Краевое стояние и Эмиграция лейкоцитов

Для воспаления характерна инфильтрация ткани лейкоцитами. Лейкоциты все время покидают кровоток и выходят в ткани и без воспаления – в ходе таких процессов, как, например, хоуминг лимфоидных клеток. Для этих форм выселения используются специализированные участки сосудистого русла, представленные во многих его областях – высокоэндотелиальные венулы. Выход из кровеносного русла в ткани – естественный этап жизнедеятельности для моноцитов, восполняющих пул разнообразных тканевых макрофагов, а также для полиморфонуклеаров. Однако при наличии воспалительного очага происходит селективная фокусировка эмиграции лейкоцитов, и в некоторых случаях более половины ежедневной продукции фагоцитирующих клеток оказывается в зоне воспаления при относительном понижении масштабов эмиграции в других участках сосудистого русла. Выселение лейкоцитов из сосуда происходит в очаге воспаления на большой площади, охватывающей посткапиллярные венулы и капилляры, но не артериолы. В лимфатических сосудах воспалительного очага эмиграция тоже возможна. Следовательно, под влиянием медиаторов воспаления эндотелий всех этих сосудов (а не только высокоэндотелиальных венул) значительно усиливает или же приобретает клейкие свойства и способность пропускать эмигрирующие лейкоциты.

Лейкоцитарная инфильтрация при воспалении – стадийный процесс, разделяющийся для отдельной клетки на 3 этапа:

• Краевое стояние лейкоцитов, или маргинация, при которой эти клетки выходят из осевого кровотока и катятся по эндотелию, затем прикрепляются к эндотелию и «мостят» его изнутри. В результате кровоток уподобляется ручью, бегущему по ложу, устланному галькой.
• Диапедез, или проникновение лейкоцитов через стенку сосуда, которое занимает около 4 минут, начиная с момента остановки клетки у эндотелия. Все виды лейкоцитов способны к активному диапедезу. При этом полиморфонуклеары и моноциты протискиваются через межэндотелиальные щели амебоидным способом, выпуская псевдоподии. Этот процесс не сопровождается существенной экстравазацией жидкости, но требует от клетки больших энергозатрат. При преодолении базальной мембраны могут иметь значение лизосомальные коллагеназа и эластаза. Лимфоциты, помимо вышеописанного пути эмиграции, обладают способностью проникать прямо через цитоплазму живых клеток сосудистой стенки, не повреждая их. Это любопытное явление называется эмпериполез.
• Движение лейкоцитов к центру воспалительного очага, имеющее скорость порядка 20 мкм/мин. Оно носит характер хемотаксиса и рассматривается как первая фаза фагоцитоза.

Маргинация начинается со стадии артериальной гиперемии и продолжается вместе с выселением лейкоцитов при венозной гиперемии и стазе. Полный стаз приводит к уменьшению эмиграции и переносит центр событий во внесосудистое пространство, так как там активно продолжаются хемотаксис и фагоцитоз.

МЕХАНИЗМЫ МАРГИНАЦИИ И ДИАПЕДЕЗА. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

ЛЕЙКОЦИТОВ И ЭНДОТЕЛИЯ. МОЛЕКУЛЫ КЛЕТОЧНОЙ АДГЕЗИИ

По современным представлениям, основной механизм эмиграции лейкоцитов состоит в комплементарных лиганд-рецепторных взаимодействиях между лейкоцитом и сосудистой стенкой, причем появление рецепторов индуцируется медиаторами воспаления.

Группа молекул-регуляторов минимально представлена в покоящихся лейкоцитах и эндотелиоцитах или, вообще, не экспрессирована на них (как ELAM-1). Кроме того, до активации молекулы адгезии секвестрированы во внутриклеточных гранулах и не функционируют. Часть из них распознает свои лиганды только после того, как первичная альтерация и/или медиаторы воспаления вызовут в последних конформационные изменения. При воспалении ряд медиаторов (фрагменты комплемента, лейкотриен В₄, фактор активации тромбоцитов, трансферрин, цитокины: ИЛ-1, ИЛ-8, g-интерферон, ФНОa и ФНОb, пептидные хемотаксические факторы: мастоцитарные факторы хемотаксиса нейтрофилов, эозинофилов и базофилов, а также сами липополисахариды бактерий) вызывает освобождение молекул адгезии и их лигандов из гранул, конформационные изменения, благоприятствующие их комплементарным взаимодействиям и позже синтез молекул адгезии de novo. При этом часть медиаторов индуцирует повышение клейкости только у лейкоцитов (лейкотриен В – на нейтрофилах, факторы комплемента – на полиморфонуклеарах и моноцитах), часть действует только на эндотелий (ИЛ-1, эндотоксины бактерий), а большинство стимулирует и адгезивность лейкоцитов, и клейкость эндотелия (ФНО). Большинство медиаторов-усилителей адгезивных свойств синтезируется лимфоцитами и макрофагами, но и сам эндотелий под влиянием липополисахаридов бактерий, тромбина и ФНО способен вырабатывать, например, ИЛ-1.

Молекулы клеточной адгезии подразделяются на несколько семейств:

• Селектины – лектиновые молекулы клеточной адгезии (LECCFMs). Селектины опосредуют самую раннюю стадию маргинации лейкоцитов – обратимую адгезию. Благодаря взаимодействиям с их участием лейкоциты покидают осевой кровоток, претерпевают краевое движение и краевое стояние. Таблица 6 содержит общую характеристику селектинов.

Взаимодействие селектинов с участием олигосахаридных остатков позволяет лейкоцитам задержаться у эндотелиальных клеток. Селектины экспрессируются рано: пик эксрессии Р-селектина, например, приходится на 7-8 мин после стимуляции эндотелия пупочной вены кахексином.

Первым экспрессируется Е-селектин для нейтрофилов (поэтому именно эти лейкоциты во многих случаях эмигрируют раньше других). Наиболее массированная экспрессия этого селектина наступает уже через 20 мин после стимуляции эндотелия пупочной вены кахексином.

• Интегрины – димерные трансмембранные белки, экспрессируемые лейкоцитами и другими клетками гемопоэтического ряда, фибробластами и клетками ряда внутренних органов. Эндотелий экспрессирует лишь некоторые интегрины. Они ответственны за поздние стадии адгезии активированных лейкоцитов и тромбоцитов к эндотелию и, частично, диапедез белых клеток крови через стенку сосуда. Интегрины распознают трипептид арг-гли-асп (RGD) и, возможно, другие, конформационно близкие детерминанты (Таблица 7).

При маргинации и диапедезе основными участниками являются b₂-интегрины LEA-1, p150 CR3 (МАС-1) миелоидных и лимфоидных клеток. Они взаимодействуют с появляющимися под воздействием цитокинов на эндотелиоцитах молекулами ICAM из числа членов суперсемейства иммуноглобулинов. В то же время, b₁-интегрин VLA-4 взаимодействует с экспрессируемым под влиянием цитокинов на эндотелиальных и некоторых антигенпредставляющих клетках белком VCAM из того же суперсемейства. При наследственном дефиците b₂-интегринов развивается синдром дефектной адгезии лейкоцитов, приводящий к нарушению аккумуляции фагоцитов в очагах воспаления и затяжным инфекциям.

Таблица 6

Селектины и их функции

 

Селектин	Источник	Лиганды	Функции
L-селектин (LAM-1)	Все лейкоциты.	Адресин лимфоузлов, сиалированные олигосахариды сосудистой стенки.	Маргинация, хоуминг лимфоцитов.
Р-селектин (GMP-140)	Эндотелий, тромбоциты.	Сиалированные Льюис-Х олигосахариды лейкоцитов.	Маргинация лейкоцитов, адгезия тромбоцитов.
Е-селектин (ELAM-1)	Эндотелий.	Асиало-Льюис-Х антиген нейтрофилов.	Маргинация нейтрофилов.

 

• Белки суперсемейства иммуноглобулинов, участвующие в адгезии и экспрессируемые. преимущественно, эндотелием, именуются ICAM. Это трансмембранные протеины с пятью внеклеточными доменами, их экспрессия усиливается ИЛ-1, ФНО и g-интерфероном (Таблица 8).
• Адресины – белки клеток внутренней выстилки высокоэндотелиальных венул. Эти сосуды лимфоидных органов – место физиологической адресной миграции лимфоцитов и других лейкоцитов, которое и опосредуется рецепцией адресинов.

Таблица 7

Интегрины и их роль

 

Интегрин Источник	Лиганды	Функции
VLA-1 (CD49а)	Эндотелий, моноциты, фибробласты, активированные Т-лимфоциты, маркер Т-клеток памяти.	Ламинин, коллаген.	Рецептор адгезии активированных лейкоцитов.
VLA-1 (CD49b)	Лимфоциты, моноциты, макрофаги, тромбоциты, гранулоциты.	Ламинин, коллаген.	Рецептор адгезии активированных лейкоцитов, тромбоцитов.
VLA-1 (CD49c)	Эндотелий, лимфоциты, тироциты, почки, другие внутренние органы.	Фибронектин, ламинин, коллаген.	Рецептор адгезии активированных лейкоцитов.
VLA-1 (CD49d)	Т- и В-лимфоциты, моноциты, тромбоциты.	Фибронектин, VCAM-1, сосудистый адресин.	Рецептор внутриорганного хоуминга Т-клеток памяти, хоуминга лимфоцитов в пейеровы бляшки, усилитель маргинации, адгезии
VLA-1 (CD49e)	Активированный эндотелий, некоторые лейкоциты, тромбоциты.	Фибронектин.	Рецептор адгезии активированных лейкоцитов, тромбоцитов, хоуминга Т-клеток.
VLA-1 (CD49f)	Активированные Т-лимфоциты, тромбоциты, внутренние органы.	Ламинин.	Рецептор адгезии активированных лейкоцитов.
LFA-1 (CD11a)	Лимфоциты, моноциты, макрофаги, гранулоциты.	ICAM-1, 2, 3.	Рецептор адгезии лейкоцитов.
CR3 MO-1, (CD11b)	НК-клетки, моноциты, нейтрофилы.	ICAM-1, СЗb.	Рецептор продуктов протеолиза 3 фактора комплемента, адгезии активированных лейкоцитов.
CR4 (p150 (CD11c)	В-лимфоциты, макрофаг, моноциты, НК, и гранулоциты.	С4b.	Рецептор продуктов протеолиза 4 фактора комплемента, адгезии активированных лейкоцитов.

 

В очаге острого воспаления эмиграция лейкоцитов характеризуется очередностью. Хотя для форсирования стенки сосуда отдельному нейтрофилу достаточно 3-12 мин, максимальная скорость выхода нейтрофилов приходится на первые 2 часа, а максимальное накопление этих клеток в очаге наступает к 4-6 часам.

Моноциты начинают эмиграцию вместе с нейтрофилами, но наращивают ее до 16-24 ч и после этого срока преобладают в инфильтрате. Считается, что лимфоциты начинают эмигрировать позже других лейкоцитов. Асинхронность эмиграции связана с неодновременным появлением молекул клеточной адгезии и хемотаксических факторов, специфичных для разных лейкоцитов.

Выходя из сосудов, лейкоциты проявляют положительный хемотаксис и приближаются к носителям хемоаттрактивных детерминант, что составляет уже первую стадию фагоцитоза.