Физиология системы фагоцитоза
Видео: Человек. Анатомия и физиология. Сердечно-сосудистая система
Фагоцитарная система представлена малоподвижными тканевыми мононуклеарными клетками (макрофаги) и циркулирующими нейтрофильными и мононуклеарными лейкоцитами (моноциты). Адекватное число нормально функционирующих фагоцитов — важнейшее условие для защиты организма от инфекций.
Происхождение фагоцитов и их распределение в организме. Фагоцитирующие лейкоциты образуются из полипотентных стволовых клеток в костном мозге. Лейкоциты и эритроциты вырабатываются приблизительно в равных количествах, однако из-за более короткой продолжительности жизни лейкоцитов (часы, а не месяцы) обычное соотношение эритроцитов к лейкоцитам в периферической крови составляет 200 : 1. Нейтрофильные лейкоциты поступают в кровяное русло в виде высокодифференцированных зрелых фагоцитов, а моноциты — в виде незрелых клеток. Оба вида клеток циркулируют в крови в течение 4—10 ч, а затем мигрируют в ткани.
Мононуклеарные клетки превращаются в зрелые фагоциты (макрофаги) в тканях, причем их морфологические и метаболические характеристики зависят от того, в каких органах они задерживаются. Макрофаги присутствуют в селезенке, печени, легких, лимфатических узлах, кишечнике и центральной нервной системе. Циркулирующие мононуклеарные фагоциты также мигрируют в очаги воспаления обычно после их инфильтрации нейтрофилами- мононуклеарные фагоциты играют важную роль в создании вала вокруг инфекционного очага и формировании гранулем. Макрофаги — это основные фагоцитирующие клетки грудного молока.
Видео: Чудо иммунной системы человека
Обширные запасы зрелых нейтрофилов в норме определяются в костном мозге (костномозговой пул) и удерживаются в пристеночном положении в сосудах (маргинальный пул). При воспалительном процессе происходят мобилизация этих запасов, быстрое размножение клеток-предшественников и ускоренная их дифференцировка- во время острых инфекций нейтрофильные лейкоциты вырабатываются в огромных количествах. Выработка фагоцитирующих клеток костным мозгом, по-видимому, регулируется циркулирующими факторами, высвобождающимися из лейкоцитов периферической крови.
Хемотаксис. Вответ на воспалительный стимул нейтрофилы и моноциты прикрепляются к стенке капилляров и путем диапедеза проникают в ткани. В последних фагоцитирующие клетки в ответ на воздействие медиаторов воспаления и/или микробных факторов увеличивают свою активность (хемокинез) и проявляют тенденцию к направленному движению (хемотаксис). Хемотаксис происходит благодаря последовательному сокращению сегментов клеточной мембраны, сопровождающемуся колебаниями уровня кальция и изменением поверхностного заряда- цитоплазматические контрактильные белки (актин и миозин) в результате полимеризации превращаются в микрофиламенты, благодаря чему клетка передвигается в направлении наивысшей концентрации хемотаксического фактора. Поступая в очаг бактериальной инвазии, фагоцитирующие клетки распознают бактерии как «чужие», после чего начинается сложный процесс фагоцитоза.
Фагоцитоз. Факторами, подготавливающими бактерию к тому, чтобы она могла быть фагоцитирована, служат опсонины (главным образом специфические антибактериальные антитела и компоненты комплемента). Они нейтрализуют антифагоцитарные факторы на поверхности бактериальных клеток и действуют как лиганды, связывая бактериальные клетки сфагоцитами. Последние несут на своей мембране рецепторы для Fcv-фрагмента антител и для активированных фрагментов комплемента С3b и С3b1. После завершения процессов распознавания и прикрепления происходит активация контрактильных белков, и микробные клетки или другие частицы окружаются псевдоподиями. После того как мембрана фагоцита полностью окружает инородную частицу, формируется фагоцитарная вакуоль (фагосома), мигрирующая по направлению к ядру- затем фагосома сливается с лизосомой и начинаются процессы окислительного метаболизма.
Во время фагоцитоза происходит потребление кислорода, который может восстанавливаться до супероксида или перекиси водорода. Метаболизм глюкозы смещается в сторону гексозомонофосфатного пути, происходит окисление галоидных соединений. Для быстрого уничтожения большинства видов бактерий и грибов необходимо взаимодействие в фагоцитах реактивных молекул кислорода, миелопероксидазы, входящей в состав цитоплазматических гранул, галоидных соединений, восстановленных пиридиннуклеотидов оксидаз, цитохрома b и хинонов. Состояние окислительного ответа фагоцитов можно оценить с помощью теста восстановления нитроголубого тетразолия или метода хемилюминесценции. На рис. представлены метаболические изменения, происходящие в нейтрофильных лейкоцитах человека во время фагоцитоза.
Окислительная метаболическая реакция в процессе фагоцитоза.
Усиление активности гексозомонофосфатного шунта отмечено жирной пунктирной линией. Окислительная активность, стимулируемая в этот период, обусловливает потребление кислорода, при этом электроны с NADH и NADPH участвуют в образовании супероксида (02-)и перекиси водорода (Н2О2).
Бактерицидная активность фагоцитарных клеток связана с этими реактивными радикалами кислорода.
ОФГ — окисленная форма глутатиона- ВФГ — восстановленная форма глутатиона.
Р.Е. Бергман, В.К. Воган., 1984
Список литературы
Аттапп A. J., Hong R. Disorders of the T-cell system. — In: Immunologic Disorders in Infants and Children/Eds. E. R. Stiehm. V. A. Fulginiti-2-nd-ed.— Philadelphia: W. B. Saunders, 1980, p. 286.
tiadden J. W., Stewart W. E. (eds). The Lymphokines. — Clifton, N. J.- Humana Press 1981.
Horowitz S. D., Hong R. The Pathogenesis and Treatment of Immunodeficiency.— Basel: S. Karger, 1977.
Moretta L. (ed). Lymphocytes. — I Seminar. Hematol., 1984, 21- 223.
Moretta L., Fanci A. S. (eds.). Lymphocytes. II Seminar-Hematol., 1985, 22:1.
Ochs H. D., Wedwood E. R. J. Disorders of the B-cell system.. — In: Immunologic Disorders in Infants and Children/E. R. Stiehm 2-nd ed. — Philadelphia: W. B. Saunders, 1980, p. 239.
Oxelius V. A. Chronic infections in a family with hereditary deficiency of IgG and IgG4. — Clin. Exp. Immunol., 1974, 17:19.
Purtillo D. J. Epstein—Barr virus induced oncogenesis in immune deficient individuals. — Lancet, 1980, 1:300.
Reinherz E. L., Geha R., Rappeport J. M. et al. Reconstitution after transplantation with T-lymphocyte depleted HLA haplotype—mismatched bone marrow for severe combined immunodeficiency. — Proc. Natl. Acad, Sci. USA, 1982, 79:6047.
Reisner Y., Kapoor N., Kirkpatrick D. et al. Transplantation of severe combined immunodeficiency with HLA-A, B, D, Dr incompatible parental marrow cells fractionated by soybean agglutinin and sheep red blood cells. — Blood, 1983, 61:341.
Rosen F. S., Cooper M. D., Wedgwood R. J. P. The primary immunodeficiencies (First of two partes). —N. Engl. J. Med., 1984, 311:235.
Rosen F. S., Cooper M. D., Wedwood R. J. P. The primary immunodeficiencies (Second of two parts). N. Engl. J. Med, 1984, 311:300.
Shannon К - М ., Ammann A. J. Aquired immune deficiency syndrome in childhood. — J. Pediatr., 1985, 106:332..
