Фагоцитирующие клетки организма. Фагоцитирующие клетки Кто способен к фагоцитозу

Одной из важнейших защитных реакций организма по распознаванию, изоляции и обезвреживания носителей чужеродной генетической информации и поддержания гомеостаза организма является фагоцитоз.

Фагоцитоз - общебиологическое неспецифическое явление, присущее той или иной степени всем живым клеткам. Наиболее выраженная фагоцитарная и биоцидных активность, имеет защитное значение, присущая мононуклеарных фагоцитов - моноциты, макрофаги, ДК, полиморфноядерных лейкоцитов (гранулоцитов), в частности нейтрофилов и эозинофилов. Эозинофилы преимущественно осуществляют внеклеточный фагоцитоз.

Собственно явление фагоцитоза (фаго - пожирание, поглощение, цито - клетка), т.е. поглощение клетками, известно с середины XIX в. В многоклеточных организмах были обнаружены специальные клетки, способные поглощать и выводить из крови бактерии и различные чужеродные вещества. Общепризнанный вклад в изучение фагоцитоза и его роли в защитных реакциях сделал 1.1. Мечников - автор фагоцитарной теории иммунитета.

Одновременно П. Эрлих создает гуморальную теорию иммунитета, основой которой является положение о том, что главную роль в защите организма играют растворимые гуморальные факторы - антитела. В 1908 г. за разработку вопросов иммунитета совместно 1.1. Мечникову и П. Эрлиху была присуждена Нобелевская премия. Этим самым было подтверждено одинаковую роль обоих ученых в изучении иммунитета. В 10-20-х годах прошлого века ряд открытий о роли в защитных реакциях организма антител, развитие вакцинации серотерапии т.д. дали повод большинства ученым сделать вывод, что основными факторами иммунитета является гуморальные, есть антитела, а фагоцитам отводилась роль «санитаров» организма - поглощать и переваривать чужеродные вещества. И только с начала 60-х годов XX в. было показано важную роль макрофагов в индукции, формировании и проявлении иммунных реакций (как специфических, так и неспецифических).

Роль фагоцитарных клеток в защитных реакциях организма многогранна. Основные характеристики фагоцитов приведены в табл. 10. С одной стороны, они выполняют функцию санитаров организма: распознают, поглощают и обезвреживают или лизируют без восторга различные чужеродные агенты, а также собственные клетки, которые изменили свой рецепторный состав. С другой - макрофаги и моноциты участвуют не только в разрушении чужеродных клеток, но и после частичного переваривания экспрессируют их антигены на своей поверхности для представления лимфоцитам для индуцирования иммунного ответа. Кроме того, макрофаги участвуют в регуляции многих жизненно важных функций: репаративных процессов, пролиферации и дифференцировки многих клеток, синтеза ряда биологически активных веществ. Макрофаги играют также важную роль в детоксикации бактепиа пулов быстро поступают в кровь, оттуда в места воспаления, где и выполняют свои защитные функции. Каждый из костного мозга в кровь выходит примерно 109 нейтрофилов, а при острых воспалительных процессов - в 10 - 20 раз больше, при этом могут появляться и незрелые клетки. Нейтрофилы играют определяющую и постоянную роль в противоинфекционной защиты. Активность нейтрофилов тесно связана с гранулами, содержащие ряд ферментов и биологически активных веществ. Выделяют два основных вида гранул - азурофильных (первичные) и специфические (вторичные). Азурофильных гранулы возникают в промиелоцитов путем отпочкование с внутренней стороны аппарата Гольджи и содержат бактерицидные вещества (миелопероксидазы, лизоцим, катионные белки, дефенсин, нейтральные протеазы - эластазу, коллагеназу, катепсин G, кислые гидролазы - N-ацетил-ß-глюкозаминидаза, ß-глюкуронидазу и др..). Специфические гранулы появляются позже, на стадии миелоцитов, видбруньковуючись от внешней выпуклой части аппарата Гольджи, и содержат лизоцим, коллагеназу, лактоферрин, белок, связывающий витамин В12, в небольшом количестве катионные белки и дефенсин. Выделено очень маленькие С-частицы, содержащие катепсин, серинпротеазу, желатиназы. Гетерогенность фагоцитарных клеток. Макрофаги - это большая, очень распространенная в организме морфологически и функционально гетерогенная группа клеток, которые существуют как свободные, проявляются в различных органах, тканях, пораженных, так и фиксированные, тесно связаны с клетками тех органов, в которых они локализуются.

Гетерогенность макрофагов может быть вертикальной и горизонтальной. Вертикальная гетерогенность обусловлена существованием макрофагов в организме на разных стадиях дифференцировки, что приводит различные формы и размеры клеток, ядерно-цитоплазматического отношения, структуру мембран, количество пероксидазы и ее размещения. Горизонтальная гетерогенность (морфологическая и частично функциональная) макрофагов обусловлена местным окружением. Форма клеток макрофагов нередко подобная формы клеток, которые их окружают.

Зависимости от местонахождения макрофагов различают: макрофаги серозных полостей, макрофаги легких - альвеолярные, макрофаги соединительной ткани - гистиоциты, макрофаги печени - купферивськи клетки, макрофаги нервной ткани - клетки микроглии, макрофаги костной ткани - остеокласты, макрофаги костного мозга в еритропоетичних островках - клетки-« няньки », макрофаги лимфоузлов, макрофаги селезенки.

Функциональная гетерогенность макрофагов зависит прежде всего от места их локализации, а также от стадии созревания и дифференцировки. Так, макрофаги селезенки активны в представлении антигенного материала Т-и В-лимфоцитам, тогда как в альвеолярных макрофагов эта функция слабо выражена, однако они обладают повышенной способностью фагоцитировать и обезвреживать микроорганизмы. При распределении отдельных популяций перитонеальных макрофагов в градиентах плотности выявлены их функциональную и морфологическую гетерогенность.

В норме макрофаги находятся в неактивном состоянии и обозначаются как «нормальные», «интактные». Резидентные макрофаги - это клетки, которые постоянно находятся в определенных органах, тканях, пораженных неиммунных животных и человека и находятся в состоянии покоя. Резиденте макрофаги активно участвуют в спонтанной клеточной цитотоксичности. Они могут быть фиксированными и свободными.

Под влиянием различных факторов - антигенных субстанций микроорганизмов, биологически активных веществ, вырабатываемых лимфоцитами и другими клетками в случае их активации или в процессе возникновения и формирования воспалительного процесса, изменяется морфология и функциональная активность макрофагов. Такие макрофаги быстро прикрепляются к субстрату и распластываются. В них увеличиваются количество и размеры лизосом, повышается метаболическая активность, способность фагоцитировать, возникает цитотоксическое активность в определенных клеток-мишеней. Такие макрофаги называют активированными, стимулированными (праймованимы, индуцированными, воспалительными), иммунными, вооруженными.

Активированные макрофаги - широкий термин, которым нередко обозначают все формы фагоцитов с повышенной функциональной активностью. Однако чаще этот термин употребляют для обозначения фагоцитов с повышенной функцией различных систем вследствие действия различных антигенов и биологически активных веществ.

Следует отметить, что на первых стадиях активации макрофагов основном появляется и антимикробная, и противоопухолевая активности, однако в процессе созревания клеток сохраняется только антимикробная цитотоксичнис ть.

Стимулированные макрофаги. Термином «стимулированные макрофаги» нередко обозначают все формы фагоцитов с усиленной активностью, однако чаще его употребляют для характеристики состояния макрофагов перитонеальной полости после индуцирования стерильного заполнения для увеличения количества фагоцитов.

Праишовани макрофаги - это клетки первых этапов взаимодействия макрофагов с активаторами, когда у них еще нет антиопухолевых цитотоксичности, но повышенная чувствительность к иммуномодуляторов. В случае дальнейшей стимуляции этих макрофагов соответствующими активаторами в них появляются антимикробная и противоопухолевая цитотоксичности, а при отсутствии раздражителей они трансформируются в резиденте макрофаги.

Иммунные макрофаги - это клетки, полученные от иммунных доноров. Они имеют повышенную функциональную активность, но в них отсутствует специфичность фагоцитоза.

Вооруженные макрофаги - это клетки, к Fc-рецепторов которым присоединены цитофильни антитела классов IgGl, IgG3 и в меньшей степени - IgM, в результате чего они способны специфически распознавать соответствующие клетки-мишени, в том числе и опухолевые, и лизуваты их фагоцитозом или апоптозом. Кроме того, цитофильни антитела могут прикрепляться к поверхности опухолевых клеток и способствовать таким образом взаимодействия с фагоцитами.

Воспалительные макрофаги. Этот термин употребляют в двух случаях: для характеристики макрофагов воспалительного процесса и макрофагов стерильного воспаления. В первом случае макрофаги активируются как бактериями и продуктами их жизнедеятельности, так и цитокинами, которые синтезируются различными клетками в случае их активации в процессе развития воспалительного процесса. Во втором случае макрофаги активируются стерильным раздражителем, они слабо режима и относятся к стимульо ванных макрофагов.

Индуцированные макрофаги накапливаются в определенных местах вследствие действия некоторых экстремальных факторов.

Одним из важных маркеров для идентификации мононуклеарных фагоцитов является фермент неспецифических эстераз, она размещена в макрофагах диффузно в цитоплазме. Вторым важным маркером является лизоцим.

Рецепторы фагоцитов. Фагоциты имеют на своей поверхности очень много рецепторов, которые предопределяют их активность. Это рецепторы к хемотаксинами (С5а, формилметионилпептидив, лектинов, протеаз), к веществам, обеспечивающих акт поглощения (Fc-фрагмента IgG, IgM, C3 фибронектина, пептидоглюкану, цукридив, ЛПЦ) к веществам, которые активируют функциональную активность фагоцитов (ИФНив a, ß, в цитокинов), к веществам, которые обеспечивают кооперативные взаимодействия с другими клетками для поддержания гомеостаза. Отдельную группу составляют рецепторы, контролирующие связь мононуклеарных фагоцитов с нервной и эндокринной системами. Это рецепторы к ГКС, гистамина, инсулина, эстрогенов (стероидных гормонов), нейропептидов (энкефалинов, эндорфинов и др.).. Некоторые авторы выделяют рецепторы воспалительного процесса - до a-микроглобулин, С-реактивного белка, протеаз и др..

Защитная роль подвижных клеток крови и тканей была впер­вые обнаружена И.И. Мечниковым в 1883 г. Он назвал эти клетки фагоцитами и сформулировал основные положения фагоцитарной теории иммунитета.

Все фагоцитирующие клетки организма, по И.И. Мечникову, под­разделяются на макрофаги и микрофаги. К микрофагам относятся полиморфноядерные гранулоциты крови: нейтрофилы, эозинофилы и базофилы . Макрофаги различных тканей организма (соединитель­ной ткани, печени, легких и др.) вместе с моноцитами крови и их костномозговыми предшественниками (промоноциты и монобласты) объединены в особую систему мононуклеарных фагоцитов (СМФ). СМФ филогенетически более древняя по сравнению с иммунной системой. Она формируется в онтогенезе достаточно рано и имеет определенные возрастные особенности.

Микрофаги и макрофаги имеют общее миелоидное происхождение - от полипотентной стволовой клетки, которая является единым предшественником грануло- и моноцитопоэза. В периферической крови содержится больше гранулоцитов (от 60 до 70% всех лейкоцитов крови), чем моноцитов (от 8 до 11%). Вместе с тем длительность циркуляции моноцитов в крови значительно боль­ше (полупериод 22 ч), чем короткоживущих гранулоцитов (полупери­од 6,5 ч). В отличие от гранулоцитов крови, являющихся зрелыми клетками, моноциты, покидая кровяное русло, в соответствующем микроокружении созревают в тканевые макрофаги. Внесосудистый пул мононуклеарных фагоцитов в десятки раз превышает их число в крови. Особенно богаты ими печень, селезенка, легкие.

Все фагоцитирующие клетки характеризуются общностью ос­новных функций, сходством структур и метаболических процессов. Наружная плазматическая мембрана всех фагоцитов является актив­но функционирующей структурой. Она отличается выраженной склад­чатостью и несет множество специфических рецепторов и антиген­ных маркеров, которые постоянно обновляются.Фагоци­ты снабжены высокоразвитым лизосомным аппаратом, в котором содержится богатый арсенал ферментов. Активное участие лизосом в функциях фагоцитов обеспечивается способностью их мембран к сли­янию с мембранами фагосом или с наружной мембраной. В последнем случае происходит дегрануляция клеток и сопутствующая сек­реция лизосомных ферментов во внеклеточное пространство. Фагоцитам присущи три функции:

Защитная, связанная с очисткой организма от инфекционных агентов, продуктов распада тканей и т.д.;

Представляющая, заключающаяся в презентации лимфоци­там антигенных эпитопов на мембране фагоцита;

Секреторная, связанная с секрецией лизосомных ферментов и других биологически активных веществ - цитокинов, играющих важную роль в иммуногенезе.

Различают следующие последовательно протекающие стадии фа­гоцитоза.

1. Хемотаксис (приближение).

2. Адгезия (прикрепление,прилипание).

3. Эндоцитоз (погружение).

4. Переваривание.

1. Хемотаксис - целенаправленное передвижение фагоцитов в направлении химического градиента хемоаттрактантов в окружающей среде. Способность к хемотаксису связана с наличием на мембране специфических рецепторов для хемоаттрактантов, в качестве которых могут выступать бактериальные компоненты, продукты деградации тканей организма, активированные фракции системы комплемента - С5а, СЗа, продукты лимфоцитов - лимфокины.

2. Адгезия (прикрепление) также опосредована соответствую­щими рецепторами, но может протекать в соответствии с законами неспецифического физико-химического взаимодействия. Адгезия не­посредственно предшествует эндоцитозу (захвату).

3.Эндоцитоз является основной физиологической функцией так называемых профессиональных фагоцитов. Различают фагоцитоз - в отношении частиц с диаметром не менее 0,1 мкм и пиноцитоз - в отношении более мелких частиц и молекул. Фагоцитирующие клетки способны захватывать инертные частицы угля, кармина, латекса об­теканием их псевдоподиями без участия специфических рецепторов.В то же время фагоцитоз многих бактерий, дрожжеподобных грибов рода СапсИёа и других микроорганизмов опосредован специальными маннозофукозными рецепторами фагоцитов, распознающими углевод­ные компоненты поверхностных структур микроорганизмов. Наибо­лее эффективным является фагоцитоз, опосредованный рецепторами, для Fс-фрагмента иммуноглобулинови для СЗ-фракции комплемента. Такой фагоцитоз называют иммунным, так как он про­текает при участии специфических антител и активированной систе­мы комплемента, опсонизирующих микроорганизм. Это делает клет­ку высокочувствительной к захвату фагоцитами и приводит к после­дующей внутриклеточной гибели и деградации. В результате эндоцитоза образуется фагоцитарная вакуоль - фагосома.

4.Внутриклеточное переваривание начинается по мере по­глощения бактерий или других объектов. Оно происходит в фаго-лизосомах , образующихся за счет слияния первичных лизосом с фагосомами. Захваченные фагоцитами микроорганизмы погибают в результате осуществления механизмов микробоцидности этих кле­ток.

Выживание фагоцитированных микроорганизмов могут обес­печивать различные механизмы. Одни патогенные агенты способны препятствовать слиянию лизосом с фагосомами (токсоплазмы, микобактерии туберкулеза). Другие обладают устойчивостью к действию лизосомных ферментов (гонококки, стафилококки, стрептококки груп­пы А и др.). Третьи после эндоцитоза покидают фагосому, избегая действия микробоцидных факторов, и могут длительно персистировать в цитоплазме фагоцитов (риккетсии и др.). В этих случаях фаго­цитоз остается незавершенным.

Презентативная, или представляющая, функция макрофагов состоит в фиксации на наружной мембране антигенных эпитопов микроорганизмов и других чужеродных агентов. В таком виде они бывают представлены макрофа­гами для их специфического распознавания клетками иммунной сис­темы - Т-лимфоцитами.

Секреторная функция заключается в секреции фазоцитами биологически активных веществ - цитокинов. К ним относятся вещества, оказывающие регулирующее действие на пролиферацию, дифференциацию и функции фагоцитов, лимфоцитов, фибробластов и других клеток. Особое место среди них занимает интерлей-кин-1 (ИЛ-1), который секретируется макрофагами. Он активирует многие функции Т-лимфоцитов, в том числе продукцию интерлейкина-2 (ИЛ-2). ИЛ-1 и ИЛ-2 являются клеточными медиаторами, участвующими в регуляции иммуногенеза и разных форм иммун­ного ответа. Одновременно ИЛ-1 обладает свойствами эндогенно­го пирогена, поскольку он индуцирует лихорадку, действуя на ядра переднего гипоталамуса.

Макрофаги продуцируют и секретируют такие важные регуляторные факторы, как простагландины, лейкотриены, циклические нукле-отиды с широким спектром биологической активности.

Наряду с этим фагоциты синтезируют и секретируют ряд продук­тов с преимущественно эффекторной активностью: антибакте­риальной, антивирусной и цитотоксической. К ним относятся кисло­родные радикалы, компоненты комплемента, лизоцим и другие лизосомные ферменты, интерферон. За счет этих факторов фагоциты могут убивать бактерии не только в фаголизосомах, но и вне клеток, в ближайшем микроокружении.

Рассмотренные функции фагоцитирующих клеток обеспечивают их активное участие в поддержании гомеостаза организма, в процес­сах воспаления и регенерации, в неспецифической противоинфекционной защите, а также в иммуногенезе и реакциях специфического клеточного иммунитета (ГЗТ). Раннее вовлечение фагоцитирующих клеток (сначала - гранулоцитов, затем - макрофагов) в ответную реакцию на любую инфекцию или какое-либо повреждение объясня­ется тем, что микроорганизмы, их компоненты, продукты некроза тканей, белки сыворотки крови, вещества, секретируемые другими клетками, являются хемоаттрактантами для фагоцитов. В очаге вос­паления происходит активация функций фагоцитов. Макрофаги при­ходят на смену микрофагам. В тех случаях, когда воспалительной реакции с участием фагоцитов оказывается недостаточно для очище­ния организма от возбудителей, тогда секреторные продукты макро­фагов обеспечивают вовлечение лимфоцитов и индукцию специфи­ческого иммунного ответа.

зависимые и кислород-независимые механизмы бактерицидности. Опсонины. Методы

изучения фагоцитарной активности клеток.

Фагоцитоз ― процесс, при котором специально предназначенные для этого клетки крови и

тканей организма (фагоциты) захватывают и переваривают твёрдые частицы.

Осуществляется двумя разновидностями клеток: циркулирующими в крови зернистыми

лейкоцитами (гранулоцитами) и тканевыми макрофагами.

Стадии фагоцитоза:

1. Хемотаксис . В реакции фагоцитоза более важная роль принадлежит положительному

хемотаксису. В качестве хемоаттрактантов выступают продукты выделяемые

микроорганизмами и активированными клетками в очаге воспаления (цитокины, лейкотриен

В4, гистамин), а также продукты расщепления компонентов комплемента (С3а, С5а),

протеолитические фрагменты факторов свертывания крови и фибринолиза (тромбин,

фибрин), нейропептиды, фрагменты иммуноглобулинов и др. Однако, «профессиональными»

хемотаксинами служат цитокины группы хемокинов. Ранее других клеток в очаг воспаления

мигрируют нейтрофилы, существенно позже поступают макрофаги. Скорость

хемотаксического перемещения для нейтрофилов и макрофагов сопоставима, различия во

времени поступления, вероятно, связаны с разной скоростью их активации.

2. Адгезия фагоцитов к объекту. Обусловлена наличием на поверхности фагоцитов

рецепторов для молекул, представленных на поверхности объекта (собственных или

связавшихся с ним). При фагоцитозе бактерий или старых клеток организма хозяина

происходит распознавание концевых сахаридных групп ― глюкозы, галактозы, фукозы,

маннозы и др., которые представлены на поверхности фагоцитируемых клеток.

Распознавание осуществляется лектиноподобными рецепторами соответствующей

специфичности, в первую очередь маннозосвязывающим белком и селектинами,

присутствующими на поверхности фагоцитов. В тех случаях, когда объектами фагоцитоза

являются не живые клетки, а кусочки угля, асбеста, стекла, металла и др., фагоциты

предварительно делают объект поглощения приемлемым для осуществления реакции,

окутывая его собственными продуктами, в том числе компонентами межклеточного

матрикса, который они продуцируют. Хотя фагоциты способны поглощать и разного рода

«неподготовленные» объекты, наибольшей интенсивности фагоцитарный процесс достигает

при опсонизации, т. е. фиксации на поверхности объектов опсонинов к которым у фагоцитов

есть специфические рецепторы - к Fc-фрагменту антител, компонентам системы

комплемента, фибронектину и т. д.

3. Активация мембраны . На этой стадии осуществляется подготовка объекта к погружению.

Происходит активация протеинкиназы С, выход ионов кальция из внутриклеточных депо.

Большое значение играют переходы золь-гель в системе клеточных коллоидов и актино-

миозиновые перестройки.

4. Погружение . Происходит обволакивание объекта.

5. Образование фагосомы . Замыкание мембраны, погружение объекта с частью мембраны

фагоцита внутрь клетки.

6. Образование фаголизосомы . Слияние фагосомы с лизосомами, в результате чего

образуются оптимальные условия для бактериолиза и расщепления убитой клетки.

Механизмы сближения фагосомы и лизосом неясны, вероятно имеется активное

перемещение лизосом к фагосомам.

7. Киллинг и расщепление . Велика роль клеточной стенки перевариваемой клетки. Основные

вещества участвующие в бактериолизе: пероксид водорода, продукты азотного метаболизма,

лизоцим и др. Процесс разрушения бактериальных клеток завершается благодаря активности

протеаз, нуклеаз, липаз и других ферментов, активность которых оптимальна при низких

значениях pH.

8. Выброс продуктов деградации .

Фагоцитоз может быть:

Завершённым (киллинг и переваривание прошло успешно);

Незавершённым (для ряда патогенов фагоцитоз является необходимой ступенью их жизненного цикла, например, у микобактерий и гонококков).

Кислородзависимая микробицидная активность реализуется через образование значительного количества продуктов с токсическим действием, повреждающих микроорганизмы и окружающие структуры. За их образование ответственны НЛДФ-оксидаза (флавопротедо-цитохромредуктаза) плазматической мембраны и цитохром b, в присутствии хинонов этот, комплекс трансформирует 02 в анион супероксида (02-). Последний проявляет выраженное повреждающее действие, а также быстро трансформируется в перекись водорода по схеме: 202 + Н20 = Н202 + О2 (процесс

катализирует фермент супероксид дисмутаза).

Опсонины - белки, усиливающие фагоцитоз: IgG, белки острой фазы (С-реакгивный протеин,

маннансвязывающий лектин); липополисахаридсвязывающий протеин, компоненты комплемента - СЗb, С4Ь; сурфактантные протеины легких SP-A, SP-D.

Методы изучения фагоцитарной активности клеток.

Для оценки фагоцитарной активности лейкоцитов периферической крови к цитратной крови, взятой из пальца, в объеме 0,2 мл, добавляют 0,25 мл взвеси микробной культуры с концентрацией 2 млрд. микробов в 1 мл.

Смесь инкубируют 30 мин при 37°С, центрифугируют при 1500 об/мин в течение 5-6 мин, удаляют надосадочную жидкость. Осторожно отсасывают тонкий серебристый слой лейкоцитов, готовят мазки, сушат, фиксируют, красят краской Романовского-Гимза. Препараты сушат и микроскопируют.

Подсчет поглощенных микробов ведут в 200 нейтрофилах (50 моноцитов). Интенсивность реакции оценивают по следующим показателям:

1. Фагоцитарный показатель (фагоцитарная активность) - процент фагоцитов из числа сосчитанных клеток.

2. Фагоцитарное число (фагоцитарный индекс) - среднее число микробов, поглощенное одним активным фагоцитом.

Для определения переваривающей способности лейкоцитов периферической крови готовят смесь взятой крови и суспензии микроорганизма и выдерживают в термостате при 37°С 2 часа. Приготовление мазков аналогично. При микроскопии препарата жизнеспособные микробные клетки увеличены в размерах, переваренные же менее интенсивно окрашены, меньших размеров. Для оценки переваривающей функции используют показатель завершенности фагоцитоза – отношение количества переваренных микробов к общему числу поглощенных микробов, выраженное в процентах.

1. Нейтрофилы первыми проникают в очаг воспаления, фагоцитируют микробы. Кроме того, лизосомальные ферменты распадающихся нейтрофилов размягчают окружающие ткани и формируют гнойный очаг.

2. Моноциты, мигрируя в ткани, превращаются там, в макрофаги и фагоцитируют все, что есть в очаге воспаления: микробы, разрушенные лейкоциты, поврежденные клетки и ткани организма и т.д. Кроме того, они усиливают синтез ферментов, способствующих образованию фиброзной ткани в очаге воспаления, и тем самым способствуют заживлению раны.

Фагоцит улавливает отдельные сигналы (хемотаксис) и мигрирует в их направлении (хемокинезис). Подвижность лейкоцитов проявляется в присутствии особых веществ (хемоаттрактантов). Хемоаттрактанты взаимодействуют со специфическими рецепторами нейтрофилов. В результате взаимодействия актина миозина осуществляется выдвижение псевдоподий и перемещение фагоцита. Двигаясь таким образом, лейкоцит проникает через стенку капилляра, выходит в ткани и контактирует с фагоцитируемым объектом. Как только лиганд взаимодействует с рецептором, наступает конформация последнего (этого рецептора) и сигнал передается на фермент, связанный с рецептором в единый комплекс. Благодаря чему осуществляется поглощение фагоцитируемого объекта и слияние его с лизосомой. При этом фагоцитируемый объект либо погибает (завершенный фагоцитоз ), либо продолжает жить и развиваться в фагоците (незавершенный фагоцитоз ).

Последняя стадия фагоцитоза – уничтожение лиганда. В момент контакта с фагоцитируемым объектом наступает активация мембранных ферментов (оксидаз), резко усиливаются окислительные процессы внутри фаголизосом, в результате чего наступает гибель бактерий.

Функция нейтрофилов. В крови нейтрофилы находятся всего несколько часов (транзитом из костного мозга в ткани), а свойственные им функции выполняют за пределами сосудистого русла (выход из сосудистого русла происходит в результате хемотаксиса) и только после активации нейтрофилов. Главная функция - фагоцитоз тканевых обломков и уничтожение опсонизированных микроорганизмов (опсонизация – прикрепление к стенке бактериальной клетки антитела или белков комплемента, что позволяет распознавать эту бактерию и фагоцитировать). Фагоцитоз осуществляется в несколько этапов. После предварительного специфического распознавания подлежащего фагоцитозу материала происходит инвагинация мембраны нейтрофила вокруг частицы и образование фагосомы. Далее в результате слияния фагосомы с лизосомами образуется фаголизосома, после чего происходит уничтожение бактерии и разрушение захваченного материала. Для этого в фаголизосому поступают: лизоцим, катепсин, эластаза, лактоферрин, дефензины, катионные белки; миелопероксидаза; супероксид О 2 – и гидроксильный радикал ОН – , образующиеся (наряду с Н 2 О 2) при респираторном взрыве. 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 H 2 O 2 , супероксид O 2 – и гидроксильный радикал ОH – .После единственной вспышки активности нейтрофил погибает. Такие нейтрофилы составляют основной компонент гноя («гнойные» клетки).

Функция базофилов . Активированные базофилы покидают кровоток и в тканях участвуют в аллергических реакциях. Базофилы имеют высокочувствительные поверхностные рецепторы к фрагментам IgE, которые синтезируют плазматические клетки при попадании в организм антигенов. После взаимодействия с иммуноглобулином происходит дегрануляция базофилов. Выделение гистамина и других вазоактивных факторов при дегрануляции и окисление арахидоновой кислоты вызывают развитие аллергической реакции немедленного типа (такие реакции характерны для аллергического ринита, некоторых форм бронхиальной астмы, анафилактического шока).

Макрофаг - дифференцированная форма моноцитов - крупная (около 20 мкм), подвижная клетка системы мононуклеарных фагоцитов. Макрофаги - профессиональные фагоциты , они найдены во всех тканях и органах, это мобильная популяция клеток. Продолжительность жизни макрофагов - месяцы. Макрофаги подразделяют на резидентные и подвижные. Резидентные макрофаги присутствуют в тканях в норме, в отсутствие воспаления. Макрофаги захватывают из крови денатурированные белки, состарившиеся эритроциты (фиксированные макрофаги печени, селезёнки, костного мозга). Макрофаги фагоцитируют обломки клеток и тканевого матрикса. Неспецифический фагоцитоз характерен для альвеолярных макрофагов, захватывающих пылевые частицы различной природы, сажу и т.п. Специфический фагоцитоз происходит при взаимодействии макрофагов с опсонизированной бактерией.

Макрофаг, кроме фагоцитоза, выполняет чрезвычайно важную функцию: это- антигенпредставляющая клетка . К антигенпредставляющим клеткам, кроме макрофагов, относятся отростчатые (дендритные) клетки лимфоузлов и селезёнки, клетки Лангерганса эпидермиса, М‑клетки в лимфатических фолликулах пищеварительного тракта, дендритные эпителиальные клетки вилочковой железы. Эти клетки захватывают, обрабатывают (процессируют) и представляют Аг на своей поверхности T–лимфоцитам–хелперам, что приводит к стимуляции лимфоцитов и запуску иммунных реакций. ИЛ1 из макрофагов активирует Т‑лимфоциты и в меньшей степени - В‑лимфоциты.

Фагоцитоз выполняет важнейшую функцию гранулоцитарных клеток крови – защиты от покушающихся на инвазию во внутреннюю среду организма инородных ксеноагентов (предупреждения или замедления этой инвазии, а также «переваривания» последних, если они все же смогли внедриться).

Нейтрофилы выделяют различные субстанции в окружающую среду и, следовательно, выполняют секреторную функцию.

Фагоцитоз = эндоцитоз – это суть процесс поглощения ксеновещества обволакивающей его частью цитоплазматической мембраны (цитоплазмы), вследствие чего инородное тело включается в клетку. В свою очередь, эндоцитоз делится на пиноцитоз («клеточное питье») и фагоцитоз («питание клетки»).

Фагоцитоз очень хорошо виден уже на светооптическом уровне (в отличие от пиноцитоза, связаного с перевариванием микрочастиц, в том числе и макромолекул, и поэтому его можно изучать лишь с помощью электронной микроскопии). Оба процесса обеспечиваются механизмом инвагинации мембраны клетки, в результате чего в цитоплазме образуются различной величины фагосомы. К пиноцитозу способно большинство клеток, в то время как к фагоцитозу способны лишь нейтрофилы, моноциты, макрофаги и, в меньшей степени, базофилы и эозинофилы.

Попав в очаг воспаления, нейтрофилы контактируют с чужеродными агентами, поглощают их и подвергают воздействию пищеварительных энзимов (впервые такая последовательность описана Ильей Мечниковым в 80-х гг. XIX в.). Поглощая разнообразные ксеноагенты, нейтрофилы редко переваривают аутологичные клетки.

Уничтожение бактерий лейкоцитами осуществляется в результате сочетанного воздействия протеаз пищеварительных вакуолей (фаготом), а также деструктивного эффекта токсичных форм кислорода 0 2 и перекиси водорода Н 2 0 2 , которые также выделяются в фагосому.

Важность роли, которую выполняют фагоцитирующие клетки в деле защиты организма, не выделялась специально вплоть до 40-х гг. прошлого века – пока Wood and Iron не доказали, что исход инфекции решается задолго до появления в сыворотке специфических антител.

О фагоцитозе

Фагоцитоз одинаково успешно решается как в атмосфере чистого азота, так и в атмосфере чистого кислорода; он не ингибируется цианидами и динитрофенолом; однако он тормозится ингибиторами гликолиза.

К настоящему времени выяснена эффективность сочетанного воздействия слияния фагосом и лизосом: многолетняя полемика закончилась выводом, что весьма важным является одновременное действие на ксеноагенты сыворотки и фагоцитоза. Нейтрофилы, эозинофилы, базофилы и мононуклеарные фагоциты способны к направленному движению под влиянием хемотаксических агентов, но для такой их миграции необходим также градиент концентрации.

Как фагоциты отличают различные частицы и поврежденные аутологичные клетки от нормальных – до сих пор не выяснено. Однако эта их способность, пожалуй, является сущностью фагоцитарной функции, общим принципом которой является: подлежащие поглощению частицы должны вначале быть прикреплены (адгезированы) к поверхности фагоцита при содействии ионов Са ++ или Mg ++ и катионов (в противном случае слабо прикрепленные частицы (бактерии) могут быть смыты с фагоцитирующей клетки). Усиливают фагоцитоз и опсонины, а также ряд сывороточных факторов (например, лизоцим), но непосредственно воздействуя не на фагоциты, а на частицы, подлежащие поглощению.

В некоторых случаях иммуноглобулины облегчают контакт между частицами и фагоцитами, а определенные вещества в нормальной сыворотке, возможно, играют роль в поддержании фагоцитов при отсутствии специфических антител. Нейторофилы, по-видимому, не способны поглощать неопсонированные частицы; в то же время макрофаги способны к нейтрофильному фагоцитозу.

Нейтрофилы

В дополнение к известному факту, что содержимое нейтрофилов освобождается пассивно в результате спонтанного клеточного лизиса, ряд субстанций, вероятно, активизируется лейкоцитами, высвобождаясь из гранул (рибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза, бета-глюкоронидаза, гиалуронидаза, фагоцитин, лизоцим, гистамин, витамин В 12). Содержимое специфических гранул высвобождается раньше содержимого первичных.

Приводят некоторые уточнения, касающиеся морфофункциональных особенностей нейтрофилов: трансформации их ядер определяют степень их зрелости. Так, например:

– для палочкоядерных нейтрофилов характерна дальнейшая конденсация их ядерного хроматина и его трансформация в колбасовидную или палочковидную форму при относительно одинаковом диаметре последнего по всей длине;

– в дальнейшем наблюдается сужение в каком-либо месте, вследствие чего оно делится на доли, соединенные тонкими мостиками гетерохроматина. Такие клетки уже трактуются как полиморфноядерные гранулоциты;

– определение долей ядра и его сегментации зачастую необходимо для диагностических целей: ранние фолиодефицитные состояния характеризуются более ранним выходом в кровь из костного мозга молодых форм клеток;

– на полиморфноядерной стадии ядро, окрашенное по Райту, имеет глубокий пурпурный цвет и содержит конденсированный хроматин, доли которого связаны очень тонкими перемычками. При этом цитоплазма, содержащая мелкие гранулы, выглядит бледно-розовой.

Отсутствие единого мнения насчет трансформаций нейторофилов, наводит все же на мысль, что их деформации облегчают им прохождение сквозь сосудистую стенку к месту воспаления.

Арнет (1904) полагал, что деление ядра на доли продолжается и у созревшей клетки и что гранулоциты с тремя-четырмя сегментами ядра являются более зрелыми, чем с бисегментами. «Старые» полиморфноядерные лейкоциты не способны воспринимать нейтральную окраску.

Благодаря достижениям иммунологии стали известны новые факты, подтверждающие гетерогенность нейтрофилов, иммунологические фенотипы которых коррелируют с мофологическим стадиями их развития. Весьма важным является то, что вследствие определения функции различных агентов и факторов, контролирующих их экспрессию, можно понять последовательность изменений, сопровождающих созревание и дифферециацию клеток, происходящую на молекулярном уровне.

Для эозинофилов характерно содержание ферментов, обнаруживаемых у нейтрофилов; однако в их цитоплазме формируется лишь один тип гранулкристаллоидов. Постепенно гранулы обретают ангулярную форму, характерную для зрелых полимофноядерных клеток.

Конденсация ядерного хроматина, уменьшение размеров и окончательное исчезновение нуклеол, редукция аппарата Гольджи и двойная сегментация ядра – все эти изменения характерны для созревших эозинофилов, которые – как и нейтрофилы – столь же подвижны.

Эозинофилы

У человека в крови нормальная концентрация эо- зинофилов (по подсчету лейкоцитарного счетчика) составляет менее 0,7-0,8 х 10 9 клеток/л. Их количество имеет тенденцию повышаться в ночное время. Физические нагрузки их количество уменьшают. Продукция эозинофилов (как и нейтрофилов) у здорового человека совершается в костном мозге.

Базофильный ряд (Эрлих, 1891) – это самые малочисленные лейкоциты, но их функция и кинетика изучены недостаточно.

Базофилы

Базофилы и тучные клетки морфологически весьма сходны, однако по кислому содержимому их гранул, содержащих гистамин и гепарин, они существенно различаются. Базофилы значительно уступают тучным клеткам и по размеру, и по количеству гранул. Тучные клетки, в отличие от базофильных, содержат гидролитические ферменты, серотонин и 5-гидрокситриптамин.

Базофильные клетки дифференцируются и созревают в костном мозге и, подобно другим гранулоцитам, циркулируют в кровяном русле, не обнаруживаясь в соединительной ткани в нормальной ситуации. Тучные клетки, напротив, связаны с соединительной тканью, окружающей кровеносные и лимфатические сосуды, нервы, ткань легких, ЖКТ и кожу.

Тучные клетки обладают способностью освобождаться от гранул, выбрасывая их наружу («экзоплазмоз»). Базофилы после фагоцитоза подвергаются внутренней диффузной дегрануляции, но к «экзоплазмозу» они не способны.

Первичные базофильные гранулы формируются весьма рано; они ограничены мембраной шириной 75 А, идентичной наружной мембране и мембране везикул. Они содержат большое количество гепарина и гистамина, медленно реагирующую субстанцию анафилаксии, каллекреин, эозинофильный хемотаксический фактор и фактор активизации тромбоцитов.

Вторичные – более мелкие – гранулы также имеют мембранное окружение; их относят к пероксидазонегативным. Для сегментированных базофилов и для эозинофилов характерны крупные и многочисленные митохондрии, а также небольшое количество гликогена.

Гистамин – основной компонент базофильных гранул тучных клеток. Метахроматическое окрашивание базофилов и тучных клеток объясняет содержание в них протеогликанов. Гранулы тучных клеток содержат преимущественно гепарин, протеазы и ряд энзимов.

У женщин количество базофилов изменяется в зависимости от менструального цикла: с наибольшим количеством в начале кровотечения и уменьшением к концу цикла.

У склонных к аллергическим реакциям лиц количество базофилов изменяется, наряду с IgG, во все время цветения растений. Параллельное уменьшение количества базофилов и эозинофилов в крови наблюдается при использовании стероидных гормонов; установлено также общее влияние гипофизарно-надпочечниковой системы на оба этих клеточных ряда.

Малочисленность базофилов и тучных клеток в кровотоке затрудняет определение как распределения, так и продолжительности пребывания этих пулов в кровяном русле. Базофилы крови способны к медленным движениям, что позволяет им мигрировать через кожу или брюшину после введения чужеродного белка.

Способность к фагоцитозу, остается невыясненной как для базофилов, так и для тучных клеток. Скорее всего, основной функцией для них является экзоцитоз (выбрасывание содержимого гранул, богатых гистамином, особенно у тучных клеток).