Властивості та функції макрофагів.

І. І. Мечников виділив дві форми фагоцитів — макрофаги та мікрофаги. Він визначив головну особливість макрофагів — здатність фагоцитувати не тільки мікроорганізми, а й клітини організму, на відміну від мікрофагів, активних переважно протии мікроорганізмів. До мікрофагів належать нейтрофільні гранулоцити.

Виділяють рухомі макрофаги (моноцити, полібласти, гістіоцити) та нерухомі (купферівські клітини печінки, клітини ендотелію капілярів, клітини строми селезінки та лімфовузлів, альвеолярні макрофаги та ін.).

Існують значні відмінності між макрофагами і нейтрофілами щодо їхньої бактерицидної дії на мікроорганізми. Хоча лізосоми макрофага містять різні ферменти, включаючи лізоцим, у них відсутні катіонні білки і лактоферин. Тканинні макрофаги не мають мієлопероксидази, але ймовірно використовують каталазу для утворення перекисної системи. Макрофаги мають менший бактерицидний ефект відносно деяких хвороботворних мікроорганізмів (наприклад, грибів), ніж нейтрофіли. Однак бактерицидну дію макрофагів можна значно поліпшити після контакту з продуктами лімфоцитів — лімфокінами.

Макрофаги человека секретируют в кровь и тканевую жидкость более 100 биологически активных веществ с молекулярной массой от 32 (анион супероксида) до 440 000 (фибронектин). Функция этих веществ: стимуляция пролиферации остеобластов и лимфоцитов, продукции фибробластами КСФ-ГМ (интерлейкин-1); регуляция гемопоэза и механизмов воспаления (КСФ-ГМ, КСФ-Г, эритропоэтин, простагландины, лейкотриены В, U, С, D, Е, тромбоксан); цитотоксический и цитостатический эффекты на опухолевые клетки (опухольнекротизирующий фактор — ОНФ). Наконец, интерлейкин-1 и ОНФ повышают температуру тела через терморегуляторные центры гипоталамуса. Макрофа́ги (грец. makros — «великий», phagein — «їсти») (моноцити кровіта гістіоцити тканин) — клітини в межах тканин, які походять від специфічних білих кров'яних тілець, моноцитів. Діаметер макрофагів людини становить близько 21 мкм

Макрофаги відрізняються від лімфоцитів, але також відіграють важливу роль в імунній відповіді — і як антиген-обробляючі клітини при виникненні відповіді, і як фагоцити у вигляді виконавчої ланки. В крові вони називаються моноцитами; в тканинах — гістіоцитами або тканинними макрофагами. Дослідження гемопоезу в кістковому мозку тварин і людини встановило, що всі макрофаги виникають з попередників моноцитів в кістковому мозку. Макрофаги знайдені в усіх тканинах організму (гістіоцити), а також в лімфатичних вузлах, де вони розташовуються як дифузно, так і фіксовано в субкапсулярному просторі і в синусах мозкового шару. Тканинні макрофаги також виявляються в синусах червоної пульпи селезінки. В печінці макрофаги відомі як клітини Купфера, в легенях — як альвеолярні макрофаги, а в мозковій тканині — як мікроглія. В периферичній крові і кістковому мозкові вони виявляються у вигляді моноцитів та їхніх попередників. Дендритичні ретикулярні клітини у фолікулах лімфатичних вузлів та інтердигітуючі ретикулярні клітини в паракортикальній зоні — спеціалізовані клітини «обробки» антигенів для B- і T-лімфоцитів відповідно. Хоча їхнє походження не встановлене, припускається, що вони відносяться до макрофагів. У давнішій літературі для позначення цих типів клітин використовувався термін «ретикулоендотеліальна система». Макрофаги містять численні цитоплазматичні ферменти і можуть бути ідентифіковані в тканинах гістохімічними методами, які виявляють ці ферменти. Деякі ферменти, типу мурамідази (лізоциму) і хімотрипсину, можуть виявлятися методом мічених антитіл (імуногістохімія), при якому використовуються антитіла проти білків ферменту. Такі моноклональні антитіла проти різних CD антигенів широко використовуються для ідентифікації макрофагів. Функции макрофагов включают в себя фагоцитоз, «обработку» антигенов и взаимодействие с цитокинами.

§ Неиммунный фагоцитоз: макрофаги способны фагоцитировать чужеродные частицы, микроорганизмы и остатки поврежденных клеток непосредственно, без вызова иммунного ответа. Однако фагоцитоз микроорганизмов и их уничтожение значительно облегчаются при присутствии специфических иммуноглобулинов, комплемента и лимфокинов, которые производятся иммунологически активированными T-лимфоцитами.

§ Иммунный фагоцитоз: макрофаги имеют поверхностные рецепторы для C3b и Fc-фрагмента иммуноглобулинов. Любые частицы, которые покрыты иммуноглобулином или комплементом (опсонизированы), фагоцитируются значительно легче, чем «голые» частицы.

§ «Обработка» антигенов: макрофаги «обрабатывают» антигены и представляют их B- и T-лимфоцитам в необходимой форме; Это клеточное взаимодействие включает одновременное распознавание лимфоцитами MHC молекул и «обработанных антигенов», находящихся на поверхности макрофагов.

§ Взаимодействие с цитокинами: макрофаги взаимодействуют с цитокинами, производимыми T-лимфоцитами для защиты организма против определенных повреждающих агентов. Типичный результат такого взаимодействия — формирование гранулем. Макрофаги также производят цитокины, включая интерлейкин-l, b-интерферон и факторы роста T- и B-клеток. Различные взаимодействия лимфоцитов и макрофагов в тканях проявляются морфологически при хроническом воспаление.

Для развития активированного состояния макрофагов необходимо их взаимодействие со стимулированными Т- лимфоцитами или их продуктами. Таким образом, имеет место замкнутый цикл

Антиген → Макрофаг → Т-клетка → Макрофаг → Антиген.

В результате антиген эффективно элиминируется. Таким образом, фагоцит несет двойную функцию: с одной стороны, он традиционно играет роль «мусорщика», убирающего антиген, а с другой стороны, перерабатывая антиген, рекрутирует и стимулирует Т-лимфоциты.Макрофаги – клетки, осуществляющие защитную функцию, прежде всего посредством фагоцитоза крупных частиц.

По современным данным макрофаги являются полифункциональными клетками. Образуются макрофаги из моноцитов после их выхода из кровеносного русла. Макрофаги характеризуются структурной и функциональной гетерогенностью в зависимости от степени зрелости, области локализации, а также от их активации антигенами или лимфоцитами. Защитная функция макрофагов проявляется в разных формах:1) неспецифическая защита (посредством фагоцитоза экзогенных и эндогенных частиц и их внутриклеточного переваривания);2) выделение во внеклеточную среду лизосомальных ферментов и других веществ;3) специфическая (или иммунологическая защита – участие в разнообразных иммунных реакциях). Макрофаги подразделяются на фиксированные и свободные. Макрофаги соединительной ткани являются подвижными или блуждающими и называются гистиоцитами. Различают макрофаги серозных полостей (перитонеальные и плевральные), альвеолярные, макрофаги печени (купферовские клетки), макрофаги центральной нервной системы – глиальные макрофаги, остеокласты. Все виды макрофагов объединяются в мононуклеарную фагоцитарную систему (или макрофагическую систему) организма. По функциональному состоянию макрофаги подразделяются на резидуальные (неактивные) и активированные. В зависимости от этого отличается и их внутриклеточное строение. Наиболее характерной структурной особенностью макрофагов является наличие выраженного лизосомального аппарата, т. е. в цитоплазме содержится много лизосом и фагосом. Фагоцитируя антигенные вещества, макрофаги выделяют, концентрируют, а затем выносят на плазмолемму их активные химические группировки – антигенные детерминанты, а затем передают их на лимфоциты. Данная функция называется антигенпредставляющей. С помощью данной функции макрофаги запускают антигенные реакции, так как установлено, что большинство антигенных веществ не способно запускать иммунные реакции самостоятельно, т. е. действовать непосредственно на рецепторы лимфоцитов. Кроме того, активированные макрофаги выделяют некоторые биологически активные вещества – монокины, которые регулирующее влияние на различные стороны иммунных реакций. Макрофаги принимают участие в заключительных стадиях иммунных реакций как гуморального, так и клеточного иммунитета. В гуморальном иммунитете они фагоцитируют иммунные комплексы «антиген – антитело», а в клеточном иммунитете под влиянием лимфокинов макрофаги приобретают киллерные свойства и могут разрушать чужеродные, в том числе и опухолевые, клетки. Таким образом, макрофаги не являются иммунными клетками, но принимают участие в иммунных реакциях. Макрофаги также синтезируют и выделяют в межклеточную среду около сто различных биологически активных веществ. Поэтому макрофаги можно отнести к секреторным клеткам.

Імунологічна память

Імунна пам'ять — здатність імунної системи організму після першого взаємодії з антигеном специфічно відповідати на його повторне введення. Поряд зі специфічністю, імунна пам'ять — найважливіша властивість імунної відповіді.

Позитивна імунна пам'ять виявляється як прискорена і посилена специфічна відповідь на повторне введення антигену. При первинній гуморальній імунній відповіді після введення антигену проходить кілька днів (латентний період) до появи в крові антитіл. Потім спостерігається поступове збільшення кількості антитіл до максимуму з подальшим зниженням. При вторинній відповіді на ту ж дозу антигену латентний період скорочується, крива збільшення антитіл стає крутішою з вищим піком, а її зниження відбувається повільніше.

У клітинному імунітеті імунна пам'ять проявляється прискореним відторгненням вторинного трансплантата і інтенсивнішою запально-некротичною реакцією на повторне внутрішньошкірне введення антигену.

Позитивна імунна відповідь до антигенних компонентів навколишнього середовища лежить в основі алергічних захворювань, а до резус-антигену (виникає при резус-несумісній вагітності) — в основі гемолітічної хвороби новонароджених. Негативна імунна пам'ять — це природна і надбана іммунологічна толерантність, що проявляється ослабленою відповіддю або її повною відсутністю як на перше, так і на повторне введення антигену. Порушення негативної імунологічної пам'яті до власних антигенів організму є патогенетичним механізмом деяких аутоімунних захворювань.

Вироблення негативної імунологічної пам'яті — найперспективніший прийом подолання гістонесумісності при трансплантації органів і тканин.

Імунна пам'ять при відповіді на різні антигени різна. Вона може бути короткостроковою (дні, тижні), довготривалою (місяці, роки) і довічною. Наприклад, людина, імунізована правцевим анатоксином або живою поліомієлітною вакциною, зберігає імунну пам'ять до 10 років.

Імунна пам'ять являє собою різновид біологічної пам'яті, і принципово відрізняється від нейронної пам'яті за способом її введення, рівнем зберігання та обсягом інформації. Осноновні носії імунної пам'яті - довгоживучі Т-і В-лімфоціти, які утворюються при первинній імунній відповіді і продовжують циркулювати з кров'ю та лімфою як специфічні попередники антиген-реактивних лімфоцитів. При вторинній відповіді ці клітини розмножуються, забезпечуючи швидке збільшення клону антитілоутворюючих або антиген-реактивних лімфоцитів даної специфічності. З інших механізмів імунної пам'яті (окрім клітин пам'яті) важливе значення мають імунні комплекси, цитофільні антитіла, а також блокуючі антитіла.

Швидкість і ефективність вторинного відповіді пов'язані як з активністю Т-клітин, так і В-клітин. Т-клітини імунологічної пам'яті слід відрізняти від Т-клітин організму через різницю в рецепторах на поверхні клітини. Імунологічна пам'ять, здійснювана В-клітинами, пам'ять включає в себе наступні показники:

Латентний період хвороб скорочується, а максимум концентрації антитіл досягається досить швидко. Дані показники різних для різних антигенів, але в середньому, прихований період при вторинному відповіді В-клітин зменшується на кілька днів.

Кількість В-клітин, які вступають у вторинний відповідь, збільшується в порівнянні з первинним відповіддю в десятки разів, до прикладу, зміст таких клітин в селезінці при відповіді імунітету на антиген складає одна В-клітина на 10 000 клітин патогенів, у той час як при вторинному відповіді дане співвідношення становить вже 1:100 000.

Введення інформації в імунній пам'яті здійснюється антигеном, хоча інформація про антиген до цього моменту вже існує в генетичній пам'яті, що виникла у процесі філогенезу і у онтогенетичній пам'яті, з'явивилась у процесі ембріогенезу при диференціюванні лімфоїдних клітин. Інформаційна ємність імунної пам'яті — до 1010 біт на організм. У хребетних включається понад 100 біт на добу.