Главная

• Антитела
• Реакция антиген-антитело
• Клетки иммунной системы
• История иммунологии
• Иммунохимия
• Продукты на страже иммунитета
• Вакцины
• Общие и частные проблемы иммунологии
• Основы иммунологии

Изменение потока одновалентных катионов

В мембранах многих клеток млекопитающих имеется (Na⁺ + К⁺)- АТРаза, или «катионный насос», накачивающий за счет энергии метаболизма ионы К + в клетку, а ионы Na⁺ из клетки против градиентов их концентраций. Действие (Na⁺ + К⁺)-АТРазы приводит к тому, что в клетке концентрация К + становится значительно выше, а концентрация Na+ — значительно ниже, чем в окружающей среде. Уабаин, кардиотонический гликозид и ингибитор (Na⁺ + К⁺)-насоса, оказывается потенциальным ингибитором синтеза белков, РНК и ДНК в Т- и В-лимфоцитах. Оптимальные для ингибирования концентрации уабаина в случаях, когда стимуляция осуществляется с помощью лектинов, аллогенных клеток или окисляющих агентов, оказываются весьма близкими. Уабаин также ингибирует рост спонтанно делящихся культур тканей. Добавление уабаина даже на поздних стадиях прерывает реализацию полной программы активации (очевидно, для уабаина не существует ограниченного «критического» периода действия). Ингибирование синтеза белка начинается в течение одного часа после добавления уабаина, а ингибирование синтеза РНК и ДНК — через два часа или даже позже. Возможно, непрерывное функ-ционирование (Na⁺ + К⁺)-АТРазы нужно для поддержания внутриклеточной концентрации К⁺в тех пределах, которые необходимы для протекания множества метаболических реакций.

Быстрое изменение потоков К⁺ и Na⁺, по-видимому, является ранней стадией активации. Хотя и ЛПС, и Кон А реагируют как с В-, так и с Т-лимфоцитами, связывание митогена приводит к увеличению потока катионов лишь в той популяции лимфоцитов, в которой в дальнейшем будет идти синтез ДНК (в В-клетках для ЛПС и в Т-клетках для Кон А). Уже в первые 30 с с момента добавления ФГА к лимфоцитам человека наблюдается увеличение потока ⁴²К внутрь клеток, доходящего примерно через час до двукратного уровня по сравнению с покоящимися лимфоцитами. Соответствующее двукратное увеличение потока Na⁺ наружу было продемонстрировано путем изменения скорости выхода из клетки ²²Na после предварительного его введения в клетку. Такое повышение активности (Na⁺ + К⁺)-АТРазы, индуцируемое митогеном, связано с возрастанием FMaKC транспорта К⁺, в то время как Кш при этом остается постоянной. Подобный характер изменений не зависит от того, идет ли при этом синтез РНК или белков, и, судя по всему, обусловлен демаскировкой или сборкой новых переносчиков К⁺ из предсинтезированных предшественников. Недавно было показано, что увеличение потока К⁺ в клетку, приписываемое повышению активности (Na⁺ -j- К⁺)-АТРазы, уравновешивается увеличением потока К+ наружу («утечка К⁺»), так что в целом концентрация К+ в клетке не меняется. Кроме того, было установлено, что Na⁺ входит в клетку, а повышение внутриклеточной концентрации Na⁺ приводит к возрастанию активности (Na ⁺ + К⁺)-АТРазы. Возможно поэтому, что увеличение проницаемости мембраны по отношению к катйонам является первичным эффектом действия митогенов, тогда как повышение активности катионного насоса представляет собой непосредственный компенсаторный ответ на это. Каплан и Оуэне предположили, что следствием важного для активации увеличения активности (Na⁺ — К⁺)-АТРазы будет возросшая конкуренция за ограниченное количество АТР между АТРазой и аденилат-циклазой, объясняющая наблюдаемое экспериментально временное уменьшение концентрации сАМР. В соответствии с данной гипотезой было показано, что уабаин увеличивает концентрацию сАМР по крайней мере в клетках одной линии. Однако впоследствии оказалось, что некоторые ранние процессы (транспорт нуклеозидов и аминокислот) не ингибируются уабаином, так что увеличение активности катионного насоса обусловливает не все процессы активации. Повышение концентрации К⁺ в среде до 50 мМ приводит к деполяризации мембраны В-клеток и может заменить анти-μ, при стимуляции по крайней мере одного из ранних процессов (усиления экспрессии Ia-белков), хотя без дополнительных сигналов об индукции синтеза ДНК не происходит.

Изменение потоков катионов при активации связывают с изменением электрохимического потенциала мембраны. Из-за технических трудностей результаты, полученные при определении мембранного потенциала лимфоцитов разными способами, значительно расходятся. Многообещающим является новый подход, в котором используются положительно заряженные флуоресцентные липофильные красители цианин и оксанол, способные проникать через мембрану лимфоцита. Когда в течение непродолжительного времени при активации клеточные мембраны деполяризуются (внутренняя часть клетки при этом становится менее отрицательно заряженной), краситель выходит из клетки. В результате можно следить за деполяризацией мембраны по уменьшению интенсивности флуоресценции клетки. Если бы были найдены нетоксичные для клетки красители, которые сами не влияли бы на ранние стадии активации, то их использование стало бы важным методом изучения переноса сигналов через мембрану.