Научно-практический журнал
[О компании] Издательство 'Цитокины и воспаление' - Журнал 'Цитокины и Воспаление'

197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, д. 12,
Институт экспериментальной медицины РАМН
Тел.: (812) 543 52 14, +7 921 984 11 30, +7 921 909 55 49
Факс: (812) 543 52 14
E-mail:
Web: www.cytokines.ru


  


2016 год
1 номер 2 номер
3 номер 4 номер

О Журнале

Текущий год
Архив

Рубрики
Подписка

NEW Книжная полка
NEW Стол заказов

Карта сайта
Правила для авторов

Поиск

Контакты
Наши партнеры:

Русский языкEnglish language
Карта сайта Написать письмо, наши координаты

Содержание | Следующая статья

Журнал 'Цитокины и воспаление', 2012, № 4

Подписаться на 2018 год

Заказать этот номер

Заказать эту статью в PDF

Обзоры

Номер 4'2012

Эволюция воспаления

Е.Ю. Гусев, В.А. Черешнев

Систематизированы этапы эволюционного развития отдельных механизмов воспаления, начиная с беспозвоночных, которые характеризуются развитой системой врожденного иммунитета, локальными реакциями фагоцитов и отдельными проявлениями системного воспалительного ответа. У позвоночных отмечается последовательное развитие системы адаптивного иммунитета, цитокиновой сети, микроциркуляции крови и лимфотока, а также экссудативно-сосудистой реакции микрососудов при воспалении. Роль системных микроциркуляторных расстройств как основы патогенеза критических состояний очевидна у млекопитающих, менее существенна у птиц, сомнительна у рептилий и у низших классов позвоночных. (Цитокины и воспаление. 2012. Т. 11. № 4. С. 5–13.)

Ключевые слова: эволюция, воспаление, системное воспаление.

Воспалительный процесс связан с эволюционно древними механизмами клеточного стресса, фагоцитоза и другими факторами врожденного иммунитета, но окончательно формируется как общепатологический процесс при участии системы микроциркуляции крови и адаптивного иммунитета у позвоночных [3]. Генерализованная реакция микрососудов на действие повреждающих факторов приводит к развитию микроциркуляторных расстройств (МЦР) — ключевого признака системного воспаления (СВ) [1, 2]. Инициировать провоспалительную трансформацию клеток способен широкий спектр факторов повреждения (или угрозы повреждения) [3, 4]. Среди них можно выделить молекулы DAMP (danger-associatedmolecularpatterns) — молекулярные паттерны опасности, включающие ряд эндогенных молекул, и PAMP (pathogen-associatedmolecularpatterns) — микробные паттерны патогенности, действующие на клетки через паттернраспознающие рецепторы (ПРР). Анализ эволюционных аспектов формирования врожденного и адаптивного иммунитета, местной и системной воспалительной реакции (СВР) является необходимым условием рассмотрения СВ как общепатологического процесса, поскольку видовые границы этого процессы в настоящее время не определены.

Эволюция механизмов воспаления у беспозвоночных

Элементарной функциональной единицей воспаления выступают те или иные варианты клеточного стресса [1, 2, 4]. При этом универсальные генетически детерминированные программы клеточного стресса сформировались уже на заре эволюции видов — у прокариот, как ответ на структурные повреждения, критические изменения жизненно важных параметров гомеостаза, но также и на угрожающие сигналы [28]. У многоклеточных организмов число индуцибельных генов, ассоциированных с клеточным стрессом, возросло в связи с появлением специализированных клеточных популяций и необходимостью межклеточного обмена информацией. В свою очередь, это способствовало появлению у беспозвоночных транскрипционных факторов, являющихся своеобразными коллекторами для многих путей клеточной активации [43].

Примитивные беспозвоночные — губки — не имеют сложных органных систем, но имеют весьма развитую систему врожденного иммунитета: большой репертуар белков теплового шока и других протекторов клеточного стресса, широкий спектр ПРР и рецепторов межклеточного контактного взаимодействия, включая toll-подобные рецепторы (TLR), различные лектины, интегрины, рецепторы суперсемейства иммуноглобулинов, а также катионные белки, другие бактерицидные и опсонизирующие факторы [37, 45]. Относительно специализированными клетками врожденного иммунитета у губок являются подвижные амебовидные фагоциты [37].

Все типы высокоорганизованных беспозвоночных (ВОБ): первичноротые (кольчатые черви, нематоды, членистоногие, моллюски) и вторичноротые (иглокожие и хордовые (ланцетники и оболочники)) появились в процессе кембрийского эволюционного взрыва (примерно 490–550 млн лет назад). В конце кембрия появились и первые морские позвоночные (третий подтип хордовых). Система адаптивного иммунитета сформировалась позднее, у первых челюстных рыб, примерно, 430–450 млн лет назад [7].

В отличие от губок, кишечнополостных и им подобных, ВОБ имеют сердечнососудистую (иглокожие, головоногие моллюски, членистоногие) или только сосудистую систему, обычно незамкнутого типа, а ланцетники, головоногие моллюски, большинство видов кольчатых червей и немертин — замкнутого [12]. Основу сосудов формирует базальная мембрана, как правило, не имеющая эндотелиальной выстилки. У головоногих моллюсков, кольчатых червей и оболочников на ламинарной поверхности мембраны могут фиксироваться амебовидные и уплощенные эндотелиоцит-подобные клетки, не образующие сплошной эндотелиальной выстилки [12, 53]. Однако даже эти ВОБ не способны к развитию экссудативно-сосудистой реакции. Нейроэндокринная система ВОБ, несмотря на принципиальные отличия от позвоночных, способна к секреции в гемолимфу ряда стрессорных гормонов, включая катехоламины, эндорфины и различные нейропептиды [23]. Гемолимфа содержит различные типы гемоцитов, в том числе фагоцитирующие клетки [7,42, 62]. Гемоциты синтезируют различные гидролазы, свободные радикалы (СР) и другие типы антимикробных факторов [5, 7, 62]. Белковые факторы гемолимфы представлены широким набором опсонинов, включая C-реактивный белок (CRP) и C-лектины, а также бактерицидные факторы, включая лизоцим и различные катионные белки [7, 42, 44,62].

Функцию гемостаза могут выполнять гемоциты, которые при участии белковых факторов образуют агрегаты, одновременно выполняя свои антимикробные функции. C-лектины и другие опсонины могут формировать «рыхлые» тромбы. Эти процессы особенно хорошо изучены у многих видов насекомых [30, 62].

Экспрессия ПРР у отдельных видов ВОБ достигает своего апогея. Так, у некоторых видов морских ежей (иглокожих) выявлено до 222 генов TLR (TLR, состоящих из комбинаций нескольких цепей, у них может быть еще больше, а у различных видов млекопитающих обнаруживают только до 10–15 TLR) и 203 представителя внутриклеточных рецепторов семейства NOD/NALP (у человека выявлено 22 NOD-подобных рецепторов) [24].

У вторичноротых выявляются предковые факторы комплемента: С3, рецепторы к продуктам его активации (CR), факторы альтернативного, а у асцидий (оболочников) — и лектинового пути активации [44, 55].

У различных групп ВОБ обнаруживаются предковые формы ряда цитокинов позвоночных: IL-1, IL-2, IL-6, IL-8, IL-16, IL-17, IL-1Ra, TNFα, TGFβ, LIF, MIF, EGF, VEGF, PDGF, белки, гомологичные различным типам интерферонов (IFN) [27, 31, 44, 62]. Некоторые из этих факторов имеют клеточные рецепторы и участвуют в палеоиммунных процессах. Однако их функцию нельзя прямо ассоциировать с биологической ролью соответствующих по названию цитокинов высших позвоночных, так же как не стоит предполагать наличие у ВОБ цитокиновой сети в ее понимании у позвоночных.

В рамках врожденного иммунитета адаптивные процессы у ВОБ все же возможны [47,62]. В ряде случаев отмечается возрастание устойчивости к определенным патогенам после предварительной иммунизации их антигенами, начиная примерно через час и с «эффектом плато» в несколько дней, а иногда и на более длительный период. Механизмы этого феномена, вероятно, связаны с альтернативным сплайсингом и вариабельными комбинациями субъединиц ПРР.

Гемоциты, подобно макрофагам млекопитающих, могут мигрировать в область тканевого повреждения, санировать ее и инициировать процессы заживления раны [62].У ВОБ отмечается формирование клеточных узелков, напоминающих гранулемы у позвоночных, за счет плотных контактов между гемоцитами, инкапсулирующих паразитов и инородные тела [47, 62]. Также практически все типы ВОБ способны к тому или иному варианту острофазного ответа и некоторым другим классическим проявлениям СВР, а именно повышению в гемолимфе количества фагоцитов, С3, лизоцима, CRP, C-лектинов, дефенсинов, катехоламинов и других эндокринных факторов [31, 38, 42, 44,62]. Острофазный ответ инициируется травмой, но сильнее — действием эндотоксина (LPS) и некоторых других PAMP, при этом ВОБ могут сохранять жизнеспособность при действии летальных для млекопитающих концентраций LPS [38]. Источником острофазных белков у насекомых могут выступать клетки жирового тела — своеобразного аналога печени позвоночных, гепатопанкреаса ракообразных и др. [62].

Таким образом, ВОБ имеют, в целом, высокий уровень врожденного иммунитета при отсутствии адаптивного иммунитета. Они способны к развитию противоспалительных процессов, включая формирование клеточных инфильтратов, инкапсулирующих паразитов, и к развитию ряда классических проявлений СВР, но не сосудистых реакций.

Интеграция адаптивного иммунитета и воспаления у позвоночных

Читайте статью целиком
в печатной версии журнала
!

Содержание | Следующая статья

Подпишитесь на журнал "Цитокины и Воспаление" он-лайн!


Начата подписка на 2018 год!

Обновление на книжной полке: компакт-диск Цитокины и воспаление, 2008 год.

© 2002-2017 Цитокины и Воспаление