Полиморфноядерные нейтрофилы обеспечивают основную защиту от. Нейтрофилы

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.

Эозинофилы

Базофилы

Лимфоциты

Моноциты

Содержимое специфических гранул

Коллагеназа [Ути-па, фосфолипаза А2, лактоферрин, лизо-цим, фагоцитин, щелочная фосфата-за, миелоперокси-даза

Арилсульфатаза, гистаминаза, 0-глюкуронидаза, кислая фосфотаза, фосфолипаза, главный щелочной белок, эозино-фильный катион-ный белок, нейро-токсин,рибонуклеаза, катепсин, пероксидаза

Гистамин, гепарин, факторы хемотаксиса эозинофилов и нейтрофилов, пероксидаза

Отсутствует

Поверхностные маркеры

Рс-рецептор, рецепторы к фактору активации тромбоцитов, к лейкотриену В4, лейкоцитарные молекулы клеточной адгезии-1

рецептор, рецептор эозино-фильного хемотак-сического фактора

Рецептор

Т-лимфоциты: Т-клеточный рецептор, молекулы СО, рецепторы Ил;

В-лимфоциты: поверхностные иммуноглобулины

Антигены ГКГ-1І класса, рецепторы Рс- и С,

Окончание табл. 19

Признаки	Граиулоциты			Агранулоцити
		Эозинофилы	Базофилы	Лимфоциты	Моноциты
Срок жизни	Несколько суток	Несколько суток	Несколько суток	От нескольких месяцев до нескольких лет	Несколько суток в крови, несколько месяцев - в соединительной ткани
	Обеспечение неспецифической защиты - фагоцитоз и разрушение бактерий, регуляция деятельности других клеток, участвующих в защитных реакциях посредством выделяемых цито-кинов		Участие в неспецифической защите, выделение медиаторов воспаления и хемотаксических факторов для других лейкоцитов, регуляция проницаемости стенки кровеносных сосудов	Обеспечение специфической защиты. Т-лимфоииты:	Дифференцировка в макрофаги, обеспечение неспецифической защиты, выведение отживающих тканевых структур, секреция цитокинов, регулирующих воспалительные реакции и кроветворение
				клеточно-опосредованная иммунная реакция. Секреция ци-токинов. В-лим(Ьоииты: гу-
				морально-опосредованная иммунная реакция. Секреция антител

гом - гранулоциты, моноциты или селезенкой и лимфатическими узлами - лимфоциты) и местами потребления в тканях. В отличие от эритроцитов, число которых в крови у здорового животного постоянно, численность лейкоцитов может колебаться в зависимости от времени суток и функционального состояния организма. Гемограмма - подсчет форменных элементов крови в процентном соотношении. Гемограмма позволяет опосредованно сделать заключение о состоянии системы лейко-поэза и оценить процессы потребления в тканях.

Таблица 20

Лейкоцитарные формулы здоровых животных - собак, кошек, лошадей

Лейкоцитозом называется увеличение количества лейкоцитов, превышающее верхние границы нормы. Уменьшение количества лейкоцитов ниже границ нормы - называется лейкопенией.

При ручном подсчете числа лейкоцитов коэффициент вариации составляет 6,5% при нормальном уровне и при повышенном уровне лейкоцитов и 15% - при лейкопении. Коэффициент вариации при автоматическом определении лейкоцитов 1-3%.

Гранулоциты (нейтрофильные, эозинофильные, базо-фильные) - это дифференцированные, специализированные клетки. Они содержат в цитоплазме гранулы, имеют дольчатое ядро, способны к фагоцитозу, но фагоцитируют, выйдя из кровотока в окружающие сосуд ткани. Разрушаясь, они выделяют ферменты и биологически активные вешества, оказывающие влияние на окружающие ткани и проницаемость капилляров. Их жизненный цикл складывается из развития и созревания в красном костном мозге, циркуляции в крови, участия в антибактериальной защите, гибели на поверхности слизистых оболочек с последующей утилизацией.

Неитрофилы

Большинство лейкоцитов составляют неитрофилы (нейтрофильные гранулоциты) (рис. 38).

1 - миел облает

2 - промиелоцит

3 - нейтрофильный миелоцит

4 - нейтрофильный метамиелоцит

5 - палочкоядерный нейтрофил

6 - сегментоядерный нейтрофил

Они находятся в крови 6-12 часов, а при воспалении - 3 часа. Затем они мигрируют в слизистые оболочки. Нейтрофилы способны получать энергию путем анаэробного гликолиза и поэтому могут существовать даже в тканях, бедных кислородом (воспаленных, отечных или плохо кровоснабжаемых). Нейтрофилы фагоцитируют бактерии и продукты распада тканей и разрушают их своими лизосомаль-ными ферментами. Нейтрофилы - это самые важные функциональные элементы неспецифической защитной системы крови.

Нейтрофильные гранулоциты (нейтрофилы) - самые многочисленные из циркулирующих в крови лейкоцитов и составляют 47-72% лейкоцитов. В крови они находятся 8-12 часов. Нейтрофилы имеют 12-15 мкм в диаметре.

По степени зрелости различают: юные (0-0,5%), па-лочкоядерные (1-6%) и сегментоядерные нейтрофилы (60-65%).

Ядро юного нейтрофила бобовидной формы (рис. 39, 40), палочкоядерного (нейтрофильного метамиелоци-та) - подковообразное (рис. 37, 38). Ядро сегментоядер-ного нейтрофила состоит из 2-5 сегментов. Считается, что степень сегментации служит показателем его зрелости. Хотя при созревании нейтрофилов происходит увеличение количества сегментов ядра, эта закономерность не абсолютна. При некоторых патологических состояниях могут появляться молодые нейтрофилы с пятью или более сегментами ядра.

В ядре плотные массы гетерохроматина прилежат к ядерной мембране, эухроматина мало, ядрышек нет. Нейтрофилы, имеющие более пяти сегментов, называются гиперсегментированными (рис. 51, 52). Один из

сегментов ядра имеет придаток в виде барабанной палочки - половой хроматин: неактивная конденсированная X хромосома (рис. 51). Половой хроматин наблюдается не во всех нейтрофилах: так у самок он встречается в 1 нейтрофиле из 30-50, а у самцов - в 1 из 500-750.

Цитоплазма зрелых нейтрофилов содержит малое количество органелл: единичные митохондрии, слабо выраженный комплекс Гольджи, многочисленные гранулы {см. ниже) и множество зерен гликогена. Включения гликогена в цитоплазме нейтрофила - энергетический запас нейтрофила. Энергию для обменных процессов нейтрофил получает путем аэробного гликолиза. Анаэробное окисление глюкозы в энергетическом балансе нейтрофила менее важно, ввиду незначительного количества у него митохондрий. Благодаря способности нейтрофилов жить в анаэробных условиях, они могут умерщвлять бактерии в местах с пониженным содержанием кислорода (например, в просвете пищеварительной трубки).

Количество гранул в цитоплазме нейтрофила колеблется от 50 до 200.

Первый тип гранул - азурофильные, = 0,5 мкм в диаметре - составляет 10-30% от общего количества. Они появляются на ранней стадии созревания нейтрофилов (на стадии промиелоцита), поэтому их называют первичными, или промиелоци-тарными. Они содержат миелопероксидазу, разнообразные гидролитические ферменты, ка-тионные белки, лизоцим и кислые гликозаминогли-каны (табл. 19).

Первый тип гранул составляет большинство из них (67-90%), представлен специфическими гранулами: мелкие (0,1-0,3 мкм в диаметре). Поскольку в процессе созревания нейтрофилов они появляются довольно поздно, на стадии миелоцита, их еще иногда называют вторичными, или миелоцитарными. В мазках специфические гранулы, окрашивающиеся в лиловый цвет; при этом они слабо различимы в мазках, ввиду того что их размеры находятся на пределе разрешающей способности светового микроскопа. Они содержат щелочную фосфатазу, бактерицидные ферменты (лизоцим, лактоферрин), витамин В12, связывающий белок и коллагеназу (табл. 19).

Основная функция нейтрофилов - защита внутренней среды макроорганизма от бактериального вторжения и контроль количества и качества сапрофитной микрофлоры пищеварительного тракта и других органов.

В зависимости от локализации нейтрофилов, выделяют следующие группы:

1) костномозговая - нейтрофилы, находящиеся в красном костном мозге. Она состоит из делящихся, созревающих (митотическая подгруппа - 2,6 х 106/кг), и созревших (резервная подгруппа - 8,6 х 106/кг) клеток;

2) циркулирующая - нейтрофилы, циркулирующие в крови (0,3 х Ю6/кг);

3) маргинальная - нейтрофилы, прикрепленные к эндотелию кровеносного русла (0,4 х 106/кг);

4) тканевая - нейтрофилы, в силу тех либо иных причин вышедшие в ткани; в условиях естественного бактериального окружения объем этой группы незначителен (« 5% от циркулирующей группы);

5) люминальная - группа нейтрофилов в просвете пищеварительного тракта, где ими контролируется количе-

ство сапрофитной микрофлоры, заканчивается жизненный цикл нейтрофилов и где они реутилизируются. Ее объем сопоставим с объемом нейтрофилов, образующихся в красном костном мозге.

Цитолемма нейтрофила, кроме Н1_А-антигенов, Рс-рецепторов к антителам и С3-рецепторов к С3 компоненту комплемента, имеет рецепторы к ад-ренэргическим и холинэргическим агентам, гиста-мину, простагландинам, кортикостероидам и др. Через Рс-рецептор антитела к микробам фиксируются на цитолемме, связываясь, в свою очередь с микробами. Через С3-рецептор осуществляется связывание с микробами, покрытыми белками комплемента.

При фагоцитозе нейтрофил окружает бактерию псевдоподиями, которые, смыкаясь, заключают ее в фагосому. После этого с фагосомой сливаются специфические (вторичные) гранулы, приносящие в нее бактерицидные вещества, и начинается умерщвление поглощенных бактерий. Параллельно с этим, посредством протонных насосов на мембране фаго-лизосомы, рН в ней понижается до 4,0 -уровня, благоприятного для максимальной активности лизо-сомальных ферментов. Затем, под влиянием сывороточных факторов, с фаголизосомой сливаются азурофильные (первичные) гранулы, опорожняя свои ферменты в закисленную среду фаголизосомы, вследствие чего происходит переваривание ранее умерщвленных бактерий.

Лизоцим разрушает полисахаридные оболочки грамм-положительных бактерий, вызывает их гибель. Лактоферрин связывает железо, играющее важную роль в питании бактерий. Его недостаток также приводит к смерти бактерий. Кислая среда фаголизосом мо-

жет самостоятельно вызывать смерть некоторых микроорганизмов. Соединение этих механизмов умерщвляет большинство микроорганизмов, которые затем перевариваются лизосомальными ферментами.

Во время фагоцитоза у нейтрофила изменяется обмен. Возникает резкое увеличение потребления кислорода, так называемый «респираторный взрыв», приводящий к образованию супероксидных анионов и перекиси водорода (Н202). Супероксид (02~) - ко-роткоживущий, высокореактивный радикал, который умерщвляет микроорганизмы. Вместе с миелопе-роксидазой и ионами галида (СГ, I") они формируют мощную систему умерщвления бактерий. Образуются и другие сильные окислители (например, гипохло-рид), которые, инактивируя белки микроорганизмов, препятствуют их выживанию в фаголизосомах. Эти вещества эффективны против бактерий, грибов, вирусов и клеток млекопитающего.

Совокупность этих механизмов с последующим перевариванием обеспечивает невозможность выживания большинства поглощенных бактерий.

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 .

Нейтрофильные сегментоядерные лейкоциты (нейтрофильные грануло- циты, или нейтрофилы) - преобладающая популяция белых клеток крови. Развитие нейтрофилов контролируется цитокинами, из которых главную роль играет G-CSF, а вспомогательную - GM-CSF, IL-3 и IL-6. Повышение содержания нейтрофилов в условиях воспаления регулируется цитокинами IL-17 и IL-23. IL-23 индуцирует образование IL-17, а он стимулирует выработку G-CSF.
В крови человека содержится 2,0-7,5х109/л нейтрофилов, что составляет 50-70% от общего числа лейкоцитов крови; также в крови присутствует некоторое количество (0,04-0,3х109/л, т.е. 1-6%) палочкоядерных форм нейтрофилов, не завершивших созревание. Ядро таких клеток не сегментировано, хотя и имеет уплотненную структуру хроматина. В кровотоке присутствует только 1-2% общего числа зрелых нейтрофилов в организме (остальные представлены в тканях, преимущественно в костном мозгу). Срок их пребывания в циркуляции составляет 7-10 ч.
После кратковременной циркуляции нейтрофилы покидают кровоток и мигрируют в ткани. Примерно 30% нейтрофилов, выходящих из кровотока, мигрируют в печень и костный мозг; около 20% - в легкие (точнее в их микроциркуляторное русло); около 15% - в селезенку. Основными хемо- таксическими факторами для нейтрофилов служат лейкотриен В4 и IL-8, в небольших количествах вырабатываемые в тканях. Миграция происходит с участием молекул адгезии (Р2-интегрины, Р- и Е-селектины), а также фермента эластазы, секретируемого самими нейтрофилами. Через 3-5 сут пребывания в тканях нейтрофилы подвергаются спонтанному апоптозу, т.е. запрограммированной гибели (см. раздел 3.4.1.5), и их фагоцитируют резидентные макрофаги, что предотвращает нанесение ущерба окружающим клеткам. В настоящее время допускается возможность превращения небольшой фракции тканевых нейтрофилов в долгоживущую форму и даже их дифференцировки в макрофаги. В целом функция тканевых нейтрофилов остается невыясненной.
Диаметр нейтрофилов составляет 9-12 мкм. Им свойственна уникальная морфология: ядро сегментированное (обычно состоит из 3 сегментов) с плотно упакованным хроматином (гетерохроматином); цитоплазма содержит нейтральные (по данным окрашивания) гранулы, что и определяет название этих клеток. Особенности хроматиновой структуры ядра (недоступность промоторных участков для дифференцировочных факторов) значительно ограничивает экспрессию генов и синтез макромолекул нейтрофилами de novo. Тем не менее, вопреки ранее существовавшим представлениям, нейтрофилы сохраняют способность к биосинтезу, хотя и в ограниченном масштабе.
Поскольку нейтрофилы имеют характерную морфологию, потребность в определении их мембранного фенотипа возникает только при специальном цитометрическом анализе (табл. 2.1). Для нейтрофилов характерна экспрессия на поверхности клетки ряда молекул: CD13 (аминопептидаза N, рецептор для ряда вирусов), CD14 - рецептора для липополисахарида (ЛПС) (представлен в меньших количествах, чем на моноцитах), в2-интегринов (LFA-1, Mac-1 и p155/95); Fc-рецепторов , рецепторов для компонентов комплемента (CR1, CR3 и CR4), рецепторов для хемотаксических факторов (C3aR, С5аR, рецептор для лейкотриена B4). Под влиянием ряда цитокинов (прежде всего GM-CSF) нейтрофилы экспрессируют молекулы MHC класса II (MHC-II); молекулы МНС-I экспрессируются на них конститутивно. Наиболее важные молекулы, определяющие развитие, миграцию и активацию нейтрофилов, - рецепторы для G-CSF (основного фактора, регулирующего их развитие), а также для IL-17 и IL-23, основного хемотаксического фактора - IL-8 (CXCR1, CXCR2) и хемокина, определяющего связь нейтрофилов с тканями - SDF-1 (CXCR4).
Таблица 2.1. Мембранные молекулы нейтрофилов, эозинофилов и моноцитов

Окончание табл. 2.1

Группа молекул	Нейтрофилы	Эозинофилы	Моноциты
Лектиновые рецепторы	Дектин-1		DC-SIGN, дектин-1
Fc-рецепторы	FcyRII, FcyRIII, FcaR; при активации - FcyRI	FcyRII, FcyRIII, FceRI, FceRII, FcaR; при активации - FcyRI	FcyRI, FcyRII, FcyRIII; при активации - FcaR
Рецепторы комплемента	CR1, CR3; C3aR, C5aR, C5L2	CR1; C3aR	CR1, CR3, CR4; C3aR, C5aR
Цитокиновые рецепторы	Для G-CSF, GM- CSF, IL-3, IL-17	Для GM-CSF, IL-3, IL-4, IL-5, IL-13	Для M-CSF, GM- CSF, IFNy, IFNa/p, IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-6, IL-10, IL-15, IL-21, TNFa и т.д.
Хемокиновые рецепторы	CXCR1, CXCR2, CXCR3, CXCR4	CCR1, CCR2, CCR3, CCR5	CCR1, CCR2, CCR3, CCR5, CX3CR1
Интегрины	P2 - LFA-a, Mac-1, aDP2; рецептор - ICAM-2	Pj - VLA-4; P2 aD?2	Р1 - VLA-1, VLA-2, VLA-4, VLA-5, VLA-6; p2 - LFA-1, Mac-1, p150, p45, aDP2; рецепторы - ICAM-2, ICAM-3
Молекулы главного комплекса гистосовместимости (MHC)		MHC-I; при активации - MHC-II	MHC-I, MHC-II (при активации усиливается)
Костимулирую- щие молекулы		При активации - CD154	CD86 (слабо); при активации - CD80, CD86
Другие молекулы	CD14, CD13	CD9	CD14, CD13

Наибольшее своеобразие свойственно гранулам нейтрофилов (табл. 2.2), представляющим разновидность лизосом. Различают 4 разновидности гранул этих клеток: азурофильные (первичные), специфические (вторичные), желатиназные (третичные) и секреторные везикулы. Специфические гранулы содержат ферменты, проявляющие свою активность при нейтральных и слабощелочных значениях рН: лактоферрин, щелочную фосфатазу, лизоцим, а также белок BPI, связывающий витамин В12. Маркерами этой разновидности гранул служат лактоферрин и мембранная молекула CD66. В специфических гранулах содержится большое количество фермента NADPН-оксидазы, катализирующего «кислородный взрыв» и образование активных форм кислорода - главных факторов бактерицидности фагоцитов. Азурофильные гранулы содержат широкий набор гидролаз и других ферментов, активных при кислых значениях рН: миелопероксидазу, а-фукозидазу, 5’-нуклеотидазу, р-галактозидазу, арилсульфатазу, а-ман- нозидазу, N-ацетилглюкозаминидазу, p-глюкуронидазу, кислую глицеро- фосфатазу, лизоцим (мурамилидазу), нейтральные протеазы (серпроциди- ны) - катепсин G, эластазу, коллагеназу, азурацидин, а также дефензины, кателицидины, лактоферрин, гранулофизин, кислые глюкозаминоглика- ны и другие вещества. Маркерами азурофильных гранул служат фермент миелопероксидаза и мембранная молекула CD63. Желатиназные (третичные) гранулы в соответствии с названием содержат желатиназу. Наконец, четвертый тип гранул - секреторные везикулы - содержат щелочную фосфатазу.
Таблица 2.2. Свойства гранул клеток врожденного иммунитета

Тип клеток	Разновидность гранул	Состав гранул	Функциональное назначение содержимого
Нейтрофилы	Специфические (вторичные)	NAGPH-оксидаза, лак- тоферрин, щелочная фосфатаза, лизоцим и т.д.	Быстрая фаза бактериолиза
	Азурофильные (первичные)	Миелопероксидаза, кислые гидролазы, лизоцим, дефензины, нейтральные протеазы (серпроцидины) и т.д.	Медленная фаза бактериолиза
	Желатиназные (третичные)	Желатиназа	Обеспечение миграции
	Секреторные везикулы	Щелочная фосфатаза	Взаимодействие с микроокружением
Эозинофилы	Специфические (крупные, вторичные)	Главный основный белок, катионный белок, пероксидаза, нейротоксин, коллаге- наза, миелопероксидаза, цитокины: GM-CSF, TNFa, IL-2, IL-4, IL-6	Внеклеточный цитолиз
	Мелкие	Арилсульфатаза В, кислая фосфатаза, пероксидаза	Бактерицидность
	Первичные	Лизофосфолипаза (в кристаллах Шарко -Лейдена)	Липидный метаболизм
	Липидные тельца	Арахидоновая кислота, липоксигеназа, циклоксигеназа	Выработка эйкозано- идов
Тучные клетки	Базофильные	Гистамин, протеазы, пептидогликаны, гли- козаминогликаны, протеин Шарко-Лейдена, пероксидаза	Предобразованные факторы немедленной аллергии

Окончание табл. 2.2

При стимуляции нейтрофилов в первую очередь происходит высвобождение содержимого секреторных пузырьков. Преодолевать базальные мембраны нейтрофилам позволяет секрет желатиназных гранул. Специфические, а затем азурофильные гранулы сливаются с фагосомами в процессе фагоцитоза (через 30 с и 1-3 мин после поглощения частицы соответственно). Комплекс бактерицидных факторов, присутствующих в гранулах, обеспечивает разрушение многих микроорганизмов (см. раздел 2.3.5). Наиболее эффективно содержимое гранул повреждает стрептококки, стафилококки и грибы (включая кандиды). Содержимое гранул, особенно азурофильных, может секретироваться в результате дегрануляции. После дегрануляции восстановления гранул не происходит.
Наряду с моноцитами/макрофагами нейтрофилы рассматривают как основные фагоцитирующие клетки (см. 2.3.4). При этом нейтрофилы мигрируют из крови в очаг воспаления значительно быстрее моноцитов (табл. 2.3). Скорость мобилизации нейтрофилов дополняется их способностью развивать метаболические процессы («кислородный взрыв») в течение секунд. Все это делает нейтрофилы оптимально приспособленными для осуществления ранних этапов иммунной защиты в рамках острой воспалительной реакции.
Таблица 2.3. Функциональные различия нейтрофилов и моноцитов/макрофагов

Свойство	Нейтрофилы	Моноциты/макрофаги
Сроки жизни	Короткий (3-5 сут)	Длительный (недели, месяцы)
Темп мобилизации и активации	Быстрый (минуты)	Более медленный (часы)
Длительность активации	Короткая (минуты)	Длительная (часы)
Способность к пиноцитозу	Умеренная	Высокая
Способность к фагоцитозу	Очень высокая	Высокая
Регенерация мембраны	Отсутствует	Происходит
Реутилизация фагосом	Невозможна	Возможна
Нелизосомная секреция	Отсутствует	Имеется
Fc-рецепторы	FcyII, FcyIII; при	FcyI (спонтанно), FcyII,
	активации - FcyI	FcyIII

Полиморфноядерные нейтрофилы обеспечивают основную защиту от. Нейтрофилы

Читайте также по теме

Когда необходимо проводить исследование

Сегментоядерные нейтрофилы. Норма у взрослых и детей

Сегментоядерные нейтрофилы повышены. Причины