Полиморфноядерные нейтрофилы. Клеточные факторы неспецифической защиты организма. может зависеть от разнообразных причин

Анализ крови можно назвать одной из наиболее часто применяемых методик исследования при диагностике заболеваний.

По состоянию крови и ее показателям врач может судить о наличии каких-либо определенных недугов и об общем состоянии пациента, а также о необходимости проведения дополнительного более глубокого исследования.

В статье вы знаете все про соотношение лимфоцитов и нейтрофилов в крови, когда они повышены или понижены у взрослых и детей.

Что такое лимфоциты и нейтрофилы и их значение в крови

Называют особые клетки крови, относящиеся к группе лейкоцитов. Их роль в человеческом организме очень важна. Именно эти клеточки отвечают за защиту организма от вредоносных микроорганизмов, а точнее, за уровень сопротивляемости их воздействию. Лимфоциты являются первой, и, пожалуй, основной преградой и защитой от раковых клеток. Изменение уровня лимфоцитов всегда расценивается в качестве тревожного сигнала, говорящего о каком-либо нарушении.

Лимфоциты разделяют на несколько типов, у каждого из которых имеется своя уникальная функция, но вместе они создают надежный барьер многим недугам.

Нейтрофилы также относятся к группе лейкоцитов и представляют собой наиболее многочисленный вид. Их задача в организме заключается в быстром уничтожении проникающих вредоносных бактерий и прочих элементов. Их функциональность и важность имеет 2 особых аспекта:

Некоторые доктора сравнивают эти клеточки с камикадзе, поскольку, встречая в организме вирусы или бактерии, нейтрофилы быстро поглощают их, что называется фагоцитозом, после чего начинается лизис – расщепление вредоносных элементов внутри нейтрофилов. После этого клеточки погибают.
Созревание клеточек имеет 6 стадий, при этом часть из них всегда имеется в крови в нормальном количестве, а другая часть активизируется лишь при возникновении сложных заболеваний. В организме все эти группы в разных стадиях присутствуют одновременно, выполняя свои функции и защищая организм от возможных атак извне. Особую важность имеет соотношение между нейтрофилами разных стадий, поскольку сдвиг лейкоцитарной формулы является практически ключевым диагностическим показателем.

Норма лимфоцитов и нейтрофилов у взрослых и детей

Результаты исследований крови всегда отражают и количество лимфоцитов как один из ключевых показателей. В прежние времена в лабораториях подсчеты этого параметра проводились только вручную с использованием мощных микроскопов, но теперь подобную работу выполняют автоматические анализаторы, что значительно упростило исследования.

Однако по сей день нередко происходит путаница в результатах, поскольку нормы ручного подсчета и анализатора различаются. Достаточно часто в бланке указано значение автоматического подсчета при норме для ручного исследования. А для детей нормы могут быть и вовсе не указаны.

Кроме этого, значение может быть указано как в относительном, так и в абсолютном варианте. Нормами лимфоцитов принято считать:

Показатель нейтрофилов, так же, как и лимфоцитов, не зависит от половой принадлежности человека. Нормы этого значения разработаны исключительно по возрастным группам.

Как правило, в анализе не указывается общая группа нейтрофилов, а происходит их разделение на палочкоядерные и сегментоядерные. Остальные виды нейтрофилов в результатах не учитывают, поскольку они появляются лишь у больных людей и их присутствие в анализе может указывать на наличие нарушений и отклонение от нормы.

Возраст	Нормальный показатель нейтрофилов в %
	Палочкоядерные	Сегментоядерные
Новорожденные	5 – 12	50 – 70
От 1 дня до 1 недели	1 – 5	35 – 55
В 2 недели	1 – 4	27 – 47
В 1 месяц	1 – 5	17 – 30
В 1 год	1 – 5	45 – 65
От 4 до 5 лет	1 – 4	35 – 55
От 6 до 12 лет	1 – 4	40 – 60
У взрослых	1 – 4	40 – 60

Соотношение лимфоцитов и нейтрофилов

Поскольку назначение лимфоцитов заключается в быстром распознавании проникающих вредоносных элементов, то увеличение их числа при начале любого заболевания является нормальной и абсолютно естественной реакцией иммунной системы. При некоторых недугах, например, при разных видах ОРВИ, количество лимфоцитов возрастает, а при гриппе – снижается. При наличии мононуклеоза их численность увеличивается очень резко и до серьезных цифр.

Нейтрофилы погибают, поглощая чужеродные вредоносные объекты, поэтому, если их количество повышается, это может означать наличие у человека бактериальной инфекции в острой форме.

Эти клеточки подразделяют на несколько видов, но у здоровых людей обычно присутствуют лишь нейтрофилы сегментоядерного типа, являющиеся зрелыми клетками и готовые к процессу фагоцитоза, а также палочкоядерные, являющиеся незрелыми.

Как правило, в организме людей палочкоядерных клеток немного, что считается нормальным, поскольку основную массу нейтрофилов в здоровом организме составляют именно сегментоядерные, что обеспечивает правильную защиту и готовность к борьбе с вредоносными элементами.

При наличии острых инфекций бактериального типа соотношение меняется , поскольку зрелые клеточки гибнут в борьбе и организм начинает вырабатывать новые.

Если общее число нейтрофилов (в том числе и палочкоядерных) увеличивается, можно сделать вывод о наличии бактериального процесса острого типа. Уменьшение общей численности этих клеток с повышением незрелых клеточек говорит о бактериальной инфекции массового характера.

Третьим важным диагностическим аспектом являются эозинофилы, которые уничтожают вредоносные микроорганизмы, являющиеся слишком крупными для обычных нейтрофилов.

Например, при ОРВИ резко , но при этом нейтрофилы и эозинофилы остаются в норме. При гриппе наблюдается повышение нейтрофилов, сопровождающееся снижением численности лимфоцитов, а эозинофилы остаются в норме. При наличии мононуклеоза инфекционного типа наблюдается резкое повышение уровня лимфоцитов на фоне нормального значения эозинофилов и нейтрофилов.

При наличии бактериальных инфекций в острой форме можно наблюдать повышение и лимфоцитов, и нейтрофилов , при этом присутствует очень большое число клеточек палочкоядерной категории или их предшественников, называемых миелоцитами, а также метамиелоцитами или миелобластами, наблюдающимися обычно только в крови больных людей.

Лимфоциты повышены и нейтрофилы понижены

Лейкоцитарная формула, а точнее, ее отклонения от норм, имеют в диагностике очень важное значение, поскольку в большинстве случаев именно в ней и происходят изменения при появлении недугов.

Как правило, при вирусных поражениях общий уровень лейкоцитов (абсолютный) сохраняется в нормальных значениях, хотя иногда может быть слегка увеличен, но при этом лимфоциты будут повышены, а уровень нейтрофилов, наоборот, будет понижен.

Наблюдается такое обычно при инфекциях бактериального или вирусного типа, но подобная реакция организма может возникнуть и при применении некоторых лекарственных средств, при воздействии радиации, а также при появлении опухолей. Как правило, такие изменения указывают на то, что организм пытается бороться с недугом самостоятельно.

Для детей состояние, когда имеется увеличение числа лимфоцитов при снижении нейтрофилов, является нормальным и абсолютно естественным, поэтому для детей существуют свои нормы этих значений.

Как правило, после перенесения заболеваний и наступления выздоровления организм постепенно восстанавливается, и состояние крови приходит в норму. Происходит это, конечно, не за один день. Часто весь процесс занимает несколько месяцев, но медицинской помощи в большинстве случаев не требуется.

Теперь вы знаете все про соотношение лимфоцитов и нейтрофилов, если показатели низкие и высокие.

Сегментоядерные нейтрофилы, называемые также нейтрофильные гранулоциты, относятся к одной из подгрупп лейкоцитов. Имея в своих гранулах антибиотические белки, нейтрофилы выполняют важную роль в процессе борьбы с бактериальными и грибковыми инфекциями.

Нейтрофилы относятся к наиболее многочисленной разновидности лейкоцитарных клеток. Их доля от общего числа составляет от 48-ми до 78-ми процентов. Основная задача нейтрофилов заключается в активной миграции в очаг воспаления, проникновении в поврежденные ткани и уничтожении находящихся там патогенных микроорганизмов.

Все нейтрофилы, циркулирующие в крови человека, принято классифицировать по степени их зрелости. В связи с этим, выделяют юные (в норме составляют до 0.5% от всех нейтрофилов в крови), палочкоядерные (от 1-го до 6-ти %) и сегментоядерные нейтрофилы (от 47-ми до 72-х %).

Сегментоядерные нейтрофилы – это зрелые нейтрофильные клетки, имеющие в цитоплазме сегментированное (состоящее из трех-пяти сегментов, объединенных тонкими перемычками) ядро и темно-фиолетовые гранулы. Диаметр сегментоядерного нейтрофила составляет приблизительно 15 мкм, то есть эти клетки в два раза больше эритроцитов.

В цитоплазме нейтрофильных клеток содержится два типа гранул:

специфические (мелкие и наиболее многочисленные, в них находятся вещества, обладающие бактериостатическим и бактерицидным действием – лизоцим и щелочная фосфатаза (ЩФ));
азурофильные (крупные, менее многочисленные, фиолетово-красные гранулы). За счет содержания лизосомальных ферментов и миелопероксидазы, эти гранулы относятся к первичным лизосомам – то есть обеспечивают специфическое «переваривание» поглощенных патогенов.

Помимо лизоцима и ЩФ, обеспечивающих разрушение мембран бактерий, в специфических гранулах сегментоядерных нейтрофилов содержится лактоферрин.

Это специфический белок, обеспечивающий связывание ионов Fe и способствующий активному склеиванию бактерий. Также, он обеспечивает регуляторную функцию, тормозя по принципу обратной связи, выработку нейтрофильных клеток костным мозгом.

После выхода из костного мозга в системный кровоток, сегментоядерные нейтрофилы находятся там около восьми часов, а затем перемещаются в ткани. Срок их жизни составляет от пяти до девяти дней. Основная функция зрелых нейтрофилов заключается в обеспечении активного фагоцитоза (процесса захватывания и переваривания чужеродных агентов).

Миграция сегментоядерных нейтрофилов в очаг воспаления обеспечивается выделением в кровь базофилами, макрофагами и лимфоцитами, так называемых хемотаксических факторов – химических веществ, «привлекающих» нейтрофилы. Активный фагоцитоз бактерий, продуктов их жизнедеятельности, погибших клеток и т.д. обеспечивается содержащимися в гранулах нейтрофилов специальными ферментами и высокоактивными свободными радикалами.

Справочно. Следует отметить, что палочкоядерные формы имеют аналогичную сегментоядерным нейтрофилам зернистость, однако, отличаются S или подковообразным ядром.

Когда необходимо проводить исследование

Палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилы оцениваются при проведении общего анализа крови с подсчетом лейкоцитарной

формулы. Изучение лейкограммы необходимо при диагностике инфекционных болезней (в том числе и для проведения дифференциальной диагностики этиологии возбудителя: вирусы или бактерии), заболеваний крови, патологий печени, злокачественных новообразований и т.д.

При трактовке анализа необходимо учитывать, является ли нейтрофилез:

относительным (то есть увеличивается доля нейтрофилов среди всех лейкоцитарных клеток);
абсолютным (увеличение уровня нейтрофилов сочетается с общим увеличением лейкоцитов).

Внимание. Также следует учитывать наличие сдвига в лейкограмме . Например, сдвиг влево (увеличение палочкоядерных форм) чаще всего свидетельствует об острых инфекциях, тогда как сдвиг вправо (повышены сегментоядерные нейтрофилы) характерен для мегалобластной анемии, заболеваний почек и печени и т.д.

Также, важно учитывать возрастные нормы.

Сегментоядерные нейтрофилы. Норма у взрослых и детей

Забор крови должен проводиться натощак, после небольшого отдыха. Накануне необходимо исключить курение, прием спиртных напитков, жирную и жареную пищу, эмоциональные и физические перегрузки. Значения нейтрофилов записывают в процентах.

У взрослых нормальные значения сегментоядерных нейтрофилов колеблются в пределах от сорока семи до семидесяти двух процентов.

У новорожденных норма сегментоядерных нейтрофилов составляет от 47-ми до семидесяти.

У малышей первых двух недель жизни – от тридцати до пятидесяти.

Сегментоядерные нейтрофилы, норма у детей с двух недель до года, колеблется в пределах от 16-ти до 45-ти.

С года до двух лет – от 28-ми до 48-ми.

С двух до пяти лет – от 28-ми до 48-ми.

С шести до семи лет – от 38-ми до 58-ми.

С восьми до девяти лет – от 41-го до шестидесяти.

С десяти до одиннадцати лет – от 43-х до шестидесяти.

С двенадцати до пятнадцати лет – от сорока пяти до шестидесяти.

С шестнадцати лет устанавливается взрослая норма сегментоядерных нейтрофилов – от пятидесяти до семидесяти процентов.

Сегментоядерные нейтрофилы повышены. Причины

Увеличение нейтрофилов (без сдвига влево) характерно для:

легких инфекций;
интоксикации;
приема нестероидных противовоспалительных ср-в;
лечения глюкокортикостероидами;
эклампсии;
уремии;
сахарного диабета;
первых суток после перенесенного инфаркта или инсульта;
некроза тканей;
ожогов;
обморожений;
поражений почек и печени;
воспаленных процессов (дерматитов, панкреатитов, тиреоидитов и т.д.);
системных заболеваний соединительной ткани;
состояния после вакцинации;
подагры;
кровотечений;
гемолиза.

Важно. В норме, увеличение сегментоядерных нейтрофилов может наблюдаться при беременности, после пребывания на жаре или в холоде, при физическом или психическом переутомлении, переедании.

У женщин умеренный нейтрофилез наблюдается во время менструаций.

Гранулоциты (зернистые лейкоциты).

Лейкоцитарная формула

Все лейкоциты способны к активному перемещению путем образования псевдоподий, при этом у них изменяются форма тела и ядра. Они способны проходить между клетками эндотелия сосудов и клетками эпителия, через базальные мембраны и перемещаться по основному веществу (матриксу) соединительной ткани. Скорость движения лейкоцитов зависит от следующих условий: температуры, химического состава, рН, консистенции среды и др. Направление движения лейкоцитов определяется хемотаксисом под влиянием химических раздражителей – продуктов распада тканей, бактерий и др. Лейкоциты выполняют защитные функции, обеспечивая фагоцитоз микробов (гранулоциты, макрофаги), инородных веществ, продуктов распада клеток (моноциты – макрофаги), участвуя в иммунных реакциях (лимфоциты, макрофаги).

К гранулоцитам относятся нейтрофильные, эозинофильные и базофильные лейкоциты. Они образуются в красном костном мозге, содержат специфическую зернистость в цитоплазме и сегментированные ядра.

Нейтрофильные гранулоциты (нейтрофильные лейкоциты, или нейтрофилы) – самая многочисленная группа лейкоцитов, составляющая у человека 2,0-5,5×10 9 /л крови (48-78 % от общего числа лейкоцитов). Их диаметр в мазке крови 10-12 мкм, а в капле свежей крови 7-9 мкм. В зрелом сегментоядерном нейтрофиле ядро содержит 3-5 сегментов, соединенных тонкими перемычками (рис. 4.9, 4.10, 4.11.).

Первые два вида – молодые клетки. Юные клетки в норме не превышают 0,5% или отсутствуют, они характеризуются бобовидным ядром. Палочкоядерные составляют 1-6%, имеют несегментированное ядро в форме буквы S, изогнутой палочки или подковы. Увеличение в крови количества юных и палочкоядерных форм нейтрофилов свидетельствует о наличии кровопотери или воспалительного процесса в организме, сопровождаемых усилением гемопоэза в костном мозге и выходом молодых форм. Цитоплазма нейтрофилов при окраске по Романовскому-Гимзе окрашивается слабооксифильно, в ней видна очень мелкая зернистость розово-фиолетового цвета (окрашивается кислыми и основными красками), поэтому называется нейтрофильной или гетерофильной. В поверхностном слое цитоплазмы зернистость и органеллы отсутствуют. Здесь расположены гранулы гликогена, актиновые филаменты и микротрубочки, обеспечивающие образование псевдоподий для движения клетки. Сокращение актиновых филаментов обеспечивает передвижение клетки по соединительной ткани.

Рис. 4.13. Нейтрофилы периферической крови человека (А, Б (х1200), С (х800);

(Д ) (х2400).

Ядро сегментировано, отдельные сегменты соединены между собой тонкими нитями. Б – нейтрофилособей женского рода с дополнительным образованием (D ) – половым хроматином или тельцем Barra. В цитоплазме определяются мелкие пылевиные гранулы розового цвета. Это первичные гранулы представляющие собой мизосомы. В них содержатся кислые лизосомальные гидролазы, а также миелопероксидза. Вторичные гранулы представляют собой специфическую зернистость. Они гораздо меньше первичных. Эти гранулы содержат биологические активные вещества, участвующие в развитии воспалительных реакций. Третичные гранулы содержат желатиназу (гидролизует коллаген). С – гистологическая реакция на щелочную фосфатазу. Красные гранулы в цитоплазме указывают на присутствие этого фермента. Вышедший из тока крови ткань нейтрофил превращается в микрофаг (Д ), способній перемещаться с помощью псевдоподий (Р ).

Во внутренней части цитоплазмы расположены органеллы (аппарат Гольджи, гранулярный эндоплазматический ретикулум, единичные митохондрии), видна зернистость. Число зерен в каждом нейтрофиле варьирует и составляет 50-200.

В нейтрофилах можно различить два типа гранул: специфические и азурофильные, окруженные одинарной мембраной (рис.4.14.).

Рис. 4.14. Электронная микрофотография нейтрофила, х10 000.

Ядро нейтрофила состоит из 5 сегментов. В них хроматин конденсирован – что является признаком низкой синтетический активности белка. В цитоплазме множество гранул. Первичные гранулы (Р ) – сферической формы электронно-плотные аналогичны лизосомам. Преобладают вторичные гранулы (S ), – более мелкие, разнообразной формы и электронной плотности.

Специфические гранулы, более светлые, мелкие и многочисленные, составляют
80-90 % всех гранул. Их размер около 0,2 мкм, они электронно-прозрачны, но могут содержать кристаллоид; содержат бактериостатические и бактерицидные вещества - лизоцим (муромидаза), а также белок лактоферрин, неферментные катионные белки, пероксидазу. Азурофильные гранулы более крупные (~ 0,4 мкм), окрашиваются в фиолетово-красный цвет; их количество составляет 10-20% всей популяции гранул. Они являются первичными лизосомами, имеют электронно-плотную сердцевину, содержат лизосомальные ферменты (кислая фосфатаза, бетта-глюкуронидаза и др.) и миелопероксидазу.

Основная функция нейтрофилов – фагоцитоз, цитотоксическое действие, выделение лизосомальных ферментов за пределы клетки. В процессе фагоцитоза бактерий сначала (в течение 0,5-1 мин) с образующейся фагосомой (захваченная бактерия) сливаются специфические гранулы, ферменты которой убивают бактерию, при этом образуется комплекс, состоящий из фагосомы и специфической гранулы. Позднее с этим комплексом сливается лизосома, гидролитические ферменты которой переваривают микроорганизмы. В очаге воспаления убитые бактерии и погибшие нейтрофилы образуют гной.

В популяции нейтрофилов здоровых людей в возрасте 18-45 лет фагоцитирующие клетки составляют 69-99%. Этот показатель называют фагоцитарной активностью. Фагоцитарный индекс – другой показатель, которым оценивается число частиц, поглощенных одной клеткой. Для нейтрофилов он равен 12-23. Продолжительность жизни нейтрофилов составляет 5-9 суток.

Еще со времен И.И. Мечникова фагоцитирующие клетки принято делить на
две категории: микрофаги и макрофаги. Микрофаги представлены в организме нейтрофильными гранулоцитами, а макрофаги имеют моноцитарное происхождение. Макрофаги крови - циркулирующие моноциты, попадая в различные ткани, могут утрачивать подвижность и дифференцироваться в тканевые макрофаги (купферовские клетки печени, альвеолярные макрофаги, мезангиальные клетки почек, гистиоциты соединительной ткани и костного мозга, клетки микроглии нервной ткани, синусовые макрофаги органов иммунной системы, перитонеальные макрофаги, гигантские и эпителиоид- ные клетки воспалительных очагов).
Между микрофагами и макрофагами существуют не только морфологические, но и функциональные различия.
Среди мембранных молекул микрофагов - нейтрофильных гранулоцитов, есть рецепторы к хемокинам, компонентам комплемента, внеклеточному матриксу, адгезивным молекулам других клеток. Все эти рецепторы обеспечивают миграционные качества микрофагов и их способность к хемотаксису. Благодаря этим рецепторам нейтрофилы могут совершать амебовидные движения, а также двигаться вдоль сосудистой стенки по направлению к источнику активирующего сигнала. Энергию для этих мобилизационных реакций вырабатывают митохондрии клетки в процессе дыхания, который у активированного микрофага носит характер «респираторного взрыва» и сопровождается образованием огромного количества активных кислородных радикалов.
При встрече с микроорганизмом, особенно в присутствии опсонинов (веществ, способствующих фагоцитозу), микрофаги присоединяют их к своей поверхности через элементы клеточной стенкиили через антитела и компоненты комплемента с последующим их поглощением. Процесс контакта с фагоцитируемым объектом или другими клетками, получение цитокиновых сигналов от ближайшего клеточного микроокружения, а также в форме гормонов и нейромедиаторов через соответствующий рецепторный аппарат приводят к активации нейтрофильных гранулоцитов и реализации их эффекторных функций.
Помимо фагоцитоза микрофаги довольно активно осуществляют внеклеточное уничтожение микроорганизмов как путем выделения во внеклеточную среду вновь образованных активных кислородных радикалов, так и в процессе дегрануляции. В последнем случае из гранул высвобождаются лактоферрин, лизоцим, катионные белки, протеиназы, катепсин G, дефенсины и др. Эти продукты вызывают повреждение клеточной стенки преимущественно у грамположительных микроорганизмов, разнообразные нарушения метаболических процессов у микробов. Активированные микрофаги не только сами участвуют в реакциях антимикробной защиты, но и способны вовлекать в этот процесс другие клетки через цитокины, которые они секретируют в ходе эффекторных реакций.
Ґ
Таким образом, основная биологическая роль микрофагов, представленных нейтрофильными гранулоцитами, заключается в элиминации чужеродных агентов из организма, в первую очередь микробов, путем внутриклеточного и, в большей степени, внеклеточного уничтожения, а также в регуляторном действии на клетки через продукцию цитокинов. Поскольку одним из опсонинов для микрофагов служат антитела, то ней- трофильные гранулоциты более активно

выполняют эти функции естественной иммунной защиты в организме.
Нейтрофилы обеспечивают основную защиту от пиогенных (гноеродных) бактерий и могут существовать в анаэробных условиях. Они остаются главным образом в крови, за исключением случаев их локализации в очагах острого воспаления. Нехватка нейтрофилов приводит к хроническим инфекциям.
Дисфункции нейтрофилов, такие как различные формы нейтропении , дефицит адгезии нейтрофилов или хронический гранулематоз , приводят к тяжелым формам подверженности больных бактериальным инфекциям, что подчеркивает ключевую роль нейтрофилов в обеспечении врожденной формы иммунитета. С другой стороны, гиперактивация нейтрофилов также обусловливает патологию. Такие аномалии, как повреждение при реперфузии , васкулит , синдром дыхательной недостаточности взрослых или гломерулонефрит , свидетельствуют о важном медицинском значении гиперактивации нейтрофилов.
Спектр рецепторно обусловленных реакций макрофагов значительно шире, они воспринимают большее количество сигналов, обеспечивающих хемотаксис и взаимодействие с клеточными стенками микроорганизмов. Отличительной особенностью макрофагов по сравнению с микрофагами служит активное участие в элиминации из организма апоптотиче- ских телец - «осколков» клеток, подвергнутых апоптозу, в связи с чем макрофаги характеризуются как «мусорщики».
Но, пожалуй, одно из ведущих функциональных свойств макрофагов - это их способность к презентации антигена с участием молекул гистосовместимости HLA-D (рис. 4). Эти молекулы макрофаг начинает особенно интенсивно синтезировать в ходе активации. В процессе транспорта к мембране везикул, содержащих эти молекулы, HLA-D образует комплекс с отдельными компонентами фагоцитированного патогена, подвергнутого деградации в фаголизосомах. В результате образуется комплекс, который выходит на поверхность клетки и фиксируется на мембране макрофага. HLA-D в составе этого комплекса специфически распознается клетками иммунной системы, в частности Т-лимфоцитами.
Таким образом, в состоянии функциональной активности макрофаги усиливают свои миграционные свойства и выполняют ряд эффекторных функций, ведущей среди которых остается фагоцитоз. Необходимо отметить, что в отличие от микрофага макрофаг осуществляет преимущественно внутриклеточное уничтожение патогенов; с этим процессом тесно связаны антигенпредставляю- щие свойства этих клеток. Преобладание внутриклеточного уничтожения позволяет макрофагам эффективно удалять из биологических сред организма отработавшие и деструктивно измененные клетки. Кроме того, макрофаг - мощнейший регулятор реакций естественной защиты благодаря способности к секреции провоспалительных цитокинов, эйкоза- ноидов и индукции воспаления. Он продуцирует антимикробные, противовирусные и противоопухолевые факторы, участвует в цитотоксических реакциях. Наконец, макрофаг в процессе презентации антигена инициирует иммунные реакции, обеспечивая им определенное ци- токиновое сопровождение.
Макрофаги не могут постоянно поддерживаться в активированном состоянии, т. к. они при этом потребляют много энергии и могут повреждать ткани ор-

Шероховатый
Митохондрии ретикулум Ядро Лизосомы
Опсонины
О О
«С*» С

Поглощение
патогена
Фагол изосома
Секреторные / везикулы с HLA-D
¥ Экспрессия комплексов \ молекул Остаточные патогена
тела + HLA-D
на мембране макрофага
Рис, 4. Особенности этапов фагоцитоза у макрофагов: презентация молекул патогенов

ют со сложной системой внутриклеточной передачи сигналов, что приводит к деактивации макрофагов. При этом снижается переработка захваченных антигенов, экспрессия антигенов гистосовместимости МНС II класса, презентация антигенов, продукция цитокинов, страдают и защитные функции макрофагов. У людей, инфицированных плазмодиями или трипаносомами, было описано появление супрессивных макрофагов, секретирующих цитокин, который ингибировал секрецию интерлейкина-2 (ИЛ-2) и экспрессию его рецептора на Т-лимфоцитах. Такие дефектные макрофаги могут подавлять Т- лимфоциты через клеточные контакты, вовлекающие поверхностные регуляторные молекулы . Описан редкий приобретенный дефект макрофагов под названием «малакоплакия», при котором воспалительные гранулемы образуются в разных тканях, чаще в эпителии мочеполового тракта. В составе таких гранулем обнаруживаются крупные монону- клеары с минерализованными агрегатами бактерий в фагосомах (тельца Михаэли- са-Гутмана) и дефектом деградации захваченных бактерий .
В последние годы большое значение уделяется нарушениям экспрессии молекул HLA-D на поверхности макрофагов, которые служат маркером таких угрожающих жизни состояний, как септический шок, печеночная недостаточность, острый панкреатит и др. .
Что касается взаимодействия макрофагов и антибиотиков, то заслуживает внимания тот факт, что регуляция секреции провоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ-1/1, ИЛ-6, ИЛ-8) и антимикробных факторов часто осуществляется через те же рецепторы, через которые к фагоцитирующим клеткам присоединяются микроорганизмы. К этой категории относятся, в частности, То11-подоб- ные рецепторы (TLR), распознающие молекулярные структуры, свойственные только микроорганизмам. Интересно, что через TLR к поверхности фагоцитов могут присоединяться и такие продукты микроорганизмов, как антибиотики , а вследствие этого присоединения изменяется функциональная активность фагоцитирующих клеток.
Помимо непосредственного действия на фагоциты антибиотики вызывают и опосредованные эффекты (рис. 5).
Взаимодействуя с микроорганизмами, антибиотики могут выполнять функции опсонинов и способствовать поглощению микробов фагоцитами . Кроме того, убивая микроорганизмы, антибиотики обусловливают высвобождение из микробных клеток антигенов, токсинов, ферментов, митогенов, продуктов протеолиза, которые, в свою очередь, взаимодействуют с клетками иммунной системы и оказывают на них разнообразные как стимулирующие, так и ингибирующие воздействия . Даже если антибиотик обладает статическим влиянием на микроорганизмы, меняется биология микробных клеток и возникает новая система их поведения во внутренних средах макроорганизма. В этой системе модуляции происходят сложные взаимодействия между клетками иммунной системы. Так, например, известны факты стимуляции антибиотиками лимфоцитов и одновременного подавления их функций при посредстве макрофагов .

Рецензент

Доктор медицинских наук

Профессор В.Р.Вебер

Архипов Г.С., Е.И.Архипова

Основы иммунологии: Учебное пособие/НовГУ им.Ярослава Мудрого. – Великий Новгород, 2009. – 47 с.

В пособии изложены структура и функции иммунной системы, закономерности иммунологической реакции при взаимодействии с антигеном, о также некоторые вопросы иммунопатологического состояния.

Предназначено для студентов 1-6 курсов медицинских факультетов, а также для врачей лечебно-профилактических учреждений.

Издание 3-е, дополненное

ББК 28.073 (075)

Университет, 2009

Иммунная система организма безусловно необходима для его выживания: без нее смерть от любой инфекции была бы практически неизбежна. Но даже безотносительно к своей жизненной важности иммунная система вызывает восхищение как пример изобретательности Природы.

Сосуму Тонегава

Здоровая, нормально работающая иммунная система сама решает, как и чем лечить болезнь прицельно точно. Если мы научимся управлять иммунной системой, эта универсальная фармацевтическая фабрика произведет лекарство, необходимое организму в данный момент, там где нужно и сколько нужно…… Новая революция в медицине действительно на пороге.

Р. В. Петров, академик АН и АМН России

ВВЕДЕНИЕ

Иммунитет – это совокупность биологических явлений (процессов и механизмов), направленных на сохранение постоянства внутренней среды (гомеостаза) и защиту организма от инфекционных и других генетически чужеродных для него агентов.

Иммунологическая защита осуществляется с помощью ряда различных механизмов, которые можно разделить на две большие группы:

1. Неспецифические механизмы иммунитета, наиболее филогенетически древние, которые направлены против любого чужеродного агента.

3. Регуляторные механизмы иммунного ответа, обусловленное большим количеством цитокинов, медиаторов, гормонов и других биологически активных веществ.

ФАКТОРЫ И МЕХАНИЗМЫ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ ПРОТИВОИНФЕКЦИОННОИ ЗАЩИТЫ

КОЖА И СЛИЗИСТЫЕ ОБОЛОЧКИ

Простейший способ избежать инфицирования - это предотвратить проникновение возбудителя в организм. Главной линией “обороны” служит кожа, которая, оставаясь неповрежденной, непроницаема для большинства инфекционных агентов. Кроме того, вырабатываемые потовыми и сальными железами молочная и жирные кислоты обладают бактерицидным действием, поэтому различные микроорганизмы, не входящие в число постоянных обитателей кожных покровов, быстро исчезают с ее поверхности.

Слизь, выделяемая стенками внутренних органов, действует как защитный барьер, препятствующий прикреплению бактерий к эпителиальным клеткам. За счет движения ресничек эпителия микробы вместе со слизью удаляются из организма. Аналогичным вымывающим действием обладают слезы, моча и слюна. Во многих секретах содержатся бактерицидные компоненты, такие как кис/юта в желудочном соке, спермин и цинк в сперме, лактопероксидаза в молоке, лизоцим в слезах, носовых выделениях и слюне.

ЛИЗОЦИМ

Лизоцим является одним из наиболее древних факторов противомикробной защиты. Он расщепляет мураминовую кислоту в составе оболочки чувствительных грамположительных микроорганизмов и в отдельных случаях может даже вызвать бактериолиз. Он синтезируется гранулоцитами, моноцитами и тканевыми макрофагами, может накапливаться в секреторных гранулах и лизосомах фагоцитов. При лизисе грамотрицательных бактерий лизоцим действует совместно с системой комплемента. В связи с этим он является важным фактором сывороточной бактерицидности, одновременно он присутствует также во всех жидкостях организма. Определение уровня его концентрации дает возможность оценить активность фагоцитарной системы. Снижение лизоцима наблюдается и при обострении хронических воспалительных заболеваний

НОРМАЛЬНАЯ МИКРОФЛОРА

Нормальная микрофлора способствует созреванию иммунной системы и поддержанию ее в состоянии высокой функциональной активности, что показано при исследовании гнотобионтов – организмов, развивающихся в стерильных условиях. Выступая в качестве антагонистов, представители нормальной микрофлоры препятствуют адгезии, внедрению и размножению патогенных микроорганизмов. В то же время представители нормальной микрофлоры могут вызывать заболевания в случаях проникновения в большом количестве из одних биотопов в другие и при иммунодефицитах (дисбактериозы).

ФАГОЦИТИРУЮЩИЕ КЛЕТКИ ОРГАНИЗМА

Учение о фагоцитарной системе создано еще И. И. Мечниковым (1896). Под фагоцитозом понимают активное поглощение клетками твердого материала. У одноклеточных этот процесс служил в основном для питания. У многих многоклеточных организмов, включая человека, фагоцитоз служит, прежде всего, фундаментальным механизмом противоинфекционной защиты. Фагоциты представляют собой клетки с особо выраженной способностью поглощать микроорганизмы и другие внедрившиеся в организм чужеродные вещества. Морфологически и функционально различают моноцитарные (макрофаги) и гранулоцитарные (микрофаги) компоненты фагоцитарной системы. Макрофаги и микрофаги имеют общее миелоидное происхождение от полипотентной стволовой клетки костного мозга. Для микрофагов характерно большое количество гранул в цитоплазме. По особенностям окрашивания различают базофильные, эозинофильные и нейтрофильные гранулоциты (лейкоциты). Наиболее многочисленны среди лейкоцитов полиморфно-ядерные нейтрофилы. Ежедневно из костного мозга в кровь выходит 10 названных лейкоцитов, а при острых инфекциях это количество может возрастать в 10 – 70 раз, при этом в крови появляются и не зрелые формы (сдвиг формулы крови влево). Активность нейтрофилов тесно связана с гранулами, содержимое которых представлено ферментами и другими биологически активными веществами: бактерицидные ферменты, нейтральные протеиназы, кислотные гидролазы и прочие вещества (лактоферрин, витамин В 12 -связывающий белок). С помощью этих вышеназванных ферментов и белков микрофаги осуществляют свою фагоцитирующую функцию.

Макрофаги различных тканей организма (соединительной, печени, легких и др.) вместе с моноцитами крови и их костномозговыми предшественниками (промоноциты и монобласты) объединены в особую систему мононуклеарных фагоцитов (СМФ). Концентрация моноцитов в крови относительно невелика по сравнению с гранулоцитами (1–6% и 60 – 70% соответственно), однако продолжительность жизни значительно выше. В крови моноциты циркулируют до трех суток, а затем мигрируют в прилегающие ткани, где их количество в десятки раз больше, чем в крови. Здесь происходит окончательное созревание моноцитов либо в мобильные гистиоциты (тканевые макрофаги), либо в высокодифференцированные тканеспецифические макрофаги (альвеолярные макрофаги легких, купферовские клетки печени).

Рис.1. Мононуклеарная фагоцитарная система (первоначально включающая эндотелиальные и полиморфнондерные клетки под названием “ретикуло-эндотелиальная система”, или РЭС), Предшественники промоноцитов в костном мозге развиваются в циркулирующие моноциты крови, которые со временем распределяются по всему организму в виде зрелых макрофагов (МФ), как показано на рисунке. Другие основные фагоцитирующие клетки – полиморфноядерные нейтрофилы - главным образом остаются в крови, за исключением случаев их локализации в очагах острого воспаления

Морфологическая гетерогенность клеток соответствует функциональному разнообразию мононуклеарной системы. В отличие от полиморфноядерных нейтрофилов, которые обеспечивают основную защиту от пиогенных (гноеродных) бактерий, функция макрофагов в основном связана борьбой с теми бактериями, вирусами и простейшими, которые способны существовать внутри клеток хозяина. У клеток Лангерганса кожи, дендритных клеток селезенки имеется способность перерабатывать и представлять антиген клеткам иммунной системы. В этот момент он может быть узнан соответствующими Т-лимфоцитами. Макрофаги синтезируют и секретируют во внеклеточную среду большое количество различных белков и ферментов: нейтральные протеазы, кислые гидролазы, эндогенный пироген, факторы комплемента, интерлейкин и др.

Макрофаги способны к передвижению, поглощению объектов фагоцитоза посредством опсонинов и мембранных рецепторов, обезвреживанию его в лизосомах с помощью ферментов.

Все фагоцитирующие клетки характеризуются общностью основных функций, сходством структур и метаболических процессов. Различают четыре последовательно протекающие стадии фагоцитоза:

1. Хемотаксис целенаправленное передвижение фагоцитов в направлении градиента хемоаттрактантов благодаря наличию на мембране фагоцита специфических рецепторов. В качестве хемоаттрактантов могут выступать бактериальные компоненты, продукты некроза тканей организма, активированные фракции системы комплемента - С5а, СЗа, лимфокины.

2. Адгезия - прикрепление фагоцита к мишени, может быть опосредован и не опосредован рецепторами.

3. Эндоцитоз - захватывание, которое может происходить без участия рецепторов, например, при поглощении частичек угля и при участии рецепторов, как в случае поглощения многих бактерий, грибов рода Candida и др. Маннозофруктозные рецепторы фагоцитов узнают при этом углеводные компоненты поверхностных структур микроорганизмов. Наиболее эффективным является фагоцитоз, опосредованный рецепторами для Fc-фрагмента иммуноглобулинов (см. ниже) и для фракции СЗ-комплемента. Эндоцитоз идет по принципу застежки “молния”.

4. Внутриклеточное переваривание происходит в фаголизосомах в результате слияния с первичными лизосомами. Уничтожение микроорганизма происходит в результате “окислительного взрыва” - выброса биологически активных продуктов восстановления кислорода, таких как перекись водорода, супероксидант молекулярного кислорода и гидроксильных радикалов, а также за счет кислороднезависимых механизмов, связанных с высвобождением лизоцима и гидролитических ферментов.

Многие вирулентные бактерии часто не погибают и могут длительное время персистировать внутри фагоцитов. Некоторые (токсоплазмы, микобактерии туберкулеза) могут препятствовать слиянию фагосом с лизосомами; другие (гонококки, стафилококки, стрептококки гр. А) обладают устойчивостью к действию лизосомных ферментов; третьи после эндоцитоза покидают фагосому и избегают действия ферментов (риккетсии). В этих случаях фагоцитоз остается незавершенным.

Макрофаги при поглощении антигена вырабатывают монокины - вещества, оказывающие регулирующее действие на пролиферацию, дифференциацию и функции фагоцитов, лимфоцитов, фибробластов и других клеток, например, интерлейкин-1, который стимулирует Т-лимфоциты и одновременно оказывает пирогенный эффект. Одновременно макрофаги секретируют лизоцим, компоненты комплемента, интерфероны, кислородные радикалы, благодаря которым могут убивать бактерии без фагоцитоза, а также оказывать цитотоксическое действие на раковые и аллотрансплантированные клетки.

Общая функция фагоцитов заключается в представлении на своей наружной мембране фрагментов (антигенных эпитопов) захваченных микроорганизмов. В таком виде возбудители специфически распознаются Т-лимфоцитами.