Что такое микрофаги и макрофаги.
Еще со времен И.И. Мечникова фагоцитирующие клетки принято делить на
две категории: микрофаги и макрофаги. Микрофаги представлены в организме нейтрофильными гранулоцитами, а макрофаги имеют моноцитарное происхождение. Макрофаги крови - циркулирующие моноциты, попадая в различные ткани, могут утрачивать подвижность и дифференцироваться в тканевые макрофаги (купферовские клетки печени, альвеолярные макрофаги, мезангиальные клетки почек, гистиоциты соединительной ткани и костного мозга, клетки микроглии нервной ткани, синусовые макрофаги органов иммунной системы, перитонеальные макрофаги, гигантские и эпителиоид- ные клетки воспалительных очагов).
Между микрофагами и макрофагами существуют не только морфологические, но и функциональные различия.
Среди мембранных молекул микрофагов - нейтрофильных гранулоцитов, есть рецепторы к хемокинам, компонентам комплемента, внеклеточному матриксу, адгезивным молекулам других клеток. Все эти рецепторы обеспечивают миграционные качества микрофагов и их способность к хемотаксису. Благодаря этим рецепторам нейтрофилы могут совершать амебовидные движения, а также двигаться вдоль сосудистой стенки по направлению к источнику активирующего сигнала. Энергию для этих мобилизационных реакций вырабатывают митохондрии клетки в процессе дыхания, который у активированного микрофага носит характер «респираторного взрыва» и сопровождается образованием огромного количества активных кислородных радикалов.
При встрече с микроорганизмом, особенно в присутствии опсонинов (веществ, способствующих фагоцитозу), микрофаги присоединяют их к своей поверхности через элементы клеточной стенкиили через антитела и компоненты комплемента с последующим их поглощением. Процесс контакта с фагоцитируемым объектом или другими клетками, получение цитокиновых сигналов от ближайшего клеточного микроокружения, а также в форме гормонов и нейромедиаторов через соответствующий рецепторный аппарат приводят к активации нейтрофильных гранулоцитов и реализации их эффекторных функций.
Помимо фагоцитоза микрофаги довольно активно осуществляют внеклеточное уничтожение микроорганизмов как путем выделения во внеклеточную среду вновь образованных активных кислородных радикалов, так и в процессе дегрануляции. В последнем случае из гранул высвобождаются лактоферрин, лизоцим, катионные белки, протеиназы, катепсин G, дефенсины и др. Эти продукты вызывают повреждение клеточной стенки преимущественно у грамположительных микроорганизмов, разнообразные нарушения метаболических процессов у микробов. Активированные микрофаги не только сами участвуют в реакциях антимикробной защиты, но и способны вовлекать в этот процесс другие клетки через цитокины, которые они секретируют в ходе эффекторных реакций.
Ґ
Таким образом, основная биологическая роль микрофагов, представленных нейтрофильными гранулоцитами, заключается в элиминации чужеродных агентов из организма, в первую очередь микробов, путем внутриклеточного и, в большей степени, внеклеточного уничтожения, а также в регуляторном действии на клетки через продукцию цитокинов. Поскольку одним из опсонинов для микрофагов служат антитела, то ней- трофильные гранулоциты более активно
выполняют эти функции естественной иммунной защиты в организме.
Нейтрофилы обеспечивают основную защиту от пиогенных (гноеродных) бактерий и могут существовать в анаэробных условиях. Они остаются главным образом в крови, за исключением случаев их локализации в очагах острого воспаления. Нехватка нейтрофилов приводит к хроническим инфекциям.
Дисфункции нейтрофилов, такие как различные формы нейтропении , дефицит адгезии нейтрофилов или хронический гранулематоз , приводят к тяжелым формам подверженности больных бактериальным инфекциям, что подчеркивает ключевую роль нейтрофилов в обеспечении врожденной формы иммунитета. С другой стороны, гиперактивация нейтрофилов также обусловливает патологию. Такие аномалии, как повреждение при реперфузии , васкулит , синдром дыхательной недостаточности взрослых или гломерулонефрит , свидетельствуют о важном медицинском значении гиперактивации нейтрофилов.
Спектр рецепторно обусловленных реакций макрофагов значительно шире, они воспринимают большее количество сигналов, обеспечивающих хемотаксис и взаимодействие с клеточными стенками микроорганизмов. Отличительной особенностью макрофагов по сравнению с микрофагами служит активное участие в элиминации из организма апоптотиче- ских телец - «осколков» клеток, подвергнутых апоптозу, в связи с чем макрофаги характеризуются как «мусорщики».
Но, пожалуй, одно из ведущих функциональных свойств макрофагов - это их способность к презентации антигена с участием молекул гистосовместимости HLA-D (рис. 4). Эти молекулы макрофаг начинает особенно интенсивно синтезировать в ходе активации. В процессе транспорта к мембране везикул, содержащих эти молекулы, HLA-D образует комплекс с отдельными компонентами фагоцитированного патогена, подвергнутого деградации в фаголизосомах. В результате образуется комплекс, который выходит на поверхность клетки и фиксируется на мембране макрофага. HLA-D в составе этого комплекса специфически распознается клетками иммунной системы, в частности Т-лимфоцитами.
Таким образом, в состоянии функциональной активности макрофаги усиливают свои миграционные свойства и выполняют ряд эффекторных функций, ведущей среди которых остается фагоцитоз. Необходимо отметить, что в отличие от микрофага макрофаг осуществляет преимущественно внутриклеточное уничтожение патогенов; с этим процессом тесно связаны антигенпредставляю- щие свойства этих клеток. Преобладание внутриклеточного уничтожения позволяет макрофагам эффективно удалять из биологических сред организма отработавшие и деструктивно измененные клетки. Кроме того, макрофаг - мощнейший регулятор реакций естественной защиты благодаря способности к секреции провоспалительных цитокинов, эйкоза- ноидов и индукции воспаления. Он продуцирует антимикробные, противовирусные и противоопухолевые факторы, участвует в цитотоксических реакциях. Наконец, макрофаг в процессе презентации антигена инициирует иммунные реакции, обеспечивая им определенное ци- токиновое сопровождение.
Макрофаги не могут постоянно поддерживаться в активированном состоянии, т. к. они при этом потребляют много энергии и могут повреждать ткани ор-
Шероховатый
Митохондрии ретикулум Ядро Лизосомы
Опсонины
О О
«С*» С 
Поглощение
патогена
Фагол изосома
Секреторные / везикулы с HLA-D
¥ Экспрессия комплексов \ молекул Остаточные патогена
тела + HLA-D
на мембране макрофага
Рис, 4. Особенности этапов фагоцитоза у макрофагов: презентация молекул патогенов
ют со сложной системой внутриклеточной передачи сигналов, что приводит к деактивации макрофагов. При этом снижается переработка захваченных антигенов, экспрессия антигенов гистосовместимости МНС II класса, презентация антигенов, продукция цитокинов, страдают и защитные функции макрофагов. У людей, инфицированных плазмодиями или трипаносомами, было описано появление супрессивных макрофагов, секретирующих цитокин, который ингибировал секрецию интерлейкина-2 (ИЛ-2) и экспрессию его рецептора на Т-лимфоцитах. Такие дефектные макрофаги могут подавлять Т- лимфоциты через клеточные контакты, вовлекающие поверхностные регуляторные молекулы . Описан редкий приобретенный дефект макрофагов под названием «малакоплакия», при котором воспалительные гранулемы образуются в разных тканях, чаще в эпителии мочеполового тракта. В составе таких гранулем обнаруживаются крупные монону- клеары с минерализованными агрегатами бактерий в фагосомах (тельца Михаэли- са-Гутмана) и дефектом деградации захваченных бактерий .
В последние годы большое значение уделяется нарушениям экспрессии молекул HLA-D на поверхности макрофагов, которые служат маркером таких угрожающих жизни состояний, как септический шок, печеночная недостаточность, острый панкреатит и др. .
Что касается взаимодействия макрофагов и антибиотиков, то заслуживает внимания тот факт, что регуляция секреции провоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ-1/1, ИЛ-6, ИЛ-8) и антимикробных факторов часто осуществляется через те же рецепторы, через которые к фагоцитирующим клеткам присоединяются микроорганизмы. К этой категории относятся, в частности, То11-подоб- ные рецепторы (TLR), распознающие молекулярные структуры, свойственные только микроорганизмам. Интересно, что через TLR к поверхности фагоцитов могут присоединяться и такие продукты микроорганизмов, как антибиотики , а вследствие этого присоединения изменяется функциональная активность фагоцитирующих клеток.
Помимо непосредственного действия на фагоциты антибиотики вызывают и опосредованные эффекты (рис. 5).
Взаимодействуя с микроорганизмами, антибиотики могут выполнять функции опсонинов и способствовать поглощению микробов фагоцитами . Кроме того, убивая микроорганизмы, антибиотики обусловливают высвобождение из микробных клеток антигенов, токсинов, ферментов, митогенов, продуктов протеолиза, которые, в свою очередь, взаимодействуют с клетками иммунной системы и оказывают на них разнообразные как стимулирующие, так и ингибирующие воздействия . Даже если антибиотик обладает статическим влиянием на микроорганизмы, меняется биология микробных клеток и возникает новая система их поведения во внутренних средах макроорганизма. В этой системе модуляции происходят сложные взаимодействия между клетками иммунной системы. Так, например, известны факты стимуляции антибиотиками лимфоцитов и одновременного подавления их функций при посредстве макрофагов .
К одному из неспецифических факторов клеточного иммунитета организма относится фагоцитоз.
Фагоцитоз как фактор иммунитета является одним из основных защитных механизмов макроорганизма в борьбе с инфекциями.
Одним из важнейших показателей неспецифического клеточного иммунитета является фагоцитарная реакция лейкоцитов. Она изменяется в зависимости от действия антибактериальных и химиотерапевтических препаратов, иммунизации, развития инфекционного процесса, влияния витаминов, облучения, голодания, физического и умственного перенапряжения, стрессового состояния, действия токсинов и других факторов.
Фагоцитарной реакцией в последние годы стали широко пользоваться как тестом для определения реактивности организма.
Между гуморальной и клеточной защитой существует тесная связь.
Фагоцитарная реакция усиливается под влиянием лизоцима, лизинов, опсонинов и других неспецифических и специфических факторов гуморальной защиты.
Фагоцитарная система в организме представлена разнообразными типами клеток, морфологически отличающимися друг от друга.
К фагоцитарной системе следует относить только те клетки, которые являются активными фагоцитами и способствуют освобождению организма от проникших чужеродных агентов, в том числе и микроорганизмов.
В 1887 году основоположник фагоцитарной теории И.И.Мечников разделил фагоциты на две группы:
1) микрофаги – зернистые лейкоциты крови;
2) макрофаги – очень разнообразные по составу клетки.
Это деление фагоцитов полностью сохранилось и до наших дней.
Клетки первой группы (микрофаги) – исключительно подвижные фагоциты. К микрофагам относятся:
1. Нейтрофильные лейкоциты, которые являются самыми активными фагоцитами. Их способность захватывать и переваривать микробы впервые была показана И.И.Мечниковым при изучении инфекции, вызванной стрептококком.
2. Эозинофильные лейкоциты, гораздо менее активные фагоциты, чем нейтрофилы, однако и они обладают способностью захватывать микробы.
3. Базофильные лейкоциты, обладающие незначительной фагоцитарной активностью.
Микрофаги могут как сами активно передвигаться, так и переноситься кровью или лимфой. Они защищают организм от острой гнойной инфекции. Аккумулируются микрофаги в очаге воспаления в течение острой фазы. Их основная функция – способность к фагоцитозу – проявляется весьма активно.
Клетки второй группы (макрофаги) в основном принимают участие в борьбе с возбудителями, вызывающими хронические инфекции.
В группу макрофагов входят все активно фагоцитирующие клетки, кроме зернистых лейкоцитов.
Группу макрофагов принято делить на две подгруппы: фиксированные и подвижные
Подгруппу фиксированных макрофагов составляют в основном эндотелиальные клетки синусов лимфатических узлов и селезенки, капилляров печени (купферовские клетки), костного мозга, коры надпочечников и средней доли гипофиза.
Сюда же относятся ретикулярные клетки лимфатических узлов и селезенки, также фиксированные клетки рыхлой соединительной ткани – гистиоциты, которые были обнаружены в большом количестве в печени, селезенке и лимфоузлах.
В группу подвижных макрофагов входят такие активизированные клетки, как плазмобласты, плазмоциты, гистиоциты, также моноциты и лимфоциты.
Функциональная активность макрофагов значительно шире, чем у микрофагов. Макрофаги способны захватывать и переваривать самые разнообразные микроорганизмы. Они также осуществляют фагоцитоз погибших тканевых клеток и клеточного детрита.
Защитные функции как микрофагов, так и макрофагов (подвижных и неподвижных) теснейшим образом связаны друг с другом. Одна группа клеток дополняет другую.
Процесс фагоцитоза состоит из четырех фаз.
Первой фазой является сближение фагоцитов и микробов. Подвижные фагоциты в результате изменения поверхностного натяжения протоплазмы под влиянием продуктов жизнедеятельности микробов приближаются к объекту фагоцитоза. К неподвижным макрофагам микробы доставляются током жидкости.
Во второй фазе происходит прилипание микроорганизмов к поверхности фагоцита. Этот процесс совершается под влиянием электролита, изменяющего электрический потенциал фагоцитируемого объекта (микроба).
Третья фаза характеризуется погружением микроба в пищеварительную вакуоль и образованием фаголизосомы (слияние пищеварительной вакуоли и лизосомы).
Четвертая фаза завершается внутриклеточным перевариванием поглощенных фагоцитами микробов.
Фагоцитарная защита обеспечивается биохимическими процессами, происходящими в фагоцитах.
Большое значение в функциональной активности фагоцитов имеют нуклеиновые кислоты, которые играют важную роль в синтезе внутриклеточного белка и ферментов. Большое значение для активности фагоцитов имеют и ферменты, катализирующие окислительно – восстновительные реакции. При окислительно – восстановительных реакциях образуется энергия, обеспечивающая жизненно важные процессы. К одному из ферментов, катализирующих процессы биологического окисления, относится сукцинатдегидрогеназа.
Значительным достижением является открытие лизосом, содержащих протеолитические и гидролитические ферменты. Физиологическая функция лизосомальных ферментов, к которым относится и фосфатаза (кислая и щелочная), тесно связана с обменными процессами, происходящими в клетках, в том числе и фагоцитах.
Активность ферментов (окислительно – восстановительных и лизосомальных) играет чрезвычайно важную роль в процессах разрушения микробных клеток. Она может изменяться в зависимости от действия антибиотиков, химиотерапевтических препаратов, развития инфекционного процесса, действия ионизирующего излучения, стрессовых ситуаций, физического истощения, иммунизации (фагоцитоз в иммунном организме протекает более энергично, чем в неимунном) и пр.
Угнетающе на фагоцитарную защиту действуют токсины, хинин, холестерин, алкалоиды, капсульные вещества бактерий, блокада ретикуло-эндотелиальной системы, стресс, авитаминоз, передозировка антибиотиков и гормональных препаратов, белковое голодание, переохлождение, умственное и физическое переутомление и пр.
Не всегда процесс захвата фагоцитами микробов заканчивается перевариванием последних.
Некоторые виды микроорганизмов, в силу своих особенностей, не только не разрушаются фагоцитами, а наоборот, будучи поглощенными фагоцитами, начинают размножаться, разрушая фагоциты (при туберкулезе, лепре, гонорее, лейшманиозе).
Фагоцитарная защита значительно снижена в отношении микроорганизмов резистентных к антибиотикам, химиотерапевтическим препаратам и дезинфицирующим веществам, применяемым с целью текущей и заключительной дезинфекции.
Учитывая тот факт, что фагоцитарная реакция очень четко отражает изменения, происходящие с реактивностью организма, показатели фагоцитарной реакции (активность, интенсивность, завершенность фагоцитоз) используются с диагностической целью.
Учет результатов фагоцитарной реакции проводится микроскопически на основании просмотра в каждом препарате 100 фагоцитов, в частности, нейтрофилов (как самых активных микрофагов).
Активность фагоцитоза – количество нейтрофилов с поглощенными микробными клетками при подсчете 100 нейтрофилов. Интенсивность фагоцитоза – среднее количество микробных клеток в одном нейтрофиле при подсчете 100 фагоцитов. Завершенность фагоцитоза – отношение дезинтегрированных микробных клеток ко всем подсчитанным в 100 нейтрофилах. Опсоно –фагоцитарный индекс – отношение показателей фагоцитарной реакции в иммунном организме к таковым в неимунном организме.
К микрофагам Мечников отнёс зернистые полиморфноядерные лейкоциты крови, которые, эмигрируя из кровеносных сосудов, проявляют энергичный фагоцитоз главным оброзом по отношению к бактериям, и в гораздо меньшей степени (в противоположность макрофагам) к различным продуктам тканевого распада.
Особенно хорошо проявляется фагоцитарная деятельность микрофагов в гное, содержащем бактерии.
От макрофагов микрофаги отличаются ещё и тем, что не воспринимают витальной окраски.
Макрофаги содержат ферменты для переваривания фагоцитированных веществ. Эти ферменты содержатся в вакуолях (пузырьках), называемых лизосома-ми, и способны расщеплять белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.
Макрофаги очищают организм человека от частиц неорганического происхождения, а также от бактерий, вирусных частиц, отмирающих клеток, токсинов – ядовитых веществ, образующихся при распаде клеток или вырабатываемых бактериями. Кроме того, макрофаги выделяют в кровь некоторые гуморальные и секреторные вещества: элементы комплемента С2, С3, С4, лизоцим, интерферон, интер-лейкин-1, простагландины, о^-макроглобулин, моноки-ны, регулирующие иммунный ответ, цитоксины – ядовитые для клеток вещества.
Макрофаги обладают тонким механизмом распознавания чужеродных частиц антигенной природы. Они различают и быстро поглощают старые и новорожденные эритроциты, не трогая нормальных эритроцитов. Долгое время за макрофагами была закреплена роль «чистильщиков», но они являются и первым звеном специализированной системы защиты. Макрофаги, включая антиген в цитоплазму, распознают его с помощью ферментов. Из лизосом выделяются вещества, растворяющие антиген в течение приблизительно 30 мин, после чего он выводится из организма.
Антиген проявляется и опознается макрофагом, после чего переходит к лимфоцитам. Нейтрофильные гранулоциты (нейтрофилы, или микрофаги) также формируются в костном мозге, откуда поступают в кровоток, в котором циркулируют в течение 6-24 ч.
В отличие от макрофагов созревшие микрофаги получают энергию не от дыхания, аот гликолиза, как прокариоты, т. е. становятся анаэробами, и могут осуществлять свою деятельность в бескислородных зонах, например в экссудатах при воспалении, дополняя деятельность макрофагов. Макрофаги и микрофаги на своей поверхности несут рецепторы к иммуноглобулину JgJ и к элементу комплемента С3, которые помогают фагоциту в распознавании и прикреплении антигена к поверхности его клетки. Нарушение деятельности фагоцитов довольно часто проявляется в виде повторяющихся гнойно-септических заболеваний, таких как хроническая пневмония, пиодермия, остеомиелит и др.
При ряде инфекций возникают различные приобретения фагоцитоза. Так, туберкулезные микобактерии не разрушаются при фагоцитировании. Стафилококк тормозит поглощение его фагоцитом. Нарушение деятельности фагоцитов приводит также к развитию хронического воспаления и болезням, связанным с тем, что накопленный макрофагами материал от разложения фагоцитированных веществ не может быть выведен из организма вследствие недостаточности некоторых ферментов фагоцита. Патология фагоцитоза может быть связана с нарушением взаимодействия фагоцитов с другими системами клеточного и гуморального иммунитета.
Фагоцитозу способствуют нормальные антитела и иммуноглобулины, комплемент, лизоцим, лейкины, интерферон и ряд других ферментов и секретов крови, предварительно обрабатывающих антиген, делая его более доступным для захвата и переваривания фагоцитом.
В 1970-х годах была сформулирована гипотеза о системе мононуклеарных фагоцитов, в соответствии с которой макрофаги представляют собой конечную стадию дифференцировки моноцитов крови, которые, в свою очередь, происходят из мультипотентных стволовых клеток крови в костном мозге. Однако исследования, проведённые в 2008-2013 годах, показали, что макрофаги тканей взрослых мышей представлены двумя популяциями, которые различаются по своему происхождению, механизму поддержания численности и функциям. Первая популяция это тканевые, или резидентные макрофаги. Они происходят из эритромиелоидных предшественников (не имеющих отношения к стволовым клеткам крови) желточного мешка и эмбриональной печени и заселяют ткани на различных этапах эмбриогенеза. Резидентные макрофаги приобретают тканеспецифичные характеристики и поддерживают свою численность за счёт пролиферации in situ без какого-либо участия моноцитов. К долгоживущим тканевым макрофагам относят купферовские клетки печени, микроглию центральной нервной системы, альвеолярные макрофаги лёгких, перитонеальные макрофаги брюшной полости, клетки Лангерганса кожи, макрофаги красной пульпы селезёнки.
Вторая популяция представлена относительно короткоживущими макрофагами моноцитарного (костномозгового) происхождения. Относительное содержание таких клеток в ткани зависит от её типа и возраста организма. Так макрофаги костномозгового происхождения составляют менее 5% всех макрофагов головного мозга, печени и эпидермиса, небольшую долю макрофагов лёгких, сердца и селезёнки (однако эта доля увеличивается с возрастом организма) и большую часть макрофагов собственной пластинки слизистой оболочки кишечника. Количество макрофагов моноцитарного происхождения резко увеличивается при воспалении и нормализуется по его окончании.
Активация макрофагов
In vitro, под воздействием экзогенных стимулов, макрофаги могут активироваться. Активация сопровождается существенным изменением профиля экспрессии генов и формированием клеточного фенотипа специфичного для каждого типа стимулов. Исторически первыми были открыты два во многом противоположных типа активированных макрофагов, которые по аналогии с Th1/Th2 назвали M1 и M2. Макрофаги типа М1 дифференцируются ex vivo при стимуляции предшественников интерфероном γ при участии фактора транскрипции STAT1. Макрофаги типа М2 дифференцируются ex vivo при стимуляции интерлейкином 4 (через STAT6).
Долгое время М1 и М2 были единственными известными типами активированных макрофагов, что позволило сформулировать гипотезу об их поляризации. Однако к 2014 году накопились сведения, указывающие на существование целого спектра активированных состояний макрофагов, которые не соответствуют ни типу М1, ни типу М2. В настоящее время, нет убедительных доказательств того, что активированные состояния макрофагов, наблюдаемые in vitro, соответствуют тому, что происходит в живом организме, и являются ли эти состояния постоянными или временными.
Макрофаги, ассоциированные с опухолью
Злокачественные опухоли оказывают влияние на своё тканевое микроокружение, в том числе и на макрофаги. Моноциты крови инфильтрируют опухоль и под влиянием сигнальных молекул, секретируемых опухолью (M-CSF, GM-CSF, IL4, IL10, TGF-β), дифференцируются в макрофаги с "антивоспалительным" фенотипом и, подавляя антиопухолевый иммунитет и стимулируя формирование новых кровеносных сосудов, способствуют росту и метастазированию опухоли.
Макрофаги (моноциты, клетки фон Купфера, клетки Лангерханса, гистиофаги, альвеолоциты и др.) способны эффективно захватывать и внутриклеточно разрушать различные микробы и повреждённые структуры.
Микрофаги (гранулоциты: нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, тромбоциты, эндотелиоциты, клетки микроглии и др.) в меньшей степени, но также способны захватывать и повреждать микробы.
В фагоцитах в процессе всех стадий фагоцитоза микробов активизируется как кислородзависимая, так и кислороднезависимая микробицидные системы.
Главные компоненты кислородзаеисимой микробицидной системы фагоцитов - миелопероксидаза, каталаза и активные формы кислорода (синглетный кислород - 02, радикал супероксида - 02, гидроксильный радикал - ОН, перекись водорода - Н202).
Основные компоненты кислородонезависимой микробицидной системы фагоцитов - лизоцим (мурамидаза), лактоферрин, катионные белки, Н+ ионы (ацидоз), гидролазы лизосом.
3. Гуморальные бактерицидные и бактериостатические факторы:
Лизоцим, разрушая мураминовую кислоту пептидогликанов стенки грамположительных бактерий, вызьшает их осмотический лизис;
Лактоферрин, изменяя метаболизм железа в микробах, нарушает их жизненный цикл и нередко приводит к их гибели;
- (3-лизины бактерицидны для большинства грамположительных бактерий;
Факторы комплемента, оказывая опсонизирующее действие, активизируют фагоцитоз микробов;
Система интерферонов (особенно а и у) проявляет отчётливую неспецифическую противовирусную активность;
Деятельность как микроворсинок и железистых клеток слизистой оболочки воздухоносных путей, так и потовых и сальных желёз кожи, выделяющих соответствующие секреты (мокроту, пот и сало), способствует удалению из организма определённого количества различных микроорганизмов.
Фагоцитоз, процесс активного захватывания и поглощения живых и неживых частиц одноклеточными организмами или особыми клетками (фагоцитами) многоклеточных животных организмов. Явление Ф. было открыто И. И. Мечниковым, который проследил его эволюцию и выяснил роль этого процесса в защитных реакциях организма высших животных и человека, главным образом при воспалении и иммунитете. Большую роль Ф. играет при заживлении ран. Способность захватывать и переваривать частицы лежит в основе питания примитивных организмов. В процессе эволюции эта способность постепенно перешла к отдельным специализированным клеткам, вначале пищеварительным, а затем – к особым клеткам соединительной ткани. У человека и млекопитающих животных активными фагоцитами являются нейтрофилы (микрофаги, или специальные лейкоциты) крови и клетки ретикуло-эндотелиальной системы, способные превращаться в активных макрофагов. Нейтрофилы фагоцитируют мелкие частицы (бактерии и т.п.), макрофаги способны поглощать более крупные частицы (погибшие клетки, их ядра или фрагменты и т.п.). Макрофаги способны также накапливать отрицательно заряженные частицы красителей и коллоидных веществ. Поглощение мелких коллоидных частиц называют ультрафагоцитозом, или коллоидопексией.
Фагоцитоз требует затраты энергии и связан прежде всего с активностью клеточной мембраны и внутриклеточных органоидов – лизосом, содержащих большое количество гидролитических ферментов. В ходе Ф. различают несколько стадий. Вначале фагоцитируемая частица прикрепляется к клеточной мембране, которая затем обволакивает её и образует внутриклеточное тельце – фагосому. Из окружающих лизосом в фагосому попадают гидролитические ферменты, переваривающие фагоцитируемую частицу. В зависимости от физико-химических свойств последней переваривание может быть полным или неполным. В последнем случае образуется остаточное тельце, которое может оставаться в клетке длительное время.
Комплемент - (устаревшее алексин), белковый комплекс, обнаруживаемый в свежей сыворотке крови; важный фактор естественного Иммунитета у животных и человека. Термин введён в 1899 немецкими учёными П. Эрлихом и Ю. Моргенротом. К. состоит из 9 компонентов, которые обозначаются от С "1 до С"9, причём первый компонент включает три субъединицы. Все 11 белков, входящих в состав К., можно разделить иммунохимическими и физико-химическими методами. К. легко разрушается при нагревании сыворотки, при длительном ее хранении, воздействии на нее света. К. принимает участие в ряде иммунологических реакций: присоединяясь к комплексу антигена (См. Антигены) с антителом (См. Антитела) на поверхности клеточной мембраны, он вызывает лизис бактерий, эритроцитов и др. клеток, обработанных соответствующими антителами. Для разрушения мембраны и последующего лизиса клетки требуется участие всех 9 компонентов. Некоторые компоненты К. обладают ферментативной активностью, причём присоединившийся ранее к комплексу антигена с антителом компонент катализирует присоединение последующего. В организме К. участвует также в реакциях антиген - антитело, не вызывающих лизиса клеток. С действием К. связана устойчивость организма к болезнетворным микробам, освобождение Гистамина при аллергических реакциях немедленного типа, аутоиммунные процессы. В медицине консервированные препараты К. используют при серологической диагностике ряда инфекционных заболеваний, для обнаружения антигенов и антител.
ИНТЕРФЕРОНЫ - группа низкомолекулярных гликопротеидов, вырабатываемых клетками человека или животных в ответ па вирусную инфекцию или под действием различных индукторов (например, двухцепочечной РНК, инактивиро-ваннь1х вирусов и др.) и обладающих противовирусным действием.
Интерфероны представлены тремя классами:
альфа-лейкоцитарным, вырабатываемым ядерными клетками крови (гранулоцитами, лимфоцитами, моноцитами, малодифферинцированными клетками);
бета-фибробластным- синтезируемым клетками кожно-мышечной, соединительной и лимфоидной ткани:
гамма-иммунным - вырабатываемым Т-лимфоцитами в кооперации с макрофагами, естественными киллерами.
Антивирусное действие происходит не непосредственно при взаимодействии интерфе-ронов с вирусом, а опосредованно через клеточные реакции. Ферменты и ингибиторы, синтез которых индуцирован интерфероном, блокируют начало трансляции чужеродной генетической информации, разрушают молекулы информационных РНК. Взаимодействуя с клетками иммунной системы, стимулируют фагоцитоз, активность естественных киллеров, экспрессию главного комплекса гистосовместимости. Непосредственно воздействуя на В-клетки, интерферон регулирует процесс антителообразования.
АНТИГЕН - Химические молекулы, которые находятся в мембране клеток (или встроены в нее) и способны вызывать иммунный ответ, называются антигенами. Они делятся на дифференцированные и детерминированные. К дифференцированным антигенам относятся CD-антигены. К главному комплексу гистосовместимости относится HLA (hyman lencocyte antigen).
Антигены подразделяются на:
Токсины;
Изоантигены;
Гетерофильные антигены;
Домашние антигены;
Гантены;
Иммуногены;
Адъюванты;
Скрытые антигены.
Токсины - продукты жизнедеятельности бактерий. Токсины химическим путем могут быть превращены в анатоксины, у которых при этом исчезают токсические свойства, но сохраняются антигенные. Эта их особенность используется для приготовления ряда вакцин.
А- и В-изоантигены представляют собой мукополисахаридные антигены, против которых в организме всегда имеются антитела (аплотинины).
По антителам к А- и В- изоантигенам определяются 4 группы крови.
Гетерофильные антигены присутствуют в тканевых клетках многих животных, в крови человека они отсутствуют.
К домашним антигенам относятся аутоантигены, к большинству которых иммунная система толерантна.
Гантены - вещества, специфически реагирующие с антителами, но не способствующие их образованию. Гантены образуются при аллергических реакциях на лекарства.
Иммуногены (вирусы и бактерии) являются более сильными в сравнении с растворимыми антигенами.
Адъювантами называют вещества, которые при введении антигена усиливают иммунный ответ.
Скрытым антигеном может быть сперма, которая в некоторых случаях действует как чужеродный белок при травматических повреждениях яичек или при изменениях, вызванных паротитом.
Антигены подразделяют также на:
Антигены, являющиеся компонентами клеток;
Внешние антигены, не являющиеся компонентами клеток;
Аутоантигены (скрытые), не проникающие к иммунокомпетентным клеткам.
Антигены классифицируют и по другим признакам:
По типу вызывания иммунного ответа - иммуногены, аллергены, толерогены, трансплантационные);
По чужеродности - на гетеро- и аутоантигены;
По связанности с вилочковой железой - Т-зависимые и Т-независимые;
По локализации в организме - О-антигены (нулевые), термостабильные, высокоактивные и др.);
По специфичности для микроорганизма-носителя - видовые, типовые, вариантные, групповые, стадийные.
Взаимодействие организма с антигенами может происходить по-разному. Антиген может проникать внутрь макрофага и быть элиминирован в нем.
При другом варианте возможно его соединение с рецепторами на поверхности макрофага. Антиген способен реагировать с антителом на отростке макрофага и входить в контакт с лимфоцитом.
Кроме этого, антиген может обойти макрофаг и реагировать с антительным рецептором на поверхности лимфоцита или проникнуть в клетку.
Специфические реакции при действии антигенов протекают по-разному:
С образованием гуморальных антител (при трансформации иммунобласта в плазматическую клетку);
Сенсибилизированный лимфоцит превращается в клетку памяти, что приводит к образованию гуморальных антител;
Лимфоцит приобретает свойства лимфоцита-киллера;
Лимфоцит может превратиться в нереагирующую клетку в случае, если все его рецепторы связаны с антигеном.
Антигены придают клеткам способность синтезировать антитела, что зависит от их формы, дозировки и пути проникновения в организм.
Типы иммунитета
Различают два типа иммунитета: специфический и неспецифический.
Специфический иммунитет носит индивидуальный характер и формируется на протяжении всей жизни человека в результате контакта его иммунной системы с различными микробами и антигенами. Специфический иммунитет сохраняет память о перенесенной инфекции и препятствует ее повторному возникновению.
Неспецифический иммунитет носит видоспецифический характер, то есть практически одинаков у всех представителей одного вида. Неспецифический иммунитет обеспечивает борьбу с инфекцией на ранних этапах ее развития, когда специфический иммунитет еще не сформировался. Состояние неспецифического иммунитета определяет предрасположенность человека к различным банальным инфекциям, возбудителями которых являются условно патогенные микробы. Иммунитет бывает видовым или врожденным (например, человека к возбудителю чумы собак) и приобретенным.
Естественный пассивный иммунитет. АТ от матери передаются ребенку через плаценту, с грудным молоком. Он обеспечивает кратковременную защиту от инфекции, так как АТ расходуются и их количество уменьшается, но обеспечивают защиту до формирования собственного иммунитета.
Естественный активный иммунитет. Выработка собственных АТ при контакте с антигеном. Клетки иммунологической памяти обеспечивают наиболее стойкий, иногда пожизненный иммунитет.
Приобретенный пассивный иммунитет. Создается искусственно путем введения готовых АТ (сыворотки) от иммунных организмов (сыворотки против дифтерии, столбняка, ядов змей). Иммунитет такого типа также непродолжителен.
Приобретенный активный иммунитет. Небольшое количество антигенов вводят в организм в виде вакцины. Этот процесс называют вакцинацией. Используют убитый или ослабленный антиген. Организм не заболевает, но вырабатывает АТ. Часто производят повторное введение, и оно стимулирует более быстрое и продолжительное образование АТ, которые обеспечивают длительную защиту.
Специфичность антител. Каждое антитело специфично для определенного антигена; это связано с уникальной структурной организацией аминокислот в вариабельных участках его легких и тяжелых цепочек. Аминокислотная организация имеет разную пространственную конфигурацию для каждой антигенной специфичности, поэтому когда антиген вступает в контакт с антителом, многочисленные простетические группы антигена как зеркальное изображение соответствуют таким же группам антитела, благодаря чему между антителом и антигеном осуществляется быстрое и плотное связывание. Если антитело высокоспецифично и имеется много мест связи, происходит мощное сцепление между антителом и антигеном посредством: (1) гидрофобных связей; (2) водородных связей; (3) ионного притягивания; (4) ван-дер-вааль-совых сил. Комплекс антиген-антитело также подчиняется термодинамическому закону действия масс.
Структура и функции иммунной системы.
Структура иммунной системы. Иммунная система представлена лимфоидной тканью. Это специализированная, анатомически обособленная ткань, разбросанная по всему организму в виде различных лимфоидных образований. К лимфоидной ткани относятся вилочковая, или зобная, железа, костный мозг, селезенка, лимфатические узлы (групповые лимфатические фолликулы, или пейеровы бляшки, миндалины, подмышечные, паховые и другие лимфатические образования, разбросанные по всему организму), а также циркулирующие в крови лимфоциты. Лимфоидная ткань состоит из ретикулярных клеток, составляющих остов ткани, и лимфоцитов, находящихся между этими клетками. Основными функциональными клетками иммунной системы являются лимфоциты, подразделяющиеся на Т- и В-лимфоциты и их субпопуляции. Общее число лимфоцитов в человеческом организме достигает 1012, а общая масса лимфоидной ткани составляет примерно 1-2 % от массы тела.
Лимфоидные органы делят на центральные (первичные) и периферические (вторичные).
Функции иммунной системы. Иммунная система выполняет функцию специфической защиты от антигенов, представляющую собой лимфоидную ткань, способную комплексом клеточных и гуморальных реакций, осуществляемых с помощью набора иммунореагентов, нейтрализовать, обезвредить, удалить, разрушить генетически чужеродный антиген, попавший в организм извне или образовавшийся в самом организме.
Специфическая функция иммунной системы в обезвреживании антигенов дополняется комплексом механизмов и реакций неспецифического характера, направленных на обеспечение резистентности организма к воздействию любых чужеродных веществ, в том числе и антигенов.
Серологические реакции
Реакции между антигенами и антителами in vitro или серологические реакции широко используются в микробиологических и серологических (иммунологических) лабораториях с самыми разнообразными целями:
серодиагностики бактериальных, вирусных, реже других инфекционных заболеваний,
сероидентификации выделенных бактериальных, вирусных и других культур различных микроорганизмов
Серодиагностику проводят с помощью набора специфических антигенов, выпускаемых коммерческими фирмами. По результатам серодиагностических реакций судят о динамике накопления антител в процессе заболевания, о напряженности постинфекционного либо поствакцинального иммунитета.
Сероидентификацию микробных культур проводят для определения их вида, серовара с помощью наборов специфических антисывороток, также выпускаемых коммерческими фирмами.
Каждая серологическая реакция характеризуется специфичностью и чувствительностью. Под специфичностью понимают способность антигенов или антител реагировать только с гомологичными антителами, содержащимися в сыворотке крови, либо с гомологичными антигенами соответственно. Чем выше специфичность, тем меньше ложноположительных и ложноотрицательных результатов.
В серологических реакциях участвуют антитела, принадлежащие главным образом к иммуноглобулинам классов IgG и IgM.
Реакция агглютинации представляет собой процесс склеивание и выпадение в осадок корпускулярного антигена (агглютиногена) под воздействием специфических антител (агглютининов) в растворе электролита в виде глыбок агглютината.
МИКРОФАГИ
МИКРОФАГИ - Медицинская энциклопедия | Медицинский справочник - Медицинский справочник, Медицинская энциклопедия, вики, wikiВ нашей медицинской энциклопедии в разделе Медицинская энциклопедия и Медицинский справочник собрана информация о МИКРОФАГИ . Вы сможете узнать что такое МИКРОФАГИ в режиме онлайн и совершенно бесплатно . Надеемся Вы не зря посетили наш медицинский справочник и нашли полное описание МИКРОФАГИ , нужные симптомы и прочую инфу, наш сайт предоставляет всю информацию бесплатно, но чтобы купить нужное лекарство или вылечить интересующую Вас болезнь, лучше обратитесь к Вашему лечащему врачу, фармацевту или обратитесь в местную поликлинику. Вся представленная информация о МИКРОФАГИ, лишь для ознакомления и самостоятельное лечение Мы не рекомендуем.
Медицинская энциклопедия / Медицинская энциклопедия / МИКРОФАГИ
МИКРОФАГИ
МИКРОФАГИ (от греч. mikros - малый и phago-ем), малые фагоциты. Термин М. введен Мечниковым, делившим все фагоциты на малые (микрофаги) и большие (макрофаги). К микрофагам Мечников отнес лишь зернистые полиморфноядерные лейкоциты крови, к-рые, эмигрируя из кровеносных сосудов, проявляют энергичный фагоцитоз гл. обр. по отношению к бактериям и в гораздо меньшей степени (в противоположность макрофагам) к различным продуктам тканевого распада. Особенно хорошо проявляется фагоцитарная деятельность М. в гное, содержащем бактерий (напр. при гонорее). От макрофагов, к к-рым- Мечников относит все остальные виды фагоцитов, М. отличаются еще и тем, что не воспринимают витальной окраски. Лит.: Мечников И., Лекции по сравнительной патологии воспаления, М.-П., 1923. (Медицинский справочник / Медицинская энциклопедия ), Медицинский справочник, Медицинская энциклопедия, вики, wiki, Медицинская энциклопедия, Медицинский справочникКлетки, способные поглощать и уничтожать чужеродные частицы, подразделяются на макрофаги и микрофаги.
Микрофаги – это нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Микрофаги обеспечивают защиту от пиогенных бактерий.
Макрофаги – (моноциты) и их предшественники (монобласты) участвуют в специфическом иммунном ответе. Моноциты развиваются из стволовых клеток, которые после пересечения капилляров (предположительно лёгких) становятся действующими макрофагами.
Благодаря рецепторам, иммуноглобулинам и комплементу, фагоциты способны взаимодействовать с иммунными комплексами. Макрофаги участвуют в образовании иммунного интерферона, образовании компонентов комплемента, стимулирующих дифференцировку В- лимфоцитов. Также они выполняют секреторную функцию – удаление АГ из организма. Они являются центральным звеном иммунитета, так как участвуют в представлении АГ другим клеткам иммунной системы, В результате чего формируется специфический иммунный ответ.
Взаимоотношения макрофагов и вирусов сложно: установлено, что вирусы по-разному отвечают на действие фагоцитов. Полностью уничтожаются вирусы жёлтой лихорадки, простого герпеса, устойчивы к действию вируса гриппа. Макрофаги обладают прямой цитотоксической активностью против опухолевых клеток.
Изменения фагоцитарной системы могут быть качественные и количественные:
1. Недостаточное количество фагоцитов бывает при цитотоксической и лучевой терапии, при удалении селезёнки, при генных болезнях (серповидноклеточная анемия);
2. Нарушение хемотаксиса возникает при ВИЧ – инфекции, онкологических заболеваниях, плохом питании, у больных с хроническими вирусными и грибковыми заболеваниями;
3. Нарушение адгезивных свойств – появление фагоцитов не способных мигрировать в зону проникновения патогенного агента. Следствием является развитие тяжёлых гнойных рецидивирующих инфекций.
Комплемент – сложный комплекс белков, играющих важную защитную и иммунорегулирующую роль. Он участвует в стимуляции фагоцитоза, усиливает хемотаксис, адгезию, способствует освобождению гистамина из тучных клеток, усиливает цитолиз – уничтожение чужеродных клеток.
Комплемент состоит из 20 белков, обозначаемых как «С».
Система комплемента обладает рядом биологических функций:
1. Способствует адгезии
2. Участвует в образовании ферментов;
3. Повреждает мембрану клетки, что приводит к её лизису.
Известны 2 способа активации комплемента:
1. Классический – происходит при образовании комплекса АГ + АТ, в реакцию включаются С 2 и С 3 компоненты комплемента. Главным белком является С 3 комплемент. Активация комплемента по классическому пути может происходить под действием IgM и IgG.
2. Альтернативный путь – связан с действием сывороточных глобулинов, обладающих способностью переходить из нативной в конформационно иную форму: это фактор В, фактор Д, пропердин, фактор Н, фактор I и сам С 3
Конечный эффект, завершающий активацию всей системы – как по классическому, так и по альтернативному пути – это повреждение мембраны и цитолиз клетки.
При инфекционном процессе на ранних этапах срабатывает альтернативный путь активации, а по мере накопления АТ в процесс включается классический путь.
Синтез компонентов комплемента осуществляется в клетках разных органов, в эпителии тонкого и толстого кишечника, в паренхиматозных клетках печени, в макрофагах селезёнки.
Интерферон – образуется в организме в ответ на внедрение вируса. Он не спасает клетки, поражённые вирусом, но защищает клетки от цитотоксического действия вирусов, предохраняя соседние клетки от инфекции. Синтез интерферона контролируется гормонами. Наиболее устойчивы к интерферону аденовирусы, ДНК-содержащие вирусы.
В зависимости от происхождения различают 3 вида интерферонов:
· Лейкоцитарный ά-интерферон – его продуцируют макрофаги и В-лимфоциты, клетки миндалин, селезёнка, и костный мозг;
· Фибробластный β-интерферон – его продуцируют эпителиальные и NK-клетки;
· Иммунный γ-интерферон – его продуцируют Т-лимфоциты.
Интерферон – универсальная защита организма.
NK-клетки – нормальные клетки–киллеры, играют важную роль в защите организма, распознают любой АГ, выступают против опухолевых клеток и вирусных инфекций. Пониженная функция зтих клеток бывает при ВИЧ-инфекции, у больных сифилисом. Эти клетки выполняют функцию иммунологического надзора.
Иммунологический надзор – узнавание чужого, цитолиз и удаление. Эти процессы возникают под влиянием специфических гуморальных факторов. В организме постоянно стареют, повреждаются, погибают клетки крови, лимфоциты, нервные и др. клетки, для чего необходим иммунологический надзор.
Цитолиз – уничтожение чужеродных клеток. Его функции выполняют NK – клетки,
Т-лимфоциты, супрессоры, которые регулируют течение иммунологических реакций, подавляют излишнюю активность иммунокомпетентных клеток при патологии.
Специфический приобретённый иммунитет.
Иммунная система состоит из центральных и периферических органов.
· Центральные : тимус, костный мозг.
· Периферические : селезёнка, миндалины, аденоиды, аппендикс, печень (во внутриутробном периоде).
В центральных органах клетки–предшественники созревают и приобретают иммунокомпетентные свойства. Затем они заселяют периферические лимфоидные органы, где протекают иммунологические реакции.
Лимфоциты – главная клеточная форма иммунной системы, обеспечивающая защиту от АГ. Все лимфоциты делятся на Т и В клетки. В результате митоза стволовые клетки формируют
2 вида дочерних, которые дифференцируются в предшественников лимфоцитов и миелоцитов. Дифференцирование предшественников Т-лимфоцитов происходит в тимусе, а В-лифоцитов – в костном мозге.
Центральный орган иммунной системы – тимус, который имеет дольчатое строение и содержит корковый и мозговой слои. При перемещении клеток из коркового вещества в мозговое Происходит дифференцирование лимфоцитов в Т-лимфоциты (Т-хелперы и Т-супрессоры). Тимус активно развивается в детстве и достигает максимума к половому созреванию. К этому времени у человека полностью формируется иммунитет. Далее тимус атрофируется и замещается жировой тканью.
Т-киллеры – клетки-убийцы, распознающие чужих агентов.
Т–супрессоры подавляют избыточную активность клеток-киллеров и предотвращают гиперреакцию в организме.
Т-хелперы помогают киллерам распознавать своё и чужое, способны превращать лимфоциты в плазматические клетки, вырабатывающие АТ и обеспечивающие гуморальный иммунитет.
Т-лимфоциты участвуют преимущественно в клеточном иммунитете, а
В-лимфоциты участвуют в гуморальном иммунитете.
АТ (Ig) подразделяют на 5 классов:
1. IgM – самые старые, образуются на ранних этапах иммунного ответа и вместе с комплементом уничтожают бактерии и чужеродные тела. При первом контакте с АГ образуется IgM, потом IgG. При повторном введении того же АГ IgG синтезируется быстрее и больше, чем IgM
2. IgG – активен против грамотрицательных бактерий, токсинов, вирусов и является трансаплацентарным, т.е. проникает через плаценту и защищает организм ребёнка от многих инфекций даже в первые 6 месяцев жизни.
3. IgA – выявляется в слюне, трахео-бронхиальных и урогенитальных секретах, пищеварительном тракте, молозиве, грудном молоке. Он нейтрализует вирусы и бактериальные токсины, активирует систему комплемента, ограничивает развитие воспалительных реакций в организме.
4. IgE – после секрецииВ-клеткамиприсоединяется к тучным клеткам и базофилам, является участником аллергических реакций. Синтез его резко повышается при аллергических реакциях, гельминтозах.
5. IgD – принимает участие в дифференцировке В-лимфоцитов, препятствует развитию толерантности.
