Взаимодействие микроорганизмов с цитокинами хозяина

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ С СИСТЕМОЙ ЦИТОКИНОВ  ОРГАНИЗМА ХОЗЯИНА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

I     Актуальность проблемы…………………………………………………………1

 

II    Структурно-функциональная классификация цитокинов……………………..3

 

1. Семейства цитокинов……………………………………………..3

 

2. Основные характеристики цитокинов…………………………6

 

3. Роль цитокинов в формировании защитных реакций организма……………………………………………………………………………...7

 

III   Аспекты взаимодействия цитокинов и микроорганизмов…………………11

 

1. Влияние цитокинов на рост микроорганизмов………………...11

 

2. Влияние микроорганизмов на продукцию цитокинов………14

 

IV   Заключение……………………………………………………………………...23

 

V   Литература……………………………………………………………………….24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I      Введение

Цитокиновая регуляторная сеть привлекает к себе особое внимание, так как она обеспечивает взаимодействие иммунокомпетентных и других клеток организма, опосредованное секретируемыми ими продуктами - молекулами цитокинов. Каждый из многочисленных цитокинов связывается со своим специфическим рецептором на поверхности клетки-мишени. От рецептора по путям внутриклеточной трансдукции сигнал активации передается к ядру клетки и реализуется, как правило, запуском экспрессии гена или группы генов. Цитокины причастны к регуляции таких важнейших физиологических функций организма, как гемопоэз, воспаление, иммунный ответ. Также они регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз, а также обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия.

 

II    Структурно-функциональная классификация цитокинов

1. Семейства цитокинов

Система цитокинов организма человека очень разнообразна и включает в себя несколько семейств, отличающихся друг от друга по строению и по функциям.

Интерлейкины (IL-1 - IL-18) - секреторные регуляторные белки иммунной системы, обеспечивающие медиаторные взаимодействия в иммунной системе и ее связь с другими системами организма.

Интерфероны (IFNα, IFNβ, IFNγ) - противовирусные агенты с выраженным иммунорегуляторным действием.

Факторы некроза  опухоли (TNFα и TNFβ - лимфотоксин) -цитокины с цитотоксическим и регуляторным действиями.

Колониестимулирующие  факторы (GM-CSF, G-CSF, M-CSF) -стимуляторы роста и дифференцировки гемопоэтичсских клеток.

     Хемокины - хемоаттрактанты для лейкоцитов.

Факторы роста - регуляторы роста, дифференцировки и функциональной активности клеток различной тканевой принадлежности: фактор роста фибробластов (FGF), фактор роста эндотелиальных клеток (VEGF), фактор роста эпидермиса (EGF), тромбоцитарный фактор роста (PDGF), трансформирующий фактор роста (TGF) [1].

     Наряду с этим, классификация цитокинов может проводиться по их биологическим свойствам и по типам рецепторов, посредством которых цитокины осуществляют свои биологические функции. В табл. 1 приведена объединенная структурно-функциональная классификация, где все цитокины разделены на группы, прежде всего с учетом их биологической активности, а также особенностей строения их молекул и рецепторов. Первая группа включает интерфероны I типа и является наиболее простой по организации, так как все включенные в нее молекулы имеют сходное строение и во многом одинаковые функции, связанные с противовирусной защитой. Во вторую группу вошли факторы роста и дифференцировки гемопоэтических клеток, стимулирующие развитие кроветворных клеток-предшественников, начиная от стволовой клетки. В эту группу включены цитокины, узко специфичные для от дельных линий дифференцировки кроветворных клеток (эритропоэтин, тромбопоэтин и IL-7, действующий на предшественники Т-, В-лимфоцитов)_, а также цитокины с более широким спектром биологической активности, такие как IL-3, IL-11, колониестимулирующие факторы.

Семейство молекул IL-1 в настоящее время кроме функциональных названий имеет обозначения F1-F10, где F1 соответствует IL-lα, F2 - IL-1β, F3 - рецепторному антагонисту IL-1, F4 - IL-18. Последний включен в это семейство благодаря схожими с упомянутыми биохимическим строением и биологическими функциями, в основном направленными на активацию воспаления и острофазового ответа. Вследствие сходного строения в это семейство также включен фактор роста фиб-робластов. Остальные члены семейства открыты в результате генетического анализа и обладают достаточно высокой гомологией с молекулами IL-1, однако их биологическая роль полностью не выяснена.

Семейство фактора  некроза опухолей сформировано в  основном на основании сходства в строении лигандов и их рецепторов, состоящих из трех нековалентно связанных одинаковых субъединиц, формирующих биологически активные молекулы. В то же время по биологическим свойствам в данное семейство включены цитокины с достаточно разными активностями. Например, TNF является одним из наиболее ярких провоспалитель-ных цитокинов, Fas-лиганд вызывает апоптоз клеток-мишеней, а CD40-лиганд обеспечивает стимулирующий сигнал при межклеточном взаимодействии Т-лимфоцитов с В-лимфоцитами и дендритными клетками. Такие различия в биологической активности структурно сходных молекул определяются прежде всего особенностями строения их рецепторов, например наличием или отсутствием внутриклеточного домена "смерти", определяющего апоптоз клеток [2].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица №1

Структурно-функциональная классификация цитокинов

 

Семейство цитокинов	Лиганд	Основная биологическая  функция
Интерферон 1 типа	IFN α, β, δ, κ, ω, τ, IL-28, IL-29 (IFNλ)	Противовирусная активность, антипролиферативное, иммуномодулирующее действие
Факторы роста гемопоэтических  клеток	Фактор роста стволовых  клеток (kit-ligand, steel fator), Flt-3-ligand, IL-3, GM-CSF, GM-SCF,  M-SCF, IL-7,IL-11 Эритропоэтин, тромбопо-этин	Стимуляция пролиферации и дифференцировки предшественников различных типов лейкоцитов
Семейство интерлейкина-1 (F1-F10)	IL-1α , IL-1β Рецепторный антагонист IL-1,IL-18 Фактор роста фибробластов	Противовоспалительное действие, активация специфического иммунитета
Семейство фактора некроза  опухолей	TNF, LT и др.	Провоспалительное действие, регуляция апоптоза и межклеточного  взаимодействия иммунокомпетентных клеток
Семейство интерлейкина-6 (лиганды gp130)	IL-6, IL-11, IL-31 Онкостатин-М Кардиотропин-1 Leukemia inhibitory factor Ciliary neurotrophic factor	Иммунорегуляторное действие
Хемокины	CC, CXC (IL-8), CX3C, C	Регуляция хемотаксиса  различных типов лейкоцитов
Семейство интерлейкина-10	IL-10, IL-19, IL-20, IL-22, IL-24, IL-26	Иммуносупрессивное действие
Семейство интерлей- кина-12	IL-12,IL-23,IL-27	Регуляция дифференцировки Т-лимфоцитов
Цитокины Т-хелперных  клонов	Т-хелперы I типа (Th1): IL-2, IL-15, IL-21, TNF, IFNγ Т-хелперы II типа (Th2): IL4, IL-5, IL-10, IL-13, IL-25	Активация клеточного иммунитета   Активация гуморального иммунитета
Семейство интерлейкина-17	IL-17A, В, С, D, E, F	Активация синтеза провоспалительных цитокинов
Семейство трансформирующих ростовых факторов	TGFβ Bone morphogenic proteins Mullerian inhibitory substance	Регуляция воспаления, развития и регенерации тканей

 

 

 

 

 

2. Основные характеристики цитокинов;

 

Принадлежность  к пептидам. Цитокины, как правило, - гликозилированные полипептиды средней молекулярной массы (менее 30 кДа).

Индуцибельность. Цитокины вырабатываются клетками иммунной системы и некоторыми другими клетками в ответ на активирующий стимул и участвуют в иммунных и воспалительных реакциях, регулируя их силу и продолжительность.

Синтез de novo. Секреция цйтокинов - короткий по времени процесс. Цитокины не сохраняются как преформированные молекулы, а их синтез начинается всегда с транскрипции генов. Клетки вырабатывают цитокины в низкой концентрации (пг/мл).

Избыточность. Одни и те же цитокины вырабатываются клетками различных типов.

Плейотропность  действия. Одни и те же цитокины могут действовать на различные клетки-мишени, регулируя их функцию.

Специфичность. Цитокины оказывают свое действие через рецепторы на поверхности клеток-мишеней, что приводит, как правило, к активации клетки, ее пролиферации, дифференцировке или гибели.

Синергизм. Цитокины работают по принципу сети. Они могут действовать согласованно, например при стимуляции воспалительных реакций (IL-1, IL-6 и TNF) или синтезе IgE (IL-4, IL-5 и IL-13).

Антагонизм. Действие цйтокинов может быть антагонистическим: IFNy тормозит выработку IgE В-лимфоцитами, тогда как IL-4 оказывает стимулирующее воздействие; продукция IL-6 в ответ на увеличение концентрации TNF может быть негативным регуляторным механизмом контроля за синтезом этого медиатора (TNF) при воспалении.

Каскадность. Одни цитокины индуцируют синтез других цитокинов, что необходимо для развития воспалительных и иммунных реакций [1].

       Цитокины действуют на клетки различными путями: аутокринно - на клетку, синтезирующую и секретирующую данный цитокин; паракринно - на клетки, расположенные вблизи клетки-продуцента, например в очаге воспаления или в лимфоидном органе; эндокринно - дистантно на клетки любых органов и тканей после попадания в циркуляцию. В последнем случае действие цитокинов напоминает действие гормонов (рис. 1) [2].

Рис. 1. Механизм действия цитокинов [1]

 

3. Роль цитокинов в формировании защитных реакций организма.

Цитокины в  первую очередь регулируют развитие местных защитных реакций в тканях с участием различных типов клеток крови, эндотелия, соединительной ткани  и эпителиев. Защита на местном уровне развивается путем формирования типичной воспалительной реакции с ее классическими проявлениями: развитием отека, покраснением, появлением болевого синдрома и нарушением функции. Воспаление развивается в ответ на повреждение и проникновение в ткани патогенов при участии провоспалительных цитокинов, к которым относятся IL-1, TNF, IL-6, хемокины и некоторые другие цитокины. Перечисленные цитокины синтезируются в очаге воспаления главным образом макрофагальными клетками, активированными компонентами клеточной стенки патогенов, а также в ответ на повреждение тканей. Они вызывают активацию эндотелия, приводящую к увеличению проницаемости, повышению экспрессии адгезионных молекул и усилению прокоагулянтной активности. При этом происходит выброс низкомолекулярных медиаторов воспаления, таких, как гистамин, простагландины и других, ответственных за развитие воспалительной реакции в полном объеме. Хемокины усиливают направленную миграцию лейкоцитов в очаг воспаления и вместе с другими цитокинами увеличивают их функциональную активность: фагоцитоз и продукцию кислородных радикалов, направленную на элиминацию патогена. Одновременно провоспалительные цитокины активируют метаболизм соединительной ткани, стимулируют пролиферацию фибробластов и клеток эпителия, что чрезвычайно важно для заживления повреждения и восстановления целостности ткани. Таким образом, на местном уровне цитокины ответственны за все последовательные этапы развития адекватного ответа на внедрение патогена, обеспечение его локализации и удаления, а затем восстановления поврежденной структуры тканей, где бы ни развивалась воспалительная реакция.

    В  случае несостоятельности местных  защитных реакций воспалительная  реакция развивается, возрастает  синтез цитокинов, они попадают  в циркуляцию, и их действие проявляется на системном уровне. Начинается следующий этап воспаления — системная воспалительная реакция или острофазовый ответ на уровне организма. В этом случае провоспалительные цитокины оказывают влияние практически на все органы и системы организма, участвующие в регуляции гомеостаза. Действие провоспалительных цитокинов на ЦНС приводит к снижению аппетита и изменению всего комплекса поведенческих реакций. Временное прекращение поиска пищи и снижение сексуальной активности выгодно в плане экономии энергии для одной лишь задачи — борьбы с внедрившимся патогеном. Этот сигнал обеспечивают цитокины, так как их попадание в циркуляцию, безусловно, означает, что местная защита не справилась с патогеном и требуется включение системной воспалительной реакции. Одно из первых проявлений системной воспалительной реакции, связанное с действием цитокинов на терморегуляторный центр гипоталамуса, заключается в подъеме температуры тела. Увеличение температуры является одной из эффективных защитных реакций, так как при повышенной температуре снижается способность ряда бактерий к размножению, и, напротив, возрастает пролиферация лимфоцитов. В печени под влиянием цитокинов увеличивается синтез острофазовых белков и компонентов системы комплемента, нужных для борьбы с патогеном, но одновременно снижается синтез альбумина. То есть на уровне регуляции экспрессии отдельных генов цитокины направляют энергетические потоки, выбирая только то, что нужно для развития защитных реакций.

    Другим  примером избирательного действия цитокинов служит изменение ионного состава плазмы крови при развитии системной воспалительной реакции. При этом происходит снижение уровня ионов железа, но повышение уровня ионов цинка, а ведь хорошо известно, что лишить бактериальную клетку ионов железа — значит снизить ее пролиферативный потенциал (на этом основано действие лактоферрина). С другой стороны, увеличение уровня цинка нужно для нормальной работы иммунной системы, в частности, это необходимо для образования биологически активного сывороточного фактора тимуса — одного из основных тимических гормонов, обеспечивающих дифференцировку лимфоцитов. Влияние цитокинов на кроветворную систему связано с существенной активизацией гемопоэза. Действие на систему свертывания крови направлено на усиление свертываемости, которое необходимо для остановки кровотечения и для прямого блокирования патогена. Наконец, в рамках иммунной системы цитокины осуществляют взаимосвязь между неспецифическими защитными реакциями и специфическим иммунитетом, действуя в обоих направлениях. Таким образом, на уровне организма цитокины осуществляют связь между иммунной, нервной, эндокринной, кроветворной и другими системами и служат для их вовлечения в организацию и регуляцию единой защитной реакции. Цитокины как раз и служат той организующей системой, которая формирует и регулирует весь комплекс защитных реакций организма при внедрении патогенов.

    Увеличение  уровней цитокинов не может  продолжаться бесконтрольно, так  как гиперпродукция цитокинов  служит причиной развития ряда патологических состояний, в частности, септического шока. Появление цитокинов в кровотоке сразу приводит к увеличению синтеза стероидных гормонов, причем IL-1 и другие провоспалительные цитокины вызывают как усиление синтеза рилизинг_факторов, так и стимуляцию продукции гормонов клетками коры надпочечников. Стероидные гормоны, известные как одни из наиболее мощных иммуносупрессоров, блокируют синтез цитокинов и не позволяют их уровню превысить предельные значения. Это является эффективным механизмом отрицательной обратной связи для контроля гиперпродукции цитокинов. Тем не менее, в ряде случаев уровни цитокинов превышают физиологические концентрации. Цитокины в низких концентрациях нужны для правильного формирования местного воспаления, более высокие дозы вызывают развитие системной воспалительной реакции, но патологически высокие концентрации приводят к состоянию септического шока и гибели организма (Таблица №2) [3].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица №2 [1]

Эффекты систем макроорганизма в зависимости  от концентраций цитокинов

 

 

 

 

    Большинство  цитокинов не играет никакой  роли в нормальной физиологии  организма, а синтезируются лишь  при развитии защитных реакций.  Тем не менее, некоторые цитокины  в небольших количествах синтезируются  постоянно, регулируя различные этапы нормального гемопоэза, либо только на определенных этапах развития организма. Так, в онтогенезе цитокины группы TNF и ряд хемокинов регулируют нормальное развитие клеток, миграцию лимфоидных предшественников и закладку органов иммунной системы. 

     Не  менее важную роль цитокины  играют и в регуляции дифференцировки  и функциональной активности  лимфоцитов, а значит, в регуляции  специфического иммунитета. В настоящее  время признано, что типы иммунного  ответа связаны с одним из  вариантов активации лимфоцитов с преимущественным участием клонов Т-лимфоцитов хелперов первого типа (Th1) или второго типа (Th2), которые различаются по паттернам продуцируемых цитокинов и ролью в стимулировании развития иммунного ответа по клеточному или гуморальному типу (рис. 3). Активация Th1, секретирующих IL-2 и интерферон γ, ведет к стимуляции главным образом функций Т-лимфоцитов и макрофагов и к развитию клеточного типа ответа, тогда как синтез Т-хелперами 2 типа IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 и IL-25 стимулирует преимущественно гуморальное звено иммунитета. У человека эта ситуация выглядит несколько сложнее за счет существования Т-хелперных клонов, секретирующих одновременно IL-2, IL-4 и IFNγ и некоторые другие сочетания цитокинов. Роль этих клонов в регуляции иммунитета окончательно не выяснена. Продукты Th1 и Th2 негативно влияют на активацию противоположных клонов. IL-2 подавляет пролиферацию лимфоцитов, индуцированную IL-4, и наоборот. Цитокины Th2, в основном IL-4 и IL-10, прямо подавляют продукцию IL-2 Т-лимфоцитами, экспрессию α-цепи рецептора IL-2 на Т-лимфоцитах и β-цепи на В-лимфоцитах и NK-клетках и активность NK-клеток. Избыточная активация какого-то из типов Т-хелперных клонов может направить иммунный ответ по одному из вариантов развития. Хроническая несбалансированность активации Т-хелперных клонов приводит к развитию иммунопатологических состояний, связанных с проявлениями аллергии или аутоиммунитета. Считается, что выраженность аллергических реакций обусловлена преимущественной активацией Th2, продуцирующих IL-4 и IL-5, которые стимулируют синтез антител класса IgG1 и особенно IgE, как известно, играющего решающую роль в развитии аллергических реакций. В последние годы активно дискутируется роль цитокинов в патологии, в частности, участие хемокинов в патогенезе СПИДа. Оказалось, что отдельные рецепторы хемокинов могут служить кофакторами для проникновения вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) в клетки [3].

 

III   Аспекты взаимодействия цитокинов и микроорганизмов

 

В настоящее время  известно, что цитокины и микроорганизмы активно взаимодействуют между собой. Они  оказывают двойственное воздействие друг на друга: как угнетающее, так и стимулирующее [4,7].

 

1. Влияние цитокинов на рост микроорганизмов

Цитокины оказывают  как положительное влияние на рост микроорганизмов, так и отрицательное. Доказано угнетающее воздействие природных цитокинов в составе препарата Суперлимф на Streptoccocus pyogenes.

Стрептококковые инфекции продолжают оставаться одной из наиболее острых проблем здравоохранения во всех странах мира. Это определяется их широким распространением и огромным социально-экономическим ущербом, при этом доминирующее значение в патологии человека имеют Streptococcus pyogenes, или стрептококки серологической группы А (СГА). Клинические проявления при заражении стрептококками этой группы крайне разнообразны: от поражений ЛОР-органов, кожи до вторичных форм заболеваний с аутоиммунным механизмом (ревматизм, гломерулонефрит, васкулиты), а также токсико-септических форм (метатонзиллярный и перитонзиллярный абсцссы, пневмонии, менингит, некротические поражения мягких тканей, септические осложнения). Бета-лактамные антибиотики при лечении и профилактике заболеваний, вызванных СГА, что связано с их высокой активностью и относительным постоянством минимальных подавляющих концентраций (МПК) в отношении этого возбудителя. До сих пор не описано среди СГА формирования резистентности к пенициллинам и цефалоспоринам. В публикациях последних лет нередко сообщается о стрептококках с высокой устойчивостью к тетрациклинам, левомицетину, а в ряде стран мира (Япония, США и др.) — к макролидам и линкомицину, а также о появлении такого феномена как толерантность к препаратам пенициллина. По отношению к толерантным штаммам пенициллины ведут себя не как бактерицидные, а как бактериостатические антибиотики. По данным литературы, процент циркулирующих СГА, резистентных к тетрациклину, составляет 50 — 70%; макролидам-линкозамидам — 10 — 15%. Сообщается о 100% чувствительности СГА, циркулирующих в разных регионах России, к пенициллину и 87,4% — к эритромицину. В отношении тетрациклина чувствительностью обладали лишь 38,8% изученных культур стрептококков группы А. Все чаще в отечественной и зарубежной литературе появляются сообщения о неэффективности бета-лактамов при монотерапии стрептококковых инфекций.

Одной из причин неудач лечения считают формирование вариантов стрептококков с толерантными свойствами, для которых минимальные бактерицидные концентрации (МБК) антибиотика во много раз (более, чем в 16) превышают его МПК. Вследствие этого обычно применяемые дозы, например, пенициллина оказываются неэффективными, что в конечном итоге может привести к серьезным осложнениям или длительному носительству возбудителя. С циркуляцией толерантных к пенициллину и эритромицину форм СГА связывали возникновение в ряде стран вспышек острого фарингита и ревматизма. Толерантные штаммы СГА выделяют от детей, переболевших скарлатиной, и у лиц, перенесших острую ревматическую лихорадку.

     В последнее время большое внимание уделяется изучению нового класса регуляторных молекул врожденного и адаптивного иммунитета, обладающих широким спектром противомикробной и противовирусной активности. Их по праву называют естественными эндогенными антибиотиками.

Суперлимф (ФСП 42-0185-0573-00) представляет композицию природных цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6, ФНО-α, МИФ, ТФР-β1, ИЛ-1RA) в оптимальных физиологических соотношениях и низкомолекулярных катионных противомикробных пептидов. Препарат, включающий в качестве наполнителя полиглюкин, изготовляется на основе субстанции, представляющей собой стандартизованный лиофилизат растворимых иммунопептидов.

Известно, что препарат Суперлимф представляет собой стандартизованный  комплекс цитокинов и протегрин-подобных противомикробных пептидов, так как препарат получают из стимулированных лейкоцитов периферической крови. Противомикробные пептиды обладают широким спектром действия и активны против грамположительных, грамотрицательных бактерий и некоторых вирусов. В организме больных с острыми и хроническими воспалительными болезнями при применении препарата наблюдался эффект противобактериального и противовирусного действия. Проведенные исследования свидетельствуют, что противострептококковое действие препарата Суперлимф может быть обусловлено наличием в нем протегрин-подобных противомикробных пептидов. Минимальная бактерицидная концентрация препарата Суперлимф в отношении стрептококков, определенная с помощью серийных разведений в жидкой питательной среде, равна 100 мкг/ мл, что соответствует терапевтической дозе при лечении болезней. При применении Суперлимфа в клинике у пациентов отсутствовали аллергические реакции на препарат и было сокращено использование антибиотиков и гормональных препаратов. Суперлимф в концентрации 100 мкг/ мл подавлял рост СГА, резистентных к макролидам, что важно при лечении стрептококковых инфекций у больных с аллергической реакцией на антибиотики пенициллинового ряда.

Бактериолитическое  действие препарат Суперлимф оказывал в минимальных концентрациях. Известно, что катионные противомикробные пептиды, благодаря электростатическому взаимодействию, фиксируются и проникают через мембрану микробных клеток, нарушая ее структурную целостность, что приводит к выходу жизненно важных компонентов, нарушению клеточного дыхания и активации процессов автолиза[4].

Следует отметить, что  цитокины оказывают угнетающее действие не только на стрептококковые, но также  на стафилококковые и грибковые  инфекции.

 Изучено действие in vitro комплекса природных цитокинов — КПЦ (препарат Суперлимф) на золотистые стафилококки, дрожжеподобные грибы рода Candida. КПЦ подавлял рост тест-культуры золотистых стафилококков в зависимости от концентрации препарата. Ингибирующий эффект на стафилококки проявлялся при наличии в среде двухвалентных катионов кальция и магния. Наряду с антибактериальным действием Суперлимф оказывает влияние на высвобождение лизосомального фермента гранул лейкоцитов человека — катепсина G.

Известно, что  Суперлимф повышает бактерицидность лейкоцитов, выработку активных форм кислорода, поэтому важным является выяснение его способности увеличивать секрецию катионных пептидов.

Катепсин G является наиболее активным противомикробным агентом из сериновой группы протеолитических ферментов гранулярной противомикробной системы нейтрофилов и моноцитов/макрофагов. КПЦ в концентрации 10 мкг/мл уже через 1 ч после инкубации при комнатной температуре с лейкоцитами периферической крови здоровых доноров повышал высвобождение катепсина G практически на 10%.

Известно, что  прямым противомикробным действием обладают низкомолекулярные пептиды, в частности, выделенные из лейкоцитов свиньи и обозначенные как протегрины. Возможно, угнетение роста S.aureus под действием КПЦ связано с наличием в препарате протегринов, так как источником цитокинов служат стимулированные лейкоциты крови свиньи.

Антибактериальные пептиды, открытые сравнительно недавно R.I. Lahrer, широко распространены в природе и высокоактивны в отношении грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов, грибов и простейших. Пептиды в основном локализованы в гранулах фагоцитарных клеток крови, но в меньших количествах присутствуют и в слизистой кишечника (криптидины) и других тканях. Для проявления противомикробного действия таких пептидов необходимо наличие Са²⁺ и Mg²⁺ в среде.

Наряду с прямым стафилококковым  действием, Суперлимф индуцирует выход  катионных пептидов, в частности, катепсина G, из лизосом лейкоцитов, с чем связано опосредованное влияние КПЦ на подавление бактериального роста[5].

Также цитокины оказывают  влияние на устойчивость бактерий к антибиотикам. Установлено, что in vitro рекомбинантные фактор некроза опухоли-α и γ-интерферон усиливают чувствительность бактерий к антибиоткам как по отдельности, так и в сочетании; α-интерферон снижает эту чувствительность[6].

 

2. Влияние микроорганизмов на продукцию цитокинов

Как уже отмечалось ранее  микроорганизмы  влияют на цитокиновую систему хозяина. Способность бактерий индуцировать синтез различных цитокинов известно на протяжении  нескольких лет. Причём различные виды микроорганизмов могут стимулировать выработку как провосполительных цитокинов, так и противовосполительных цитокинов.

В человеческом кишечнике существует сложная микробная  экосистема, а слизистая оболочка кишки служит для взаимосвязи  между иммунной системой и люминальной средой.

Для изучения воздействия непатогенных бактерий на спонтанную секрецию цитокинов пробами  слизистой оболочки кишечника человека американские учёные использовали целые эксплантаты слизистой оболочки. Присутствие живых бактерий в субстрате органной культуры не повлияло на жизнеспособность тканей. Было доказано, что непатогенные бактерии могут влиять на выделение цитокинов слизистыми эксплантатами. Три штамма L. casei, штамм L. bulgaricus и непатогенная Е. coli вызвают различные формы секреции цитокина.

Ранее было доказано, что эпителиальные клеточные линии организма человека выделяют ИЛ-8 и ТФР β1, другие цитокины, такие, как ФНО-α, выделяются только после стимуляции энтеропатогенными бактериями. Более того, экспрессия генов ФНО-α или ИЛ-8 в изолированных толстокишечных эпителиальных клетках не изменяется при инкубации неинвазивных бактерий. Однако изолированные кишечные клетки могут производить ФНО-α при сенсибилизации лейкоцитами. Используя кишечные эпителиальные клетки, культивированные совместно с лейкоцитами человеческой крови в различных отсеках системы Transwell, они обнаружено, что некоторые штаммы непатогенных бактерий производят неустойчивую стимуляцию экспрессии цитокинов, включая ФНО-а, ИЛ-8, ИЛ-10 и ТФР β.

Непатогенный  штамм Е. coli в значительной мере стимулировал выделение ФНО-α эксплантатами нормальной слизистой оболочки толстой кишки. Повышение секреции ИЛ-8 несущественно, но провоспалительный цитокин ИЛ-10 стимулируется ФНО-α-независимым механизмом. Аналогичная схема выделения цитокина (повышение ФНО-α, ИЛ-8 и ИЛ-10) наблюдается при использовании системы культивации Transwell с эпителиальными клетками и лейкоцитами, стимулируемыми другими непатогенными штаммами Е. coli (LTH 634). Повышенная экспрессия ФНО-α и ИЛ-8 эпителиальными клетками наблюдается постоянно после стимуляции энтеропатогенными штаммами Е. coli. Этот эффект был показан для вовлечения ядерного транскрипционного фактора-к В (ЯФ-к В), привязывающего к специфическим последовательностям стимулятора и активирующего транскрипцию и экспрессию серий генов, кодирующих противовоспалительные энзимы. Активация фактора транскрипции ЯФ-к В осуществляется трансмембранными сигналами, порожденными Toll-подобными рецепторами на внешней поверхности клетки (18). Интестинальные эпителиальные клетки производят Toll-подобные рецепторы, распознающие специфические микробные компоненты, такие, как липополисахариды грамотрицательных бактерий. Этот путь является первичным механизмом генетической иммунной реакции, направленной против инфекционных агентов. Слизистая оболочка кишечника активирует этот путь не только при стимуляции патогенами, но и в присутствии непатогенных грамотрицательных бактерий. Подобная реакция на непатогенные бактерии могла быть особенно вредоносной в специфических условиях на фоне воспаления, как, например, при воспалительных заболеваниях кишечника. Таким образом, непатогенный штамм Е. coli может вызвать обострение воспалительных процессов[7].

Также немалый  интерес представляет влияние рода Lactobacillus на продукцию цитокинов клетками пейеровых бляшек. Ассоциированные со слизистой оболочкой кишечника лактобактерии (ЛАБ) являются стимуляторами иммунной системы, включая механизмы активации ретикулоэндотелиальной системы кишечного тракта и продукции ряда цитокинов, обеспечивающих баланс между гуморальным и клеточно-опосредованным типами иммунного ответа..