимся

изопреналин, изменяют реакции нейтрофилов,

данным, арахидонат также может играть здесь

воздействуя на клетки через 0-рецеп-торы.

определенную роль.

Однако условия проведения фармакологических

На рис. 25 схематически представлены не-

исследований по идентификации рецепторов не

которые функциональные возможности нейт-

всегда

строго

соблюдались,

поэтому

рофилов при реакциях клетки in vivo.

полученные результаты трудновос-

48

Глава 3

Препараты, влияющиенамикротрубочки

рофилы снабжены множеством различных ре-

Колхицин и винбластин вызывают растворение

цепторов, которые позволяют им реагировать на

градиент хемотаксина, распознавать бактерии и

микротрубочек, связываясь с тубулином и

многие

чужеродные

вещества,

взаимо-

препятствуя его полимеризации; однако

действовать с ними. На примере взаимодействия

окончательная

интерпретация

эффектов

этих

нейтрофилов с синтетическим пептидом ф.мет-

препаратов осложняется тем, что под их дей-

лей-фен показано, что для реакции клетки

ствием может нарушаться процесс мембранного

необходимо

участие

стереоспецифических

транспорта. Какое же влияние на функции

рецепторов, активация которых вызывает обмен

нейтрофилов

оказывают

препараты

данной

полифосфоинозитидов,

увеличение

внут-

группы? Колхицин и винбластин уменьшают

риклеточного пула обмениваемого кальция и

экзоцитоз, но при концентрациях, практически

активацию протеинкиназы С. Передаточный

элиминирующих микротрубочки, дегрануля-ция

механизм может включать активацию фосфо-

снижается только на 40%. Микротрубочки, по-

липазы А2 с последующим образованием фак-

видимому, более специфически вовлекаются в

тора, активирующего тромбоциты, арахидо-нат

пространственные

органелл

взаимоотношения

и лейкотриен В4; возможно также участие

внутриклеточных

и

плазматической

локального увеличения текучести мембраны.

мембраны. Препараты, вызывающие сборку или

После образования комплекса лиганд-ре-

дезагрегацию микротрубочек, могут влиять на

цептор последний интернализируется, рецеп-

вероятность контакта между гранулой и

торы подвергаются рециклингу и вновь по-

плазматической мембраной, однако ясно, что в

являются на мембране. Одним из эффектов

экзоцитозе принимают участие и другие

повышения

концентрации

кальция

является

факторы. Микротрубочки, по общему мнению,

активация «мотора» - микрофиламентной сети

участвуют в ориентации и стабилизации клеток

актинАСБ с миозином, которая включает

во время движения. При электронной

активность гельзолина и стимуляцию киназы

микроскопии

клетки,

обработанной

легкой цепи миозина. Клеточная подвижность,

хемотаксинами, выявляется увеличение поли-

фагоцитоз и экзоцитоз зависят также от эле-

меризации. Участие микротрубочек в этом

ментов, генерирующих силовое напряжение.

процессе до конца не ясно. Хотя в некоторых

Микротрубочки участвуют

в

стабилизации

исследованиях отмечается снижение хемотак-

клеток во время их реакции, а циклические

сиса под действием винбластина и колхицина, в

нуклеотиды модулируют активность нейтро-

ряде других работ обнаруживается лишь слабый

филов. Однако доказательства существования

эффект этих препаратов. Прямое наблюдение

специфических рецепторов для фармпрепаратов,

показало, что после обработки указанными

обычно

вызывающих

изменения

уровня

препаратами

движение

нейтрофилов

по

циклических нуклеотидов, весьма неоднознач-

градиенту

хемотаксина напоминает

прогулку

ны. Нейтрофилы обладают запасом гликогена и

пьяного.

получают энергию главным образом при

Не менее противоречивые данные получены

метаболизме углеводов. Фагоцитоз и индукция

при изучении влияния колхицина на индукцию

внеклеточной гибели сопровождаются увели-

внеклеточной гибели: отсутствие эффекта в

чением потребления кислорода с образованием

одном исследовании и 50% подавление-в

перекисей и других токсических продуктов

другом.

кислорода; те же эффекты наблюдаются при

Заключение

других видах активации нейтрофилов.

Список литературы

Нейтрофил-конечная клетка, неспособная к

Berridge M.J. &

Irvine R.F. (1984)

Inositol trisphosphate,

делению,

с

ограниченными

возможностями

a novel second messenger in cellular signal transduction.

синтеза белка; тем не менее диапазон ее реакций

Nature 312, 315. K/ebanoffM.J. & Clark R.A. (1978) The

Neutrophil: Function

весьма широк и включает хемотаксис,

and Clincia/ Disorders. North Holland, Amsterdam.

фагоцитоз, экзоцитоз, индукцию как внутри-

Nishizuka Y.

(1984) The role of protein

kinase С in cell

клеточной,

так

и внеклеточной гибели. В

surface signal transduction and human promotion. Nature

нейтрофилах имеется по крайней мере два типа

308, 693. Snyderman R. (1984) Contemporary

Topics in

Immunology,

гранул, содержимое которых обладает микро-

vol. 14. Academic Press, London. Wilkinson P. С (1982)

бицидной активностью и оказывает действие на

Chemotaxis and Inflammation, 2nd ed.

другие клетки и компоненты тканей. Нейт-

Churchill-Livingstone, Edinburgh.