MedUniver Физиология человека
  Домой Медицинский фото атлас Психология отношений Медицинские видео ролики Медицинская библиотека Консультация врача  
Физиология человека:
Физиология
Физиология клетки
Эндокринная система
Пищеварительная система
Физиология клеток крови
Обмен веществ. Питание
Выделение.Функции почек
Репродуктивная функция
Сенсорные системы
Физиология иммунной системы
Система кровообращения
Дыхательная система
Видео по физиологии
Книги по физиологии
Рекомендуем:
Книги по медицине
Видео по медицине
Фотографии по медицине
Консультации врачей
Форум
 

Эпителиальный контроль бактерий в кишечнике: МАМР и PRR

Воспалительный ответ служит защитой от потенциальной угрозы повреждения тканей. Воспаление — это запрограммированный, хорошо организованный ответ организма хозяина, целью которого является мобилизация лейкоцитов для защиты от потенциальных патогенов и участия в первоначальном ответе при повреждении тканей.

Воспалительный процесс начинается, когда эндогенные или экзогенные сигналы о потенциальной опасности индуцируют локальное высвобождение растворимых воспалительных медиаторов или хемо-таксических факторов, которые повышают проницаемость сосудов и привлекают воспалительные клетки (сначала нейтрофилы, а позднее моноциты и лимфоциты). При гистологическом исследовании можно выявить отек и лейкоцитарную инфильтрацию в воспалительной ткани.

Далее подробно описаны механизмы, с помощью которых кишечник отвечает на действие микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности. Сначала изложено, каким образом кишечный эпителий распознает микроорганизмы, затем детально описаны сигнальные пути, активированные этими сенсорными механизмами. И, наконец, дано описание эффекторных молекул, индуцированных этими сигналами и показана их роль в защите организма хозяина.

Эпителиальный контроль бактерий: МАМР и PRR

Энтероциты могут распознать потенциальный инфекционный агент посредством общей схемы контроля за бактериями и воспалительным ответом, присущим практически всем мультиклеточным эукариотическим организмам, включая беспозвоночных животных и растения. Множественные рецепторы, называемые паттернраспознающими рецепторами (PRR), дифференцированно распознают и связывают особые микробные лиганды — ассоциированные с микроорганизмами молекулярные паттерны (МАМР) — и передают сигналы внутрь клетки.

Само название «ассоциированные с микроорганизмами молекулярные паттерны» указывает на то, что биохимические процессы определяются и ограничиваются микроорганизмами. К МАМР относятся такие сложные макромолекулы, как ЛПС, пептидогликаны (ПГН) и липопротеины; немодифицированные полипептиды (флагеллин) и нуклеиновые кислоты (CpG-обогащенная ДНК, двухцепочечная РНК (дцРНК)). Специфические МАМР могут быть характерными для специфических классов микроорганизмов.

Например, стенки грамотрицательных клеток содержат ЛПС, стенки грамположительных клеток — ПГН, а определенные вирусные геномы кодируют дцРНК. Доказано, что комменсальная микрофлора кишечника содержит МАМР и при определенном состоянии организма хозяина нормальная микрофлора может оказывать провоспалительный эффект.

С точки зрения защиты организма хозяина МАМР имеют оптимальный состав из паттернов, являющихся ключевыми для жизнеспособности микроорганизмов, что сводит к минимуму то структурное разнообразие, которое может проявить прокариота во избежание своего обнаружения. Однако из-за эффективности МАМР в распознавании эукариот у бактерий развилась выраженная способность к модификации и «маскировке» этих структур. Подобная стратегия включает инкапсуляцию со сложными углеводами, модификации в структуре ЛПС или изменения на уровне генов (переключателя фазы генов флагеллина).

Возможно, иммунная система позвоночных так себя проявляет в процессе противостояния между бактериями, имеющими МАМР и обладающими дополнительной возможностью размножения, и модификацией PRR клеток хозяина.

Паттернраспознающие рецепторы и их лиганды

TLR1
TLR2
TLR3
TLR4
TLR5
TLR6
TLR7
TLR8
TLR9
TLR10
TLR11
NOD1
NOD2
Липопротеины
Липопротеин, липотейхоевая кислота и др.
Двухцепочечная РНК
Липополисахарид
Флагеллин
Неизвестно
Неизвестно
Неизвестно
Неметилированная CpG-обогащенная ДНК
Неизвестно
Уропатогенная Escherichia coli
Грамотрицательный пептидогликан
Грамположительный и грамотрицательный пептидогликаны
NOD — нуклеотидсвязывающий олигомерный домен; TLR — Toll-подобные рецепторы; ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота; РНК — рибонуклеиновая кислота.

Термином «паттернраспознающий рецептор» называют эукариотический рецептор, который по-особому взаимодействует с одним или несколькими МАМР. В настоящее время из PRR у млекопитающих наиболее хорошо изучены Toll-подобные рецепторы. Геном человека содержит по крайней мере 10 установленных на сегодняшний день TLR. Для некоторых из них уже известны соответствующие МАМР. Вместе с тем некоторые TLR-лиганды, возможно, не являются МАМР, а представляют собой эндогенные медиаторы воспаления.

Это направление на сегодняшний день является очень перспективным в плане дальнейшего изучения. В структурном отношении TLR представляют собой трансмембранные рецепторы, в состав которых входят два неизменных структурных фрагмента. Внеклеточная часть содержит домен из обогащенных лейцином повторов (LRR) и служит для распознавания и связывания МАМР. Внутриклеточная часть, известная как рецепторный домен Toll/IL-1 (TIR), взаимодействует с передающими сигнал белками цитоплазмы, активируя их. Этот вопрос будет рассмотрен далее.

Понятно, что TLR не должны рутинно активироваться комменсальной микрофлорой и продуктами ее жизнедеятельности, поскольку это приводило бы к постоянно существующему воспалению в кишечнике. Эпителиальный барьер и особое расположение PRR служат для предупреждения активации TLR. Например, TLR5 расположены вдоль базолатеральной мембраны клеток, защищены от содержимого просвета кишки и имеют устойчивую позицию для обнаружения повреждений в межклеточных барьерах.

Другие TLR могут быть в составе вакуолярных мембран, что позволяет им распознавать то, что попадает в клетку в результате эндоцитоза и пиноцитоза и может представлять потенциальную угрозу для организма хозяина. Несоответствующий TLR-сигнал также может регулироваться путем контроля со стороны цитоплазматической сигнальной трансдукции.

Эпителиальные клетки могут обнаруживать растворимые интра-цитоплазматические МАМР и распознавать определенные бактерии (родов Shigella, Listeria) и кишечные вирусы, имеющие внутриклеточную стадию в составе своего жизненного цикла. Семейство нуклеотидсвязывающих олигомерных доменов (NOD) PRR выступает в роли посредника в процессе клеточного цитоплазматического распознавания МАМР, обеспечивая таким образом возможность обнаружения проникших бактерий, не распознанных поверхностными рецепторами. Подобно TLR, NOD-протеины имеют модулярную структуру. LRR-лигандсвязывающие фрагменты взаимодействуют со специфическими МАМР (муропептидным компонентом ПГН).

С-концы NOD1- и NOD2-протеина отличают домен активации и рекрутирования каспазы (CARD), представляющий собой в функциональном отношении аналог TIR-домена в TLR, который участвует в активации вторичного мессенджера для последующих сигнальных путей.

Итак, эукариотические клетки обладают специфическими механизмами, позволяющими обнаруживать следы жизни прокариот.

Гистология тонкой кишки - эпителий крипты
Гистология тонкой кишки

- Читать далее "Патогенез пути NFKB/Rel в реакции эпителия кишечника на бактерии"


Оглавление темы "Иммунная система желудочно-кишечного тракта":
  1. Врожденный иммунитет кишечника: участие эпителия
  2. Антимикробные пептиды кишечника - функции, задачи в иммунной системе
  3. Эпителиальный контроль бактерий в кишечнике: МАМР и PRR
  4. Патогенез пути NFKB/Rel в реакции эпителия кишечника на бактерии
  5. Схема пути MAPK в реакции эпителия кишечника на бактерии
  6. Схема пути IRF в реакции эпителия кишечника на бактерии
  7. Иммунный ответ эпителия кишечника на бактерии и пути активации апоптоза
  8. Состояние иммунитета эпителия кишечника у недоношенных новорожденных детей
  9. Функция антимикробных пептидов кишечника у недоношенных новорожденных детей
  10. Состояние воспалительной реакции кишечника у недоношенных новорожденных детей
Загрузка...

   
MedUniver.com
ICQ:493-344-927
E-mail: reklama@meduniver.com
   

Пользователи интересуются:

Будем рады вашим вопросам и отзывам:

Полная версия сайта