Какие клетки относятся к системе мононуклеарных фагоцитов. Мононуклеары в крови, их виды и значение

Мононуклеарная фагоцитарная (МФ) система - это совокупность клеток, происходящих из моноцитов, обладающих фагоцитарной активностью. Кроме того, к фагоцитирующим клеткам относятся полинуклеарные фагоциты (ПМЯЛ) - нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, микроглия (на рис. затушеваны).

Важную роль в механизмах неспецифичкской защиты играют также ретикулярные, эндотелиальные клетки, которые не выполняют фагоцитарной функции, а поддерживают целостность лимфоидной ткани и кровеносных сосудов (Эндотелиальные клетки выстилают сосуды, ретикурные является основой кроветворных органов, образуются из мезенхимы).

Фагоцит, описанный И.И. Мечниковым, состоит из 7 следующих фаз:

1) Хемотаксис - движение клеток в направлении градиента молекул, выделенных микроорганизмами.

Хемотаксические факторы упорядочивают движения фагоцитов. Они воздействуют на специфические рецепторы на плазмолемме фагоцитов стимуляция которых передается на элементы его цитоскелета и изменяет экспрессию адгезивных молекул. Вследствие этого формируются псевдоподии, которые обратимо прикрепляются к элементам соединительной ткани, что обеспечивает направленную миграцию клеток.

2) Адгезия (прикрепление) клетки к объекту фагоцитоза Происходит при взаимодействии её рецепторного аппарата с молекулами на поверхности бактерии. Протекает в две стадии: -обратимая и непрочная -необратимая, прочная.

3) Захват бактерии клетки с формированием фагосомы Псевдоподии охватывают бактерию, заключая ее в мембранный пузырек - фагосому. Если бактерия инкапсулирована, то на нее садятся IgG или СЗВ. В таком случае бактерия опсонизирована.

4) Слияние гранул нейтрофила с фагосомой с образованием фаголизосомы Содержимое гранул выливается в просвет фаголизосомы (рН кислая).

5) Повреждение и внутриклеточное переваривание бактерии Гибель бактерии наступает вследствие действия на нее антимикробных веществ, далее он подвергается перевариванию лизосомальными ферментами. Бактерицидный эффект усиливается действием токсичных реактивных биоокислителей (перикисью водорода, молекул. Кислородом, супероксидными радикалами, гипохлоритом...)

Фагоцитоз, являясь механизмом неспецифической защиты (фагоцитироваться могут любые инородные частицы независимо от наличия иммунизации), в то же время способствует иммунологическим механизмам защиты. Это связано, во-первых, с тем, что поглощая макромолекулы и расщепляя их, фагоцит как бы раскрывает структурные части молекул, отличающиеся чужеродностью. Во-вторых, фагоцитоз в условиях иммунологической защиты протекает быстрее и эффективнее. Таким образом, явление фагоцитоза занимает промежуточное место между механизмами специфической и неспецифической защиты. Это еще раз подчеркивает условность деления механизмов защиты клеточного гомеостаза на специфические и неспецифические.

Нефагоцитарный механизм разрушения микробов характерен для ситуаций, когда микроорганизмы имеют столь большие размеры, что клетки не могут их поглощать. В таких случаях фагоциты скапливаются вокруг бактерии и выбрасывают содержимое своих гранул, уничтожая микроб большими концентрациями антимикробных веществ.

Воспалительная реакциия также относится к клеточным неспецифическим реакциям. Она является эволюционно выработанным процессом защиты внутренней среды от проникновения чужеродных макромолекул, поскольку внедрившиеся в ткань чужеродные начала, например, микроорганизмы, фиксируются в месте внедрения, разрушаются и даже удаляются из ткани во внешнюю среду с жидкой средой очага воспаления - экссудатом. Клеточные элементы как тканевого происхождения, так и выходящие в очаг из крови (лейкоциты), образуют вокруг места внедрения своеобразный защитный вал, препятствующий распространению чужеродных частиц по внутренней среде. В очаге воспаления особенно эффективно протекает процесс фагоцитоза

Гуморальные факторы внутренней среды, обеспечивающие механизмы неспецифической защиты, представлены пропердиновой системой и системой комплемента, осуществляющие лизис чужеродных клеток. При этом система комплемента, хотя и может активироваться неиммунологическим путем, обычно вовлекается в иммунологические процессы и поэтому скорее должна относиться к специфическим механизмам защиты.

Пропердиновая система реализует свой защитный эффект независимо от иммунных реакций.

К числу гуморальных факторов неспецифической защиты относят также содержащиеся в плазме крови и тканевой жидкости лейкин ы, плакины, бетализины, л и з о ц м и т.д.. Лейкины выделяются лейкоцитами, плакины - тромбоцитами крови, они оказывают отчетливое бактериолитическое действие. Еще большим литическим эффектом на стафилококки и анаэробные микроорганизмы обладают бета-лизины плазмы крови. Содержание и активность этих гуморальных факторов не меняются при иммунизации, что дает основание считать их неспецифическими факторами защиты. К числу последних следует также отнести и довольно большой спектр веществ тканевой жидкости, обладающих способностью подавлять ферментативную активность микроорганизмов и жизнедеятельность вирусов. Это ингибиторы гиалуронидазы, фосфолипаз, коллагеназы, плазмина и интерферон лейкоцитов.

Система мононуклеарных фагоцитов (греч. monox один + лат. nucleos ядро: греч. рhagos пожирающий, поглощающий + гистол. суtus клетка; синоним: макрофагальная система, моноцитарно-макрофагальная система) - физиологическая защитная система клеток, обладающих способностью поглощать и переваривать чужеродный материал. Клетки, входящие в состав этой системы, имеют общее происхождение, характеризуются морфологическим и функциональным сходством и присутствуют во всех тканях организма.

Основой современного представления о cистема мононуклеарных фагоцитов является фагоцитарная теория, разработанная И.И. Мечниковым в конце 19 в., и учение немецкого патолога Ашоффа (К. А.L. Aschoff) о ретикулоэндотелиальной системе (РЭС). Первоначально РЭС была выделена морфологически как система клеток организма, способных накапливать витальный краситель кармин. По этому признаку к РЭС были отнесены гистиоциты соединительной ткани, моноциты крови, клетки Купфера печени, а также ретикулярные клетки кроветворных органов, эндотелиальные клетки капилляров, синусов костного мозга и лимфатического узлов.

По мере накопления новых знаний и совершенствования морфологических методов исследования стало ясно, что представления о ретикулоэндотелиальной системе расплывчаты, не конкретны, а в ряде положений просто ошибочны. Так, например, ретикулярным клеткам и эндотелию синусов костного мозга и лимфатических узлов длительное время приписывалась роль источника фагоцитирующих клеток, что оказалось неверным. В настоящее время установлено, что мононуклеарные фагоциты происходят из циркулирующих моноцитов крови. Моноциты созревают в костном мозге, затем поступают в кровяное русло, откуда мигрируют в ткани и серозные полости, становясь макрофагами. Ретикулярные клетки выполняют опорную функцию и создают так называемое микроокружение для кроветворных и лимфоидных клеток. Эндотелиальные клетки осуществляют транспорт веществ через стенки капилляров. Непосредственного отношения к защитной системе клеток ретикулярные клетки и эндотелий сосудов не имеют. В 1969 г. на конференции в Лейдене, посвященной проблеме РЭС, понятие «ретикулоэндотелиальная система» было признано устаревшим. Вместо него принято понятие «система мононуклеарных фагоцитов».

К этой системе относят гистиоциты соединительной ткани, клетки Купфера печени (звездчатые ретикулоэндотелиоциты), альвеолярные макрофаги легких, макрофаги лимфатических узлов, селезенки, костного мозга, плевральные и перитонеальные макрофаги, остеокласты костной ткани, микроглию нервной ткани, синовиоциты синовиальных оболочек, клетки Лангергаиса кожи, беспигментные гранулярные дендроциты. Различают свободные, т.е. перемещающиеся по тканям, и фиксированные (резидентные) макрофаги, имеющие относительно постоянное место.

Макрофаги тканей и серозных полостей, по данным сканирующей электронной микроскопии, имеют форму, близкую к сферической, с неровной складчатой поверхностью, образованной плазматической мембраной (цитолеммой). В условиях культивирования макрофаги распластываются на поверхности субстрата и приобретают уплощенную форму, а при перемещении образуют множественные полиморфные псевдоподии. Характерным ультраструктурным признаком макрофага служит наличие в его цитоплазме многочисленных лизосом и фаголизосом, или пищеварительных вакуолей. Лизосомы содержат различные гидролитические ферменты, обеспечивающие переваривание поглощенного материала.

Макрофаги - активные секреторные клетки, которые освобождают в окружающую среду ферменты, ингибиторы, компоненты комплемента. Основным секреторным продуктом макрофагов является лизоцим. Активированные макрофаги секретируют нейтральные протеиназы (эластазу, коллагеназу), активаторы плазминогена, факторы комплемента, такие как С2, С3, С4, С5, а также интерферон.

Клетки cистема мононуклеарных фагоцитовобладают рядом функций, в основе которых лежит их способность к эндоцитозу, т.е. поглощению и перевариванию инородных частиц и коллоидных жидкостей. Благодаря этой способности они выполняют защитную функцию. Посредством хемотаксиса макрофаги мигрируют в очаги инфекции и воспаления, где осуществляют фагоцитоз микроорганизмов, их умерщвление и переваривание. В условиях хронического воспаления могут появляться особые формы фагоцитов - эпителиоидные клетки (например, в инфекционной гранулеме) и гигантские многоядерные клетки типа клеток Пирогова - Лангханса и типа клеток инородных тел. которые образуются путем слияния отдельных фагоцитов в поликарион - многоядерную клетку. В гранулемах макрофаги вырабатывают гликопротеид фибронектин, который привлекает фибробласгы и способствует развитию склероза.

Клетки cистема мононуклеарных фагоцитов принимают участие в иммунных процессах. Так, непременным условием развития направленного иммунного ответа является первичное взаимодействие макрофага с антигеном. При этом антиген поглощается и перерабатывается макрофагом в иммуногенную форму. Иммунная стимуляция лимфоцитов происходит при непосредственном контакте их с макрофагом, несущим преобразованный антиген. Имунный ответ в целом осуществляется как сложное многоэтапное взаимодействие Г- и В-лимфоцитов с макрофагами.

Макрофаги обладают противоопухолевой активностью и проявляют цитотоксические свойства в отношении опухолевых клеток. Эта активность особенно выражена у так называемых иммунных макрофагов, осуществляющих лизис опухолевых клеток-мишеней при контакте с сенсибилизированными Т-лимфоцитами, несущими цитофильные антитела (лимфокины).

Клетки cистема мононуклеарных фагоцитов принимают участие в регуляции миелоидного и лимфоидного кроветворения. Так, островки кроветворения в красном костном мозге, селезенке, печени и желточном мешке эмбрионе формируются вокруг особой клетки - центрального макрофага, организующего эритропоэз эритробластического островка. Клетки Купфера печени участвуют в регуляции кроветворения путем выработки эритропоэтина. Моноциты и макрофаги вырабатывают факторы, стимулирующие продукцию моноцитов, нейтрофилов и эозинофилов. В вилочковой железе (тимусе) и тимусзависимых зонах лимфоидных органов обнаружены так называемые интердигитирующие клетки - специфические стромальные элементы, также относящиеся к cистемs мононуклеарных фагоцитов, ответственные за миграцию и дифференцировку лимфоцитов.

Обменная функция макрофагов заключается в их участии в обмене железа. В селезенке и костном мозге макрофаги осуществляют эритрофагоцитоз, при этом в них происходит накопление железа в форме гемосидерина и ферритина, которое питом может реутилизироваться эритробластами.

В кровеносной системе циркулирует кровь - жидкая ткань, которая выполняет ряд физиологических функций. Она состоит из плазмы, а также форменных элементов. К ним относят эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Стоит отметить, что лейкоциты бывают 5 типов. Это базофилы, нейтрофилы и эозинофилы, а также одноядерные клетки крови под названием мононуклеары, к которым относят лимфоциты и моноциты.

Мононуклеары в крови: общая характеристика

Как уже было отмечено, данные клетки относятся к лейкоцитам. Следует отметить, что в мононуклеарам также относят плазмоциты - это предшественники Т - и В-лимфоцитов. Мононуклеары не имеют специфической зернистости, содержат простое несегментированное ядро. Соотношение различных видов клеток крови позволяет оценивать тяжесть заболевания или определять эффективность проводимого лечения.

Лимфоциты

Если говорить о лимфоцитах, то это форменные элементы, которые отвечают за клеточный иммунитет. В них образуются антитела, которые связывают чужеродные вещества и убивают клетки собственного организма, если они заражены микроорганизмами. Кроме этого, данные мононуклеары в крови способны «узнавать» раковые клетки и разрушать их.

Моноциты

Если характеризовать моноциты, то это лейкоцитарные клетки, которые отвечают за иммунный ответ и образование цитокинов. Также эти мононуклеары в крови способны к дифференциации, поскольку являются предшественниками макрофагов. Они способны поглощать микроорганизмы и различные бактерии, поврежденные клетки и ткани вследствие воспаления.

Мононуклеары: норма

Для определения уровня лимфоцитов и моноцитов сдают развернутый анализ крови с определением лейкоцитарной формулы. В норме лимфоциты составляют 25-35 %, а моноциты - 2-6 %. Следует отметить, что у детей количество данных клеток крови несколько выше, чем у взрослых. Кроме этого, есть ряд патологий, которые также сопровождаются лимфоцитозом. Так, при инфекционных и вирусных заболеваниях, патологиях крови, отравлениях или употреблении медикаментов количество лимфоцитов может увеличиваться. Снижение их уровня наблюдается при милиарном туберкулезе, апластической анемии, печеночной недостаточности, а также при приеме цитостатиков. Количество моноцитов также колеблется при определенных патологических состояниях. Так, эти мононуклеары в крови возрастают при острых инфекциях, системных коллагенозах, заболеваниях крови, отравлениях. Снижение уровня этих клеток наблюдается при шоке, приеме глюкокортикоидов, при родах и пиогенных инфекциях.

Атипичные мононуклеары в крови

Данные клетки еще называются вироцитами. Это своеобразные лимфоциты, имеющие определенные морфологические признаки моноцитов. Считается, что вироциты - это видоизмененные Т-лимфоциты. Как правило, данные клетки обнаруживают при инфекционном мононуклеозе, хотя в отдельных случаях они появляются при других заболеваниях, но при этом составляют не более 10 %. Инфекционный мононуклеоз подтверждают, если в лейкоцитарной формуле количество атипичных мононуклеаров превышает 10%. Следует отметить, что у любого здорового человека также выявляют эти клетки, но их количество составляет не более 1/6 от числа лимфоцитов. При любой вирусной инфекции, после вакцинации, при условии наличия опухолей или аутоиммунных патологий, а также при ВИЧ-инфекции уровень атипичных мононуклеаров растет.

/ 25
ХудшийЛучший

В систему мононуклеарных фагоцитов входят моноциты крови и различные макрофаги (купферовские клетки печени, альвеолярные макрофаги, макрофаги соединительной ткани, клетки Лангерганса, астроциты глии, остеокласты). Все они возникают из гемопоэтической стволовой клетки и проходят ряд стадий: монобласт-промоноцит-моноцит-макрофаг.

Созревают под влиянием четырех гранулоцитарно-макрофагальных колониестимулирующих факторов (ГМ-КСФ), выделяемых Т-лимфоцитами, фибробластами и макрофагами. В зависимости от последующей локализации макрофаги приобретают специфические структурные и морфологические черты. Они несут на поверхности маркеры: CD14, Fc-рецепторы для иммуноглобулинов, рецепторы для СЗ-компонента комплемента и HLA-DR антигены. CD14 молекулы связывают липополисахариды бактерий вместе с белком сыворотки крови, при активации макрофагов они сбрасываются с клетки.

Фагоциты обладают развитым лизосомальным аппаратом, где содержится большое количество ферментов.

Функции макрофагов:

Распознавание и представление (презентация) антигенов,

Секреция медиаторов системы иммунитета (монокинов).

Фагоцитоз. Феномен фагоцитоза открыт в 1883 году И. И. Мечниковым (см. историю развития иммунологии).

Процесс фагоцитоза происходит в несколько стадий:

Стадия хемотаксиса представляет собой целенаправленное движение макрофагов к объекту фагоцитоза (корпускулярный антиген), который выделяет хемотаксические факторы (бактериальные компоненты, анафилатоксины, лимфокины и т. д.).

Стадия адгезии реализуется 2 механизмами: иммунным и неиммунным. Неиммунный фагоцитоз осуществляется за счет неспецифической адсорбции антигена на поверхности макрофага. В иммунном фагоцитозе участвуют Fc-рецепторы макрофагов к иммуноглобулинам. В одних случаях макрофаг несет на своей поверхности антитела, за счет которых прикрепляется к клетке-мишени. В других - с помощью Fc-рецептора он сорбирует уже образовавшийся иммунный комплекс за счет свободных Fc-фрагментов антител. Антитела и факторы комплемента, усиливающие фагоцитоз, называют опсонинами.

Стадия эндоцитоза (поглощения). При этом происходит инвагинация мембраны фагоцита и обволакивание объекта фагоцитоза псевдоподиями с образованием фагосомы. В дальнейшем фагосома сливается с лизосомами и образуется фаголизосома.

Стадия переваривания. В эту стадию происходит активация лизосомальных ферментов, разрушающих объект фагоцитоза.

Различают завершенный и незавершенный фагоцитоз. При завершенном фагоцитозе происходит полное переваривание и бактериальная клетка погибает. При незавершенном фагоцитозе микробные клетки остаются жизнеспособными. Это обеспечивается различными механизмами. Так, микобакгерии туберкулеза и токсоплазмы препятствуют слиянию фагосом с лизосомами; гонококки, стафилококки и стрептококки могут быть устойчивыми к действию лизосомальных ферментов, риккетсии и хламидии могут долго персистировать в цитоплазме вне фаголизосомы.

Распознавание и представление антигенов макрофагами.

В результате фагоцитоза и переваривания антигенов образуется большое количество низкомолекулярных антигенных фрагментов. Часть из них в виде пептидов перемещается на поверхность макрофага.

Если перевариванию подвергался собственный АГ организма, то он связывается с молекулами HLA I класса (HLA-A, HLA-B, HLA-C). Экзоантигены - пептиды длиной 12-25 аминокислот связываются с молекулами 2 класса (HLA-DR, HLA-DP, HLA-DQ). Только после этого они взаимодействуют с Т-хелперами. Таким образом, макрофаги представляют переработанный антиген Т-хелперам в комплексе со своими HLA антигенами (1-й сигнал).

Секреция медиаторов иммунной системы (монокинов). Вторым сигналом для активации Т-хелперов является выделение макрофагами интерлейкина I - монокина с многообразным биологическим и пирогенным действием. Кроме этого, макрофаги выделяют другие медиаторы: ИЛ-3, 6, 8, 10, 15, фактор некроза опухоли (ФНО), простагландины, лейкотриены, интерфероны? и?, факторы комплемента, ферменты.

ИЛ-1 и ФНО - основные медиаторы макрофагов, выделяются под действием эндотоксина - липополисахарида многих видов бактерий, индуцируют синтез белков острой фазы воспаления, септический шок. Основным их свойством является провоспалительное действие. Они стимулируют пролиферацию клеток-киллеров, направленных против опухоли, а также непосредственно разрушают многие клетки. ФНО увеличивает продукцию интерферонов, ИЛ-1 и ИЛ-2. Кроме этого, он оказывает и системное действие, в частности усиливает выделение гормонов гипоталамусом.

Система мононуклеарных фагоцитов включает в себя монобласты, промоноциты, моноциты и тканевые макрофаги. В отличие от гранулоцитов, в костном мозге отсутствует существенный запас моноцитов. Созревшие клетки практически немедленно покидают костный мозг, в течение 20-40 часов циркулируют в крови, после чего мигрируют в ткани, где дифференцируются в макрофаги - долгоживущие клетки, способные к фагоцитозу и принимающие участие во многих иммунных и воспалительных реакциях. В частности, макрофаги участвуют в презентации чужеродного антигена иммунной системе и секретируют большое количество ростовых факторов (ИЛ-1, ФНО, ИЛ-3, ГМ-КСФ, Г-КСФ, М-КСФ, ИЛ-4, ИЛ-6). Продолжительность жизни макрофагов в тканях может достигать нескольких лет. Функции макрофагов различной локализации несколько различаются. К основным группам тканевых макрофагов относятся: 1) клетки почечного мезангия; 2)клетки микроглии; 3)альвеолярные макрофаги; 4) макрофаги серозных полостей; 5)купфферовские клетки печени; 6) клетки Лангерганса в коже; 7) макрофаги синусов селезенки; 8) макрофаги костного мозга; 9) макрофаги синусов лимфатических узлов.

Контроль грануломонопоэза с помощью ростовых факторов.

На всех этапах созревания и дифференцировки клетки гранулоцитарного и моноцитарного рядов находятся под контролем ростовых факторов. Так, СКК превращается в полипотентную клетку-предшественницу миелопоэза под синергическим воздействием ИЛ-1, ИЛ-3 и ИЛ-6. Другие ростовые факторы стимулируют созревание и продукцию более дифференцированных клеток: ГМ-КСФ - гранулоцитов и моноцитов, Г-КСФ - гранулоцитов, М-КСФ-моноцитов, ИЛ-5 - эозинофилов. Ростовые факторы не только способствуют росту и дифференцировке клеток, но и повышают функциональную активность зрелых гранулоцитов (фагоцитоз, выработку супероксида и цитотоксичность) и моноцитов (фагоцитоз, цитотоксичность и продукцию других цитокинов моноцитами), а также нарушают целостность мембран и адгезивную способность клеток-мишеней.

Продукция ростовых факторов стромальными клетками (фибробласты, макрофаги, эндотелиальные клетки) и Т-лимфоцитами имеет большое значение в поддержании базального уровня гранулоцитов и моноцитов. Увеличение количества фагоцитов при инфекциях происходит в результате повышенного образования ростовых факторов вследствие воздействия эндотоксина, ИЛ-1 и ФНО на клетки стромы и Т-лимфоциты. В этой ситуации, а также при “выходе” из агранулоцитоза в крови больных могут обнаруживаться ростовые факторы (например, ГМ-КСФ), которые в нормальных условиях отсутствуют.

Клиническое применение ростовых факторов.

Внутривенная или подкожная инфузия ростовых факторов приводит к повышению продукции гранулоцитов (Г-КСФ), гранулоцитов и моноцитов (ГМ-КСФ), тромбоцитов, ретикулоцитов, гранулоцитов и моноцитов (ИЛ-3).

Сферы использования ростовых факторов:

1)после радио- и/или цитостатической терапии, либо трансплантации костного мозга или стволовых клеток периферической крови (Г-КСФ, ГМ-КСФ);

2)мобилизация стволовых клеток периферической крови перед трансплантацией (Г-КСФ, ГМ-КСФ);

3)миелодиспластический синдром (ГМ-КСФ и ИЛ-3);

4)апластическая анемия (ГМ-КСФ, ИЛ-3);

5)идиопатическая нейтропения (Г-КСФ);

6)тяжелые инфекции (для стимуляции функции фагоцитов, используются в сочетании с антибиотиками);

7)ВИЧ-инфекция (увеличение количества и повышение функции фагоцитов, уменьшение миелотоксичности проводимой терапии).