Мононукпеарные фагоциты и иммунотерапия. Мононуклеарная фагоцитарная система К системе фагоцитарных мононуклеаров не относятся

СИСТЕМА МОНОНУКЛЕАРНЫХ ФАГОЦИТОВ (син.: макрофагальная система, моноцитарно-макрофагальная система ) - система, объединяющая клетки, к-рые обладают способностью к эндоцитозу, имеют общее происхождение, морфологическое, цитохимическое и функциональное сходство. Концепция С. м. ф. впервые предложена в 1969 г. на конференции в Лейдене вместо устаревшей концепции ретикулоэндотелиальной системы (см. Ретикулоэндотелиальная система). На последующих конференциях в Лейдене (1973, 1978) представления о С. м. ф. продолжали совершенствоваться, и в настоящее время эта концепция принята большинством исследователей.

В основу концепции С. м. ф. положены современные представления об общности происхождения и кинетике этих клеток, их морфологическом, цитохимическом и функциональном сходстве. Мононуклеарные фагоциты присутствуют во всех тканях, но в нормальных условиях пролиферация их предшественников происходит только в костном мозге (см.). Наиболее рано распознаваемыми предшественниками ряда дифференцировки этих клеток являются монобласты - прямые «потомки» коммутированных стволовых клеток. В результате деления монобластов возникают промоноциты - прямые предшественники моноцитов (см. Кроветворение). Моноциты поступают в кровеносное русло, а затем мигрируют в различные ткани и полости тела, где становятся макрофагами (см.). Экспериментальные исследования подтвердили происхождение макрофагов самой разной локализации из циркулирующих в крови моноцитов. Было также показано, что деление макрофагов в тканях существенного значения для их обновления не имеет, тогда как ретикулярные клетки, дендритные ретикулярные клетки, фибробласты, эндотелиальные и мезотелиальные клетки не имеют предшественников в костном мозге, а обновляются путем локального деления в тканях. На схеме показаны происхождение клеток, входящих в систему мононуклеарных фагоцитов, и их локализация в органах и тканях, разновидности макрофагов в норме и при воспалении в зависимости от его характера (рис. 1).

Функция системы мононуклеарных фагоцитов контролируется сложными регуляторными механизмами, обеспечивающими поступление макрофагов в ткани в условиях нормы и патологии. Для описания функционального состояния макрофагов используются разнообразные определения (активированные, иммунные, вооруженные, индуцированные, стимулированные, экссудативные и т. д.). Активирование макрофагов происходит при культивировании in vitro, при фагоцитировании бактерий, контакте с антигеном, иммунными комплексами, бактериальными липополисахари-дами, полинуклеотидами и при взаимодействии с лимфокинами (см. Медиаторы клеточного иммунитета). В частности, in vitro показано участие в моноцитопоэзе (и гранулоцитопоэ-зе) гликопротеидов-регуляторов, или так наз. колониестимулирующих факторов, к-рые влияют на скорость дифференцировки предшественников макрофагов и относятся к аз-глобулинам с молекулярным весом (массой) от 13 000 до 93 000 . При различных патологических процессах, когда повышается потребность в моноцитах, продукция последних увеличивается за счет вступления в цикл непролиферирующих промоноцитов (в норме у человека активно пролиферирует только ок. 40% промоноцитов) и укорочения клеточного цикла, к-рый в норме составляет в среднем ок. 30 часов. В условиях воспаления макрофаги очага повреждения вырабатывают и освобождают в циркуляторное русло фактор, к-рый усиливает моноцитопоэз и, достигая костного мозга, стимулирует продукцию моноцитов. Этот фактор представляет собой белок с молекулярным весом (массой) ок. 20 000. После устранения повреждающего агента макрофаги начинают вырабатывать другой фактор - ингибитор моноцитопоэза с молекулярным весом (массой) ок. 50 000.

Активированные макрофаги характеризуются увеличенными размерами, усиленными фагоцитарной, переваривающей и бактерицидной функциями. В них повышаются активность кислых гидролаз, обменные процессы. Морфологически активированные макрофаги характеризуются увеличением числа и размеров лизосом, расширением комплекса Гольджи, увеличением складчатости плазматической мембраны. Активированные макрофаги с увеличенным числом рецепторов для IgG описаны у больных, страдающих саркоидозом (см.), болезнью Крона (см. Крона болезнь) и туберкулезом (см.).

Стимулятором, обладающим выраженным и направленным действием на макрофаги, является глюкан (сложный полисахарид из оболочек дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae). Введение глюкана мышам приводит к резкому увеличению фагоцитарной активности макрофагов, стимуляции гуморального и клеточного иммунитета (см.). При этом ярко проявляется противоопухолевый эффект макрофагов. Параллельно отмечено накопление макрофагов в печени, селезенке и легких. Исследователи, применявшие глюкан, подчеркивают отсутствие у экспериментальных животных каких-либо побочных явлений.

Препараты, блокирующие, или элиминирующие, макрофаги, прежт де всего препятствуют их участию в различных иммунных реакциях. Так, частицы захваченного коллоидного угля приводят к потере способности макрофагов в процессе развития иммунного ответа перерабатывать антиген или подготавливать его для взаимодействия с соответствующими лимфоцитами. В основе иммунодепрессивного действия на макрофаги каррагинанов (высокомолекулярных полигалактоз) и частиц кварца лежит их избирательный токсический эффект. Эти же агенты используются для изучения участия макрофагов в тех или иных процессах.

Пути миграции моноцитов в ткани различны и не до конца изучены. В легких, напр., моноциты прямо дифференцируются в альвеолярные макрофаги, минуя фазу созревания в интерстиции. В брюшную полость часть макрофагов поступает из млечных пятен (см.), где они дифференцируются из моноцитов. Способность макрофагов к рециркуляции через кровеносные сосуды весьма ограничена, однако доказано, что они хмогут мигрировать в близлежащие лимф, узлы, где погибают.

Морфофизиология

Характерными качествами, присущими клеткам С. м. ф., в частности макрофагам (см.), являются способность к эндоци-тозу, включающему фагоцитоз (см.) и пиноцитоз (см.), адгезии, миграции. Макрофаги тканей и серозных полостей имеют более или менее сферическую форму, складчатую плазматическую мембрану (цитолемму) и характеризуются прежде всего присутствием в цитоплазме многочисленных лизосом (см.) и фаголизосом, или пищеварительных вакуолей (рис. 2). В сканирующем электронном микроскопе (см. Электронная микроскопия) хорошо видны поверхностные складки и гребни макрофагов (рис. 3). Обладая выраженной способностью к адгезии, в условиях культивирования макрофаги сильно распластываются на поверхности субстрата и приобретают уплощенную форму. При перемещении по субстрату они образуют множество полиморфных псевдоподий (см. Клетка), причем на сканограммах видны складчатый ведущий край, направленный в сторону перемещения клетки, и длинные отростки, фиксирующие клетку к субстрату. Наряду с этим макрофаги различной локализации, даже в пределах одного органа, напр. лимф, узла, отличаются как морфологически, так и функционально. Так, макрофаги светлых (герминативных) центров в отличие от фиксированных и свободных макрофагов синусов лимф, узлов не фагоцитируют антигены, но поглощают другие инородные частицы и лимфоциты. Их обычно выделяют как макрофаги с окрашивающимися включениями.

Внутриклеточный метаболизм мононуклеарных фагоцитов зависит от стадии дифференцировки, тканевой локализации, активирования и эндоцитоза. Основными источниками энергии для мононуклеарных фагоцитов являются гликолиз, гек-созомонофосфатный шунт и аэробный метаболизм. Исследования последних лет показали, что макрофаги являются активными секреторными клетками, к-рые освобождают в окружающую их среду ферменты, ингибиторы, факторы и компоненты комплемента (см.). Основным секреторным продуктом макрофагов является лизоцим (см.), к-рый вырабатывается и секретирует-ся с постоянной скоростью. В отличие от лизоцима нек-рые нейтральные протеиназы секретируются в основном активированными макрофагами. Среди них лучше всего изучены эластаза (см.), коллагеназа (см.) и активаторы плазминогена (см. Фибринолиз), участвующие в разрушении и перестройке тканей (напр., при резорбции кости, инволюции молочных желез и послеродовой инволюции матки). Как фиксированные, так и свободные макрофаги секретируют нек-рые факторы комплемента, такие, как С2, СЗ, С4, С5, фактор В, а также интерферон (см.).

Методы исследования

Традиционные морфол. методы, особенно на светооптическом и даже на электронно-микроскопическом уровне, часто бывают недостаточными для идентификации мононуклеарных фагоцитов. Даже при изучении изолированных клеток иногда трудно отличить моноцит от лимфоцита или предшественников моноцита (монобласта и промоноцита), от предшественников гранулоцитов (миелобластов и промиелоцитов). Кроме того, тканевые макрофаги часто путают с ретикулярными клетками, фибробластами, эндотелиальными и мезотелиаль-ными клетками, хотя разделение этих клеток имеет принципиальное значение, т. к. их происхождение и функция совершенно различны.

Лишь использование специфических маркеров в сочетании с электронной микроскопией позволяет надежно идентифицировать и оценить участие мононуклеарных фагоцитов в тех или иных процессах. Одним из наиболее надежных маркеров для идентификации мононуклеарных фагоцитов человека и животных является фермент эстераза (КФ 3. 1. 1. 1.), к-рый определяется гистохимически при использовании в качестве субстрата а-нафтилбути-рата или а-нафтилацетата. При этом окрашиваются почти все моноциты и макрофаги, хотя интенсивность гистохим. реакции может варьировать в зависимости от вида и функционального состояния организма, а также от условий культивирования клеток. В мононуклеарных фагоцитах фермент локализуется диффузно, тогда как в Т-лимфоцитах выявляется в виде одной-двух точечных гранул.

Другой надежный маркер - лизоцим (КФ 3. 2. 1. 17.) - фермент, секретируемый макрофагами, к-рый может быть выявлен с помощью им-мунофлюоресцентного метода с использованием антител к лизоциму (см. Иммунофлюоресценция).

Выявлять различные стадии дифференцировки мононуклеарных фагоцитов позволяет пероксидаза (см.). Гранулы, содержащие фермент, окрашиваются положительно только в монобластах, промоноцитах, моноцитах и макрофагах экссудата; резидентные (т. е. постоянно присутствующие в нормальных тканях) макрофаги не окрашиваются.

В качестве ферментов-маркеров мононуклеарных фагоцитов используются также 51-нуклеотидаза, (КФ 3. 1. 3. 5), лейцинаминопептидаза (КФ 3. 4. 11. 1.), фосфодиэстёраза I (КФ 3. 1. 4. 1.), локализующиеся в плазматической мембране. Активность этих ферментов определяют либо в гомогенатах клеток, либо цитохимически. Выявление Б^нук-леотидазы позволяет отличать нормальные (резидентные) макрофаги от активированных (активность этого фермента высока в первых и низка во вторых). Активность лейцин-аминопептидазы и фосфодиэстеразы, наоборот, возрастает по мере активирования макрофагов.

Компоненты комплемента, в частности СЗ, также могут являться маркером, поскольку этот белок синтезируется только моноцитами и макрофагами. Он может быть выявлен в цитоплазме с помощью иммуно-цитохимических методов; компоненты комплемента у разных видов животных различаются по антигенным свойствам.

Весьма характерно для мононуклеарных фагоцитов наличие иммунол. рецепторов для Fc-фрагмента JgG (см. Иммуноглобулины) и для компонента СЗ комплемента. Мононук-леарные фагоциты несут названные рецепторы на всех стадиях развития, но среди незрелых клеток число мононуклеарных фагоцитов с рецепторами ниже, чем среди зрелых (моноцитов и макрофагов). Мононуклеарных фагоциты обладают способностью к эндоцитозу. Поэтому поглощение опсонизированных бактерий или покрытых IgG эритроцитов (иммунный фагоцитоз) является важным критерием, позволяющим отнести клетку к С. м. ф. Однако поглощения покрытых комплементом эритроцитов не происходит, если мо-нонуклеарные фагоциты не были предварительно активированы. Кроме фагоцитоза, все мононуклеар-ные фагоциты характеризуются интенсивным пиноцитозом. В макрофагах преобладает макропиноцитоз, к-рый лежит в основе захвата всех растворов; везикулы, образующиеся в результате интернализации мембраны (впячивания участка мембраны внутрь клетки), транспортируют вещества и за пределы клетки. Пи-ноцитоз отмечен и у других клеток (напр., у фибробластов), но в более слабой степени. Нетоксические витальные красители и коллоидный уголь мало подходят для характеристики эндоцитозной активности мононуклеарных фагоцитов, поскольку поглощаются и другими типами клеток.

Для выявления специфических для мононуклеарных фагоцитов антигенов могут быть использованы антисыворотки, однако получение антител, специфичных для этих клеток, все еще представляет большие трудности, т. к. многие из антисывороток содержат антитела, перекрестно реагирующие с другими типами клеток.

На клеточном уровне о способности клеток к делению судят по включению меченого предшественника ДНК 3Н-тимидина или по содержанию ДНК в ядрах.

Роль системы мононуклеарных фагоцитов в физиологических и патологических процессах

Мононуклеарные фагоциты - полифункциональ-ные клетки, к-рые, обладая выраженной способностью к эндоцитозу, выполняют в организме защитную функцию, принимают участие в процессах воспаления, иммунных реакциях, обладают противоопухолевой активностью, участвуют в регуляции кроветворения и обмена веществ.

Защитная функция

В основе защитной функции мононуклеарных фагоцитов лежит их способность избирательно поглощать и разрушать различные чужеродные агенты. За ними закрепился термин «профессиональные фагоциты», поскольку поглощение (эндоцитоз) - их основная функция. Моноциты и макрофаги способны к направленному движению, определяемому специфическими хемотаксическими факторами. Регуляция этих факторов сложна; в сыворотке крови человека выявлены их ингибиторы и инактиваторы. In vivo хемотаксис (см. Таксисы) вызывается компонентами комплемента СЗ и С4, калликреином, компонентами фибринолиза, продуктами лимфоцитов - лимфокинами. Привлекаются макрофаги также веществами, освобождающимися из бактерий. Благодаря хемотаксису макрофаги мигрируют в очаги инфекции и воспаления. После фагоцитоза микроорганизмов происходит их умерщвление и переваривание. По мере продвижения фагоцитарных вакуолей внутрь клетки в них освобождаются вещества, находящиеся в лизосомах, способные гидролизировать белки, липиды и углеводы, входящие в состав микроорганизмов. Нек-рые из освобождаемых компонентов макрофагов, такие, как пероксида-за, лизоцим и др., обладают антимикробной активностью. Лизоцим является антибактериальным агентом и вне клеток. Среда в фаго-лизосомах становится кислой, что способствует проявлению оптимальной активности ферментов лизосом. Одновременно в фагоцитирующих клетках происходит резкое повышение метаболизма. Переваривание завершается в течение одного-двух часов. Активированные макрофаги подобно нейтрофилам освобождают в окружающую среду перекись водорода и анионы супероксида и с их помощью могут лизировать различные клетки-мишени. Макрофаги захватывают также вирусы, причем нек-рые из них поступают в клетку путем пиноцитоза. Основной функцией клеток Купфера печени является клиренс (очищение) крови от бактерий и вирусов. Старые или поврежденные эритроциты фагоцитируются макрофагами костного мозга, селезенки и печени, а затем подвергаются внутриклеточному перевариванию (эритрофагоцитоз).

Участие в воспалении

Повреждающие агенты (агенты-раздражители) различной природы вызывают в общем однотипную реакцию организма - воспаление (см.). Однократное кратковременное раздражение индуцирует миграцию нейт-рофилов и их скопление в зоне повреждения. Через 6 час. приток нейт-рофилов постепенно ослабевает, после чего начинается миграция макрофагов, к-рая продолжается примерно в течение Зсут., а затем снижается. Макрофаги в очаге острого воспаления образуются только из циркулирующих моноцитов. При подостром и хроническом воспалении макрофаги часто становятся доминирующими клетками, причем если острый воспалительный процесс переходит в хрон. форму, то наблюдаются местная пролиферация и селекция долгоживущих макрофагов, направленные на поддержание численности макрофагов в очаге воспаления.

От природы раздражающего агента зависит сменяемость макрофагов в очаге повреждения. В случае устранения провоцирующего агента они исчезают (гибнут или мигрируют в лимф. узлы). При сохранении действия возбудителя воспаления макрофагальный инфильтрат остается. Если в процессе ответной реакции, направленной на устранение токсического и устойчивого раздражителя (напр., двуокиси кремния, бактерий), происходит потеря большого числа макрофагов, то формируется гранулема (см.) с высоким уровнем сменяемости клеток. Если раздражитель устойчив к действию макрофагов и в то же время нетоксичен, возникает гранулема с низким уровнем сменяемости клеток; в такой гранулеме преобладают долгоживущие макрофаги. Во многих специфических гранулемах (напр., при туберкулезе, саркоидо-зе, лепре) мононуклеарные фагоциты превращаются в эпителиоидные клетки (рис. 4) со слабой фагоцитарной активностью, но сильно выраженным пиноцитозом и способностью к секреции. В очагах хрон. воспаления мононуклеарные фагоциты при слиянии дают начало так наз. макрофагальным поликарионам, или многоядерным гигантским клеткам инородных тел (рис. 5) и клеткам типа Пирогова - Лангханса (см. Гигантские клетки). Последние обычно сохраняют очень слабую фагоцитарную активность, напр, по отношению к бактериям туберкулеза. В хрон. гранулемах, вызванных частицами кварца, происходит непрерывная гибель макрофагов в результате разрушения лизосом и са-мопереваривания клеток. При этом из клеток освобождается фиброгенный фактор, стимулирующий синтез коллагена фибробластами. Кроме того, активированные макрофаги вырабатывают фибронектин-гликопротеид с высокой молекулярной массой, являющийся, в частности, хемо-аттрактантом (привлекающим агентом) для фибробластов.

Участие в иммунных процессах

Клетки С. м. ф. принимают участие в иммунных процессах. Первичное взаимодействие макрофага с антигеном (см.) - непременное условие развития направленного и максимального иммунного ответа (см. Иммунитет). В результате такого взаимодействия антиген поглощается и перерабатывается внутри макрофага (процессинг), после чего секретируется в иммуно-генной форме, оказываясь фиксированным на его плазматической мембране. Иммунная стимуляция лимфоцитов происходит в результате их непосредственного контакта с макрофагами. В дальнейшем иммунная реакция протекает с участием В-лимфоцитов, Т-лимфоцитов и макрофагов (см. Иммунокомпетентные клетки).

Противоопухолевая активность

Макрофаги обладают противоопухолевой активностью и проявляют специфические и неспецифические цитотоксиче-ские свойства благодаря присутствию цитофильных антител или факторов, продуцируемых сенсибилизированными Т-лимфоцитами. Разрушение клеток-мишеней обычно оценивается по освобождению связанного с ними радиоактивного хрома после ицкубации с цито-токсическими макрофагами - эффекторами. Проявляемая макрофагами цитотоксичность имеет отношение к ряду иммунных реакций, таких, как отторжение аллотрансплантатов (см. Иммунитет трансплантационный) и противоопухолевый иммунитет (см. Иммунитет противоопухолевый) .

Цитотоксическими свойствами обладают две категории макрофагов- эффекторов: иммунные, или так наз. вооруженные, макрофаги, активно разрушающие специфические клет-ки-мишени, и неспецифические активированные макрофаги с менее избирательными свойствами. Цитотоксичность иммунных макрофагов по отношению к опухолевым клеткам продемонстрирована в опытах in vitro, в к-рых использовали макрофаги от мышей, иммунизированных син-генными (генетически идентичными) опухолевыми клетками. В то же время макрофаги не были способны разрушать опухолевые клетки, если были получены от мышей, иммунизированных аллогенными опухолевыми клетками (взятыми от другого животного того же вида). Специфическая подготовка (вооружение) макрофагов зависит от продукции специфического фактора сенсибилизированными Т-лимфоцитами. Точный механизм деструкции клеток вооруженными макрофагами пока неизвестен. Для лизиса опухолевых клеток необходим контакт между ними и макрофагами. Процесс разрушения опухолевых клеток включает в себя остановку их пролиферации и лизис. После специфической иммунной реакции между макрофагом и опухолевой клеткой-мишенью макрофаг может потерять специфичность. В этом случае он превращается в неспецифическую клетку-эффектор. Неспецифическая цитотоксичность может наблюдаться после инкубации макрофагов с различными веществами: эндотоксином, двуцепочечной РНК и адъювантом Фрейнда (см. Адъюванты).

Участие в регуляции кроветворения

Клетки С. м. ф. принимают участие в регуляции миелоидного и лимфоидного кроветворения (см.). В красном костном мозге, селезенке, печени и желточном мешке эмбриона описан так наз. центральный макрофаг, окруженный одним-двумя рядами эрит-робластов. Тонкие цитоплазматические отростки центрального макрофага проникают между эрит-робластами, а иногда их полностью окружают. Центральный макрофаг всегда становится центром эритропоэза, вместе с прилежащими к нему эритробластами он получил название эритробластического островка, к-рый рассматривается как функционально-анатомическая единица очагов эритропоэза. Центральный макрофаг поглощает ядра эрит-робластов, переваривает старые эритроциты и переносит накапливаемое железо в развивающиеся эритробласты. Нек-рые продукты распада поглощенных ядер могут реутилизироваться для нового синтеза ДНК кроветворными клетками. Центральный макрофаг отличается высокой устойчивостью к воздействию ионизирующего облучения и гипоксии. Центральные макрофаги являются стромальны-ми элементами и выполняют регулирующую функцию при созревании эритроидных клеток-предшественни-ков, напр. при фенилгидразино-вой анемии (см. Анемия, анемия экспериментальная). Появление новых интраваскулярных эритроб-ластических островков в костном мозге, печени и селезенке всегда связано с наличием фагоцитирующих макрофагов, дифференцирующихся из циркулирующих в крови моноцитов.

Клетки Купфера печени участвуют в регуляции эритропоэза посредством выработки эритропоэтина (см.).

С помощью агаровых культур установлено, что моноциты и макрофаги вырабатывают факторы, стимулирующие продукцию моноцитов, нейтрофилов и эозинофилов, а также пролиферацию макрофагов, в результате чего возникают дискретные клеточные колонии. С другой стороны, они могут оказывать ингибирующий эффект на рост колоний, синтезируя простагландин Е (см. Простагландины) .

В мозговом веществе и внутренней зоне коркового вещества долек тимуса и тимусзависимых зонах всех периферических лимф, органов (лимф, узлов, селезенки, скоплениях лимф, ткани жел.-киш. тракта) сравнительно недавно были описаны так наз. интердигитирующие клетки. Они характеризуются неправильной формой ядер и наличием в цитоплазме тубуловезикулярных структур. Их плазматическая мембрана образует многочисленные выпячивания, проникающие между аналогичными образованиями соседних клеток того же типа или лимфоцитов. Эти клетки морфологически очень сходны с макрофагами, а также клетками Лангерганса, локализующимися в эпидермисе (см. Кожа). В настоящее время большинство исследователей склоняется к тому, что интердигитирующие клетки - специфические стромальные элементы тимусзависимых зон, ответственные за миграцию и дифференцировку Т-лим-фоцитов.

Макрофаги участвуют в синтезе веществ, модулирующих пролиферацию и дифференцировку лимфоидных клеток. К ним относится фактор, активирующий лимфоциты и обеспечивающий митогенный (бластогенный) ответ Т-лимфоцитов на лектин и антигены гистосовместимости (см. Бластотрансформация лимфоцитов), а также факторы, усиливающие хелперную функцию Т-лимфоцитов (усиление антитело-образования в В-лимфоцитах). С помощью клонирования В-лимфоцитов показано, что макрофаги вырабатывают диффузный фактор, способствующий образованию колоний субпопуляцией В-лимфоцитов. Избыточное число макрофагов, наоборот, приводит к подавлению роста колоний в результате выработки простаг-ландина Е.

Обменная функция

Обменным процессом, в к-ром достоверно доказана роль макрофагов, является обмен железа. В результате эритрофагоцитоза в макрофагах костного мозга и селезенки происходит накопление железа в виде специфических игольчатых или палочковидных включений ферритина и гемосидерина. Ферритин затем поступает путем пиноцитоза (см.) в прилежащие эритробласты. При фе-нилгидразиновой анемии в макрофагах наблюдается увеличение палочковидных включений, содержащих ферритин.

Библиография: Mononuclear phagocytes, ed. by R. van Furth, Oxford - Edinburgh, 1970; Mononuclear phagocytes, In immunity, infection and pathology, ed. by R. van Furth, Oxford a. o., 1975; Mononuclear phagocytes, Functional aspects, ed. by R. van Furth, pt 1-2, Hague a. o., 1980.

H. Г. Хрущов, В. И. Старостин.

В ходе развития мыши стволовая кроветворная клетка мезенхимального происхождения возникает в желточном мешке и на второй неделе онтогенеза мигрирует в эмбриональную печень, где возникают незрелые мононуклеарные фагоциты. На третьей неделе развития кроветворение начинается в костном мозге. Хотя фагоциты есть во всех тканях, в нормальных условиях пролиферирующие фагоциты можно обнаружить только в костном мозге. Наиболее незрелая клетка этого ряда, представляющая собой, по-видимому, прямой потомок коммитированной стволовой клетки,- это монобласт; при делении этой клетки образуются промоноциты - непосредственные предшественники моноцитов. Моноциты остаются в костном мозге очень короткое время, а затем попадают в кровоток, откуда проникают в различные ткани, чтобы превратиться в макрофаги. С помощью костномозговых химер и экспериментов по парабиозу было прямо показано, что в нормальном состоянии макрофаги, локализующиеся в разных тканях организма, образуются из циркулирующих в крови моноцитов. В целом в нормальном состоянии пролиферация макрофагов в тканях не играет никакого значения для обновления этой популяции клеток. Однако во многих исследованиях in vivo в экссудатах тканей обнаруживается небольшой процент (2-5%) делящихся клеток. Таким образом, вопрос о самообновлении макрофагов в тканях не вполне ясен.

Созревание в ряду мононуклеары - фагоциты характеризуется появлением набора мембранных маркеров, новых рецепторов и функций. Присутствие или отсутствие одного или многих таких маркеров позволяет разработать критерии для характеристики мононуклеарных фагоцитов.

Свойства двух различных доменов Т-супрессорных молекул

	Моноциты- макрофаги	Клетки Лан- герганса	Вуалевые клетки, ОКР	Дендритные клетки
Поверхностные маркеры
Рецепторы Fc Рецепторы СЗ Iа-антигены	+ + +	+ + +	? ? +	- - +
Ферменты-маркеры
Неспецифическая эстераза AT Раза Пероксидаза Фагоцитоз (латекс) Пиноцитоз Гранула Бирбека Презентация антигена Костномозговое происхождение	+ + + + + - + +	+ + - - + + + +	? + + ? + иногда ? ?	- - - - + - + +

Без использования этих маркеров на основании только морфологических критериев было бы крайне трудно различать между собой моноциты, лимфоциты, предшественники моноцитов (монобласты и промоноциты) и предшественники гранулоцитов (миелобласты и промиелоциты).

Одним из наиболее надежных маркеров для идентификации мононуклеар- ных фагоцитов у человека и животных служит фермент неспецифическая эстера- за. При использовании в качестве субстрата а-нафтилбутирата или а-нафтилацетата все моноциты и макрофаги дают положительную реакцию, хотя ее интенсивность зависит от вида животного, стадии развития, а также условий культивирования и функционального состояния клеток. В макрофагах неспецифическая эстераза расположена диффузно в цитоплазме. Иногда этот фермент обнаруживается в Т-клетках, но там он выявляется в виде положительных точек в гранулах. Фагоциты содержат также другой фермент - лизоцим, который легко обнаруживается с помощью флуоресцентно-меченных антител. Третий ферментативный маркер фагоцитов - пероксидаза. Она особенно удобна для идентификации различных стадий развития фагоцитов, так как внутриклеточная локализация пероксидазы в монобластах, промоноцитах, моноцитах и макрофагах различна. Гранулы, содержащие пероксидазу, обнаруживаются только в монобластах, промоноцитах, моноцитах и макрофагах экссудата - в неактивированных макрофагах методом световой микроскопии пероксидаза не выявляется. Поверхностный фермент 5"-нуклеотидаза также удобен для различения покоящихся и активированных макрофагов: его активность высока в покоящихся клетках и крайне мала в активированных. Активность двух других поверхностных ферментов лейцинаминопептидазы и щелочной фосфодиэстеразы I, наоборот, при активации увеличивается.

Мононуклеарные фагоциты имеют рецепторы к Fc-району IgG и к третьему компоненту комплемента (СЗ), а также обладают такой функциональной характеристикой, как активный эндоцитоз. Считается, что клетку можно относить к мононуклеарным фагоцитам, лишь проверив ее способность к иммунному фагоцитозу: поглощению опсонизированных бактерий или эритроцитов, покрытых IgG. Способность к поглощению эритроцитов, покрытых комплементом, приобретается только при активации мононуклеарных фагоцитов. Все мононуклеарные фагоциты способны к пиноцитозу, причем различают две формы пиноцитоза. При макропиноцитозе возникают выросты поверхностной мембраны клетки, в результате чего образуются относительно крупные пузырьки (0,1-1 мкм). В макрофагах этот механизм доминирует, и с его помощью обеспечиваются почти все поглощение растворенных веществ и интериоризация мембраны. Возможно, эти пузырьки играют роль также в транспорте веществ из клетки наружу. Для микропиноцитоза характерно образование мельчайших впячиваний плазматической мембраны (размер пузырьков меньше 0,1 мкм). Поглощение растворенных молекул в пузырьках называют микропиноцитозом в жидкой фазе, а поглощение молекул, прикрепившихся к клеточной поверхности с помощью неспецифических рецепторов,- поверхностным микропиноцитозом. Последний сопровождается образованием окаймленных пузырьков.

В последние пять лет стали доступны моноклональные антитела, что дает возможность идентифицировать члены дифференцировочного ряда моноциты - макрофаги. Эти маркеры моноцитов-макрофагов очень удобны для определения числа макрофагов в суспензии клеток, избирательного удаления макрофагов с помощью комплементзависимого лизиса или флуоресцентного сортера клеток (ФАКС), идентификации клеток-предшественников макрофагов, имеющих набор общих антигенов, а также для диагностики опухолей ретикулоэндотелиального происхождения, относящихся к ряду макрофагов.

Одним из первых реагентов, узнающих поверхностный антиген макрофагов, были крысиные антимышиные моноклональные антитела М1/70. Иммунофлуоресцентный анализ с помощью клеточного сортировщика (ФАКС) показал, что антиген (МАС-1), узнаваемый этими антителами, в большом количестве экспрессируется перитонеальными макрофагами, активированными тиогликолятом, и в несколько меньшем количестве моноцитами и гранулоцитами периферической крови (8% клеток селезенки и 50% клеток костного мозга). МАС-1 обнаруживался также на поверхности мышиных природных киллеров, но отсутствовал у тимоцитов, клеток периферических лимфоузлов и клеток В- и Т-лимфоидных линий. Иммунопреципитация меченных 1251 белков поверхности макрофагов показала, что МАС-1 содержит полипептиды с молекулярной массой 170 и 95 кДа. MI/70 перекрестно реагировали с антигеном, экспрессируемым человеческими моноцитами крови, и в меньшей степени гранулоцитами и природными киллерами. МАС-1 представляет собой удобный маркер для различения макрофагов и лимфоцитов, поскольку его экспрессия не зависит от дифференцировочных сигналов, воспринимаемых макрофагами. 0§, например, экспрессируется более чем 86% неактивированных перитонеаль- ных макрофагов, так же как и макрофагами, активированными тиогликолятом, конканавалином А (Кон А), липополисахаридом (ЛПС), Listeria monocytogenes или пептоном; во всех случаях популяции макрофагов экспрессируют одинаковое количество МАС-1 на клетку.

Два других структурно отличных антигена макрофагов, МАС-2 и 54-2, по- разному экспрессируются разными популяциями макрофагов. МАС-2 в изобилии выявляется на поверхности макрофагов, активированных тиогликолятом, но не на макрофагах, ничем не активированных или активированных Кон А, ЛПС или Listeria. Антиген 54-2 экспрессируется макрофагами, активированными тиогликолятом, макрофагами культивируемого костного мозга, тучными клетками, но не «оседлыми» перитонеальными макрофагами или моноцитами. Присутствие этого антигена на поверхности макрофагов, активированных другими агентами, не изучалось.

Большое количество мышиных моноклональных антител, реагирующих с неполиморфными антигенами клеток ряда моноцитов-макрофагов, было получено при иммунизации человеческими тканями. Некоторые антигены выявляются у большинства моноцитов, изолированных из периферической крови, в то время как другие характерны для небольших, по-видимому функционально различных, популяций. Многие антитела выявляют антигены, общие для моноцитов и других элементов периферической крови: гранулоцитов, Т-лимфо-цитов, тромбоцитов и природных киллеров.

В заключение следует отметить, что пока нет четкого критерия, определяющего, сколько клеток в данной популяции должны быть положительными по данному маркеру, чтобы считать эту популяцию мононуклеарными фагоцитами. Ни один из используемых сейчас маркеров, за исключением разве что некоторых моноклональных антител, не выявляется у 100% клеток. Как указывалось выше, необходимо учитывать стадию клеточной дифференцировки, а также уровень активации. В незрелых клетках некоторые характеристики могут быть выражены слабо или совсем отсутствовать, у активированных клеток эти же свойства могут появляться, усиливаться после активации или, наоборот, исчезать. Моноклональные антитела позволяют идентифицировать антигены, различающиеся у разных членов ряда моноциты - макрофаги. По-видимому, макрофаги, как и лимфоциты, можно подразделять на субпопуляции, различные в антигенном и функциональном отношениях.

От способности мононуклеарных фагоцитов удалять стимулы воспаления зависит исход воспалительной реакции: либо ее разрешение, либо прогрессирование с более выраженным проявлением заболевания. В области воспаления мононуклеарные фагоциты имеют три различающиеся, но взаимосвязанные функции.

Распознавание и удаление воспалительных стимулов

Мононуклеарные фагоциты обладают рядом специальных механизмов распознавания, удаления и разрушения различных стимулов, которые способны нарушать гомеостаз организма. Против инфекционных агентов фагоциты используют цитотоксические механизмы. К ним относится образование веществ, содержащих реактивный кислород (гидроксильные ионы, супероксидные радикалы и перекись водорода). Показано, что их продукция тесно связана со способностью мононуклеарных фагоцитов экспрессировать внеклеточные цитотоксические и цитоцидные свойства. Затем патогены фагоцитируются лизосомной системой клеток; комбинированное действие различных гидролизирующих ферментов этой системы приводит к эффективному разрушению поглощенного материала.

Ряд специализированных рецепторных систем мононуклеарных макрофагов облегчает

распознавание и фагоцитарное удаление стимулов воспаления. В этом процессе особо важную роль играют продукты Т- и В-лимфоцитов (рис. 31). Антитела, синтезируемые В-лимфо- цитами, связывают антигены с образованием иммунных комплексов. У мононуклеарных фагоцитов выявлено несколько (по крайней мере три) различных типов высокоаффинных рецепторов для комплекса антиген-антитело, которые обеспечивают их распознавание и удаление с помощью фагоцитоза. Поскольку они распознают Fc-фрагменты иммуноглобулинов иммунных комплексов и в некоторых случаях Fc-фрагменты свободных антител, их называют Fc-рецепторами. Другим лигандом для стимуляции фагоцитоза являются иммунные комплексы, активированные комплементом, которые связывают рецепторы для СЗЬ.

Связывание воспалительных стимулов специфическими рецепторами мононуклеарных фагоцитов инициирует процесс фагоцитоза. Фагоцитоз характеризуется инвагинацией той части плазматической мембраны, к которой присоединяется воспалительный стимул. Этот процесс опосредуется координированной деятельностью группы сократительных белков,

лейкоциты

Лимфоциты

Рис. 31. Реакции мононуклеарных фагоцитов на продукты иммунных ответов в области воспаления.

Лимфоциты, отвечающие на иммуногенные воспалительные стимулы, продуцируют лимфокины и антитела, которые формируют иммунные комплексы. Иммунные комплексы генерируют хемотаксические стимулы, привлекающие ПМН и мононуклеарные фагоциты в область воспаления. Фагоцитирующие клетки поглощают иммунные комплексы, которые затем деградируют. Чрезмерная стимуляция фагоцитирующих клеток лимфокинами или иммунными комплексами ведет к выделению ряда медиаторов воспаления, в том числе протеиназ, вызывающих разрушение тканей. Кроме того, мононуклеарные фагоциты выделяют факторы, стимулирующие активность лимфоцитов, а также пролиферацию соединительной ткани в фиброз.

весьма напоминающих аналогичные белки гладких мышц. В фагоцитирующих клетках, особенно на периферии цитоплазмы, содержится большое количество актина и миозина. Эти белки, как и некоторые регуляторные белки, были выделены в чистом виде из альвеолярных макрофагов. Установлено, что образование псевдоподий, формирующихся вокруг воспалительных стимулов, связано с мобилизацией ионов кальция, которые стимулируют энергозависимую сборку и функционирование сократительных белков. Окруженный псевдоподиями стимулятор фагоцитоза оказывается в вакуоли, называемой фагосомой, которая направляется к лизосомам. Все эти процессы возможны лишь при наличии интактных микротрубочек. Лизосомы макрофагов содержат большое количество разнообразных протеиназ, гликозидаз и липаз с высокой специфической активностью. Эти ферменты необходимы для быстрого внутриклеточного разрушения поглощенных веществ. Кроме фагоцитоза, моно- нуклеарные фагоциты способны к эндоцитозу жидкости (пиноцитозу), осуществляемому специфическими и неспецифическими механизмами. Установлено, что макрофаги перитонеальной полости мышей интернализируют площадь плазматических мембран (эквивалента их общей площади) каждые 35 мин; скорость значительно возрастает при стимуляции моно-нуклеарных фагоцитов воспалительными стимулами.

У мононуклеарных фагоцитов определены разнообразные эндоцитарные функции, независимые от продуктов активированных лимфоцитов. В легких альвеолярные макрофаги посредством фагоцитоза удаляют ряд токсических и инертных частиц. Длительный контакт с некоторыми веществами, такими как кремний или асбест, может привести к хроническим легочным воспалительным заболеваниям, частично опосредуемым веществами, выделяемыми макрофагами. Мононуклеарные фагоциты могут также участвовать в развитии атеросклероза. Накопление измененных липопротеинов низкой плотности в мононуклеарных фагоцитах происходит с участием специфических рецепторов и приводит к образованию пенистых клеток, нагруженных эфиром холестерина. Наличие таких клеток является характерным признаком атеросклеротических бляшек.

Непереваренные вещества остаются во вторичных лизосомах мононуклеарных фагоцитов в месте их первоначального взаимодействия
(татуировка - типичный пример); альтернативный этому вариант- миграция клеток из организма через дыхательную систему или пищеварительный тракт. Кроме того, некоторые популяции мононуклеарных фагоцитов обладают специализированными функциями, представляя воспалительный стимул в виде иммуногена клеткам лимфоидной системы. Лимфоциты отвечают на иммуноген образованием специфических веществ, а именно лимфокинов и антител, которые облегчают функцию мононуклеарных фагоцитов при последующих встречах с иммуногеном.

Презентация антигенов Т-лимфоцитам: запуск афферентного звена иммунной системы

В последние годы было установлено, что мононуклеарные фагоциты играют решающую роль в представлении иммуногена лимфоцитам. И хотя точные механизмы, лежащие в основе презентации, остаются неясными, известно, что в физиологических условиях им-муноген связан с мононуклеарными фагоцитами и что между клеткой, несущей иммуно-ген, и лимфоцитом возникает прямой физический контакт.

На рис. 32 показана последовательность представления антигена мононуклеарными фагоцитами лимфоцитам, а также последующие события в иммунной системе. Представление антигена возможно при сингенности мононуклеарных фагоцитов и лимфоцитов. Кроме того, для представления необходима прямая или непрямая связь между иммуногеном и антигенами 1а. Показано, что антитела к антигенам 1а подавляют распознавание Т-лимфоцитами иммуногена, связанного с мононуклеарными фагоцитами.

Не все мононуклеарные фагоциты имеют на своей поверхности la-антигены; их количество зависит не только от ткани, в которой они находятся, но и от локального микроокружения в данный момент времени. Вполне вероятно, что лимфоциты, отвечающие на

представленный им антиген, могут в свою очередь увеличивать количество мононуклеарных фагоцитов, несущих la-антиген. Мононуклеарные фагоциты осуществляют также генетический контроль за развитием иммунного ответа. Этот контроль зависит от возможности мононуклеарных фагоцитов экспресси-ровать соответствующие la-антигены, что спо-

Лимфоиты

Комплексы Растворимые антиген - антитело г радулы

Дифференциация

Антителообразующая клети

Рис. 32. Представление мононуклеарными фагоцитами иммуногенов лимфоцитам.

собствует клональной экспансии Т- и В-лим- фоцитов для обеспечения синтеза лимфокинов и антител.

Секреторная активность мононуклеарных фагоцитов

Многогранное участие мононуклеарных фагоцитов в защите организма и в хроническом воспалении требует от них величайшей функциональной подвижности при взаимодействии с другими типами клеток, компонентами соединительной ткани и воспалительными стимулами во внеклеточной среде. В связи с этим мононуклеарные фагоциты синтезируют и сек- ретируют большое количество биологически активных медиаторов (табл. 4). Выделение таких медиаторов происходит не одновременно: они секретируются по мере выполнения тех
функций, которые необходимы мононуклеар- ным фагоцитам на данной стадии воспалительного процесса. Совершенно очевидно, что продукты секреции имеют важное значение для облегчения удаления патогенных организмов и других стимулов воспаления, а также для усиления процессов репарации и устранения возникших повреждений. Возможно, что некоторые аспекты хронических воспалительных процессов должны учитываться в связи с аберрантной секрецией различных продуктов мононуклеарных фагоцитов. Некоторые продукты секретируются мононуклеарными фагоцитами постоянно, в том числе ферменты лизо-цим и липопротеинлипаза, тогда как другие выделяются лишь при воздействии на мононуклеарные фагоциты воспалительными стимулами или продуктами иммунных реакций (рис. 33).

Таблица 4. Секреторные продукты мононуклеарных фагоцитов

Гидролитические ферменты ЛИзоцим

Нейтральные протеазы Лизосомные гидролазы Липопротеиновая липаза

Ингибиторы протеолитических ферментов а2-Макроглобулин агПротеазный ингибитор

Факторы, изменяющие клеточную пролиферацию Колониестимулирующий фактор Фактор созревания тимуса Ангиогенный фактор Стимулятор пролиферации фибробластов Интерлейкин-1 Фактор-антагонист глюкокортикоидов Фибронектин Ростовой фактор, происходящий из тромбоцитов Эритропоэтин

Факторы, нарушающие жизнеспособность инфекционных

агентов и эукариотических клеток

Перекись водорода

Гидроксильные радикалы

Интерферон

Листерицидный фактор

Белок, связывающий витамин В12

Фактор некроза опухоли

Факторы, имеющие отношение к гуморальным медиаторам воспаления

Все компоненты альтернативного пути и ранние компоненты классического пути комплемента Прокоагулянтный фактор Свертывающий фактор

Интерлейкин-1

Первоначально интерлейкин-1 был охарактеризован как секреторный продукт мононуклеарных фагоцитов с молекулярной массой 18 000 дальтон, который опосредует ряд важных биологических эффектов этих клеток (см. главу 15). Как показывают исследования in vitro, эти эффекты включают следующее: стимуляцию пролиферации тимоцитов; образование интерлейкина-2 лимфоцитами; пролиферацию фибробластов; синтез хондроцитами и синовиоцитами нейтральной протеиназы, а также простагландинов и протеиназы; синтез гепатоцитами белка острой фазы; хемотаксис лейкоцитов; резорбцию костей. In vivo интерлейкин-1 вызывает лихорадку, изменение уровней ионов металлов и повышение уровня белка острой фазы. Недавно были получены в чистом виде по крайней мере две формы человеческого интерлейкина-1 и идентифицированы два гена человека, которые кодируют молекулы, обладающие активностью интерлейкина-1.

Гидролитические ферменты

Гидролитические ферменты, секретируемые мононуклеарными фагоцитами в ответ на воспалительные стимулы (иммунные комплексы, лимфокины), возможно, играют важную роль в развитии повреждений при хроническом вос-

палении. Эти ферменты, включающие активатор плазминогена, эластазу и коллагеназу, вероятно, обусловливают деградацию и повреждение тканей, а также ускорение обмена соединительной ткани, что сопровождается удалением продуктов распада и заживлением зон воспаления.

Факторы клеточной пролиферации и дифференциации

Характерной чертой многих хронических воспалений является местная пролиферация тканей, связанная с очагами активированных лимфоидных клеток. Ярким примером такого процесса может служить пролиферирующий синовиальный паннус сустава при ревматоидном артрите. В подобных условиях растворимые факторы, включая интерлейкин-1 и ростовой фактор тромбоцитов, которые секрети- руются мононуклеарными фагоцитами, могут стимулировать пролиферацию как лимфоцитов (с последующим синтезом антител и лим- фокинов), так и фибробластов, впоследствии синтезирующих коллагеназу и компоненты соединительной ткани. Этому предположению соответствует наблюдение отмены гиперсенси- тивности замедленного типа веществами, избирательно токсичными для мононуклеарных фагоцитов, а также нарушения заживления ран у экспериментальных животных после введения антимакрофагальной сыворотки.

Прокоагулянты

При реакциях повышенной чувствительности замедленного типа и отторжении аллогенной ткани, а также при экспериментальном аллергическом энцефаломиелите и реакции Шварцмана часто наблюдается отложение фибрина. В недавних исследованиях показано, что образование фибрина в зонах поражения может инициироваться прокоагулянтной активностью, исходящей из мононуклеарных фагоцитов. Выделение такого прокоагулянтного фактора, по-видимому, зависит от сигнала Т-лимфоцй- тов. Мононуклеарные фагоциты могут также инициировать удаление фибрина, секретируя активатор плазминогена. Важное значение имеет тот факт, что прокоагулянтная активность является продуктом моноцитов, вновь прибывших к месту воспаления, тогда как активатор плазминогена синтезируется более дифференцированными макрофагами, которые вызревают под действием лимфокинов или других стимулов, присутствующих в очаге воспаления.

Продукты окисления арахидоновои кислоты

В фосфолипидах мононуклеарных фагоцитов содержится необычно большое количество арахидоновои кислоты, и, как выяснилось в последние годы, эти клетки обладают значительным потенциалом синтеза простагланди-нов и лейкотриенов. Их синтез усиливается при экспозиции макрофагов с воспалительными стимулами, включая иммунные комплексы. На основании этого открытия и уже известных эффектов экзогенных простагландинов (особенно серии Е), подавляющих различные эф- фекторные функции лимфоцитов, было выдвинуто предположение относительно способности простагландинов мононуклеарных фагоцитов действовать в качестве ингибиторных модуляторов функции лимфоцитов in vivo. Это предположение подтвердили клинические исследования, где было показано повышение иммунного ответа при использовании ингибиторов синтеза простагландинов (индомета- цин). Предполагается, что мононуклеарные фагоциты вносят свой вклад в опосредование повышенной чувствительности немедленного типа, поскольку они синтезируют лейкотриены В4 и С4. Известно, что лейкотриены входят в состав медленно реагирующей субстанции анафилаксии (см. главу 10).

Метаболиты кислорода

Во время метаболического взрыва, сопровождающего взаимодействие макрофагов с фагоцитируемыми и другими стимулами, образуется ряд потенциально токсичных метаболитов кислорода. Обладая исключительно короткой жизнью, они могут опосредовать некоторые важные функции, в том числе клеточно-зависимую цитотоксичность по отношению к опухолевым клеткам и инфекционным агентам, инактивацию некоторых белков (ингибитор а-1- протеиназы) и образование хемотаксических стимулов при перекисном окислении ненасыщенных жирных кислот, в частности арахидоновои кислоты.

Комплемент

Белки системы комплемента содержат более 20 молекул (см. главу 12), которые активируются по принципу каскада после взаимодействия с иммунными комплексами или же непосредственно воспалительными стимулами. Продукты активации комплемента усиливают

функцию фагоцитов, стимулируя хемотаксис и фагоцитоз, а также выделение из них медиаторов. Большое функциональное значение имеет секреция многих компонентов комплемента моноцитами периферической крови человека.

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

Контроль грануломонопоэза с помощью ростовых факторов.

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

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

Клиническое применение ростовых факторов.

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

Сферы использования ростовых факторов:

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

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

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

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

5)идиопатическая нейтропения (Г-КСФ);

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Пропердиновая система реализует свой защитный эффект независимо от иммунных реакций.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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