Микроглиальные клетки - гранулематозное воспаление и гранулематозные болезни

Микроглиальные клетки. Эти клетки были детально изучены. P. Hortega (1932). По данным S. Mori иС.                P. Leblond (1969), микроглиальные клетки имеют мелкие ядра с хорошо окрашенным хроматином и большим количеством лизосом. Эти клетки занимают периваскулярное положение, т. е. имитируют перициты. На электроннограммах, приведенных Я. Карром (1978), в цитоплазме микроглии видны мелкие гомогенные и большие плотные тельца, имеющие гетерогенную плотность, липидные вакуоли и цитоплазмаi пческие отростки.
Остеокласты и другие клетки, имеющие сходство с макрофагами, имеют меньшее значение для анализа гистогенеза гранулематозного воспаления.
Более детально остановимся на дендритных клетках (табл. 3), которые имеются в органах иммуногенеза, а также в эпидермисе [Schler G., 1984]. Эти клетки не являются макрофагами, выполняют роль стромальных и, по-видимому, идентичны ретикулярным клеткам. Дендритные клетки имеют костномозговое происхождение, однако их предшественники в костном мозге отличаются
Таблица 3. Характерные признаки дендритных клеток и макрофагов [Van Vookhis W. С. et al., 1983] от родоначальных клеток СФМ [Фриденштейн А, Я.]

В этой связи требует пересмотра положение о «брюшнотифозной» гранулеме, которая описана как структура, образованная ретикулярными клетками. Наибольший интерес вызывает то обстоятельство, что дендритные клетки, по-видимому, выполняют интенсивную антигенпредставляющую функцию [Knigt S. С. et al., 1985- Villa М. L. et al., 1985, и др.]. В некоторых работах даже было показано, что дендритные клетки выполняют основную антигенпредставляющую функцию, тогда как макрофаги в основном являются клетками-фагоцитами. 4. Так, М. L. Villa и соавт. (1985) изучали влияние макрофагов и дендритных клеток на иммунный ответ in vitro. Макрофаги подавляли иммунный ответ на эритроцитыбарана, а дендритные клетки его усиливали. В то же время дендритные клетки отличаются низкой эндоцитарной активностью, в них, по-видимому, не представлены Fc- и СЗ-рецепторы, важные для фагоцитоза.
Однако в настоящее время нет достаточных оснований для пересмотра фундаментальных представлений о взаимодействии макрофагов и лимфоцитов в иммунном ответе [Петров Р. В., 1982]. Наиболее преемлемой является точка зрения G. J. Thorbecke и соавт. (1984), которые предлагают выделить систему акцессорных (вспомогательных) клеток, к которым авторы относят моноциты, звездчатые ретикулоэндотелиоциты, макрофаги легких, клетки Лангерганса кожи, интердигетирующие и дендритные клетки. Все указанные типы клеток имеют важное значение в представлении антигена Т-лимфоцита и в регуляции иммунного ответа.
Антигенпредставляющая и иммунорегулирующая функции клеток СФМ, в первую очередь макрофагов, тесно связаны со специализированной и дифференцированной способностью этих клеток к эндоцитозу. Именно эндоцитарная активность определяет то, что указанные клетки называют также макрофагами, или «профессиональными фагоцитами». Эндоцитоз в первую очередь включает пиноцитоз (поглощение капель низкомолекулярных растворов и мельчайших частиц, например, ферритина) [Ryter A., de Chastellier Ch., 1983]. Фагоцитоз— поглощение крупных частиц.. Обе формы поглощения (эндоцитоза) завершаются попаданием поглощенного материала в глубь цитоплазмы клетки, причем фагоцитированные частицы отделены от цитоплазматического матрикса клеточной мембраной, которая вместе с частицей переместилась от поверхности в глубь клетки [Ryter A., de Chastellner Ch., 1983].
Далее такой пузырек, содержащий в себе поглощенную клетку или капельку жидкости (фагосома или пиносома), сливается с лизосомой, формируя вторичную лизосому. Обычно в этот период живые организмы, поглощаемые клеткой-фагоцитом, оказываются убитыми. Некоторые исследователи отмечают, что гибель поглощаемых живых организмов, например бактерий, может происходить еще до фагоцитоза за сч т выделения специальных (бактерицидных) веществ за пределы клетки [Пигаревский В. Е., 1978).
При слиянии фагосомы и лизосомы на поглощенные тела или растворы начинают действовать гидролитические ферменты, которые в большинстве случаев растворяют захваченные образования. В других случаях фагоцитированные структуры оказываются устойчивыми к ферментам фагоцита. При этом они могут повреждать последний и ускорять его естественную гибель. При такой ситуации поглощенные образования вновь оказываются лежащими внеклеточно, но наряду с ними внеклеточно располагаются и продукты распада фагоцита, лизосомные ферменты и другие вещества, способные оказывать повреждающее воздействие на окружающие ткани, что поддерживает хроническое воспаление.
Фагоцитоз начинается с адгезии (прилипания) макромолекул или частиц к поверхности фагоцита (макрофага). Такое прилипание обеспечивается электростатическими силами, наличием гликокалекса на поверхности фагоцита и полисахаридов на поверхности поглощаемой частицы, гидрофильностью или годрофобностью последней [Capo С. et al., 1981- Glass Е. et al., 1981- Warr G. A. et al., 1981]. Однако для фагоцитарной активности макрофага наибольшее значение имеет специфическое связывание частиц, обусловленное специализированными рецепторами. Таких рецепторов у макрофагов несколько. Так, по данным I. С. Unkeless и соавт. (1980), имеются два типа рецепторов для Fc-фермента IgG — устойчивый к трипсину и чувствительный. Эти рецепторы обеспечивают иммунное связывание и поглощение частиц, покрытых IgG, или иммунных комплексов [Griffin F. М. et al., 1975- Arend W. P., Mannik М., 1978]. Другой тип рецепторов макрофагов служит для связывания СЗ компонента системы комплемента, который также участвует в связывании, а возможно, и в переваривании поглощенных частиц [Muschel R. I. et al.]. Имеются также лектинподобные рецепторы, которые необходимы для захвата ряда бактерий и грибов [Smith Н., 1977- Costerton I. W. et al., 1981- Pistel T. Ci., 1981].

Через 20—30 с после контакта макрофага с частицами последние поглощаются. В процессе поглощения меняется текучесть поверхностной мембраны макрофага, что приводит к ее перемещению вместе с чужеродными частицами в глубь клетки [Bowers В., 1980- Me Rae Е. R. et al., 1980]. Важную роль при этом играют сократительные структуры макрофага [Струков А. И. и др., 1983]. После связывания и поглощения частиц происходит стимуляция окислительных процессов в клетке-фагоците, что сопровождается выделением бактерицидных продуктов [Ryter А. М., Chastellier Ch., 1983].
Бактерицидной активностью обладают также лизосомные ферменты, катионные неферментные белки [Пигаревский В. Е., 1978]. Все это в большинстве случаев способствует уничтожению поглощенных частиц. Однако некоторые частицы, в частности частицы неорганической природы, могут оказаться устойчивами к такому воздействию или даже вызывать повреждение макрофага, как, например, частицы двуокиси кремния. Живые агенты: микробы, грибы, риккетсии могут обладать защитными механизмами, позволяющими им сохранить жизнедеятельность в цитоплазме макрофага [Ryter А., de Chastellier Ch., 1983]. Кроме того, некоторые из таких живых или неживых агентов обладают способностью интенсивно воздействовать на иммунную систему организма, в который они попали: например, микобактерии или мелкие частицы окиси бериллия. В этой ситуации макрофаги выполняют свою защитную функцию другим способом: они окружают трудно перевариваемые частицы и образуют клеточный узелок (скопление) — гранулему. Таким образом, основной клеткой, принимающей участие в образовании и прогрессивном развитии гранулемы при гранулематозном воспалении, является макрофаг — потомок моноцита крови. Правда, при так называемых гистиоцитозах X имеются узелковые образования из клеток Лангерганса, идентифицируемых по гранулам Бирбека, а при многократных гематогенных введениях зимозана, метилцеллюлозы, частиц латекса отмечены образования узелков из купферовских клеток [Карр Я.,1978].
Однако это частные случаи, не противоречащие общему принципу. Таким образом, первым этапом в формировании гранулемы является миграция моноцитов в очаг раздражения (повреждения). Попавшие в очаг воспаления моноциты трансформируются в так называемые воспалительные (экссудативные) моноциты или макрофаги воспалительного экссудата [Серов В. В., Шехтер А. Б., 1981]. Последние захватывают (фагоцитируют) патоген и в зависимости от свойств этого патогена либо дают, либо не дают начало гранулеме. В процессе формирования гранулемы макрофаги созревают, трансформируются в зрелые макрофаги, эпителиоидные клетки или гигантские многоядерные клетки.
Моноциты воспалительного экссудат а, по данным I. S. Sutton и L. Weiss (1966), Н. J. van Rhee и соавт. (1979), имеют большое сходство с циркулирующими моноцитами. При дифференцировке моноцитов в макрофаги воспалительного экссудата нарастают размеры клеток, увеличивается количество включений и вакуолей в цитоплазме. Возрастает активность лизосомальных ферментов, в то время как активность пероксидазы исчезает [Серов В. В., Шехтер А. Б., 1981]. При исследовании ультраструктуры воспалительных макрофагов А. Б. Шехтер выделил два типа клеток: I тип — моноцитоидные клетки, II тип — зрелые макрофаги. Моноцитоидные клетки были близки к моноцитам крови. Клетки II типа, связанные переходными формами с моноцитоидными макрофагами, имели почковидное или лапчатое ядро. На поверхности клеток В. В. Серов и А. Б. Шехтер (1981) наблюдали многочисленные пальцевидные выросты. Цитоплазма более зрелых макрофагов была плотнее за счет рибосом и полисом, а также появления большого числа фагоцитарных вакуолей, первичных и вторичных лизосом, мультивезикулярных телец. Пластинчатый комплекс и ЗЭС были более развитыми, чем у моноцитов. Наблюдалось более значительное количество митохондрий. Н. J. van Rhee и соавт.отметили увеличение размеров клеточного центра и количества филаментов и микротрубочек. Все эти признаки характерны в основном для молодых (незрелых) макрофагов. В зрелых макрофагах, по данным авторов, появляется большое количество инвагинаций, пальцевидной формы отростков и более 10 покрытых щетинками (ворсинчатых, окаймленных) везикул. Величина зрелых макрофагов варьировала от 10 до 20 мкм. Пластинчатый комплекс гипертрофирован, в нем были видны гладкие и окаймленные везикулы. Выявлялись также в большом количестве макрофагальные везикулы, расположенные в основном в области пластинчатого комплекса. В большом количестве были представлены первичные и вторичные лизосомы. Радиально от перицентриолярных областей располагались микротрубочки и тяжи филаментов.

Основной признак, который служит для дифференцировки моноцитов от незрелых и зрелых макрофагов, а последних от эпителиоидных клеток, — структура и количество гранул в клетке, а также количество ворсинчатых везикул [van Rhee Н. J. et al., 1979].
Моноциты содержат в цитоплазме первичные и вторичные гранулы. Первичные гранулы имеют продолго-
ватую форму, а вторичные округлую. Диаметр вторичных гранул около 190 мкм, кроме того, между окаймляющей их мембраной и гомогенным внутренним матриксом имеется просветление (ореол). По мере созревания макрофагов эти гранулы исчезают, но появляются макрофагальные гранулы [Карр Я., 1968]. Они имеют диаметр от 280 мкм, четкий о <еол просветления между мембраной и внутренним содержимым (см. рис. 7). В этих гранулах начинает просматриваться структура матрикса, который менее плотен, чем в первичных или вторичных гранулах. Количество макрофагальных гранул не очень велико (до 10), они локализованы в области пластинчатого комплекса.
Эпителиоидные клетки появляются на 7-е сутки развития иммунной гранулемы. Клетки имеют полигональную форму. Ядро овальное с дисперсным хроматином, два ядрышка или более, большое количество ядерных пор. В цитоплазме этих клеток определяется множество цитоплазматических органелл, включая митохондрии, лизосомы и большие вакуоли. Имеется большое количество пузырьков с гомогенным содержимым, в котором заметны плотные включения (по-видимому, остатки фагоцитарных вакуолей). Весьма характерно наличие псевдоподий в виде тонких удлиненных отростков- в псевдоподиях отмечается повышенное количество везикул.
По данным Н. J. van Rhee и соавт. (1979), в культуре ткани макрофагов при дифференцировке последних в эпителиоидные клетки весьма часто выявляются двуядерные клетки, тесно контактирующие друг с другом, в том числе через пальцевидные отростки, эпителиоидные клет_ки, слияние клеточных мембран. Существует также точка зрения, что эпителиоидные клетки непосредственно дифференцируются из моноцитов [Williams G. Т., Williams W. Y., 1983], причем к такой дифференцировке, по-видимому, способна лишь часть специализированных в определенном направлении моноцитов. Морфология эпителиоидных клеток, по-видимому, и функция неоднозначны. G. Т. Williams и W. Y. Williams (1983) различают два типа эпителиоидных клеток: плазмоцитоидные, который по структуре ядра и развитию ЗЭС напоминает плазматические клетки (тип А), и везикулированные (тип В). Первые чаще встречаются на ранних стадиях образования гранулем, вторые на более поздних. Возможно, что особенности структуры везикулированных
эпителиоидных клеток свидетельствует о выраженности их секреторной функции. Установлено, что везикулы эпителиоидных клеток продвигаются к плазмолемме с последующим выбросом их содержимого во внеклеточную среду. Поскольку в эпителиоидных клетках типа В имеется определенный набор ферментов (кислая фосфатаза, р-галактозидаза, неспецифическая эстеразз, лизоцим), а также ангиотензинконвертирующий фермент, то можно думать, что эпителиоидные клетки играют важную регуляторную функцию при образовании гранулем. По данным Т. Williams и W. Y. Williams (1983), ангиотензинконвертирующий фермент может тормозить миграцию макрофагов, т. е. играть роль фактора, ингибирующего миграцию (МИФ), что важно для образования клеточного агрегата при гранулемообразовании. При саркоидозе на поверхности эпителиоидных клеток происходит экспрессия HLA-DR (1а) S-антигена, что способствует иммунологическому взаимодействию этих клеток с Т-лимфоцитами.

Эпителиоидные клетки по сравнению с макрофагами имеют более низкую фагоцитарную способность, но бактерицидная, а также секреторная активность в эпителиоидной гранулеме более выражена. М. В. Lurie (1964) установил, что зрелость эпителиоидной гранулемы коррелирует со способностью уничтожать бактерии туберкулеза. В цитоплазме эпителиоидных клеток авторы обнаружили липиды — остатки убитых и переваренных туберкулезных бацилл.
Следует также подчеркнуть, что в цитоплазме эпителиоидных клеток обнаруживаются кристаллоидные структуры, астероидные тельца, образования типа фа госом. Митохондрий в эпителиоидных клетках больше, чем в. зрелых макрофагах. Они могут достигать 2 мкм в длину, матрикс мембран обычно плотнее, чем основное вещество цитоплазмы. ЗЭС хорошо развит, однако не имеет упорядоченности в расположении. Число лизосом увеличено по сравнению с числом моноцитов и макрофагов. Различают несколько типов таких структур (гранул) [Карр Я., 1978]: 1) гомогенные лизосомальные- 2) с миелиновыми тельцами- 3) имеющих -структуру мультивезикулярных телец- 4) с большими неравномерными кристаллическими включениями. Клеточный центр более объемный, чем в зрелых макрофагах. Заметно возрастает плотность филаментов в цитоплазме, последние имеют радиальную ориентацию и диаметр 5—6 нм и около 10 нм. По данным Н. J. van Rhee и соавт. (1979), для эпителиоидных клеток характерно наличие в области пластинчатого комплекса (комплекса Гольджи) наряду с окаймленными везикулами гладких везикул с плотным центром. Выявлено более 100 крупных гранул (до 340 нм) с тонкогранулярным матриксом и перигранулярным ореолом (эпителиоидно-клеточные гранулы). Вторичные лизосомы и макрофагальные гранулы отсутствовали.
Основные данные о морфологических особенностях макрофагов и эпителиоидных клеток представлены в табл. 4.
Гигантские многоядерные клетки появляются в культуре ткани на 2-й неделе. Различают два типа таких клеток: I тип — клетки Пирогова—Лангханса- II тип — клетки инородных тел (рис. 8, 9). Ряд авторов предполагают, что гигантские клетки инородных тел переходят в клетки Пирогова—Лангханса. Однако Н.  J. van Rhee и соавт. (1979) выдвигают другую точку зрения: при имплантации под кожу крыс пластмассы мелинекс (Melinex) им удалось обосновать существование противоположного процесса. В ранние сроки (1-я неделя) авторы обнаружили гигантские клетки Пирогова—Лангханса с характерным упорядоченным периферическим расположением ядер в виде кольца или полукольца. В большинстве таких клеток было от 2 до 10 ядер. Наиболее характерным признаком этого типа клеток было то, что в центральной части цитоплазмы располагалась гигантская центросфера с собранными в группу (агрегированными) центриолями. Число центриолей соответствовало числу ядер. При небольшом числе ядер (2, 3, 4) выявлялось небольшое количество первичных и вторичных гранул. При большем числе ядер эти гранулы не определялись.
В поздние сроки (2—3-я неделя формирования гранулемы) были видны многоядерные гигантские клетки с 30 ядрами и более, которые авторы охарактеризовали как гигантские клетки инородных тел. Их ядра были рассеяны по цитоплазме или сгруппированы, иногда в центре клетки. Центриоли были видны редко. Наблюдались парные центриоли, но агрегаты не встречались. Структуры центросферы и центриолей авторы считают наиболее характерным признаком типа гигантских клеток.
Наряду с двумя известными типами гигантских клеток авторы выделяют промежуточный тип с 10—30 ядрами.

Таблица 4. Цитологические особенности моноцитов, зрелых макрофагов и эпителиоидных клеток

В этих клетках большинство ядер располагалось по периферии цитоплазмы, иногда они собирались в группы или лежали ближе к центру. Вместо одной, как в гигантских клетках Пирогова—Лангханса, были видны 2—3 центросферы, каждая из них содержала несколько центриолей. Иногда были видны одна центросфера, лежащая эксцентрично, и несколько изолированных центриолей.

Рис. 8. Гигангские многоядерные клетки в гранулеме.
Окраска гематоксилином и эозином.
а — гигантские клетки Пирогова—Лангханса и инородных тел в эпителиоидноклеточной гранулеме при туберкулезе. XI50-
б — гигантская клетка Пирогова—Лангханса с равномерным распределением ядер по периферии цитоплазмы клетки. Окраска гематоксилином и эозином Х900

Рис. 9. Типы гигантских многоядерных клеток в гранулемах. Окраска гематоксилином и эозином.
а — гигантская многоядерная клетка инородных тел, ядра сгруппированы в центре цитоплазы. X900- б — смешанная форма гигантской многоядерной клетки. X 900.
Структура центросферы и распределения центриолей находятся в тесной связи с количеством микротрубочек и их распределением в цитоплазме. В гигантских клетках Пирогова—Лангханса микротрубочки рассеяны по всей цитоплазме, их количество уменьшено по сравнению с гигантскими клетками инородных тел и промежуточными клетками. Исходя из сроков появления указанных типов клеток, а также их структурных особенностей, авторы предположили, что все три типа гигантских клеток связаны происхождением и взаимными переходами: гигантские клетки Пирогова—Лангханса переходят в промежуточные, а промежуточные по мере созревания — в клетки инородных тел. Это выявлено в гранулемах при воспалении, вызванном туберкулезными микобактериями (см. рис. 8).
Механизм образования гигантских клеток, по-видимому, можно объяснить: 1) делением ядер без деления клетки и 2) слиянием макрофагов между собой и макрофагов с гигантскими клетками. Н. J. van Rhee и соавт. детально изучали второй механизм. Они показали, что слияние происходит в той части клетки, в которой расположен пластинчатый комплекс. Это наблюдение в какой-то мере противоречит мнению тех авторов, которые считают, что слияние есть результат фагоцитоза одной и той же крупной частицы несколькими клетками.
В указанном типе гранулем, вызванных имплантацией под кожу пластмассы мелинекс, происходила также дифференцировка макрофагов в эпителиоидные клетки. Последние появились через 7 сут от начала воспаления в виде зрелых и незрелых эпителиоидных клеток. Наряду с большим количеством разнообразных везикул в эпителиоидных клетках выявлялись особые эпителиоидно-клеточные гранулы. Однако следует отметить, что образование эпителиоидных клеток в гранулеме вокруг инородных тел, как отметил W. L. Epstein —       слабовыраженный процесс, что отличает эти гранулемы от эпителиоидно-клеточных гранулем. В то же время следует указать, что наличие в гранулеме дифференцированных макрофагов и эпителиоидных клеток сочетается с присутствием моноцитов, что свидетельствует о продолжающемся притоке клеток в очаг воспаления.

Макрофаги не случайно являются основными клетками при формировании гранулемы. Это объясняется прежде всего морфофункциональными особенностями этих клеток. Макрофаги обладают выраженной способностью к прилипанию и распластыванию. В связи с этим они способны образовывать прочные конгломераты вокруг патогена-раздражителя. При этом макрофаги, фагоцитируя патоген, способны к дальнейшей прогрессивной дифференцировке и секреции биологически активных веществ, влияющих на дифференцировку и обновление популяции макрофагов внутри гранулемы.
Макрофаги в организме выполняют многообразные и сложные функции. Наряду с секреторной функцией, которая в настоящее время доказана, они играют определенную роль в фагоцитозе и уничтожении возбудителей болезней, яляются продуцентами интерферона. Макрофаги принимают участие в противоопухолевом иммунитете.
К секреторным продуктам макрофагов относятся различные ферменты с оптимумом действия в нейтральной среде (коллагеназа, эластаза, фермент, вызывающий денатурацию протеогликанов и миелина, активатор плазминогена, фермент, вызывающий конверсию ангиотензина) или кислой среде (кислая фосфатаза, протеазы, рибонуклеазы, эстеразы) [Adams D. О., 1983]. Наряду с этим макрофаги секретируют ингибиторы ферментов (гх-1-антитрипсин, ингибитор плазмина), компоненты комплемента, пропердии, факторы В, D, окислительные метаболиты (супероксид, перекись водорода, перекисный радикал), эндогенные пирогены, биоактивные липиды. Последняя группа веществ включает в первую очередь различные производные арахидоновой кислоты, в частности простагландины, тромбоксан, лейкотриены, а также активатор пластинок. Макрофаги способны выделять факторы, обладающие выраженной опсонинной активностью (фибронектин)- цАМФ, белок, связывающий витамин В 12.
Важнейшими продуктами секреции макрофагов являются факторы, стимулирующие или ингибирующие клеточную пролиферацию. К первым относятся факторы, стимулирующие пролиферацию Т- и В-лимфоцитов, предшественников миелоидного ряда (колониестимулирующий фактор), фибробластов, эндотелиоцитов (усиливающих рост мелких кровеносных сосудов). К ингибирующим клеточную пролиферацию относятся факторы, ингибирующие пролиферацию лимфоцитов, опухолевых клеток, вирусов [Adams D. О., 1983]. Таким образом, макрофаги представляют собой сложнейшие полифункционал ьные комплексы, способные влиять в качестве клеток-регуляторов на разнообразные процессы в организме. Макрофаги продуцируют биологически активные вещества, регулирующие различные клеточные системы в организме (монокины). Краткий перечень этих веществ дан в табл. 5 [Серов В. В., Щехтер А. Б., 1981].
Таблица 5. Медиаторы, секретируемые макрофагами (монокины)

Следует отметить, что у беспозвоночных важную роль в инкапсуляции повреждающих агентов, имеющих большие размеры, играют клетки крови, плазмоциты, сходные с макрофагами у позвоночных. По-видимому, в процессе эволюции эти клетки сохранили за собой указанную функцию, хотя наряду с ней приобрели и другие.
Последнее связано с усложнением системы рецепторов на поверхности макрофагов, в частности с появлением развитой и сложной системы Fc-рецепторов к различным иммуноглобулинам.
В то же время сами макрофаги являются объектом регуляторных влияний различных клеточных систем, в первую очередь лимфоцитов.