Реклама на портале

Какие клетки участвуют в фагоцитозе. Фагоцитирующие клетки организма

Фагоцитоз выполняет важнейшую функцию гранулоцитарных клеток крови – защиты от покушающихся на инвазию во внутреннюю среду организма инородных ксеноагентов (предупреждения или замедления этой инвазии, а также «переваривания» последних, если они все же смогли внедриться).

Нейтрофилы выделяют различные субстанции в окружающую среду и, следовательно, выполняют секреторную функцию.

Фагоцитоз = эндоцитоз – это суть процесс поглощения ксеновещества обволакивающей его частью цитоплазматической мембраны (цитоплазмы), вследствие чего инородное тело включается в клетку. В свою очередь, эндоцитоз делится на пиноцитоз («клеточное питье») и фагоцитоз («питание клетки»).

Фагоцитоз очень хорошо виден уже на светооптическом уровне (в отличие от пиноцитоза, связаного с перевариванием микрочастиц, в том числе и макромолекул, и поэтому его можно изучать лишь с помощью электронной микроскопии). Оба процесса обеспечиваются механизмом инвагинации мембраны клетки, в результате чего в цитоплазме образуются различной величины фагосомы. К пиноцитозу способно большинство клеток, в то время как к фагоцитозу способны лишь нейтрофилы, моноциты, макрофаги и, в меньшей степени, базофилы и эозинофилы.

Попав в очаг воспаления, нейтрофилы контактируют с чужеродными агентами, поглощают их и подвергают воздействию пищеварительных энзимов (впервые такая последовательность описана Ильей Мечниковым в 80-х гг. XIX в.). Поглощая разнообразные ксеноагенты, нейтрофилы редко переваривают аутологичные клетки.

Уничтожение бактерий лейкоцитами осуществляется в результате сочетанного воздействия протеаз пищеварительных вакуолей (фаготом), а также деструктивного эффекта токсичных форм кислорода 0 2 и перекиси водорода Н 2 0 2 , которые также выделяются в фагосому.

Важность роли, которую выполняют фагоцитирующие клетки в деле защиты организма, не выделялась специально вплоть до 40-х гг. прошлого века – пока Wood and Iron не доказали, что исход инфекции решается задолго до появления в сыворотке специфических антител.

О фагоцитозе

Фагоцитоз одинаково успешно решается как в атмосфере чистого азота, так и в атмосфере чистого кислорода; он не ингибируется цианидами и динитрофенолом; однако он тормозится ингибиторами гликолиза.

К настоящему времени выяснена эффективность сочетанного воздействия слияния фагосом и лизосом: многолетняя полемика закончилась выводом, что весьма важным является одновременное действие на ксеноагенты сыворотки и фагоцитоза. Нейтрофилы, эозинофилы, базофилы и мононуклеарные фагоциты способны к направленному движению под влиянием хемотаксических агентов, но для такой их миграции необходим также градиент концентрации.

Как фагоциты отличают различные частицы и поврежденные аутологичные клетки от нормальных – до сих пор не выяснено. Однако эта их способность, пожалуй, является сущностью фагоцитарной функции, общим принципом которой является: подлежащие поглощению частицы должны вначале быть прикреплены (адгезированы) к поверхности фагоцита при содействии ионов Са ++ или Mg ++ и катионов (в противном случае слабо прикрепленные частицы (бактерии) могут быть смыты с фагоцитирующей клетки). Усиливают фагоцитоз и опсонины, а также ряд сывороточных факторов (например, лизоцим), но непосредственно воздействуя не на фагоциты, а на частицы, подлежащие поглощению.

В некоторых случаях иммуноглобулины облегчают контакт между частицами и фагоцитами, а определенные вещества в нормальной сыворотке, возможно, играют роль в поддержании фагоцитов при отсутствии специфических антител. Нейторофилы, по-видимому, не способны поглощать неопсонированные частицы; в то же время макрофаги способны к нейтрофильному фагоцитозу.

Нейтрофилы

В дополнение к известному факту, что содержимое нейтрофилов освобождается пассивно в результате спонтанного клеточного лизиса, ряд субстанций, вероятно, активизируется лейкоцитами, высвобождаясь из гранул (рибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза, бета-глюкоронидаза, гиалуронидаза, фагоцитин, лизоцим, гистамин, витамин В 12). Содержимое специфических гранул высвобождается раньше содержимого первичных.

Приводят некоторые уточнения, касающиеся морфофункциональных особенностей нейтрофилов: трансформации их ядер определяют степень их зрелости. Так, например:

– для палочкоядерных нейтрофилов характерна дальнейшая конденсация их ядерного хроматина и его трансформация в колбасовидную или палочковидную форму при относительно одинаковом диаметре последнего по всей длине;

– в дальнейшем наблюдается сужение в каком-либо месте, вследствие чего оно делится на доли, соединенные тонкими мостиками гетерохроматина. Такие клетки уже трактуются как полиморфноядерные гранулоциты;

– определение долей ядра и его сегментации зачастую необходимо для диагностических целей: ранние фолиодефицитные состояния характеризуются более ранним выходом в кровь из костного мозга молодых форм клеток;

– на полиморфноядерной стадии ядро, окрашенное по Райту, имеет глубокий пурпурный цвет и содержит конденсированный хроматин, доли которого связаны очень тонкими перемычками. При этом цитоплазма, содержащая мелкие гранулы, выглядит бледно-розовой.

Отсутствие единого мнения насчет трансформаций нейторофилов, наводит все же на мысль, что их деформации облегчают им прохождение сквозь сосудистую стенку к месту воспаления.

Арнет (1904) полагал, что деление ядра на доли продолжается и у созревшей клетки и что гранулоциты с тремя-четырмя сегментами ядра являются более зрелыми, чем с бисегментами. «Старые» полиморфноядерные лейкоциты не способны воспринимать нейтральную окраску.

Благодаря достижениям иммунологии стали известны новые факты, подтверждающие гетерогенность нейтрофилов, иммунологические фенотипы которых коррелируют с мофологическим стадиями их развития. Весьма важным является то, что вследствие определения функции различных агентов и факторов, контролирующих их экспрессию, можно понять последовательность изменений, сопровождающих созревание и дифферециацию клеток, происходящую на молекулярном уровне.

Для эозинофилов характерно содержание ферментов, обнаруживаемых у нейтрофилов; однако в их цитоплазме формируется лишь один тип гранулкристаллоидов. Постепенно гранулы обретают ангулярную форму, характерную для зрелых полимофноядерных клеток.

Конденсация ядерного хроматина, уменьшение размеров и окончательное исчезновение нуклеол, редукция аппарата Гольджи и двойная сегментация ядра – все эти изменения характерны для созревших эозинофилов, которые – как и нейтрофилы – столь же подвижны.

Эозинофилы

У человека в крови нормальная концентрация эо- зинофилов (по подсчету лейкоцитарного счетчика) составляет менее 0,7-0,8 х 10 9 клеток/л. Их количество имеет тенденцию повышаться в ночное время. Физические нагрузки их количество уменьшают. Продукция эозинофилов (как и нейтрофилов) у здорового человека совершается в костном мозге.

Базофильный ряд (Эрлих, 1891) – это самые малочисленные лейкоциты, но их функция и кинетика изучены недостаточно.

Базофилы

Базофилы и тучные клетки морфологически весьма сходны, однако по кислому содержимому их гранул, содержащих гистамин и гепарин, они существенно различаются. Базофилы значительно уступают тучным клеткам и по размеру, и по количеству гранул. Тучные клетки, в отличие от базофильных, содержат гидролитические ферменты, серотонин и 5-гидрокситриптамин.

Базофильные клетки дифференцируются и созревают в костном мозге и, подобно другим гранулоцитам, циркулируют в кровяном русле, не обнаруживаясь в соединительной ткани в нормальной ситуации. Тучные клетки, напротив, связаны с соединительной тканью, окружающей кровеносные и лимфатические сосуды, нервы, ткань легких, ЖКТ и кожу.

Тучные клетки обладают способностью освобождаться от гранул, выбрасывая их наружу («экзоплазмоз»). Базофилы после фагоцитоза подвергаются внутренней диффузной дегрануляции, но к «экзоплазмозу» они не способны.

Первичные базофильные гранулы формируются весьма рано; они ограничены мембраной шириной 75 А, идентичной наружной мембране и мембране везикул. Они содержат большое количество гепарина и гистамина, медленно реагирующую субстанцию анафилаксии, каллекреин, эозинофильный хемотаксический фактор и фактор активизации тромбоцитов.

Вторичные – более мелкие – гранулы также имеют мембранное окружение; их относят к пероксидазонегативным. Для сегментированных базофилов и для эозинофилов характерны крупные и многочисленные митохондрии, а также небольшое количество гликогена.

Гистамин – основной компонент базофильных гранул тучных клеток. Метахроматическое окрашивание базофилов и тучных клеток объясняет содержание в них протеогликанов. Гранулы тучных клеток содержат преимущественно гепарин, протеазы и ряд энзимов.

У женщин количество базофилов изменяется в зависимости от менструального цикла: с наибольшим количеством в начале кровотечения и уменьшением к концу цикла.

У склонных к аллергическим реакциям лиц количество базофилов изменяется, наряду с IgG, во все время цветения растений. Параллельное уменьшение количества базофилов и эозинофилов в крови наблюдается при использовании стероидных гормонов; установлено также общее влияние гипофизарно-надпочечниковой системы на оба этих клеточных ряда.

Малочисленность базофилов и тучных клеток в кровотоке затрудняет определение как распределения, так и продолжительности пребывания этих пулов в кровяном русле. Базофилы крови способны к медленным движениям, что позволяет им мигрировать через кожу или брюшину после введения чужеродного белка.

Способность к фагоцитозу, остается невыясненной как для базофилов, так и для тучных клеток. Скорее всего, основной функцией для них является экзоцитоз (выбрасывание содержимого гранул, богатых гистамином, особенно у тучных клеток).

Итак, фагоцитоз - что это такое? Давайте попробуем разобраться в определении этого термина. Слово "фагоцитоз" возникло из двух греческих морфем - phagos (пожирание) и kytos (клетка). Международный медицинский термин phagokytosis, в отличие от русифицированного, имеет окончание osis, которое переводится с греческого как "процесс" или "явление".

Таким образом, дословно это определение означает процесс узнавания специфическими клетками чужеродного агента, целенаправленное движение к нему, захват и поглощение с последующим расщеплением. В этой статье мы расскажем о том, в чем суть фагоцитоза. Также мы поговорим о том, какие бывают фагоциты, рассмотрим стадии и найдем отличие между завершенным и незавершенным фагоцитозом.

История открытия особых подвижных клеток

Выдающийся русский естествоиспытатель - И. И. Мечников в 1882 - 1883 гг. проводил опыты по внутриклеточному пищеварению, изучая прозрачные личинки морских звезд. Ученого интересовало, осталась ли у возможность захватывать пищу обособленными клетками. А также переваривать ее так, как это делают простейшие одноклеточные, например амебы. И. И. Мечников проводил опыт: вводил в тела личинок порошок кармина и наблюдал, как вокруг этих мелких кроваво-красных зерен вырастала стена клеток. Они захватывали и проглатывали краску. Тогда у ученого возникла гипотеза о том, что в любом организме должны быть особые защитные клетки, которые могут поглощать и переваривать другие частицы, наносящие вред организму. Для подтверждения своей гипотезы ученый использовал розовые шипы, которые ввел в тело личинки Некоторое время спустя ученый увидел, что клетки окружили шипы, стараясь оказать противодействие "вредителям" и вытолкнуть их. Эти специфичные защитные частицы, обнаруженные в теле личинки, ученый назвал фагоцитами. Благодаря этому опыту выявил И. И. Мечников фагоцитоз. В 1883 г. он доложил о своем открытии на седьмом съезде русских естествоиспытателей. В дальнейшем ученый продолжил работу в этом направлении, создал сравнительную патологию воспаления, а также фагоцитарную теорию иммунитета. В 1908 г. вместе с ученым П. Эрлихом он получил Нобелевскую премию за свои важнейшие биологические изыскания.

Явление фагоцитоз - что это такое?

И. И. Мечников проследил и выяснил роль фагоцитоза в защитных реакциях организма человека и высших животных. Ученый установил, что именно этот процесс играет значительную роль в заживлении различных ран. Биологический энциклопедический словарь дает следующее определение.

Фагоцитоз представляет собой активное захватывание, а также поглощение инородных объектов, таких как бактерии, микрогрибы и фрагменты клеток, одноклеточными организмами или специфическими клетками (фагоцитами), имеющимися в любом многоклеточном организме. В чем суть фагоцитоза? Считается, что он представляет собой древнейшую форму защиты многоклеточного организма. В функционировании иммунной системы человека фагоцитоз также играет важнейшую роль. Он является первой реакцией на внедрение различных вирусов, бактерий и других чужеродных агентов. Фагоциты постоянно циркулируют по всему организму, выискивая "вредителей". Когда чужеродный агент опознается, происходит связывание его при помощи рецепторов. После чего фагоцит поглощает вредителя и уничтожает его.

Две основные группы подвижных клеток - "защитников"

Фагоциты постоянно находятся в активном состоянии и готовы в любое время бороться с источником инфекции. Они обладают определенной автономностью, так как могут осуществлять свои функции не только внутри, но и вне организма: на поверхности слизистых и в участках поврежденной ткани. Фагоциты человека с точки зрения их эффективности ученые подразделяют на две группы - "профессиональную" и "непрофессиональную". К первой относят моноциты, нейтрофилы, макрофаги, тучные клетки и тканевые

Важнейшими подвижными фагоцитами являются белые кровяные клетки - лейкоциты. Они эмигрируют в очаг воспаления и реализуют защитные функции. Фагоцитоз лейкоцитов предполагает обнаружение, поглощение и деструкцию чужеродных объектов, а также собственных погибших или поврежденных клеток. После выполнения своих функций часть лейкоцитов движется в сосудистое русло и продолжает циркулировать в крови, а другая - подвергается апоптозу или дистрофическим изменениям. "Непрофессиональная" группа состоит из фибробластов, ретикулярных и эндотелиальных клеток, которые имеют низкую фагоцитарную активность.

Процесс фагоцитоза: первая стадия

Рассмотрим, как происходит процесс борьбы с вредоносными организмами. Ученые выделяют четыре стадии фагоцитоза. Первая представляет собой сближение: фагоцит приближается к чужеродному объекту. Это происходит либо в результате случайного столкновения, либо в результате активного направленного передвижения - хемотаксиса. Различают два вида хемотаксиса - положительный (движение к фагоциту) и отрицательный (движение от фагоцита). Как правило, положительный хемотаксис осуществляется к участку повреждения тканей, а также вызывается микробами и их продуктами.

Прилипание фагоцитов к чужеродному агенту

После сближения клетки-"защитника" с вредоносной частицей начинается вторая стадия. Она заключается в прилипании. Фагоцит достигает объекта, касается его и прикрепляется. Например, лейкоциты, прибывшие в очаг воспаления и прилипшие к стенке сосуда, не отрываются от нее даже, несмотря на большую скорость кровотока. Механизм прилипания осуществляется благодаря поверхностному заряду фагоцита. Как правило, он отрицательный, а поверхность объектов фагоцита заряжена положительно. В этом случае наблюдается наилучшая адгезия. Отрицательно заряженные частицы, к примеру, опухолевые, захватываются фагоцитами значительно хуже. Тем не менее существует прилипание и к таким частицам. Оно осуществляется благодаря действию мукополисахаридов, имеющихся на поверхности мембран фагоцитов, а также посредством уменьшения вязкости цитоплазмы и обволакивания сывороточными белками чужеродного агента.

Третья стадия фагоцитоза

После прилипания к чужеродному объекту фагоцит приступает к его поглощению, которое может происходить двумя путями. В месте контакта оболочка чужеродного объекта, а затем и сам объект втягивается в клетку. При этом над объектом смыкаются свободные края мембраны, и в итоге образуется обособленная вакуоль, содержащая внутри себя вредоносную частицу. Второй путь поглощения - возникновение псевдоподий, обволакивающих чужеродные частицы и смыкающихся на ними. В итоге они оказываются заключенными в вакуоли внутри клеток. Как правило, при помощи псевдоподий фагоциты поглощают микрогрибы. Втягивание или обволакивание вредоносного объекта становится возможным благодаря тому, что оболочка фагоцита наделена сократительными свойствами.

Внутриклеточное расщепление "вредителя"

Четвертая стадия фагоцитоза предполагает внутриклеточное переваривание. Происходит это следующим образом. В вакуоль, содержащую чужеродную частицу, входят лизосомы, имеющие комплекс пищеварительных ферментов, которые активируются и изливаются. При этом образуется среда, в которой легко происходит расщепление биологических макромолекул рибонуклеазы, амилазы, протеазы и липазы. Благодаря активизирующимся ферментам происходит уничтожение и переваривание, а затем и выброс продуктов распада из вакуоли. Теперь вы знаете, каковы все четыре стадии фагоцитоза. Защита организма осуществляется поэтапно: сначала происходит сближение фагоцита и объекта, затем аттракция, то есть расположение вредоносной частицы на поверхности "защитника", а после - поглощение и переваривание вредителя.

Незавершенный и завершенный фагоцитоз. В чем их отличия?

В зависимости от того, каков будет результат внутриклеточного переваривания чужеродных частиц, выделяют два вида - завершенный и незавершенный фагоцитоз. Первый завершается полным разрушением объекта и выведением продуктов распада в окружающую среду. Незавершенный фагоцитоз - что это такое? Термин означает, что чужеродные клетки, поглощенные фагоцитами, остаются жизнеспособными. Они могут разрушить вакуоль или использовать ее в качестве "почвы" для размножения. Примером незавершенного фагоцитоза является поглощение гонококков в организме, не имеющем к ним иммунитета. При незавершенном процессе фагоцитоза болезнетворные микроорганизмы сохраняются внутри фагоцитов, а также разносятся по всему организму. Так, в месте фагоцитоз становится проводником болезни, помогая вредителям распространяться и размножаться.

Причины нарушения процесса внутриклеточного переваривания

Нарушение фагоцитоза возникает из-за дефектов в процессе образования фагоцитов, а также при подавлении активности подвижных клеток-"защитников". Кроме того, негативное изменение внутриклеточного переваривания возможно из-за наследственных заболеваний, таких как болезни Альдера и Чедяка-Хигаши. Нарушение образования фагоцитов, в том числе и регенерации лейкоцитов, часто возникает при радиоактивном облучении или из-за наследственной нейтропении. Подавление активности фагоцитов может происходить из-за дефицита некоторых гормонов, электролитов и витаминов. Также гликолитические яды и микробные токсины отрицательно воздействуют на функционирование фагоцитов. Надеемся, благодаря нашей статье, вы легко сможете ответить на вопрос: "Фагоцитоз - что это такое?". Удачи!

Защитная роль подвижных клеток крови и тканей была впервые обнаружена И. И. Мечниковым в 1883 г. Он назвал эти клетки фагоцитами и сформулировал основные положения фагоцитарной теории иммунитета.Фагоцитоз - поглощение фагоцитом крупных макромолекулярных комплексов или корпускул, бактерий. Клетки-фагоциты: нейтрофилы и моноциты/макрофаги. Фагоцитировать могут также эозинофилы (наиболее эффективны при антигельминтном иммунитете). Процесс фагоцитоза усиливают опсонины, обволакивающие объект фагоцитоза. Моноциты составляют 5-10 %, а нейтрофилы 60-70 % лейкоцитов крови. Поступая в ткань моноциты формируют популяцию тканевых макрофагов: купферовские клетки (или звездчатые ретикулоэндотелиоциты печени), микроглия ЦНС, остеокласты костной ткани, альвеолярные и интерстициальные макрофаги).

Процесс фагоцитоза . Фагоциты направленно перемещаются к объекту фагоцитоза, реагируя на хемоаттрактанты: вещества микробов, активированные компоненты комплемемента (С5a, C3a) и цитокины.
Плазмалемма фагоцита обхватывает бактерии или другие корпускулы и собственные поврежденные клетки. Затем объект фагоцитоза окружается плазмалеммой и мембранная везикула (фагосома), погружается в цитоплазму фагоцита. Мембрана фагосомы сливается с лизосомой и фагоцитированный микроб разрушается, pН закисляется до 4,5; активируются ферменты лизосомы. Фагоцитированный микроб разрушается под действием ферментов лизосом, катионных белков дефенсинов, катепсина G, лизоцима и др. факторов. При окислительном (дыхательном) взрыве в фагоците образуются токсичные антимикробные формы кислорода – перекись водорода H 2 O 2 , суперосиданион O 2 - , гидроксильный радикал ОH - , синглетный кислород. Кроме этого антимикробным действием обладают окись азота и радикал NO - .
Макрофаги выполняют защитную функцию еще до взаимодействия с другими иммунокомпетентными клетками (неспецифическая резистентность). Активация макрофага происходит после разрушения фагоцитируемого микроба, его процессинга (переработки) и презентации (представлении) антигена T-лимфоцитам. В заключительную стадию иммунного ответа Т-лимфоциты выделяют цитокины, активирующие макрофаги (приобретенный иммунитет). Активированные макрофаги вместе с антителами и активированным комплементом (С3b) осуществляют более эффективный фагоцитоз (иммунный фагоцитоз), разрушая фагоцитированные микробы.

Фагоцитоз может быть завершенным, завершающимся гибелью захваченного микроба, и незавершенным, при котором микробы не погибают. Примером незавершенного фагоцитоза является фагоцитоз гонококков, туберкулезных палочек и лейшманий.

Все фагоцитирующие клетки организма, по И. И. Мечникову, подразделяются на макрофаги и микрофаги. К микрофагам относятся полиморфно-ядерные гранулоциты крови: нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Макрофаги различных тканей организма (соединительной ткани, печени, легких и др.) вместе с моноцитами крови и их костномозговыми предшественниками (промоноциты и монобласты) объединены в особую систему мононуклеарных фагоцитов (СМФ). СМФ филогенетически более древняя по сравнению с иммунной системой. Она формируется в онтогенезе достаточно рано и имеет определенные возрастные особенности.

Микрофаги и макрофаги имеют общее миелоидное происхождение - от полипотентной стволовой клетки, которая является единым предшественником грануло- и моноцитопоэза. В периферической крови содержится больше гранулоцитов (от 60 до 70 % всех лейкоцитов крови), чем моноцитов (от 1 до 6 %). Вместе с тем длительность циркуляции моноцитов в крови значительно больше (полупериод 22 ч), чем короткоживущих гранулоцитов (полупериод 6,5 ч). В отличие от гранулоцитов крови, являющихся зрелыми клетками, моноциты, покидая кровяное русло, в соответствующем микроокружении созревают в тканевые макрофаги. Внесосудистый пул мононуклеарных фагоцитов в десятки раз превышает их число в крови. Особенно богаты ими печень, селезенка, легкие.

Все фагоцитирующие клетки характеризуются общностью основных функций, сходством структур и метаболических процессов. Наружная плазматическая мембрана всех фагоцитов является активно функционирующей структурой. Она отличается выраженной складчатостью и несет множество специфических рецепторов и антигенных маркеров, которые постоянно обновляются. Фагоциты снабжены высокоразвитым лизосомным аппаратом, в котором содержится богатый арсенал ферментов. Активное участие лизосом в функциях фагоцитов обеспечивается способностью их мембран к слиянию с мембранами фагосом или с наружной мембраной. В последнем случае происходит дегрануляция клеток и сопутствующая секреция лизосомных ферментов во внеклеточное пространство.

Фагоцитам присущи три функции:

1 - защитная, связанная с очисткой организма от инфекционных агентов, продуктов распада тканей и т. д.;

2 - представляющая, заключающаяся в презентации антигенных эпитопов на мембране фагоцита;

3 - секреторная, связанная с секрецией лизосомных ферментов и других биологически активных веществ - монокинов, играющих важную роль в иммуногенезе.

Рис 1. Функции макрофага.

В соответствии с перечисленными функциями различают следующие последовательно протекающие стадии фагоцитоза.

1. Хемотаксис - целенаправленное передвижение фагоцитов в направлении химического градиента хемоаттрактантов в окружающей среде. Способность к хемотаксису связана с наличием на мембране специфических рецепторов для хемоаттрактантов, в качестве которых могут выступать бактериальные компоненты, продукты деградации тканей организма, активированные фракции системы комплемента - С5а, С3а, продукты лимфоцитов- лимфокины.

2. Адгезия (прикрепление) также опосредована соответствующими рецепторами, но может протекать в соответствии с законами неспецифического физико-химического взаимодействия. Адгезия непосредственно предшествует эндоцитозу (захвату).

3. Эндоцитоз является основной физиологической функцией так называемых профессиональных фагоцитов. Различают фагоцитоз - в отношении частиц с диаметром не менее 0,1 мкм и пиноцитоз - в отношении более мелких частиц и молекул. Фагоцитирующие клетки способны захватывать инертные частицы угля, кармина, латекса, обтеканием их псевдоподиями без участия специфических рецепторов. В то же время фагоцитоз многих бактерий, дрожжеподобных грибов рода Саndida и других микроорганизмов опосредован специальными маннозофукозными рецепторами фагоцитов, распознающими углеводные компоненты поверхностных структур микроорганизмов. Наиболее эффективным является фагоцитоз, опосредованный рецепторами, для Fс-фрагмента иммуноглобулинов и для СЗ-фракции комплемента. Такой фагоцитоз называют иммунным, так как он протекает при участии специфических антител и активированной системы комплемента, опсонизирующих микроорганизм. Это делает клетку высокочувствительной к захвату фагоцитами и приводит к последующей внутриклеточной гибели и деградации. В результате эндоцитоза образуется фагоцитарная вакуоль – фагосома. Следует подчеркнуть, что эндоцитоз микроорганизмов в большой степени зависит от их патогенности. Лишь авирулентные или низковирулентные бактерии (бескапсульные штаммы пневмококка, штаммы стрептококка, лишенные гиалуроновой кислоты и М-протеина) фагоцитируются непосредственно. Большинство бактерий, наделенных факторами агрессивности, (стафилококки- А-протеином, кишечные палочки- выраженным капсульным антигеном, сальмонеллы - Vi -антигеном и др.), фагоцитируются, только после их опсонизации комплементом или (и) антителами.

Презентативная, или представляющая, функция макрофагов состоит в фиксации на наружной мембране антигенных эпитопов микроорганизмов. В таком виде они бывают представлены макрофагами для их специфического распознавания клетками иммунной системы - Т-лимфоцитами.

Секреторная функция заключается в секреции биологически активных веществ - монокинов мононуклеарными фагоцитами. К ним относятся вещества, оказывающие регулирующее действие на пролиферацию, дифференциацию и функции фагоцитов, лимфоцитов, фибробластов и других клеток. Особое место среди них занимает интерлейкин- 1 (ИЛ-1), который секретируется макрофагами. Он активирует многие функции Т-лимфоцитов, в том числе продукцию лимфокина - интерлейкина-2 (ИЛ-2). ИЛ-1 и ИЛ-2 являются клеточными медиаторами, участвующими в регуляции иммуногенеза и разных форм иммунного ответа. Одновременно ИЛ-1 обладает свойствами эндогенного пирогена, поскольку он индуцирует лихорадку, действуя на ядра переднего гипоталамуса. Макрофаги продуцируют и секретируют такие важные регуляторные факторы, как простагландины, лейкотриены, циклические нуклеотиды с широким спектром биологической активности.

Наряду с этим фагоциты синтезируют и секретируют ряд продуктов с преимущественно эффекторной активностью: антибактериальной, антивирусной и цитотоксической. К ним относятся кислородные радикалы (О 2 , Н 2 О 2), компоненты комплемента, лизоцим и другие лизосомные ферменты, интерферон. За счет этих факторов фагоциты могут убивать бактерии не только в фаголизосомах, но и вне клеток, в ближайшем микроокружении. Этими секреторными продуктами может быть опосредовано также цитотоксическое действие фагоцитов на различные клетки-мишени в клеточно-опосредованных реакциях иммунитета, например в реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ), при отторжении гомотрансплантатов, в противоопухолевом иммунитете.

Рассмотренные функции фагоцитирующих клеток обеспечивают их активное участие в поддержании гомеостаза организма, в процессах воспаления и регенерации,- в неспецифической противоинфекционной защите, а также в иммуногенезе и реакциях специфического клеточного иммунитета (ГЗТ). Раннее вовлечение фагоцитирующих клеток (сначала - гранулоцитов, затем - макрофагов) в ответную реакцию на любую инфекцию или какое-либо повреждение объясняется тем, что микроорганизмы, их компоненты, продукты некроза тканей, белки сыворотки крови, вещества, секретируемые другими клетками, являются хемоаттрактантами для фагоцитов. В очаге воспаления происходит активация функций фагоцитов. Макрофаги приходят на смену микрофагам. В тех случаях, когда воспалительной реакции с участием фагоцитов оказывается недостаточно для очищения организма от возбудителей, тогда секреторные продукты макрофагов обеспечивают вовлечение лимфоцитов и индукцию специфического иммунного ответа.

Система комплемента. Системой комплемента называют многокомпонентную самособирающуюся систему белков сыворотки крови, которая играет важную роль в поддержании гомеостаза. Она способна активироваться в процессе самосборки, т. е. последовательного присоединения к образующемуся комплексу отдельных белков, которые называются компонентами, или фракциями комплемента. Таких фракций известно девять. Они продуцируются клетками печени, мононуклеарными фагоцитами и содержатся в сыворотке крови в неактивном состоянии. Процесс активации комплемента может запускаться (инициироваться) двумя разными путями, получившими названия классический и альтернативны.

При активации комплемента классическим путем инициирующим фактором является комплекс антиген - антитело (иммунный комплекс). Причем антитела только двух классов IgG и IgM в составе иммунных комплексов могут инициировать активацию комплемента благодаря наличию в структуре их Fс- фрагментов участков, связывающих С1- фракцию комплемента. При присоединении С1 к комплексу антиген - антитело образуется фермент (С1-эстераза), под действием которого формируется энзиматически активный комплекс (С4b, С2а), называемый С3-конвертазой. Данный фермент расщепляет СЗ на СЗа и СЗb. При взаимодействии субфракции СЗb с С4 и С2 образуется пептидаза, действующая на С5. Если инициирующий иммунный комплекс связан с клеточной мембраной, то самособирающийся комплекс С1, С4, С2, СЗ обеспечивает фиксацию на ней активированной фракции С5, а затем С6 и С7. Последние три компонента совместно способствуют фиксации С8 и С9. При этом два набора фракций комплемента - С5а, С6, С7, С8 и С9 - составляют мембраноатакуюший комплекс, после присоединения которого к клеточной мембране клетка лизируется из-за необратимых повреждений структуры ее мембраны. В том случае, если активация комплемента по классическому пути происходит при участии иммунного комплекса эритроцит - антиэритроцитарный Ig, происходит гемолиз эритроцитов; если иммунный комплекс состоит из бактерии и антибактериального Ig, происходит лизис бактерий, (бактериолизис).

Таким образом, при активации комплемента классическим путем ключевыми компонентами являются С1 и СЗ, продукт расщепления которого С3b активирует терминальные компоненты мембраноатакующего комплекса (С5 - С9).

Существует возможность активации СЗ с образованием СЗb при участии СЗ-конвертазы альтернативного пути, т. е. минуя первые три компонента: С1, С4 и С2. Особенность альтернативного пути активации комплемента состоит в том, что инициация может происходить без участия комплекса антиген-антитело за счет полисахаридов бактериального происхождения - липополисахарида (ЛПС) клеточной стенки грамотрицательных бактерий, поверхностных структур вирусов, иммунных комплексов, включающих IgA и IgE .

зависимые и кислород-независимые механизмы бактерицидности. Опсонины. Методы

изучения фагоцитарной активности клеток.

Фагоцитоз ― процесс, при котором специально предназначенные для этого клетки крови и

тканей организма (фагоциты) захватывают и переваривают твёрдые частицы.

Осуществляется двумя разновидностями клеток: циркулирующими в крови зернистыми

лейкоцитами (гранулоцитами) и тканевыми макрофагами.

Стадии фагоцитоза:

1. Хемотаксис . В реакции фагоцитоза более важная роль принадлежит положительному

хемотаксису. В качестве хемоаттрактантов выступают продукты выделяемые

микроорганизмами и активированными клетками в очаге воспаления (цитокины, лейкотриен

В4, гистамин), а также продукты расщепления компонентов комплемента (С3а, С5а),

протеолитические фрагменты факторов свертывания крови и фибринолиза (тромбин,

фибрин), нейропептиды, фрагменты иммуноглобулинов и др. Однако, «профессиональными»

хемотаксинами служат цитокины группы хемокинов. Ранее других клеток в очаг воспаления

мигрируют нейтрофилы, существенно позже поступают макрофаги. Скорость

хемотаксического перемещения для нейтрофилов и макрофагов сопоставима, различия во

времени поступления, вероятно, связаны с разной скоростью их активации.

2. Адгезия фагоцитов к объекту. Обусловлена наличием на поверхности фагоцитов

рецепторов для молекул, представленных на поверхности объекта (собственных или

связавшихся с ним). При фагоцитозе бактерий или старых клеток организма хозяина

происходит распознавание концевых сахаридных групп ― глюкозы, галактозы, фукозы,

маннозы и др., которые представлены на поверхности фагоцитируемых клеток.

Распознавание осуществляется лектиноподобными рецепторами соответствующей

специфичности, в первую очередь маннозосвязывающим белком и селектинами,

присутствующими на поверхности фагоцитов. В тех случаях, когда объектами фагоцитоза

являются не живые клетки, а кусочки угля, асбеста, стекла, металла и др., фагоциты

предварительно делают объект поглощения приемлемым для осуществления реакции,

окутывая его собственными продуктами, в том числе компонентами межклеточного

матрикса, который они продуцируют. Хотя фагоциты способны поглощать и разного рода

«неподготовленные» объекты, наибольшей интенсивности фагоцитарный процесс достигает

при опсонизации, т. е. фиксации на поверхности объектов опсонинов к которым у фагоцитов

есть специфические рецепторы - к Fc-фрагменту антител, компонентам системы

комплемента, фибронектину и т. д.

3. Активация мембраны . На этой стадии осуществляется подготовка объекта к погружению.

Происходит активация протеинкиназы С, выход ионов кальция из внутриклеточных депо.

Большое значение играют переходы золь-гель в системе клеточных коллоидов и актино-

миозиновые перестройки.

4. Погружение . Происходит обволакивание объекта.

5. Образование фагосомы . Замыкание мембраны, погружение объекта с частью мембраны

фагоцита внутрь клетки.

6. Образование фаголизосомы . Слияние фагосомы с лизосомами, в результате чего

образуются оптимальные условия для бактериолиза и расщепления убитой клетки.

Механизмы сближения фагосомы и лизосом неясны, вероятно имеется активное

перемещение лизосом к фагосомам.

7. Киллинг и расщепление . Велика роль клеточной стенки перевариваемой клетки. Основные

вещества участвующие в бактериолизе: пероксид водорода, продукты азотного метаболизма,

лизоцим и др. Процесс разрушения бактериальных клеток завершается благодаря активности

протеаз, нуклеаз, липаз и других ферментов, активность которых оптимальна при низких

значениях pH.

8. Выброс продуктов деградации .

Фагоцитоз может быть:

Завершённым (киллинг и переваривание прошло успешно);

Незавершённым (для ряда патогенов фагоцитоз является необходимой ступенью их жизненного цикла, например, у микобактерий и гонококков).

Кислородзависимая микробицидная активность реализуется через образование значительного количества продуктов с токсическим действием, повреждающих микроорганизмы и окружающие структуры. За их образование ответственны НЛДФ-оксидаза (флавопротедо-цитохромредуктаза) плазматической мембраны и цитохром b, в присутствии хинонов этот, комплекс трансформирует 02 в анион супероксида (02-). Последний проявляет выраженное повреждающее действие, а также быстро трансформируется в перекись водорода по схеме: 202 + Н20 = Н202 + О2 (процесс

катализирует фермент супероксид дисмутаза).

Опсонины - белки, усиливающие фагоцитоз: IgG, белки острой фазы (С-реакгивный протеин,

маннансвязывающий лектин); липополисахаридсвязывающий протеин, компоненты комплемента - СЗb, С4Ь; сурфактантные протеины легких SP-A, SP-D.

Методы изучения фагоцитарной активности клеток.

Для оценки фагоцитарной активности лейкоцитов периферической крови к цитратной крови, взятой из пальца, в объеме 0,2 мл, добавляют 0,25 мл взвеси микробной культуры с концентрацией 2 млрд. микробов в 1 мл.

Смесь инкубируют 30 мин при 37°С, центрифугируют при 1500 об/мин в течение 5-6 мин, удаляют надосадочную жидкость. Осторожно отсасывают тонкий серебристый слой лейкоцитов, готовят мазки, сушат, фиксируют, красят краской Романовского-Гимза. Препараты сушат и микроскопируют.

Подсчет поглощенных микробов ведут в 200 нейтрофилах (50 моноцитов). Интенсивность реакции оценивают по следующим показателям:

1. Фагоцитарный показатель (фагоцитарная активность) - процент фагоцитов из числа сосчитанных клеток.

2. Фагоцитарное число (фагоцитарный индекс) - среднее число микробов, поглощенное одним активным фагоцитом.

Для определения переваривающей способности лейкоцитов периферической крови готовят смесь взятой крови и суспензии микроорганизма и выдерживают в термостате при 37°С 2 часа. Приготовление мазков аналогично. При микроскопии препарата жизнеспособные микробные клетки увеличены в размерах, переваренные же менее интенсивно окрашены, меньших размеров. Для оценки переваривающей функции используют показатель завершенности фагоцитоза – отношение количества переваренных микробов к общему числу поглощенных микробов, выраженное в процентах.

"

Чаще всего от взрослых, воспитанных разномастными телешоу, мы узнаем, что иммунитет живет в кишечнике. Важно все мыть, кипятить, правильно питаться, насыщать организм полезными бактериями и все в таком духе.

Но для иммунитета имеет значение не только это. В 1908 году российский ученый И.И. Мечников получил Нобелевскую премию в области физиологии, рассказав (и доказав) всему миру о наличии вообще и важности в частности фагоцитоза в работе

Фагоцитоз

Защита нашего организма от вредоносных вирусов и бактерий происходит в крови. Общий принцип работы такой: есть клетки-маркеры, они видят врага и помечают его, а клетки-спасатели по меткам находят чужака и уничтожают.

Фагоцитоз - это процесс уничтожения, то есть поглощения вредоносных живых клеток и неживых частиц другими организмами или специальными клетками - фагоцитами. Насчитывается их 5 видов. А сам процесс протекает в течение примерно 3-х часов и включает 8 этапов.

Этапы фагоцитоза

Давайте рассмотрим подробнее, что представляет собой фагоцитоз. Это процесс очень упорядоченный и системный:

Сначала фагоцит замечает объект воздействия и движется к нему - этот этап называют хемотаксисом;

Догнав объект, клетка прочно приклеивается, прикрепляется к нему, т. е. адгезируется;

Потом начинает активировать свою оболочку - внешнюю мембрану;

Вот теперь начинается собственно сам явление ознаменуется образованием псевдоподий вокруг объекта;

Постепенно фагоцит заключает вредоносную клетку внутрь себя, под свою мембрану, так образуется фагосома;

На данном этапе происходит слияние фагосом и лизосом;

Теперь можно все переварить - уничтожить;

На заключительном этапе остается только выбросить продукты переваривания.

Все! Процесс уничтожения вредоносного организма завершен, он погиб под действием сильных пищеварительных ферментов фагоцита или в результате дыхательного взрыва. Наши победили!

Шутки шутками, но фагоцитоз - это очень важный механизм работы защитной системы организма, который присущ людям и животным, более того - позвоночным и беспозвоночным организмам.

Действующие лица

В фагоцитозе участвуют не только сами фагоциты. Невзирая на то что упомянутые активные клетки всегда готовы к бою, они были бы абсолютно бесполезны без цитокинов. Ведь фагоцит, если так можно выразиться, слеп. Сам он не различает своих и чужих, точнее, просто не видит ничего.

Цитокины - это сигнализация, своего рода поводырь для фагоцитов. У них-то как раз отличное "зрение", они прекрасно разбираются, кто есть кто. Заприметив вирус или бактерию, они клеят на него маркер, по которому, как по запаху, фагоцит его найдет.

Самые главные цитокины - это так называемые молекулы трансфер-факторы. С их помощью фагоциты не только узнают, где враг, но и общаются между собой, зовут на помощь, будят лейкоцитов.

Получая прививку, мы тренируем именно цитокинов, учим их распознавать нового врага.

Виды фагоцитов

Клетки, способные к фагоцитозу, делят на профессиональных и непрофессиональных фагоцитов. Профессионалы это:

моноциты - относятся к лейкоцитам, имеют прозвище "дворники", которое получили за уникальную способность к поглощению (если можно так выразиться, у них очень хороший аппетит);

Макрофаги - большие пожиратели, которые употребляют мертвые и поврежденные клетки и способствуют образованию антител;

Нейтрофилы - всегда первыми прибывают к очагу инфекции. Они наиболее многочисленны, хорошо нейтрализуют врагов, но и сами тоже погибают при этом (своего рода камикадзе). Кстати, гной - это мертвые нейтрофилы;

Дендриты - специализируются на патогенах и работают в контакте с окружающей средой,

Тучные клетки - прародители цитокинов, а еще поглотители грамотрицательных бактерий.