Антимикробные пептиды кишечника функции, задачи в иммунной системе

Пищеварительная система имеет также факторы химической защиты. Клетки Панета (специфические секреторные энтероциты, расположенные в основании мелких кишечных крипт) секретируют лизоцим, фосфолипазу А2 и малые катионные антимикробные пептиды (также секретируемые абсорбтивными энтероцитами), которые способны регулировать состав и распределение популяции бактерий. К двум основным семействам вырабатываемых кишечником антимикробных пептидов относят дефенсины (а и b) и кателицидины.

Дефенсины и кателицидины присутствуют в эпителиальных, секреторных и фагоцитарных клетках организма человека, причем их структура четко определена. Кателицидины (LL-37/hCAP-18) представляют собой небольшие линейные пептиды, экспрессированные в области верхушек больших кишечных крипт. У человека экспрессия LL-37/hCAP-18 повышается в ответ на инфицирование Salmonella spp. или Escherichia coli. b-Дефенсины образуют слой из шести цистеиновых остатков, объединенных дисульфидными связями.

В секреторных и фагоцитарных клетках а-дефенсины хранятся в гранулах в виде форм-предшественников. Для активации а-дефенсина необходимо последовательное посттрансляционное расщепление (кливаж) матрилизином (у мышей) или трипсином (у человека) клеток Панета. Небольшие катионные пептиды (дефенсины, или нейтрофильные пептиды человека) были впервые обнаружены в нейтрофилах человека, где они играют ключевую роль в кислород-независимом уничтожении микроорганизмов. В кишечнике клетки Панета секретируют а-дефенсины (дефенсин человека, HD5 или HD6) в ответ на микробную или холинергическую стимуляцию.

Эпителиальные клетки кишечника сначала секретируют b-дефенсины, причем экспрессия hBD1 остается постоянной на протяжении всего ЖКТ. hBD2 и hBD3 первоначально экспрессируются в пищеводе и желудке соответственно. В отличие от hBDl, hBD2 проявляет независимое от нуклеарного фактора каппа В (NFkB) повышение экспрессии (см. раздел III) в ответ на действие энтероинвазивных патогенов и других провоспалительных факторов.

Эти антимикробные пептиды действуют в виде «самосборки» в составе прокариотических биомембран с формированием анионных каналов, которые деполяризуют клетки и убивают микроорганизмы. Данные пептиды проявляют биоактивность против широкого спектра микроорганизмов, в т.ч. грамположительных и грамотрицательных бактерий, грибов, простейших, спирохет и имеющих оболочку вирусов. Интересно, что антимикробная активность (за исключением hBD3) может быть ингибирована добавлением солей высокой концентрации, чем объясняется предрасположенность пациентов с муковисцидозом к инфекционным заболеваниям легких.

Особое расположение клеток Панета может способствовать сосредоточению секреции а-дефенсинов в определенном месте, что приводит к образованию относительно стерильного и защищенного пространства внутри кишечных крипт.

Проведенные в последние годы исследования антимикробных пептидов позволили установить их роль в других механизмах защиты кишечника организма хозяина кроме прямого антимикробного действия. Исследования in vitro показали провоспалительные свойства кателицидинов, проявляющиеся посредством прямого хемотаксиса иммунных клеток, индуцированной дифференцировки иммунных клеток и активированной секреции хемокинов.

In vitro а-дефенсины клеток Панета мышей могут образовывать анионные каналы в эукариотических клетках (эпителий кишечника), что индуцирует секрецию Cl- и, вероятно, защищает стволовые клетки крипт, удаляя из крипты нежелательные патогены и их токсины. Кроме того, образование каналов может активировать воспалительный ответ кишечного эпителия посредством активации NFkB. Проведенные в последнее время исследования in vitro также показали, что b-дефенсины мышей могут индуцировать хемотаксис и созревание определенных иммунных клеток.

Необходимы дальнейшие исследования для уточнения роли, которую играет дефенсин- и кателицидин-индуцированная иммунная модуляторная активность в защите кишечника организма хозяина in vivo.

Гистология тонкой кишки

Источник: http://meduniver.com