Выбор читателей
Популярные статьи
выполняют эти функции естественной иммунной защиты в организме.
Нейтрофилы обеспечивают основную защиту от пиогенных (гноеродных) бактерий и могут существовать в анаэробных условиях. Они остаются главным образом в крови, за исключением случаев их локализации в очагах острого воспаления. Нехватка нейтрофилов приводит к хроническим инфекциям.
Дисфункции нейтрофилов, такие как различные формы нейтропении , дефицит адгезии нейтрофилов или хронический гранулематоз , приводят к тяжелым формам подверженности больных бактериальным инфекциям, что подчеркивает ключевую роль нейтрофилов в обеспечении врожденной формы иммунитета. С другой стороны, гиперактивация нейтрофилов также обусловливает патологию. Такие аномалии, как повреждение при реперфузии , васкулит , синдром дыхательной недостаточности взрослых или гломерулонефрит , свидетельствуют о важном медицинском значении гиперактивации нейтрофилов.
Спектр рецепторно обусловленных реакций макрофагов значительно шире, они воспринимают большее количество сигналов, обеспечивающих хемотаксис и взаимодействие с клеточными стенками микроорганизмов. Отличительной особенностью макрофагов по сравнению с микрофагами служит активное участие в элиминации из организма апоптотиче- ских телец - «осколков» клеток, подвергнутых апоптозу, в связи с чем макрофаги характеризуются как «мусорщики».
Но, пожалуй, одно из ведущих функциональных свойств макрофагов - это их способность к презентации антигена с участием молекул гистосовместимости HLA-D (рис. 4). Эти молекулы макрофаг начинает особенно интенсивно синтезировать в ходе активации. В процессе транспорта к мембране везикул, содержащих эти молекулы, HLA-D образует комплекс с отдельными компонентами фагоцитированного патогена, подвергнутого деградации в фаголизосомах. В результате образуется комплекс, который выходит на поверхность клетки и фиксируется на мембране макрофага. HLA-D в составе этого комплекса специфически распознается клетками иммунной системы, в частности Т-лимфоцитами.
Таким образом, в состоянии функциональной активности макрофаги усиливают свои миграционные свойства и выполняют ряд эффекторных функций, ведущей среди которых остается фагоцитоз. Необходимо отметить, что в отличие от микрофага макрофаг осуществляет преимущественно внутриклеточное уничтожение патогенов; с этим процессом тесно связаны антигенпредставляю- щие свойства этих клеток. Преобладание внутриклеточного уничтожения позволяет макрофагам эффективно удалять из биологических сред организма отработавшие и деструктивно измененные клетки. Кроме того, макрофаг - мощнейший регулятор реакций естественной защиты благодаря способности к секреции провоспалительных цитокинов, эйкоза- ноидов и индукции воспаления. Он продуцирует антимикробные, противовирусные и противоопухолевые факторы, участвует в цитотоксических реакциях. Наконец, макрофаг в процессе презентации антигена инициирует иммунные реакции, обеспечивая им определенное ци- токиновое сопровождение.
Макрофаги не могут постоянно поддерживаться в активированном состоянии, т. к. они при этом потребляют много энергии и могут повреждать ткани ор-
Шероховатый
Митохондрии ретикулум Ядро Лизосомы
Опсонины
О О
«С*» С
Поглощение
патогена
Фагол изосома
Секреторные / везикулы с HLA-D
¥ Экспрессия комплексов \ молекул Остаточные патогена
тела + HLA-D
на мембране макрофага
Рис, 4. Особенности этапов фагоцитоза у макрофагов: презентация молекул патогенов
ют со сложной системой внутриклеточной передачи сигналов, что приводит к деактивации макрофагов. При этом снижается переработка захваченных антигенов, экспрессия антигенов гистосовместимости МНС II класса, презентация антигенов, продукция цитокинов, страдают и защитные функции макрофагов. У людей, инфицированных плазмодиями или трипаносомами, было описано появление супрессивных макрофагов, секретирующих цитокин, который ингибировал секрецию интерлейкина-2 (ИЛ-2) и экспрессию его рецептора на Т-лимфоцитах. Такие дефектные макрофаги могут подавлять Т- лимфоциты через клеточные контакты, вовлекающие поверхностные регуляторные молекулы . Описан редкий приобретенный дефект макрофагов под названием «малакоплакия», при котором воспалительные гранулемы образуются в разных тканях, чаще в эпителии мочеполового тракта. В составе таких гранулем обнаруживаются крупные монону- клеары с минерализованными агрегатами бактерий в фагосомах (тельца Михаэли- са-Гутмана) и дефектом деградации захваченных бактерий .
В последние годы большое значение уделяется нарушениям экспрессии молекул HLA-D на поверхности макрофагов, которые служат маркером таких угрожающих жизни состояний, как септический шок, печеночная недостаточность, острый панкреатит и др. .
Что касается взаимодействия макрофагов и антибиотиков, то заслуживает внимания тот факт, что регуляция секреции провоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ-1/1, ИЛ-6, ИЛ-8) и антимикробных факторов часто осуществляется через те же рецепторы, через которые к фагоцитирующим клеткам присоединяются микроорганизмы. К этой категории относятся, в частности, То11-подоб- ные рецепторы (TLR), распознающие молекулярные структуры, свойственные только микроорганизмам. Интересно, что через TLR к поверхности фагоцитов могут присоединяться и такие продукты микроорганизмов, как антибиотики , а вследствие этого присоединения изменяется функциональная активность фагоцитирующих клеток.
Помимо непосредственного действия на фагоциты антибиотики вызывают и опосредованные эффекты (рис. 5).
Взаимодействуя с микроорганизмами, антибиотики могут выполнять функции опсонинов и способствовать поглощению микробов фагоцитами . Кроме того, убивая микроорганизмы, антибиотики обусловливают высвобождение из микробных клеток антигенов, токсинов, ферментов, митогенов, продуктов протеолиза, которые, в свою очередь, взаимодействуют с клетками иммунной системы и оказывают на них разнообразные как стимулирующие, так и ингибирующие воздействия . Даже если антибиотик обладает статическим влиянием на микроорганизмы, меняется биология микробных клеток и возникает новая система их поведения во внутренних средах макроорганизма. В этой системе модуляции происходят сложные взаимодействия между клетками иммунной системы. Так, например, известны факты стимуляции антибиотиками лимфоцитов и одновременного подавления их функций при посредстве макрофагов .
Анализ крови можно назвать одной из наиболее часто применяемых методик исследования при диагностике заболеваний.
По состоянию крови и ее показателям врач может судить о наличии каких-либо определенных недугов и об общем состоянии пациента, а также о необходимости проведения дополнительного более глубокого исследования.
В статье вы знаете все про соотношение лимфоцитов и нейтрофилов в крови, когда они повышены или понижены у взрослых и детей.
Называют особые клетки крови, относящиеся к группе лейкоцитов. Их роль в человеческом организме очень важна. Именно эти клеточки отвечают за защиту организма от вредоносных микроорганизмов, а точнее, за уровень сопротивляемости их воздействию. Лимфоциты являются первой, и, пожалуй, основной преградой и защитой от раковых клеток. Изменение уровня лимфоцитов всегда расценивается в качестве тревожного сигнала, говорящего о каком-либо нарушении.
Лимфоциты разделяют на несколько типов, у каждого из которых имеется своя уникальная функция, но вместе они создают надежный барьер многим недугам.
Нейтрофилы также относятся к группе лейкоцитов и представляют собой наиболее многочисленный вид. Их задача в организме заключается в быстром уничтожении проникающих вредоносных бактерий и прочих элементов. Их функциональность и важность имеет 2 особых аспекта:
Результаты исследований крови всегда отражают и количество лимфоцитов как один из ключевых показателей. В прежние времена в лабораториях подсчеты этого параметра проводились только вручную с использованием мощных микроскопов, но теперь подобную работу выполняют автоматические анализаторы, что значительно упростило исследования.
Однако по сей день нередко происходит путаница в результатах, поскольку нормы ручного подсчета и анализатора различаются. Достаточно часто в бланке указано значение автоматического подсчета при норме для ручного исследования. А для детей нормы могут быть и вовсе не указаны.
Кроме этого, значение может быть указано как в относительном, так и в абсолютном варианте. Нормами лимфоцитов принято считать:
Показатель нейтрофилов, так же, как и лимфоцитов, не зависит от половой принадлежности человека. Нормы этого значения разработаны исключительно по возрастным группам.
Как правило, в анализе не указывается общая группа нейтрофилов, а происходит их разделение на палочкоядерные и сегментоядерные. Остальные виды нейтрофилов в результатах не учитывают, поскольку они появляются лишь у больных людей и их присутствие в анализе может указывать на наличие нарушений и отклонение от нормы.
Возраст | Нормальный показатель нейтрофилов в % | |
Палочкоядерные | Сегментоядерные | |
Новорожденные | 5 – 12 | 50 – 70 |
От 1 дня до 1 недели | 1 – 5 | 35 – 55 |
В 2 недели | 1 – 4 | 27 – 47 |
В 1 месяц | 1 – 5 | 17 – 30 |
В 1 год | 1 – 5 | 45 – 65 |
От 4 до 5 лет | 1 – 4 | 35 – 55 |
От 6 до 12 лет | 1 – 4 | 40 – 60 |
У взрослых | 1 – 4 | 40 – 60 |
Поскольку назначение лимфоцитов заключается в быстром распознавании проникающих вредоносных элементов, то увеличение их числа при начале любого заболевания является нормальной и абсолютно естественной реакцией иммунной системы. При некоторых недугах, например, при разных видах ОРВИ, количество лимфоцитов возрастает, а при гриппе – снижается. При наличии мононуклеоза их численность увеличивается очень резко и до серьезных цифр.
Нейтрофилы погибают, поглощая чужеродные вредоносные объекты, поэтому, если их количество повышается, это может означать наличие у человека бактериальной инфекции в острой форме.
Эти клеточки подразделяют на несколько видов, но у здоровых людей обычно присутствуют лишь нейтрофилы сегментоядерного типа, являющиеся зрелыми клетками и готовые к процессу фагоцитоза, а также палочкоядерные, являющиеся незрелыми.
Как правило, в организме людей палочкоядерных клеток немного, что считается нормальным, поскольку основную массу нейтрофилов в здоровом организме составляют именно сегментоядерные, что обеспечивает правильную защиту и готовность к борьбе с вредоносными элементами.
При наличии острых инфекций бактериального типа соотношение меняется , поскольку зрелые клеточки гибнут в борьбе и организм начинает вырабатывать новые.
Если общее число нейтрофилов (в том числе и палочкоядерных) увеличивается, можно сделать вывод о наличии бактериального процесса острого типа. Уменьшение общей численности этих клеток с повышением незрелых клеточек говорит о бактериальной инфекции массового характера.
Третьим важным диагностическим аспектом являются эозинофилы, которые уничтожают вредоносные микроорганизмы, являющиеся слишком крупными для обычных нейтрофилов.
Например, при ОРВИ резко , но при этом нейтрофилы и эозинофилы остаются в норме. При гриппе наблюдается повышение нейтрофилов, сопровождающееся снижением численности лимфоцитов, а эозинофилы остаются в норме. При наличии мононуклеоза инфекционного типа наблюдается резкое повышение уровня лимфоцитов на фоне нормального значения эозинофилов и нейтрофилов.
При наличии бактериальных инфекций в острой форме можно наблюдать повышение и лимфоцитов, и нейтрофилов , при этом присутствует очень большое число клеточек палочкоядерной категории или их предшественников, называемых миелоцитами, а также метамиелоцитами или миелобластами, наблюдающимися обычно только в крови больных людей.
Лейкоцитарная формула, а точнее, ее отклонения от норм, имеют в диагностике очень важное значение, поскольку в большинстве случаев именно в ней и происходят изменения при появлении недугов.
Как правило, при вирусных поражениях общий уровень лейкоцитов (абсолютный) сохраняется в нормальных значениях, хотя иногда может быть слегка увеличен, но при этом лимфоциты будут повышены, а уровень нейтрофилов, наоборот, будет понижен.
Наблюдается такое обычно при инфекциях бактериального или вирусного типа, но подобная реакция организма может возникнуть и при применении некоторых лекарственных средств, при воздействии радиации, а также при появлении опухолей. Как правило, такие изменения указывают на то, что организм пытается бороться с недугом самостоятельно.
Для детей состояние, когда имеется увеличение числа лимфоцитов при снижении нейтрофилов, является нормальным и абсолютно естественным, поэтому для детей существуют свои нормы этих значений.
Как правило, после перенесения заболеваний и наступления выздоровления организм постепенно восстанавливается, и состояние крови приходит в норму. Происходит это, конечно, не за один день. Часто весь процесс занимает несколько месяцев, но медицинской помощи в большинстве случаев не требуется.
Теперь вы знаете все про соотношение лимфоцитов и нейтрофилов, если показатели низкие и высокие.
Рецензент
Доктор медицинских наук
Профессор В.Р.Вебер
Архипов Г.С., Е.И.Архипова
Основы иммунологии: Учебное пособие/НовГУ им.Ярослава Мудрого. – Великий Новгород, 2009. – 47 с.
В пособии изложены структура и функции иммунной системы, закономерности иммунологической реакции при взаимодействии с антигеном, о также некоторые вопросы иммунопатологического состояния.
Предназначено для студентов 1-6 курсов медицинских факультетов, а также для врачей лечебно-профилактических учреждений.
Издание 3-е, дополненное
ББК 28.073 (075)
© Новгородский государственный
Университет, 2009
© Г.С.Архипов, Е.И.Архипова, 2009
Иммунная система организма безусловно необходима для его выживания: без нее смерть от любой инфекции была бы практически неизбежна. Но даже безотносительно к своей жизненной важности иммунная система вызывает восхищение как пример изобретательности Природы.
Сосуму Тонегава
Здоровая, нормально работающая иммунная система сама решает, как и чем лечить болезнь прицельно точно. Если мы научимся управлять иммунной системой, эта универсальная фармацевтическая фабрика произведет лекарство, необходимое организму в данный момент, там где нужно и сколько нужно…… Новая революция в медицине действительно на пороге.
Р. В. Петров, академик АН и АМН России
ВВЕДЕНИЕ
Иммунитет – это совокупность биологических явлений (процессов и механизмов), направленных на сохранение постоянства внутренней среды (гомеостаза) и защиту организма от инфекционных и других генетически чужеродных для него агентов.
Иммунологическая защита осуществляется с помощью ряда различных механизмов, которые можно разделить на две большие группы:
1. Неспецифические механизмы иммунитета, наиболее филогенетически древние, которые направлены против любого чужеродного агента.
3. Регуляторные механизмы иммунного ответа, обусловленное большим количеством цитокинов, медиаторов, гормонов и других биологически активных веществ.
ФАКТОРЫ И МЕХАНИЗМЫ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ ПРОТИВОИНФЕКЦИОННОИ ЗАЩИТЫ
Простейший способ избежать инфицирования - это предотвратить проникновение возбудителя в организм. Главной линией “обороны” служит кожа, которая, оставаясь неповрежденной, непроницаема для большинства инфекционных агентов. Кроме того, вырабатываемые потовыми и сальными железами молочная и жирные кислоты обладают бактерицидным действием, поэтому различные микроорганизмы, не входящие в число постоянных обитателей кожных покровов, быстро исчезают с ее поверхности.
Слизь, выделяемая стенками внутренних органов, действует как защитный барьер, препятствующий прикреплению бактерий к эпителиальным клеткам. За счет движения ресничек эпителия микробы вместе со слизью удаляются из организма. Аналогичным вымывающим действием обладают слезы, моча и слюна. Во многих секретах содержатся бактерицидные компоненты, такие как кис/юта в желудочном соке, спермин и цинк в сперме, лактопероксидаза в молоке, лизоцим в слезах, носовых выделениях и слюне.
Лизоцим является одним из наиболее древних факторов противомикробной защиты. Он расщепляет мураминовую кислоту в составе оболочки чувствительных грамположительных микроорганизмов и в отдельных случаях может даже вызвать бактериолиз. Он синтезируется гранулоцитами, моноцитами и тканевыми макрофагами, может накапливаться в секреторных гранулах и лизосомах фагоцитов. При лизисе грамотрицательных бактерий лизоцим действует совместно с системой комплемента. В связи с этим он является важным фактором сывороточной бактерицидности, одновременно он присутствует также во всех жидкостях организма. Определение уровня его концентрации дает возможность оценить активность фагоцитарной системы. Снижение лизоцима наблюдается и при обострении хронических воспалительных заболеваний
Нормальная микрофлора способствует созреванию иммунной системы и поддержанию ее в состоянии высокой функциональной активности, что показано при исследовании гнотобионтов – организмов, развивающихся в стерильных условиях. Выступая в качестве антагонистов, представители нормальной микрофлоры препятствуют адгезии, внедрению и размножению патогенных микроорганизмов. В то же время представители нормальной микрофлоры могут вызывать заболевания в случаях проникновения в большом количестве из одних биотопов в другие и при иммунодефицитах (дисбактериозы).
Учение о фагоцитарной системе создано еще И. И. Мечниковым (1896). Под фагоцитозом понимают активное поглощение клетками твердого материала. У одноклеточных этот процесс служил в основном для питания. У многих многоклеточных организмов, включая человека, фагоцитоз служит, прежде всего, фундаментальным механизмом противоинфекционной защиты. Фагоциты представляют собой клетки с особо выраженной способностью поглощать микроорганизмы и другие внедрившиеся в организм чужеродные вещества. Морфологически и функционально различают моноцитарные (макрофаги) и гранулоцитарные (микрофаги) компоненты фагоцитарной системы. Макрофаги и микрофаги имеют общее миелоидное происхождение от полипотентной стволовой клетки костного мозга. Для микрофагов характерно большое количество гранул в цитоплазме. По особенностям окрашивания различают базофильные, эозинофильные и нейтрофильные гранулоциты (лейкоциты). Наиболее многочисленны среди лейкоцитов полиморфно-ядерные нейтрофилы. Ежедневно из костного мозга в кровь выходит 10 названных лейкоцитов, а при острых инфекциях это количество может возрастать в 10 – 70 раз, при этом в крови появляются и не зрелые формы (сдвиг формулы крови влево). Активность нейтрофилов тесно связана с гранулами, содержимое которых представлено ферментами и другими биологически активными веществами: бактерицидные ферменты, нейтральные протеиназы, кислотные гидролазы и прочие вещества (лактоферрин, витамин В 12 -связывающий белок). С помощью этих вышеназванных ферментов и белков микрофаги осуществляют свою фагоцитирующую функцию.
Макрофаги различных тканей организма (соединительной, печени, легких и др.) вместе с моноцитами крови и их костномозговыми предшественниками (промоноциты и монобласты) объединены в особую систему мононуклеарных фагоцитов (СМФ). Концентрация моноцитов в крови относительно невелика по сравнению с гранулоцитами (1–6% и 60 – 70% соответственно), однако продолжительность жизни значительно выше. В крови моноциты циркулируют до трех суток, а затем мигрируют в прилегающие ткани, где их количество в десятки раз больше, чем в крови. Здесь происходит окончательное созревание моноцитов либо в мобильные гистиоциты (тканевые макрофаги), либо в высокодифференцированные тканеспецифические макрофаги (альвеолярные макрофаги легких, купферовские клетки печени).
Рис.1. Мононуклеарная фагоцитарная система (первоначально включающая эндотелиальные и полиморфнондерные клетки под названием “ретикуло-эндотелиальная система”, или РЭС), Предшественники промоноцитов в костном мозге развиваются в циркулирующие моноциты крови, которые со временем распределяются по всему организму в виде зрелых макрофагов (МФ), как показано на рисунке. Другие основные фагоцитирующие клетки – полиморфноядерные нейтрофилы - главным образом остаются в крови, за исключением случаев их локализации в очагах острого воспаления
Морфологическая гетерогенность клеток соответствует функциональному разнообразию мононуклеарной системы. В отличие от полиморфноядерных нейтрофилов, которые обеспечивают основную защиту от пиогенных (гноеродных) бактерий, функция макрофагов в основном связана борьбой с теми бактериями, вирусами и простейшими, которые способны существовать внутри клеток хозяина. У клеток Лангерганса кожи, дендритных клеток селезенки имеется способность перерабатывать и представлять антиген клеткам иммунной системы. В этот момент он может быть узнан соответствующими Т-лимфоцитами. Макрофаги синтезируют и секретируют во внеклеточную среду большое количество различных белков и ферментов: нейтральные протеазы, кислые гидролазы, эндогенный пироген, факторы комплемента, интерлейкин и др.
Макрофаги способны к передвижению, поглощению объектов фагоцитоза посредством опсонинов и мембранных рецепторов, обезвреживанию его в лизосомах с помощью ферментов.
Все фагоцитирующие клетки характеризуются общностью основных функций, сходством структур и метаболических процессов. Различают четыре последовательно протекающие стадии фагоцитоза:
1. Хемотаксис целенаправленное передвижение фагоцитов в направлении градиента хемоаттрактантов благодаря наличию на мембране фагоцита специфических рецепторов. В качестве хемоаттрактантов могут выступать бактериальные компоненты, продукты некроза тканей организма, активированные фракции системы комплемента - С5а, СЗа, лимфокины.
2. Адгезия - прикрепление фагоцита к мишени, может быть опосредован и не опосредован рецепторами.
3. Эндоцитоз - захватывание, которое может происходить без участия рецепторов, например, при поглощении частичек угля и при участии рецепторов, как в случае поглощения многих бактерий, грибов рода Candida и др. Маннозофруктозные рецепторы фагоцитов узнают при этом углеводные компоненты поверхностных структур микроорганизмов. Наиболее эффективным является фагоцитоз, опосредованный рецепторами для Fc-фрагмента иммуноглобулинов (см. ниже) и для фракции СЗ-комплемента. Эндоцитоз идет по принципу застежки “молния”.
4. Внутриклеточное переваривание происходит в фаголизосомах в результате слияния с первичными лизосомами. Уничтожение микроорганизма происходит в результате “окислительного взрыва” - выброса биологически активных продуктов восстановления кислорода, таких как перекись водорода, супероксидант молекулярного кислорода и гидроксильных радикалов, а также за счет кислороднезависимых механизмов, связанных с высвобождением лизоцима и гидролитических ферментов.
Многие вирулентные бактерии часто не погибают и могут длительное время персистировать внутри фагоцитов. Некоторые (токсоплазмы, микобактерии туберкулеза) могут препятствовать слиянию фагосом с лизосомами; другие (гонококки, стафилококки, стрептококки гр. А) обладают устойчивостью к действию лизосомных ферментов; третьи после эндоцитоза покидают фагосому и избегают действия ферментов (риккетсии). В этих случаях фагоцитоз остается незавершенным.
Макрофаги при поглощении антигена вырабатывают монокины - вещества, оказывающие регулирующее действие на пролиферацию, дифференциацию и функции фагоцитов, лимфоцитов, фибробластов и других клеток, например, интерлейкин-1, который стимулирует Т-лимфоциты и одновременно оказывает пирогенный эффект. Одновременно макрофаги секретируют лизоцим, компоненты комплемента, интерфероны, кислородные радикалы, благодаря которым могут убивать бактерии без фагоцитоза, а также оказывать цитотоксическое действие на раковые и аллотрансплантированные клетки.
Общая функция фагоцитов заключается в представлении на своей наружной мембране фрагментов (антигенных эпитопов) захваченных микроорганизмов. В таком виде возбудители специфически распознаются Т-лимфоцитами.
Нейтрофильные сегментоядерные лейкоциты (нейтрофильные грануло- циты, или нейтрофилы) - преобладающая популяция белых клеток крови. Развитие нейтрофилов контролируется цитокинами, из которых главную роль играет G-CSF, а вспомогательную - GM-CSF, IL-3 и IL-6. Повышение содержания нейтрофилов в условиях воспаления регулируется цитокинами IL-17 и IL-23. IL-23 индуцирует образование IL-17, а он стимулирует выработку G-CSF.
В крови человека содержится 2,0-7,5х109/л нейтрофилов, что составляет 50-70% от общего числа лейкоцитов крови; также в крови присутствует некоторое количество (0,04-0,3х109/л, т.е. 1-6%) палочкоядерных форм нейтрофилов, не завершивших созревание. Ядро таких клеток не сегментировано, хотя и имеет уплотненную структуру хроматина. В кровотоке присутствует только 1-2% общего числа зрелых нейтрофилов в организме (остальные представлены в тканях, преимущественно в костном мозгу). Срок их пребывания в циркуляции составляет 7-10 ч.
После кратковременной циркуляции нейтрофилы покидают кровоток и мигрируют в ткани. Примерно 30% нейтрофилов, выходящих из кровотока, мигрируют в печень и костный мозг; около 20% - в легкие (точнее в их микроциркуляторное русло); около 15% - в селезенку. Основными хемо- таксическими факторами для нейтрофилов служат лейкотриен В4 и IL-8, в небольших количествах вырабатываемые в тканях. Миграция происходит с участием молекул адгезии (Р2-интегрины, Р- и Е-селектины), а также фермента эластазы, секретируемого самими нейтрофилами. Через 3-5 сут пребывания в тканях нейтрофилы подвергаются спонтанному апоптозу, т.е. запрограммированной гибели (см. раздел 3.4.1.5), и их фагоцитируют резидентные макрофаги, что предотвращает нанесение ущерба окружающим клеткам. В настоящее время допускается возможность превращения небольшой фракции тканевых нейтрофилов в долгоживущую форму и даже их дифференцировки в макрофаги. В целом функция тканевых нейтрофилов остается невыясненной.
Диаметр нейтрофилов составляет 9-12 мкм. Им свойственна уникальная морфология: ядро сегментированное (обычно состоит из 3 сегментов) с плотно упакованным хроматином (гетерохроматином); цитоплазма содержит нейтральные (по данным окрашивания) гранулы, что и определяет название этих клеток. Особенности хроматиновой структуры ядра (недоступность промоторных участков для дифференцировочных факторов) значительно ограничивает экспрессию генов и синтез макромолекул нейтрофилами de novo. Тем не менее, вопреки ранее существовавшим представлениям, нейтрофилы сохраняют способность к биосинтезу, хотя и в ограниченном масштабе.
Поскольку нейтрофилы имеют характерную морфологию, потребность в определении их мембранного фенотипа возникает только при специальном цитометрическом анализе (табл. 2.1). Для нейтрофилов характерна экспрессия на поверхности клетки ряда молекул: CD13 (аминопептидаза N, рецептор для ряда вирусов), CD14 - рецептора для липополисахарида (ЛПС) (представлен в меньших количествах, чем на моноцитах), в2-интегринов (LFA-1, Mac-1 и p155/95); Fc-рецепторов , рецепторов для компонентов комплемента (CR1, CR3 и CR4), рецепторов для хемотаксических факторов (C3aR, С5аR, рецептор для лейкотриена B4). Под влиянием ряда цитокинов (прежде всего GM-CSF) нейтрофилы экспрессируют молекулы MHC класса II (MHC-II); молекулы МНС-I экспрессируются на них конститутивно. Наиболее важные молекулы, определяющие развитие, миграцию и активацию нейтрофилов, - рецепторы для G-CSF (основного фактора, регулирующего их развитие), а также для IL-17 и IL-23, основного хемотаксического фактора - IL-8 (CXCR1, CXCR2) и хемокина, определяющего связь нейтрофилов с тканями - SDF-1 (CXCR4).
Таблица 2.1. Мембранные молекулы нейтрофилов, эозинофилов и моноцитов
Окончание табл. 2.1
Группа молекул |
Нейтрофилы |
Эозинофилы |
Моноциты |
Лектиновые рецепторы |
Дектин-1 |
|
DC-SIGN, дектин-1 |
Fc-рецепторы |
FcyRII, FcyRIII, FcaR; при активации - FcyRI |
FcyRII, FcyRIII, FceRI, FceRII, FcaR; при активации - FcyRI |
FcyRI, FcyRII, FcyRIII; при активации - FcaR |
Рецепторы комплемента |
CR1, CR3; C3aR, C5aR, C5L2 |
CR1; C3aR |
CR1, CR3, CR4; C3aR, C5aR |
Цитокиновые рецепторы |
Для G-CSF, GM- CSF, IL-3, IL-17 |
Для GM-CSF, IL-3, IL-4, IL-5, IL-13 |
Для M-CSF, GM- CSF, IFNy, IFNa/p, IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-6, IL-10, IL-15, IL-21, TNFa и т.д. |
Хемокиновые рецепторы |
CXCR1, CXCR2, CXCR3, CXCR4 |
CCR1, CCR2, CCR3, CCR5 |
CCR1, CCR2, CCR3, CCR5, CX3CR1 |
Интегрины |
P2 - LFA-a, Mac-1, aDP2; рецептор - ICAM-2 |
Pj - VLA-4; P2 aD?2 |
Р1 - VLA-1, VLA-2, VLA-4, VLA-5, VLA-6; p2 - LFA-1, Mac-1, p150, p45, aDP2; рецепторы - ICAM-2, ICAM-3 |
Молекулы главного комплекса гистосовместимости (MHC) |
|
MHC-I; при активации - MHC-II |
MHC-I, MHC-II (при активации усиливается) |
Костимулирую- щие молекулы |
|
При активации - CD154 |
CD86 (слабо); при активации - CD80, CD86 |
Другие молекулы |
CD14, CD13 |
CD9 |
CD14, CD13 |
Тип клеток |
Разновидность гранул |
Состав гранул |
Функциональное назначение содержимого |
Нейтрофилы |
Специфические (вторичные) |
NAGPH-оксидаза, лак- тоферрин, щелочная фосфатаза, лизоцим и т.д. |
Быстрая фаза бактериолиза |
|
Азурофильные (первичные) |
Миелопероксидаза, кислые гидролазы, лизоцим, дефензины, нейтральные протеазы (серпроцидины) и т.д. |
Медленная фаза бактериолиза |
|
Желатиназные (третичные) |
Желатиназа |
Обеспечение миграции |
|
Секреторные везикулы |
Щелочная фосфатаза |
Взаимодействие с микроокружением |
Эозинофилы |
Специфические (крупные, вторичные) |
Главный основный белок, катионный белок, пероксидаза, нейротоксин, коллаге- наза, миелопероксидаза, цитокины: GM-CSF, TNFa, IL-2, IL-4, IL-6 |
Внеклеточный цитолиз |
|
Мелкие |
Арилсульфатаза В, кислая фосфатаза, пероксидаза |
Бактерицидность |
|
Первичные |
Лизофосфолипаза (в кристаллах Шарко -Лейдена) |
Липидный метаболизм |
|
Липидные тельца |
Арахидоновая кислота, липоксигеназа, циклоксигеназа |
Выработка эйкозано- идов |
Тучные клетки |
Базофильные |
Гистамин, протеазы, пептидогликаны, гли- козаминогликаны, протеин Шарко-Лейдена, пероксидаза |
Предобразованные факторы немедленной аллергии |
Свойство |
Нейтрофилы |
Моноциты/макрофаги |
Сроки жизни |
Короткий (3-5 сут) |
Длительный (недели, месяцы) |
Темп мобилизации и активации |
Быстрый (минуты) |
Более медленный (часы) |
Длительность активации |
Короткая (минуты) |
Длительная (часы) |
Способность к пиноцитозу |
Умеренная |
Высокая |
Способность к фагоцитозу |
Очень высокая |
Высокая |
Регенерация мембраны |
Отсутствует |
Происходит |
Реутилизация фагосом |
Невозможна |
Возможна |
Нелизосомная секреция |
Отсутствует |
Имеется |
Fc-рецепторы |
FcyII, FcyIII; при |
FcyI (спонтанно), FcyII, |
|
активации - FcyI |
FcyIII |
Эозинофилы
Базофилы
Лимфоциты
Моноциты
Содержимое специфических гранул
Коллагеназа [Ути-па, фосфолипаза А2, лактоферрин, лизо-цим, фагоцитин, щелочная фосфата-за, миелоперокси-даза
Арилсульфатаза, гистаминаза, 0-глюкуронидаза, кислая фосфотаза, фосфолипаза, главный щелочной белок, эозино-фильный катион-ный белок, нейро-токсин,рибонуклеаза, катепсин, пероксидаза
Гистамин, гепарин, факторы хемотаксиса эозинофилов и нейтрофилов, пероксидаза
Отсутствует
Отсутствует
Поверхностные маркеры
Рс-рецептор, рецепторы к фактору активации тромбоцитов, к лейкотриену В4, лейкоцитарные молекулы клеточной адгезии-1
рецептор, рецептор эозино-фильного хемотак-сического фактора
Рецептор
Т-лимфоциты: Т-клеточный рецептор, молекулы СО, рецепторы Ил;
В-лимфоциты: поверхностные иммуноглобулины
Антигены ГКГ-1І класса, рецепторы Рс- и С,
Окончание табл. 19
Признаки |
Граиулоциты |
Агранулоцити |
|||
Эозинофилы |
Базофилы |
Лимфоциты |
Моноциты |
||
Срок жизни |
Несколько суток |
Несколько суток |
Несколько суток |
От нескольких месяцев до нескольких лет |
Несколько суток в крови, несколько месяцев - в соединительной ткани |
Обеспечение неспецифической защиты - фагоцитоз и разрушение бактерий, регуляция деятельности других клеток, участвующих в защитных реакциях посредством выделяемых цито-кинов |
Участие в неспецифической защите, выделение медиаторов воспаления и хемотаксических факторов для других лейкоцитов, регуляция проницаемости стенки кровеносных сосудов |
Обеспечение специфической защиты. Т-лимфоииты: |
Дифференцировка в макрофаги, обеспечение неспецифической защиты, выведение отживающих тканевых структур, секреция цитокинов, регулирующих воспалительные реакции и кроветворение |
||
клеточно-опосредованная иммунная реакция. Секреция ци-токинов. В-лим(Ьоииты: гу- |
|||||
морально-опосредованная иммунная реакция. Секреция антител |
гом - гранулоциты, моноциты или селезенкой и лимфатическими узлами - лимфоциты) и местами потребления в тканях. В отличие от эритроцитов, число которых в крови у здорового животного постоянно, численность лейкоцитов может колебаться в зависимости от времени суток и функционального состояния организма. Гемограмма - подсчет форменных элементов крови в процентном соотношении. Гемограмма позволяет опосредованно сделать заключение о состоянии системы лейко-поэза и оценить процессы потребления в тканях.
Таблица 20
Лейкоцитарные формулы здоровых животных - собак, кошек, лошадей
Лейкоцитозом называется увеличение количества лейкоцитов, превышающее верхние границы нормы. Уменьшение количества лейкоцитов ниже границ нормы - называется лейкопенией.
При ручном подсчете числа лейкоцитов коэффициент вариации составляет 6,5% при нормальном уровне и при повышенном уровне лейкоцитов и 15% - при лейкопении. Коэффициент вариации при автоматическом определении лейкоцитов 1-3%.
Гранулоциты (нейтрофильные, эозинофильные, базо-фильные) - это дифференцированные, специализированные клетки. Они содержат в цитоплазме гранулы, имеют дольчатое ядро, способны к фагоцитозу, но фагоцитируют, выйдя из кровотока в окружающие сосуд ткани. Разрушаясь, они выделяют ферменты и биологически активные вешества, оказывающие влияние на окружающие ткани и проницаемость капилляров. Их жизненный цикл складывается из развития и созревания в красном костном мозге, циркуляции в крови, участия в антибактериальной защите, гибели на поверхности слизистых оболочек с последующей утилизацией.
Неитрофилы
Большинство лейкоцитов составляют неитрофилы (нейтрофильные гранулоциты) (рис. 38).
1 - миел облает
2 - промиелоцит
3 - нейтрофильный миелоцит
4 - нейтрофильный метамиелоцит
5 - палочкоядерный нейтрофил
6 - сегментоядерный нейтрофил
Они находятся в крови 6-12 часов, а при воспалении - 3 часа. Затем они мигрируют в слизистые оболочки. Нейтрофилы способны получать энергию путем анаэробного гликолиза и поэтому могут существовать даже в тканях, бедных кислородом (воспаленных, отечных или плохо кровоснабжаемых). Нейтрофилы фагоцитируют бактерии и продукты распада тканей и разрушают их своими лизосомаль-ными ферментами. Нейтрофилы - это самые важные функциональные элементы неспецифической защитной системы крови.
Нейтрофильные гранулоциты (нейтрофилы) - самые многочисленные из циркулирующих в крови лейкоцитов и составляют 47-72% лейкоцитов. В крови они находятся 8-12 часов. Нейтрофилы имеют 12-15 мкм в диаметре.
По степени зрелости различают: юные (0-0,5%), па-лочкоядерные (1-6%) и сегментоядерные нейтрофилы (60-65%).
Ядро юного нейтрофила бобовидной формы (рис. 39, 40), палочкоядерного (нейтрофильного метамиелоци-та) - подковообразное (рис. 37, 38). Ядро сегментоядер-ного нейтрофила состоит из 2-5 сегментов. Считается, что степень сегментации служит показателем его зрелости. Хотя при созревании нейтрофилов происходит увеличение количества сегментов ядра, эта закономерность не абсолютна. При некоторых патологических состояниях могут появляться молодые нейтрофилы с пятью или более сегментами ядра.
В ядре плотные массы гетерохроматина прилежат к ядерной мембране, эухроматина мало, ядрышек нет. Нейтрофилы, имеющие более пяти сегментов, называются гиперсегментированными (рис. 51, 52). Один из
сегментов ядра имеет придаток в виде барабанной палочки - половой хроматин: неактивная конденсированная X хромосома (рис. 51). Половой хроматин наблюдается не во всех нейтрофилах: так у самок он встречается в 1 нейтрофиле из 30-50, а у самцов - в 1 из 500-750.
Цитоплазма зрелых нейтрофилов содержит малое количество органелл: единичные митохондрии, слабо выраженный комплекс Гольджи, многочисленные гранулы {см. ниже) и множество зерен гликогена. Включения гликогена в цитоплазме нейтрофила - энергетический запас нейтрофила. Энергию для обменных процессов нейтрофил получает путем аэробного гликолиза. Анаэробное окисление глюкозы в энергетическом балансе нейтрофила менее важно, ввиду незначительного количества у него митохондрий. Благодаря способности нейтрофилов жить в анаэробных условиях, они могут умерщвлять бактерии в местах с пониженным содержанием кислорода (например, в просвете пищеварительной трубки).
Количество гранул в цитоплазме нейтрофила колеблется от 50 до 200.
Первый тип гранул - азурофильные, = 0,5 мкм в диаметре - составляет 10-30% от общего количества. Они появляются на ранней стадии созревания нейтрофилов (на стадии промиелоцита), поэтому их называют первичными, или промиелоци-тарными. Они содержат миелопероксидазу, разнообразные гидролитические ферменты, ка-тионные белки, лизоцим и кислые гликозаминогли-каны (табл. 19).
Первый тип гранул составляет большинство из них (67-90%), представлен специфическими гранулами: мелкие (0,1-0,3 мкм в диаметре). Поскольку в процессе созревания нейтрофилов они появляются довольно поздно, на стадии миелоцита, их еще иногда называют вторичными, или миелоцитарными. В мазках специфические гранулы, окрашивающиеся в лиловый цвет; при этом они слабо различимы в мазках, ввиду того что их размеры находятся на пределе разрешающей способности светового микроскопа. Они содержат щелочную фосфатазу, бактерицидные ферменты (лизоцим, лактоферрин), витамин В12, связывающий белок и коллагеназу (табл. 19).
Основная функция нейтрофилов - защита внутренней среды макроорганизма от бактериального вторжения и контроль количества и качества сапрофитной микрофлоры пищеварительного тракта и других органов.
В зависимости от локализации нейтрофилов, выделяют следующие группы:
1) костномозговая - нейтрофилы, находящиеся в красном костном мозге. Она состоит из делящихся, созревающих (митотическая подгруппа - 2,6 х 106/кг), и созревших (резервная подгруппа - 8,6 х 106/кг) клеток;
2) циркулирующая - нейтрофилы, циркулирующие в крови (0,3 х Ю6/кг);
3) маргинальная - нейтрофилы, прикрепленные к эндотелию кровеносного русла (0,4 х 106/кг);
4) тканевая - нейтрофилы, в силу тех либо иных причин вышедшие в ткани; в условиях естественного бактериального окружения объем этой группы незначителен (« 5% от циркулирующей группы);
5) люминальная - группа нейтрофилов в просвете пищеварительного тракта, где ими контролируется количе-
ство сапрофитной микрофлоры, заканчивается жизненный цикл нейтрофилов и где они реутилизируются. Ее объем сопоставим с объемом нейтрофилов, образующихся в красном костном мозге.
Цитолемма нейтрофила, кроме Н1_А-антигенов, Рс-рецепторов к антителам и С3-рецепторов к С3 компоненту комплемента, имеет рецепторы к ад-ренэргическим и холинэргическим агентам, гиста-мину, простагландинам, кортикостероидам и др. Через Рс-рецептор антитела к микробам фиксируются на цитолемме, связываясь, в свою очередь с микробами. Через С3-рецептор осуществляется связывание с микробами, покрытыми белками комплемента.
При фагоцитозе нейтрофил окружает бактерию псевдоподиями, которые, смыкаясь, заключают ее в фагосому. После этого с фагосомой сливаются специфические (вторичные) гранулы, приносящие в нее бактерицидные вещества, и начинается умерщвление поглощенных бактерий. Параллельно с этим, посредством протонных насосов на мембране фаго-лизосомы, рН в ней понижается до 4,0 -уровня, благоприятного для максимальной активности лизо-сомальных ферментов. Затем, под влиянием сывороточных факторов, с фаголизосомой сливаются азурофильные (первичные) гранулы, опорожняя свои ферменты в закисленную среду фаголизосомы, вследствие чего происходит переваривание ранее умерщвленных бактерий.
Лизоцим разрушает полисахаридные оболочки грамм-положительных бактерий, вызывает их гибель. Лактоферрин связывает железо, играющее важную роль в питании бактерий. Его недостаток также приводит к смерти бактерий. Кислая среда фаголизосом мо-
жет самостоятельно вызывать смерть некоторых микроорганизмов. Соединение этих механизмов умерщвляет большинство микроорганизмов, которые затем перевариваются лизосомальными ферментами.
Во время фагоцитоза у нейтрофила изменяется обмен. Возникает резкое увеличение потребления кислорода, так называемый «респираторный взрыв», приводящий к образованию супероксидных анионов и перекиси водорода (Н202). Супероксид (02~) - ко-роткоживущий, высокореактивный радикал, который умерщвляет микроорганизмы. Вместе с миелопе-роксидазой и ионами галида (СГ, I") они формируют мощную систему умерщвления бактерий. Образуются и другие сильные окислители (например, гипохло-рид), которые, инактивируя белки микроорганизмов, препятствуют их выживанию в фаголизосомах. Эти вещества эффективны против бактерий, грибов, вирусов и клеток млекопитающего.
Совокупность этих механизмов с последующим перевариванием обеспечивает невозможность выживания большинства поглощенных бактерий.
Статьи по теме: | |
Характеристика Евгения: образ "маленького человека"
В произведении А. С. Пушкина «Медный всадник» Евгений - один из... Достоевский о евреях в России Русские писатели о евреях цитаты
ЦИТАТЫ ЗНАМЕНИТЫХ ЛЮДЕЙ О ЕВРЕЯХ-ИУДЕЯХ «Ну, что, если б это не евреев... Вставьте модальные глаголы «sollen» или «müssen»
Упражнение 1. В данных предложениях необходимо заменить сказуемые... |