Система антимикробной защиты дыхательных путей - Respiratory tract antimicrobial defense system

В система антимикробной защиты дыхательных путей представляет собой многоуровневый защитный механизм, который опирается на компоненты как врожденный и адаптивные иммунные системы для защиты легких и остальной части дыхательные пути против вдыхаемого микроорганизмы.

На первой линии защиты вдыхаемые бактерии улавливаются слизь и устремлены к глотка и проглочены.[1] Бактерии, которые проникают через слизистый слой, имеют дело со второй линией защиты, которая включает: антимикробные пептиды которые выделяются поверхностью эпителий дыхательных путей, которые убивают многие штаммы бактерий.[2] Бактерии, устойчивые к антимикробным пептидам, уничтожаются различными активные формы кислорода произведено фагоциты. В качестве третьей линии защиты и в крайнем случае стойкие бактериальные инфекции, ускользающие от врожденной иммунной системы, устраняются с помощью адаптивная иммунная система.

Лактоферрин

Принципиальная схема системы антимикробной защиты дыхательных путей.
Основная статья: лактоферрин

Лактоферрин (LF) - это многофункциональный белок, который является важной частью системы антимикробной защиты дыхательных путей.[3] Протеолиз LF производит небольшие пептиды лактоферрицин и калиоцин-1, оба с антимикробной активностью.[4]

Активные формы кислорода, кислородсодержащие соединения

Фагоциты обладают супероксид -производство НАДФН оксидаза ферментный комплекс.[5] Другие клетки дыхательных путей также производят супероксид и перекись водорода за счет активности двойная оксидаза 2 белки, также известные как Duox2.[6][7]

Супероксид, вырабатываемый этими ферментными комплексами разрушает в пероксид водорода который, в свою очередь, используется миелопероксидаза производить бактерицидный хлорноватистая кислота.[8] В дополнение подслизистые железы дыхательных путей выделяют миелопероксидазу и лактопероксидаза (LPO)[9] который катализирует окисление тиоцианат и детоксифицируют перекись водорода или АФК до антимикробных гипотиоцианит.[10][11]

Окисленные соединения, продуцируемые системой лактопероксидазы, не атакуют ДНК, не обладают мутагенными свойствами и, как известно, безопасны.[12] Гипотиоцианит, образующийся в результате этого пути, проявляет бактерицидную активность широкого спектра, включая сильное антибактериальное действие на Хеликобактер пилори.[13]

Кистозный фиброз

Секреция тиоцианата[14] в кистозный фиброз у пациентов снижается, что приводит к снижению выработки антимикробного гипотиоцианита и, следовательно, способствует увеличению риска инфекции дыхательных путей.[15][16]

Терапевтические приложения

Лактоферрин с гипотиоцианитом для лечения муковисцидоза был назначен орфанный препарат статус по EMEA[17] и FDA.[18]

Рекомендации

  1. ^ Boucher RC (январь 2003 г.). «Регулирование объема жидкости на поверхности дыхательных путей с помощью эпителия дыхательных путей человека». Арка Пфлюгерса. 445 (4): 495–8. Дои:10.1007 / s00424-002-0955-1. PMID  12548395.
  2. ^ Ганц Т. (март 2002 г.). «Антимикробные полипептиды в защите дыхательных путей хозяина». J. Clin. Вкладывать деньги. 109 (6): 693–7. Дои:10.1172 / JCI15218. ЧВК  150915. PMID  11901174.
  3. ^ Санчес Л., Кальво М., Брок Дж. Х. (май 1992 г.). «Биологическая роль лактоферрина». Arch. Dis. Ребенок. 67 (5): 657–61. Дои:10.1136 / adc.67.5.657. ЧВК  1793702. PMID  1599309.
  4. ^ Томита М., Такасе М., Беллами В., Шимамура С. (октябрь 1994 г.). «Обзор: активный пептид лактоферрина». Acta Paediatr Jpn. 36 (5): 585–91. Дои:10.1111 / j.1442-200x.1994.tb03250.x. PMID  7825467.
  5. ^ Nauseef WM (октябрь 2004 г.). «Сборка НАДФН оксидазы фагоцитов». Histochem. Cell Biol. 122 (4): 277–91. Дои:10.1007 / s00418-004-0679-8. PMID  15293055.
  6. ^ Томас Э.Л., Бейтс КП, Джефферсон М.М. (сентябрь 1980 г.). «Ион гипотиоцианита: обнаружение антимикробного агента в слюне человека». J. Dent. Res. 59 (9): 1466–72. Дои:10.1177/00220345800590090201. PMID  6931123.
  7. ^ Томас Э.Л., Ауне TM (май 1978 г.). «Лактопероксидаза, пероксид, тиоцианатная противомикробная система: корреляция окисления сульфгидрила с антимикробным действием». Заразить. Иммунная. 20 (2): 456–63. Дои:10.1128 / IAI.20.2.456-463.1978. ЧВК  421877. PMID  352945.
  8. ^ Klebanoff SJ (май 2005 г.). «Миелопероксидаза: друг и враг». J. Leukoc. Биол. 77 (5): 598–625. Дои:10.1189 / jlb.1204697. PMID  15689384.
  9. ^ Wijkstrom-Frei C, El-Chemaly S., Ali-Rachedi R, Gerson C, Cobas MA, Forteza R, Salathe M, Conner GE (август 2003 г.). «Лактопероксидаза и защита дыхательных путей человека». Являюсь. J. Respir. Cell Mol. Биол. 29 (2): 206–12. CiteSeerX  10.1.1.325.1962. Дои:10.1165 / rcmb.2002-0152OC. PMID  12626341.
  10. ^ Коннер Г.Е., Салате М., Фортеза Р. (декабрь 2002 г.). «Лактопероксидаза и метаболизм перекиси водорода в дыхательных путях». Являюсь. J. Respir. Крит. Care Med. 166 (12, часть 2): S57–61. Дои:10.1164 / rccm.2206018. PMID  12471090.
  11. ^ Conner GE, Wijkstrom-Frei C, Randell SH, Fernandez VE, Salathe M (январь 2007 г.). «Система лактопероксидазы связывает транспорт анионов с защитой организма при муковисцидозе». FEBS Lett. 581 (2): 271–8. Дои:10.1016 / j.febslet.2006.12.025. ЧВК  1851694. PMID  17204267.
  12. ^ White WE, Pruitt KM, Mansson-Rahemtulla B (февраль 1983 г.). «Антибактериальная система пероксидаза-тиоцианат-пероксид не повреждает ДНК». Антимикробный. Агенты Chemother. 23 (2): 267–72. Дои:10.1128 / aac.23.2.267. ЧВК  186035. PMID  6340603.
  13. ^ Хаукиоджа А., Ихалин Р., Лоймаранта В., Ленандер М., Теновуо Дж. (Сентябрь 2004 г.). «Чувствительность Helicobacter pylori к врожденному защитному механизму, системе лактопероксидазы, в буфере и в цельной слюне человека». J. Med. Микробиол. 53 (Pt 9): 855–60. Дои:10.1099 / jmm.0.45548-0. PMID  15314191.
  14. ^ Xu Y, Szép S, Lu Z (декабрь 2009 г.). «Антиоксидантная роль тиоцианата в патогенезе муковисцидоза и других заболеваний, связанных с воспалением». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 106 (48): 20515–9. Дои:10.1073 / pnas.0911412106. ЧВК  2777967. PMID  19918082.
  15. ^ Moskwa P, Lorentzen D, Excoffon KJ, Zabner J, McCray PB, Nauseef WM, Dupuy C, Bánfi B (январь 2007 г.). «Новая система защиты дыхательных путей хозяина неисправна при кистозном фиброзе». Являюсь. J. Respir. Крит. Care Med. 175 (2): 174–83. Дои:10.1164 / rccm.200607-1029OC. ЧВК  2720149. PMID  17082494.
  16. ^ Minarowski Ł, Sands D, Minarowska A, Karwowska A, Sulewska A, Gacko M, Chyczewska E (2008). «Концентрация тиоцианата в слюне больных муковисцидозом». Folia Histochem. Цитобиол. 46 (2): 245–6. Дои:10.2478 / v10042-008-0037-0. PMID  18519245.
  17. ^ «Публичное резюме положительного заключения по поводу назначения гипотиоцианита / лактоферрина для лечения муковисцидоза» (PDF). Предварительная оценка лекарственных средств для человека. Европейское агентство по лекарственным средствам. 2009-09-07. Архивировано из оригинал (PDF) на 30.05.2010. Получено 2010-01-23.
  18. ^ «Мевеол: статус орфанного препарата, предоставленный FDA для лечения муковисцидоза». Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. c2009-11-05. Архивировано из оригинал на 2009-12-24. Получено 2010-01-23. Проверить значения даты в: | дата = (помощь)