Роль макрофагов в воспалительном процессе (стр. 6 из 8)
В большинстве случаев острого воспаления внутрисосудистые перемещения лейкоцитов и их эмиграция занимают несколько часов. Как правило, первыми в очаг воспаления выходят нейтрофилы, они обнаруживаются в воспаленной ткани уже через 6-24 часа. Несколько позднее эмигрируют моноциты и лимфоциты (24-48 часов). Такая асинхронность эмиграции клеток обусловлена неодновременным появлением молекул адгезии и хемотаксических факторов, специфичных для разных лейкоцитов.
Нужно отметить, что временные интервалы эмиграции лейкоцитов и последовательность их выхода весьма относительны и определяются типом сосуда, видом воспаления и стадией воспаления.
Так, в зоне воспалительного процесса, инициируемого возбудителями туберкулеза, листериоза, хламидиоза, токсоплазмоза, вирусной инфекцией, первоначально в очаге воспаления доминируют мононуклеары, при аллергических реакциях - эозинофилы.
Направленное движение лейоцитов объясняется накоплением в очаге В. экзо- и эндогенных хемоаттрактантов – веществ индуцирующих хемотаксис, повышением температуры (термотаксис), а также развитием условий для гальвано- и гидромаксиса.
При взаимодействии рецепторов и хемоаттрактантов возникает гиперполяризация мембраны лейкоцита, увеличивается ее проницаемость для ионов Са, инициируется синтез функционально активных фосфолипидов и циклических нуклеотидов, растет число внутриклеточных органелл, функционирование которых обеспечивает перемещение лейкоцита и секрецию содержимого гранул. Помимо ориентированного движения лейкоцитов, хемоаттрактанты индуцируют адгезию лейкоцитов к эндотелию, способствуют краевому стоянию лейкоцитов и их агрегации в просвете микрососудов.
Хемотаксис опосредуется различными группами веществ:
1. Цитотаксигенами, которые, не являясь хемоаттрактантами, генерируют факторы хемотаксиса.
2. Цитотаксинами, которые оказывают прямое воздействие на лейкоциты. Некоторые цитотаксины специфичны для нейтрофилов (например, экстракт культуры Е.coli) , а другие цитотаксины индуцируют миграцию гранулоцитов и моноцитов [35].
Хемоаттрактанты могут иметь эндогенное и экзогенное происхождение. Экзогенными хемоаттрактантами являются пептиды бактерий, особенно содержащие N-формиловые группы. Свойствами эндогенных хемоаттрактантов обладают компоненты комплемента, иммуноглобулины, иммунные комплексы, лимфокины и монокины, кинины, лейкотриен В4, продукты липоксигеназного пути превращения арахидоновой кислоты, фактор, активирующий тромбоциты, фактор Хагемана, лизосомальные ферменты и другие.
После взаимодействия хемоаттрактантов со своими рецепторами на поверхности нейтрофилов и активированных моноцитов, хаотическое движение фагоцитов прекращается. Фагоциты начинают ориентировано перемещаться по направлению к объекту эндоцитоза в соответствии с градиентами концентрации хемоаттрактантов, то есть становятся ориентированными. Процесс эмиграции может не только стимулироваться, но и подавляться. Рост содержания в очаге В. кортизола тормозит ориентированный хемотаксис нейтрофилов. Гиперкортизолемия, тормозящая миграцию ориентированных полиморфонуклеаров, направлена на предотвращение трансформации воспаления из защитной в патологическую реакцию.
4.2.2.3. Фагоцитоз
Проникнув в очаг В., фагоциты выполняют свою главную фагоцитарную функцию. Фагоцитоз – эволюционно выработанная защитно-приспособительная реакция организма, заключающаяся в узнавании, активном захвате (поглощении) и переваривании микроорганизмов, разрушенных клеток и инородных частиц специализированными клетками – фагоцитами. К ним относятся полиморфно-ядерные лейкоциты (в основном нейтрофилы), клетки системы фагоцититрующих мононуклеаров (моноциты, тканевые макрофаги), а также клетки Купфера в печени, мезангиальные клетки почек, глиальные клетки в ЦНС и др.
В самом процессе фагоцитоза можно проследить четыре стадии:
1.приближение к фагоцитируемому объекту;
2.контакт, распознавание и прилипание к объекту;
3.поглощение объекта;
4.переваривание.
Главным механизмом приближения является хемотаксис.
Во второй стадии действует несколько механизмов. Первый из них — опсонизация — покрытие объекта фагоцитоза сывороточными факторами (антителами нормальных и иммунных сывороток). Иммуноглобулины М, G и Е метят объекты фагоцитоза. Роль метки они выполняют либо сами, либо с участием компонентов комплемента. Прилипание осуществляется посредством связи опсонинов со специфическими поверхностными рецепторами фагоцитов: для Fc-фрагмента иммуноглобулинов, для компонентов комплемента (СЗ). Причем имеет место комодуляция рецепторов: в условиях блокады Fc-рецепторов (избыточное количество иммунных комплексов или агрегированного IgG) макрофаг начинает вырабатывать фактор, индуцирующий продукцию Т-клетками лимфокина, который активирует фагоцитоз, опосредованный СЗ-рецепторами.
Второй механизм — инициация сигнала для поглощения частицы. Сигналом для поглощения объекта и последующих метаболических изменений может быть освобождение под влиянием макрофагаль-ной лейкопептидазы из состава молекулы IgG тетрапептидов тафцина и ригина. Тафцин и регин, действуя как медиаторы воспаления, резко усиливают фагоцитоз, антителогенез, антителозависимую клеточ-но-опосредованную цитотоксичность, миграцию лейкоцитов и стимулирует секрецию интерлейкина-2, выполняя регуляторную функцию в иммунной системе.
Механизм поглощения, составляющий третью стадию фагоцитоза, оптимально происходит только в условиях полного и равномерного покрытия объекта фагоцитоза опсонинами и включает:
последовательную ассоциацию опсонических детерминант частиц с панелью рецепторов фагоцита, инвагинацию наружной мембраны фагоцита по типу застегивания молнии;
образование псевдоподий, охватывающих объект и сливающихся друг с другом.
Первый механизм, присущ фагоцитозу клеток и крупных частиц, второй характерен для поглощения микроорганизмов. Результат в обоих случаях один — образование фагосомы с частицей внутри. В поглощении участвует цитоскелет фагоцитов, в частности, белки клатрин и актин. В течение 1—2 минут в клетке формируется несколько фагосом. При участии цитоскелета происходит слияние ли-зосом с фагосомами с образованием фаголизосомы.
В фаголизосомах начинается переваривание поглощенного объекта. Необходимо отметить, что одни лизосомальные ферменты не могут обеспечить достаточного киллерного действия. Эффективность фагоцитоза возрастает, когда в процесс подключается так называемая кислородная система. При фагоцитозе повышается потребление кислорода, причем столь резкое, что его принято называть “респираторным взрывом”. Смысл столь резкого (до 10 раз) повышения потребления кислорода состоит в том, что он используется для борьбы с микроорганизмами. Происходит образование токсичных для микробов активных форм О2 – перекиси водорода, гидроксильных радикалов, супероксидного аниона, синглетного кислорода. Эти высокоактивные соединения вызывают перекисное окисление липидов, белков, нуклеиновых кислот, углеводов и при этом повреждают построенные из этих веществ клеточные структуры микроорганизмов. Особенно легко окисляются ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав клеточных мембран. Кислородный механизм пускается в ход, когда рецептор фагоцита приходит в контакт с объектом фагоцитоза. Эффективность действия такого окислителя, как Н2О2, еще более возрастает, когда оно сочетается с действием миелопероксидазы и одного из галоидов (иона хлора или иода). Взаимодействие Н2О2, миелопероксидазы и хлора приводит к окислению ионов хлора и образованию гипохлорной кислоты, которая разрушает сульфгидрильные группы микробных ферментов, пептидные элементы клеточных мембран.
Конечно, в этой ситуации фагоцит и сам подвергается агрессивному действию названных веществ, но он обладает мощным механизмом, благодаря которому избыточного накопления активных форм кислорода не происходит. Защитную роль при этом играют прежде всего два фермента: глютатионпероксидаза и глютатионредуктаза, роль которых заключается в том, что первый переносит водород на окисленный глютатион, а второй – снимает этот водород и передает его на Н2О2, в результате чего образуются две молекулы воды.
Определенную роль играет каталаза, выводящие из клеток избыток перекиси водорода. Супероксидный анион обезвреживается особым ферментом - супероксиддисмутазой. У фагоцитов имеются и другие не связанные с кислородом (кислороднезависимые) механизмы борьбы с микроорганизмами. К ним относятся: лизоцим, разрушающий мембраны бактерий; лактоферрин, конкурирующий за ионы железа и, наконец, дефензины (белки со структурой насыщенной аргинином), катионные белки, нарушающие структуру мембран микроорганизмов. Совместное действие механизмов обеих групп приводит к разрушению объектов фагоцитоза.
Однако наряду с завершенным фагоцитозом в микрофагах наблюдается, например, при некоторых инфекциях фагоцитоз незавершенный или эндоцитобиоз, когда фагоцитированные бактерии или вирусы не подвергаются полному перевариванию, а иногда даже начинают размножаться в цитоплазме клетки. Эндоцитобиоз объясняют недостатком или даже отсутствием в лизосомах макрофагов антибактериальных катионных белков, что снижает переваривающую способность лизосмальных ферментов. Фагоцит, поглотивший бактерии, но не способный их переварить становится переносчиком инфекции по организму, способствует ее дессиминации.