Молекулярная биология

     б) Второй медиатор воспаления, тромбин — один из белковых компонентов системы свертывания крови, циркулирующий в сосудистом русле. В обычном состоянии все многочисленные факторы этой системы находятся в неактивном состоянии; в т. ч. тромбин — в виде протромбина (фактора II).

     Что же приводит к активации системы? — Замедление тока крови, повреждение  стенки сосуда (отчего в кровь попадает тканевой фактор свертывания, или фактор III); возможно, активируют систему и бактериальные эндотоксины.

     Заметим: тромбин как медиатор воспаления сам вызывает замедление кровотока (вследствие расширения сосудов) и изменение структуры эндотелия. Таким образом, в воспалении имеются признаки автокаталитического процесса, который, однажды начавшись по той или иной причине, затем сам себя усиливает.

     в) Наконец, третий основной медиатор воспаления — белок интерлейкин-1 (ИЛ-1), относящийся к цитокинам.

     Гормоноподобные вещества, оказывающие, в основном, местное действие. Т. е. они выделяются при определенных условиях различными неэндокринными клетками (крови, соединительной ткани, эндотелия) и обычно связываются с близлежащими клетками, стимулируя в них те или иные процессы.

     Что касается конкретно ИЛ-1, то главными его продуцентами являются моноциты крови и образующиеся из них в тканях макрофаги. Стимулируется же секреция ИЛ-1 в ответ на фагоцитоз макрофагами микроорганизмов и действие эндотоксинов.

     Итак, бактериальная инфекция (наиболее частая причина воспаления) может вызывать появление в очаге всех трех перечисленных медиаторов - гистамина (из гранул базофилов), тромбина (путем активации протромбина) и ИЛ-1 (секретируемого моноцитами и макрофагами).

     3.4 Иммунные реакции

     Третий  пример, который мы рассмотрим для  иллюстрации роли адгезивных взаимодействий, — иммунные реакции. Вообще говоря, это чрезвычайно сложные процессы: к тому же представления о них достаточно противоречивы и далеки от исчерпывающей ясности.

     Поэтому, прежде чем обратиться к адгезивным взаимодействиям в иммунных реакциях, необходимо сообщить некоторые предварительные сведение.

     Антигены. Инициатором иммунных процессов являются антигены. Это, как правило, чужеродные белки, полисахариды, пептиды (содержащие не менее 8 остатков аминокислот). Они могут присутствовать как в растворимом виде, так и на поверхности «частиц» — вирусов, бактерий, различных клеток (обычно чужеродных или опухолевых). Антигены, связанные с «частицами», часто называют корпускулярными.

     Принципиально важно, что иммунную реакцию могут вызвать и растворимые, и корпускулярные антигены. Но механизм реакции при этом может различаться, о чем будет сказано ниже.

     Известны  еще т. н. неполные антигены, или гаптены — чужеродные ДНК, липиды, различные низкомолекулярные органические соединения. Они вызывают специфическую иммунную реакцию только после соединения с крупномолекулярными веществами (неантигенами) — белками, полисахаридами и т. д. Кроме данного подразделения антигенов (на полные и не полные, растворимые и корпускулярные), они различаются и это является самым существенным — по своей иммуноспецифичности. В случае растворимых антигенов это означает, что к антигенам с разной иммуноспецифичностью образуются разные антитела, а в случае корпускулярных антигенов — то, что в реакции участвуют Т-клетки с розными рецепторами TCR.

     Чем определяется иммунная специфичность? — Как правило, не всей молекулой антигена (особенно если она достаточно крупна), а лишь отдельной ее частью (например, олигопептидным или олигосахаридным фрагментом) - т. н. антигенной детерминантой.

     При этом один антиген может иметь  несколько антигенных детерминант. Тогда, попадая в организм, он (если это растворимый антиген) вызывает образование нескольких антител.

     В случае же микроорганизмов на поверхности  находится много разных антигенов  и, соответственно, еще больше разных антигенных детерминант. Поэтому при бактериальной инфекции в крови возрастает содержание сразу большого числа антител.

     Адгезивные  взаимодействия в  клеточной иммунной реакции (идущей с  участием NK клеток). В клеточной иммунной реакции ключевую роль играют клетки киллеры, среди которых нам известны Т киллеры и иммунонеспецифические NK-клетки. Первые активируются лишь после контакта с «чужеродной» клеткой и последующей бласттрансформации; вторые же активны независимо от того, были или нет подобные контакты.

     Здесь мы остановимся лишь на тех адгезивных взаимодействиях, в которых участвуют NK-клетки. Краткая сводка этих процессов дана в табл. 1.3.

     а) Как видно, общая схема взаимодействия остается такой же, что и прежде.

     1) Вначале происходит первичная слабая адгезия клеток.

     2) Благодаря ей становится возможным распознавание NK-киллером (правда, неизвестно, каким именно из его белков) определенных антигенов главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) класса I. 

                                             (табл. 1.3)

     3) И если это распознавание дает «положительной» результат (NK-клетка находит один из антигенов, против которых она настроена), то, как и при гуморальной реакции, запускается механизм усиления адгезии и активации одной ил клеток — в данном случае NK-клетки.

     б) Среди же адгезивных белков мы вновь видим наших старых «знакомых» — пару LFA-1-ICAM 1(2), да еще в обоих сочетаниях: каждый изданных белков присутствует на поверхности как NK киллера, так и его «мишени».

     В то же время в адгезии участвует также ряд специфических именно для данного взаимодействия белков.

     в) Наконец, вновь, по крайней мере, одна из взаимодействующих клеток выделяет биологически активные вещества. А именно: из активированной NK-клетки высвобождается пефорин, вызывающий лизис клетки-мишени. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение 

     На  этом мы и заканчиваем рассмотрение биомембран, их структуру, а так же участие в межклеточных взаимодействиях.

     Итак, подведем итоги: Биомембраны состоят  из липидов, белков и углеводов. Соотношение этих компонентов варьирует от одной мембраны к другой. Главными компонентами обычно являются белки, составляющие около половины от массы мембраны. Углеводы найдены только во внешнем слое; они составляют всего несколько процентов от массы мембраны. Примером необычного состава служит миелин оболочки нервных клеток, который на три четверти представлен липидами. Напротив, для внутренней мембраны митохондрий характерны низкое содержание липидов и высокий уровень белков.

     Биомембраны и их составляющие выполняют следующие функции:

     1. Ограничение и обособление клеток и органелл. Обособление клеток от межклеточной среды обеспечивается плазматической мембраной, защищающей клетки от механического и химического воздействий. Плазматическая мембрана обеспечивает также сохранение разности концентраций метаболитов и неорганических ионов между внутриклеточной и внешней средой.

     2. Контролируемый транспорт метаболитов и ионов определяет внутреннюю среду, что существенно для гомеостаза, т.е. поддержания постоянной концентрации метаболитов и неорганических ионов, и других физиологических параметров. Регулируемый и избирательный транспорт метаболитов и неорганических ионов через поры и посредством переносчиков становится возможным благодаря обособлению клеток и органелл с помощью мембранных систем.

     3. Восприятие внеклеточных сигналов и их передача внутрь клетки, а также инициация сигналов.

     4. Ферментативный катализ. В мембранах  на границе между липидной  и водной фазами локализованы  ферменты. Именно здесь происходят реакции с неполярными субстратами. Примерами служат биосинтез липидов и метаболизм неполярных ксенобиотиков. В мембранах локализованы наиболее важные реакции энергетического обмена, такие, как окислительное фосфорилирование (дыхательная цепь) и фотосинтез.

     5. Контактное взаимодействие с  межклеточным матриксом и взаимодействие  с другими клетками при слиянии  клеток и образовании тканей.

     6. Заякоривание цитоскелета, обеспечивающее  поддержание формы клеток и  органелл и клеточной подвижности. 
 
 
 
 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Билич Г. Л., Катинас Г. С, Назарова Л. В. Цитология. СПб.: Де–ан, 1999, 112 стр.
2. Дамбинова С. А., Каменская М. А. Молекулярные механизмы передачи импульса в мембранах нейронов. Ионные каналы. В-кн.: Нейро-химия (под ред. И. П.Ашмарина и П. В.Стукалова). М.: НИИПМХ, 1996. С. 246-295.
3. Каменская М. А. Синаптическая передача. Медиаторы. В кн.: Нейро-химия (под ред. И. П. Ашмарина п П. В.Стукаловл). М.: НИИБМХ, 1996, 207-245 стр.
4. Мушкамбаров Н. Н. Аналитическая биохимия. М.: Экспедитор, 1996. Т. 1-3. 1300 стр.
5. Пальцев М. А., Иванов А. А. Межклеточные взаимодействия. М.: Медицина, 1995, 224 стр.
6. Страйер Л. Биохимия. М.: Мир, 1985, Т. 1 и 3.
7. Уайт А. и др. Основы биохимии. М.: Мир. 1982, Т. 1-2. стр. 1-1152.
8. Ченцов Ю. С Учение о клетке (основы общей цитологии), в кн.: Гистология (под ред. Ю. И. Афанасьева и Н. А. Юриной). М.: Медицина. 1999. стр. 42-93.
9. Эллиот В., Эллиот Д. Биохимия и молекулярная биология. М.: НИИБМХ. 1999, 372 стр.
10. Википедия