Вконтакте Одноклассники Фейсбук Гугл+ Английский Испанский Итальянский Русский Украинский

Реклама

Физиологические процессы опсонизации фагоцитоза. Опсонизация антителами и системой комплемента в организме животных и человека (физиология, патофизиология, реакция опсонизации)


Вступление

Чужеродные микроорганизмы и патогены постоянно нападают на организм человека и животных. Их попытки и механизмы захватить и причинить вред организму быстро пресекаются иммунной системой. Иммунная система - это многофакторная система, которая препятствует проникновению патогенов в наш организм и позволяет нам жить каждый день, не болея всё время. Существует множество механизмов, с помощью которых наша иммунная система борется с патогенами. Одна из них - опсонизация.

Физиология: Опсонизация

Опсонизация - это процесс распознавания и нацеливания фагоцитов на вторгающиеся частицы. В этой статье будут рассмотрены 2 типа опсонинов, комплемент С3b и антитела, а также связанные с ними функции, механизмы и клиническое значение опсонизации.

Задействованные Системы Органов

Иммунная система - это защита организма от чужеродных веществ и организмов. Опсонизация происходит в иммунной системе. Задействованные системы органов зависят от того, какой механизм используется. Лимфатическая система отвечает за транспорт и фильтрацию лимфатической жидкости, которая содержит антитела и лимфоциты. Сердечно-сосудистая система отвечает за циркуляцию крови, которая необходима для важного фактора в альтернативном пути активизации системы комплемента. Путь лектин-комплементарной системы требует участия печени. Печень является частью желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Эти системы органов работают вместе, чтобы бороться с бактериями, вирусами и другими захватчиками, которые пытаются атаковать организм человека и животных.

Функция механизма опсонизации

Опсонизация - это иммунный процесс, который использует опсонины для маркировки чужеродных патогенов для элиминации фагоцитами. Без опсонина, такого как антитело, отрицательно заряженные клеточные стенки патогена и фагоцита отталкивают друг друга. Тогда патоген может избежать разрушения и продолжать размножаться внутри человеческого организма. Опсонины используются для преодоления отталкивающей силы между отрицательными клеточными стенками и способствуют поглощению патогена макрофагами. Опсонизация - это антимикробный метод физиологической защиты организма, позволяющий убить и остановить распространение болезни.

Механизм процесса опсонизации

Опсонизация возбудителя может происходить с помощью антител или системы комплемента.

Роль антител в физиологии опсонизации

Антитела являются частью адаптивной иммунной системы и вырабатываются плазматическими клетками в ответ на определенный антиген. Различные антигены стимулируют развитие различных В-клеток в плазматические клетки. Сложная структура антитела обеспечивает его специфичность к определенным антигенам. В конце легкой и тяжелой цепей антитела имеют вариабельные(изменчивые) участки, также известные как антигенсвязывающие активные центры антитела. Эти участки позволяют антителу поместиться как "замок и ключ" в эпитопах специфических антигенов. Как только антигенсвязывающие центры связываются с эпитопами на антигене, стволовая область антитела связывается с рецептором на фагоцитах. Множественные антитела связываются с несколькими участками на антигене, увеличивая вероятность и эффективность, при которой патоген поглощается фагосомой и разрушается лизосомами.

Роль системы комплемента в процессах опсонизации бактерий

Система комплемента состоит из более чем 30 белков, которые улучшают способность антител и фагоцитарных клеток бороться с вторгающимися микроорганизмами. Система комплемента инициирует фагоцитоз путем опсонизации антигенов. Она также отвечает за усиление воспаления и цитолиза. Однако в этой статье мы сосредоточимся на роли систем комплемента в процессах опсонизации. Белки комплемента С1 - С9 неактивны при циркуляции по всему человеческому организму. При обнаружении патогена протеазы расщепляют неактивные предшественники, делая их активными.

После созданный одним из 3-х путей, C3b связывается с несколькими участками на клеточной поверхности патогена. Затем он связывается с рецепторами на поверхности макрофага или нейтрофила. C3b наиболее известен своей опсонизирующей активностью, потому что, когда он покрывает микроб, активность фагоцитоза увеличивается.

Патофизиология процессов опсонизации антителами и комплементом

Патофизиология опсонизации - это когда процесс не происходит в здоровом организме. Опсонизация борется с чужеродными захватчиками, такими как бактерии и вирусы, а также поддерживает иммунную толерантность и подавляет аутоиммунитет. Иммунная толерантность - это способность иммунной системы распознавать свои собственные антигены, не вызывая ответной реакции. Однако, когда опсонины недоступны или опсонизация не происходит, апоптотические фрагменты клеток остаются в организме.

Клиническое значение процесса опсонизации фагоцитоза

Многие врачи и больничный персонал стремятся сократить время пребывания пациента в медицинском учреждении из-за приобретенных инфекций. Одна из таких приобретенных инфекций включает в себя патогены эпидермимального стафилококка - S. epidermidis, который может избежать фагоцитоза, выделяя полисахариды. Эти полисахариды не позволяют опсонинам распознать патоген. S. epidermidis становится все более устойчивым к антибиотикам, что увеличивает необходимость разработки другого подхода к лечению грамположительных и грамотрицательных инфекций. Искусственный опсонин - это терапевтическая стратегия для усиления фагоцитоза у пациентов с ослабленным иммунитетом и пациентов, инфицированных устойчивыми к антибиотикам патогенами. Искусственные опсонины могут помочь различным пациентам, таким как пациенты с подавленным иммунитетом, пациенты с аллергией на антибиотики и, наконец, могут помочь пациентам бороться с устойчивыми к антибиотикам бактериями.

Анализы активности опсонофагоцитоза (ОПКА-анализ опсонофагоцитирующей активности ), это анализ in vitro, обычно используемый в исследованиях вакцин. Он может количественно измерять опосредованный антителами опсонофагоцитоз. Исследователи использовали OPKA для изучения различных патогенов, которые вызвали значительную смертность во всем мире. Например, недавно исследователи использовали его для изучения эффективности вакцины против стрептококка группы А (Газ). Заражение ГАЗ обладает м-белковым фактором вирулентности, который позволяет ему избежать фагоцитоза со стороны хозяина. Ученые разрабатывают вакцину на основе М-белка, которая нацелена на выработку М-антител, чтобы уменьшить выживаемость бактерии типа ГАЗ. В последние годы разработка такой вакцины была отложена из-за ненадежных анализов. Однако в настоящее время ОПКА используется из-за ее способности ограничивать изменчивость. [5] ОПКА может обеспечить точные и воспроизводимые результаты и может продвинуть разработку вакцины. Кроме того, использование М-антител в качестве опсонина имеет решающее значение для борьбы со стрептококком группы А.

Опсонизация: физиологические аспекты. Автор: Лорен Тау

Литература по опсонизации

  1. Mevorach D. Opsonization of apoptotic cells. Implications for uptake and autoimmunity. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2000;926:226-35.
  2. Hoepel W, Golebski K, van Drunen CM, Dunnen JD. Active control of mucosal tolerance and inflammation by human IgA and IgG antibodies. J. Allergy Clin. Immunol. 2020 May 05;
  3. de Silva D, Halken S, Singh C, Antonella M, Angier E, Arasi S, Arshad H, Beyer K, Boyle R, du Toit G, Eigenmann P, Grimshaw K, Hoest A, Jones C, Khaleva E, Lack G, Szajewska H, Venter C, Verhasselt V, Roberts G., European Academy of Allergy, Clinical Immunology Food Allergy, Anaphylaxis Guidelines Group. Preventing food allergy in infancy and childhood: systematic review of randomised controlled trials. Pediatr Allergy Immunol. 2020 May 12
  4. Yuste J, Sen A, Truedsson L, Jönsson G, Tay LS, Hyams C, Baxendale HE, Goldblatt F, Botto M, Brown JS. Impaired opsonization with C3b and phagocytosis of Streptococcus pneumoniae in sera from subjects with defects in the classical complement pathway. Infect. Immun. 2008 Aug;76(8):3761-70.
  5. Kim SJ, Gershov D, Ma X, Brot N, Elkon KB. Opsonization of apoptotic cells and its effect on macrophage and T cell immune responses. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2003 Apr;987:68-78.
  6. Gao Y, Qi R, Zhang X, Xu X, Han Y, Fei Q, Wang X, Cai R, Sun G, Qi Y. Qing-Kai-Ling Injection Induces Immediate Hypersensitivity Reaction via the Activation of Anaphylatoxin C3. Front Pharmacol. 2019;10:1524.
  7. Arcavi M, Ceballo F, Caracciolo MB, Lazarowski A. Paroxysmal nocturnal hemoglobinuria: Test to monitor the action of eculizumab treatment. Int J Lab Hematol. 2020 Jun;42(3):335-340.
  8. Grosserichter-Wagener C, Franco-Gallego A, Ahmadi F, Moncada-Vélez M, Dalm VA, Rojas JL, Orrego JC, Correa Vargas N, Hammarström L, Schreurs MW, Dik WA, van Hagen PM, Boon L, van Dongen JJ, van der Burg M, Pan-Hammarström Q, Franco JL, van Zelm MC. Defective formation of IgA memory B cells, Th1 and Th17 cells in symptomatic patients with selective IgA deficiency. Clin Transl Immunology. 2020 May;9(5):e1130.
  9. Katzenmeyer KN, Szott LM, Bryers JD. Artificial opsonin enhances bacterial phagocytosis, oxidative burst and chemokine production by human neutrophils. Pathog Dis. 2017 Aug 31;75(6)
  10. Jones S, Moreland NJ, Zancolli M, Raynes J, Loh JMS, Smeesters PR, Sriskandan S, Carapetis JR, Fraser JD, Goldblatt D. Development of an opsonophagocytic killing assay for group a streptococcus. Vaccine. 2018 Jun 18;36(26):3756-3763.

^Наверх

Полезно знать