Фагоциты выполняют не только защитные (поглощают и разрушают чужеродные агенты), но и дренажные функции (удаляют погибшие и деградировавшие структуры организма).

Фагоциты представлены клетками миелопоэтического ряда (полиморфноядерные лейкоциты) и макрофагально-моноцитарной системы (моноциты, тканевые макрофаги). Основные свойства фагоцитирующих клеток представлены в табл. 17–5.

Ы Вёрстка Таблица 17-5

Таблица 175. Характеристики фагоцитирующих клеток


Клетки Источник Формы участия в защитных реакциях
Нейтрофилы Костный мозг; после дифференцировки выходят в кровоток Адгезия к эндотелию и выход за пределы кровотока; хемотаксис; поглощение; дегрануляция; секреция О2-зависимых и О2-независимых микробицидных факторов
Эозинофилы Тот же Секреция О2-зависимых и О2-независимых микробицидных факторов, направленных против паразитов (простейшие и гельминты)
Моноциты Костный мозг; после дифференцировки промоноциты выходят в кровоток Адгезия к эндотелию и выход за пределы кровотока; хемотаксис; поглощение; дегрануляция; секреция О2-зависимых и О2-независимых микробицидных факторов (включая цитокины)
Макрофаги (клетки Купффера, альвеолярные макрофаги, гистиоциты, перитонеальные макрофаги, клетки микроглии, макрофаги селезёнки и др.) Моноциты периферической крови Адгезия к эндотелию и выход за пределы кровотока; хемотаксис; поглощение; дегрануляция; секреция О2-зависимых и О2-независимых микробицидных факторов; синтез компонентов комплемента, активатора плазминогена и других протеаз; секреция медиаторов и компонентов клеточных мембран, включая продукты I и II классов MHC; участие в иммунных реакциях

Фагоциты непосредственно участвуют в осуществлении важных процессов. Они обеспечивают:

•инициацию иммунных реакций. Поглощая чужеродные агенты, макрофаги «перерабатывают» их (процессинг) и «представляют» (презентация) иммунокомпетентным клеткам. При этом макрофаги выделяют цитокины, активирующие лимфоциты.

•реализацию антителозависимого цитолиза благодаря экспрессии на поверхности фагоцита рецептора Fc-фрагмента IgG (CD16).


Другие факторы неспецифической резистентности

Интерфероны

Система интерферона (ИФН) — важнейший фактор неспецифической резистентности организма человека. Интерфероны выполняют антивирусную, противоопухолевую, иммуномодулирующую и радиопротективную функции. Различают три класса ИФН: α-ИФН (его синтезируют лейкоциты периферической крови; ранее обозначался как лейкоцитарный ИФН); β-ИФН (синтезируется фибробластами; обозначался как фибробластный ИФН); γИФН (продукт стимулированных Т-лимфоцитов, NK-клеток и, возможно, макрофагов; ранее назывался как иммунный ИФН).

По способу образования различают ИФН типа I (образуется в ответ на обработку клеток вирусами, молекулами двухцепочечной РНК, полинуклеотидами и рядом низкомолекулярных природных и синтетических соединений) и ИФН типа II (продуцируется лимфоцитами и макрофагами, активированными различными индукторами; действует как цитокин). ИФН видоспецифичны. Каждый биологический вид, способный к их образованию, продуцирует свои уникальные продукты, похожие по структуре и свойствам, но не способные проявлять перекрёстный антивирусный эффект (то есть действовать в условиях организма другого вида).

Механизм антивирусного действия. ИФН блокирут процессы проникновения и/или репродукции вирусов. Ингибирование репродуктивных процессов при проникновении вируса в клетку обусловлено угнетением трансляции вирусной мРНК. При этом противовирусный эффект ИФН не направлен против конкретных вирусов, то есть ИФН не обладают вирусоспецифичностью.


ИФН I. Основной биологический эффект — подавление синтеза вирусных белков; способны воздействовать на другие этапы репродукции вирусных частиц, включая отпочковывание дочерних популяций. «Антивирусное состояние» клетки развивается в течение нескольких часов после введения интерферонов или индукции их синтеза. При этом интерфероны не влияют на ранние этапы репликативного цикла (адсорбцию, пенетрацию и «раздевание» вирусов) — противовирусное действие проявляется даже при заражении клеток инфекционными РНК. ИФН не проникают в клетки, а взаимодействуют со специфическими мембранными рецепторами (ганглиозиды или аналогичные структуры, содержащие олигосахара). По связыванию ИФН с рецептором и реализации его эффектов механизм активности напоминает действие некоторых гликопептидных гормонов. ИФН активирует гены, некоторые из которых кодируют образование продуктов с прямым антивирусным действием — протеинкиназы и олигоаденилат синтетазы.

ИФН II (β-ИФН) также способны проявлять антивирусный эффект. Он связан с несколькими механизмами. Во-первых, активация интерфероном NO-синтетазы приводит к повышению внутриклеточного содержания оксида азота, ингибирующего размножение вирусов.

iv>
-вторых, ИФН активирует эффекторные функции NK-клеток, Т-лимфоцитов, моноцитов, тканевых макрофагов и гранулоцитов, проявляющих антителозависимую и антителонезависимую цитотоксичность. Кроме того, ИФН блокирует депротеинизацию («раздевание») вирусов, высвобождение зрелых вирусных частиц из клетки, а также нарушает метилирование вирусной РНК. В смешанных культурах ИФН-чувствительных и ИФН-резистентных клеток «антивирусное состояние» чувствительных клеток распространяется и на популяции резистентных клеток.

Естественные АТ

Естественные АТ («антигеннезависимые», «неспецифические» АТ) составляют до 7% общего количества иммуноглобулинов в сыворотке крови неиммунизированных людей и животных. Их происхождение связывают с ответом иммунной системы на Аг нормальной микрофлоры. В эту же группу входят АТ, длительно циркулирующие после выздоровления от инфекционного заболевания. Часть пула подобных АТ синтезируется параллельно с образованием специфических АТ. Эти АТ низкоспецифичны, но способны перекрёстно реагировать с широким спектром Аг. Вызывают агглютинацию микробов, их разрушение (в присутствии комплемента), нейтрализуют вирусы и токсины, стимулируют фагоцитарные реакции (через опсонизацию возбудителей).

Источник: helpiks.org

Биология — Фагоцит — Профессиональные фагоциты


08 февраля 2011

Оглавление:
1. Фагоцит
2. Фагоцитоз
3. Механизмы уничтожения чужеродных агентов
4. Роль в апоптозе
5. Взаимодействие с другими клетками
6. Профессиональные фагоциты
7. Непрофессиональные фагоциты
8. Устойчивость патогена
9. Повреждение макроорганизма фагоцитами
10. Эволюционное происхождение
11. История

Фагоциты человека и других позвоночных разделяют на «профессиональные» и «непрофессиональные» группы на основе эффективности, при которой они участвуют фагоцитозе. К профессиональным фагоцитам относят моноциты, макрофаги, нейтрофилы, тканевые дендритические клетки и тучные клетки.

Активация

Все фагоциты, особенно макрофаги, находятся в состоянии готовности. Макрофаги, как правило, относительно пассивны в тканях и размножаются медленно. В таком состоянии полу-покоя они очищают организм от мёртвых клеток и другого неинфекционного мусора и редко принимают участие в презентации антигена. Но при возникновении инфекции они получают химические сигналы, которые увеличивают продукцию ими MHC II молекул и подготавливают их к презентации антигена. В таком состоянии, макрофаги — хорошие антиген-презентаторы и киллеры. Однако, если они получают сигнал прямо от патогена, они становятся «гиперактивными», прекращают размножение и концентрируются на уничтожении. Их размер и скорость фагоцитоза увеличивается; некоторые становятся достаточно крупными, чтобы поглотить проникающих в организм простейших.

>

В крови нейтрофилы неактивны, но движутся по ней с большой скоростью. Когда они получают сигналы от макрофагов из зоны воспаления, они замедляются и выходят из крови. В тканях они активируются цитокинами и поступают в зону действия готовыми уничтожать.

Миграция

Когда происходит инфекционное заражение, химический «SOS» сигнал выделяется для привлечения фагоцитов в зону инфекции. Эти химические сигналы могут включать белки от поступающих бактерий, системы свёртывания пептидов, продукты системы комплемента, а также цитокины, которые выделяются макрофагами, расположенными в ткани в области инфекции. Другая группа химических аттрактантов — цитокины, которые вызывают нейтрофилы и моноциты из кровеносного русла.

Для достижения зоны инфекции, фагоциты выходят из кровеносного русла и проникают в поражённую ткань. Сигналы от инфекции вызывают синтез эндотелиальными клетками, выстилающие кровеносный сосуд, белка, называемого селектин, который сцепляется с проходящими нейтрофилами. Вазодилататоры ослабляют соединительные связи эндотелиальных клеток, что позволяет фагоцитами проходить через стенку сосуда. Хемотаксис — процесс, при котором фагоциты следуют на «запах» цитокинов к области инфекции. Нейтрофилы проникают через органы, покрытые эпителиальной тканью, в зону инфекции, и хотя это важный компонент борьбы с инфекцией, миграция сама по себе может привести к возникновению симптомов заболевания. При инфекции миллионы нейтрофилов вызываются из крови, но они погибают затем в течение нескольких дней.


Моноциты

Моноциты развиваются в костном мозге и достигают зрелости в крови. Зрелые моноциты имеют крупное, гладкое, дольчатое ядро и цитоплазму, которая содержит гранулы. Моноциты поглощают чужеродные или опасные вещества и презентируют антигены другим клеткам иммунной системы. Моноциты образуют 2 группы: циркулирующая и краевая, которые остаются в других тканях. Большинство моноцитов покидают кровеносное русло через 20-40 часов, попадая в ткани и органы, где они превращаются в макрофаги или дендритические клетки в зависимости от получаемого сигнала. В 1 литре крови человека находится около 500 миллионов моноцитов.

Макрофаги

Зрелые макрофаги не перемещаются быстро, но стоят на страже в тех областях организма, которые подвержены воздействию внешней среды. Там они действуют как сборщики мусора, антиген представляющие клетки или агрессивные киллеры в зависимости от получаемого сигнала. Они образуются из моноцитов, гранулоцитов стволовых клеток или при клеточном делении уже существующих макрофагов. Макрофаги человека диаметром около 21 микрометра.

Этот вид фагоцитов не имеет гранул, но содержит много лизосом. Макрофаги находятся по всему телу почти во всех тканях и органах. Расположение макрофага можно определить по его размеру и внешнему виду. Макрофаги вызывают воспаление путём образования интерлейкина 1, интерлейкина 6 и фактора некроза опухоли. Макрофаги обычно находятся только в тканях и редко попадают в кровоток. Продолжительность жизни тканевых макрофагов, по разным оценкам, от 4 до 5 дней.


Макрофаги могут быть активированы для выполнения функций, которые покоящийся моноцит не может. Т-хелперы подгруппа лимфоцитов, отвечающих за активацию макрофагов. Они активируют макрофаги, посылая сигнал в виде интерферона гамма и экспрессируя белок CD154. Другие сигналы поступают от бактерий в виде фактора некроза опухоли альфа и липополисахаридов. Т-хелперы способны привлекать другие фагоциты в зону инфекции несколькими путями. Они выделяют цитокины, которые действуют на костный мозг, стимулируя образование моноцитов и нейтрофилов и они выделяют некоторые цитокины, которые отвечают за миграцию моноцитов и нейтрофилов в кровеносное русло. Т-хелперы появляются при дифференцировке CD4 Т лимфоцитов, когда они реагируют на действие антигена в периферических лимфатических тканях. Активированные макрофаги играют важную роль в разрушении опухолей путём образования фактора некроза опухоли альфа, гамма-интерферона, оксида азота, реактивных форм кислорода, катионных белков и гидролитических ферментов.

Нейтрофилы

Нейтрофилы обычно находятся в кровеносном русле и являются наиболее распространённым типом фагоцитов, составляя 50-60 % от всех циркулирующих в крови белых кровяных клеток.


ин литр крови взрослого человека в норме содержит около 2,5—7,5 миллиардов нейтрофилов. Их диаметр около 10 микрометров и живут только в течение 5 дней. Как только поступает соответствующий сигнал, они в течение примерно 30 минут выходят из крови и достигают зоны инфекции. Они способны быстро поглощать чужеродный материал. Нейтрофилы не возвращаются в кровь; они превращаются в клетки гноя и погибают. Зрелые нейтрофилы меньше, чем моноциты и имеют сегментированные ядра с несколькими секциями; каждая секция соединяется с хроматиновыми нитями. Обычно нейтрофилы не выходят из костного мозга до наступления зрелости, но при инфекции высвобождаются в кровь предшественники нейтрофилов — миелоциты и промиелоциты.

Внутриклеточные гранулы нейтрофилов человека разрушают белки и обладают бактерицидными свойствами. Нейтрофилы способны выделять продукты, которые стимулируют моноциты и макрофаги. Нейтрофильные выделения усиливают фагоцитоз и образование реактивных форм кислорода, участвуя таким образом во внутриклеточном уничтожении. Выделения от первичных гранул нейтрофилов стимулируют фагоциоз бактерий, покрытых IgG.

Дендритные клетки

Дендритные клетки — специализированные антиген-презентирующие клетки, у которых есть длинные отростки, называемые дендритами, которые помогают поглощать микробы и другие патогены. Дендритные клетки находятся в тканях, которые контактируют с окружающей средой, в основном в коже, внутренней оболочке носа, лёгких, желудка и кишечника.


сле активации, они созревают и мигрируют в лимфатические ткани, где взаимодействуют с Т- и B-лимфоцитами для возникновения и организации приобретённого иммунного ответа. Зрелые дендритные клетки активируют Т-хелперы и Т-киллеры. Активированные Т-хелперы взаимодействуют с макрофагами и B-лимфоцитами чтобы активировать их, в свою очередь. Кроме того, дендритные клетки способны влиять на возникновение того или иного типа иммунного ответа; когда они перемещаются в лимфатические зоны, они способны активировать находящиеся там Т-лимфоциты, которые затем дифференцируют в Т-киллеры и Т-хелперы.

Тучные клетки

Тучные клетки имеют Толл-подобные рецепторы и взаимодействуют с дендритными клетками, Т- и B-лимфоцитами. Тучные клетки выделяют MHC молекулы класса II и могут принимать участие в презентации антигена; однако, роль тучных клеток в презентации антигена ещё не достаточно изучена. Тучные клетки способны поглощать, убивать грамотрицательные бактерии и обрабатывать их антигены. Они специализируются на обработке фимбриальных белков на поверхности бактерий, которые участвуют в прикреплении к тканям. Кроме этих функций, тучные клетки образуют цитокины, которые запускают реакцию воспаления. Это важная часть уничтожения микробов, потому что цитокины привлекают больше фагоцитов к зоне инфекции.

Профессиональные фагоциты
Основное расположение Варианты фенотипов
Кровь нейтрофилы, моноциты
Костный мозг макрофаги, моноциты, синусоидные клетки, обкладочные клетки
Костная ткань Остеокласты
Кишечник и кишечные бляшки Пейера макрофаги
Соединительная ткань Гистиоциты, макрофаги, моноциты, дендритные клетки
Печень клетки Купфера, моноциты
Лёгкое самовоспроизводящиеся макрофаги, моноциты, тучные клетки, дендритные клетки
Лимфатическая ткань свободные и фиксированные и моноциты, дендритные клетки
Нервная ткань Клетки микроглии
Селезёнка свободные и фиксированные макрофаги, моноциты, синусоидные клетки
Тимус свободные и фиксированные макрофаги и моноциты
Кожа постоянные клетки Лангерханса, другие дендритные клетки, макрофаги, тучные клетки

Просмотров: 24444

<<< Холодовая цепь крови

Источник: www.muldyr.ru

Фагоциты являются клетками иммунной системы человека, которые занимаются защитой организма, поглощая вредные чужеродные бактерии, частицы, а также погибающие и мертвые клетки. Процесс такого поглощения называется фагоцитозом. Фагоциты важны для постинфекционного иммунитета и борьбы с инфекцией.

Роль фагоцитов как защитных клеток была впервые открыта в конце 19 века И.И.Мечниковым. За данное открытие ученый был удостоен Нобелевской премии по физиологии. Фагоциты свойственны для организмов многих видов.

Фагоциты человека подразделяют на «непрофессиональные» и «профессиональные» в зависимости от их  способности защищать организм. К последним относятся тучные клетки, макрофаги, моноциты, нейтрофилы и дендритные клетки. Главное отличие таких фагоцитов от непрофессиональных заключается в том, что первые имеют рецепторы – профессиональные молекулы, которые обнаруживают бактерии и другие чужеродные объекты на своей поверхности. В одном литре крови человека содержится 200 – 900 млн. моноцитов и 2,5-8 млрд. нейтрофилов.

В случае возникновения инфекции специальные химические сигналы вызывают фагоциты к тому месту, где было проникновение патогенна в организм. Такие сигналы могут исходить от других фагоцитов или бактерий, которые там уже присутствуют. Когда происходит контакт фагоцитов с бактериями, обеспечивается связь между ними и рецепторами, находящимися на поверхности фагоцитов. Данная взаимосвязь и приводит поглощению фагоцитами бактерий.  Некоторые фагоциты уничтожают проникших клеток при помощи оксида азота и оксидантов. После процесса фагоцитоза, дендритные клетки и макрофаги могут принимать участие в презентации антигена. Данный процесс заключается в перемещении патогенна обратно на свою поверхность. Затем патогенный материал становится заметным (презентируется) и другим клеток иммунитета. Некоторые фагоциты проникают в лимфатические узлы и презентируются лимфоцитам. Данный процесс имеет большое значение для иммунитета. Но многие болезнетворные микроорганизмы и патогенны являются устойчивыми к фагоцитам и их атакам.

Фагоцитоз – это процесс поглощения клетками чужеродных частиц. Он состоит из последовательных молекулярных процессов. Сперва возникает связывание чужеродного агентами при помощи рецепторов. После фагоцит поглощает бактерию, такой процесс длится около 9 минут. Внутри фагоцита бактерия попадает в состав фагосомы, которая в течение минуты сливается с гранулой или лизосомой, содержащими ферменты. Бактерия, заключенная в клетку, подвергается агрессивному воздействию и спустя некоторое время погибает. Макрофаги и дендритные клетки работают не так быстро, и поэтому процесс фагоцитоза может длится в течение нескольких часов.

Механизмы удаления патогенов

Уничтожение микроорганизмов является основной функцией фагоцитов. Она может обеспечиваться как внутри клетки, так и вне ее.

Когда бактерия поглощается фагоцитом, увеличивается потребление кислорода, при этом образуются специальные молекулы, которые обладают противомикробным действием. Такие молекулы являются токсичными по отношению к патогенам, а также к самим клеткам. Поэтому данный метод уничтожения патогенов называется кислород-зависимым уничтожением.

Также фагоциты могут уничтожать чужеродные вещества без использования кислорода. Этот метод борьбы  является менее эффективным. Для такого уничтожения могут использоваться специальные ферменты лизозимы, электрически заряженные белки, нейтрофилы, а также гидролаза и протеаза.

Кроме того, уничтожение патогенов возможно и вне клеток-фагоцитов. Обеспечивается это посредством специального вещества – оксида азота, который выделяется из макрофагов и, благодаря своей токсичности, убивает микробы. Выработка оксида азота происходит в результате выделения интерферона клетками-фагоцитами.

Что касается распознавания вирусов и их уничтожения, данные процессы могут происходить лишь внутри фагоцита. Для его проникновения внутрь используется множество рецепторов, которые принимают участие в иммунной системе организма. Проникнув в клетку, вирус сразу начинает ее использовать в своих целях, заставляя ее воссоздавать множество вирусных частиц. Фагоциты вместе с другими компонентами иммунитета могут контролировать вирус ограниченно, и когда вирус находится внутри клетки, больше всего ему противостоять может приобретенный иммунитет, лимфоциты, в частности. В области вируса скопление лимфоцитов превышает все остальные клетки иммунитета. Инфицированные вирусами клетки уничтожаются лимфоцитами, после чего происходит их выведение фагоцитами из организма.

Взаимодействие с другими клетками

При движении клеток в организме происходит их взаимодействие с нефагоцитарными и фагоцитарными клетками иммунитета. При помощи специальных веществ – цитокинов, они обмениваются информацией, вызывают другие фагоцитарные клетки к источнику инфекции, активируют «спящие» лимфоциты. Фагоциты являются частью врожденного иммунитета, который  очень эффективен, но не способен различать патогенны.

Все фагоциты, и макрофаги в особенности, находятся в состоянии готовности. Последние обычно более пассивны относительно фагоцитов, их размножение протекает медленно. Такое состояние полу-покоя позволяет организму защищаться от уже мертвых клеток, а также неинфекционного мусора. Возникновение инфекции приводит к тому, что они получают сигналы, чаще всего посредством гамма-интерферона, что подготавливает клетки к атаке. В данном случае, макрофаги являются хорошими защитниками. В том случае, когда сигнал поступает напрямую от самого патогенна, происходит концентрация на уничтожении данного патогенна, размножение прекращается.   После инфекционного заражения фагоциты привлекаются в зону инфекции. Для достижения зоны фагоциты покидают кровеносное русло и попадают в пораженную ткань.  Данный процесс называется миграцией фагоцитов. Так работают «профессиональные фагоциты».

К «непрофессиональным» фагоцитам относятся фибропласты, паренхиматозные, эндотелиальные и эпителиальные клетки. Для таких клеток фагоцитоз является не главной функцией. Каждые из  них  выполняют какие-либо другие функции. Это связано с тем, что «непрофессиональные» фагоциты не имеют специальных рецепторов, таким образом, они являются более ограниченными, чем «профессиональные».

Устойчивость патогенна

Патоген может приводить к развитию инфекции только в том случае, если он справился с защитой макроорганизма. Поэтому во многих бактериях развиваются процессы, связанные с созданием устойчивости к воздействию фагоцитов, и множество патогенов действительно способно размножаться и выживать внутри фагоцитов.

Несколькими способами бактерии избегают контакта с клетками-киллерами. Первый – это размножение и рост в тех местах, куда фагоциты не могут проникнуть, в поврежденный покров, к примеру. Кроме того, некоторые бактерии способы подавлять воспалительные реакции, а без такой реакции фагоциты не могут правильно реагировать. Также некоторые патогенные агенты могут «обманывать» иммунную систему организма, заставляя ее принимать бактерию за часть самого организма.

Источник: medside.ru