Головна · Діагностика · Макрофаги. Різноманітність фенотипів та функцій, взаємодія з чужорідними матеріалами. Запальний процес. Макрофаги Єдиним джерелом антитіл в організмі є макрофаги

Макрофаги. Різноманітність фенотипів та функцій, взаємодія з чужорідними матеріалами. Запальний процес. Макрофаги Єдиним джерелом антитіл в організмі є макрофаги

До мікрофаг Мечников відніс зернисті поліморфноядерні лейкоцити крові, які, емігруючи з кровоносних судин, виявляють енергійний фагоцитоз головним оброзом по відношенню до бактерій, і набагато меншою мірою (на противагу макрофагам) до різних продуктів тканинного розпаду.

Особливо добре проявляється фагоцитарна діяльність мікрофагів у гное, що містить бактерії.

Від макрофагів мікрофаги відрізняються ще й тим, що не сприймають вітального забарвлення.

Макрофаги містять ферменти для травлення фагоцитованих речовин. Ці ферменти містяться у вакуолях (бульбашках), званих лізосомами, і здатні розщеплювати білки, жири, вуглеводи та нуклеїнові кислоти.

Макрофаги очищають організм людини від частинок неорганічного походження, а також від бактерій, вірусних частинок, клітин, що відмирають, токсинів – отруйних речовин, що утворюються при розпаді клітин або вироблюваних бактеріями. Крім того, макрофаги виділяють в кров деякі гуморальні і секреторні речовини: елементи комплементу С2, С3, С4, лізоцим, інтерферон, інтерлейкін-1, простагландини, о-макроглобулін, монокіни, що регулюють імунну відповідь, цитоксини - отруйні для клітин речовини.

Макрофаги мають тонкий механізм розпізнавання чужорідних частинок антигенної природи. Вони розрізняють і швидко поглинають старі та новонароджені еритроцити, не чіпаючи нормальних еритроцитів. Довгий час за макрофагами було закріплено роль «чистильників», але вони є і першою ланкою спеціалізованої системи захисту. Макрофаги, включаючи антиген у цитоплазму, розпізнають його ферментами. З лізосом виділяються речовини, які розчиняють антиген протягом приблизно 30 хв, після чого він виводиться з організму.

Антиген проявляється та пізнається макрофагом, після чого переходить до лімфоцитів. Нейтрофільні гранулоцити (нейтрофіли або мікрофаги) також формуються в кістковому мозку, звідки надходять у кровотік, в якому циркулюють протягом 6-24 год.

На відміну від макрофагів дозрілі мікрофаги отримують енергію не від дихання, а від гліколізу, як прокаріоти, тобто стають анаеробами, і можуть здійснювати свою діяльність у безкисневих зонах, наприклад в ексудатах при запаленні, доповнюючи діяльність макрофагів. Макрофаги та мікрофаги на своїй поверхні несуть рецептори до імуноглобуліну JgJ та до елемента комплементу С3, які допомагають фагоциту у розпізнаванні та прикріпленні антигену до поверхні його клітини. Порушення діяльності фагоцитів досить часто проявляється у вигляді повторюваних гнійно-септичних захворювань, таких як хронічна пневмонія, піодермія, остеомієліт та ін.

При низці інфекцій виникають різні придбання фагоцитозу. Так, туберкульозні мікобактерії не руйнуються під час фагоцитування. Стафілокок гальмує поглинання його фагоцитом. Порушення діяльності фагоцитів призводить також до розвитку хронічного запалення та хвороб, пов'язаних з тим, що накопичений макрофагами матеріал від розкладання фагоцитованих речовин не може бути виведений з організму через недостатність деяких ферментів фагоциту. Патологія фагоцитозу може бути пов'язана із порушенням взаємодії фагоцитів з іншими системами клітинного та гуморального імунітету.

Фагоцитозу сприяють нормальні антитіла та імуноглобуліни, комплемент, лізоцим, лейкіни, інтерферон та ряд інших ферментів та секретів крові, що попередньо обробляють антиген, роблячи його більш доступним для захоплення та перетравлення фагоцитом.

У 1970-х роках була сформульована гіпотеза про систему мононуклеарних фагоцитів, відповідно до якої макрофаги є кінцевою стадією диференціювання моноцитів крові, які, у свою чергу, походять з мультипотентних стовбурових клітин крові в кістковому мозку. Проте дослідження, проведені в 2008-2013 роках, показали, що макрофаги тканин дорослих мишей представлені двома популяціями, які відрізняються за своїм походженням, механізмом підтримки чисельності та функцій. Перша популяція це тканинні або резидентні макрофаги. Вони походять з еритромієлоїдних попередників (що не мають відношення до стовбурових клітин крові) жовткового мішка та ембріональної печінки та заселяють тканини на різних етапах ембріогенезу. Резидентні макрофаги набувають тканеспецифічних характеристик і підтримують свою чисельність за рахунок проліферації in situ без будь-якої участі моноцитів. До довготривалих тканинних макрофаг відносять купферівські клітини печінки, мікроглію центральної нервової системи, альвеолярні макрофаги легень, перитонеальні макрофаги черевної порожнини, клітини Лангерганса шкіри, макрофаги червоної пульпи селезінки.

Друга популяція представлена ​​щодо короткоживучих макрофагів моноцитарного (кістномозкового) походження. Відносний вміст таких клітин у тканині залежить від її типу та віку організму. Так макрофаги кістковомозкового походження становлять менше 5% всіх макрофагів головного мозку, печінки та епідермісу, невелику частку макрофагів легень, серця та селезінки (проте ця частка збільшується з віком організму) та більшу частину макрофагів власної платівки слизової оболонки кишечника. Кількість макрофагів моноцитарного походження різко збільшується при запаленні та нормалізується після його закінчення.

Активація макрофагів

In vitro, під впливом екзогенних стимулів макрофаги можуть активуватися. Активація супроводжується суттєвою зміною профілю експресії генів та формуванням клітинного фенотипу специфічного для кожного типу стимулів. Історично першими були відкриті два багато в чому протилежні типи активованих макрофагів, які за аналогією з Th1/Th2 назвали M1 і M2. Макрофаги типу М1 диференціюються ex vivo за стимуляції попередників інтерфероном γ за участю фактора транскрипції STAT1. Макрофаги типу М2 диференціюються ex vivo при стимуляції інтерлейкіном 4 (через STAT6).

Довгий час М1 та М2 були єдиними відомими типами активованих макрофагів, що дозволило сформулювати гіпотезу про їх поляризацію. Однак до 2014 року накопичилися відомості, що вказують на існування цілого спектра активованих станів макрофагів, які не відповідають ні М1, ні М2. В даний час немає переконливих доказів того, що активовані стани макрофагів, що спостерігаються in vitro, відповідають тому, що відбувається в живому організмі, і ці стани є постійними або тимчасовими.

Макрофаги, асоційовані з пухлиною

Злоякісні пухлини впливають на своє тканинне мікрооточення, у тому числі і на макрофаги. Моноцити крові інфільтрують пухлину і під впливом сигнальних молекул, секретованих пухлиною (M-CSF, GM-CSF, IL4, IL10, TGF-β), диференціюються в макрофаги з "антизапальним" фенотипом і, пригнічуючи антипухлинний імунітет і стимулювання сприяють росту та метастазування пухлини.

Макрофаги (моноцити, клітини фон Купфера, клітини Лангерханса, гістіофаги, альвеолоцити та ін.) здатні ефективно захоплювати та внутрішньоклітинно руйнувати різні мікроби та ушкоджені структури.

Мікрофаги (гранулоцити: нейтрофіли, еозинофіли, базофіли, тромбоцити, ендотеліоцити, клітини мікроглії та ін.) меншою мірою, але також здатні захоплювати та пошкоджувати мікроби.

У фагоцитах у процесі всіх стадій фагоцитозу мікробів активізується як киснева залежна, так і киснезалежна мікробіцидні системи.

Головні компоненти кисневої мікробіцидної системи фагоцитів - мієлопероксидаза, каталаза та активні форми кисню (синглетний кисень - 02, радикал супероксиду - 02, гідроксильний радикал - ВІН, перекис водню - Н202).

Основні компоненти кисненезалежної мікробіцидної системи фагоцитів - лізоцим (мурамідаза), лактоферин, катіонні білки, Н+ іони (ацидоз), гідролази лізосом.

3. Гуморальні бактерицидні та бактеріостатичні фактори:

Лізоцим, руйнуючи мурамінову кислоту пептидогліканів стінки грампозитивних бактерій, вивищує їх осмотичний лізис;

Лактоферрин, змінюючи метаболізм заліза в мікробах, порушує їхній життєвий цикл і нерідко призводить до їхньої загибелі;

- (3-лізини бактерицидні для більшості грампозитивних бактерій;

Фактори комплементу, які опсонізують, активізують фагоцитоз мікробів;

Система інтерферонів (особливо і у) виявляє виразну неспецифічну противірусну активність;

Діяльність як мікроворсинок та залозистих клітин слизової оболонки повітроносних шляхів, так і потових та сальних залоз шкіри, що виділяють відповідні секрети (мокроту, піт і сало), сприяє видаленню з організму певної кількості різних мікроорганізмів.

Фагоцитоз, процес активного захоплення та поглинання живих та неживих частинок одноклітинними організмами або особливими клітинами (фагоцитами) багатоклітинних тварин організмів. Явище Ф. було відкрито І. І. Мечниковим, який простежив його еволюцію та з'ясував роль цього процесу у захисних реакціях організму вищих тварин і людини, головним чином при запаленні та імунітеті. Велику роль Ф. грає при загоєнні ран. Здатність захоплювати і перетравлювати частинки є основою харчування примітивних організмів. У процесі еволюції ця здатність поступово перейшла до окремих спеціалізованих клітин, спочатку травних, а потім – до особливих клітин сполучної тканини. У людини та ссавців тварин активними фагоцитами є нейтрофіли (мікрофаги, або спеціальні лейкоцити) крові та клітини ретикуло-ендотеліальної системи, здатні перетворюватися на активні макрофаги. Нейтрофіли фагоцитують дрібні частинки (бактерії і т.п.), макрофаги здатні поглинати більші частинки (загиблі клітини, їх ядра або фрагменти тощо). Макрофаги здатні також накопичувати негативно заряджені частинки барвників та колоїдних речовин. Поглинання дрібних колоїдних частинок називають ультрафагоцитозом, або колоїдопексією.

Фагоцитоз вимагає витрати енергії та пов'язаний насамперед з активністю клітинної мембрани та внутрішньоклітинних органоїдів – лізосом, що містять велику кількість гідролітичних ферментів. У результаті Ф. розрізняють кілька стадій. Спочатку фагоцитована частка прикріплюється до клітинної мембрани, яка потім обволікає її і утворює внутрішньоклітинне тільце - фагосом. З оточуючих лізосом у фагосому потрапляють гідролітичні ферменти, що перетравлюють частину, що фагоцитується. Залежно від фізико-хімічних властивостей останнього перетравлення може бути повним або неповним. В останньому випадку утворюється залишкове тільце, яке може залишатися в клітці тривалий час.

Комплемент - (застарілий олексин), білковий комплекс, що виявляється у свіжій сироватці крові; важливий чинник природного імунітету у тварин та людини. Термін введений у 1899 німецькими вченими П. Ерліхом та Ю. Моргенротом. складається з 9 компонентів, які позначаються від "1 до С"9, причому перший компонент включає три субодиниці. Усі 11 білків, що входять до складу До., можна розділити імунохімічними та фізико-хімічними методами. легко руйнується при нагріванні сироватки, при тривалому її зберіганні, впливі на неї світла. бере участь у ряді імунологічних реакцій: приєднуючись до комплексу антигену з антитілом на поверхні клітинної мембрани, він викликає лізис бактерій, еритроцитів та ін. клітин, оброблених відповідними антитілами. Для руйнування мембрани та подальшого лізису клітини потрібна участь усіх 9 компонентів. Деякі компоненти К. мають ферментативну активність, причому приєднався раніше до комплексу антигену з антитілом компонент каталізує приєднання наступного. В організмі До. бере участь також у реакціях антиген - антитіло, які не викликають лізису клітин. З дією До. пов'язана стійкість організму до хвороботворних мікробів, звільнення Гістаміну при алергічних реакціях негайного типу, аутоімунні процеси. У медицині консервовані препарати К. використовують при серологічній діагностиці ряду інфекційних захворювань для виявлення антигенів і антитіл.

ІНТЕРФЕРОНИ - група низькомолекулярних глікопротеїдів, що виробляються клітинами людини або тварин у відповідь на вірусну інфекцію або під дією різних індукторів (наприклад, дволанцюгової РНК, інактивованих вірусів та ін.) і володіють противірусною дією.

Інтерферони представлені трьома класами:

альфа-лейкоцитарним, що виробляється ядерними клітинами крові (гранулоцитами, лімфоцитами, моноцитами, малодифференцованими клітинами);

бета-фібробластним- синтезованим клітинами шкірно-м'язової, сполучної та лімфоїдної тканини:

гамма-імунним - Т-лімфоцитами, що виробляються в кооперації з макрофагами, природними кілерами.

Антивірусна дія відбувається не безпосередньо при взаємодії інтерферонів з вірусом, а опосередковано через клітинні реакції. Ферменти та інгібітори, синтез яких індукований інтерфероном, блокують початок трансляції чужорідної генетичної інформації, руйнують молекули інформаційних РНК. Взаємодіючи з клітинами імунної системи стимулюють фагоцитоз, активність природних кілерів, експресію головного комплексу гістосумісності. Безпосередньо впливаючи на клітини В, інтерферон регулює процес антитілоутворення.

АНТИГЕН - Хімічні молекули, які знаходяться в мембрані клітин (або вбудовані в неї) та здатні викликати імунну відповідь, називаються антигенами. Вони поділяються на диференційовані та детерміновані. До диференційованих антигенів відносяться CD-антигени. До головного комплексу гістосумісності відноситься HLA (hyman lencocyte antigen).

Антигени поділяються на:

Токсини;

Ізоантигени;

Гетерофільні антигени;

Домашні антигени;

Гантени;

Імуногени;

Ад'юванти;

Приховані антигени.

Токсини – продукти життєдіяльності бактерій. Токсини хімічним шляхом можуть бути перетворені на анатоксини, у яких при цьому зникають токсичні властивості, але зберігаються антигенні. Ця їхня особливість використовується для приготування ряду вакцин.

А- і В-ізоантигени є мукополісахаридні антигени, проти яких в організмі завжди є антитіла (аплотинини).

За антитілами до А- і В-ізоантигенів визначаються 4 групи крові.

Гетерофільні антигени присутні у тканинних клітинах багатьох тварин, у крові людини вони відсутні.

До домашніх антигенів належать аутоантигени, до більшості яких імунна система толерантна.

Гантени - речовини, що специфічно реагують з антитілами, але не сприяють їх утворенню. Гантени утворюються при алергічних реакціях на ліки.

Імуногени (віруси та бактерії) є сильнішими в порівнянні з розчинними антигенами.

Ад'ювантами називають речовини, які під час введення антигену посилюють імунну відповідь.

Прихованим антигеном може бути сперма, яка в деяких випадках діє як чужорідний білок при травматичних ушкодженнях яєчок або змінах, викликаних паротитом.

Антигени поділяють також на:

Антигени, що є компонентами клітин;

Зовнішні антигени, які є компонентами клітин;

Аутоантигени (приховані), що не проникають до імунокомпетентних клітин.

Антигени класифікують і за іншими ознаками:

За типом викликання імунної відповіді - імуногени, алергени, толерогени, трансплантаційні);

По чужорідності – на гетеро- та аутоантигени;

За пов'язаністю з вилочковою залозою - Т-залежні та Т-незалежні;

По локалізації в організмі – О-антигени (нульові), термостабільні, високоактивні та ін);

За специфічністю для мікроорганізму-носія - видові, типові, варіантні, групові, стадійні.

Взаємодія організму з антигенами може відбуватися по-різному. Антиген може проникати всередину макрофага та бути елімінований у ньому.

При іншому варіанті можливе його з'єднання з рецепторами на поверхні макрофагу. Антиген здатний реагувати з антитілом на відростку макрофагу та входити в контакт із лімфоцитом.

Крім цього, антиген може обійти макрофаг та реагувати з антитільним рецептором на поверхні лімфоциту або проникнути в клітину.

Специфічні реакції при дії антигенів протікають по-різному:

З утворенням гуморальних антитіл (при трансформації імунобласту у плазматичну клітину);

Сенсибілізований лімфоцит перетворюється на клітину пам'яті, що призводить до утворення гуморальних антитіл;

Лімфоцит набуває властивостей лімфоциту-кілера;

Лімфоцит може перетворитися на нереагуючу клітину, якщо всі його рецептори пов'язані з антигеном.

Антигени надають клітинам здатність синтезувати антитіла, що залежить від їхньої форми, дозування та шляхи проникнення в організм.

Типи імунітету

Розрізняють два типи імунітету: специфічний та неспецифічний.

Специфічний імунітет має індивідуальний характер і формується протягом усього життя людини в результаті контакту його імунної системи з різними мікробами та антигенами. Специфічний імунітет зберігає пам'ять про перенесену інфекцію та перешкоджає її повторному виникненню.

Неспецифічний імунітет має видоспецифічний характер, тобто практично однаковий у всіх представників одного виду. Неспецифічний імунітет забезпечує боротьбу з інфекцією на ранніх етапах її розвитку, коли специфічний імунітет ще сформувався. Стан неспецифічного імунітету визначає схильність людини до різних банальних інфекцій, збудниками яких є умовно-патогенні мікроби. Імунітет буває видовим або вродженим (наприклад, людиною до збудника чуми собак) та набутим.

Природний пасивний імунітет. АТ від матері передаються дитині через плаценту, з грудним молоком. Він забезпечує короткочасну захист від інфекції, оскільки АТ витрачаються та його кількість зменшується, але забезпечують захист до формування власного імунітету.

Природний активний імунітет. Вироблення власних АТ під час контакту з антигеном. Клітини імунологічної пам'яті забезпечують найбільш стійкий, іноді довічний імунітет.

Набутий пасивний імунітет. Створюється штучно шляхом введення готових АТ (сироватки) від імунних організмів (сироватки проти дифтерії, правця, отрут змій). Імунітет такого типу також нетривалий.

Набутий активний імунітет. Невелика кількість антигенів вводять у організм як вакцини. Цей процес називають вакцинацією. Використовують убитий чи ослаблений антиген. Організм не хворіє, але виробляє АТ. Часто проводять повторне введення, і воно стимулює більш швидке та тривале утворення АТ, які забезпечують тривалий захист.

Специфіка антитіл. Кожне антитіло специфічне для певного антигену; це пов'язано з унікальною структурною організацією амінокислот у варіабельних ділянках його легких та важких ланцюжків. Амінокислотна організація має різну просторову конфігурацію для кожної антигенної специфічності, тому коли антиген вступає в контакт з антитілом, численні простетичні групи антигену як дзеркальне зображення відповідають таким же групам антитіла, завдяки чому між антитілом та антигеном здійснюється швидке та щільне зв'язування. Якщо антитіло є високоспецифічним і є багато місць зв'язку, відбувається потужне зчеплення між антитілом і антигеном за допомогою: (1) гідрофобних зв'язків; (2) водневих зв'язків; (3) іонного притягування; (4) ван-дер-вааль-сових сил. Комплекс антиген-антитіло також підпорядковується термодинамічного закону дії мас.

Структура та функції імунної системи.

Структура імунної системи Імунна система представлена ​​лімфоїдною тканиною. Це спеціалізована, анатомічно відокремлена тканина, розкидана по всьому організму як різних лімфоїдних утворень. До лімфоїдної тканини відносяться вилочкова, або зобна, заліза, кістковий мозок, селезінка, лімфатичні вузли (групові лімфатичні фолікули, або пейєрові бляшки, мигдалики, пахвові, пахові та інші лімфатичні утворення, розкидані по всьому організмі). Лімфоїдна тканина складається з ретикулярних клітин, що складають кістяк тканини, і лімфоцитів, що знаходяться між цими клітинами. Основними функціональними клітинами імунної системи є лімфоцити, що поділяються на Т-і В-лімфоцити та їх субпопуляції. Загальна кількість лімфоцитів в організмі людини досягає 1012, а загальна маса лімфоїдної тканини становить приблизно 1-2% від маси тіла.

Лімфоїдні органи ділять на центральні (первинні) та периферичні (вторинні).

Функції імунної системи Імунна система виконує функцію специфічного захисту від антигенів, що представляє собою лімфоїдну тканину, здатну комплексом клітинних і гуморальних реакцій, що здійснюються за допомогою набору імунореагентів, нейтралізувати, знешкодити, видалити, зруйнувати генетично чужорідний антиген, що потрапив в організм ззовні.

Специфічна функція імунної системи у знешкодженні антигенів доповнюється комплексом механізмів та реакцій неспецифічного характеру, спрямованих на забезпечення резистентності організму до впливу будь-яких чужорідних речовин, у тому числі антигенів.

Серологічні реакції

Реакції між антигенами та антитілами in vitro або серологічні реакції широко використовуються в мікробіологічних та серологічних (імунологічних) лабораторіях з найрізноманітнішими цілями:

серодіагностики бактеріальних, вірусних, рідше інших інфекційних захворювань,

сероідентифікації виділених бактеріальних, вірусних та інших культур різних мікроорганізмів

Серодіагностику проводять за допомогою набору специфічних антигенів, що випускаються комерційними фірмами. За результатами серодиагностических реакцій судять динаміку накопичення антитіл у процесі захворювання, про напруженість постінфекційного чи поствакцинального імунітету.

Сероідентифікацію мікробних культур проводять визначення їх виду, серовара з допомогою наборів специфічних антисироваток, також випускаються комерційними фірмами.

Кожна серологічна реакція характеризується специфічністю та чутливістю. Під специфічністю розуміють здатність антигенів або антитіл реагувати лише з гомологічними антитілами, що містяться в сироватці крові, або з гомологічними антигенами відповідно. Чим вище специфічність, тим менше хибнопозитивних і хибнонегативних результатів.

У серологічних реакціях беруть участь антитіла, що належать головним чином до імуноглобулінів класів IgG та IgM.

Реакція аглютинації являє собою процес склеювання та випадання в осад корпускулярного антигену (аглютиногену) під впливом специфічних антитіл (аглютинінів) у розчині електроліту у вигляді глибок аглютинату.

У цій статті буде розглянуто механізм утворення імунітету, тобто властивості організму захищати свої клітини від чужорідних речовин (антигенів) чи хвороботворних мікроорганізмів (бактерій та вірусів). Імунітет може утворюватися двома шляхами. Перший називається гуморальним і характеризується виробленням особливих захисних білків – гамма-глобулінів, а другий – клітинним, в основі якого лежить явище фагоцитозу. Він обумовлений утворенням в органах, що належать до ендокринної та спеціальних клітин: лімфоцитів, моноцитів, базофілів, макрофагів.

Клітини-макрофаги: що таке?

Макрофаги разом з іншими захисними клітинами (моноцитами) є головними структурами фагоцитозу – процесу захоплення та перетравлення чужорідних речовин або патогенних збудників, що загрожують нормальній життєдіяльності організму. Описаний був відкритий та вивчений російським фізіологом І. Мечніковим у 1883 році. Їм було встановлено, що до клітинного імунітету відноситься фагоцитоз - захисна реакція, що оберігає геном клітини від ушкоджуючої дії сторонніх агентів, названих антигенами.

Слід розібратися у питанні: макрофаги – що це за клітини? Нагадаємо їхній цитогенез. Ці клітини є похідними моноцитами, які залишили кров'яне русло і проникли в тканини. Такий процес називається діапедез. Результатом його є утворення макрофагів у паренхімі печінки, легень, у лімфатичних вузлах та у селезінці.

Наприклад, альвеолярні макрофаги спочатку контактують з чужорідними речовинами, що потрапили в легеневу паренхіму за допомогою спеціальних рецепторів. Потім ці імунні клітини поглинають і перетравлюють антигени та патогенні організми, тим самим захищаючи дихальні органи від хвороботворних збудників та їх токсинів, а також знищуючи частки отруйних хімічних речовин, що потрапили у легені з порцією повітря під час вдиху. Крім цього було доведено, що за рівнем імунної активності альвеолярні макрофаги аналогічні захисним клітинам крові - моноцитам.

Особливості будови та функцій імунних клітин

Фагоцитарні клітини мають специфічну цитологічну будову, яка зумовлює функції макрофагів. Їх здатна утворювати псевдоподії, службовці захоплення і обволікання сторонніх частинок. У цитоплазмі міститься безліч травних органел - лізосом, що забезпечують лізис токсинів, вірусів або бактерій. Також присутні мітохондрії, що синтезують молекули аденозинтрифосфорної кислоти, що є головною енергетичною речовиною макрофагів. Є система трубочок та канальців – ендоплазматична мережа з білоксинтезуючими органелами – рибосомами. Обов'язково є наявність одного або декількох ядер, часто неправильної форми. Багатоядерні макрофаги називаються симпластами. Вони утворюються внаслідок внутрішньоклітинного каріокінезу, без поділу самої цитоплазми.

Види макрофагів

Потрібно враховувати наступне, застосовуючи термін "макрофаги", що це не один вид імунних структур, а цитосистема різнорідна. Наприклад, розрізняють фіксовані та вільні захисні клітини. До першої групи належать альвеолярні макрофаги, фагоцити паренхіми та порожнин внутрішніх органів. Також фіксовані імунні клітини присутні у складі остеобластів та лімфовузлів. Депонуючі та кровотворні органи – печінка, селезінка та – також містять фіксовані макрофаги.

Що таке клітинний імунітет

Периферичні імунні кровотворні органи, представлені мигдаликами, селезінкою та лімфатичними вузлами, формують функціонально єдину систему, що відповідає і за кровотворення, і за імуногенез.

Роль макрофагів у формуванні імунної пам'яті

Після контакту антигену з клітинами, здатними до фагоцитозу, останні здатні запам'ятовувати біохімічний профіль збудника і відповідати виробленням антитіл на його повторне проникнення в живу клітину. Розрізняють дві форми імунологічної пам'яті: позитивну та негативну. Обидві є результатом діяльності лімфоцитів, що утворюються в тимусі, селезінці, в бляшках стінок кишечника і лімфовузлах. До них відносяться і похідні лімфоцитів – моноцити та клітини – макрофаги.

Позитивна імунологічна пам'ять є по суті фізіологічним обґрунтуванням застосування вакцинації як методу профілактики інфекційних захворювань. Оскільки клітини пам'яті швидко впізнають антигени, що у вакцині, вони відразу ж відповідають стрімким утворенням захисних антитіл. Явище негативної імунної пам'яті враховується в трансплантології зниження рівня відторгнення пересаджених органів прокуратури та тканин.

Взаємозв'язок кровотворної та імунної систем

Усі клітини, задіяні організмом реалізації його захисту від патогенних збудників і отруйних речовин, формуються у червоному кістковому мозку, який є і кровотворним органом. або тимус, що стосується ендокринної системи, виконує функцію основної структури імунітету. У людини і червоний кістковий мозок, і тимус є, сутнісно, ​​головними органами імуногенезу.

Фагоцитарні клітини знищують хвороботворні організми, що зазвичай супроводжується запальними явищами в інфікованих органах та тканинах. Вони виробляється особлива речовина - чинник активації тромбоцитів (ФАТ), який збільшує проникність кровоносних судин. Таким чином, велика кількість макрофагів із крові потрапляють до місця знаходження патогенного збудника та знищують його.

Вивчивши макрофаги - що це клітини, у яких органах вони виробляються і які функції виконують - ми переконалися, що з іншими видами лімфоцитів (базофілів, моноцитів, еозинофілів), є головними клітинами імунітету.

  • Здійснюють фагоцитоз.
  • Процесують антиген, а потім рекомендують (презентують) його пептиди Т-хелперам, підтримуючи здійснення імунної відповіді (рис. 6).

Фагоцитоз

див. Фагоцитоз

Основною властивістю макрофагу (рис. 4) є здатність до фагоцитозу - селективного ендоцитозу і подальшої деструкції об'єктів, що містять молекули патогенов'язаних шаблонів або приєднані опсоніни (рис. 5, 6).

Рецептори макрофагів

Макрофаги на своїй поверхні експресують рецептори, що забезпечують процеси адгезії (наприклад, CDllc і CDllb), сприйняття регуляторних впливів та участь у міжклітинній взаємодії. Так, є рецептори до різних цитокінів, гормонів, біологічно активних речовин.

Бактеріоліз

див. Бактеріоліз

Презентація антигену

див. Презентація антигену

Поки відбувається руйнування захопленого об'єкта, на мембрані макрофага суттєво зростає кількість рецепторів шаблонного розпізнавання та рецепторів до опсонінів, що дозволяє продовжувати здійснення фагоцитозу, а також підвищується експресія молекул головного комплексу гістосумісності II класу, що залучаються до процесів презентації (рекомендації). антигену імунокомпетентним клітинам. Паралельно макрофаг виробляє синтез доімунних цитокінів (в першу чергу ІЛ-1β, ІЛ-6 та фактора некрозу пухлини α), що залучають до роботи інші фагоцити та активують імунокомпетентні клітини, готуючи їх до подальшого розпізнавання антигену. Залишки патогену видаляються з макрофагу шляхом екзоцитозу, а імуногенні пептиди в комплексі з НLA II надходять на поверхню клітини для активації Т-хелперів, тобто. підтримки імунної відповіді.

Макрофаги та запалення

Добре відома важлива роль макрофагів в асептичному запаленні, яке розвивається в осередках неінфекційного некрозу (зокрема, ішемічного). Завдяки експресії рецепторів до сміття (scavenger receptor) ці клітини ефективно фагоцитують і знешкоджують елементи тканинного детриту.

Також саме макрофаги захоплюють і переробляють сторонні частки (наприклад, пил, частинки металу), з різних причин потрапили в організм. Складність фагоцитозу таких об'єктів полягає в тому, що вони абсолютно позбавлені молекулярних шаблонів і не фіксують опсоніни. Щоб вийти з цієї складної ситуації, макрофаг починає синтезувати компоненти міжклітинного матриксу (фібронектин, протеоглікани та ін), якими обволікає частинку, тобто. штучно створює такі її поверхневі структури, які легко розпізнаються. Матеріал із сайту http://wiki-med.com

Встановлено, що за рахунок діяльності макрофагів відбувається перебудова метаболізму при запаленні. Так, ФНП-α активує ліпопротеїнліпазу, що мобілізує ліпіди з депо, що при тривалому перебігу запалення призводить до схуднення. За рахунок синтезу доімунних ци-токін макрофаги здатні пригнічувати синтез цілого ряду продуктів в печінці (так, ФНП-α пригнічує синтез гепатоцитами альбумінів) і підвищувати утворення острофазових білків (в першу чергу за рахунок ІЛ-6), що відносяться переважно до глобулінової фракції. Подібна перепрофілізація гепатоцитів поряд із збільшенням синтезу антитіл (імуноглобулінів) призводить до зниження альбуміноглобулінового коефіцієнта, що використовується як лабораторний маркер запального процесу.

Крім класично активованих макрофагів, про які йшлося вище, виділяють субпопуляцію альтернативно активованих макрофагів, які забезпечують процес загоєння ран і репарацію після запальної реакції. Ці клітини продукують велику кількість ростових факторів - тромбоцитарного, інсулінового, факторів росту, трансформуючого фактора росту β і фактора зростання ендотелію судин. Альтернативно активовані макрофаги формуються під дією цитокінів ІЛ-13 та ІЛ-4, тобто. в умовах реалізації переважно гуморальної імунної відповіді.

  • макрофаги що це таке

  • антибактеріальний імунітет

  • основні функції макрофагів:

  • поверхневі рецептори макрофагів

  • що таке мікрофаги у легенях

Основні статті: Неспецифічний клітинний імунітет, Антитілозалежна цитотоксичність

Функції макрофагів

Макрофаги виконують такі функції:

  • Здійснюють фагоцитоз.
  • Процесують антиген, а потім рекомендують (презентують) його пептиди Т-хелперам, підтримуючи здійснення імунної відповіді (рис.
  • Виконують секреторну функцію, що полягає в синтезі та виділенні ферментів (кислі гідролази та нейтральні протеїнази), компонентів комплементу, інгібіторів ферментів, компонентів міжклітинного матриксу, біологічно активних ліпідів (простагландинів і лейкотрієнів), ендогенних пірогенів, 6, ФНП-α та ін.).
  • Надають цитотоксичний вплив на клітини-мішені за умови фіксації на них антитез відповідної стимуляції з боку Т-лімфоцитів (так звані реакції антитілозалежної клітинно-опосередкованої цитотоксичності).
  • Змінюють метаболізм при запаленні.
  • Беруть участь в асептичному запаленні та руйнуванні сторонніх частинок.
  • Забезпечують процес загоєння ран.

Фагоцитоз

Фагоцитоз

Основною властивістю макрофагу (рис. 4) є здатність до фагоцитозу - селективного ендоцитозу та подальшої деструкції об'єктів, що містять патогензв'язані молекулярні шаблони або приєднані опсоніни (мал.

Рецептори макрофагів

див. Рецептори вродженого імунітету # Рецептори фагоцитів

Для виявлення таких об'єктів макрофаги містять на своїй поверхні рецептори шаблонного розпізнавання (зокрема, маннозв'язуючий рецептор і рецептор до бактеріальних ліпополісахаридів), а також рецептори до опсонінів (наприклад, до C3b і Fc-фрагментів антитіл).

Макрофаги на своїй поверхні експресують рецептори, що забезпечують процеси адгезії (наприклад, CDllc і CDllb), сприйняття регуляторних впливів та участь у міжклітинній взаємодії.

Так, є рецептори до різних цитокінів, гормонів, біологічно активних речовин.

Бактеріоліз

див. Бактеріоліз

Презентація антигену

див. Презентація антигену

Поки відбувається руйнування захопленого об'єкта, на мембрані макрофага суттєво зростає кількість рецепторів шаблонного розпізнавання та рецепторів до опсонінів, що дозволяє продовжувати здійснення фагоцитозу, а також підвищується експресія молекул головного комплексу гістосумісності II класу, що залучаються до процесів презентації (рекомендації). антигену імунокомпетентним клітинам.

Паралельно макрофаг виробляє синтез доімунних цитокінів (в першу чергу ІЛ-1β, ІЛ-6 та фактора некрозу пухлини α), що залучають до роботи інші фагоцити та активують імунокомпетентні клітини, готуючи їх до подальшого розпізнавання антигену. Залишки патогену видаляються з макрофагу шляхом екзоцитозу, а імуногенні пептиди в комплексі з НLA II надходять на поверхню клітини для активації Т-хелперів, тобто.

підтримки імунної відповіді.

Макрофаги та запалення

Добре відома важлива роль макрофагів в асептичному запаленні, яке розвивається в осередках неінфекційного некрозу (зокрема, ішемічного).

Макрофаги у крові

Завдяки експресії рецепторів до сміття (scavenger receptor) ці клітини ефективно фагоцитують і знешкоджують елементи тканинного детриту.

Також саме макрофаги захоплюють і переробляють сторонні частки (наприклад, пил, частинки металу), з різних причин потрапили в організм.

Складність фагоцитозу таких об'єктів полягає в тому, що вони абсолютно позбавлені молекулярних шаблонів і не фіксують опсоніни. Щоб вийти з цієї складної ситуації, макрофаг починає синтезувати компоненти міжклітинного матриксу (фібронектин, протеоглікани та ін), якими обволікає частинку, тобто. штучно створює такі її поверхневі структури, які легко розпізнаються. Матеріал із сайту http://wiki-med.com

Встановлено, що за рахунок діяльності макрофагів відбувається перебудова метаболізму при запаленні.

Так, ФНП-α активує ліпопротеїнліпазу, що мобілізує ліпіди з депо, що при тривалому перебігу запалення призводить до схуднення. За рахунок синтезу доімунних ци-токін макрофаги здатні пригнічувати синтез цілого ряду продуктів в печінці (так, ФНП-α пригнічує синтез гепатоцитами альбумінів) і підвищувати утворення острофазових білків (в першу чергу за рахунок ІЛ-6), що відносяться переважно до глобулінової фракції.

Подібна перепрофілізація гепатоцитів поряд із збільшенням синтезу антитіл (імуноглобулінів) призводить до зниження альбуміноглобулінового коефіцієнта, що використовується як лабораторний маркер запального процесу.

Крім класично активованих макрофагів, про які йшлося вище, виділяють субпопуляцію альтернативно активованих макрофагів, які забезпечують процес загоєння ран і репарацію після запальної реакції.

Ці клітини продукують велику кількість ростових факторів - тромбоцитарного, інсулінового, факторів росту, трансформуючого фактора росту β і фактора зростання ендотелію судин. Альтернативно активовані макрофаги формуються під дією цитокінів ІЛ-13 та ІЛ-4, тобто. в умовах реалізації переважно гуморальної імунної відповіді.

Матеріал із сайту http://Wiki-Med.com

На цій сторінці матеріал за темами:

  • як макрофаг може придушити антиген

  • аналіз на макрофаги

  • функцію макрофагу виконує

  • за що відповідають мпкрофаги у крові

  • макрофаги підвищено причина

Рецептори макрофагів

На поверхні макрофагів міститься великий набір рецепторів, що забезпечують участь клітин у широкому колі фізіологічних реакцій, у тому числі у вродженій та адаптивній імунній відповіді.

Насамперед, на мембрані МФ експресовані патерн-розпізнавальні рецептори вродженого імунітету, які забезпечують розпізнавання ПАМС більшості патогенів і ОАМС — молекулярних структур, асоційованих з небезпечними життя клітин впливами і ситуаціями, насамперед стресових білків.

Ведучими ПРР МН/МФ єТол-подібні та NOD-рецептори.

На поверхні цих клітин містяться всі відомі клітини TLR, що експресуються на плазматичних мембранах: TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6 і TLR10. У цитоплазмі містяться внутрішньоклітинні TLR3, TLR7, TLR8, TLR9, а також NOD1 та NOD2-рецептори.

Зв'язування бактеріальних ЛПС за допомогою TLR4 рецепторів МФ опосередковане мембранним CD14 білком, який є маркером МФ.

CD14 взаємодіє з комплексом "бактеріальний ЛПС - ЛПС-зв'язуючий білок", що полегшує взаємодію ЛПС з TLR4.

На поверхні моноцитів міститься амінопептидаза N (CD13), яка також відноситься до ПРР моноцитів, але відсутня у МФ. Молекула CD13 має здатність зв'язувати білки оболонки деяких вірусів.

На МН/МФ експресовано велику кількість фагоцитарних рецепторів

Це лектинові рецептори (в першу чергу манозний рецептор , дектин-1 та DC-SIGN), а також скавенджер-рецептори , за допомогою яких здійснюється пряме розпізнавання патогенів та інших об'єктів фагоцитозу.

(Див. ч.II гл.2 «Рецептори вродженого імунітету і молекулярні структури, що ними розпізнаються»). Лігандами для скавенджер-рецепторів є компоненти низки бактерій, у тому числі стафілококів, нейссерій, листерій, а також видозмінені структури власних клітин, модифіковані ліпопротеїни низької щільності та фрагменти апоптозних клітин.

Маннозний рецептор опосередковує захоплення МН/МФ багатьох видів бактерій, у тому числі Mycobacteria, Leismania, Legionella, Pseudomonas aeruginosa та ін.

Структура цього рецептора визначає його здатність до високоафінного зв'язування пептидоглікану клітинної стінки бактерій. Цікаво, що цитокіни, що активують МФ (IFN-γ, TNF-α), викликають пригнічення синтезу цього рецептора та зниження його експресії. Навпаки, протизапальні кортикостероїди підвищують синтез манозного рецептора та його експресію на МФ.

Стимулятор експресії цього рецептора є вітамін Д.

На мембрані макрофагів виявлено також спеціальні рецептори для зв'язування кінцевих продуктів глікозилювання (AGEs), які прогресивно накопичуються в тканинах у міру старіння організму та прискорено накопичуються при діабеті. Ці продукти глікозилювання спричиняють пошкодження тканин за рахунок перехресного зв'язування білків.

Макрофаги, що мають спеціальні рецептори для AGEs, захоплюють та деградують модифіковані цими продуктами білки, запобігаючи тим самим розвитку деструкції тканин.

На МН/МФ експресовані також практично всі рецептори фагоцитарні, за допомогою яких здійснюється опосередковане розпізнавання опсонізованих антитілами та комплементом патогенів та інших чужорідних частинок та клітин.

До них насамперед відносяться Fc-рецептори і рецептори для фрагментів активованого комплементу (CR1, CR3 і CR4 , а також рецептори для фрагмента C1q та анафілатоксинів С3а та С5а) .

Р-рецептори забезпечують розпізнавання та стимулюють фагоцитоз об'єктів, опсонізованих антитілами.

Для зв'язування IgG існує три різних рецептори: FcγRI, FcγRII та FcγRIII (відповідно CD64, CD32 та CD16).

FcγRI — єдиний із цих рецепторів, який характеризується високою афінністю для мономерного IgG та експресований майже виключно на макрофагах.

На відміну від нього, низькоафінний рецептор FcγRII експресований на моноцитах та макрофагах. FcγRIII також експресований на моноцитах і макрофагах, він відрізняється низькою афінністю IgG і пов'язує, переважно, імунні комплекси або агрегований IgG. Всі три типи рецепторів опосередковують фагоцитоз бактерій та інших клітин, опсонізованих IgG, беруть участь у антитілозалежній клітинній цитотоксичності природних кілерів (АЗКЦТ) та фагоцитів щодо клітин-мішеней, що несуть на мембрані комплекси антиген-антитіло.

Активація макрофагів через Fc-рецептори веде до лізису клітин-мішеней за рахунок виділення ряду медіаторів (насамперед TNF-α), які спричиняють загибель цих клітин. Деякі цитокіни (IFN-γ та ГМ-КСФ) здатні підвищувати ефективність АЗКЦТ за участю моноцитів та макрофагів.

Важливою групою рецепторів є рецептори для хемокінів та інших хемоаттрактантів.

Крім рецепторів для С3а, С5а, С5b67, що викликають хемотаксис МН/МФ в осередок запалення або інфекції, на поверхні цих клітин містяться рецептори запальних хемокінів (CXCR1, CCR1, CCR2, CCR3, CCR4, CCR5, CCR8 та ін.).

Запальні хемокіни, що продукуються епітеліальними клітинами та ендотеліальними клітинами судин, а також резидентними МФ, що знаходяться в осередку реакції, активовані контактом з патогенами або пошкодженням тканини, стимулюють хемотаксис нових клітин, що беруть участь у захисті.

Першими у вогнище запалення надходять нейтрофіли, пізніше починається моноцитарно-макрофагальна інфільтрація, що викликається контактом хемокінових рецепторів цих клітин з відповідними лігандами.

На мембранах МН/МФ експресується велика кількість глікопротеїнових рецепторів для цитокінів

Зв'язування цитокінів з відповідними рецепторами служить першою ланкою ланцюга передачі активаційного сигналу до ядра клітини. Найбільш специфічний для МН/МФ рецептор для ГМ-КСФ (CD115) . Наявність цього рецептора дозволяє диференціювати МН та його попередники від клітин гранулацитарного ряду, у яких цей рецептор відсутня.

Особливо важливими для МН/МФ є рецептори для IFN-γ (IFNγRI та IFNγRII) , так як через них відбувається активація багатьох функцій цих клітин .

Є також рецептори для прозапальних цитокінів (ІЛ-1, ІЛ-6, TNF-α, ІЛ-12, ІЛ-18, ГМ-КСФ), що активують, у тому числі аутокринно, МН/МФ, що беруть участь у запальній відповіді.

Дата завантаження: 2015-05-19 | Перегляди: 1537 | Порушення авторських прав

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 |

Тканинні макрофаги

Декілька популяцій тканинних макрофагів, нащадків мононуклеарних фагоцитів, також були охарактеризовані за поверхневими маркерами та біологічними функціями. У гранульомах зазвичай виявляються епітеліоїдні клітини, які, мабуть, утворюються з моноцитів крові, активованих під час імунної відповіді на чужорідний антиген, наприклад, при шкірній реакції гіперчутливості уповільненого типу.

Епітеліоїдні клітини мають багато морфологічних ознак макрофагів і несуть рецептори Fc і СЗ. Загалом вони мають меншу фагоцитуючу активність, ніж макрофаги. Інший тип клітин, багатоядерні гігантські клітини, утворюються, мабуть, за рахунок злиття макрофагів, а не за рахунок розподілу ядер без цитоплазматичного поділу.

Були ідентифіковані два типи таких клітин: клітини Ланганса з відносно невеликим числом ядер на периферії цитоплазми, клітини типу стороннього тіла, у яких безліч ядер розподілено по всій цитоплазмі.

Доля моноцитів, що проникають у ділянки запалення, може бути різною: вони можуть перетворитися на осілі макрофаги, трансформуватися в епітеліоїдні клітини або злитися з іншими макрофагами та стати багатоядерними гігантськими клітинами.

Коли запалення спадає, макрофаги зникають - яким чином поки неясно. Їх число може зменшуватися в результаті або загибелі або їх міграції з ділянки запалення.

Купферівські клітини є осілими макрофагами печінки. Вони межують із кровотоком, що дозволяє їм постійно контактувати з чужорідними антигенами та іншими імуностимулюючими агентами. Анатомічне розташування між венами, що несуть кров від шлунково-кишкового тракту, та власним кровотоком печінки призводить до того, що купферівські клітини одними з перших у ряді мононуклеарних фагоцитів взаємодіють з імуногенами, що поглинаються з кишечника.

Макрофаги у крові

Як і інші тканинні макрофаги, купферівські клітини є нащадками моноцитів, що довгоживуть, які оселилися в печінці і диференціювалися в макрофаги.

Вони живуть у печінці в середньому близько 21 дня. Найважливіша функція купферівських клітин полягає в поглинанні та деградації розчинених та нерозчинних матеріалів у портальній крові.

Купферовские клітини грають найважливішу роль очищенні кровотоку від безлічі потенційно шкідливих біологічних матеріалів, включаючи бактеріальні ендотоксини, мікроорганізми, активовані чинники згортання і розчинні імунні комплекси. Відповідно до своєї функції купферівські клітини містять надзвичайно велику кількість лізосом, що містять кислі гідролази і здатних до активного внутрішньоклітинного перетравлення.

Раніше вважалося, що здатність купферівських клітин здійснювати будь-які функції, крім фагоцитарних, відносно мала.

Тому можна було думати, що, поглинаючи і перетравлюючи великі потенційно імуногенні сполуки, дозволяючи залишатися в кровотоку лише невеликим фрагментам, що важко поглинаються, купферівські клітини беруть участь у створенні стану толерантності. Однак нещодавні дослідження високоочищених купферівських клітин in vitro показали, що вони здатні функціонувати як антиген-презентуючі клітини у багатьох відомих тестах на здатність активувати Т-клітини. Очевидно, анатомічні та фізіологічні особливості нормального печінкового мікрооточення накладають обмеження на активність купферівських клітин, не дозволяючи їм брати участь в індукції імунної відповіді in vivo.

Альвеолярні макрофаги вистилають альвеоли і є першими імунологічно компетентними клітинами, що поглинають патогени, що вдихаються. Важливо було з'ясувати, чи здатні до функціонування як допоміжні клітини макрофаги з такого органу, як легені, що мають велику епітеліальну поверхню, що постійно контактує із зовнішніми антигенами. Макафаги, що знаходяться на поверхні альвеол, ідеально розташовані для того, щоб взаємодіяти з антигеном і потім представляти його Т-лімфоцитам.

Альвеолярні макрофаги морської свинки виявилися дуже активними допоміжними клітинами у тестах на проліферацію Т-клітин, індуковану як антигеном, і мітогеном.

Потім було показано, що антиген, введений тварині в трахею, може індукувати первинну імунну відповідь і викликати вибіркове збагачення специфічних до нього Т-клітин у легенях.

Макрофаги є імунної системи, які життєво важливі для розвитку неспецифічних захисних механізмів, що забезпечують першу лінію захисту від . Ці великі імунні клітини присутні майже у всіх тканинах і активно видаляють з організму мертві та пошкоджені клітини, бактерії та клітинне сміття. Процес, з якого макрофаги поглинають і перетравлюють клітини і патогени, називається .

Макрофаги також допомагають у клітинному або адаптивному імунітеті, захоплюючи та представляючи інформацію про чужорідні антигени імунним клітинам, звані лімфоцитами. Це дозволяє імунній системі краще захищатися від майбутніх атак тих самих "загарбників". Крім того, макрофаги беруть участь в інших важливих функціях в організмі, включаючи виробництво гормонів, імунну регуляцію та загоєння ран.

Фагоцитоз макрофагу

Фагоцитоз дозволяє макрофагам позбавлятися шкідливих чи небажаних речовин в організмі. Фагоцитоз - це форма, при якому речовина поглинається та руйнується клітиною. Цей процес ініціюється, коли макрофаг звертається до сторонньої речовини за допомогою антитіл. Антитіла є білками, що продукуються лімфоцитами, які зв'язуються з чужорідною речовиною (антигеном), поміщаючи його в клітину для руйнування. Як тільки антиген виявлено, макрофаг відправляє проекції, які оточують і поглинають антиген (, мертві клітини і т.д.), оточуючи його у везикулі.

Інтерналізований везикул, що містить антиген, називається фагосомою. у макрофазі зливаються з фагосомою, утворюючи фаголісосому. Лізосоми є мембранними мішечками гідролітичних ферментів, утворених , які здатні перетравлювати органічний матеріал. Вміст ферментів у лізосомах вивільняється у фаголісосому, а стороння речовина швидко деградує. Потім деградований матеріал виштовхується з макрофагу.

Розвиток макрофагів

Макрофаги розвиваються із лейкоцитів, званих моноцитами. Моноцити є найбільшим типом лейкоцитів. У них велике одиночне, яке часто має ниркову форму. Моноцити продукуються в кістковому мозку і циркулюють від одного до трьох днів. Ці клітини виходять із кровоносних судин, проходячи через ендотелій кровоносних судин, щоб увійти до тканин. Після досягнення свого призначення моноцити перетворюються на макрофаги або інші імунні клітини, звані дендритними клітинами. Дендритні клітини допомагають у розвитку антигенного імунітету.

Макрофаги, які відрізняються від моноцитів, є специфічними для тканини або органу, в яких вони локалізуються. Коли виникає потреба у більшій кількості макрофагів у певній тканині, живі макрофаги продукують білки, звані цитокінами, що викликають моноцити у відповідь, щоб розвинутися в необхідний тип макрофаг. Наприклад, макрофаги, що борються з інфекцією, виробляють цитокіни, що сприяють розвитку макрофагів, що спеціалізуються на боротьбі з патогенами. Макрофаги, які спеціалізуються на загоєнні ран та відновленні тканин, розвиваються з цитокінів, отриманих у відповідь на пошкодження тканин.

Функція та розташування макрофагів

Макрофаги зустрічаються майже у всіх тканинах тіла та виконують ряд функцій поза імунітетом. Макрофаги допомагають у виробництві статевих гормонів у чоловічих та жіночих статевих органах. Вони сприяють розвитку мереж кровоносних судин у яєчнику, що є життєво важливим для виробництва гормону прогестерону. Прогестерон відіграє у імплантації ембріона в матку. Крім того, макрофаги, які є в оці, допомагають розвинути мережі кровоносних судин, необхідні для правильного зору. Приклади макрофагів, що знаходяться в інших місцях тіла, включають:

  • Центральна нервова система:Мікроглії – гліальні клітини, виявлені в нервовій тканині. Ці надзвичайно маленькі клітини патрулюють головний та спинний мозок, видаляючи клітинні відходи та захищаючи від мікроорганізмів.
  • Жирова тканина:макрофаги у жировій тканині захищають від мікробів, а також допомагають жировим клітинам підтримувати чутливість організму до інсуліну.
  • Покривна система:клітини Лангерганса є макрофаги у шкірі, службовці імунної функції і допомагають у розвитку клітин шкіри.
  • Нирки:макрофаги у нирках допомагають фільтрувати мікроби з крові та сприяти утворенню проток.
  • Селезінка:макрофаги у червоній м'якоті селезінки допомагають фільтрувати пошкоджені еритроцити та мікроби з крові.
  • Лімфатична система:макрофаги, що зберігаються в центральній ділянці лімфатичних вузлів, фільтрують лімфу з мікробами.
  • Репродуктивна система:макрофаги допомагають у розвитку статевих клітин, ембріона і виробництві стероїдних гормонів.
  • Травна система:макрофаги в кишечнику контролюють навколишнє середовище, яке захищає від мікробів.
  • Легкі:альвеолярні макрофаги видаляють мікроби, пил та інші частинки з дихальних поверхонь.
  • Кістка:макрофаги в кістки можуть розвинутися в кісткові клітини, які називаються остеокластами. Остеокласти допомагають реабсорбувати та асимілювати кісткові компоненти. Незрілі клітини, у тому числі утворюються макрофаги, перебувають у несудинних відділах кісткового мозку.

Макрофаги та захворювання

Хоча основною функцією макрофагів є захист від , іноді ці патогени можуть ухилятися від імунної системи та інфікувати імунні клітини. Аденовіруси, ВІЛ та бактерії, що викликають туберкульоз, є прикладами патогенів, які викликають захворювання, заражаючи макрофаги.

На додаток до цих типів захворювань макрофаги пов'язані з розвитком таких захворювань, як серцево-судинні, діабет та рак. Макрофаги у серці сприяють серцево-судинним захворюванням, допомагаючи у розвитку атеросклерозу. При атеросклерозі стінки артерії стають товстими внаслідок хронічного запалення, спричиненого лейкоцитами.

Макрофаги в жировій тканині можуть спричинити запалення, яке індукує стійкість жирових клітин до інсуліну. Це може призвести до розвитку діабету. Хронічне запалення, викликане макрофагами, також може сприяти розвитку та зростанню ракових клітин.

Наш організм оточує величезну кількість негативних та ушкоджуючих факторів зовнішнього середовища: іонізуюче та магнітне випромінювання, різкі коливання температури, різні патогенні бактерії та віруси. Щоб протистояти їх негативному впливу та підтримувати гомеостаз на постійному рівні, у біокомп'ютер людського організму вбудовано потужний захисний комплекс. Він поєднує такі органи, як тимус, селезінка, печінка та лімфатичні вузли. У цій статті ми вивчимо функції макрофагів, що входять до мононуклеарної фагоцитарної системи, а також з'ясуємо їх роль у формуванні імунного статусу організму людини.

Загальна характеристика

Макрофаги - "великі пожирачі", так перекладається назва цих захисних клітин, запропонована І. І. Мечніковим. Вони здатні до амебоїдного руху, швидкого захоплення та розщеплення хвороботворних бактерій та продуктів їх метаболізму. Ці властивості пояснюються наявністю у цитоплазмі потужного лізосомного апарату, ферменти якого легко руйнують складні оболонки бактерій. Гістіоцити швидко розпізнають антигени та передають інформацію про них лімфоцитам.

Характеристика макрофагів як клітин, що виробляються органами імунної системи, свідчить про те, що їх можна виявити у всіх життєво важливих структурах тіла: у нирках, у серці та легенях, у кров'яному та лімфатичному руслі. Вони мають онкопротекторні та сигнальні властивості. На мембрані розташовуються рецептори, які впізнають антигени, про які сигнал передається на активні лімфоцити, що виробляють інтерлейкіни.

В даний час гістологи та імунологи вважають, що макрофаги - це клітини, утворені з мультипотентних стовбурових структур червоного кісткового мозку. Вони різнорідні за будовою та функціями, відрізняються місцем знаходження в організмі, ступенем дозрівання та активністю по відношенню до антигенів. Розгляньмо їх далі.

Види захисних клітин

Найбільшу групу представляють фагоцити, що циркулюють у сполучних тканинах: лімфі, крові, остеокластах та оболонках внутрішніх органів. У серозних порожнинах шлунка та кишечника, у плеврі та легеневих бульбашках є як вільні, так і фіксовані макрофаги. Це забезпечує захист та детоксикацію як самих клітин, так і їх кровопостачальних елементів – капілярів легеневих альвеол, тонкого та товстого кишечника, а також травних залоз. Печінка як із найбільш значущих органів має додаткову протекторну систему мононуклеарних фагоцитарних структур - купферівські клітини. Зупинимося на їх будову та механізм дії детальніше.

Як захищено головну біохімічну лабораторію організму

У великому колі кровообігу існує автономна система кровопостачання печінки, яка називається навколо ворітної вени. Завдяки її функціонуванню, від усіх органів черевної порожнини кров відразу надходить не в нижню порожнисту вену, а в окрему кровоносну судину - ворітну вену. Далі вона направляє насичену вуглекислотою та продуктами розпаду венозну кров у печінку, де гепатоцити та захисні клітини, утворені периферичними органами імунної системи, розщеплюють, перетравлюють і нейтралізують токсичні речовини та хвороботворні мікроорганізми, що потрапили у венозну кров із шлунка. Захисні клітини мають хемотаксис, тому накопичуються в осередках запалення і фагоцитують патогенні сполуки, що потрапили до печінки. Тепер розглянемо купферівські клітини, які грають у захисті травної залози особливу роль.

Фагоцитарні властивості ретикуло-ендотеліальної системи

Функції макрофагів печінки - купферівських клітин - полягають у захопленні та переробці гепатоцитів, що втратили свої функції. У цьому розщеплюються як білкова частина пігменту крові, і сам гем. Це супроводжується виділенням іонів заліза та білірубіну. Одночасно відбувається лізис бактерій, насамперед кишкової палички, що потрапили в кров із товстого кишківника. Захисні клітини контактують з мікробами в синусоїдних капілярах печінки, потім захоплюють патогенні частинки та перетравлюють за допомогою власного лізосомного апарату.

Сигнальна функція фагоцитів

Макрофаги - це захисні структури, що забезпечують клітинний імунітет. Вони можуть ідентифікувати чужорідні частинки, що потрапили в клітини організму, тому що на мембрані фагоциту є рецептори, які пізнають молекули антигенів або біологічно активних речовин. Більшість цих сполук не може безпосередньо контактувати з лімфоцитами і запускати захисну реакцію у відповідь. Саме фагоцити поставляють на мембрану антигенні групи, які є маяками для В-лімфоцитів і Т-лімфоцитів. Клітини-макрофаги, очевидно, виконують найважливішу функцію передачі сигналу про присутність ушкоджуючого агента на активні та швидко діючі імунні комплекси. Ті, у свою чергу, здатні блискавично реагувати на патогенні частки в організмі людини та знищувати їх.

Специфічні властивості

Функції елементів імунної системи не обмежуються лише захистом організму від чужорідних компонентів довкілля. Наприклад, фагоцити здатні до здійснення обміну іонів заліза в червоному кістковому мозку та селезінці. Беручи участь в еритрофагоцитозі, захисні клітини перетравлюють та розщеплюють старі еритроцити. Альвеолярні макрофаги накопичують іони заліза у вигляді молекул феритину та гемосидерину. Їх можна виявити в мокротинні хворих, які страждають на серцеву недостатність із застоєм крові в малому колі кровообігу і різними формами пороку серця, а також у пацієнтів, які перенесли інфаркт, обтяжений тромбоемболією легеневої артерії. Присутність великої кількості імунних клітин у різних видах клінічних досліджень, наприклад у мазках з піхви, сечі або спермі, може свідчити про запальні процеси, інфекційні або онкологічні захворювання, що протікають у людини.

Периферичні органи імунної системи

Враховуючи найважливішу роль фагоцитів, лейкоцитів та лімфоцитів у збереженні здоров'я та генетичної унікальності організму, в результаті еволюції було створено та вдосконалено дві лінії захисту: центральні та периферичні органи імунної системи. Вони виробляють різні види клітин, що беруть участь у боротьбі з чужорідними та патогенними агентами.

Це насамперед Т-лімфоцити, В-лімфоцити та фагоцити. Селезінка, лімфатичні вузли та фолікули травного тракту також здатні утворювати макрофаги. Це забезпечує можливість тканинам та органам людського організму швидко розпізнавати антигени та мобілізувати фактори гуморального та клітинного імунітету для ефективної боротьби з інфекцією.