К системе мононуклеарных моноцитов относятся. Мононуклеары в крови, их виды и значение. Мононуклеары в крови: общая характеристика

Все компоненты филогенетически более древние средства защиты организма (по сравнению с иммунной системой), которые без участия лимфоцитов и антител могут действовать на широкий спектр возбудителей инфекций.

Система резистентности активируется индукторами воспаления и подавляется его ингибиторами. По сравнению с иммунитетом система неспецифической резистентности значительно варьирует в зависимости от временных и индивидуальных различий. Синтез всех компонентов генетически детерминирован, они присутствуют в организме к моменту рождения. Благодаря сбалансированности иммунной системы и системы неспецифической резистентности достигается сохранение индивидуальной целостности высокоразвитого организма. С другой стороны, частичные дефекты и нарушения механизмов регуляции приводят к многочисленным заболеваниям.

Фагоцитарная система . Под фагоцитозом понимают активное поглощение клетками твердого материала. У одноклеточных этот процесс служит в основном для питания. У многих многоклеточных организмов, включая человека, фагоцитоз служит фундаментальным механизмом противоинфекционной защиты. Фагоциты представляют собой клетки с особо выраженной способностью к фагоцитозу. Морфологически и функционально различают моноцитарные (макрофаги) и гранулоцитарные (гранулоциты и микрофаги) компоненты фагоцитарной системы. Всем фагоцитам присущи следующие функции:
- миграция и хемотаксис ;
- адгезия и фагоцитоз;
- цитотоксичность;
- секреция гидролаз и других биологически активных веществ.

Мононуклеарные фагоциты способны к ограниченной пролиферации вне костного мозга, к синтезу и секреции многочисленных белков, участвуют в процессах дифференцировки и созревания тканей. Кроме того, макрофаги являются антиген-презентирующими клетками, т. е. перерабатывают и представляют антиген для распознавания клетками иммунной системы и тем самым запускают механизм иммунной реакции.

Гранулоцитарная система фагоцитоза . Гранулоциты генерируют в процессе гранулопоэза в костном мозге. Для них характерно большое количество гранул в цитоплазме, по способности к окрашиванию которых различают базофильные, эозинофильные и нейтрофильные гранулоциты. С позиции оценки системы резистентности человека огромное значение имеют полиморфно-ядерные нейтрофилы (ПМН), что определяется как их количеством, так и функцией. Время созревания ПМН в костном мозге составляет от 8 до 14 дней. Затем они поступают в кровь зрелыми, неспособными к делению клетками диаметром 10-12 мкм со сложным сегментированным ядром. Многие клетки содержат заметные количества слабо азурофильных цитоплазматических гранул, а также складчатую мембрану. Через несколько часов полиморфно-ядерные нейтрофилы выходят из кровеносного русла в интерстициальное пространство и погибают через 1-2 дня. Разные типы гранулоцитов участвуют во всех формах воспаления и играют при этом ведущую роль. Тесная взаимосвязь выявляется между макрофагами и полиморфно-ядерными нейтрофилами, а также эозинофильными и базофильными гранулоцитами. Полиморфно-ядерные нейтрофилы представляют собой основной компонент лейкоцитов крови человека. Ежедневно из костного мозга в кровь выходит очень много полиморфно-ядерных нейтрофилов, а при острых инфекциях это количество может возрастать в 10-20 раз, при этом в крови появляются и незрелые формы (сдвиг формулы крови влево). Размеры миелопоэза определяются и регулируются специфическими факторами роста гранулоцитов, продуцируемых периферическими гранулоцитами и макрофагами. Выход из костного мозга и скопление клеток в очаге воспаления регулируются факторами хемотаксиса. ПМН играют определяющую роль в противоинфекционной защите, которая осуществляется в организме непрерывно, поэтому перманентный агранулоцитоз не совместим с понятием живой функционирующий организм. Активность ПМН тесно связана с гранулами, содержимое которых представлено ферментами и другими биологически активными веществами. На стадии промиелоцита в цитоплазме клетки появляются первичные азурофильные гранулы, у миелоцита выявляют также так называемые вторичные (специфические) гранулы. Эти формы можно различить при электронной микроскопии и разделить при фракционировании субклеточных структур. Препаративное ультрацентрифугирование позволило выявить также фракцию малых гранул, соответствующих лизосомам полиморфно-ядерные нейтрофилы. Независимо от вида гранулы представляют собой клеточные структуры, содержащие гидролитические ферменты или белки. Они окружены липопротеиновой оболочкой, способной при активации к слиянию с аналогичными субклеточными структурами и цитоплазматической мембраной.

Функциональная активность полиморфно-ядерных нейтрофилов регулируется большим количеством мембранных рецепторов, растворимых и корпускулярных активаторов. Различают покоящиеся и активированные полиморфно-ядерные нейтрофилы. Первые имеют округлую форму, циркулируют в кровотоке и других биологических жидкостях организма и характеризуются окислительным характером обмена веществ. Адгезия на другие клетки, хемотаксические факторы и фагоцитоз приводят к активации полиморфно-ядерных нейтрофилов, что определяют по усилению поглощения кислорода и глюкозы, а также выделения клетками углекислого газа. При фагоцитозе или массивном действии хемотаксических факторов увеличивается потребность клеток в энергии, что достигается за счет монофосфатного шунта. В условиях гипоксии можно за короткое время с помощью гликолиза получить достаточный запас АТФ. Последующие реакции активированных полиморфно-ядерных нейтрофилов зависят от вида стимуляции. Продукты синтеза ограничены метаболитами арахидоновой кислоты и другими липидными факторами.

Мононуклеарная фагоцитарная система . Доминирующими клетками мононуклеарной фагоцитарной системы являются макрофаги. Формы проявления их активности крайне гетерогенны. Общее происхождение клеток зависит от моноцитопоэза костного мозга, откуда моноциты поступают в кровь, где циркулируют до трех дней, а затем мигрируют в прилежащие ткани. Здесь происходит окончательное созревание моноцитов либо и мобильные гистиоциты (тканевые макрофаги), либо в высокодифференцированные ткань специфичные макрофаги (альвеолярные макрофаги легких, купферовские клетки печени). Морфологическая гетерогенность клеток соответствует функциональному разнообразию мононуклеарной системы. У гистиоцита ярко выражены способность к фагоцитозу, секреции и синтезу. С другой стороны, дендритные клетки из лимфатических узлов и селезенки, а также клетки Лангерганса кожи более специализированы в направлении переработки и презентации антигена. Клетки мононуклеарной фагоцитарной системы могут жить от нескольких недель до нескольких месяцев, их диаметр составляет 15-25 мкм, ядро овальное или почкообразное. У промоноцитов и моноцитов выявляют азурофильные гранулы, а у зрелых макрофагов - аналогичные клеткам гранулоцитарного ряда. Они содержат ряд гидролитических ферментов, другие активные вещества и лишь следы миелопероксидазы и лактоферрина. Моноцитопоэз костного мозга можно повысить лишь в 2-4 раза. Клетки мононуклеарной фагоцитарной системы вне костного мозга пролиферируют крайне ограниченно. Замещение клеток мононуклеарной фагоцитарной системы в тканях осуществляется за счет моноцитов крови. Следует различать покоящиеся и активированные макрофаги, причем активация может затрагивать самые разнообразные функции клетки. Макрофаги обладают всеми функциями клеток мононуклеарной фагоцитарной системы, кроме того, они синтезируют и секретируют во внеклеточную среду большое количество белков. Гидролазы синтезируются макрофагами в большом количестве и либо накапливаются в лизосомах, либо сразу секретируются. Лизоцим нарабатывается в клетках непрерывно и также секретируется, под действием активаторов его уровень в крови повышается, что позволяет судить о состоянии активности мононуклеарной фагоцитарной системы. Обмен веществ в макрофагах может протекать как по окислительному, так и по гликолитическому пути. При активации также наблюдается «кислородный взрыв», реализующийся через гексозомонофосфатный шунт и проявляющийся в образовании активных форм кислорода.

Специфические функции фагоцитов . Фагоцитоз - это характерная функция фагоцитов, он может протекать в различных вариантах и сочетаться с другими проявлениями функциональной активности:
- распознаванием хемотаксических сигналов;
- хемотаксисом;
- фиксацией на твердом субстрате (адгезия);
- эндоцитозом;
- реакцией на нефагоцитируемые (из-за размеров) агрегаты;
- секрецией гидролаз и других веществ;
- внутриклеточным распадом частиц;
- выведением продуктов распада из клетки.

Цитотоксические и воспалительные механизмы . Активированные фагоциты представляют собой высокоэффективные цитотоксические клетки. При этом следует подразделять следующие механизмы:

1) внутриклеточный цитолиз и бактерицидность после фагоцитоза;

2) внеклеточная цитотоксичность:
- контактная цитотоксичность (фагоцит и клетка-мишень по крайней мере на короткое время связаны друг с другом);
- дистантная цитотоксичность (фагоцит и клетка-мишень соседствуют друг с другом, но непосредственно не контактируют).

Внутриклеточная и контактная виды цитотоксичности могут быть обусловлены иммунологически (опосредованы антителами) или иметь неспецифический характер. Дистантная цитотоксичность всегда неспецифична, т. е. она индуцируется токсически действующими ферментами и активными формами кислорода из активированных макрофагов. В эту категорию относят цитотоксические эффекты на опухолевые клетки, опосредованные фактором некроза опухолей и альфа-интерфероном.

Огромное значение в рамках противоинфекционной защиты придают бактерицидности фагоцитов, которая проявляется внутриклеточно после фагоцитоза микроорганизмов. При микроскопии фагоцитоза нейтрофильных гранулоцитов наблюдается более или менее выраженная дегрануляция клеток. Речь идет о слиянии специфических и азурофильных гранул с фагосомой и цитоплазматической мембраной. Лизосомные ферменты и биологически активные вещества секретируются как в фагосому, так и в окружающую среду. При этом происходит активация гидролаз, действующих вне клетки в роли факторов, способствующих воспалению и опосредующих дистантную цитотоксичность. Их максимальная концентрация отмечена в фаголизосоме, в результате чего происходит быстрая деградация белков, липидов и полисахаридов. Следует заметить, что микроорганизмы имеют оболочку, относительно резистентную к действию лизосомных ферментов, однако в фаголизосоме она должна быть разрушена. Различают O2-зависимые и O2-независимые механизмы цитотоксичности и бактерицидности фагоцитов.

Кислородонезависимая цитотоксичность . В области воспаления с нарушенной микроциркуляцией, гипоксией и аноксией фагоциты характеризуются ограниченной жизнеспособностью и активностью за счет гликолитического обмена веществ. Бактерицидность фаголизосом определяется кислыми значениями рН, содержанием ряда токсических катионных белков, кислых гидролаз и лизоцима. Активированные ПМН и макрофаги способны также к независимой контактной цитотоксичности. Она может быть обусловлена АЗКЦ или другими неспецифическими механизмами, направленными, например, на опухолевые клетки. О биохимических основах этого феномена пока не известно. Зависимая и независимая цитотоксичность проявляются преимущественно суммарно, однако ряд лизосомных гидролаз инактивируется свободными радикалами. Взаимное влияние различных лизосомных гидролаз, протеиназ, липаз, с одной стороны, и катионных белков вместе с ингибиторами ферментов - с другой, полностью охватить невозможно.

Механизмы бактерицидности гранулоцитов и макрофагов аналогичны. В зависимости от места локализации макрофаги могут действовать как противовоспалительно, так и вызывать воспаление. Эти эффекты обусловлены процессами секреции и синтеза.

Функции секреции и синтеза фагоцитов . Наряду с хемотаксисом и фагоцитозом секреция относится к фундаментальным функциям фагоцитов. Все 3 функции тесно связаны друг с другом, причем синтез и секреция необходимы для кооперации лейкоцитов с эндотелиальными клетками, активации тромбоцитов, регуляции эндокринных желез и гемопоэза . Кроме того, синтез белков в макрофагах и их секреция важны для системы свертывания крови, системы комплемента и кининовой системы. Следует выделить несколько процессов:

1) опустошение гранул или лизосом макрофагов и гранулоцитов;

2) синтез и секреция активных липидов;

3) синтез и секреция многочисленных белков у макрофагов.

Макрофаги синтезируют ряд факторов системы комплемента и сами несут рецепторы для некоторых продуктов активации этой системы. Особое значение для иммунной системы имеет синтез клетками макрофагальной системы интерлейкина-1, который, с одной стороны, индуцирует пролиферацию лимфоцитов, с другой - активирует синтез белков острой фазы в печени и способствует повышению температуры тела (эндогенный пироген).

Через синтез интерферона макрофаги регулируют резистентность организма к вирусной инфекции. Существенную роль в регуляции резистентности, осуществляемой макрофагами, играет синтез этими клетками колониестимулирующих факторов G-CSF, GM-CSF) миело- и моноцитопоэза костного мозга. Широкий спектр выполняемых макрофагами функций позволяет оценить их роль в патогенезе заболеваний, протекающих как с воспалительными проявлениями, так и без них. Сопоставление данных о свойствах макрофагов с информацией о других клетках системы резистентности и иммунной системы позволяет сделать вывод, что наши знания довольно ограничены. Использование методов молекулярной биологии и генной инженерии дает возможность получать продукты синтеза макрофагов в очищенном виде и в значительном количестве. К наиболее интересным из известных факторов макрофагов относят фактор некроза опухолей и интерферон . Благодаря своим свойствам макрофагальная система занимает центральное место в защите от бактериальных, вирусных и опухолевых заболеваний.

1218 0

Макрофаги и моноциты относятся к так называемым профессиональным антигенпрезентирующим клеткам и, согласно современным представлениям, объединены в систему мононуклеарных фагоцитов, в которую также входят монобласты и промоноциты.

Подобно нейтрофилам они участвуют в обеспечении первой линии защиты против различных чужеродных воздействий.

Наряду со своими основными функциями - представление антигена, фагоцитоз и цитотоксичность - эти клетки осуществляют и различные регуляторные влияния. Современные представления о мононуклеарных фагоцитах свидетельствуют об их участии как во врожденном, так и приобретенном иммунитете.

В отличие от других клеток, обладающих выраженной способностью к фагоцитозу (нейтрофилы, тучные клетки, базофилы, эозинофилы), как моноциты периферической крови, так и тканевые макрофаги являются предметом интенсивного изучения, что нашло отражение во множестве публикаций. Не осталось в стороне и изучение роли мононуклеарных фагоцитов при опухолевом процессе, что способствовало накоплению множества данных, расширяющих информацию по этому вопросу.

Характеристика макрофагов

Сегодня известно, что роль мононуклеарных фагоцитов проявляется не только в фагоцитировании и презентации антигена - функциях, которые наиболее изучены, но и регуляторными влияниями, которые они оказывают на функции других клеток, что в целом определяет разностороннюю форму участия моноцитов и макрофагов в поддержании как иммунологического, так и тканевого гомеостаза.

Характеристика мононуклеарных фагоцитов как антигенпрезентирующих клеток была дана в первой части монографии. В связи с этим нам представляется целесообразным ограничить изложение данных этой главы, во-первых, сведениями, которые отражены в литературе последних лет, а во-вторых, теми, которые могут иметь значение для понимания их роли в опухолевом процессе.

Макрофаги - долгоживущая популяция клеток, их максимальное количество находится в соединительной и лимфоидной тканях, особенно ассоциированных со слизистой оболочкой. Как известно, своеобразным аналогом макрофагов в печени являются клетки Купфера, которые фагоцитируют, осуществляют процессинг и представление различных антигенов, а в мозгу - клетки микроглии и астроциты.

Контроль созревания моноцитов в костном мозгу осуществляется такими цитокинами, как IL-3, GM-CSF, M-CSF, IFNa/в; избирательным фактором роста мононуклеарных фагоцитов является M-CSF.

Известно, что моноцитопоэз усиливается провоспалительными цитокинами макрофагов по принципу обратной связи: после дифференцировки моноцитов в макрофаги последние начинают продуцировать цитокины, которые, в свою очередь, усиливают моноцитопоэз.

На различных его стадиях превалирующая роль принадлежит различным цитокинам, однако в конечном счете основными в этом процессе являются IL-3, GM-CSF, M-CSF, IL-9, IL-11, IFNy, IL-4. Моноциты могут быть прямыми предшественниками дендритных клеток in vivo, которые стали известны как CD8a+дендритные клетки (ДК) и могут осуществлять перекрестную презентацию антигена CD8+ Т-лимфоцитам.

Поверхностная мембрана макрофагов в высшей степени мозаична, так как формируется большим количеством различных соединений (белками, углеводами, липидами), ее наружная и внутренняя поверхности связаны и характеризуются способностью быстро и постоянно синтезировать вещества, которые ее формируют, что обеспечивает надежность реализации мононуклеарными фагоцитами их важнейших функций (фагоцитоза, цитотоксичности и др.). Такая мобильность, очевидно, является результатом сложного эволюционного пути, который прошли фагоцитирующие клетки.

Поверхность мембраны мононуклеарных фагоцитов изобилует различными рецепторами, из которых наиболее разносторонне изучены FcR для иммуноглобулинов, а также рецепторы к цитокинам, гормонам, различным фракциям комплемента. Интерес к изучению рецептора к Fc-фрагменту иммуноглобулина обусловлен тем, что эти рецепторы играют одну из главных ролей в осуществлении практически всех функций фагоцитирующих клеток.

Известны три типа рецепторов для иммуноглобулинов, которые были идентифицированы при изучении макрофагов мышей:

1) высокоаффинный рецептор для IgG - FcyRI (CD64), обладающий способностью связываться с мономерным агрегированным IgG, а также входящий в состав иммунных комплексов; экспрессируется исключительно на макрофагах и нейтрофилах и опосредует фагоцитоз и антителозависимую цитотоксичность;

2) низкоаффинный рецептор для IgG - FcyRII (CD32);

3) FcyRIII (CD16), который связывает IgG только в составе иммунных комплексов и экспрессируется макрофагами, нейтрофилами, тучными клетками и естественными киллерами.

Некоторые FcyR обладают повышенным сродством к отдельным подклассам IgG (IgGp IgG2a, IgG3, IgG4). FcR могут связываться и с иммуноглобулинами других изотипов (М, А, Е). В частности, связывание с IgM особенно характерно для перитонеальных макрофагов крыс, IgA - моноцитов человека и IgE - альвеолярных и перитонеальных макрофагов крыс, моноцитов человека. Низкоаффинный Fc-рецептор связывается с IgE (FceR), что сопровождается усилением транскрипции генов TNFa и IL-ip с резким усилением продукции этих цитокинов макрофагами.

FcRI могут экспрессировать как покоящиеся макрофаги, так и активированные IFNy. Практически все антигенпрезентирующие клетки, включая и макрофаги, способны экспрессировать высокий уровень FcRI параллельно с экспрессией антигенов II класса главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) , CD40, CD88. Новый взгляд на антигенпрезентирующие клетки позволяет рассматривать FcRI как связующее звено между врожденным и адоптивным иммунитетом в результате поглощения иммунных комплексов, что в последующем имеет значение для индукции Т-зависимого ответа.

Одной из важных характеристик FcR, обеспечивающих их быструю реакцию на различные воздействия, является способность к перераспределению на мембране и взаимодействию с в2-интегринами (молекулярные основы этого взаимодействия остаются неизвестными).

Наряду с Fc-рецепторами, участвующими в активации макрофагов, описан еще один - FcRIIb - уникальный ингибиторный рецептор, который ингибирует внутриклеточные сигналы при взаимодействии с иммунными комплексами, содержащими IgG.

Благодаря изучению этого рецептора получены новые и очень важные данные, согласно которым антиген способен взаимодействовать с активационными и ингибиторными Fc-рецепторами как макрофагов костного мозга, так и клеток Лангерганса и дендритных клеток, что способствует усилению Т-клеточной пролиферации и индукции гуморального иммунитета.

Эти данные свидетельствуют о том, что FcRIIb, несмотря на то что он является инги-биторным рецептором, способен осуществлять и позитивную регуляцию презентацией иммунных комплексов, в состав которых входит IgG, что уже сегодня подтверждено при исследовании дендритных клеток.

Только мононуклеарные фагоциты экспрессируют трансмембранный белок CD163, который является членом семейства рецепторов-скавенджеров (рецепторы-мусорщики - scavenger receptor family), и его экспрессия регулируется антивоспалительными медиаторами.

Интерес к изучению роли этого рецептора в последнее время возрастает в связи с доказательствами его участия в различных патологических процессах и его способностью связываться с системой гаптоглобина-гемоглобина (Hb-Hp), что вызывало активацию продукции IL-10 и ингибировалось анти-СD163-антителами. Имеющиеся по этому вопросу данные с полным основанием рассматриваются как идентификация нового пути защитного противовоспалительного эффекта моноцитами и макрофагами человека.

Как отмечалось, естественные киллеры и активированные цитотоксические лимфоциты (ЦТЛ) экспрессируют рецепторы NKG2D. Макрогфаги также экспрессируют этот рецептор, который способен распознавать некоторые поверхностные лиганды, связанные с антигенами I класса ГКГ.

Такие лиганды активно экспрессируются клетками при ряде патологических процессов, а также опухолевыми клетками, и связывание с ними сопровождается активацией макрофагов; не исключено, что экспрессия NKG2D и их перераспределение на поверхности клеток играет роль в нерестрикти-рованном (естественном) лизисе.

Мононуклеарные фагоциты экспрессируют также: антигены I и II классов главного комплекса гистосовместимости; МАС-1; la-антигены; различные адгезивные молекулы (LFA-1, LFA-3, ICAM-1, ICAM-2, интегрины и др.); рецепторы для компонентов комплемента (CR1, CR3, CR4, CR5, CD35, CD88 и др.); рецепторы для цитокинов (IL-1 - CDwl25, TNF - CD120a/b, IFNy - CDwll9); рецепторы для хемокинов (СС1, СС2, ССЗ, СС4, СС5, СС6, СС7, СС8), которые связываются с различными хемоаттрактантами (MIP-1, MIP-la, МIР-1р, МСР, RANTES и др.); маннозные, маннозофруктозные или лектиноподобные рецепторные молекулы, а также рецепторы для фибронектина. Поверхность макрофагов имеет и TOLL-подобные рецепторы - TLR-2 и TLR-4, с участием которых осуществляются защитный эффект макрофагов и апоптоз макрофагов, нагруженных бактериями.

Наряду с экспрессией классических антигенов I и II классов ГКГ при активации макрофагов экспрессируются антигены HLA-G. Их экспрессия обнаружена на клетках, инфильтрирующих карциному легкого, и в значительно меньшей степени - при незлокачественных заболеваниях легких.

Предполагается, что при экспрессии HLA-G может нарушаться презентация антигена, что приводит к ослаблению иммунологического ответа и таким образом благоприятствует развитию как злокачественного, так и воспалительного процесса.

На поверхности макрофагов экспрессируются рецепторы и для различных гормонов (инсулина, тиреотропина, р-адренергических, эстрогенов, глюкокортикоидов, соматостатина, гонадотропина и др.), что делает возможным их участие во взаимодействии с нервной и эндокринной системами, а также в репродуктивных процессах. Так, эстрогены проявляют защитный эффект против нейродегенерации при острых и хронических повреждениях мозга, и именно макрофаги головного мозга принимают участие в эффектах 17b-эстрадиола (Е2) на нейроны.

Наряду с этим данные, полученные в последнее время, показывают, что макрофаги и моноциты участвуют в патогенезе различных нейровоспалительных процессов (множественный склероз, болезнь Альцгеймера, церебральная ишемия), что связано с выделением ими различных цитокинов, металлопротеиназ, экспрессией CD40 и связыванием его со своим лигандом CD40L.

Макрофаги экспрессируют ко-стимулирующие молекулы (CD80, CD86 и др.), что, как правило, сочетается с индукцией ответа Тh2-лимфоцитов. Аналогичные ко-стимулирующие молекулы экспрессируют и клетки Купфера.

Характерным для мононуклеарных фагоцитов является и экспрессия рецептора для трансферина, который активно связывается с трансферином сыворотки крови (участок связывания находится внутри макрофагов). Предполагается, что появление этого рецептора соответствует стадии активации макрофагов и характерным для активации изменениям мембраны.

В функционировании макрофагов существенную роль играет и гистамин, рецепторы для которого экспрессируют мононуклеарные фагоциты. В этом аспекте наиболее изучены моноциты периферической крови, которые гетерогенны по способности экспрессировать указанные рецепторы.

Исследование макрофагоподобных клеток линии Р38821 показало, что добавление гистамина в культуральную среду увеличивает количество внутриклеточного кальция и циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ) . Эти эффекты реализуются через H1-рецепторы - доказательство того, что именно через эти рецепторы осуществляется модуляция некоторых биологических функций макрофагов, а Са2+ и цГМФ выполняют при этом роль вторичных мессенджеров.

Гистамин, а также серотонин активируют альвеолярные и пери-тонеальные макрофаги. Совсем недавно было показано, что макрофаги поглощают гистамин и таким образом включаются в нейтрализацию его отрицательных эффектов в очагах воспаления. Гистамин вместе с ПГЕ-2 (вазапростан) и катехоламинами регулирует врожденный и приобретенный иммунитет, усиливая взаимодействие между моноцитами и другими клетками.

Функции макрофагов

В реализации ряда функций макрофагов большую роль играют и рецепторы к лактоферину - железосвязывающему белку, который присутствует в различных секретах и наряду с бактерицидными свойствами обладает иммуномодулирующими эффектами, угнетая продукцию IL-2, IL-1, TNFa, усиливая цитотоксичность моноцитов и естественных киллеров.

Практически все антигенпрезентирующие клетки имеют рецептор для gp96 - белка теплового шока. Этот рецептор - а2-макроглобулин (CD91) - располагается интрацеллюлярно и выделяется только при некротической, но не апоптической смерти, что предполагает его участие как сенсора некротической клеточной смерти.

На макрофагах печени идентифицирован рецептор М-4, который является рецептором для раково-эмбриональных антигенов. Установлено, что на клетках рака кишечника MIP101 также экспрессируется этот рецептор, который существует в различных изоформах и регулируется тканеспецифически.

Далее, макрофаги и моноциты экспрессируют рецептор к меланокортину (MC-1R) и в результате взаимодействия этого рецептора с меланоцитстимулирующим гормоном, который функционирует как медиатор иммунитета и воспаления, снижается продукция IL-1, IL-2, IL-6, IL-13, IL-24, TNFa, IFNy и повышается IL-10.

По количеству продуктов, синтезируемых и выделяемых макрофагами, они занимают одно из ведущих мест по сравнению с другими клетками системы иммунитета, и их конкурентами могут быть только тучные клетки и нейтрофилы.

Мононуклеарные фагоциты экспрессируют Fas и FasL, что может вызывать спонтанный апоптоз, осуществляемый как аутокринным, так и паракринным путем. При активации моноциты быстро выделяют растворимую форму FasL, что свидетельствует об их способности реагировать на изменение окружающей среды.

Экспрессия Fas и связывание с FasL мононуклеарными фагоцитами индуцирует активационные сигналы, в результате чего как моноциты, так и макрофаги выделяют TNFa и IL-8, а культуральная среда этих клеток содержит факторы, стимулирующие миграцию нейтрофилов.

Однако в процессах, индуцированных Fas-лигацией, в моноцитах и макрофагах наблюдаются некоторые различия. Эти различия проявляются в том, что продукция указанных цитокинов моноцитами сопровождается последующим апоптозом и блокируется ингибитором каспаз, а цитокиновый ответ макрофагов происходит в отсутствие апоптоза и является каспазонезависимым.

Эти данные достаточно демонстративно показывают, что Fas-лигация моноцитами может индуцировать провоспалительный ответ, что приводит к острому воспалению и тканевому повреждению. Такой провоспалительный ответ проявляют и преапопто-тические нейтрофилы, что предполагает ряд общих проявлений Fas-лигации различными фагоцитирующими клетками.

Макрофаги продуцируют IL-1, IL-6, IL-8, IL-12, IL-18, TNFa, IFNa, IFNp, МСР-1, TGFP, фактор роста фибробластов (FGF) , тромбоцитозависимый ростовой фактор (PDGF) и др. Недавно было установлено, что макрофаги продуцируют MIF (macrophage migration inhibitory factor) - цитокин, который впервые был идентифицирован как Т-клеточный цитокин; MIF рассматривается как активный кандидат в провоспалительные цитокины, включающийся в гормональную регуляцию и воспаление.

Н аряду с указанными, а также другими цитокинами макрофаги содержат и при определенных условиях могут выделять:

1) лизосомальные ферменты (протеиназы, дезоксирибонуклеазы, липазы, лизоцим, коллагеназу, эластазу, миелопероксидазу и др.);
2) кислородные радикалы (Н2O2, супероксид, нитрооксид и др.);
3) гормоны (антидиуретический гормон (АДКГ) , тимозин, андрофин);
4) компоненты комплемента (C1, С2, С3, С4, С5); а также витамин D3, простагландины, лейкотриены, факторы В и D, пропердин, фибронектин, хондриотин сульфат, трансферин, авидин, амилопротеин Е и др.

Важное значение в понимании особенностей функционирования макрофагов имеют появившиеся новые данные о том, что в регуляции усиления дифференцировки макрофагов принимает участие ген, контролирующий р53; наличие мутаций в указанном гене лишает его такой способности. Этот факт представляет особый интерес при развитии злокачественных новообразований, для которых характерно появление мутаций в гене р53, что лишает его возможности усиливать дифференцировку макрофагов.

Обсуждая значение макрофагов в поддержании иммунологического и тканевого гомеостаза, нельзя обойти вниманием еще один и, как представляется, очень важный вопрос. Речь идет о том, что макрофаги обладают способностью к дифференцированному распознаванию и фагоцитированию апоптотических телец и некротических частиц.

Несмотря на то что этой способностью обладают и некоторые другие клетки, у макрофагов она выражена наиболее сильно. Это направление исследований активно разрабатывается V. Fadok и соавторами, в результате чего в настоящее время стали известны механизмы и условия фагоцитирования апоптотических телец. Макрофаги появляются и распознают апоптотические тельца, используя различные механизмы, включая интегрины, фосфатидилсерин (PS)-3, лектины и др.

Моноцитозависимые и альвеолярные макрофаги человека, костномозговые макрофаги мышей распознают и фагоцитируют апоптотические тельца через систему интегрина vb3, которая на макрофагах человека ассоциируется с CD36 - SR-B суперсемейство рецепторов-скавенджеров; его лиганды: коллаген I, IV, V, тромбоспондин, фосфолипиды, длинная цепь жирных кислот.

Клонирован ген, который кодирует этот рецептор, и показано, что в течение апоптоза макрофагами наблюдается асимметрия в расположении мембранных фосфолипидов, что особенно выражено тогда, когда макрофаги экспрессируют фосфатидилсерин.

При изучении альвеолярных макрофагов было установлено, что экспрессия рецептора-скавенджера и CD14 регулируется IL-6 и IL-10. Однако при этом отмечается различный характер регуляторных влияний этих цитокинов на указанные рецепторы: IL-6 усиливает экспрессию CD14 и подавляет экспрессию мРНК рецептора-скавенджера; в отличие от этого IL-10 снижает экспрессию CD14 и увеличивает экспрессию рецептора-скавенджера (все эффекты дозозависимы и определяются временем культивирования).

Моноцитозависимые макрофаги человека при фагоцитировании апоптотических телец используют CD14 - рецептор липополисахарида, функция которого в полной мере не выяснена.

Процесс связывания и фагоцитирования апоптотических телец сопровождается противовоспалительным действием, что происходит с участием аутокринных и/или паракринных механизмов, которые включают TGF|3, ПГЕ-2 и фактор активации тромбоцитов (PAF). При фагоцитозе апоптотических телец макрофагами человека ингибируется продукция IL-4, IL-8, IL-10, GM-CSF, TNFa, лейкотриена С-4, тромбоксана В-2; параллельно с этим увеличивается продукция TGFpi, ПГЕ-2 и PAF.

Следует подчеркнуть, что многие рецепторы, необходимые для распознавания апоптотических телец, имеют очень важное значение и для врожденного иммунитета. Эти рецепторы включают интегрины, рецепторы-скавенджеры классов А и В, лектиноподобный рецептор LOX1 (lectinlike oxidized), некоторые рецепторы для комплемента и CD14.

Несколько неожиданно, а возможно, даже парадоксально, что когда эти рецепторы связываются с микроорганизмами или их продуктами, то во многих случаях развивается провоспалительная реакция и наблюдается стимуляция приобретенного иммунитета. В отличие от этого поглощение апоптотических телец не связано с воспалением, при этом приобретенный иммунитет не активируется. В связи с этим следует объяснить такую диаметральную противоположность процессов, которые происходят при активации одних и тех же рецепторов.

Эти данные независимо от того, какая интерпретация будет дана им в будущем, являются в высшей степени важными и интересными, так как раскрывают неизвестные ранее формы участия макрофагов в воспалении и приобретенном иммунитете.

Далее, в опытах, проведенных на костномозговых макрофагах, было показано, что после поглощения некротических нейтрофилов они стимулировали пролиферацию Т-лимфоцитов in vitro, увеличивали экспрессию CD40 и такие макрофаги содержали высокий уровень TGFP, но низкий TNFa; аналогичных эффектов при фагоцитировании апоптотических нейтрофилов не наблюдали.

Высокий уровень содержания TGFP в макрофагах при фагоцитировании апоптотических телец рассматривается как защита от провоспалительных цитокинов, этот процесс происходит при участии р38, митогенактивирующей киназы (МАРС) и NF-kappaB.

Накопленные данные свидетельствуют о том, что поглощение и переваривание некротических или лизированных клеток индуцируют иммунологический ответ и воспаление, чего не происходит при фагоцитировании апоптотических телец.

В связи с этим очень правомочен вопрос, который ставят V. Fadok и соавторы в названии одной из своих статей: "Может ли фосфатидилсериновый рецептор быть молекулярным переключателем, который устанавливает, кто должен уйти?". Поставленный вопрос не лишен дискуссионной направленности и предполагает не только сложность ответа, но и тот трудный путь, который нужно пройти для его получения.

Глубокий биологический смысл феномена, который заключается в особенностях фагоцитирования некротических и апоптотических клеток, очевиден. Нарушение механизмов очищения организма путем апоптоза может быть причиной перехода острого воспаления в хронические воспалительные заболевания, включая и аутоиммунную патологию.

К сожалению, этот в высшей степени интересный вопрос еще очень мало изучен при опухолевом процессе. Имеющиеся работы единичны. В качестве примера можно привести данные о фагоцитозе апоптотических клеток линии НТ-29 карциномы толстой кишки человека.

Эти исследования показывают, что экспрессия молекул фосфатидилсерина и углеводных цепей изменяется в зависимости от стадии фагоцитоза: экспрессия галактозы была в равной степени важна для всех стадий апоптоза, экспрессия фосфатидилсерина - на последующих и поздних стадиях.

Изучение этого вопроса при опухолевом процессе может представить интерес по различным соображениям. Вполне реально предположить, что, с одной стороны, поглощение апоптотических телец при определенных условиях может создать резервуар опухолевых антигенов в макрофагах с последующей их презентацией, с другой - фагоцитирование некротизированных опухолевых клеток может быть одной из причин супрессирующих влияний макрофагов на клетки системы иммунитета.

Наконец, нельзя не согласиться с предположением, что выделение макрофагами супрессирующих цитокинов при фагоцитировании лизированных опухолевых клеток может быть одной из причин ухода опухоли из-под иммунологического контроля.

Обсуждая вопрос о фагоцитировании макрофагами апоптотических и некротических телец, следует также отметить, что макрофаги , экспрессирующие FasL, способны фагоцитировать апоптотические опухолевые клетки, не экспрессирующие указанный антиген.

Бережная Н.М., Чехун В.Ф.

От способности мононуклеарных фагоцитов удалять стимулы воспаления зависит исход воспалительной реакции: либо ее разрешение, либо прогрессирование с более выраженным проявлением заболевания. В области воспаления мононуклеарные фагоциты имеют три различающиеся, но взаимосвязанные функции.

Распознавание и удаление воспалительных стимулов

Мононуклеарные фагоциты обладают рядом специальных механизмов распознавания, удаления и разрушения различных стимулов, которые способны нарушать гомеостаз организма. Против инфекционных агентов фагоциты используют цитотоксические механизмы. К ним относится образование веществ, содержащих реактивный кислород (гидроксильные ионы, супероксидные радикалы и перекись водорода). Показано, что их продукция тесно связана со способностью мононуклеарных фагоцитов экспрессировать внеклеточные цитотоксические и цитоцидные свойства. Затем патогены фагоцитируются лизосомной системой клеток; комбинированное действие различных гидролизирующих ферментов этой системы приводит к эффективному разрушению поглощенного материала.

Ряд специализированных рецепторных систем мононуклеарных макрофагов облегчает

распознавание и фагоцитарное удаление стимулов воспаления. В этом процессе особо важную роль играют продукты Т- и В-лимфоцитов (рис. 31). Антитела, синтезируемые В-лимфо- цитами, связывают антигены с образованием иммунных комплексов. У мононуклеарных фагоцитов выявлено несколько (по крайней мере три) различных типов высокоаффинных рецепторов для комплекса антиген-антитело, которые обеспечивают их распознавание и удаление с помощью фагоцитоза. Поскольку они распознают Fc-фрагменты иммуноглобулинов иммунных комплексов и в некоторых случаях Fc-фрагменты свободных антител, их называют Fc-рецепторами. Другим лигандом для стимуляции фагоцитоза являются иммунные комплексы, активированные комплементом, которые связывают рецепторы для СЗЬ.

Связывание воспалительных стимулов специфическими рецепторами мононуклеарных фагоцитов инициирует процесс фагоцитоза. Фагоцитоз характеризуется инвагинацией той части плазматической мембраны, к которой присоединяется воспалительный стимул. Этот процесс опосредуется координированной деятельностью группы сократительных белков,

лейкоциты

Лимфоциты

Рис. 31. Реакции мононуклеарных фагоцитов на продукты иммунных ответов в области воспаления.

Лимфоциты, отвечающие на иммуногенные воспалительные стимулы, продуцируют лимфокины и антитела, которые формируют иммунные комплексы. Иммунные комплексы генерируют хемотаксические стимулы, привлекающие ПМН и мононуклеарные фагоциты в область воспаления. Фагоцитирующие клетки поглощают иммунные комплексы, которые затем деградируют. Чрезмерная стимуляция фагоцитирующих клеток лимфокинами или иммунными комплексами ведет к выделению ряда медиаторов воспаления, в том числе протеиназ, вызывающих разрушение тканей. Кроме того, мононуклеарные фагоциты выделяют факторы, стимулирующие активность лимфоцитов, а также пролиферацию соединительной ткани в фиброз.

	І

весьма напоминающих аналогичные белки гладких мышц. В фагоцитирующих клетках, особенно на периферии цитоплазмы, содержится большое количество актина и миозина. Эти белки, как и некоторые регуляторные белки, были выделены в чистом виде из альвеолярных макрофагов. Установлено, что образование псевдоподий, формирующихся вокруг воспалительных стимулов, связано с мобилизацией ионов кальция, которые стимулируют энергозависимую сборку и функционирование сократительных белков. Окруженный псевдоподиями стимулятор фагоцитоза оказывается в вакуоли, называемой фагосомой, которая направляется к лизосомам. Все эти процессы возможны лишь при наличии интактных микротрубочек. Лизосомы макрофагов содержат большое количество разнообразных протеиназ, гликозидаз и липаз с высокой специфической активностью. Эти ферменты необходимы для быстрого внутриклеточного разрушения поглощенных веществ. Кроме фагоцитоза, моно- нуклеарные фагоциты способны к эндоцитозу жидкости (пиноцитозу), осуществляемому специфическими и неспецифическими механизмами. Установлено, что макрофаги перитонеальной полости мышей интернализируют площадь плазматических мембран (эквивалента их общей площади) каждые 35 мин; скорость значительно возрастает при стимуляции моно-нуклеарных фагоцитов воспалительными стимулами.

У мононуклеарных фагоцитов определены разнообразные эндоцитарные функции, независимые от продуктов активированных лимфоцитов. В легких альвеолярные макрофаги посредством фагоцитоза удаляют ряд токсических и инертных частиц. Длительный контакт с некоторыми веществами, такими как кремний или асбест, может привести к хроническим легочным воспалительным заболеваниям, частично опосредуемым веществами, выделяемыми макрофагами. Мононуклеарные фагоциты могут также участвовать в развитии атеросклероза. Накопление измененных липопротеинов низкой плотности в мононуклеарных фагоцитах происходит с участием специфических рецепторов и приводит к образованию пенистых клеток, нагруженных эфиром холестерина. Наличие таких клеток является характерным признаком атеросклеротических бляшек.

Непереваренные вещества остаются во вторичных лизосомах мононуклеарных фагоцитов в месте их первоначального взаимодействия
(татуировка - типичный пример); альтернативный этому вариант- миграция клеток из организма через дыхательную систему или пищеварительный тракт. Кроме того, некоторые популяции мононуклеарных фагоцитов обладают специализированными функциями, представляя воспалительный стимул в виде иммуногена клеткам лимфоидной системы. Лимфоциты отвечают на иммуноген образованием специфических веществ, а именно лимфокинов и антител, которые облегчают функцию мононуклеарных фагоцитов при последующих встречах с иммуногеном.

Презентация антигенов Т-лимфоцитам: запуск афферентного звена иммунной системы

В последние годы было установлено, что мононуклеарные фагоциты играют решающую роль в представлении иммуногена лимфоцитам. И хотя точные механизмы, лежащие в основе презентации, остаются неясными, известно, что в физиологических условиях им-муноген связан с мононуклеарными фагоцитами и что между клеткой, несущей иммуно-ген, и лимфоцитом возникает прямой физический контакт.

На рис. 32 показана последовательность представления антигена мононуклеарными фагоцитами лимфоцитам, а также последующие события в иммунной системе. Представление антигена возможно при сингенности мононуклеарных фагоцитов и лимфоцитов. Кроме того, для представления необходима прямая или непрямая связь между иммуногеном и антигенами 1а. Показано, что антитела к антигенам 1а подавляют распознавание Т-лимфоцитами иммуногена, связанного с мононуклеарными фагоцитами.

Не все мононуклеарные фагоциты имеют на своей поверхности la-антигены; их количество зависит не только от ткани, в которой они находятся, но и от локального микроокружения в данный момент времени. Вполне вероятно, что лимфоциты, отвечающие на

представленный им антиген, могут в свою очередь увеличивать количество мононуклеарных фагоцитов, несущих la-антиген. Мононуклеарные фагоциты осуществляют также генетический контроль за развитием иммунного ответа. Этот контроль зависит от возможности мононуклеарных фагоцитов экспресси-ровать соответствующие la-антигены, что спо-

Лимфоиты

Комплексы Растворимые антиген - антитело г радулы

Дифференциация

Антителообразующая клети

Рис. 32. Представление мононуклеарными фагоцитами иммуногенов лимфоцитам.

собствует клональной экспансии Т- и В-лим- фоцитов для обеспечения синтеза лимфокинов и антител.

Секреторная активность мононуклеарных фагоцитов

Многогранное участие мононуклеарных фагоцитов в защите организма и в хроническом воспалении требует от них величайшей функциональной подвижности при взаимодействии с другими типами клеток, компонентами соединительной ткани и воспалительными стимулами во внеклеточной среде. В связи с этим мононуклеарные фагоциты синтезируют и сек- ретируют большое количество биологически активных медиаторов (табл. 4). Выделение таких медиаторов происходит не одновременно: они секретируются по мере выполнения тех
функций, которые необходимы мононуклеар- ным фагоцитам на данной стадии воспалительного процесса. Совершенно очевидно, что продукты секреции имеют важное значение для облегчения удаления патогенных организмов и других стимулов воспаления, а также для усиления процессов репарации и устранения возникших повреждений. Возможно, что некоторые аспекты хронических воспалительных процессов должны учитываться в связи с аберрантной секрецией различных продуктов мононуклеарных фагоцитов. Некоторые продукты секретируются мононуклеарными фагоцитами постоянно, в том числе ферменты лизо-цим и липопротеинлипаза, тогда как другие выделяются лишь при воздействии на мононуклеарные фагоциты воспалительными стимулами или продуктами иммунных реакций (рис. 33).

Таблица 4. Секреторные продукты мононуклеарных фагоцитов

Гидролитические ферменты ЛИзоцим

Нейтральные протеазы Лизосомные гидролазы Липопротеиновая липаза

Ингибиторы протеолитических ферментов а2-Макроглобулин агПротеазный ингибитор

Факторы, изменяющие клеточную пролиферацию Колониестимулирующий фактор Фактор созревания тимуса Ангиогенный фактор Стимулятор пролиферации фибробластов Интерлейкин-1 Фактор-антагонист глюкокортикоидов Фибронектин Ростовой фактор, происходящий из тромбоцитов Эритропоэтин

Факторы, нарушающие жизнеспособность инфекционных

агентов и эукариотических клеток

Перекись водорода

Гидроксильные радикалы

Интерферон

Листерицидный фактор

Белок, связывающий витамин В12

Фактор некроза опухоли

Факторы, имеющие отношение к гуморальным медиаторам воспаления

Все компоненты альтернативного пути и ранние компоненты классического пути комплемента Прокоагулянтный фактор Свертывающий фактор

Интерлейкин-1

Первоначально интерлейкин-1 был охарактеризован как секреторный продукт мононуклеарных фагоцитов с молекулярной массой 18 000 дальтон, который опосредует ряд важных биологических эффектов этих клеток (см. главу 15). Как показывают исследования in vitro, эти эффекты включают следующее: стимуляцию пролиферации тимоцитов; образование интерлейкина-2 лимфоцитами; пролиферацию фибробластов; синтез хондроцитами и синовиоцитами нейтральной протеиназы, а также простагландинов и протеиназы; синтез гепатоцитами белка острой фазы; хемотаксис лейкоцитов; резорбцию костей. In vivo интерлейкин-1 вызывает лихорадку, изменение уровней ионов металлов и повышение уровня белка острой фазы. Недавно были получены в чистом виде по крайней мере две формы человеческого интерлейкина-1 и идентифицированы два гена человека, которые кодируют молекулы, обладающие активностью интерлейкина-1.

Гидролитические ферменты

Гидролитические ферменты, секретируемые мононуклеарными фагоцитами в ответ на воспалительные стимулы (иммунные комплексы, лимфокины), возможно, играют важную роль в развитии повреждений при хроническом вос-

палении. Эти ферменты, включающие активатор плазминогена, эластазу и коллагеназу, вероятно, обусловливают деградацию и повреждение тканей, а также ускорение обмена соединительной ткани, что сопровождается удалением продуктов распада и заживлением зон воспаления.

Факторы клеточной пролиферации и дифференциации

Характерной чертой многих хронических воспалений является местная пролиферация тканей, связанная с очагами активированных лимфоидных клеток. Ярким примером такого процесса может служить пролиферирующий синовиальный паннус сустава при ревматоидном артрите. В подобных условиях растворимые факторы, включая интерлейкин-1 и ростовой фактор тромбоцитов, которые секрети- руются мононуклеарными фагоцитами, могут стимулировать пролиферацию как лимфоцитов (с последующим синтезом антител и лим- фокинов), так и фибробластов, впоследствии синтезирующих коллагеназу и компоненты соединительной ткани. Этому предположению соответствует наблюдение отмены гиперсенси- тивности замедленного типа веществами, избирательно токсичными для мононуклеарных фагоцитов, а также нарушения заживления ран у экспериментальных животных после введения антимакрофагальной сыворотки.

Прокоагулянты

При реакциях повышенной чувствительности замедленного типа и отторжении аллогенной ткани, а также при экспериментальном аллергическом энцефаломиелите и реакции Шварцмана часто наблюдается отложение фибрина. В недавних исследованиях показано, что образование фибрина в зонах поражения может инициироваться прокоагулянтной активностью, исходящей из мононуклеарных фагоцитов. Выделение такого прокоагулянтного фактора, по-видимому, зависит от сигнала Т-лимфоцй- тов. Мононуклеарные фагоциты могут также инициировать удаление фибрина, секретируя активатор плазминогена. Важное значение имеет тот факт, что прокоагулянтная активность является продуктом моноцитов, вновь прибывших к месту воспаления, тогда как активатор плазминогена синтезируется более дифференцированными макрофагами, которые вызревают под действием лимфокинов или других стимулов, присутствующих в очаге воспаления.

Продукты окисления арахидоновои кислоты

В фосфолипидах мононуклеарных фагоцитов содержится необычно большое количество арахидоновои кислоты, и, как выяснилось в последние годы, эти клетки обладают значительным потенциалом синтеза простагланди-нов и лейкотриенов. Их синтез усиливается при экспозиции макрофагов с воспалительными стимулами, включая иммунные комплексы. На основании этого открытия и уже известных эффектов экзогенных простагландинов (особенно серии Е), подавляющих различные эф- фекторные функции лимфоцитов, было выдвинуто предположение относительно способности простагландинов мононуклеарных фагоцитов действовать в качестве ингибиторных модуляторов функции лимфоцитов in vivo. Это предположение подтвердили клинические исследования, где было показано повышение иммунного ответа при использовании ингибиторов синтеза простагландинов (индомета- цин). Предполагается, что мононуклеарные фагоциты вносят свой вклад в опосредование повышенной чувствительности немедленного типа, поскольку они синтезируют лейкотриены В4 и С4. Известно, что лейкотриены входят в состав медленно реагирующей субстанции анафилаксии (см. главу 10).

Метаболиты кислорода

Во время метаболического взрыва, сопровождающего взаимодействие макрофагов с фагоцитируемыми и другими стимулами, образуется ряд потенциально токсичных метаболитов кислорода. Обладая исключительно короткой жизнью, они могут опосредовать некоторые важные функции, в том числе клеточно-зависимую цитотоксичность по отношению к опухолевым клеткам и инфекционным агентам, инактивацию некоторых белков (ингибитор а-1- протеиназы) и образование хемотаксических стимулов при перекисном окислении ненасыщенных жирных кислот, в частности арахидоновои кислоты.

Комплемент

Белки системы комплемента содержат более 20 молекул (см. главу 12), которые активируются по принципу каскада после взаимодействия с иммунными комплексами или же непосредственно воспалительными стимулами. Продукты активации комплемента усиливают

функцию фагоцитов, стимулируя хемотаксис и фагоцитоз, а также выделение из них медиаторов. Большое функциональное значение имеет секреция многих компонентов комплемента моноцитами периферической крови человека.

В ходе развития мыши стволовая кроветворная клетка мезенхимального происхождения возникает в желточном мешке и на второй неделе онтогенеза мигрирует в эмбриональную печень, где возникают незрелые мононуклеарные фагоциты. На третьей неделе развития кроветворение начинается в костном мозге. Хотя фагоциты есть во всех тканях, в нормальных условиях пролиферирующие фагоциты можно обнаружить только в костном мозге. Наиболее незрелая клетка этого ряда, представляющая собой, по-видимому, прямой потомок коммитированной стволовой клетки,- это монобласт; при делении этой клетки образуются промоноциты - непосредственные предшественники моноцитов. Моноциты остаются в костном мозге очень короткое время, а затем попадают в кровоток, откуда проникают в различные ткани, чтобы превратиться в макрофаги. С помощью костномозговых химер и экспериментов по парабиозу было прямо показано, что в нормальном состоянии макрофаги, локализующиеся в разных тканях организма, образуются из циркулирующих в крови моноцитов. В целом в нормальном состоянии пролиферация макрофагов в тканях не играет никакого значения для обновления этой популяции клеток. Однако во многих исследованиях in vivo в экссудатах тканей обнаруживается небольшой процент (2-5%) делящихся клеток. Таким образом, вопрос о самообновлении макрофагов в тканях не вполне ясен.

Созревание в ряду мононуклеары - фагоциты характеризуется появлением набора мембранных маркеров, новых рецепторов и функций. Присутствие или отсутствие одного или многих таких маркеров позволяет разработать критерии для характеристики мононуклеарных фагоцитов.

Свойства двух различных доменов Т-супрессорных молекул

	Моноциты- макрофаги	Клетки Лан- герганса	Вуалевые клетки, ОКР	Дендритные клетки
Поверхностные маркеры
Рецепторы Fc Рецепторы СЗ Iа-антигены	+ + +	+ + +	? ? +	- - +
Ферменты-маркеры
Неспецифическая эстераза AT Раза Пероксидаза Фагоцитоз (латекс) Пиноцитоз Гранула Бирбека Презентация антигена Костномозговое происхождение	+ + + + + - + +	+ + - - + + + +	? + + ? + иногда ? ?	- - - - + - + +

Без использования этих маркеров на основании только морфологических критериев было бы крайне трудно различать между собой моноциты, лимфоциты, предшественники моноцитов (монобласты и промоноциты) и предшественники гранулоцитов (миелобласты и промиелоциты).

Одним из наиболее надежных маркеров для идентификации мононуклеар- ных фагоцитов у человека и животных служит фермент неспецифическая эстера- за. При использовании в качестве субстрата а-нафтилбутирата или а-нафтилацетата все моноциты и макрофаги дают положительную реакцию, хотя ее интенсивность зависит от вида животного, стадии развития, а также условий культивирования и функционального состояния клеток. В макрофагах неспецифическая эстераза расположена диффузно в цитоплазме. Иногда этот фермент обнаруживается в Т-клетках, но там он выявляется в виде положительных точек в гранулах. Фагоциты содержат также другой фермент - лизоцим, который легко обнаруживается с помощью флуоресцентно-меченных антител. Третий ферментативный маркер фагоцитов - пероксидаза. Она особенно удобна для идентификации различных стадий развития фагоцитов, так как внутриклеточная локализация пероксидазы в монобластах, промоноцитах, моноцитах и макрофагах различна. Гранулы, содержащие пероксидазу, обнаруживаются только в монобластах, промоноцитах, моноцитах и макрофагах экссудата - в неактивированных макрофагах методом световой микроскопии пероксидаза не выявляется. Поверхностный фермент 5"-нуклеотидаза также удобен для различения покоящихся и активированных макрофагов: его активность высока в покоящихся клетках и крайне мала в активированных. Активность двух других поверхностных ферментов лейцинаминопептидазы и щелочной фосфодиэстеразы I, наоборот, при активации увеличивается.

Мононуклеарные фагоциты имеют рецепторы к Fc-району IgG и к третьему компоненту комплемента (СЗ), а также обладают такой функциональной характеристикой, как активный эндоцитоз. Считается, что клетку можно относить к мононуклеарным фагоцитам, лишь проверив ее способность к иммунному фагоцитозу: поглощению опсонизированных бактерий или эритроцитов, покрытых IgG. Способность к поглощению эритроцитов, покрытых комплементом, приобретается только при активации мононуклеарных фагоцитов. Все мононуклеарные фагоциты способны к пиноцитозу, причем различают две формы пиноцитоза. При макропиноцитозе возникают выросты поверхностной мембраны клетки, в результате чего образуются относительно крупные пузырьки (0,1-1 мкм). В макрофагах этот механизм доминирует, и с его помощью обеспечиваются почти все поглощение растворенных веществ и интериоризация мембраны. Возможно, эти пузырьки играют роль также в транспорте веществ из клетки наружу. Для микропиноцитоза характерно образование мельчайших впячиваний плазматической мембраны (размер пузырьков меньше 0,1 мкм). Поглощение растворенных молекул в пузырьках называют микропиноцитозом в жидкой фазе, а поглощение молекул, прикрепившихся к клеточной поверхности с помощью неспецифических рецепторов,- поверхностным микропиноцитозом. Последний сопровождается образованием окаймленных пузырьков.

В последние пять лет стали доступны моноклональные антитела, что дает возможность идентифицировать члены дифференцировочного ряда моноциты - макрофаги. Эти маркеры моноцитов-макрофагов очень удобны для определения числа макрофагов в суспензии клеток, избирательного удаления макрофагов с помощью комплементзависимого лизиса или флуоресцентного сортера клеток (ФАКС), идентификации клеток-предшественников макрофагов, имеющих набор общих антигенов, а также для диагностики опухолей ретикулоэндотелиального происхождения, относящихся к ряду макрофагов.

Одним из первых реагентов, узнающих поверхностный антиген макрофагов, были крысиные антимышиные моноклональные антитела М1/70. Иммунофлуоресцентный анализ с помощью клеточного сортировщика (ФАКС) показал, что антиген (МАС-1), узнаваемый этими антителами, в большом количестве экспрессируется перитонеальными макрофагами, активированными тиогликолятом, и в несколько меньшем количестве моноцитами и гранулоцитами периферической крови (8% клеток селезенки и 50% клеток костного мозга). МАС-1 обнаруживался также на поверхности мышиных природных киллеров, но отсутствовал у тимоцитов, клеток периферических лимфоузлов и клеток В- и Т-лимфоидных линий. Иммунопреципитация меченных 1251 белков поверхности макрофагов показала, что МАС-1 содержит полипептиды с молекулярной массой 170 и 95 кДа. MI/70 перекрестно реагировали с антигеном, экспрессируемым человеческими моноцитами крови, и в меньшей степени гранулоцитами и природными киллерами. МАС-1 представляет собой удобный маркер для различения макрофагов и лимфоцитов, поскольку его экспрессия не зависит от дифференцировочных сигналов, воспринимаемых макрофагами. 0§, например, экспрессируется более чем 86% неактивированных перитонеаль- ных макрофагов, так же как и макрофагами, активированными тиогликолятом, конканавалином А (Кон А), липополисахаридом (ЛПС), Listeria monocytogenes или пептоном; во всех случаях популяции макрофагов экспрессируют одинаковое количество МАС-1 на клетку.

Два других структурно отличных антигена макрофагов, МАС-2 и 54-2, по- разному экспрессируются разными популяциями макрофагов. МАС-2 в изобилии выявляется на поверхности макрофагов, активированных тиогликолятом, но не на макрофагах, ничем не активированных или активированных Кон А, ЛПС или Listeria. Антиген 54-2 экспрессируется макрофагами, активированными тиогликолятом, макрофагами культивируемого костного мозга, тучными клетками, но не «оседлыми» перитонеальными макрофагами или моноцитами. Присутствие этого антигена на поверхности макрофагов, активированных другими агентами, не изучалось.

Большое количество мышиных моноклональных антител, реагирующих с неполиморфными антигенами клеток ряда моноцитов-макрофагов, было получено при иммунизации человеческими тканями. Некоторые антигены выявляются у большинства моноцитов, изолированных из периферической крови, в то время как другие характерны для небольших, по-видимому функционально различных, популяций. Многие антитела выявляют антигены, общие для моноцитов и других элементов периферической крови: гранулоцитов, Т-лимфо-цитов, тромбоцитов и природных киллеров.

В заключение следует отметить, что пока нет четкого критерия, определяющего, сколько клеток в данной популяции должны быть положительными по данному маркеру, чтобы считать эту популяцию мононуклеарными фагоцитами. Ни один из используемых сейчас маркеров, за исключением разве что некоторых моноклональных антител, не выявляется у 100% клеток. Как указывалось выше, необходимо учитывать стадию клеточной дифференцировки, а также уровень активации. В незрелых клетках некоторые характеристики могут быть выражены слабо или совсем отсутствовать, у активированных клеток эти же свойства могут появляться, усиливаться после активации или, наоборот, исчезать. Моноклональные антитела позволяют идентифицировать антигены, различающиеся у разных членов ряда моноциты - макрофаги. По-видимому, макрофаги, как и лимфоциты, можно подразделять на субпопуляции, различные в антигенном и функциональном отношениях.

Клетка-предшественница - клетка, находящаяся на низком уровне дифференцировки, но уже коммитированная к развитию в клетки определенной линии.

Аксиомой современной теории онкогенеза является положение, что клеткой-предшественницей стволовой злокачественной клетки является нормальная пролиферирующая соматическая клетка. Однако какая соматическая клетка явилась клеткой-предшественницей для злокачественной клетки, данной конкретной солидной опухоли - не известно.

Достоверно доказаны очень важные и никем неоспоримые утверждения:

Злокачественные клетки имеют больше сходства между собой, чем нормальные клетки между собой;

Злокачественные клетки имеют меньше различий между собой, чем различия между злокачественными клетками и нормальными клетками;

Нормальные клетки имеют меньше различий между собой, чем различия между нормальными клетками и злокачественными клетками;

Основные принципы «зарождения» стволовой злокачественной клетки, роста злокачественного очага и развития злокачественного процесса различных органов и тканей совершенно идентичны.

На этом основании можно говорить о злокачественных клетках, как об отдельной группе клеток, имеющих общее происхождение, а в совокупности со стромой, даже как об отдельной ткани в организме-носителе. В таком случае должна быть конкретная клетка, претендующая на роль «общего начала» или клетки-предшественницы первичной стволовой злокачественной клетки солидных опухолей.

При анализе всех клеток организма человека необходимо выбрать, прежде всего, те клетки, которые имеют следующие основные свойства:

1. Являются соматическими пролиферирующими клетками с продолжительным жизненным циклом (месяцы, годы).

2. Обладают автономностью: умеют свободно перемещаться по всему организму-носителю, проникать и мигрировать в органах и тканях.

3. Способны влиять на различные жизненно важные процессы: гемопоэз, гомеостаз, иммунитет, пролиферацию, созревание и дифференцировку клеток и др.

Клетками, обладающими вышеуказанными свойствами, в организме человека являются только клетки крови, из них:

Эритроциты, тромбоциты и лейкоциты - это тупиковый вариант с коротким сроком жизни (эритроциты 100-120 суток, тромбоциты около 7-10 суток, нейтрофилы менее 6-8 часов), к тому же, имеют специфические черты и достаточно ограниченные функции, поэтому не могут претендовать на роль «общего начала»;

Лимфоциты - относятся к Мононуклеарной фракции системы крови, имеют тропность к лимфоидной ткани и, как известно, унипотентные и полипотентные стволовые клетки лимфоцитопоэза являются клетками-предшественниками стволовых злокачественных клеток гемобластозов. Зрелые лимфоциты при воздействии на них специфических антигенов вновь способны трансформироваться в бластные клетки. Можно сказать однозначно, что лимфоциты прямо или косвенно участвуют в «зарождении» первичной стволовой злокачественной клетки, а также росте и развитии злокачественного процесса;

Моноциты - относятся к Мононуклеарной фракции системы крови - прослеживают свое начало от полипотентной клетки-предшественницы родоначальнице миелопоэза с последующим развитием в Моноцитарный росток (П класс), который включает в себя достаточно большое количество клеток различной потентности (полипотентные, унипотентные) и местоположения (костный мозг, сосудистое русло, ткани). Поэтому все клетки, относящиеся к Моноцитарному ростку удобнее называть Мононуклеарная фракция или Мононуклеары. С учетом особенностей Мононуклеар является наиболее вероятным кандидатом на роль «общего начала» или клетки-предшественницы первичной стволовой злокачественной клетки солидных опухолей.

Характеристика и возможности Мононуклеаров (Моноцитарный росток):

1. Морфологически недифференцируемые и дифференцируемые Мононуклеары подразделяются на три основные группы:

Костномозговые: полипотентная клетка-предшественница родоначальница миелопоэза с последующим развитием в Моноцитарный росток, унипотентная клетка-предшественница родоначальница Моноцитов, монобласт, промоноцит, моноцит;

Периферической крови: промоноцит, моноцит;

Тканевые: промоноцит, моноцит, макрофагальный бласт, промакрофаг, макрофаг.

Промоноцит и Моноцит присутствуют во всех трех группах клеток и являются промежуточным вариантом развития от костномозговой полипотентной клетки-предшественницы родоначальнице миелопоэза с последующим развитием в Моноцитарный росток (П класс) до органо- и тканеспецифического Макрофага, как конечного варианта развития.

2. Кроветворение в красном костном мозге, это единственный функционирующий очаг интенсивной пролиферации, который сохранился с эмбрионального периода развития и функционирует у взрослого человека.

3. Мононуклеары являются представителями клеток иммунокомпетентной системы и одновременно играют решающую роль в регуляции нормального гемопоэза. Мононуклеары могут ингибировать гемопоэз с помощью межклеточных взаимодействий и посредством выделения различных иммунных и не иммунных гуморальных факторов.

4. Образование клеток Моноцитарного ростка может происходить на любом этапе дифференциации от полипотентной стволовой кроветворной клетки до промиелоцита. Отличаются ли друг от друга Моноциты и Макрофаги, образовавшиеся из различных субпопуляций и каковы их специфические функции, пока не ясно.

5. Костномозговые Мононуклеары способны выходить из костного мозга в периферическую кровь, циркулировать в периферической крови по всему организму, проникать из кровеносного русла в любые органы и ткани и мигрировать в них - перемещаться в межклеточном пространстве.

6. Мононуклеар периферической крови в нормальных условиях созревает, перед тем как проникнуть в ткани, но при воспалении сроки пребывания его в периферической крови значительно сокращены, поэтому в ткани проникают его не зрелые формы, способные к активной пролиферации.

7. Тканевые Мононуклеары, это единственные клетки в организме человека, которые в нормальных условиях могут трансформироваться в другую бластную клетку - макрофаальный бласт с последующей дифференцировкой в Макрофаг.

8. Мононуклеар периферической крови, попадая в ткани, не обязательно трансформируется в Макрофаг, он может превратиться и в клетки микроокружения, например, в эпителиоидную клетку (мезенхимально-эпителиальный переход).

9. Будучи гистогенетически единой, кроветворная система в своем функционировании характеризуется определенной независимостью поведения отдельных ростков кроветворения, поэтому изначально Мононуклеары характеризуются независимостью поведения - автономностью.

10. Мононуклеары сохраняют способность к делению на всех этапах своего развития и имеют возможность трансформироваться в первичную стволовую злокачественную клетку.

11. Злокачественные клетки, подобно Мононуклеарам, обладают многими активными свойствами: влияют на пролиферацию, дифференцировку и функциональную активность различных клеток; выработку факторов роста; размножение в геле без подложки; сниженную адгезию; пониженное контактное торможение; влияние на гемопоэз; влияние на свертывающую систему крови; влияние на клеточный и гуморальный иммунитет и др.

Таким образом, тканевые Мононуклеары (Промоноцит и Моноцит), вполне могут претендовать на роль «общего начала» или клетки-предшественницы первичной стволовой злокачественной клетки солидных опухолей.