Макрофаги: гістогенез, функціональні характеристики, основні медіатори. Макрофагально-моноцитарна система Основні етапи розвитку, фенотипічні характеристики, властивості апк


Макрофаги(від др.-грец. μακρός - великий, і φάγος - пожирач (синоніми: гістіоцит-макрофаг, гістофагоцит, макрофагоцит, мегалофаг-пожирач)), полібласти, клітини мезенхімальної природи в тваринному організмі, здатні до активного захоплення загиблих клітин та інших чужорідних чи токсичних для організму частинок. Термін "макрофаги" введений Мечниковим.

До макрофаг відносятьмоноцити крові, гістіоцити сполучної тканини, ендотеліальні клітини капілярів кровотворних органів, купферівські клітини печінки, клітини стінки альвеол легені (легеневі макрофаги) та стінки очеревини (перитонеальні макрофаги).

Встановлено, що у ссавців попередники макрофагів утворюються у кістковому мозку. Активні фагоцитарні властивості мають також клітини ретикулярної тканини кровотворних органів, що поєднуються з макрофагами в ретикуло-ендотеліальну (макрофагічну) систему, що виконує в організмі захисну функцію.

Морфологія

Основний тип клітин системи мононуклеарних фагоцитів. Це великі (10 - 24 мкм) довгоживучі клітини з добре розвиненим лізосомальним та мембранним апаратом. На їх поверхні є рецептори до Fc-фрагменту IgGl і IgG3, C3b-фрагменту С, рецепторам В-і Т-лімфоцитів, комплементу, іншим інтерлейкінам та гістаміну.

Тканинні макрофаги

Фактично моноцит стає макрофагом, коли залишає судинне русло і проникає у тканини.

Залежно від типу тканини виділяють такі види макрофагів.

· Гістіоцити – макрофаги сполучної тканини; компонент ретикуло-ендотеліальної системи

· Купферівські клітини – інакше ендотеліальні зірчасті клітини печінки.

· Альвеолярні макрофаги – інакше, пилові клітини; розташовані у альвеолах.

· Епітеліоїдні клітини – складові гранульоми.

· Остеокласти - багатоядерні клітини, що беруть участь у резорбції кісткової тканини.

· Мікроглія - ​​клітини центральної нервової системи, що руйнують нейрони та поглинаючі інфекційні агенти.

· Макрофаги селезінки

Ідентифікація макрофагів

макрофаги містять численні цитоплазматичні ферменти та можуть бути ідентифіковані в тканинах гістохімічними методами, які виявляють ці ферменти. Деякі ферменти, типу мурамідази (лізоциму) та хімотрипсину, можуть виявлятися методом мічених антитіл (імуногістохімія), при якому використовуються антитіла проти білків ферменту. Такі моноклональні антитіла проти різних антигенів CD широко використовуються для ідентифікації макрофагів.



Функції макрофагів

функції макрофагів включають фагоцитоз, «обробку» антигенів і взаємодію з цитокінами.

Фагоцитоз

· Неімунний фагоцитоз: макрофаги здатні фагоцитувати чужорідні частинки, мікроорганізми та залишки пошкоджених клітин безпосередньо, без виклику імунної відповіді. Однак фагоцитоз мікроорганізмів та їх знищення значно полегшуються за наявності специфічних імуноглобулінів, комплементу та лімфокінів, які виробляються імунологічно активованими T-лімфоцитами.

· Імунний фагоцитоз: макрофаги мають поверхневі рецептори для C3b та Fc-фрагменту імуноглобулінів. Будь-які частинки, покриті імуноглобуліном або комплементом (опсонізовані), фагоцитуються значно легше, ніж голі частки.

· "Обробка" антигенів: макрофаги "обробляють" антигени і представляють їх B-і T-лімфоцитів у необхідній формі; Ця клітинна взаємодія включає одночасне розпізнавання лімфоцитами MHC молекул та «оброблених антигенів», що знаходяться на поверхні макрофагів.

· Взаємодія з цитокінами: макрофаги взаємодіють з цитокінами, виробленими T-лімфоцитами для захисту організму проти певних ушкоджуючих агентів. Типовий результат такої взаємодії – формування гранульом. Макрофаги також виробляють цитокіни, включаючи інтерлейкін-l, b-інтерферон та фактори росту T- та B-клітин. Різні взаємодії лімфоцитів та макрофагів у тканинах проявляються морфологічно при хронічному запаленні.

Роль макрофагів не обмежується секрецією ІЛ-1. У цих клітинах синтезується ще ряд біологічно активних речовин, кожна з яких робить свій внесок у запалення. До них відносяться: естерази, протеази та антипротеази; лізосомальні гідролази – колагеназа, аластаза, лізоцим, α-макроглобулін; монокіни - ІЛ-1, колонієстимулюючий фактор, фактор, що стимулює зростання фібробластів; антиінфекційні агенти – інтерферон, трансферин, транскобаламін; компоненти комплементу: С1, З2, СЗ, С4, С5, С6; Деривати арахідонової кислоти: простагландин Е2, тромбоксан А2, лейкотрієни.

Доброго дня, дорогі читачі!
Минулого разу я розповіла вам про дуже важливу групу клітин крові – справжніх бійців передової лінії імунного захисту. Але вони не єдині учасники операцій із захоплення та знищення «ворожих агентів» у нашому організмі. Вони мають помічники. І сьогодні я хочу продовжити свою розповідь та вивчити функції лейкоцитів - агранулоцитів. До цієї групи належать і лімфоцити, у цитоплазмі яких відсутня зернистість.
Моноцитє найбільшим представником лейкоцитів. Діаметр його клітини становить 10 – 15 мкм, цитоплазма заповнена великим ядром як квасолі. У крові їх небагато, лише 2 – 6 %. Але в кістковому мозку вони утворюються у великій кількості та дозрівають у тих же мікроколоніях, що й нейтрофіли. Але при виході в кров їхні шляхи розходяться. Нейтрофіли подорожують судинами і завжди знаходяться в готовності №1. А моноцити швидко розселяються по органах і там перетворюються на макрофаги. Половина їх йде в печінку, інші ж розселяються в селезінку, кишечник, легені тощо.

Макрофаги– це осілі, остаточно дозрілі. Як і нейтрофіли, вони здатні до фагоцитозу, але, крім того, мають свою сферу впливу та інші конкретні завдання. Під мікроскопом макрофаг – дуже помітна клітина з значними розмірами до 40 – 50 мкм у діаметрі. Це справжня пересувна фабрика із синтезу спеціальних білків для потреб і для сусідніх клітин. Виявляється, макрофаг на добу може синтезувати та виділяти до 80! різних хімічних сполук. Ви запитаєте, які активні речовини виділяють макрофаги? Це залежить від того, де живуть макрофаги та які функції виконують.

Функції лейкоцитів:

Почнемо з кісткового мозку. Існує два види макрофагів, що беруть участь у процесі оновлення кісткової тканини – остеокласти та остеобласти. Остеокласти постійно циркулюють по кістковій тканині, відшукують старі клітини і знищують їх, залишаючи у себе вільний простір майбутнього кісткового мозку, а остеобласти формують нову тканину. Цю роботу макрофаги виконують, синтезуючи та виділяючи спеціальні стимулюючі білки, ферменти та гормони. Наприклад, для руйнування кістки вони синтезують колагеназу та фосфатазу, а для вирощування еритроцитів – еритропоетин.
Є ще клітини – «годувальниці» та клітини – «санітари», які забезпечують швидке розмноження та нормальне дозрівання клітин крові в кістковому мозку. Гемопоез у кістках йде острівцями – у середині такої колонії розташовується макрофаг, а навколо тісняться червоні клітини різного віку. Виконуючи функцію матері, що годує, макрофаг забезпечує зростаючі клітини харчуванням - амінокислотами, вуглеводами, жирними кислотами.

Особливу роль грають у печінці. Там вони називаються купферовими клітинами. Активно працюючи в печінці, макрофаги поглинають різні шкідливі речовини та частки, що надходять із кишечника. Разом з клітинами печінки вони беруть участь у обробці жирних кислот, холестерину та ліпідів. Таким чином, вони несподівано виявляються причетними до формування холестеринових бляшок на стінках судин та виникнення атеросклерозу.

Поки що не зовсім ясно, з чого починається атеросклеротичний процес. Можливо, тут спрацьовує помилкова реакція на «свої» ліпопротеїди в крові, і макрофаги, як пильні імунні клітини, приступають до їхнього захоплення. Виходить, що ненажерливість макрофагів має як позитивні, і негативні боку. Захоплення та руйнування мікробів – це, звичайно, добре. А ось надмірне поглинання макрофагами жирових речовин - погано і, ймовірно, веде до патології, небезпечної для здоров'я та життя людини.

Але розділяти, що добре, що погано макрофагам важко, тому наше завдання полегшити долю макрофагів і самим піклується про своє здоров'я та здоров'я печінки: стежити за харчуванням, скорочувати вживання продуктів, що містять велику кількість жирів та холестерину і двічі на рік проводити від шлаків та токсинів.

Тепер поговоримо про макрофаги, працюючих у легенях.

Вдихається повітря і кров у легеневих судинах розділені найтоншим кордоном. Ви розумієте, наскільки важливо за цих умов забезпечити стерильність повітряних шляхів! Правильно, тут цю функцію виконують також макрофаги, що блукають по сполучній тканині легень.
Вони завжди наповнені залишками загиблих легеневих клітин та мікробів, що вдихаються з навколишнього повітря. Макрофаги легень розмножуються відразу у зоні своєї діяльності, та його число різко зростає при хронічних захворюваннях дихальних шляхів.

До уваги курців! Пилові частинки та смолисті речовини тютюнового диму сильно дратують верхні дихальні шляхи, що ушкоджують слизові клітини бронхів та альвеол. Легеневі макрофаги, звичайно, захоплюють і знешкоджують ці шкідливі хімічні продукти. У курців різко збільшується активність, кількість і навіть розміри макрофагів. Але через 15 – 20 років межа їхньої надійності виснажується. Ніжні клітинні бар'єри, що розділяють повітря та кров, порушуються, інфекція проривається в глибину легеневої тканини та починається запалення. Макрофаги вже не в змозі повноцінно працювати як мікробні фільтри і поступаються своїм місцем гранулоцитам. Так, багаторічне куріння призводить до хронічних бронхітів та зменшення дихальної поверхні легень. Занадто активні макрофаги роз'їдають еластичні волокна легеневої тканини, що веде до утруднення дихання та гіпоксії.

Найсумніше, що працюючи на зношування, макрофаги перестають виконувати дуже важливі функції – це здатність боротися зі злоякісними клітинами. Тому хронічний гепатит загрожує розвитком пухлин печінки, а хронічна пневмонія – раком легень.

Макрофагиселезінки.

У селезінці макрофаги виконують функцію вбивць, знищуючи старіючі еритроцити. На оболонках еритроцитів оголюються зрадницькі білки, які є сигналом ліквідації. До речі, знищення старих еритроцитів відбувається і в печінці, і в самому кістковому мозку – усюди, де є макрофаги. У селезінці цей процес найбільш наочний.

Таким чином, макрофаги є великими трудівниками та найголовнішими санітарами нашого організму, виконуючи при цьому відразу кілька ключових ролей:

  1. участь у фагоцитозі,
  2. збереження та переробка важливих поживних речовин для потреб організму,
  3. виділення кількох десятків білків та інших біологічно активних речовин, що регулює зростання клітин крові та інших тканин.

Ну ось, ми знаємо функції лейкоцитів - моноцитів та макрофагів. А на лімфоцити знову не лишилося часу. Про них, найменших захисників нашого організму, ми поговоримо наступного разу.
А поки давайте оздоровлюватись і зміцнювати імунітет, слухаючи зцілюючу музику Моцарта - Симфонія серця:


Бажаю вам міцного здоров'я та благополуччя!

В даний час сформовано уявлення про основні клітинні елементи імунної системи. Поряд із її головними структурними одиницями (Т-, В-лімфоцитами, МК) велике значення мають допоміжні клітини. Ці клітини відрізняються від лімфоцитів як за морфологічними, так і функціональними властивостями. За класифікацією ВООЗ (1972), ці клітини об'єднані в мононуклеарну фагоцитарну систему. До неї входять клітини кістковомозкового походження, що мають рухливість (хемотаксис), здатні активно фагоцитувати і прилипати до скла. Рухливість, фагоцитоз, адгезія.

Мон/мф утворюють МФС, що включає циркулюючі моноцити та макрофаги, що локалізуються в різних тканинах. Морфологія: компактне ядро ​​округлої форми (на відміну гранулоцитарних фагоцитів, мають поліморфноядерну структуру). Клітини містять ряд ферментів типу кислі: гідролаз, пероксидази та ін, що знаходяться в лізосомах, з якими пов'язана функція внутрішньоклітинного руйнування фагоцитарних мікроорганізмів. За розмірами вони більші за лф (у діаметрі - 10-18 мкм). Людина моноцити становлять 5-10% серед лейкоцитів периферичної крові.

Фагоцити представлені:

    макрофаги (циркулюючі моноцити крові та макрофаги тканин) – монононуклеарні

    мікрофаги (нейтрофіли, базофілі, еозинофіли) - поліморфноядерні фагоцити

Основними біологічними функціями макрофагів є: фагоцитоз (поглинання та перетравлення чужорідних корпускулярних частинок); секреція біологічно активних речовин; презентація (подача, подання) антигенного матеріалу Т- та В-лімфоцтам; а також участь в індукції запалення, у цитотоксичному протипухлинному імунітеті, у процесах регенерації та інволюції, у міжклітинних взаємодіях, у гуморальному та клітинному імунітеті.

Клітини системи

Тканина

Промоноцити

Кістковий мозок

Моноцити

Периферична кров

Макрофаги, що мають фагоцитарну активність

тканинні макрофаги:

Сполучна тканина- гістіоцити

Печінка- Купферівські клітини

Легке- Альвеолярні марофаги (рухливі)

Макрофаги лімфовузлів:вільні та

фіксовані у тканинах

Серозні порожнини(плевральні, перитонеальні)

Кісткова тканина– остеокласти

Нервова тканина– мікроглія

Макрофаги з кісткового мозку надходять у кров – моноцити, які залишаються в циркуляції близько доби, а потім мігрують у тканини, утворюючи тканинні макрофаги. Фагоцитарна здатність тканинних макрофагів пов'язана з функцією даного органу або тканини. Так, альвеолярні макрофаги активно фагоцитують, свободу розташовуючись у порожнині альвеол; лізотеліальні клітини – фагоцитують лише при подразненні серозних порожнин, клітини РЕМ тимусу фагоцитують лише лімфоцити, остеокласти – лише елементи кісткової тканини тощо. До МФС належать багатоядерні гігантські клітини, що утворюються внаслідок злиття мононуклеарних фагоцитів. Ці клітини зазвичай виявляють у вогнищах запалення. Подібно до фагоцитів вони можуть фагоцитувати еритроцити, поглинати і вбивати мікроорганізми, продукувати в результаті дихального вибуху 02-, експресувати мембранну la-молекулу, виробляти гідролітичні ферменти. Рівень багатоядерних гігантських клітин змінюється при різних патологічних станах, зокрема у хворих на СНІД, кількість їх значно зростає в ЦНС.

Процес трансформації моноцитів у макрофаги супроводжується морфологічними, біохімічними та функціональними змінами. Вони збільшуються у розмірах, ускладнюється організація внутрішньоклітинних органел; збільшується кількість лізосомальних ферментів. Як і нейтрофіли, макрофаги не повертаються в циркуляцію, а елімінуються через слизові оболонки кишок, верхні дихальні шляхи.

Онтогенез мононуклеарних фагоцитів

ФРМ (ф-р зростання макрофагів)

ФІМ (ф-р, що індукує міграцію макрофагів) - в кров

ЛХФ(лейкоцитарний хемотаксичний ф-р)-мігрують у тканину

Макрофаги – це клітини системи мононуклеарних фагоцитів, які здатні захоплювати та перетравлювати чужорідні частки чи залишки клітин в організмі. Вони мають овальне ядро, велику кількість цитоплазми, діаметр макрофагу становить від 15 до 80 мкм.

У систему мононуклеарних фагоцитів крім макрофагів входять попередники – монобласти, промоноцити. Макрофаги мають схожі функції з нейтрофілами, проте вони задіяні в деяких імунних та запальних реакціях, у яких нейтрофіли участі не беруть.

Моноцити утворюються в кістковому мозку у вигляді промоноцитів, потім потрапляють у кров, з крові шляхом діапедезу, протискування моноцитів у щілини між ендотеліальними клітинами судин, вони потрапляють у тканини. Там вони стають макрофагами, найбільше їх накопичується в селезінці, легенях, печінці, кістковому мозку, де виконують специфічні функції.

У мононуклеарних фагоцитів є дві основні функції, які виконуються двома типами клітин:

- Професійними макрофагами, які усувають корпускулярні антигени;

- Антигенпрезентуючими клітинами, які беруть участь у поглинанні, процесингу та поданні антигену T-клітин.

До макрофаг відносяться гістіоцити сполучної тканини, моноцити крові, кулферівські клітини печінки, клітини стінок альвеол легені та стінок очеревини, ендотеліальні клітини.капілярівкровотворних органів; гістіоцити сполучної тканини.

Макрофаги мають ряд функціональних ознак:

- Здатність прилипати до скла;

- здатність поглинати рідину;

- Можливість поглинати тверді частинки.

Макрофаги мають здатність до хемотаксису – це можливість рухатися у напрямку джерела запалення завдяки різниці вмісту речовин у клітинах і поза ними. Макрофаги здатні виробляти компоненти комплементу, які відіграють важливу роль в утворенні імунних комплексів, виділяти лізоцим, що забезпечує бактеріальну дію, виробляти інтерферон, який пригнічує розмноження вірусів, фібронектин, що має ключове значення в процесі адгезії. Макрофаги продукують піроген, який впливає на центр терморегуляції, що сприяє підвищенню температури, необхідної для боротьби з інфекцією. Ще одна з важливих функцій макрофагу – «подання» чужорідних антигенів. Поглинений антиген розщеплюється в лізосомах, його фрагменти, вийшовши з клітини та взаємодіючи на її поверхні змолекулою HLA‑DR‑подібного білка утворюють комплекс, що виділяє інтерлейкін I, який надходить до лімфоцитів, що забезпечує згодом імунну відповідь.

Крім перерахованих, макрофаги мають ще низку важливих функцій, наприклад, продукування тканинного тромбопластину, який допомагає при згортанні крові.

ам, підтримуючи здійснення імунної відповіді (рис. 6).

  • Виконують секреторну функцію, що полягає в синтезі та виділенні ферментів (кислі гідролази та нейтральні протеїнази), компонентів комплементу, інгібіторів ферментів, компонентів міжклітинного матриксу, біологічно активних ліпідів (простагландинів і лейкотрієнів), ендогенних пірогенів, 6, ФНП-α та ін.).
  • Надають цитотоксичний вплив на клітини-мішені за умови фіксації на них антитез відповідної стимуляції з боку Т-лімфоцитів (так звані реакції антитілозалежної клітинно-опосередкованої цитотоксичності).
  • Змінюють метаболізм при запаленні.
  • Беруть участь в асептичному запаленні та руйнуванні сторонніх частинок.
  • Забезпечують процес загоєння ран.
  • Основною властивістю макрофагу (рис. 4) є здатність до фагоцитозу - селективного ендоцитозу і подальшої деструкції об'єктів, що містять молекули патогенов'язаних шаблонів або приєднані опсоніни (рис. 5, 6).

    Рецептори макрофагів

    Для виявлення таких об'єктів макрофаги містять на своїй поверхні рецептори шаблонного розпізнавання (зокрема, маннозв'язуючий рецептор і рецептор до бактеріальних ліпополісахаридів), а також рецептори до опсонінів (наприклад, до C3b і Fc-фрагментів антитіл).

    Макрофаги на своїй поверхні експресують рецептори, що забезпечують процеси адгезії (наприклад, CDllc і CDllb), сприйняття регуляторних впливів та участь у міжклітинній взаємодії. Так, є рецептори до різних цитокінів, гормонів, біологічно активних речовин.

    Бактеріоліз

    Презентація антигену

    Поки відбувається руйнування захопленого об'єкта, на мембрані макрофага суттєво зростає кількість рецепторів шаблонного розпізнавання та рецепторів до опсонінів, що дозволяє продовжувати здійснення фагоцитозу, а також підвищується експресія молекул головного комплексу гістосумісності II класу, що залучаються до процесів презентації (рекомендації). антигену імунокомпетентним клітинам. Паралельно макрофаг виробляє синтез доімунних цитокінів (в першу чергу ІЛ-1β, ІЛ-6 та фактора некрозу пухлини α), що залучають до роботи інші фагоцити та активують імунокомпетентні клітини, готуючи їх до подальшого розпізнавання антигену. Залишки патогену видаляються з макрофагу шляхом екзоцитозу, а імуногенні пептиди в комплексі з НLA II надходять на поверхню клітини для активації Т-хелперів, тобто. підтримки імунної відповіді.

    Добре відома важлива роль макрофагів в асептичному запаленні, яке розвивається в осередках неінфекційного некрозу (зокрема, ішемічного). Завдяки експресії рецепторів до сміття (scavenger receptor) ці клітини ефективно фагоцитують і знешкоджують елементи тканинного детриту.

    Також саме макрофаги захоплюють і переробляють сторонні частки (наприклад, пил, частинки металу), з різних причин попали в організм. Складність фагоцитозу таких об'єктів полягає в тому, що вони абсолютно позбавлені молекулярних шаблонів і не фіксують опсоніни. Щоб вийти з цієї складної ситуації, макрофаг починає синтезувати компоненти міжклітинного матриксу (фібронектин, протеоглікани та ін), якими обволікає частинку, тобто. штучно створює такі її поверхневі структури, які легко розпізнаються. Матеріал із сайту

    Встановлено, що за рахунок діяльності макрофагів відбувається перебудова метаболізму при запаленні. Так, ФНП-α активує ліпопротеїнліпазу, що мобілізує ліпіди з депо, що при тривалому перебігу запалення призводить до схуднення. За рахунок синтезу доімунних ци-токін макрофаги здатні пригнічувати синтез цілого ряду продуктів в печінці (так, ФНП-α пригнічує синтез гепатоцитами альбумінів) і підвищувати утворення острофазових білків (в першу чергу за рахунок ІЛ-6), що відносяться переважно до глобулінової фракції. Подібна перепрофілізація гепатоцитів поряд із збільшенням синтезу