Медиаторы воспаления клеточные и гуморальные
1. Клеточные и гуморальные медиаторы воспаления.
Медицинский Университет Астана
Клеточные и гуморальные
медиаторы воспаления.
Выполнила: Ширинова Севиндж 662 АиГ
Астана 2017
2.
Воспале́ ние (лат. inflammatio) — выработанная в
процессе эволюции защитно-приспособительная
реакция организма, направленная на устранение
воздействия патогенного раздражителя и
восстановление целостности и функции
повреждённой ткани или органа. Воспаление
проявляется изменением нормального
кровообращения и повышенной сосудистой
проницаемостью на месте повреждения в
сочетании с дистрофией ткани
и пролиферацией клеток.
3. История
Уже в древние времена внешние признаки
воспаления описал римский философ и
врач Цельс.
rubor — краснота (местное покраснение кожных
покровов или слизистой).
tumor — опухоль (отёк).
calor — жар (повышение местной температуры).
dolor — боль Гален , добавив
functio laesa — нарушение функции.
4.
Медиаторы воспаления – это активные вещества
биологического происхождения, выделением
которых сопровождаются основные фазы
альтерации. Они отвечают за возникновение
проявления воспалительных реакций.
Например, усиление проницаемости стенок
сосудов или местное повышение температуры в
зоне травматизации.
5.
Основные медиаторы воспаления выделяются не только
при развитии патологического процесса. Их выработка
происходит постоянно. Она направлена на регуляцию
функций организма на тканевом и клеточном уровнях.
В зависимости от направленности действия, модуляторы
оказывают эффект:
1. аддитивный (добавочный);
2. синергетический (потенцирующий);
3. антагонический (ослабляющий).
6. Виды медиаторов воспаления
Все воспалительные модуляторы разделяются
на две большие группы, в зависимости от их
происхождения:
Гуморальные: кинины, производные
комплемента, факторы свертывающей системы
крови.
Клеточные: вазоактивные амины, производные
арахидоновой кислоты, цитокины, лимфокины,
лизосомальные факторы, активные метаболиты
кислорода, нейропептиды.
7. Кинины
Эта группа веществ является вазодилататорами. Они
образуются в тканевой жидкости и плазме из
специфических глобулинов. Основными
представителями группы являются брадикинин и
каллидин, эффект действия которых проявляется
следующим образом: участвуют в сокращении
мускулатуры гладких групп; за счет сокращения
сосудистого эндотелия усиливают процессы
проницаемости стенки; способствуют увеличению
артериального и венозного давления; расширяют
мелкие сосуды; вызывают появление боли и зуда;
способствуют ускорению регенерации и коллагенового
синтеза. Действие брадикинина направлено на
открытие доступа плазмы крови к очагу воспаления.
Кинины – медиаторы боли воспаления. Они
раздражающе действуют на местные рецепторы,
вызывая дискомфорт, болезненное ощущение, зуд.
8.
Тромбоциты секретируют факторы роста и свертывания,
вазоактивные амины и липиды, нейтральные и кислые
гидролазы.
Производные комплемента (рис. 10-5) являются
наиболее важными из гуморальных медиаторов
воспаления. Среди почти 20 различных белков,
образующихся при активации комплемента,
непосредственное отношение к воспалению имеют его
фрагменты С5а, С3а, С3Ь и комплекс С5Ь-С9:
• С5а и С3а являются медиаторами острого воспаления и
анафилатоксинами (т.е. либераторами гистамина из
тучных клеток), таким образом, они повышают
проницаемость капилляров как прямо, так и
опосредованно через гистамин (рис. 10-6);
• С5а des Arg и С3а образуются из С5а в плазме и тканевой
жидкости под влиянием карбоксипептидазы N и
повышают проницаемость посткапиллярных венул.
Эффект С5а des Arg
9.
Компоненты системы комплемента: C3b, C5b — фрагменты С3 и С5, связанные с
мембраной; С3а и С5а — пептиды, отщепившиеся, соответственно, от С3 и С5; С6-С8
— компоненты комплекса, атакующего мембраны; С9 — белок, полимеризующийся в
мембране; Bb — фрагмент белка В, связанный с мембраной; стрелки — каскадноусиливающиеся компоненты реакции; МФ — макрофаг; C3R — рецептор к C3b
компоненту комплемента; К — капилляр; Э — эндотелиальная выстилка капилляра;
Н и М — диапедез нейтрофила и моноцита.
10.
Связь комплемента с тучными клетками в очаге острого воспаления не связан с
гистамином, но является нейтрофилзависимым, т.е. осуществляется за счет
факторов проницаемости, высвобождаемых из полиморфно-ядерных
гранулоцитов, — лизосомальных ферментов и неферментных катионных белков,
активных метаболитов кислорода. Кроме того, С5а и С5а des Arg привлекают
нейтрофилы. В отличие от них С3а практически не обладает хемотаксическими
свойствами;
11. К плазменным медиаторам воспаления относят следующие:
— кинины (брадикинин, каллидин);
— компоненты системы комплемента;
— факторы системы гемостаза (участвующие в
изменении активности свёртывающей,
противосвёртывающей и фибринолитической
систем крови).
12.
13.
Клеточные медиаторы
высвобождаются в очаге
воспаления уже в
активированном
состоянии конкретно из
клеток, в каких они
синтезировались и
накопились.
Плазменные медиаторы
образуются в клеточках и
выделяются в
межклеточную жидкость,
лимфу и кровь, но в не
активном состоянии, а в
виде предшественников.
14.
Гуморальные медиаторы воспаления находятся в
организме человека до воздействия
патологического фактора, то есть организм имеет
запас этих веществ. Их депонирование происходит
в клетках в неактивном виде.
Вазоактивные амины, нейропептиды и
лизосомальные факторы также являются
предсуществующими модуляторами.
Остальные вещества, относящие к группе
клеточных медиаторов, вырабатываются
непосредственно в процессе развития
воспалительной реакции.
15.
16.
17.
18.
Клеточные медиаторы воспаления
преимущественно образуются следующими
клетками:
— лаброцитами (например, тучные клетки,
тканевые базофилы, мастоциты);
— тромбоцитами;
— клетками соединительной ткани;
— клетками эпителиальной ткани;
— клетками нервной ткани.
19. Основными источниками клеточных медиаторов являются:
1. Нейтрофилы, которые выделяют катионные белки,
стимулируют высвобождение биогенных аминов из
тромбоцитов и тучных клеток, содержат ингибитор
высвобождения гистамина и гистаминазу. Протеазы
нейтрофилов участвуют в образовании кининов и активных
фрагментов комплемента (С3а, С3Ь). Нейтрофилы образуют
простагландин (PG) E2 и другие эйкозаноиды. Ферменты
нейтрофилов активируют как свертывание крови, так и
фибринолиз.
2. Макрофаги выделяют ангиотензин-конвертазу, которая
инактивирует брадикинин, превращает ангиотензин-I в
ангиотензин-П. Они синтезируют PGE2, а также тромбоксаны и
лей котриены (LT). Поскольку PGE2 препятствует высвобождению
клеточных медиаторов воспаления и подавляет агрегацию
тромбоцитов, макрофаги, помимо провоспалительной,
обладают и противовоспалительной функцией. Макрофаги
синтезируют различные компоненты комплемента, обладают
свертывающей и фибринолитической активностью.
20.
3. Эозинофилы служат отрицательными модуляторами
воспаления. Они содержат гистаминазу, кининазу, ферменты,
расщепляющие лейкотриены С и D, главный щелочной белок,
осуществляющий цитотоксическую функцию и
нейтрализующий гепарин. Ферменты эозинофилов
нейтрализуют продукты тучных клеток, способствуют
уничтожению клеточных остатков. Эозинофилы
фагоцитируют секретируемые тучными клетками гранулы и
подавляют высвобождение гистамина. Особый интерес
представляет присутствие в эозинофилах лизофосфолипазы.
Ее субстратом являются частично деградированные
фосфолипиды, содержащиеся в мембранах погибших клеток.
Высвобождая из фосфолипидов свободные жирные кислоты,
лизофосфолипаза способствует образованию арахидоновой
кислоты.
4. Тучные клетки и базофилы выделяют гистамин и
серотонин, гепарин, факторы хемотаксиса нейтрофилов и
эозинофилов, фактор активации тромбоцитов,
протеолитические ферменты, они продуцируют пероксидазу,
супероксид и пероксид водорода, а также протеазу,
превращающую кининоген в кинин.
21. К клеточным медиаторам воспаления относят следующие:
— биогенные амины (гистамин, серотонин);
— нейромедиаторы (норадреналин, ацетилхолин);
— простагландины (А, В, С, Д, Е, F, I), главным образом Е2 и Ib2;
— тромбоксаны, преимущественно типа А2;
— факторы активации тромбоцитов;
— лейкотриены (А, В, С, Д, Е), главным образом типа В4
(продукты липоксигеназного превращения арахидоновой
кислоты);
— продукты свободнорадикального перекисного окисления
липидов мембран клеток (перекиси, гидроперекиси, альдегиды,
активные формы кислорода и др.); — нуклеотиды (АТФ, ц АМФ, ц
ГМФ );
— нуклеозиды (аденозин и др.);
— кейлоны и антикейлоны;
— гидролазы повреждённых клеточно-тканевых структур;
— оксид азота эндотелиоцитов .
22.
23.
24.
Лизосомальные ферменты
Медиаторы иммунного воспаления вырабатываются
моноцитами и гранулоцитами в месте патологического
процесса в ходе стимуляции, эмиграции, фагоцитоза,
повреждения и смерти клеток. Протеиназы, которые
являются основным компонентом лизосомальных
ферментов, обладают действием противомикробной
защиты, лизируя чужеродные уничтоженные
патологические микроорганизмы. Кроме того, активные
вещества способствуют повышению проницаемости
сосудистых стенок, модулируют инфильтрацию
лейкоцитов. В зависимости от количества выделенных
ферментов, они могут усилить или ослаблять процессы
миграции лейкоцитарных клеток. Воспалительная
реакция развивается и держится на протяжении долгого
времени за счет того, что лизосомальные ферменты
активируют систему комплемента, высвобождают
цитокины и лимокины, активируют свертывание и
фибринолиз.
25. Биогенные амины
Первичные медиаторы воспаления — гистамин и
серотонин. Вещества являются провокаторами
первоначальных нарушений микроциркуляции в зоне
патологии.
Серотонин – нейромедиатор, который вырабатывается
в тучных клетках, энтерохромаффинах и тромбоцитах.
Действие серотонина меняется в зависимости от его
уровня в организме. В обычных условиях, когда
количество медиатора является физиологическим, он
усиливает спазмированность сосудов и повышает их
тонус. При развитии воспалительных реакций
количество резко увеличивается.
Серотонин становится вазодилататором, повышая
проницаемость сосудистой стенки и расширяя сосуды.
Причем его действие в сотню раз эффективнее второго
нейромедиатора биогенных аминов.
26.
Гистамин – медиатор воспаления, имеющий
разностороннее действие на сосуды и клетки. Действуя
на одну группу гистаминчувствительных рецепторов,
вещество расширяет артерии и угнетает передвижение
лейкоцитов.
При воздействии на другую – сужает вены, вызывает
повышение внутрикапеллярного давления и, наоборот,
стимулирует движение лейкоцитов. Действуя на
нейтрофильные рецепторы, гистамин ограничивает их
функциональность, на рецепторы моноцитов –
стимулирует последние.
Нейромедиатор может оказывать воспалительное
противовоспалительное действие одновременно.
Сосудорасширяющий эффект гистамина усиливается под
влиянием комплекса с ацетилхолином, брадикинином и
серотонином.
Источник
| Группа | Медиатор | Источник образования | |
Гуморальные медиаторы | |||
| Система комплемента | С5-С9,С3а, С5а,С3в | Плазма крови | |
| Свертывающая система крови | Факторы свертывания крови, | Плазма крови | |
| Кининовая система | Брадикинин | Плазма крови | |
Клеточные медиаторы | |||
Биогенные амины | Гистамин | Тучная клетка, базофил | |
Серотонин | тромбоцит | ||
Протеолитические ферменты | желатиназа, эластаза, коллагеназа, катепсины и др | Гранулоциты, макрофаги | |
химаза, триптаза | Тучная клетка | ||
| Нейропептиды | Субстанция Р Нейрокинины А и В | Нервные окончания | |
| Цитокины | Интерлейкины, фактор некроза опухоли, интерфероны хемокины | Различные клетки | |
| Липидные медиаторы | Фактор активации тромбоцитов | Различные клетки | |
| Простагландины и тромбоксаны | ПГ Е2, D2, F2a, простациклин, TXA2 | Различные клетки | |
| Лейкотриены | ЛТ-В4 ЛТ-С4, D4 , Е4 | Различные клетки | |
| Активные формы кислорода | перекись водорода [Н2О2], супероксидный радикал [О2×-], гидроксильный радикал [×ОН], оксид азота [NO] | Различные клетки | |
По химической природе медиаторы воспаления являются белками и их производными, но они могут быть и небелковыми веществами. По механизму действия выделяют медиаторы воспаления, действующие преимущественно на сосуды или на эмиграцию клеток. Практически все медиаторы воспаления обладают сразу несколькими эффектами и часто дублирующими действие друг друга.
Характеристика основных медиаторов воспаления
Гистамин. Гистамин образуется в тучных клетках и базофилах крови. Имеется 2 типа рецепторов к гистамину: первого типа (Н1) и второго типа (Н2). Гистамин вызывает расширение артериол, повышение их проницаемости, бронхоспазм (преимущественно через рецепторы 1-го типа) и потенцирует ощущение боли.
Серотонин. Основной источник серотонина – тромбоциты. Серотонин накапливается в тромбоцитах и выделяется при их активации. Серотонин стимулирует агрегацию тромбоцитов, но также, влияет на сосудистый тонус, преимущественно как вазоконстриктор (в венулах) и вазодилататор (в артериях). Кроме того, серотонин повышает проницаемость сосудистой стенки и способствует развитию отека.
Протеолитические ферменты. В очаге воспаления выделяется большое количество ферментов из разных клеток: лейкоцитов (желатиназа, эластаза, коллагеназа, катепсины и др.), из тучных клеток (химаза, триптаза), а также ферменты лизосом из поврежденных паренхиматозных клеток и другие. Протеолитические ферменты непосредственно повреждают клеточные мембраны, способны разрушать базальную мембрану сосудов, они вызывают нарушение энергетического обмена клеток.
Брадикинин. Он активируется в плазме крови под воздействием фермента калликреина. При воспалении происходит активация калликреина, что сопровождается активацией сразу трех систем плазмы крови: калликреин-кининовой, свертывающей и фибринолитической. Брадикинин вызывает вазодилатацию, повышение проницаемости сосудов, бронхоспазм, является сильным медиатором боли.
Простагландины и тромбоксаны – продукты метаболизма арахидоновой кислоты по циклооксигеназному пути. При воспалении происходит мощная индукция образования ПГ-Е2, прежде всего в макрофагах. ПГ-Е2 вызывает вазодилатацию, повышает проницаемость сосудов, расширение бронхов, он является сильным медиатором боли и лихорадки, а также тормозит агрегацию тромбоцитов. ПГ-D2 – основной простагландин, образующийся в тучных клетках. ПГ-D2 вызывает вазодилатацию, угнетает агрегацию тромбоцитов и оказывает выраженный хемотаксический и активирующий эффект на клетки иммунной системы, прежде всего на Т-клетки и эозинофилы. ПГ-I2 образуется исключительно в эндотелиальных клетках и называется также «простациклин». Основными эффектами простациклина является вазодилатация и угнетение агрегации тромбоцитов. ТхА2 (тромбоксан А2) – образуется преимущественно в тромбоцитах и, в меньшей степени в эндотелиальных клетках, и является мощным активатором агрегации тромбоцитов и вазоконстриктором.
Лейкотриены, как и простагландины, образуются в результате метаболизма арахидоновой кислоты. Основными источниками лейкотриенов являются тучные клетки, а также лейкоциты (базофилы, эозинофилы, нейтрофилы) и макрофаги. Лейкотриены обладают различной функцией: ЛТ-В4 – мощный хемоаттрактант и активатор лейкоцитов, в то время как ЛТ-С4, D4 и Е4 – обладают мощным констрикторым действием на бронхи, и вызывают увеличение проницаемости сосудов. На тонус сосудов лейкотриены влияют неоднозначно, вызывая в сосудах одних органов констрикцию, а в сосудах других органов вазодилатацию.
Активные формы кислорода (АФК). При воспалении наибольшие количества образуются в макрофагах и нейтрофильных лейкоцитах, т.к. АФК являются важным инструментом их антимикробной активности. Одни активные формы кислорода не обладают свойствами свободных радикалов (перекись водорода [Н2О2], пероксинитрит [ONOO-] и др.), другие являются свободными радикалами (супероксидный радикал [О2×-], гидроксильный радикал [×ОН], гидропероксильный радикал [НО2×]). Из всех перечисленных АФК необходимо особо отметить пероксинитрит, который образуется преимущественно при воспалении, т.к. является продуктом реакции супероксидного радикала [О2×-] с большим количеством оксида азота [NО].
Оксид азота. При воспалении цитокины и другие стимулы вызывают экспрессию индуцируемой NO-синтазы в самых разных клетках: макрофагах, эндотелиальных клетках, паренхиматозных и других клетках. Количество оксида азота, который образуется индуцируемой NO-синтазой, в несколько раз превышает его физиологические концентрации, и он начинает проявлять свое повреждающее действие, обладая активностью свободных радикалов, что сопровождается выраженным вторичным повреждением.
Фактор активации тромбоцитов (ФАТ). При воздействии фосфолипазы А2 на фосфолипиды клеточных мембран, в клетке (преимущественно в эндотелиоцитах и тромбоцитах) происходит образование фактора активации тромбоцитов. ФАТ активирует не только тромбоциты, но также и лейкоциты (преимущественно нейтрофильные), вызывает вазодилатацию. ФАТ синтезируется преимущественно в эндотелиоцитах, тромбоцитах, макрофагах, нейтрофильных лейкоцитах. Считается, что фактор активации тромбоцитов является одним из важных медиаторов воспаления, отвечающих за лейкоцитарную реакцию и связанное с ней вторичное повреждение тканей.
Система комплемента. Система комплемента включает в себя комплекс плазменных белков – ферментов и участвует в иммунном ответе (мембраноатакующий комплекс, С3b), а также вызывает активацию тучных клеток, лейкоцитов, эндотелиоцитов и других клеток (С3а, С5а).
Активация системы комплемента может происходить по «классическому» и «альтернативному» пути (рис. 1). Классический путь активации происходит после образования комплекса антиген-антитело. Альтернативный путь активации начинается с прямой активации С3 фрагмента на мембране микроорганизма. Фрагменты системы комплемента – С3а и С5а, вызывают активацию тучных клеток, усиливают вазодилатацию, повышают сосудистую проницаемость, способствуют активации и эмиграции нейтрофилов в очаг воспаления. Фрагмент С3b необходим для успешного фагоцитоза, т.к. является важным опсонином. А комплекс С5b-С9 называется мембраноатакующим комплексом (МАК) и вызывает непосредственный лизис участка мембраны клетки – мишени, что очень важно для реализации противомикробного иммунитета.
Цитокины. Главными их источниками являются макрофаги и тучные клетки; кроме них цитокины вырабатывают лейкоциты крови и фибробласты. Основными цитокинами являются интерлейкины (ИЛ), которых в настоящее время описано более 30, интерфероны альфа, бета и гамма (ИФ-a, ИФ-b, ИФ -g), а также альфа-фактор некроза опухоли (ФНО-a). Их основная функция — регуляция клеточной активности и кооперации, прежде всего клеток иммунной системы. Наибольшее значение для развития воспаления имеют ИЛ-1b, ИЛ-6, и ФНО-a. Эти цитокины вызывают экспрессию индуцируемых циклооксигеназы (ЦОГ-2) и синтазы оксида азота в различных клетках, стимулируют иммунный ответ, обеспечивают активацию эндотелия, индуцируют синтез белков острой фазы воспаления, вызывают лейкоцитоз и лихорадку.
Хемокины. Хемокины также относятся к цитокинам, но с узкой направленностью действия. Хемокины привлекают клетки, главным образом лейкоциты (хемотаксис) в очаг воспаления. Описано более 40 различных хемокинов: одни хемокины привлекают в очаг воспаления нейтрофильные лейкоциты, например ИЛ-8, другие – моноциты, например, моноцитарный хемотаксический протеин-1 (MCP-1), эозинофилы (эотаксин).
Нейропептиды. Нейромедиаторы образуются в некоторых центральных и периферических нейронах. Основными нейропептидами являются субстанция-Р, нейрокинин-А и нейрокинин-В. Нейропептиды оказывают в целом сходный эффект: они вызывают выраженную вазодилатацию, констрикцию бронхов, активируют клетки иммунной системы, кроме того, являются медиаторами боли. При воспалении происходит повреждение и активация чувствительных нервных волокон, выделяются нейропептиды, которые становятся заметными медиаторами воспаления.
Источник