Фагоциты иммунология. Стадии фагоцитоза
Фагоцитоз - процесс, при котором специально предназначенные для этого клетки крови и тканей организма (фагоциты) захватывают и переваривают твёрдые частицы. Стадии фагоцитоза: 1. Приближение (хемотаксис) - активное движение к химическим раздражителям – продуктам жизнедеятельности микроорганизмов, веществам, образующимся в результате взаимодействия антигена с антителом; 2. Прилипание. Фагоциты способны образовывать тонкие цитоплазматические выпячивания, которые выбрасываются по направлению к объекту фагоцитоза и с помощью которых осуществляется прилипание. Определённое значение при этом имеет поверхностный заряд лейкоцитов. Лейкоциты с отрицательным зарядом лучше прилипают к объекту с положительным зарядом; 3. Поглощение объекта. Поглощение объекта лейкоцитами может происходить двумя способами: 1) контактирующий с объектом участок цитоплазмы втягивается внутрь клетки, а вместе с ним втягивается и объект; 2) фагоцит прикасается к объекту своими длинными и тонкими псевдоподиями, а потом все телом подтягивается в сторону объекта и обволакивает его. В обоих случаях инородная частица окружена цитоплазматической мембраной и вовлечена внутрь клетки. В итоге образуется своеобразный мешочек с инородным телом (фагосома). 4. Переваривание. Лизосома приближается к фагосоме, их мембраны сливаются, образуя единую вакуоль, в которой находятся поглощённая частица и лизосомальные ферменты (фаголизосома). В фаголизосомах устанавливается оптимальная для действия ферментов реакция (рН около 5,0) и начинается переваривание поглощённого объекта.Однако одни ферменты не могут обеспечить достаточного киллерного действия. Эффективность фагоцитоза возрастает, когда в процесс подключается так называемая кислородная система В норме лейкоциты черпают энергию в основном вследствие гликолиза. При фагоцитозе повышается потребление кислорода, причём столь резкое, что его принято называть «респираторным взрывом». Смысл столь резкого (до 10 раз) повышения потребления кислорода состоит в том, что он используется для борьбы с микроорганизмами. Заимствованный из среды кислород активируется путём частичного восстановления. При этом образуется перекись водорода и свободные радикалы. Эти высокоактивные соединения вызывают перекисное окисление липидов, белков, углеводов и при этом повреждают построенные из этих веществ клеточные структуры микроорганизмов. Кислородный механизм пускается в ход, когда рецептор фагоцита приходит в контакт с объектом фагоцитоза. У фагоцитов имеются и другие, не связанные с кислородом, механизмы борьбы с микроорганизмами. К ним относятся: а) лизоцим, который разрушает мембраны бактерий; б) лактоферрин, конкурирующий за ионы железа; в) катионные белки, нарушающие структуру мембран микроорганизмов. Опсонизация - процесс взаимодействия опсонинов с бактериями, в ходе которого последние становятся более восприимчивыми к действию фагоцитов. Обладая рецепторами к опсонизирующим белкам комплемента, которые прикрепились к поверхности мишеней (микробов, иммунных комплексов и др.), фагоцитарные клетки связывают эти мишени и активируются, что приводит к эндоцитозу или фагоцитозу мишеней. Процесс О. осуществляется также соответствующими специфическими антителами, взаимодействующими с антигенными эпитопами бактерий, вирусов, токсинов. В этом случае опсонизированный антиген прикрепляется к фагоцитирующей клетке через взаимодействие с поверхностными рецепторами (Fc-рецепторы) клетки к Fc-фрагменту иммуноглобулинов. Этим же фрагментом антитела могут взаимодействовать и с фагоцитами, благодаря чему клетки возбудителя будут ими разрушены.
16.Фагоцитарная реакция.
Фагоцитоз - процесс активного поглощения, переваривания и инактивации инородных частиц специализированными клетками-фагоцитами.
Стадии фагоцитоза :
Хемотаксис - целенаправленное передвижение фагоцитов по градиенту концентрации особых биологически активных веществ – хемоаттрактантов.
Адгезия – прилипание к микробу. Опсонины (АТ, фибронектин, сурфактант) обволакивают микроорганизмы и существенно ограничивают их подвижность.
Эндоцитоз (поглощение). В результате образуется фагосома с заключенным внутри объектом фагоцитоза. К фагосоме устремляются лизосомы и выстраиваются по ее периметру.
Перериваривание. Слияние фагосомы с лизосомой с образованием фаголизосомы. Далее фагоцитированные микрооргаизмы подвергаются атаке кослородзависимых (перекиси, супероксид кислорода, цитохром b; образуются продукты, обладающие токсическим действием, повреждающие микроорганизмы и окружающие структуры) и кислороднезависимых (гранулы с лактоферрином, лизоцимом и др.; эти продукты вызывают повреждение клеточной стенки и нарушение некоторых метаболитических процессов) факторов.
Результат фагоцитоза.
Завершенный – гибель и разрушение микроорганизмов
Незавершенный – бактерии, снабженные капсулами или плотными гидрофобными клеточными стенками, устойчивы к действию лизосомальных ферментов; блокировка слияния фагосом и лизосом.
Типы фагоцитирующих клеток:
Макрофаги и дендритные клетки – профессиональные фагоциты и антигенпрезентирующие клетки
Микрофаги – полиморфноядерные лейкоциты (нейтрофилы) – только умеренный фагоцитоз
Моноциты крови мигрируют в ткани под влиянием цитотоксинов и превращаются в резидентные.
Макрофаги.Печень – купферовские клетки
Легкие – альвеолярные макрофаги
ЦНС – микроглиальные клетки
Костный мозг – остеокласты
Почка – мезангиальные клетки
Фагоцитируют микроорганизмы и процессируют (переваривают) их; представляют АГ Т-клеткам.
NK – естественные киллеры – не диффиринцируют АГ, антителонезависимые, работают только против клеток и реагируют только на клеточные факторы.
Показатели фагоцитоза:
Фагоцитарный показатель (фагоцитарная активность) – процент нейтрофилов, содержащих частицы микроорганизма
Фагоцитарное число (фагоцитарный индекс) – среднее число микроорганизмов, поглощенных одним фагоцитом.
17. Гуморальный иммунный ответ.
В гумаральных иммунных реакциях участвуют три клеточных типа: макрофаги (АГ-презентирующие клетки), Т-хелперы и В-лимфоциты
АГ-презентирующие клетки фагоцитируют микроорганизм и перерабатывают его, расщепляя на фрагменты (процессинг АГ). Фрагменты АГ выставляются на поверхность АГ-презентирующей клетки вместе с молекулой МНС. Комплекс АГ-молекула МНС2 предъявляется Т-хелперу. Распознание комплекса Т-хелпером стимулирует секрецию ИЛ-1 макрофагами.
Т-хелпер под действием ИЛ-1 синтезирует ИЛ-2 и рецепторы к ИЛ-2, последний по аутокринному механизму стимулирует пролиферацию Т-хелперов, а также ЦТЛ. Таким образом, после взаимодействия с АГ-презентирующей клеткой Т-хелпер преобретает способность отвечать на действие ИЛ-2 бурным размножением. Биологический смысл этого явления состоит в накоплении Т-хелперов, обеспечивающих образование в лимфоидных органах необходимого пула плазматических клеток, вырабатывающих АТ к данному АГ.
В-лимфоцит . Его активация предполагает прямое взаимодействие АГ с молекулой Ig на поверхности В-клетки. В этом случае сам В-лимфоцит перерабатывает АГ и представляет его фрагмент в связи с молекулой МНС2 на своей поверхности. Этот комплекс распознает Т-хелпер, отобранный при помощи того же АГ. Узнавание рецептором Т-хелпера комплекса АГ-МНС2 на поверхности В-лимфоцита приводит к секреции Т-хелпером ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5 и ИНФ-гамма, под действием которых В-клетка размножается, образуя клон плазматических клеток. Плазмоциты синтезируют АТ. Секрецию АТ стимулирует ИЛ-6, выделяемый активированным Т-хелпером. Часть зрелых В-лимфоцитов после антигеннезависимой дифференцировки циркулирует в организме в виде клеток памяти.
5 классов: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM; молекулы IgD, IgE, IgG представлены мономерами, IgM – пентамерами, молекула IgA в сыворотки крови - мономер, а в экскретируемых жидкостях (слюна, слезная жидкость) – димер
IgG: проникает через плаценту в организм плода, чтобы обеспечить формирование у плода пассивного иммунитета, после рождения ребенка содержание его в сыворотке крови падает и достигает минимальной концентрации к 3-4 мес., после чего начинает возрастать за счет накопления собственных IgG, достигая нормы к 7 годам. Обнаружение высоких титров IgG к Аг конкретного возбудителя указывает на то, что организм находится на стадии реконвалесценци или конкретное заболевание перенесено недавно.
IgM: его содержание значительно повышено у новорожденных, перенесших внутриутробную инфекцию. Наличие IgM в Аг конкретного возбудителя указывает на острый инфекционный процесс.
IgA: циркулирует в сыворотки крови, а также секретируется на поверхности эпителиев., присутствует в слюне, слезной жидкости, молоке. Молекулы IgA участвуют в реакциях нейтрализации и агглютинации возбудителей. Секреторные иммуноглобулины класса IgA (SIgA) отличаются от сывороточных наличием секреторного компонента, связанного с 2 или 3 мономерами IgA.
IgD: обнаруживают на поверхности развивающихся В-лимфоцитов, его содержание достигает максимума к 10 годам, некоторое увеличение титров отмечают при беременности, при бронхиальной астме, системной красной волчанке и у лиц с иммунодефицитами
IgE: синтезируется плазматическими клетками в бронхиальных и перитонеальных лимфатических узлах, в слизистой оболочке ЖКТ. IgE называются также реагинами, поскольку принимают участие анафилактических реакциях, обладая выраженной цитофильностью.
С 10-й недели внутриутробного развития начинается синтез IgM, с 12-й – IgG, с 30-й – IgA, но концентрация их невилика.
Защитная функция антител при инфекции:
Ат через Аг-связывающие центры взаимодействуют с различными Аг. Тем самым Ат предотвращают инфицирование или элиминируют возбудитель либо блокируют развитие патологических реакций, активируя при этом все системы специфической защиты.
Опсонизация (иммунный фагоцитоз) – Ат (через Fab-фрагменты) связываются с клеточной стенкой организма; Fc-фрагментом Ат взаимодействует с соответствующим рецептером фагоцита это опосредует последующее эффективное поглощение фагоцитом образовавшегося комплекса.
Антитоксический эффект – Ат могут связывать и, тем самым, инактивировать бактериальные токсины.
Активация комплимента – Ат (IgM, IgG) после связывания с Аг (микроорганизм, опухолевая клетка) активирует систему комплимента, что приводит к уничтожению этой клетки путем перфорации ее клеточной стенки, усиление хемотаксиса, хемокинеза и иммунного фагоцитоза
Нейтрализация – взаимодействуя с рецепторами клетки, связывающими бактерии или вирусы, Ат могут препятствовать адгезии и проникновению микроорганизмов в клетки организма-хозяина.
Циркулирующие иммунные комплексы – Ат связывают растворимые Аг и образуют циркулирующие комплексы, с помощью которых Аг выводятся из организма, преимущественно с мочой и желчью.
Антителозависимая цитотоксичность – опсонируя Аг, Ат стимулируют их разрушение цитотоксическими клетками. Аппарат, обеспечивающий распознавание мишеней – рецепторы к Fc-фрагментам Ат. Разрушать опсонированные мишени способны макрофаги и гранулоциты
Свойства антител:
Специфичность – способность антител вступать в реакцию только со специфическим антигеном, благодаря наличию антигенных детерминант на антигене и антигенных рецепторов (антидетерминант) на антителе.
Валентность – количество антидетерминант на антителе (обычно бивалентны);
Афинность, аффинитет – прочность соединения между детерминантой и антидетерминантой;
Авидность – прочность связи антитела с антигеном. Благодаря валентности осуществляется связь одного антитела с несколькими антигенами;
Гетерогенность – неоднородность, обусловлена наличием трех видов антигенных детерминант:
Изотипические – характеризуют принадлежность иммуноглобулина к определенному классу (IgA, IgG, IgM и др.);
Аллотипические – (внутривидовая специфичность) соответствуют аллельным вариантам иммуноглобулина (у гетерозиготных животных разные иммуноглобулины);
Идиотипические – отражают индивидуальные особенности иммуноглобулина (могут вызывать аутоиммунные реакции).
Возрастные особенности:
В постнатальном периоде наблюдается весьма существенная динамика по содержанию в крови детей иммуноглобулинов разных классов. Она связана с тем, что в течение первых месяцев жизни продолжается распад и удаление тех иммуноглобулинов класса в, которые были переданы трансплацентарно от матери.
В течение первых 4-6 мес материнские иммуноглобулины полностью разрушаются и начинается синтез собственных иммуноглобулинов.
Фагоцитоз - особый процесс поглощения клеткой крупных макромолекулярных комплексов или корпускулярных структур. «Профессиональные» фагоциты у млекопитающих - два типа дифференцированных клеток - нейтрофилы и макрофаги, которые созревают в костном мозгу из СКК и имеют общую промежуточную клетку-предшественника.Нейтрофилы циркулируют в периферической крови и составляют значительную часть лейкоцитов крови - 60-70%, или 2,5-7,5x109 клеток в 1 л крови. В норме нейтрофилы не выходят из сосудов в периферические ткани, но они первыми «бросаются» (т.е. подвергаются экстравазации) в очаг воспаления за счёт быстрой экспрессии молекул адгезии - VCAM-1 (лиганд на эндотелии VLA-4) и интегрина CDllb/CD18 (лиганд на эндотелии ICAM-1). На их наружной мембране идентифицированы эксклюзивные маркёры - CD66a и CD66d (раковоэмбриональные Аг).
Моноциты и макрофаги. Моноциты являются «промежуточной формой», в крови их 5-10% от общего числа лейкоцитов. Их предназначение - стать и быть оседлыми макрофагами в тканях.
Макрофаги печени - купферовские клетки, мозга - микроглия, макрофаги лёгких - альвеолярные и интерстициальные, почек - мезангиальные.
♦ Рецепторы мембраны макрофагов.
О CD115 - Рц для колониестимулирующего фактора моноцитов (M-CSF). Присутствует также на мембране полипотентной клетки-предшественника гранулоцитов и моноцитов и унипотентного предшественника моноцитов, о Известно 4 структуры - Рц на клеточной мембране макрофагов, связывающих то, что макрофаг потенциально способен поглотить по механизму фагоцитоза
CD14 - Рц для комплексов бактериальных ЛПС со связывающими липополисахариды белками сыворотки (LBP), а также комплексов ЛПС с другими микробными продуктами (например, с эндотоксинами).- Рц для связывания фрагментов фосфолипидных мембран и других компонентов собственных повреждённых и умирающих клеток (Рц для «мусора», scavenger receptors). Таков, например, CD 163 - Рц для «старых» эритроцитов. Рц, связывающий маннозу. Присутствует только на мембране тканевых макрофагов.
- Рц для комплемента - CR3 (интегрин CDllb/CD18) и CR4 (интегрин CDllc/CD18). Помимо комплемента, они связывают и ряд бактериальных продуктов: липополисахариды, липофосфогликан Leishmania, гемагглютинин из филаментов Bordetella, поверхностные структуры дрожжевых клеток родов Candida и Histoplasma.
CD64 - Рц для «хвостов» (Fc-фрагментов) IgG - FcyRI (Fcy-Рц первого типа), обеспечивающие возможность фагоцитоза макрофагами иммунных комплексов. Считаются мембранными маркёрами моноцитов/макрофагов, поскольку экспрессируются только на этих клетках. Подклассы IgG по силе связи с FcyRI располагаются в следующем порядке: IgG3 >IgGl >IgG4 >IgG2. о Рецепторы, осуществляющие взаимодействие с лимфоцитарным иммунитетом. Наряду с уже упомянутым CD64, к ним относят: - Рц для цитокинов, вырабатываемых иммунными лимфоцитами. Связывание с лигандами Рц для ИФНу и для фактора некроза опухоли (TNF) ведёт к активации макрофага. Через Рц для ИЛ-10 макрофаг, напротив, инактивируется. - CD40, В7, МНС-I/II - мембранные молекулы для контактов с комплементарными мембранными молекулами лимфоцитов, т.е.
для непосредственных межклеточных взаимодействий. У нейтрофилов таких рецепторов нет. Последствия фагоцитоза. После того, как фагоцит обхватывает своей мембраной поглощаемый объект и заключает его в мембранную везикулу, называемую фагосомой, происходят следующие события.
♦ Расщепление фагоцитированного материала. Этот процесс идёт по одинаковым биохимическим механизмам во всех фагоцитах, о Лизосомы - специальные внутриклеточные органеллы, содержащие набор гидролитических ферментов (кислых протеаз и гидролаз) с оптимумом рН примерно 4,0. В клетке лизосомы сливаются с фагосомами в фаголизосому, где и происходят реакции расщепления поглощённого материала.о Ферментные системы: НАДФ-Н-оксидазы, супероксиддисмутаза, NO-синтазы, которые генерируют активные формы неорганических окислителей, - пероксид водорода (Н202), супероксид анион (02-), синглетный кислород (1O2), радикал гидроксила (ОН-), гипохлорид (ОС1-), оксид азота (NO+). Эти радикалы также участвуют в деструкции фагоцитированного объекта.
♦ Секреция литических ферментов и окислительных радикалов в межклеточное пространство, где они также оказывают бактерицидное действие (но при этом поражают и собственные ткани).
Нейтрофилы, помимо уже названных веществ, продуцируют и секретируют коллагеназу, катепсин G, желатиназу, эластазу и фосфолипазу А2.
♦ Продукция и секреция цитокинов. Макрофаги и нейтрофилы, активированные микробными продуктами, начинают продуцировать цитокины и другие биологически активные медиаторы, создающие в очаге внедрения внешних субстанций доиммунное воспаление, которое подготавливает возможность развития лимфоцитарного иммунного ответа.
О Макрофаги продуцируют интерлейкины (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12); фактор некроза опухоли a (TNFa); простагландины; лейкотриен В4 (LTB4); фактор, активирующий тромбоциты (ФАТ).
о Нейтрофилы продуцируют TNFa, ИЛ-12, хемокин ИЛ-8, ЬТВ4 и ФАТ.
♦ Процессинг и представление Аг - образование внутри клеток комплексов из продуктов расщепления фагоцитированного материала с собственными молекулами МНС-II и экспрессия этого комплекса на поверхность клетки с «целью» представления Аг для распознавания Т-лимфоцитами. Этот процесс осуществляется только макрофагами.
Фагоцитоз (от греч. phago – пожираю и cytos – клетка) представляет собой процесс поглощения и переваривания антигенных веществ, в том числе микроорганизмов, клетками мезодермального происхождения, названными фагоцитами . И. И. Мечников разделил фагоциты на макрофаги и микрофаги . В настоящее время макро- и микрофаги объединены в единую систему макрофагов (СМФ) . К этой системе относят:
- тканевые макрофаги – эпителиоидные клетки,
- звездчатые ретикулоэндотелиоциты (клетки Купфера),
- альвеолярные и перитонеальные макрофаги, находящиеся в альвеолах и полости брюшины,
- белые отросчатые эпидермоциты кожи (клетки Лангерганса) и др.
К микрофагам относятся:
- нейтрофилы,
- эозинофилы,
- базофилы.
Функции макрофагов чрезвычайно разнообразны. Они первые реагируют на чужеродное вещество, являясь специализированными клетками, поглощающими и уничтожающими в организме чужеродные субстанции (отмирающие клетки, раковые клетки, бактерии, вирусы и другие микроорганизмы, антигены, неметаболизируемые неорганические вещества). Кроме того, макрофаги вырабатывают многие биологически активные вещества – ферменты (в том числе лизоцим, пероксидазу, эстеразу), белки комплемента, иммуномодуляторы типа интерлейкинов. Наличие на поверхности макрофагов рецепторов к иммуноглобулинам (Am) и комплементу, а также система медиаторов обеспечивает их взаимодействие с Т- и В- лимфоцитами. При этом макрофаги активируют защитные функции Т-лимфоцитов. Благодаря наличию рецепторов к комплементу и Am, а также Аг системы гистосовместимости (HLA) макрофаги принимают участие в связывании и распознавании антигенов. Таким образом, фагоцитам присущи три функции:
- защитная, связанная с очисткой организма от инфекционных агентов, продуктов распада тканей и т. д.;
- представляющая, заключающаяся в презентации лимфоцитам антигенных эпитолов на мембране фагоцита;
- секреторная, связанная с секрецией лизосомных ферментов и других биологически активных веществ – цитокинов, играющих важную роль в иммуногенезе.
Различают следующие последовательно протекающие стадии фагоцитоза .
- Хемотаксис – целенаправленное передвижение фагоцитов в направлении химического градиента хемоаттрактантов в окружающей среде. Способность к хемотаксису связана с наличием на мембране специфических рецепторов для хемоаттрактантов (объектов фагоцитоза), в качестве которых могут выступать бактерии, продукты деградации тканей организма и др.
- Адгезия (прикрепление) также опосредована соответствующими рецепторами, но может протекать в соответствии с законами неспецифического физико-химического взаимодействия. Происходит адсорбция частиц на поверхности макрофага.
- Эндоцитоз (захват) – происходит инвагинация клеточной мембраны, захват чужеродной частицы и погружение ее в протоплазму. В результате эндоцитоза образуется фагоцитарная вакуоль – фагосома (т. е. пузырек в протоплазме вокруг поглощенной частицы).
- Внутриклеточное переваривание – начинается по мере поглощения фагоцитируемых объектов. Происходит слияние фагосомы с лизосомой фагоцита, содержащей десятки ферментов, и образование фаголизосомы (деструкция) захваченной частицы ферментами. При поглощении частицы, принадлежащей самому организму (например, погибшая клетка или ее части, собственные белки), происходит расщепление ее ферментами фаголизосомы до неантигенных веществ (аминокислоты, жирные кислоты, нуклеотиды, моносахара). Если поглощается чужеродная частица, то ферменты фаголизосомы не в состоянии расщепить вещество до неантигенных компонентов. В таких случаях фаголизосома с оставшейся и сохранившей чужеродность частью антигена передается макрофагом Т- и В-лимфоцитам, т. е. включается специфическое звено иммунитета.
Секреторная функция заключается в секреции фагоцитами биологически активных веществ – цитокинов – это интерлейкин-1 и интерлейкин-2, которые являются клеточными медиаторами, оказывающими регулирующее действие на пролиферацию, дифференциацию и функции фагоцитов, лимфоцитов, лимфобластов и других клеток. Макрофаги продуцируют и секретируют такие важные регуляторные факторы, как простагландины, лейкотриены, циклические нуклеотиды с широким спектром биологической активности. Кроме того, макрофаги синтезируют и секретируют ряд продуктов, обладающих антибактериальной, антивирусной и цитотоксической активностью (кислородные радикалы О2- Н2О2, лизоцим, интерферон и др.).
Фагоцитоз усиливается антителами-опсонинами, так как связанный или антиген легче адсорбируется на поверхности фагоцита, вследствие наличия у последнего рецепторов к этим антителам. Такое усиление фагоцитоза антителами названо опсонизацией , т.е. подготовкой микроорганизмов к захвату фагоцитами. Фагоцитоз опсонизированых антигенов называют иммунным .
Для характеристики активности фагоцитоза введен фагоцитарный показатель. Для определения его подсчитывают под микроскопом число бактерий, поглощенных одним фагоцитом. Пользуются также опсонофагоцитарным индексом , представляющим отношение фагоцитарных показателей, полученных с иммунной и не иммунной сывороткой. Фагоцитарный показатель и опсонофагоцитарный индекс используют в клинической иммунологии для оценки состояния иммунитета и иммунного статуса.
Фагоцитоз играет большую роль в противобактериальной, противогрибковой и противовирусной защите, поддержании резистентности организма к чужеродным веществам. Фагоциты также оказывают активирующее и супрессивное действие на лимфоциты, принимают участие в реанимации иммунологической толерантности, антиинфекционного, трансплантационного и противоопухолевого иммунитета, некоторых форм аллергии (ГЗТ).
Фагоцитоз филогенетически является наиболее древним защитным процессом, осуществляемым специализированными клетками иммунной системы (Мечников 1883, 1892; Greenberg, 1999). Именно И. И. Мечниковым впервые в сравнительных морфофизиологических исследованиях была доказана ключевая роль этого механизма иммунной защиты в формировании резистентности животных к инфекции.
К профессиональным фагоцитам у позвоночных животных в первую очередь относятся нейтрофилы (полиморфноядерные лейкоциты, микрофаги) и моноциты/макрофаги (моноядерные, мононуклеарные фагоциты). Эти клетки морфофизиологически и биохимически приспособлены к осуществлению поглощения и инактивации микробных тел и частиц, превышающих размеры диаметром 0.5 мкм (размер наименьших бактерий группы Mycoplasma). Отличие фагоцитоза от других форм эндоцитарных реакций клеток предполагает обязательное участие в этом процессе актинового цитоскелета, который в форме микрофиламентов пронизывает псевдоподии, осуществляющие захват микроорганизмов и частиц. Фагоцитоз требует для своего протекания определенных температурных условуй (t > +13-18 °С) и не происходит при более низких температурах у позвоночных животных. Наряду с нейтрофилами и моноцитами/макрофагами в фагоцитозе принимают участие незрелые дендритные клетки, эозинофилы, тучные клетки, эпителиальные клетки, тромбоциты и даже некоторые лимфоциты.
Контакт фагоцита с микроорганизмом инициирует клеточные реакции, связанные с цитоплазматической мембраной, цитоскелетом, активацией механизмов убивания (киллинга) патогенов, продукцией цитокинов, хемокинов и молекул, играющих ключевую роль в представлении антигенов (Underhill, Ozinsky, 2002).
Рецепторы фагоцитоза
|
| Клетки | Рецептор | Мишень | Лиганд |
| Макрофаги | MARCO | Е. co/і, S. aureus | Неидентифи- |
| » | MER | Апоптические тимоциты | ? Gas6Apoc- фатидил- серин |
| Многие | PSR | Апоптические | Фосфати- дилсерин |
| Макрофаги | CD36 | Апоптические нейтрофилы | Фосфати- дилсерин |
| » | CD14 | Pseudomonas апоптические | ?лпс неиденти- фицирован |
| Многие | pi-интегрины | Yersinia spp. | Инвазии |
| клетки | |||
| Макрофаги | опфЗ | Апоптические | ? тромбоспондин |
| Дендритные | софЗ | То же | Неиденти- |
| альные | |||
| Эпителиаль- | Е-кадхерин | Listeria spp. | 1п1А |
| ные клетки | |||
| То же | Met | То же | 1п1В |
Основные стадии фагоцитоза: хемотаксис, контакт фагоцита с микробом, поглощение (интернализация) микроорганизмов (фагоцитоз в узком смысле слова), инактивация (киллинг) и последующее переваривание патогенов в вакуолярном аппарате фагоцитов (завершение фагоцитоза). Наряду с этими функциональными проявлениями фагоцитоз, как правило, сопровождается секреторными реакциями фагоцитов, особенно моноцитов/ макрофагов и дендритных клеток, в ходе которых выделяются разнообразные физиологически активные вещества, обеспечивающие протективный характер течения и завершения всего процесса в целом.
В распознавании, контакте и поглощении микробов фагоцитами участвуют разнообразные рецепторы (табл. 7) (Greenberg, 78
Grinstein, 2002). С помощью современных молекулярно-генетических методов установлено, что при фагоцитозе частиц латекса макрофагами мыши в фагоцитах наблюдаются изменения в экспрессии более 200 генов, а при фагоцитозе Mycobacterium tuberculosis - около 600 (Ehrt et al., 2001). Все это свидетельствует о сложном и комплексном характере структурно-функциональных изменений в макрофагах, сопряженных с фагоцитарным процессом. Понимание их молекулярной основы обеспечит в перспективе создание фармакологических средств, направленно регулирующих процесс фагоцитоза. Многообразие рецепторов обеспечивает эффективность распознавания патогенов («несвоего») и является необходимым условием для последующей прицельной инактивации инфекционных агентов. В одной из современных концепций врожденного иммунитета совокупность этих рецепторов принято обозначать как систему рецепторов (молекул), распознающих патогенассоциированные молекулярные паттерны (Janeway, 1992, 2002). "