Цитолиз — разрушение клеток¶
Цитолиз — процесс разрушения (лизиса) клетки с нарушением целостности клеточной мембраны и выходом содержимого во внеклеточную среду. Термин образован от греч. kytos — «клетка» и lysis — «растворение, разрушение». Цитолиз является ключевым механизмом гибели клеток в иммунологических реакциях, патологических процессах и при воздействии физических и химических факторов.
¶Основные механизмы
Цитолиз может развиваться по нескольким принципиально различным путям:
- Иммунный (комплемент-зависимый) — опосредованный системой комплемента и цитотоксическими клетками;
- Физико-химический — вызванный осмотическим шоком, изменением pH, действием детергентов, бактериальных токсинов (гемолизинов);
- Ферментативный — при действии ферментов (перфоринов, гранзимов, фосфолипаз) на мембранные липиды и белки.
По характеру течения различают осмотический цитолиз (быстрое набухание и разрыв клетки при падении осмотического давления среды) и лизис, опосредованный мембранообразующими белками (образование трансмембранных пор).
¶Комплемент-зависимый цитолиз
Наиболее изученный механизм — активация терминальных компонентов системы комплемента (C5b–C9). При связывании антител с антигенами на поверхности клетки запускается классический путь комплемента, в результате которого формируется мембраноатакующий комплекс (МАК, C5b-9). Этот комплекс встраивается в липидный бислой мембраны, образуя пору диаметром около 10 нм, через которую происходит неконтролируемый трансмембранный перенос ионов и воды. Клетка набухает и разрушается. Комплемент-зависимый цитолиз лежит в основе гемолиза, бактерицидной активности сыворотки крови и повреждения клеток-мишеней в ряде аутоиммунных заболеваний.
¶Цитотоксические клетки
Клетки врождённого и адаптивного иммунитета также вызывают цитолиз:
- Цитотоксические Т-лимфоциты (CD8+) распознают чужеродный антиген в комплексе с молекулами MHC I класса и высвобождают гранулы, содержащие перфорин и гранзимы. Перфорин полимеризуется в мембране мишени, формируя поры, а гранзимы проникают через них и запускают каскад апоптоза, который при массивном повреждении перетекает в некротический лизис.
- Природные киллеры (NK-клетки) действуют аналогично, но не требуют предварительной сенсибилизации; они распознают клетки, утратившие экспрессию MHC I (например, опухолевые или вирус-инфицированные).
- Гранулоциты и макрофаги при фагоцитозе могут вызывать внефагоцитарный цитолиз путём высвобождения реактивных кислородных продуктов и ферментов.
¶Осмотический цитолиз
При помещении клетки в гипотонический раствор концентрация осмотически активных веществ внутри клетки превышает внеклеточную. Вода по градиенту осмотического давления поступает внутрь, клетка набухает, и мембрана разрывается. Этот принцип используется в лабораторной практике для получения гемолизатов эритроцитов, а также лежит в основе действия некоторых бактериальных токсинов — стрептолизина, стафилолизина, лизоцима, которые образуют трансмембранные каналы.
¶Роль в патологии
Цитолиз играет значимую роль в развитии ряда заболеваний:
- Аутоиммунная гемолитическая анемия — разрушение собственных эритроцитов комплементом и аутоантителами;
- Трансплантационное отторжение — цитолиз клеток донорского органа цитотоксическими Т-лимфоцитами;
- Вирусные инфекции — цитолиз инфицированных клеток как часть противовирусного ответа, но одновременно и патогенез (например, при гепатитах);
- Гемолитическая болезнь новорождённых — разрушение эритроцитов плода материнскими антителами;
- Пароксизмальная ночная гемоглобинурия — повышенная чувствительность эритроцитов к комплементу из-за дефицита защитных белков CD55 и CD59.
¶Лабораторное значение
Комплемент-зависимый гемолиз используется в реакциях связывания комплемента, титровании комплемента и определении гемолитической активности сыворотки. Метод розеткообразования и тест киллерной активности NK-клеток также основаны на регистрации цитолиза мишеней, меченных хроматическим агентом (например, 51Cr или флуоресцентным красителем), выходящим в среду при разрушении клетки.
¶См. также
¶Источники
- Атанасов А. С. Иммунология: учебник.
- Ройт И., Бростофф Дж., Мейл Д. Иммунология.
- Лопухин Ю. С., Молочков В. А. Иммунопатология.
- Книгин А. А., Токарева Н. В. Клиническая иммунология.