СЛЮНА

рового белка (апомуцина), который может насчитывать от нескольких сотен до более чем

ООО АО. По крайней мере, в некоторых апому- цииах присутствуют домены фактора ФВ (иногда повторяющиеся), а также участок сходства с ингибитором трипсиноподобных протеиназ.

Общая черта многих апомуцинов - тандемные повторы доменов, богатых серином и треонином. Не на всех, но на большинстве из этих аминокислот обычно и строятся олигоса- харидные структуры, - линейные или разветвленные. Они варьируют по размерам (чаще от 4 до 12 моносахаридных единиц), степени ветвления, антигенным и иным функциональным свойствам, зависящим в основном от строения концевых звеньев олигосахарида (фукоза, сиа- ловые кислоты, наличие сульфогрупп и т.д.). Гликозилирование апомуцина делает белок устойчивым к протеиназам - собственным, пищевым или микробным. Кроме того, тесная укладка углеводных «веточек» образует как бы чехол и заставляет белковую молекулу принимать вытянутую форму. Лишь концевые участки полипептидной цепи, почти лишенные олигосахаридов, организованы в глобулы, стаби- лизированные дисульфидными связями.

Секреторные муцины (в том числе слюнные) выделяются в среду в виде готовых мультимеров, состоящих из множества мономерных звеньев апомуцина. Каждое из них участвует в процессах полимеризации обеими своими концевыми глобулами. Вскоре после завершения биосинтеза полипептидной цепи и удаления сигнального пептида появляются Б-^-мостики между С-концевыми глобулами двух молекул апомуцина. Образовавшиеся димеры, попадая затем в аппарат Гольджи, подвергаются интенсивному гликозилированию: на вытянутом межглобулярном фрагменте каждого мономера строятся многие десятки олигосахаридных «веточек». К концу этой процедуры димеры достигают транс-цистерн с их слегка кислой средой, где и происходит создание мультимерных ансамблей. Реализуется оно путем образования !5-8-связей между тремя димерами. Каждый из них участвует в этом процессе одной из своих 1М-концевых глобул, тогда как другая аналогичным образом взаимодействует с такими же концами еще двух димеров (рис. 12-2). В итоге получается разветвленная структура, причем,

Рис. 12-2. Фрагмент полимеризованного муцина (схема).

между точками ветвления всегда располагается димерный фрагмент. Й только после этого происходит секреция готовых полимеров.

Несмотря на некоторые структурные особенности мономерных единиц, в целом слюнные муцины по своим свойствам близки аналогичным молекулам других слизей. Это, прежде всего, свойство эластичной вязкости слизистых секретов. Оно обусловлено разветвленностью муциновых мультимеров и изобилием в них углеводных цепей, связывающих много воды. Обволакивая эпителиальные покровы, муцины защищают их от дегидратации и от прилипания бактерий, выполняют роль хорошей смазки (например, при глотании). И еще: своими олигоса- харидными цепями они экранируют поверхностные адгезины многих микробов, благодаря чему затрудняют бактериальную колонизацию полости рта и зубной эмали. Составляя физический барьер для макромолекул, слой муцина, вместе с тем, легко проницаем для воды, ионов и простых вешеств.

Деградация муцинов наступает под действием наиболее агрессивных микробов из числа поглощенных слизью. Для выделяемых ими гидролаз поначалу доступны только углеводные цепочки, на концах которых и происходит постепенное отщепление по одному моносаха- ридному фрагменту. В ротовой полости процесс этот только намечается, а в основном протекает после поступления муцинов в тонкий кишечник.

И лишь в толстой кишке, когда апомуцины остаются совсем без олигосахаридной защиты, они подвергаются тотальному протеолизу (с утилизацией аминокислот микрофлорой).

БЕЛКИ СЕРОЗНОГО СЕКРЕТА

Таблица 12-2

Важнейшие макромолекулы белкового секрета слюнных желез человека

В отличие от мукозных клеток, сероииты вырабатывают целый спектр белков, включая ферменты. Краткое описание их приведено в таблицах 12-2 и 12-3. Сюда включены только те, для которых строго доказан факт их экспрессии в секреторных клетках. Многие ферменты и вообще белки, обнаруживаемые в слюне, происходят из клеток окружающих тканей (лейкоциты, макрофаги, тучные клетки) или из плазмы, проникая путем диффузии через межклеточную среду и стенки слюнных протоков. Поэтому содержание их в слюне очень невелико. Это относится и к альбумину, уровень которого считается показателем пассивного попадания в слюну белков плазмы.

Ферменты слюны

Таблица 12-3

Преобладает в серозном секрете группа родственных белков, обозначаемых как «белки, богатые пролином» (ББП). Они строго специфичны для слюны, как и минорные белки гис- татины. Кислый фосфопротеин статерии есть не только в слюне (до 5% от всех белков), но и в слезах и в слизи дыхательных путей (менее 1%). Гораздо шире распространены цис- татины (ингибиторы цистеиновых протеиназ) и железо-связывающий гликопротеин лакто- феррин, которого особенно много в молоке, слезной жидкости, слизи носовых ходов и бронхов, а также в нейтрофилах. Из минорных белков наиболее известен липокалин-1 из желез фон Эбнера. Этот небольшой секреторный протеин подобен ретинол-связывающему и другим белкам, осуществляющим транспорт липофиль- ных веществ. Считается, что липокалин-1 участвует в восприятии вкусовых ощущений.

Почти все главные компоненты белкового секрета обладают противомикробным действием. Одиако механизм его и степень избирательности различны. Нередко оно обусловлено связыванием с бактериями (иногда - и с грибами), что затрудняет их размножение и образование колоний. Это свойственно белкам, богатым пролином (ББП), статерину, ферментному белку а-амилазе, а также уже упоминавшимся муцинам. Гораздо сильнее бактериостатиче- ский эффект лактоферрина, который обладает исключительно высоким сродством к Бе3* и, обедняя среду железом, делает его недоступным для микробов. Выявлены и более избирательные эффекты лактоферрина, включая бактерицидное действие благодаря соединению с особыми рецепторами ряда микробов, а также связывание с гликозаминогликанами мембран эукариотических клеток, препятствующее проникновению вирусных частиц в клетки хозяина. Цистатины реализуют свою антибактериальную и противовирусную активность иначе - через способность угнетать цистеиновые протеиназы. Но наиболее мощным антимикробным действием обладают гистатины, в Ы-кон- цевой части которых сосредоточены почти все остатки лизина, аргинина и гистидина. Их положительные заряды обеспечивают легкость связывания белка с биомембранами, эффективная деструкция которых лежит в основе на редкость сильной фунгицидной и выраженной бактерицидной активности гистатинов.

Преобладающие ферментные белки слюны (см. табл. 12-3) лишь немного отличаются от своих аналогов, встречающихся обычно во многих других секретах и тканях. Прямым бактерицидным действием обладают только два фермента: лизоцим, расщепляющий пептидо- гликановые полимеры наружной оболочки прокариотов, а также лактопероксидаза. Антибактериальные и противогрибковые эффекты последней основаны на окислительном повреждении клеточных мембран и усиливаются аналогичным действием миелопероксидазы нейтрофилов, всегда присутствующей в ротовой жидкости.

Перечисленные антимикробные эффекты отражают работу системы врожденной невосприимчивости к инфекциям. Более специфические процессы возможны благодаря наличию в слюне секреторных ^А. Этот преобладающий иммуноглобулин слизистых оболочек синтезируется В-лимфоцитами и попадает в слюну только после объединения с секреторным компонентом, вырабатываемым слюнными железами. Иммунный ответ, реализуемый с участием таких антител, может быть либо следствием локальной индукции антигеном, либо частью генерализованной реакции на воздействие чужеродных агентов в других участках желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей.

Типичное свойство белков слюны - мультифункциональность. Например, наряду с антимикробным действием, лактоферрин способен блокировать опиатные рецепторы; гистатины подавляют выделение гистамина тучными клетками и нейтрализуют липополисахаридные эндотоксины бактерий; ББП осаждают таииин и другие полигидроксифенолы, блокируя опасные эффекты этих растительных токсинов (есть данные, что ББП участвуют также в обеспечении чувствительности к горькому).

Антимикробные свойства белков слюны часто сочетаются с высоким сродством к ионам Са2+. Эти качества обычно поляризованы, что обеспечивается асимметричностью первичной структуры молекул. В частности, у гистатинов кислые остатки аспартата (вместе с неполярными радикалами) находятся в С-концевой стороне, а Ы-концевая несет положительные заряды (см. табл. 12-2). Иначе выглядит асимметричность статерина и ББП. Здесь незаряженный С-конец преимущественно гидрофо- беи, а в И-концевом участке сосредоточены отрицательные заряды глутамата, аспартата и фосфосерина. В любом случае, все эти белки взаимодействуют с Са2+ только одним своим участком — С-концевым (гистатины) или М-концевым (статерин и ББП).

Связывая Са2+, перечисленные белки поддерживают довольно высокий уровень этих ионов в жидкой фазе - вплоть до некоторой перенасыщенности ее в отношении фосфатов кальция. Иными словами, эти белки препятствуют осаждению кальциевых солей, в том числе появлению камней в слюнных протоках и на зубах. Но они могут соединяться не только с растворенными ионами Са2+, но и с кристаллами ГАП. Сорбция эта осуществляется заряженным доменом и позволяет белкам покрыть поверхность зуба так, что неполярные регионы, ориентированные в сторону раствора, могут вступать в гидрофобные взаимодействия между собой. Так возникает тонкая (2-4 мкм), но довольно прочно «приклеившаяся» пленка - приобретенная пелликула зуба. В ее составе белки сохраняют способность мешать росту кристаллов ГАП и отложению карбонатов и фосфатов кальция. Сохраняют они и свой антимикробный потенциал, затрудняющий бактериальную колонизацию эмали. Впрочем, этот

потенциал распространяется далеко не на всю микрофлору и отнюдь не столь эффективен, как высокая кислотность желудочного содержимого, обеспечивающая практически полную его стерилизацию.

Поверхность пелликулы со стороны полости рта не имеет четких границ. Благодаря белок-белковым взаимодействиям на ней образуется так называемый зубной напет («зубная бляшка»). Состав его непостоянен и формируется из белков слюны с включением компонентов плазмы крови (в том числе альбумина), проникающих через стенки слюнных протоков, и мельчайших остатков пищи (например, крахмальных зереи). Налет начинает накапливаться уже через 2 часа после чистки зубов. Тогда же в нем обнаруживаются и клетки слущенного эпителия, на поверхности которых легко адсорбируются микроорганизмы. Особую роль играют бактерии Streptococcus mutans: они способны синтезировать внеклеточный полисахарид, который увеличивает объем зубной бляшки и, обладая высокими адгезивными свойствами, облегчает фиксацию микрофлоры на поверхности зуба. В благоприятных для своего развития условиях микробные клетки очень быстро размножаются и образуют колонии, составляющие вскоре основную массу налета (отсюда термин - микробная бляшка). Отсутствие здесь гемоглобина или иных переносчиков 02 ведет к недостатку кислорода в глубине колоний. В сочетании с изобилием пищевых ресурсов это приводит к «хищнической» утилизации добычи, а именно - к преобладанию анаэробного пути распада углеводов и накоплению молочной кислоты и аналогичных продуктов неполного окисления питательных веществ. Параллельно изменяется и состав микрофлоры: аэробные организмы вытесняются анаэробными, конечными метаболитами которых являются, как правило, органические кислоты. Появление очагов подкисления среды на поверхности зубной эмали (или корневого дентина) способствует растворению кристаллов ГАП (см. ур-иие 11-6). Этот процесс деминерализации лежит в основе появления и развития кариесиой деструкции. Установлено, что частота кариеса у человека пошла вверх в средние века, когда рафинированные продукты (сахароза, кондитерские изделия и т.д.) начали вытеснять растительную пищу, богатую клетчаткой. Недавно показано, что пораженность детей кариесом, невысокая при суточном потреблении не более 30 г простых сахаров, резко возрастает при увеличении его до 45 г. Важнее, однако, даже не количество, а частота приема углеводов.

Уход за зубами является необходимой мерой профилактики кариеса, а также воспалительных процессов в периодонте. Показано, что двукратной ежедневной чистки вполне достаточно для предотвращения опасного уровня микробной колонизации зубного налета. Напротив, невнимание к гигиене ротовой полости способствует его утолщению, накоплению микрофлоры, а затем и отложению каль- ций-фосфатных и иных солей. Немногим более 10 дней достаточно, чтобы очаг кристаллизации превратился в зубной камень - минерализованную микробную бляшку, прикрепленную к эмали (или дентину) и усугубляющую опасность деструкции и воспалительных поражений зуба и периодонта.