Как работает иммунная система, лекция 2 ч. 12 (ч. 21)
Логика нейтрофилов
Эта система, которая включает связывание лиганда селектин–селектин, чтобы заставить нейтрофил катиться, взаимодействие интегрин–ICAM, чтобы остановить нейтрофил, и хемоаттрактанты и их рецепторы, чтобы стимулировать выход нейтрофилов из крови, может показаться чрезмерно сложной. Разве не было бы проще, если бы одна пара молекул адгезии (скажем, селектин и его лиганд) выполняли все три действия? Да, это было бы проще, но это также было бы очень опасно. В организме человека насчитывается около 100 миллиардов эндотелиальных клеток. Предположим, один из них немного сойдет с ума и начнет экспрессировать много селектина на своей поверхности. Если бы единственным требованием было связывание селектина, нейтрофилы могли бы выйти из крови в нормальные ткани, где они могли бы нанести ужасный ущерб. Наличие трех типов молекул, которые должны быть экспрессированы, прежде чем нейтрофилы смогут выйти из крови и начать действовать, помогает сделать систему безопасной.
Вы помните, я упоминал, что для полного регулирования экспрессии первой молекулы клеточной адгезии, селектина, требуется около шести часов. Не кажется ли это слишком неторопливым? Не лучше ли начать рекрутировать нейтрофилы из крови, как только макрофаг почувствует опасность? Не совсем. Прежде чем начать набирать подкрепление, вы должны быть уверены, что нападение серьезное. Если макрофаг сталкивается только с несколькими вредителями, он обычно может справиться с ситуацией без посторонней помощи за короткое время. Вызов нейтрофилов приведет только к ненужному повреждению тканей. Напротив, крупная инвазия с участием многих макрофагов может продолжаться в течение нескольких дней. Устойчивая экспрессия сигнальных цитокинов многих макрофагов, участвующих в битве, необходима для повышения экспрессии селектина, и это гарантирует, что дополнительные войска будут вызваны только тогда, когда они действительно необходимы.
Нейтрофилы — не единственные клетки крови, которые должны выходить из крови и проникать в ткани. Например, тучные клетки (лаброциты), которые участвуют в защите от паразитов, должны выходить из крови в месте паразитарной инфекции. Моноциты, которые могут созревать в тканевые макрофаги, должны покидать кровоток в соответствующих местах. А активированные В-клетки и Т-клетки должны направляться в места заражения. Весь этот процесс похож на почтовую систему, в которой есть триллионы посылок (клеток иммунной системы), которые должны прийти в правильные пункты назначения. Эта проблема доставки решается с помощью той же базовой стратегии, которая так хорошо работает для нейтрофилов. Ключевая особенность “почтовой службы” иммунной системы заключается в том, что липучкоподобные молекулы, которые заставляют клетки вращаться и останавливаться, отличаются в зависимости от типа клеток и пункта назначения. В результате эти молекулы клеточной адгезии фактически служат “почтовыми кодами” для обеспечения доставки клеток в соответствующие места. Действительно, селектины и их лиганды на самом деле служат семействами молекул, и только некоторые члены семейства селектинов будут соединяться с определенными членами семейства лигандов селектина. То же самое относится и к интегринам и их лигандам. Из-за этого двузначного почтового индекса (тип селектина, тип интегрина) существует достаточно “адресов”, доступных для отправки множества различных клеток иммунной системы во все нужные места. Поскольку клетки иммунной системы снабжены определенными молекулами адгезии, и их предполагаемые места назначения выражают соответствующих партнеров по адгезии, различные типы клеток иммунной системы будут катиться, останавливаться и выходить из крови именно там, где они необходимы.
Перевод книги LAUREN SOMPAYRAC "HOW THE IMMUNE SYSTEM WORKS", продолжение следует.