Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах)

Чучалин А. Г.

ГЕН NADPH-ОКСИДАЗНОГО КОМПЛЕКСА

Более 30 лет назад, сразу после описания ААТ, было описано генетическое заболевание, вызванное нарушением антимикробной защитной функции фагоцитов, которое было названо хроническим гранулематозным заболеванием (ХГЗ). Больные страдают повторными бактериальными инфекциями, заканчивающимися в конце концов летально с формированием в легком множественных гранулем. Исследование состояния фагоцитов и метаболизма нейтрофилов у этих пациентов обнаружило, что эти клетки, в отличие от нормальных нейтрофилов, не продуцируют супероксидный радикал (О₂), и, таким образом, фагоцитированные бактерии не убиваются. Для строительства действенного антимикробного кислородного радикала необходим О₂оксидредуктазный энзим или NADPHоксидаза,

находящаяся в плазматической мембране фагоцитов. Первичным продуктом NADPHоксидазы является супероксидный радикал.

Было показано, что это заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному или Хсцепленному рецессивному типу. Это означает, что заболевание генетически гетерогенно и обусловлено как минимум дефектами двух разных генов: один Хсцепленный, другой - аутосомный. Открытие того, что Хсцепленная форма связана с отсутствием гемопротеина - цитохрома b558, позволяет предположить, что эта форма представлена Хсцепленно кодированной компонентой - NADPHоксидазным комплексом. В 1986 г. ген для Ххромосомной, цитохромb558негативной формы заболевания ХГЗ (Xb) был клонирован в соответствии с его хромосомной локализацией [47]. Ген кодирует тяжелую цепь цитохрома b558. Позже была разъяснена основа цитохромb558активной формы ХГЗ (AB) с дефектом в альфацепи гена. Помимо этих двух форм, при которых отсутствует мембранный цитохром в одной из цепей, открыли аутосомно-рецессивную цитохромb558позитивную форму СПВ (AB+), которая связана с отсутствием второго, цитозольного компонента NADPHоксидазного комплекса [34]. ХГЗ - очень редкое заболевание, поэтому методы генной терапии для него не разработаны, хотя теоретически терапия его возможна методом трансфера гена.

type: dkli00013

ПОИСК НОВЫХ ГЕНОВ РИСКА БРОНХОЛЕГОЧНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Наши знания о заболеваниях бронхолегочной системы, полученные различными методами исследования в сочетании с молекулярно-генетическими методами поиска генов риска, помогают лучше сориентироваться в патогенезе этих заболеваний. Выделяют следующие механизмы.

– --Нарушение протеиназно-антипротеиназного равновесия в легком, в результате чего нарушается структура легочной ткани (через протеолитические энзимы). Прототипом этого довольно частого генетического дефекта протеазно-антипротеазного равновесия является описанный выше ААТдефицит.

– --Генетическая регуляция продукции иммуноглобулина Е (IgE) и поиск отвечающих за нее генов. У больных с атопией эта регуляция нарушена, что имеет важное значение в патогенезе БА и других подобных заболеваний.

– --Нарушение антимикробных механизмов защиты в легком. Расшифровка генов, отвечающих за это нарушение, приведет к лучшему пониманию патогенеза болезней и новым терапевтическим возможностям.

Внутрилегочное протеиназно-антипротеиназное равновесие. В основе патогенеза ХОБЛ лежит протеиназно-антипротеиназная теория, что было показано в экспериментах на животных и у людей. Известно, что протеиназы в легком обладают сильным поражающим механизмом, если неадекватно ингибируются их ингибиторами антипротеиназами. Так, альфа₁антитрипсин обеспечивает около 90% антиэластазной активности легкого, а дефицит ААТ - это прототип генетического субтипа ХОБЛ, обусловленного протеиназно-антипротеиназным дисбалансом. В этом случае антагонисты нам известны: это нейтрофильная эластаза и альфа₁антитрипсин. О физиологических функциях многих других внутрилегочных протеиназ и их ингибиторов известно очень мало. Однако в последние годы изучены некоторые протеиназы и антипротеиназы (табл. 1-3, 1-4).

Таблица 1-3. Протеиназы

Обозначение

Хромосомный регион

Молекулярная масса, kDa

Происхождение

Субстрат

Ингибиторы

Серинэластаза

19p

—

АГН*

Эластин, фибронектин и др.

₁–

Антитрипсин

Протеиназа-3

19р

—

АГН

Эластин

Неизвестный

Азурофилин

19р

—

АГН

Эластин

Неизвестный

Катепсин G

14q 11.2

26

АГН

Эластин

₁– Антихимотрипсин

Металлоэластаза

—

—

Альвеолярные макрофаги (новый синтез)

Эластин

TIMP** и ₂– макроглобулин

Металлоколлагеназа

—

—

Специфические гранулы нейтрофилов

Коллаген

TIMP и ₁– макроглобулин

* АГН — азурофильные гранулы нейтрофилов.

** TIMP — тканевый ингибитор металлопротеиназ.

Таблица 1-4. Антипротеиназы

Обозначение

Хромосомный регион

Молекулярная масса, kDa

Клетки происхождения

Связывание

₁– Антитрипсин

14q 31–32

52 (12)

Гепатоциты и альвеолярные макрофаги

Эластазы

₁– Антихимотрипсин

14q 31–32

68 (26)

Гепатоциты и альвеолярные макрофаги

Катепсин G, химазы тучных клеток

₂– Макроглобулин

12p 12–13

720

Гепатоциты и альвеолярные макрофаги

Широкий спектр человеческих и бактериальных протеиназ, вирусов, бактерий

Антилейкопротеиназа

—

—

Клетки бронхиального эпителия

Эластаза, катепсин G

Примечание. В скобках указан молекулярный вес углеводных цепей в общем молекулярном весе гликопротеинов.

Активированные нейтрофилы высвобождают кроме серинэластазы еще и катепсин G, протеиназу3 и азурофилин из азурофильных гранул (см. табл. 1-3), и все четыре энзима поражают эластическую структуру легкого [17]. Активированные нейтрофилы аккумулируются в легких курильщиков, так же как у пациентов с ХОБЛ. Кроме этих «эндогенных» протеиназ при инфекциях бронхиального дерева из разрушенных бактерий высвобождаются высокоактивные бактерийспецифические протеиназы, которые принимают участие в разрешении рецидивирующего воспаления при ХОБЛ. Такие защитные функции в легких осуществляются антипротеиназами (см. табл. 1-4).