Какие клетки крови являются макрофагами. Функции лейкоцитов

В буквальном переводе определение «макрофаг» имеет довольно зловещий и пугающий смысл: «макрос» на греческом обозначает «большой», а «фагос» - пожиратель. «Большой пожиратель»… Воображение рисует какого-нибудь монстра, но речь идет всего лишь о клетках крови. Впрочем, если судить о макрофагах на клеточном уровне, то свое название они вполне оправдывают.

Что такое клетки макрофаги и откуда они берутся?

Функции макрофагов:

При попадании в тело чужеродного объекта, будь то микроб или инородное тело, иммунная система сразу «спускает на него собак»: его атакуют фагоциты. Эти клетки, среди которых и макрофаги, распознают, улавливают и пожирают чужаков, угрожающих благополучию внутренней среды организма.

Кроме того, макрофаги уничтожают погибшие клетки, которые завершили свое существование процессом апоптоза (запрограммированная, естественная, нормальная гибель клеток). Также функции макрофагов заключаются в обеспечении противоопухолевого иммунитета: зафиксировав появление в организме атипичных, раковых клеток, макрофаги нападают на них и поедают.

Виды макрофагов:

7. Где находятся макрофаги лимфатических узлов , понятно по названию. Это благодаря им лимфоузлы известны в качестве фильтров, очищающих лимфу.

Макрофаги и иммунная система:

Клетки макрофаги не просто бездумно уничтожают вредоносные объекты: расщепляя их на фрагменты, они осуществляют процесс презентации их антигенов. Антигены – это молекулы вредоносных частиц, которые говорят об их генетической чужеродности и вызывают соответствующую защитную реакцию со стороны иммунитета . Сами по себе они не представляют угрозы заражения или иного негативного воздействия, но это – метка чужака, поэтому организм реагирует на их присутствие защитной реакцией, как на полноценных агрессоров.

В процессе фагоцитоза макрофаги презентируют антигены убитых «врагов» - выставляют их на поверхность своих мембран. Также они образуют цитокины – информационные молекулы, которые несут в себе данные о побежденном агрессоре.

С этим бесценным грузом макрофаги направляются к представителям другого звена иммунитета – лимфоцитам . Они передают им информацию и учат, как поступать, если в организм когда-нибудь еще раз проникнет носитель того же антигена. В результате иммунитет сохраняет по отношению к нему полную боеготовность.

К сожалению, иногда личного опыта наших макрофагов или других фагоцитов недостаточно для того, чтобы иммунная система работала должным образом и правильно реагировала на вредоносные объекты. Чтобы повысить ее эффективность и заодно улучшить состояние здоровья в целом, рекомендуется принимать препарат Трансфер Фактор . Он содержит цитокины, несущие в себе данные о всевозможных возбудителях заболеваний, токсинах и прочих вредоносных агентах. Препарат обучает иммунитет полноценной работе, что немедленно и благоприятным образом отражается на течении имеющихся заболеваний, состоянии обмена веществ и функции органов. Средство можно использовать в лечебных и профилактических целях.

Макрофаги – это клетки иммунитета, которые находятся в тканях. Однако они проводят там не всю свою жизнь; на ее протяжении они несколько раз «переезжают».

Тканевые макрофаги возникают из клеток, называемых промоноцитами. Те образуются в костном мозге. Они выходят оттуда и перемещаются в кровь, преобразуясь в моноциты . Последние несколько часов циркулируют в кровотоке, и лишь после этого перемещаются в ткани. Вот на этом этапе и формируются истинные макрофаги, которые в дальнейшем обосновываются в печени , селезенке , мышцах и всех других тканях. А в чем же состоят функции этих клеток?

Во-первых, роль макрофагов з аключается в том, что они фагоцитируют (пожирают, уничтожают) попавшие в организм бактерии, чужеродные вещества и т.д.

Они обладают способностью к передвижению, поэтому постоянно «мониторят территорию» на предмет наличия в ней агрессоров.

Большое количество митохондрий позволяет им располагать достаточным запасом энергии для перемещений и «охоты» на агрессоров, а лизосомы, производящие различные ферменты, являются их оружием против чужеродных объектов. В том, что касается фагоцитоза , моноциты и макрофаги несколько отличаются: предшественники макрофагов, которые «живут» в крови, менее агрессивны, чем фагоциты тканей.

Во-вторых, тканевые макрофаги обладают обучающим воздействием на иммунную систему. Справившись с бактерией или другим «врагом», они презентируют его антигены: выставляют на поверхность своей мембраны компоненты уничтоженного объекта, по которым другие иммунные клетки могут получить информацию о его чужеродности. Кроме того, макрофаги выделяют цитокины – информационные молекулы. Со всем этим багажом клетки перемещаются к лимфоцитам и делятся с ними ценными сведениями. Макрофаги «рассказывают» лимфоцитам о том, что тот или иной объект – вредоносный, и при следующей встрече с ним надо поступать самым жестким образом.

В-третьих, роль макрофагов заключается в образовании ими многих биологически активных веществ . Например, они синтезируют:

Около десятка разных ферментов, расщепляющих белки, жиры и углеводы: все это нужно для активного уничтожения агрессоров;

Кислородные радикалы, также необходимые для борьбы с чужеродными агентами;

простагландины, лейкотриены, интерлейкины, фактор некроза опухолей – соединения, которые позволяют макрофагам усиливать работу своих «сородичей», других фагоцитов и прочих звеньев иммунитета , вызывать воспаление и лихорадку;

Вещества, активизирующие созревание и выход из костного мозга новых будущих макрофагов и других фагоцитов;

Компоненты системы комплемента (это особая система организма, которая отвечает за его общую защиту);

Ряд белков сыворотки крови;

Транспортные белки, которые обеспечивают перенос в организме железа, витаминов и других веществ;

Вещества, которые стимулируют процессы заживления, ангиогенеза (образования новых сосудов) и др.

Таким образом, макрофаги не только «ставят на уши» всю иммунную систему , но и активно содействуют процессам восстановления организма при начавшихся заболеваниях , что идет нам только на пользу.

Далее. Макрофаги пытаются ограничить вредное воздействие многих других заболеваний, помимо инфекционных. К примеру, они препятствуют быстрому прогрессированию атеросклероза, борются с раковыми клетками и др. И даже при аутоиммунных процессах , когда фагоциты разрушают собственные структуры тела человека, макрофаги стараются помочь: они фильтруют из крови иммунные комплексы, с большим количеством которых сопряжена высокая активность заболевания.

Если делать выводы, то моноциты и макрофаги – большие трудяги, без участия которых были бы невозможны функционирование и даже существование иммунной защиты. А без иммунитета, в свою очередь, невозможно сохранение здоровья.

Помня об этом, очень важно заботиться о поддержании иммунитета. Для этого необходимо вести здоровый образ жизни, своевременно лечить возникшие заболевания, принимать витамины, а также специализированные иммуномодуляторы . Среди последних желательно выбирать самые безопасные и натуральные, которые естественным образом будут воздействовать на протекание иммунных процессов.

Для этой роли отлично подходит препарат Трансфер Фактор . Его действующий компонент – информационные молекулы – и сами является продуктами фагоцитоза, так что они проявляют свой эффект мягко, не создавая конфликта в системе иммунной защиты. Трансфер Фактор может быть использован и для профилактики заболеваний, и при уже возникших нарушениях. В любом случае его действие будет естественным, физиологическим, бережным, но при этом сильным и эффективным.

• Осуществляют фагоцитоз.
• Процессируют антиген, а затем рекомендуют (презентируют) его пепти-ды Т-хелперам, поддерживая осуществление иммунного ответа (рис. 6).

Фагоцитоз

см. Фагоцитоз

Основным свойством макрофага (рис. 4) является способность к фагоцитозу — селективному эндоцитозу и дальнейшей деструкции объектов, содержащих патогенсвязанные молекулярные шаблоны или присоединенные опсонины (рис. 5, 6).

Рецепторы макрофагов

Макрофаги на своей поверхности экспрессиру-ют рецепторы, обеспечивающие процессы адгезии (например, CDllc и CDllb), восприятие регуляторных влияний и участие в межклеточном взаимодействии. Так, есть рецепторы к различным цитокинам, гормонам, биологически актив-ным веществам.

Бактериолиз

см. Бактериолиз

Презентация антигена

см. Презентация антигена

Пока происходит разрушение захваченного объекта, на мембране макро-фага существенно возрастает количество рецепторов шаблонного распознава-ния и рецепторов к опсонинам, что позволяет продолжать осуществление фа-гоцитоза, а также повышается экспрессия молекул главного комплекса гистосовместимости II класса, вовлекаемых в процессы презентации (рекомендации) антигена иммунокомпетентным клеткам. Параллельно макрофаг производит синтез доиммунных цитокинов (в первую очередь ИЛ-1β, ИЛ-6 и фактора не-кроза опухоли α), привлекающих к работе другие фагоциты и активирующих иммунокомпетентные клетки, подготавливая их к предстоящему распознаванию антигена. Остатки патогена удаляются из макрофага путем экзоцитоза, а иммуногенные пептиды в комплексе с НLA II поступают на поверхность клетки для активации Т-хелперов, т.е. поддержания иммунного ответа.

Макрофаги и воспаление

Хорошо известна важная роль макрофагов в асептическом воспалении, кото-рое развивается в очагах неинфекционного некроза (в частности, ишемического). Благодаря экспрессии рецепторов к «мусору» (scavenger receptor) эти клетки эффективно фагоцитируют и обезвреживают элементы тканевого детрита.

Также именно макрофаги захваты-вают и перерабатывают инородные частицы (например, пыль, частицы металла), по разным причинам по-павшие в организм. Трудность фа-гоцитоза таких объектов состоит в том, что они абсолютно лишены мо-лекулярных шаблонов и не фикси-руют опсонины. Чтобы выйти из этой сложной ситуации, макрофаг начинает синтезировать компоненты межклеточного матрикса (фибронектин, протеогликаны и др.), которы-ми обволакивает частицу, т.е. искус-ственно создает такие ее поверхност-ные структуры, которые легко рас-познаются. Материал с сайта http://wiki-med.com

Установлено, что за счет деятель-ности макрофагов происходит пере-стройка метаболизма при воспале-нии. Так, ФНО-α активирует липопротеинлипазу, мобилизирующую липиды из депо, что при длительном течении воспаления приводит к похуданию. За счет синтеза доиммунных ци-токинов макрофаги способны угнетать синтез целого ряда продуктов в печени (так, ФНО-α угнетает синтез гепатоцитами альбуминов) и повышать образова-ние острофазовых белков (в первую очередь за счет ИЛ-6), относящихся пре-имущественно к глобулиновой фракции. Подобная перепрофилизация гепатоцитов наряду с увеличением синтеза антител (иммуноглобулинов) приводит к снижению альбумино-глобулинового коэффициента, что используется как лабораторный маркер воспалительного процесса.

Кроме классически активированных макрофагов, речь о которых шла выше, выделяют субпопуляцию альтернативно активированных макрофагов, которые обеспечивают процесс заживления ран и репарацию после воспа-лительной реакции. Эти клетки продуцируют большое количество ростовых факторов — тромбоцитарного, инсулинового, факторов роста, трансформирующего фактора роста β и фактора роста эндотелия сосудов. Альтерна-тивно активированные макрофаги формируются под действием цитокинов ИЛ-13 и ИЛ-4, т.е. в условиях реализации преимущественно гуморального иммунного ответа.

• макрофаги что это такое

• антибактериальный иммунитет это

• основные функции макрофагов:

• поверхностные рецепторы макрофагов

• что такое микрофаги в легких

Основные статьи: Неспецифический клеточный иммунитет, Антителозависимая цитотоксичность

Функции макрофагов

Макрофаги выполняют следующие функции:

• Осуществляют фагоцитоз.
• Процессируют антиген, а затем рекомендуют (презентируют) его пепти-ды Т-хелперам, поддерживая осуществление иммунного ответа (рис.
• Выполняют секреторную функцию, состоящую в синтезе и выделении ферментов (кислые гидролазы и нейтральные протеиназы), компонентов комплемента, ингибиторов ферментов, компонентов межклеточного ма-трикса, биологически активных липидов (простагландинов и лейкотриенов), эндогенных пирогенов, цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6, ФНО-α и пр.).
• Оказывают цитотоксическое влияние на клетки-мишени при условии фиксации на них антитез ы соответствующей стимуляции со стороны Т-лимфоцитов (так называемые реакции антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности).
• Изменяют метаболизм при воспалении.
• Принимают участие в асептическом воспалении и разрушении инород-ных частиц.
• Обеспечивают процесс заживления ран.

Фагоцитоз

Фагоцитоз

Основным свойством макрофага (рис. 4) является способность к фагоцитозу — селективному эндоцитозу и дальнейшей деструкции объектов, содержащих патогенсвязанные молекулярные шаблоны или присоединенные опсонины (рис.

Рецепторы макрофагов

см. Рецепторы врожденного иммунитета#Рецепторы фагоцитов

Для выявления таких объектов макрофаги содержат на своей поверхности рецепторы шаблонного распознавания (в частности, ман-нозосвязывающий рецептор и рецептор к бактериальным липополисахаридам), а также рецепторы к опсонинам (например, к C3b и Fc-фрагментам ан-тител).

Макрофаги на своей поверхности экспрессиру-ют рецепторы, обеспечивающие процессы адгезии (например, CDllc и CDllb), восприятие регуляторных влияний и участие в межклеточном взаимодействии.

Так, есть рецепторы к различным цитокинам, гормонам, биологически актив-ным веществам.

Бактериолиз

см. Бактериолиз

Презентация антигена

см. Презентация антигена

Пока происходит разрушение захваченного объекта, на мембране макро-фага существенно возрастает количество рецепторов шаблонного распознава-ния и рецепторов к опсонинам, что позволяет продолжать осуществление фа-гоцитоза, а также повышается экспрессия молекул главного комплекса гистосовместимости II класса, вовлекаемых в процессы презентации (рекомендации) антигена иммунокомпетентным клеткам.

Параллельно макрофаг производит синтез доиммунных цитокинов (в первую очередь ИЛ-1β, ИЛ-6 и фактора не-кроза опухоли α), привлекающих к работе другие фагоциты и активирующих иммунокомпетентные клетки, подготавливая их к предстоящему распознаванию антигена. Остатки патогена удаляются из макрофага путем экзоцитоза, а иммуногенные пептиды в комплексе с НLA II поступают на поверхность клетки для активации Т-хелперов, т.е.

поддержания иммунного ответа.

Макрофаги и воспаление

Хорошо известна важная роль макрофагов в асептическом воспалении, кото-рое развивается в очагах неинфекционного некроза (в частности, ишемического).

Макрофаги в крови

Благодаря экспрессии рецепторов к «мусору» (scavenger receptor) эти клетки эффективно фагоцитируют и обезвреживают элементы тканевого детрита.

Также именно макрофаги захваты-вают и перерабатывают инородные частицы (например, пыль, частицы металла), по разным причинам по-павшие в организм.

Трудность фа-гоцитоза таких объектов состоит в том, что они абсолютно лишены мо-лекулярных шаблонов и не фикси-руют опсонины. Чтобы выйти из этой сложной ситуации, макрофаг начинает синтезировать компоненты межклеточного матрикса (фибронектин, протеогликаны и др.), которы-ми обволакивает частицу, т.е. искус-ственно создает такие ее поверхност-ные структуры, которые легко рас-познаются. Материал с сайта http://wiki-med.com

Установлено, что за счет деятель-ности макрофагов происходит пере-стройка метаболизма при воспале-нии.

Так, ФНО-α активирует липопротеинлипазу, мобилизирующую липиды из депо, что при длительном течении воспаления приводит к похуданию. За счет синтеза доиммунных ци-токинов макрофаги способны угнетать синтез целого ряда продуктов в печени (так, ФНО-α угнетает синтез гепатоцитами альбуминов) и повышать образова-ние острофазовых белков (в первую очередь за счет ИЛ-6), относящихся пре-имущественно к глобулиновой фракции.

Подобная перепрофилизация гепатоцитов наряду с увеличением синтеза антител (иммуноглобулинов) приводит к снижению альбумино-глобулинового коэффициента, что используется как лабораторный маркер воспалительного процесса.

Кроме классически активированных макрофагов, речь о которых шла выше, выделяют субпопуляцию альтернативно активированных макрофагов, которые обеспечивают процесс заживления ран и репарацию после воспа-лительной реакции.

Эти клетки продуцируют большое количество ростовых факторов — тромбоцитарного, инсулинового, факторов роста, трансформирующего фактора роста β и фактора роста эндотелия сосудов. Альтерна-тивно активированные макрофаги формируются под действием цитокинов ИЛ-13 и ИЛ-4, т.е. в условиях реализации преимущественно гуморального иммунного ответа.

Материал с сайта http://Wiki-Med.com

На этой странице материал по темам:

• как макрофаг можеь подавить антиген

• анализ на макрофаги

• функцию макрофага выполняет

• за что отвечают мпкрофаги в крови

• макрофаги повышены причина

Рецепторы макрофагов

На поверхности макрофагов содержится большой набор рецепторов, обеспечивающих участие клеток в широком круге физиологических реакций, в том числе во врожденном и адаптивном иммунном ответе.

Прежде всего, на мембране МФ экспрессированы паттерн-распознающие рецепторы врожденного иммунитета, обеспечивающие распознавание ПАМС большинства патогенов и ОАМС — молекулярных структур, ассоциированных с опасными для жизни клеток воздействиями и ситуациями, в первую очередь стрессовых белков.

Ведущими ПРР МН/МФ являютсяТолл-подобные и NOD-рецепторы.

На поверхности этих клеток содержатся все известные экспрессирующиеся на плазматических мембранах клеток TLR: TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6 и TLR10. В цитоплазме содержатся внутриклеточные TLR3, TLR7, TLR8, TLR9, а также NOD1 и NOD2-рецепторы.

Связывание бактериальных ЛПС с помощью TLR4 рецепторов МФ опосредовано мембранным белком CD14, который является маркером МФ.

CD14 взаимодействует с комплексом «бактериальный ЛПС — ЛПС-связывающий белок», что облегчает взаимодействие ЛПС с TLR4.

На поверхности моноцитов содержится аминопептидаза N (CD13), которая также относится к ПРР моноцитов, но отсутствует у МФ. Молекула CD13 обладает способностью связывать белки оболочки некоторых вирусов.

На МН/МФ экспрессировано большое количество фагоцитарных рецепторов.

Это лектиновые рецепторы (в первую очередь маннозный рецептор , дектин-1 и DC-SIGN), а также скавенджер-рецепторы , с помощью которых осуществляется прямое распознавание патогенов и других объектов фагоцитоза.

(См. ч.II гл.2 «Рецепторы врожденного иммунитета и распознаваемые ими молекулярные структуры»). Лигандами для скавенджер-рецепторов служат компоненты ряда бактерий, в том числе стафилококков, нейссерий, листерий, а также видоизмененные структуры собственных клеток, модифицированные липопротеины низкой плотности и фрагменты апоптозных клеток.

Маннозный рецептор опосредует захват МН/МФ многих видов бактерий, в том числе Mycobacteria, Leismania, Legionella, Pseudomonas aeruginosa и др.

Структура этого рецептора предопределяет его способность к высокоаффинному связыванию пептидогликана клеточной стенки бактерий. Интересно, что цитокины, активирующие МФ (IFN-γ, TNF-α), вызывают угнетение синтеза этого рецептора и снижение его экспрессии. Напротив, противоспалительные кортикостероиды повышают синтез маннозного рецептора и его экспрессию на МФ.

Стимулятором экспрессии этого рецептора является витамин Д.

На мембране макрофагов обнаружены также специальные рецепторы для связывания конечных продуктов гликозилирования (AGEs), которые прогрессивно накапливаются в тканях по мере старения организма и ускоренно накапливаются при диабете. Эти продукты гликозилирования вызывают повреждение тканей за счет перекрестного связывания белков.

Макрофаги, имеющие специальные рецепторы для AGEs, захватывают и деградируют модифицированные этими продуктами белки, предупреждая тем самым развитие деструкции тканей.

На МН/МФ экспрессированы также практически все фагоцитарные рецепторы, с помощью которых осуществляется опосредованное распознавание опсонизированных антителами и комплементом патогенов и других чужеродных частиц и клеток.

К ним в первую очередь относятся Fc-рецепторы и рецепторы для фрагментов активированного комплемента (CR1, CR3 и CR4 , а также рецепторы для фрагмента C1q и анафилатоксинов С3а и С5а) .

Ғс-рецепторы обеспечивают распознавание и стимулируют фагоцитоз объектов, опсонизированных антителами.

Для связывания IgG существует три различных рецептора: FcγRI, FcγRII и FcγRIII (соответственно CD64, CD32 и CD16).

FcγRI — единственный из этих рецепторов, который характеризуется высокой аффинностью для мономерного IgG и экспрессирован почти исключительно на макрофагах.

В отличие от него, низкоаффинный рецептор FcγRII экспрессирован на моноцитах и макрофагах. FcγRIII также экспрессирован на моноцитах и макрофагах, он отличается низкой аффинностью для IgG и связывает, в основном, иммунные комплексы или агрегированный IgG. Все три типа рецепторов опосредуют фагоцитоз бактерий и других клеток, опсонизированных IgG, участвуют в антителозависимой клеточной цитотоксичности естественных киллеров (АЗКЦТ) и фагоцитов в отношении клеток-мишеней, несущих на мембране комплексы антиген-антитело.

Активация макрофагов через Fc-рецепторы ведет к лизису клеток-мишеней за счет выделения ряда медиаторов (в первую очередь TNF-α), которые вызывают гибель этих клеток. Некоторые цитокины (IFN-γ и ГМ-КСФ) способны повышать эффективность АЗКЦТ с участием моноцитов и макрофагов.

Важной группой рецепторов являются рецепторы для хемокинов и других хемоаттрактантов.

Помимо рецепторов для С3а, С5а, С5b67, вызывающих хемотаксис МН/МФ в очаг воспаления или инфекции, на поверхности этих клеток содержатся рецепторы для воспалительных хемокинов (CXCR1, CCR1, CCR2, CCR3, CCR4, CCR5, CCR8 и др.).

Воспалительные хемокины, продуцируемые эпителиальными клетками и эндотелиальными клетками сосудов, а также резидентными МФ, находящимися в очаге реакции, которые были активированы контактом с патогенами или повреждением ткани, стимулируют хемотаксис новых клеток, участвующих в защите.

Первыми в очаг воспаления поступают нейтрофилы, позднее начинается моноцитарно-макрофагальная инфильтрация, вызываемая контактом хемокиновых рецепторов этих клеток с соответствующими лигандами.

На мембранах МН/МФ экспрессируется большое количество гликопротеиновых рецепторов для цитокинов.

Связывание цитокинов с соответствующими рецепторами служит первым звеном в цепи передачи активационного сигнала к ядру клетки. Наиболее специфичен для МН/МФ рецептор для ГМ-КСФ (CD115) . Наличие этого рецептора позволяет дифференцировать МН и их предшественники от клеток гранулацитарного ряда, на которых этот рецептор отсутствует.

Особенно важными для МН/МФ являются рецепторы для IFN-γ (IFNγRI и IFNγRII) , так как через них происходит активация многих функций этих клеток .

Имеются также рецепторы для провоспалительных цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-6, TNF-α, ИЛ-12, ИЛ-18, ГМ-КСФ), активирующих, в том числе аутокринно, МН/МФ, участвующие в воспалительном ответе.

Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 1537 | Нарушение авторских прав

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 |

Тканевые макрофаги

Несколько популяций тканевых макрофагов, потомков мононуклеарных фагоцитов, также были охарактеризованы по поверхностным маркерам и биологическим функциям. В гранулемах обычно обнаруживаются эпителиоидные клетки, которые, по-видимому, образуются из моноцитов крови, активированных в ходе иммунного ответа на чужеродный антиген, например при кожной реакции гиперчувствительности замедленного типа.

Эпителиоидные клетки обладают многими морфологическими признаками макрофагов и несут рецепторы Fc и СЗ. В целом они обладают меньшей фагоцитирующей активностью, чем макрофаги. Другой тип клеток, многоядерные гигантские клетки, образуются, по всей видимости, за счет слияния макрофагов, а не за счет деления ядер в отсутствие цитоплазматического деления.

Были идентифицированы два типа таких клеток: клетки Ланганса с относительно небольшим числом ядер на периферии цитоплазмы, и клетки типа инородного тела, у которых множество ядер распределено по всей цитоплазме.

Судьба моноцитов, проникающих в участки воспаления, может быть различной: они могут превратиться в оседлые макрофаги, трансформироваться в эпителиоидные клетки или слиться с другими макрофагами и стать многоядерными гигантскими клетками.

Когда воспаление спадает, макрофаги исчезают - каким образом, пока неясно. Их число может уменьшаться в результате либо гибели, либо их миграции из участка воспаления.

Купферовские клетки представляют собой оседлые макрофаги печени. Они граничат с кровотоком, что позволяет им постоянно контактировать с чужеродными антигенами и другими иммуностимулирующими агентами. Анатомическое расположение между венами, несущими кровь от желудочно-кишечного тракта, и собственным кровотоком печени приводит к тому, что купферовские клетки одними из первых в ряду мононуклеарных фагоцитов взаимодействуют с иммуногенами, поглощаемыми из кишечника.

Макрофаги в крови

Как и другие тканевые макрофаги, купферовские клетки являются долгоживущими потомками моноцитов, которые поселились в печени и дифференцировались в макрофаги.

Они живут в печени в среднем около 21 дня. Важнейшая функция купферовских клеток заключается в поглощении и деградации растворенных и нерастворимых материалов в портальной крови.

Купферовские клетки играют важнейшую роль в очистке кровотока от множества потенциально вредных биологических материалов, включая бактериальные эндотоксины, микроорганизмы, активированные факторы свертывания и растворимые иммунные комплексы. В соответствии со своей функцией купферовские клетки содержат необычайно большое количество лизосом, содержащих кислые гидролазы и способных к активному внутриклеточному перевариванию.

Ранее считалось, что способность купферовских клеток осуществлять ка- кие-либо функции помимо фагоцитарных относительно мала.

Поэтому можно было думать, что, поглощая и переваривая большие потенциально иммуногенные соединения, позволяя оставаться в кровотоке лишь небольшим с трудом поглощаемым фрагментам, купферовские клетки участвуют в создании состояния толерантности. Однако недавние исследования высокоочищенных купферовских клеток in vitro показали, что они способны функционировать как антиген-презентирующие клетки во многих известных тестах на способность активировать Т-клетки. Видимо, анатомические и физиологические особенности нормального печеночного микроокружения накладывают ограничения на активность купферовских клеток, не позволяя им участвовать в индукции иммунного ответа in vivo.

Альвеолярные макрофаги выстилают альвеолы и являются первыми им- мунологически компетентными клетками, поглощающими вдыхаемые патогены. Важно было поэтому выяснить, способны ли к функционированию в качестве вспомогательных клеток макрофаги из такого органа, как легкие, имеющие обширную эпителиальную поверхность, постоянно контактирующую с внешними антигенами. Находящиеся на поверхности альвеол макрофаги идеально расположены для того, чтобы взаимодействовать с антигеном и затем представлять его Т-лимфоцитам.

Альвеолярные макрофаги морской свинки оказались весьма активными вспомогательными клетками в тестах на пролиферацию Т-клеток, индуцированную как антигеном, так и митогеном.

Затем было показано, что антиген, введенный животному в трахею, может индуцировать первичный иммунный ответ и вызывать избирательное обогащение специфичных к нему Т-клеток в легких.

Наш организм окружает огромное количество негативных и повреждающих факторов внешней среды: ионизирующее и магнитное излучение, резкие колебания температуры, различные патогенные бактерии и вирусы. Чтобы противостоять их отрицательному влиянию и поддерживать гомеостаз на постоянном уровне, в биокомпьютер человеческого организма встроен мощный защитный комплекс. Он объединяет такие органы, как тимус, селезенка, печень и лимфатические узлы. В данной статье мы изучим функции макрофагов, входящих в мононуклеарную фагоцитарную систему, а также выясним их роль в формировании иммунного статуса организма человека.

Общая характеристика

Макрофаги - "большие пожиратели", так переводится название этих защитных клеток, предложенное И.И.Мечниковым. Они способны к амебоидному движению, быстрому захвату и расщеплению болезнетворных бактерий и продуктов их метаболизма. Эти свойства объясняются наличием в цитоплазме мощного лизосомного аппарата, ферменты которого легко разрушают сложные оболочки бактерий. Гистиоциты быстро распознают антигены и передают информацию о них лимфоцитам.

Характеристика макрофагов как клеток, вырабатываемых органами иммунной системы, свидетельствует о том, что их можно обнаружить во всех жизненно важных структурах тела: в почках, в сердце и легких, в кровяном и лимфатическом русле. Они имеют онкопротекторные и сигнальные свойства. На мембране располагаются рецепторы, узнающие антигены, сигнал о которых передается на активные лимфоциты, вырабатывающие интерлейкины.

В настоящее время гистологи и иммунологи считают, что макрофаги - это клетки, образованные из мультипотентных стволовых структур красного костного мозга. Они разнородны по строению и функциям, различаются местом нахождения в организме, степенью созревания и активностью по отношению к антигенам. Рассмотрим их далее.

Виды защитных клеток

Наибольшую группу представляют фагоциты, циркулирующие в соединительных тканях: лимфе, крови, остеокластах и оболочках внутренних органов. В серозных полостях желудка и кишечника, в плевре и легочных пузырьках есть как свободные, так и фиксированные макрофаги. Это обеспечивает защиту и детоксикацию как самих клеток, так и их кровоснабжающих элементов - капилляров легочных альвеол, тонкого и толстого кишечника, а также пищеварительных желез. Печень как один из наиболее значимых органов имеет дополнительную протекторную систему мононуклеарных фагоцитарных структур - купферовские клетки. Остановимся на их строении и механизме действия детальнее.

Как защищена главная биохимическая лаборатория организма

В большом круге кровообращения существует автономная система кровоснабжения печени, называемая кругом воротной вены. Благодаря ее функционированию, от всех органов брюшной полости кровь сразу поступает не в нижнюю полую вену, а в отдельный кровеносный сосуд - воротную вену. Далее она направляет насыщенную углекислотой и продуктами распада венозную кровь в печень, где гепатоциты и защитные клетки, образованные периферическими органами иммунной системы, расщепляют, переваривают и нейтрализуют токсические вещества и болезнетворные микроорганизмы, попавшие в венозную кровь из желудочно-кишечного тракта. Защитные клетки обладают хемотаксисом, поэтому скапливаются в очагах воспаления и фагоцитируют патогенные соединения, попавшие в печень. Теперь рассмотрим купферовские клетки, которые играют в защите пищеварительной железы особую роль.

Фагоцитарные свойства ретикуло-эндотелиальной системы

Функции макрофагов печени - купферовских клеток - заключаются в захвате и переработке потерявших свои функции гепатоцитов. При этом расщепляются как белковая часть пигмента крови, так и сам гем. Это сопровождается выделением ионов железа и билирубина. Одновременно происходит лизис бактерий, прежде всего кишечной палочки, попавших в кровь из толстого кишечника. Защитные клетки контактируют с микробами в синусоидных капиллярах печени, затем захватывают патогенные частицы и переваривают с помощью собственного лизосомного аппарата.

Сигнальная функция фагоцитов

Макрофаги - это не только защитные структуры, обеспечивающие клеточный иммунитет. Они могут идентифицировать чужеродные частицы, попавшие в клетки организма, т. к. на мембране фагоцита есть рецепторы, которые узнают молекулы антигенов или биологически активных веществ. Большинство этих соединений не может напрямую контактировать с лимфоцитами и запускать ответную защитную реакцию. Именно фагоциты поставляют на мембрану антигенные группы, которые служат маяками для В-лимфоцитов и Т-лимфоцитов. Клетки-макрофаги, очевидно, выполняют важнейшую функцию передачи сигнала о присутствии повреждающего агента на самые активные и быстро действующие иммунные комплексы. Те, в свою очередь, способны молниеносно реагировать на патогенные частицы в организме человека и уничтожать их.

Специфические свойства

Функции элементов иммунной системы не ограничиваются только защитой организма от чужеродных компонентов окружающей среды. Например, фагоциты способны к осуществлению обмена ионов железа в красном костном мозге и селезенке. Участвуя в эритрофагоцитозе, защитные клетки переваривают и расщепляют старые эритроциты. Альвеолярные макрофаги накапливают ионы железа в виде молекул ферритина и гемосидерина. Их можно обнаружить в мокроте больных, страдающих сердечной недостаточностью с застоем крови в малом круге кровообращения и различными формами порока сердца, также у пациентов, перенесших инфаркт, отягощенный тромбоэмболией легочной артерии. Присутствие большого количества иммунных клеток в различных видах клинических исследований, например в мазках из влагалища, в моче или сперме, может свидетельствовать о воспалительных процессах, инфекционных или онкологических заболеваниях, протекающих у человека.

Периферические органы иммунной системы

Учитывая важнейшую роль фагоцитов, лейкоцитов и лимфоцитов в сохранении здоровья и генетической уникальности организма, в результате эволюции были созданы и усовершенствованы две линии защиты: центральные и периферические органы иммунной системы. Они вырабатывают различные виды клеток, участвующих в борьбе с чужеродными и патогенными агентами.

Это прежде всего Т-лимфоциты, В-лимфоциты и фагоциты. Селезенка, лимфатические узлы и фолликулы пищеварительного тракта также способны образовывать макрофаги. Это обеспечивает возможность тканям и органам человеческого организма быстро распознавать антигены и мобилизовать факторы гуморального и клеточного иммунитета для эффективной борьбы с инфекцией.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Иммунная система - это мощная многослойная защита нашего организма, которая потрясающе эффективна против вирусов, бактерий, грибов и других патогенов извне. Кроме того, иммунитет способен эффективно распознавать и уничтожать трансформированные собственные клетки, которые могут перерождаться в злокачественные опухоли. Однако сбои в работе иммунной системы (по генетическим либо другим причинам) приводят к тому, что однажды злокачественные клетки берут верх. Разросшаяся опухоль становится нечувствительной к атакам организма и не только успешно избегает уничтожения, но и активно «перепрограммирует» защитные клетки для обеспечения собственных нужд. Поняв механизмы, которые опухоль использует для подавления иммунного ответа, мы сможем разработать контрмеры и попытаться сдвинуть баланс в сторону активации собственных защитных сил организма для борьбы с болезнью.

Эта статья представлена на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст»-2014 в номинации «Лучший обзор».

Главный спонсор конкурса - дальновидная компания Генотек .
Конкурс поддержан ОАО «РВК» .

Опухоль и иммунитет - драматический диалог в трех частях с прологом

Долгое время считалось, что причина низкой эффективности иммунного ответа при раке - то, что опухолевые клетки слишком похожи на нормальные, здоровые, чтобы иммунная система, настроенная на поиск «чужаков», могла их как следует распознавать. Этим как раз и объясняется тот факт, что иммунная система успешнее всего противостоит опухолям вирусной природы (их частота резко возрастает у людей, страдающих иммунодефицитом). Однако позже стало ясно, что это не единственная причина.

Если в этой статье речь идет про иммунные аспекты рака, то в работе «Страшней клешней на свете нет... » можно прочесть про особенности ракового метаболизма. - Ред.

Оказалось, что взаимодействие раковых клеток с иммунной системой носит гораздо более разносторонний характер. Опухоль не просто «прячется» от атак, она умеет активно подавлять местный иммунный ответ и перепрограммировать иммунные клетки, заставляя их обслуживать собственные злокачественные нужды.

«Диалог» между переродившейся, вышедшей из-под контроля клеткой с ее потомством (то есть будущей опухолью) и организмом развивается в несколько стадий, и если вначале инициатива почти всецело находится на стороне защитных сил организма, то в конце (в случае развития болезни) - переходит на сторону опухоли. Несколько лет назад учеными-онкоиммунологами была сформулирована концепция «иммуноредактирования» (immunoediting ), описывающая основные этапы этого процесса (рис. 1) .

Рисунок 1. Иммуноредактирование (immunoediting ) в процессе развития злокачественной опухоли.

Первая стадия иммуноредактирования - процесс устранения (elimination ). Под действием внешних канцерогенных факторов или в результате мутаций нормальная клетка «трансформируется» - приобретает способность неограниченно делиться и не отвечать на регуляторные сигналы организма. Но при этом она, как правило, начинает синтезировать на своей поверхности особые «опухолевые антигены» и «сигналы опасности». Эти сигналы привлекают клетки иммунной системы, прежде всего макрофаги , натуральные киллеры и Т-клетки . В большинстве случаев они успешно уничтожают «испортившиеся» клетки, прерывая развитие опухоли. Однако иногда среди таких «предраковых» клеток оказывается несколько таких, у которых иммунореактивность - способность вызывать иммунный ответ - по каким-то причинам оказывается ослабленной, они синтезируют меньше опухолевых антигенов, хуже распознаются иммунной системой и, пережив первую волну иммунного ответа, продолжают делиться.

В этом случае взаимодействие опухоли с организмом выходит на вторую стадию, стадию равновесия (equilibrium ). Здесь иммунная система уже не может полностью уничтожить опухоль, но еще в состоянии эффективно ограничивать ее рост. В таком «равновесном» (и не обнаруживаемом обычными методами диагностики) состоянии микроопухоли могут существовать в организме годами. Однако такие затаившиеся опухоли не статичны - свойства составляющих их клеток постепенно меняются под действием мутаций и последующего отбора: преимущество среди делящихся опухолевых клеток получают такие, которые способны лучше противостоять иммунной системе, и в конце концов в опухоли появляются клетки-иммуносупрессоры . Они в состоянии не только пассивно избегать уничтожения, но и активно подавлять иммунный ответ. По сути, это эволюционный процесс, в котором организм невольно «выводит» именно тот вид рака, который его убьет.

Этот драматический момент знаменует собой переход опухоли к третьей стадии развития - избегания (escape ), - на которой опухоль уже малочувствительна к активности клеток иммунной системы, более того - обращает их активность себе на пользу. Она принимается расти и метастазировать. Именно такая опухоль обычно диагностируется медиками и изучается учеными - две предыдущие стадии протекают скрыто, и наши представления о них основаны главным образом на интерпретации целого ряда косвенных данных.

Дуализм иммунного ответа и его значение в канцерогенезе

Существует множество научных статей, описывающих, как иммунная система борется с опухолевыми клетками, но не меньшее количество публикаций демонстрирует, что присутствие клеток иммунной системы в ближайшем опухолевом окружении является негативным фактором, коррелирующим с ускоренным ростом и метастазированием рака , . В рамках концепции иммуноредактирования, описывающей, как изменяется характер иммунного ответа по мере развития опухоли, подобное двойственное поведение наших защитников получило, наконец, свое объяснение.

Мы рассмотрим некоторые механизмы того, как это происходит, на примере макрофагов. Похожие приемы опухоль использует и для того, чтобы обманывать другие клетки врожденного и приобретенного иммунитета.

Макрофаги - «клетки-воины» и «клетки-целители»

Макрофаги, пожалуй, самые знаменитые клетки врожденного иммунитета - именно с изучения их способностей к фагоцитозу Мечниковым и началась классическая клеточная иммунология. В организме млекопитающих макрофаги - боевой авангард: первыми обнаруживая врага, они не только пытаются уничтожить его собственными силами, но также привлекают к месту сражения другие клетки иммунной системы, активируя их. А после уничтожения чужеродных агентов принимаются активно участвовать в ликвидации причиненных повреждений, вырабатывая факторы, способствующие заживлению ран. Эту двойственную природу макрофагов опухоли используют себе на пользу.

В зависимости от преобладающей активности различают две группы макрофагов: М1 и М2. М1-макрофаги (их еще называют классически активированными макрофагами) - «воины» - отвечают за уничтожение чужеродных агентов (в том числе и опухолевых клеток), как напрямую, так и за счет привлечения и активации других клеток иммунной системы (например, Т-киллеров). М2 макрофаги - «целители» - ускоряют регенерацию тканей и обеспечивают заживление ран , .

Присутствие в опухоли большого количества М1-макрофагов тормозит ее рост , а в некоторых случаях может вызвать даже практически полную ремиссию (уничтожение). И наоборот: М2-макрофаги выделяют молекулы - факторы роста, которые дополнительно стимулируют деление опухолевых клеток, то есть благоприятствуют развитию злокачественного образования. Экспериментально было показано, что в опухолевом окружении обычно преобладают именно М2-клетки («целители»). Хуже того: под действием веществ, выделяемых опухолевыми клетками, активные М1-макрофаги «перепрограммируются» в М2-тип , перестают синтезировать антиопухолевые цитокины, такие как интерлейкин-12 (IL12) или фактор некроза опухолей (TNF) и начинают выделять в окружающую среду молекулы, ускоряющие рост опухоли и прорастание кровеносных сосудов, которые будут обеспечивать ее питание, например фактор роста опухолей (TGFb) и фактор роста сосудов (VGF). Они перестают привлекать и инициировать другие клетки иммунной системы и начинают блокировать местный (противоопухолевый) иммунный ответ (рис. 2).

Рисунок 2. М1- и М2-макрофаги: их взаимодействие с опухолью и другими клетками иммунной системы.

Ключевую роль в этом перепрограммировании играют белки семейства NF-kB . Эти белки являются транскрипционными факторами, контролирующими активность множества генов, необходимых для М1 активации макрофагов. Наиболее важные представители этого семейства - р65 и р50, вместе образующие гетеродимер р65/р50, который в макрофагах активирует множество генов, связанных с острым воспалительным ответом, таких как TNF, многие интерлейкины, хемокины и цитокины. Экспрессия этих генов привлекает все новые и новые иммунные клетки, «подсвечивая» для них район воспаления. В то же время другой гомодимер семейства NF-kB - р50/р50 - обладает противоположной активностью: связываясь с теми же самыми промоторами, он блокирует их экспрессию, снижая градус воспаления.

И та, и другая активность NF-kB транскрипционных факторов очень важна, но еще важнее равновесие между ними. Было показано, что опухоли целенаправленно выделяют вещества, которые нарушают синтез p65 белка в макрофагах и стимулируют накопление ингибиторного комплекса р50/р50 . Таким способом (помимо еще ряда других) опухоль превращает агрессивных М1-макрофагов в невольных пособников своего собственного развития: М2-тип макрофагов, воспринимая опухоль как поврежденный участок ткани, включают программу восстановления, однако секретируемые ими факторы роста только добавляют ресурсы для роста опухоли. На этом цикл замыкается - растущая опухоль привлекает новые макрофаги, которые перепрограммируются и стимулируют ее рост вместо уничтожения.

Реактивация иммунного ответа - актуальное направление антираковой терапии

Таким образом, в ближайшем окружении опухолей присутствует сложная смесь молекул: как активирующих, так и ингибирующих иммунный ответ. Перспективы развития опухоли (а значит, перспективы выживания организма) зависят от баланса ингредиентов этого «коктейля». Если будут преобладать иммуноактиваторы - значит, опухоль не справилась с задачей и будет уничтожена или ее рост сильно затормозится. Если же преобладают иммуносупрессорные молекулы - это значит, что опухоль смогла подобрать ключ и начнет быстро прогрессировать. Понимая механизмы, которые позволяют опухолям подавлять наш иммунитет, мы сможем разработать контрмеры и сдвинуть баланс в сторону уничтожения опухолей .

Как показывают эксперименты, «перепрограммирование» макрофагов (и других клеток иммунной системы) обратимо. Поэтому одним из перспективных направлений онко-иммунологии на сегодняшний день является идея «реактивации» собственных клеток иммунной системы пациента с целью усиления эффективности других методов лечения. Для некоторых разновидностей опухолей (например, меланом) это позволяет добиться впечатляющих результатов. Другой пример, обнаруженный группой Меджитова , - обычный лактат, молекула, которая производится при недостатке кислорода в быстрорастущих опухолях за счет эффекта Варбурга . Эта простая молекула стимулирует перепрограммирование макрофагов, заставляя их поддерживать рост опухоли. Лактат транспортируется внутрь макрофагов через мембранные каналы, и потенциальная терапия заключается в блокировке этих каналов.