Макрофаги Макрофаги – это, так сказать, низшее подразделение иммунной армии, обучения они не проходили, и их свойства защищать организм являются врожденными. Они так и называются – врожденный иммунитет. Макрофаги уничтожают своих (и наших) врагов весьма необычным

Моноциты Моноцитозом считается состояние, при котором уровень содержания моноцитов выше1,00 109/л. Он наблюдается при:# тяжело протекающих инфекциях (туберкулезе, сифилисе);# ряде заболеваний системы крови;# росте злокачественных новообразований;# коллагенозах (ревматизме,

Глава 16 Самое смешное в том, что Лохматый смотрел на то же самое, и все, что он видел, - это мужик средних лет с фантастическим коленом.Вначале только слух подсказал Лохматому, что тут что-то не так. Вот уже несколько часов подряд он слышал слабое «тсс… тсс… тсс», исходившее

Глава 17 Ну и что станет с нами, не будь на свете дикарей? Эти люди были чем-то вроде объяснения. Константин Кавафи. В ожидании дикарей - Это было десять лет назад, - завершая свою историю, сообщил мне Кабальо. - И с тех пор я здесь постоянно.Прошло уже несколько часов, как

Глава 19 Я всегда выхожу на эти соревнования с самыми возвышенными целями, словно собираюсь совершить нечто чрезвычайное. Но стоит только моему самочувствию хоть немного ухудшиться, как оценка целей сразу занижается… и лучшее, на что я могу надеяться, - это не опуститься

Наш организм окружает огромное количество негативных и повреждающих факторов внешней среды: ионизирующее и магнитное излучение, резкие колебания температуры, различные патогенные бактерии и вирусы. Чтобы противостоять их отрицательному влиянию и поддерживать гомеостаз на постоянном уровне, в биокомпьютер человеческого организма встроен мощный защитный комплекс. Он объединяет такие органы, как тимус, селезенка, печень и лимфатические узлы. В данной статье мы изучим функции макрофагов, входящих в мононуклеарную фагоцитарную систему, а также выясним их роль в формировании иммунного статуса организма человека.

Общая характеристика

Макрофаги - "большие пожиратели", так переводится название этих защитных клеток, предложенное И.И.Мечниковым. Они способны к амебоидному движению, быстрому захвату и расщеплению болезнетворных бактерий и продуктов их метаболизма. Эти свойства объясняются наличием в цитоплазме мощного лизосомного аппарата, ферменты которого легко разрушают сложные оболочки бактерий. Гистиоциты быстро распознают антигены и передают информацию о них лимфоцитам.

Характеристика макрофагов как клеток, вырабатываемых органами иммунной системы, свидетельствует о том, что их можно обнаружить во всех жизненно важных структурах тела: в почках, в сердце и легких, в кровяном и лимфатическом русле. Они имеют онкопротекторные и сигнальные свойства. На мембране располагаются рецепторы, узнающие антигены, сигнал о которых передается на активные лимфоциты, вырабатывающие интерлейкины.

В настоящее время гистологи и иммунологи считают, что макрофаги - это клетки, образованные из мультипотентных стволовых структур красного костного мозга. Они разнородны по строению и функциям, различаются местом нахождения в организме, степенью созревания и активностью по отношению к антигенам. Рассмотрим их далее.

Виды защитных клеток

Наибольшую группу представляют фагоциты, циркулирующие в соединительных тканях: лимфе, крови, остеокластах и оболочках внутренних органов. В серозных полостях желудка и кишечника, в плевре и легочных пузырьках есть как свободные, так и фиксированные макрофаги. Это обеспечивает защиту и детоксикацию как самих клеток, так и их кровоснабжающих элементов - капилляров легочных альвеол, тонкого и толстого кишечника, а также пищеварительных желез. Печень как один из наиболее значимых органов имеет дополнительную протекторную систему мононуклеарных фагоцитарных структур - купферовские клетки. Остановимся на их строении и механизме действия детальнее.

Как защищена главная биохимическая лаборатория организма

В большом круге кровообращения существует автономная система кровоснабжения печени, называемая кругом воротной вены. Благодаря ее функционированию, от всех органов брюшной полости кровь сразу поступает не в нижнюю полую вену, а в отдельный кровеносный сосуд - воротную вену. Далее она направляет насыщенную углекислотой и продуктами распада венозную кровь в печень, где гепатоциты и защитные клетки, образованные периферическими органами иммунной системы, расщепляют, переваривают и нейтрализуют токсические вещества и болезнетворные микроорганизмы, попавшие в венозную кровь из желудочно-кишечного тракта. Защитные клетки обладают хемотаксисом, поэтому скапливаются в очагах воспаления и фагоцитируют патогенные соединения, попавшие в печень. Теперь рассмотрим купферовские клетки, которые играют в защите пищеварительной железы особую роль.

Фагоцитарные свойства ретикуло-эндотелиальной системы

Функции макрофагов печени - купферовских клеток - заключаются в захвате и переработке потерявших свои функции гепатоцитов. При этом расщепляются как белковая часть пигмента крови, так и сам гем. Это сопровождается выделением ионов железа и билирубина. Одновременно происходит лизис бактерий, прежде всего кишечной палочки, попавших в кровь из толстого кишечника. Защитные клетки контактируют с микробами в синусоидных капиллярах печени, затем захватывают патогенные частицы и переваривают с помощью собственного лизосомного аппарата.

Сигнальная функция фагоцитов

Макрофаги - это не только защитные структуры, обеспечивающие клеточный иммунитет. Они могут идентифицировать чужеродные частицы, попавшие в клетки организма, т. к. на мембране фагоцита есть рецепторы, которые узнают молекулы антигенов или биологически активных веществ. Большинство этих соединений не может напрямую контактировать с лимфоцитами и запускать ответную защитную реакцию. Именно фагоциты поставляют на мембрану антигенные группы, которые служат маяками для В-лимфоцитов и Т-лимфоцитов. Клетки-макрофаги, очевидно, выполняют важнейшую функцию передачи сигнала о присутствии повреждающего агента на самые активные и быстро действующие иммунные комплексы. Те, в свою очередь, способны молниеносно реагировать на патогенные частицы в организме человека и уничтожать их.

Специфические свойства

Функции элементов иммунной системы не ограничиваются только защитой организма от чужеродных компонентов окружающей среды. Например, фагоциты способны к осуществлению обмена ионов железа в красном костном мозге и селезенке. Участвуя в эритрофагоцитозе, защитные клетки переваривают и расщепляют старые эритроциты. Альвеолярные макрофаги накапливают ионы железа в виде молекул ферритина и гемосидерина. Их можно обнаружить в мокроте больных, страдающих сердечной недостаточностью с застоем крови в малом круге кровообращения и различными формами порока сердца, также у пациентов, перенесших инфаркт, отягощенный тромбоэмболией легочной артерии. Присутствие большого количества иммунных клеток в различных видах клинических исследований, например в мазках из влагалища, в моче или сперме, может свидетельствовать о воспалительных процессах, инфекционных или онкологических заболеваниях, протекающих у человека.

Периферические органы иммунной системы

Учитывая важнейшую роль фагоцитов, лейкоцитов и лимфоцитов в сохранении здоровья и генетической уникальности организма, в результате эволюции были созданы и усовершенствованы две линии защиты: центральные и периферические органы иммунной системы. Они вырабатывают различные виды клеток, участвующих в борьбе с чужеродными и патогенными агентами.

Это прежде всего Т-лимфоциты, В-лимфоциты и фагоциты. Селезенка, лимфатические узлы и фолликулы пищеварительного тракта также способны образовывать макрофаги. Это обеспечивает возможность тканям и органам человеческого организма быстро распознавать антигены и мобилизовать факторы гуморального и клеточного иммунитета для эффективной борьбы с инфекцией.

Макрофаги – это клетки системы мононуклеарных фагоцитов, которые способны захватывать и переваривать чужеродные частицы или остатки клеток в организме. Они имеют овальное ядро, большое количество цитоплазмы, диаметр макрофага составляет от 15 до 80 мкм.

В систему мононуклеарных фагоцитов помимо макрофагов входят их предшественники – монобласты, промоноциты. Макрофаги имеют схожие функции с нейтрофилами, однако они задействованы в некоторых иммунных и воспалительных реакциях, в которых нейтрофилы участия не принимают.

Моноциты образуются в костном мозге в виде промоноцитов, затем попадают в кровь, из крови путем диапедеза, протискивания моноцитов в щели между эндотелиальными клетками сосудов, они попадают в ткани. Там они становятся макрофагами, больше всего их скапливается в селезенке, легких, печени, костном мозге, где они выполняют специфические функции.

У мононуклеарных фагоцитов есть две основные функции, которые выполняются двумя типами клеток:

— профессиональными макрофагами, которые устраняют корпускулярные антигены;

— антигенпрезентирующими клетками, которые участвуют в поглощении, процессинге и представлении антигена T-клеткам.

К макрофагам относятся гистиоциты соединительной ткани, моноциты крови, кулферовские клетки печени, клетки стенок альвеол легкого и стенок брюшины, эндотелиальные клетки капилляров кроветворных органов, гистиоциты соединительной ткани.

Макрофаги обладают рядом функциональных признаков:

— способность прилипать к стеклу;

— способность поглощать жидкость;

— возможность поглощать твердые частицы.

Макрофаги обладают способностью к хемотаксису – это возможность двигаться по направлению к источнику воспаления благодаря разности содержания веществ в клетках и вне них. Макрофаги способны вырабатывать компоненты комплемента, которые играют важную роль в образовании иммунных комплексов, выделять лизоцим, обеспечивающий бактериальное действие, вырабатывать интерферон, который ингибирует размножение вирусов, фибронектин, имеющий ключевое значение в процессе адгезии. Макрофаги продуцируют пироген, который воздействует на центр терморегуляции, что способствует повышению температуры, необходимому для борьбы с инфекцией. Еще одна из важных функций макрофага – «представление» чужеродных антигенов. Поглощенный антиген расщепляется в лизосомах, его фрагменты, выйдя из клетки и взаимодействуя на ее поверхности с молекулой HLA‑DR‑подобного белка образуют комплекс, выделяющий интерлейкин I, который поступает к лимфоцитам, что обеспечивает в последствии иммунный ответ.

Помимо перечисленных, макрофаги обладают еще рядом важных функций, например, продуцирование тканевого тромбопластина, который помогает при свертывании крови.

В настоящее время сформировано представление об основных клеточных элементах иммунной системы. Наряду с ее главными структурными еди­ницами (Т-, В-лимфоцитами, МК) большое значение имеют вспомогательные клетки. Эти клетки отличаются от лимфоцитов как по морфологическим, так и по функциональным свойствам. По классификации ВОЗ (1972) эти клетки объединены в мононуклеарную фагоцитарную систему. В нее входят клетки костномозгового происхождения, обладающие подвижностью (хемотаксис), способ­ные активно фагоцитировать и прилипать к стеклу. Подвижность, фагоци­тоз, адгезия.

Мон/мф образуют МФС, включающую циркулирующие моноциты и макрофаги, локализующиеся в различных тканях. Морфология: компактное ядро округлой формы (в отличие от гранулоцитарных фагоцитов, имеющих полиморфноядерную структуру). Клетки содержат ряд ферментов типа кислы: гидролаз, пероксидазы и др, находящихся в лизосомах, с которыми связана функция внутриклеточного разрушения фагоцитарных микроорганизмов Наличие в ЦК фермента неспецифической эстеразы является признаком, отличающим мон/мф клетки от лимфоцитов. По размерам они крупнее лф (в диаметре - 10-18 мкм). У человека моноциты составляют 5-10% среди лейкоцитов периферической крови.

Фагоциты представлены:

макрофаги (циркулирующие моноциты крови и макрофаги тканей) – монононуклеарные

микрофаги (нейтрофилы,базофилы,эозинофилы)- полиморфноядерные фагоциты

Основными биологическими функциями макрофагов являются: фагоцитоз (поглощение и переваривание чужеродных корпускулярных частиц); секреция биологически активных веществ; презентация (подача, представление) антигенного материала Т - и В-лимфоцтам; а также участие в индукции воспаления, в цитотоксическом противоопухолевом иммунитете, в процессах регенерации и инволюции, в межклеточных взаимодействиях, в гуморальном и клеточном иммунитете.

Макрофаги из костного мозга поступают в кровь - моноциты, которые остаются в циркуляции около суток, а затем мигрируют в ткани, образуя тканевые макрофаги. Фагоцитарная способность тканевых макрофагов связана с функцией данного органы или ткани. Так, альвеолярные макрофаги активно фагоцитируют, свободь располагаясь в полости альвеол; лизотелиальные клетки - фагоцитируют лишь при раздражения серозных полостей, клетки РЭС тимуса фагоцитируют только лимфоциты, остеокласты - только элементы костной ткани и т.д. К МФС относятся многоядерные гигантские клетки, которые образуются в результате слияния мононуклеарных фагоцитов. Эти клетки обычно обнаруживают в очагах воспаления. Подобно фагоцитам они могут фагоцитировать эритроциты, поглощать и убивать микроорганизмы, продуцировать в результате дыхательного взрыва 02-, экспрессировать мембранную la-молекулу, вырабатывать гидролитические ферменты. Уровень многоядерных гигантских клеток изменяется при различных патологических состояниях, в частности, у больных СПИДом, число их значительно возрастает в ЦНС.

Процесс трансформации моноцитов в макрофаги сопровождается морфологическими, биохимическими и функциональными изменениями. Они увеличиваются в размерах, усложняется организация внутриклеточных органелл; увеличивается количество лизосомальных ферментов. Как и нейтрофилы, макрофаги не возвращаются в циркуляцию, а элиминируются через слизистые оболочки кишок, верхние дыхательные пути

Онтогенез мононуклеарных фагоцитов

МАКРОФАГИ (греч, makros большой + phagos пожирающий) - клетки соединительной ткани, обладающие активной подвижностью, адгезивностью и выраженной способностью к фагоцитозу. М. открыты И. И. Мечниковым; он впервые установил их роль в защитных и других реакциях организма и предложил термин «макрофаги», подчеркивающий отличия этих клеток от клеток меньшего размера - «микрофагов» (т. е. сегментоядерных лейкоцитов, нейтрофилов), фагоцитирующих лишь мелкие чужеродные частицы, напр, микробы. М. описывали под разными названиями: клазматоциты Ранвье, рагиокринные клетки, адвентициальные клетки, блуждающие клетки в покое, пирроловые клетки, полибласты, амебоидные, металлофильные клетки, макрофагоциты, гистиоциты. Большинство этих терминов имеет лишь исторический интерес.

М., как и все клетки соединительной ткани, имеют мезенхимное происхождение, а в постнатальном онтогенезе дифференцируются из стволовой кроветворной клетки (см. Кроветворение), проходя в костном мозге последовательно стадии монобласта, промоноцита и моноцита. Последние циркулируют в крови, и, выселяясь в ткани, превращаются в М. Различают М. свободные (мигрирующие) и фиксированные в тканях. М. также подразделяют на гематогенные, образующиеся из только что выселившихся из крови моноцитов, и гистиогенные, которые ранее присутствовали в тканях. В зависимости от локализации различают М. рыхлой соединительной ткани - гистиоциты (см.), печени - звездчатые ретикулоэндотелиоциты (купферовы клетки), легкого - альвеолярные М., серозных полостей - перитонеальные и плевральные М., М. костного мозга и лимфоидных органов, глиальные макрофаги ц. н. с. (микроглии). Из М. происходят, по-видимому, и остеокласты.

М., являясь последней стадией дифференцировки одноядерных фагоцитов, не делятся митозом. Исключение, возможно, составляют М. в очагах хрон, воспаления. На основе общего происхождения из стволовой кроветворной клетки, строения и функции М. и их клетки-предшественники (моноциты и др.), согласно классификации, опубликованной в Бюллетене ВОЗ (1973), включены в систему мононуклеарных фагоцитов. В отличие от этого ретикулоэндотелиальная система (см.) объединяет клетки, имеющие различное происхождение и обладающие способностью к фагоцитозу: ретикулярные клетки, эндотелиальные клетки (в частности синусоидные капилляры кроветворных органов) и другие элементы.

Строение М. отличается разнообразием, зависящим от фагоцитарной активности, свойств поглощенного материала и пр. (рис. 1). В отличие от своих предшественников моноцитов (см. Лейкоциты) М. имеют большие размеры (20-100 мкм), содержат много плотных цитоплазматических гранул и митохондрий; в слабобазофильной (иногда оксифильной) цитоплазме нередко видны остатки фагоцитированного материала. Ядро сферической, бобовидной или неправильной формы. При наблюдении в фазовом контрастном микроскопе в М. выявляется характерная ундулирующая клеточная мембрана, совершающая волнообразные движения. При электронной микроскопии в М. виден хорошо развитый пластинчатый комплекс (см. Гольджи комплекс), обычно небольшое количество гранулярного эндоплазматического ретикулума. Отражением фагоцитарной активности являются плотные цитоплазматические гранулы - лизосомы (см.), фагосомы, мультивезикулярные остаточные тельца - так наз. миелиновые фигуры (рис. 2). Наблюдаются также микротрубочки и пучки микрофиламент.

Функц, значение М. определяется их высокой способностью к поглощению и переработке плотных частиц - фагоцитоз (см.) и растворимых веществ - Пиноцитоз (см.).

Значение макрофагов в иммунитете

М. являются своеобразным накопителем поступающих в организм антигенов (см.), которые находятся в нем в виде детерминант (участков молекулы антигена, определяющих его специфичность), состоящих не менее чем из 5 пептидов. Антигены подвергают особой переработке: взаимодействуя с рецепторами мембраны М. антигены вызывают активацию их лизосомальных ферментов и увеличение синтеза ДНК.

М. играют весьма существенную роль в индукции антителообразования, для к-рой необходимы все три типа клеток (макрофаги, Т- и В-лимфоциты). Антиген, связанный с различными фракциями М. (мембраны, лизосомы), является значительно более иммуногенным, чем нативный антиген. После обработки в М. антигены поступают к Т- и B-лимфоцитам (см. Иммунокомпетентные клетки). М., содержащие антиген, вначале реагируют с Т-клетками, и только после этого «включаются в работу» В-клетки. Взаимодействие М. с Т-клетками регулируется Н-антигенами или продуктом гена, связанного с системой генов гистосовместимости (см. Иммунитет трансплантационный).

Активированные антигеном В-клетки вырабатывают опсонины (см.), улучшающие контакт М. с антигенным материалом; при этом Fab -фрагменты антитела (см.) взаимодействуют с детерминантами антигена, a Fc -фрагменты прикрепляются к поверхности М. Это стимулирует синтез аденилциклазы и усиливает продукцию 3",5"-АМФ, способствующего пролиферации и дифференцировке В-лимфоцитов.

Макрофаги, Т- и В-лимфоциты взаимодействуют друг с другом при помощи разнообразных растворимых факторов, выделяемых этими клетками после антигенной стимуляции. Высказано предположение, что большинство растворимых факторов выделяется Т-лимфоцитами. Хим. природа этих факторов не изучена. Передача иммунол, информации от М. к лимфоциту происходит при непосредственном контакте этих клеток. Механизм этой передачи заключается в «прилипании» М. к лимфоциту, что сопровождается выбуханием цитоплазмы М., к-рая затем сливается с выростом цитоплазмы лимфоцита. М. синтезируют большое количество неспецифических факторов иммунитета: трансферрин, комплемент, лизоцим, интерферон, пирогены и др., являющиеся антибактериальными факторами.

М. играют большую роль в антимикробном и антивирусном клеточном иммунитете, чему способствует и относительно большая продолжительность жизни этих клеток (примерно от одного до нескольких месяцев), а также в развитии иммунного ответа организма. Они осуществляют важнейшую функцию по освобождению организма от чужеродных антигенов. Переваривание микробов или немикробных агентов, патогенных грибков, простейших, продуктов собственных измененных клеток и тканей осуществляется при помощи лизосомальных ферментов М.

Как показывают многочисленные исследования, идея И. И. Мечникова о значении фагоцитарных клеток в иммунитете (см.) справедлива в отношении не только бактерий, но и вирусов. М., особенно иммунизированных животных, принимают активное участие в разрушении вирионов (см. Вирусы), несмотря на то что вирусы более устойчивы к действию ферментов и процесс их разрушения идет менее энергично, чем процесс разрушения бактерий. М. выполняют защитную функцию на различных этапах инф. процесса: они являются барьером на месте входных ворот инфекции и на стадии виремии, когда ограничению распространения вируса препятствуют М. печени, селезенки и лимф, узлов. С помощью М. ускоряется процесс выведения вируса из организма, точнее, комплекса антиген- антитело (см. Антиген-антитело реакция). М., полученные от неиммунизированных и иммунизированных животных, активно фагоцитируют вирусы гриппа, осповакцины, миксомы, эктромелии. Из иммунных М. вирус гриппа мог быть выделен лишь в течение нескольких часов, в то время как из неиммунных М. он изолировался в течение нескольких суток.

Блокирование в эксперименте М. антимакрофагальной сывороткой, кремнием, каррагинаном (высокомолекулярная полигалактоза) приводит к отягощению течения ряда бактериальных и вирусных инфекций. Однако при некоторых вирусных заболеваниях М. оказались не только неспособными предотвратить инфекцию, но, более того, поддерживали репродукцию вирусов (напр., вирусов лимфоцитарного хориоменингита), которые длительно сохранялись в организме, способствуя развитию аутоиммунных заболеваний.

Проведены исследования, показавшие участие М. в цитотоксическом действии сенсибилизированных лимфоцитов на клетки-мишени. В эксперименте показано, что удаление м. из популяции иммунных лимфоцитов вызывало значительное ослабление цитотоксического действия лейкоцитов на клетки некоторых опухолей и что прогноз заболевания тем благоприятнее, чем больше активных М. содержится в регионарных к опухоли лимф, узлах. Изучение реакций иммунной системы реципиента при трансплантации органов и тканей показало, что М. участвуют в отторжении трансплантата и в элиминации чужеродных клеток из организма (см. Трансплантация).

Библиография: Бернет Ф. М. Клеточная иммунология, пер. с англ., М., 1971; В а н Фюрт Р. и др. Система мононуклеарных фагоцитов, новая классификация макрофагов, моноцитов и их клеток-пред-шественников, Бюлл. ВОЗ, т. 46, № 6, с. 814, 1973, библиогр.; Здродовский П. Ф. Проблемы инфекции, иммунитета и аллергии, М., 1969, библиогр.; Косяков П. Н. и P о в н о в а 3. И. Противовирусный иммунитет, М., 1972; Петров Р. В. Иммунология и иммуногенетика, М., 1976, библиогр.; Учитель И. Я. Макрофаги в иммунитете, М., 1978; А 1 1 i s о и А. С. Interactions of antibodies complement components and various cell types in immunity against viruses and pyogenic bacteria, Transplant. Rev., v. 19, p. 3, 1974, bibliogr.; Carr I. The macrophage, L.- N.Y., 1973; Gordon S. a. С o h n Z. The macrophage, Int. Rev. Cytol., v. 36, p. 171, 1973, bibliogr.; Immunobiology of the macrophage, ed. by D. S. Nelson, N. Y., 1976; Mononuclear phagocytes in immunity, ed. by R. van Furth, Oxford, 1975; Wahl S. M. a. o. The role of macrophages in the production of lymphokines by T and B lymphocytes, J. Immunol., v. 114, p. 1296, 1975.

H. Г. Хрущов; М. С. Бердинских (иммунол.).