Респираторный взрыв

Нейтрофилы в течение первых секунд после стимуляции резко увеличивают поглощение кислорода и быстро расходуют значительное его количество. Это явление известно как респираторный (кислородный) взрыв. При этом образуются токсичные для микроорганизмов H₂O₂, супероксид O₂^– и гидроксильный радикал ОH^–. Супероксид O₂^– образуется с участием комплекса НАДФH⁺-оксидазы.

НАДФH⁺-оксидаза

Система НАДФH⁺-оксидазы является частью биохимического пути, регулирующего поток электронов к различным субстратам. Система состоит из 5 белковых субъединиц, образующих комплекс НАДФH⁺-оксидазы, и регуляторного белка Rac-2 (рис. 6-4).

Гликопротеины gp91 (91 кД, ген gp91^phox) и p22 (22 кД, ген p22^phox) — мембранные компоненты комплекса; цитоплазматические компоненты — белки p47 (47 кД, ген p47^phox), p67 (67 кД, ген p67^phox) и p40.

Сигнальные события на клеточной поверхности приводят к связыванию ГТФ с Rac-2 в цитоплазме. Rac-2 затем связывает и стабилизирует цитоплазматический белок p67, который фосфорилируется протеинкиназой C. Фосфорилирование p47 ведёт к его взаимодействию с цитоскелетом и транслокации в мембрану.

В активированном нейтрофиле мембранные белки gp91^phox и p22^phox взаимодействуют с цитоплазматическими компонентами комплекса — 47 кД (p47^phox) и 67 кД (p67^phox). Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (G6PD) конвертирует глюкозо-6-фосфат в 6-фосфоглюконолактон, генерируя НАДФH и H⁺ из НАДФ⁺. НАДФH-оксидаза катализирует восстановление O₂ (удаление электрона) с образованием супероксида O^–₂. Сам супероксид O₂^–обладает слабой антимикробной активностью. С участием супероксиддисмутазы из супероксида O₂^– образуетсяH₂O₂ и свободный радикал OH^–. Миелопероксидаза MPO конвертирует H₂O₂ в хлорноватистую кислоту HOCl.H₂O₂, OH^– и HOCl обладают выраженной бактерицидной активностью. Хлорноватистая кислота HOCl (HOCl^–, отбеливатель) затем конвертируется в свободный хлор (Cl₂).

Хронический гранулёматоз — гетерогенное заболевание, вызванное дефектом любого составляющего системы НАДФH⁺-оксидазы. Наиболее часто встречающаяся форма хронического гранулёматоза (у 70% пациентов) связана с X–хромосомой и обусловлена мутацией гена белка gp91 (91 кД, ген gp91^phox) Дефекты генов всех субъединиц, за исключением p40^phox, могут быть причиной хронического гранулёматоза.

Рис. 6-4. Система НАДФH⁺-оксидазы и её функция.Комплекс НАДФH⁺-оксидазы состоит из 5 структурных гликопротеинов и регулятора Rac-2. Комплекс продуцирует супероксид O₂^–, высвобождаемый внеклеточно или в первичную фагосому. [106]