Клетки, которые участвуют в процессе фагоцитоза: моноциты, нейтрофилы, макрофаги, лейкоциты, дентриты, тучные клетки, тромбоциты

Что такое фагоцитоз?

Фагоцитоз — это процесс, при котором клетка связывается с необходимой частицей на поверхности, а затем обволакивает и погружает ее в внутрь. Процесс фагоцитоза часто происходит, когда клетка пытается уничтожить что-то, например вирус или инфицированную клетку, и часто используется клетками иммунной системы.

Фагоцитоз не произойдет, если клетка не находится в физическом контакте с частицей, которую она хочет поглотить. Рецепторы клеточной поверхности, используемые для фагоцитоза, зависят от типа клетки. Это самые распространенные из них:

• Рецепторы опсонинов: используются для связывания бактерий или других частиц, которые были покрыты иммуноглобулиновыми G (или IgG) антителами иммунной системой. Иммунная система покрывает потенциальные угрозы в антителах, чтобы другие клетки знали, что их нужно уничтожить. Также, иммунная система может использовать группу сложных белков для маркировки бактерий, называемых системой комплемента. Система комплемента — еще один способ иммунной системы уничтожать патогены и угрозы для организма.
• Рецепторы мусорщики: связываются с молекулами, которые продуцируются бактериями. Большинство бактерий и клеток производят матрицу протеинов, окружающих себя (называемую «внеклеточным матриксом»). Матрикс является идеальным способом для иммунной системы идентифицировать чужеродные виды в организме, поскольку клетки человека не продуцируют одну и ту же белковую матрицу.
• Толл-подобные рецепторы: рецепторы, названные в честь аналогичного рецептора у плодовых мух, кодируемых геном Toll, которые связываются с определенными молекулами, продуцируемыми бактериями. Толл-подобные рецепторы являются ключевой частью врожденной иммунной системы, так как будучи связанными с бактериальным возбудителем, они распознают специфические бактерии и активируют иммунный ответ. Существует множество различных типов Толл-подобных рецепторов, продуцируемых организмом, все из которых связывают разные молекулы.
• Антитела: некоторые иммунные клетки образуют антитела, связывающие с конкретными антигенами. Это процесс, сходный тому, как подобные рецепторы распознают и идентифицируют, какой тип бактерий заражает хозяина. Антигены — это молекулы, действующие как патогенная «визитная карточка», потому что они помогают иммунной системе понять с какой угрозой она имеет дело.

Этапы фагоцитоза:

Хемотаксис

Вредоносный объект проникает в организм, и он недолго остается там незамеченным. Этот объект, будь то бактерия, инородное тело или что-то еще, выделяет особые вещества (хемоаттрактанты) и прямо контактирует с кровью или тканями. Все это ставит организм в известность о присутствии внутри него агрессора. 

Возникает каскад биохимических реакций. На первой стадии фагоцитоза тучные клетки выбрасывают в кровь специальные соединения, вызывающие реакцию воспаления. Начало воспалительного процесса «пробуждает» от состояния покоя макрофаги и другие клетки-фагоциты. Нейтрофилы, уловив присутствие хемоаттрактантов, быстро выходят из крови в ткани и спешат мигрировать к воспалительному очагу. 

Сложно это описать, а еще сложнее себе это представить, но проникновение патогена в организм ведет к запуску настоящего эффекта домино, включающего сотни (!) различных физиологических явлений, проходящих на клеточном и субклеточном уровнях. Состояние иммунной системы на этом этапе фагоцитоза можно сравнить с состоянием потревоженного пчелиного улья, когда его многочисленные обитатели готовятся атаковать обидчика. 

Адгезия 

Последовательность фагоцитоза продолжается второй стадией – реакцией адгезии. Подошедшие к нужному месту фагоциты протягивают к патогену свои отростки, вступают с ним в контакт и распознают его. Они не спешат сразу нападать и вначале предпочитают убедиться, не ошибаются ли они на счет «чужака». Распознание вредоносного агента происходит при помощи особых рецепторов на поверхности мембран фагоцитов. 

Активация  мембраны

На третьей стадии фагоцитоза в клетках-защитниках происходят невидимые реакции, которые подготавливают их к захвату и уничтожению патогена.  

Погружение

Мембрана фагоцита – это текучая, пластичная субстанция, которая может менять форму. Что она и делает, когда клетка сталкивается с вредоносным объектом. На фото видно, что фагоцит протягивает к чужеродной частице свои «щупальца». Потом он постепенно растекается вокруг нее, наползает на нее и полностью ее захватывает.

Образование фагосомы

Когда фагоцит охватывает частицу со всех сторон, его мембрана замыкается снаружи, а внутри клетки остается закрытый пузырек с атакованным объектом внутри. Таким образом, клетка как будто проглатывает частицу. Этот пузырек носит название фагосомы. 

Формирование фаголизосомы (слияние)

Пока проходили другие этапы фагоцитоза, внутри фагоцита готовилось к использованию его оружие – органеллы-лизосомы, содержащие «пищеварительные» ферменты клетки. Как только бактерия или другой вредный объект оказался пленен клеткой-защитником, к ней приближаются лизосомы. Их мембраны сливаются с оболочкой, обволакивающей частицу, и их содержимое изливается внутрь этого «мешка».

Киллинг

Это самый драматичный момент во всем механизме фагоцитоза. Захваченный объект переваривается и расщепляется фагоцитом.  

Удаление продуктов расщепления

Все, что осталось от убитой бактерии или другой переваренной частицы, удаляется из клетки. Бывшая фаголизосома, представляющая собой мешочек с продуктами деградации, подходит к наружной мембране фагоцита и сливается с ней. Так из клетки удаляются остатки поглощенного объекта. Последовательность фагоцитоза завершается. 

От чего зависит успешность фагоцитоза?

Увы, не всегда весь описанный процесс проходит как по маслу. В некоторых случаях патоген оказывается сильнее фагоцитарного звена иммунитета, он перебарывает защиту, и человек заболевает. Еще Мечников замечал, что  если на личинок и червей подействовать слишком большим количеством грибковых клеток,  то зараженные организмы погибают.

 Другая возможная причина неудачи – незавершенный фагоцитоз. Некоторые (часто очень опасные и заразные) возбудители защищены от переваривания фагоцитами. В результате они просто проникают внутрь них, живут там и развиваются, недоступные для других факторов защиты иммунитета. Ведь «нормальная» иммунная система не будет атаковать собственные же клетки, она не знает, что внутри них – опасный возбудитель… 

Чтобы избежать «неудачного» фагоцитоза и обеспечить наилучшую иммунную защиту, рекомендуется принимать препарат Трансфер Фактор. Его информационные молекулы передают клеткам иммунитета сведения о том, как вести себя с самыми разными патогенами и как от них избавляться. В результате работа иммунитета налаживается, а это повышает его устойчивость к еще не возникшим болезням и эффективность излечения от уже развившихся. 

Защита от опухолей, инородных тел

Стоит нам занозить палец, и в месте, где в тело проник инородный фрагмент, развивается воспаление. Если заноза не удаляется, участок вокруг нее нагнаивается, и она выталкивается наружу вместе с гноем. Гной – это многочисленные фагоциты, которые бросились на защиту нашего здоровья, отгородили источник грязи и заразы от здоровых тканей, а потом и вовсе удалили его за пределы организма. 

Другой пример. Ученые утверждают, что каждую минуту в нашем организме происходит сбой, в результате которого некоторые клетки начинают делиться неправильно и превращаются в раковые. Фагоциты в крови человека и его тканях распознают эти клетки и безжалостно их уничтожают, не позволяя случиться катастрофе. 

Клетки-лимфоциты уничтожают раковую клетку

Таким образом, фагоциты защищают нас не только от микробов, но и от многих других угроз.

Осуществление апоптоза:

В организме каждого человека приблизительно 1014 клеток. Они непрерывно делятся,  а следовательно, увеличиваются в числе. Если речь идет о ребенке, то их деление ведет к увеличению размеров органов и тела в целом. А что же со взрослыми? Ведь клетки не перестают обновляться, а рост и развитие организма у нас уже в основном прекращаются… Куда деваются «старые», «лишние» клетки?

Ответ очевиден: они погибают, отжив свой срок. Клетки слизистой рта живут всего день, эритроциты – порядка 3 месяцев, клетки костей – около 9 лет, но все они в конечном итоге умирают и заменяются новыми.  Это порождает новый вопрос: а что с ними случается после их гибели, куда они деваются? Их уничтожают макрофаги. Они принимают самое деятельное участие в процессе естественной гибели клеток (апоптоза). Когда клетка прекращает жизнедеятельность, она выбрасывает особые вещества, которые привлекают к ней фагоциты. Те буквально за несколько минут ее «пожирают», освобождая место для развития и созревания новых, молодых клеточек.

Защита от других заболеваний:

Фагоциты в крови человека и за пределами кровеносного русла способны защитить организм от проблем, которые никак не связаны с инфекциями, опухолями и другими обычными «сферами профессионального интереса» фагоцитов. 

Например, макрофаги пытаются замедлить процесс атеросклероза – отложения холестерина в стенках сосудов. Когда молекулы холестерина проникают под внутреннюю выстилку артерий, там их «поджидают» макрофаги, которые поглощают частички жира. В результате образуются крупные, прозрачные, так называемые пенистые клетки. К сожалению, макрофаги не способны «переварить» все «съеденные» ими липиды, так что бляшки все равно растут с большей или меньшей скоростью. 

                                                      В основе атеросклеротической бляшки – макрофаги, заполненные холестерином

Влияние на работу иммунитета в целом:

Фагоциты в крови человека способны стимулировать работу друг друга, а также функцию других клеток иммунитета. Выделяемые ими биологически активные вещества могут оказывать влияние и на костный мозг, который является местом образования многих клеток иммунной системы. 

Участие в восстановлении тканей:

Функции фагоцитов заключаются не только в разрушении, но и в процессах восстановления. Например, некоторые из них способствуют образованию фибробластов – рубцовых клеток, которые «латают дыры»: формируют рубцы на месте серьезных повреждений. Притом речь идет не только о такой ерунде, как ссадины кожи, но и о более серьезных случаях: рубцевании язвы желудка или заживлении миокарда после случившегося инфаркта. Таким образом, фагоциты могут действовать и в созидательном направлении.

Эта статья показывает, насколько разнообразны и неоднозначны функции фагоцитов. Для идеальной работы всех органов и систем необходимо, чтобы фагоцитарное звено иммунитета работало безукоризненно. Это возможно не всегда; сейчас вообще сложно найти человека, у которого был бы крепкий иммунитет. 

Чтобы улучшить его состояние,  научить иммунную систему правильно реагировать на разные сигналы и исправить уже возникшие в ее работе ошибки, рекомендуется принимать препарат Трансфер Фактор. Информационные молекулы препарата, полученного из молозива коров и куриных яиц, корректируют функции фагоцитов и других звеньев иммунитета. Особенно сильно прием препарата отражается на активности лимфоцитов и NK-клеток. В конечном итоге использование средства благоприятно отражается на работе органов, самочувствии, здоровье в целом.  

Клетки осуществляющие фагоцитоз

Моноциты

Моноциты – одно их первых названий, которые всплывают в памяти при упоминании о фагоцитозе. Эти осуществляющие фагоцитоз лейкоциты непрерывно перемещаются в крови, «сканируя» окружающее пространство на предмет наличия в нем вредоносных объектов. Найдя «обидчика», они захватывают и уничтожают его. После этого, избавившись от продуктов расщепления бактерии, микропаразита или вируса, они продолжают свою работу в аналогичном направлении. 

При фагоцитозе моноцит справляется с вредными объектами всего за 9 минут. Иногда он поглощает и расщепляет клетки и субстраты, превышающие его по размерам в несколько раз.

Нейтрофилы

Фагоцитоз нейтрофилов осуществляется похожим образом, с той лишь разницей, что они работают по принципу «Светя другим, сгораю сам». Это значит, что, захватив патоген и уничтожив его, нейтрофил погибает.

Макрофаги

Макрофаги – это осуществляющие фагоцитоз лейкоциты, образовавшиеся из моноцитов крови. Они располагаются в тканях: как непосредственно под кожей и слизистыми, так и в глубине органов. Существуют особые разновидности макрофагов, которые находятся в конкретных органах. 

Например, в печени «живут» клетки Купфера, задача которых состоит в разрушении старых компонентов крови. В легких располагаются альвеолярные макрофаги. Эти клетки, способные к фагоцитозу, захватывают вредные частицы, проникшие в легкие с вдыхаемым  воздухом, и переваривают их, разрушая своими ферментами: протеазами, лизоцимом, гидролазами, нуклеазами и т.д. 

Обычные тканевые макрофаги обычно погибают после встречи с патогенами, то есть в этом случае происходит то же, что и при фагоцитозе нейтрофилов. 

Дендритные клетки

Эти клетки – угловатые, ветвистые – совершенно не похожи на макрофаги. Тем не менее, они являются их родственниками, так как тоже образуются из моноцитов крови. К фагоцитозу способны только молодые дендритные клетки, остальные в основном «работают» с лимфоидной тканью, обучая лимфоциты правильно реагировать на некоторые антигены. 

Тучные клетки

Помимо того, что тучные клетки запускают реакцию воспаления, эти лейкоциты способны к фагоцитозу. Особенность их работы состоит в том, что они уничтожают только грамотрицательные бактерии. Причины такой «разборчивости» не совсем понятны, видимо, у тучных клеток есть к этим бактериям особое сродство. 

Они могут уничтожить сальмонеллу, кишечную палочку, спирохету, многих возбудителей ЗППП, но совершенно равнодушно воспримут возбудителя сибирской язвы, стрептококка и стафилококка. Борьбой с ними займутся другие лейкоциты.

Перечисленные выше клетки – это профессиональные фагоциты, об «опасных» свойствах которых известно всем. А теперь несколько слов о тех клетках, для которых фагоцитоз – не самая типичная функция.

Тромбоциты

Тромбоциты, или кровяные пластинки, занимаются главным образом тем, что отвечают за свертываемость крови, прекращают кровотечения, формируют тромбы. Но, помимо этого, у них обнаружены и фагоцитарные свойства. Тромбоциты могут образовывать ложноножки и уничтожать некоторые вредные компоненты, попавшие в организм. 

Клетки эндотелия

Оказывается, клеточная выстилка сосудов тоже представляет опасность для бактерий и прочих «захватчиков», проникших в организм. В крови с чужеродными объектами борются моноциты и нейтрофилы, в тканях их поджидают макрофаги и другие фагоциты, и даже в стенках сосудов, находясь между кровью и тканями, «враги» не могут «чувствовать себя в безопасности». Воистину, возможности защиты организма чрезвычайно велики. При увеличении содержания в крови и тканях гистамина, что происходит при воспалении,  фагоцитирующая способность клеток эндотелия, почти незаметная до этого, возрастает в несколько раз!

Гистиоциты

Под этим собирательным названием объединяют все клетки тканей: соединительной ткани, кожи, подкожной клетчатки, паренхимы органов и так далее. Раньше этого никто не мог предположить, но оказывается, при определенных условиях многие гистиоциты способны менять свои «жизненные приоритеты» и тоже приобретать способность к фагоцитозу! Повреждения,  воспаление и другие патологические процессы пробуждают в них эту способность, которая в норме отсутствует. 

Фагоцитоз и цитокины:

Итак, фагоцитоз – процесс всеобъемлющий. В обычных условиях его осуществляют специально предназначенные для этого фагоциты, но критические ситуации могут вынудить к нему даже те клетки, для которых такая функция не характера. Когда организму угрожает реальная опасность, другого выхода просто нет. Это как на войне, когда оружие в руки берут не только мужчины, но и вообще все, кто способны его удержать.  

В процессе фагоцитоза клетки образуют цитокины. Это так называемые сигнальные молекулы, при помощи которых фагоциты передают информацию другим компонентам иммунной системы. Самыми важными из цитокинов являются трансфер факторы, или факторы передачи – белковые цепочки, которые можно назвать самым ценным источником иммунной информации в организме. 

Чтобы фагоцитоз и другие процессы в иммунной системе проходили благополучно и полноценно, можно использовать препарат Трансфер Фактор, действующее вещество которого и представлено факторами передачи. С каждой таблеткой средства организм человека получает порцию бесценных сведений о правильной работе иммунитета, полученных и накопленных многими поколениями живых существ.

При приеме Трансфер Фактора нормализуются процессы фагоцитоза, ускоряется ответ иммунной системы на проникновение возбудителей, повышается активность клеток, защищающих нас от агрессоров. Кроме того, через нормализацию работы иммунитета улучшаются функции всех органов. Это позволяет повысить общий уровень здоровья и, если это необходимо, помочь организму в борьбе с практически любым заболеванием.

Фагоцитарная теория иммунитета

От Пастера к Мечникову

Известный врач Луи Пастер считал, что невосприимчивость организма к болезням определяется тем, что тело человека не подходит микробам как питательная среда. Но у этой теории было слишком много слабых мест, так что ученый и сам не настаивал на ее абсолютной правильности. Другие врачи выдвигали свои предположения, но они также были далеки от истины.

В конце XIX века русский биолог И.И.Мечников выдвинул свою гипотезу на этот счет. Наблюдая за примитивными организмами, изучая кровь и ткани животных и человека, он нашел во всех этих материалах общие черты. В них присутствовали особые амебообразные подвижные клетки, которые захватывали пищевые или другие инородные твердые частицы (в том числе и патогены), и переваривали их. 

Эти клетки он назвал фагоцитами, что в буквальном переводе означает «пожиратели». Открытие фагоцитоза продолжилось углубленным исследованием этого явления. На основе дальнейшего изучения иммунитета, которое заняло у Мечникова более 20 лет, он выдвинул свою знаменитую фагоцитарную теорию.

Фагоцит захватывает бактерии

Основы фагоцитарной теории:

Учение о фагоцитозе может быть вкратце представлено следующими тезисами.

• Фагоцитоз – это процесс захвата и переваривания особыми клетками крови и тканей различных частиц: бактерий, вирусов, компонентов инородных тел, остатков разрушенных тканей, погибших клеток и т.д. 

• Иммунный фагоцитоз осуществляется клетками-фагоцитами. К ним относятся несколько разновидностей, главным образом это те или иные формы лейкоцитов. Сам Мечников делил все фагоциты на микрофаги  и макрофаги, но сейчас это разделение выглядит устаревшим. Современное учение о фагоцитозе гласит, что фагоциты следует разделять на профессиональные, которые направленно борются с конкретными объектами, и не профессиональные, работающие менее эффективно. Впрочем, не будем развивать эту тему далее, потому что она не имеет прямого отношения к теории Мечникова.

• Последовательность процессов при фагоцитозе включает несколько стадий. Во время первой из них «радары» фагоцитов засекают присутствие в организме вредоносного объекта, а на последней фагоцит избавляется от остатков захваченной и переваренной частицы. 

• Фагоцитоз – это процесс, в результате которого фагоцит не просто уничтожает «интервента» безо всякого следа. Он выставляет на поверхность своей мембраны добытый «трофей» — антигены переваренной частицы. После этого, вступая в контакт с другими клетками иммунитета (лимфоцитами и др.), фагоцит передает им информацию о вредоносном объекте, чтобы те сохраняли повышенную бдительность и при встрече с вредоносным объектом были готовы его уничтожить.

Лимфоцит

От Мечникова к Лоуренсу

После того как И.И.Мечников получил за свою теорию Нобелевскую премию, его многочисленные ученые-последователи существенно расширили знания о том, что представляет собой иммунный фагоцитоз и как он происходит. Была определена конкретная последовательность процессов при фагоцитозе, пополнена копилка знаний о других сторонах иммунной защиты (в частности, обнаружен гуморальный иммунитет). В результате открытие фагоцитоза Мечниковым закономерно привело к новому научному прорыву – выделению Генри Лоуренсом особого вещества: фактора переноса.

Фактор переноса, или трансфер фактор, представляет собой пептид, образующийся лимфоцитами.  Он содержит в себе накопленную этими клетками информацию, которую они получили на протяжении своей жизни: в процессе непосредственной встречи с патогенами, а также в результате фагоцитоза (в этом случае им ее передали клетки-фагоциты).

Явление фагоцитоза и процесс образования информационных пептидов тесно связаны. По этой причине современный препарат Трансфер Фактор как нельзя лучше подходит для укрепления фагоцитарного звена иммунитета.  Созданный на основе природного фактора переноса, он эффективно влияет на активность фагоцитов, повышает их «бдительность» по отношению к заболеваниям и укрепляет иммунную систему в целом. 

Чтобы иммунитет был по-настоящему неуязвим, человеку больше не нужно лично и тесно «знакомиться» с инфекциями, токсинами и другими вредными объектами. Достаточно регулярно принимать Трансфер Фактор и просто беречь свое здоровье…

Макрофаги: что это такое, и какова их роль в иммунной защите организма

Функции макрофагов:

При попадании в тело чужеродного объекта, будь то микроб или инородное тело, иммунная система сразу «спускает на него собак»: его атакуют фагоциты. Эти клетки, среди которых и макрофаги, распознают, улавливают и пожирают чужаков, угрожающих благополучию внутренней среды организма.

Кроме того, макрофаги уничтожают погибшие клетки, которые завершили свое существование процессом апоптоза (запрограммированная, естественная, нормальная гибель клеток). Также функции макрофагов заключаются в обеспечении противоопухолевого иммунитета: зафиксировав появление в организме атипичных, раковых клеток, макрофаги нападают на них и поедают. 

Виды макрофагов:

Макрофаги – тканевые фагоциты, и в разных типах тканей нередко живут свои собственные виды этих клеток. Вот несколько примеров их разновидностей, в зависимости от локализации. 

1. Альвеолярные макрофаги – находятся в стенках альвеол легких, очищают вдыхаемый воздух от различных загрязняющих и вредоносных частиц.

2. Купферовские клетки – в печени. Их назначение в основном заключается в уничтожении старых клеток крови.

3. Гистиоциты  — распространенная разновидность макрофагов, которые встречаются во всех органах. Дело в том, что это – клетки соединительной ткани: волокон, образующих строму (каркас) большинства структур тела. Иногда гистиоциты превращаются в «настоящие» макрофаги.

4. Селезеночные макрофаги – располагаются в синусоидных сосудах этого органа. Как и у клеток Купфера, их задача заключается в том, чтобы вылавливать из крови и уничтожать отжившие клетки крови. Недаром селезенка называется кладбищем погибших эритроцитов!

5. Дендритные клетки – макрофаги, находящиеся под слизистыми оболочками и в коже, то есть фактически на границе с внешней средой. 

6. Перитонеальные макрофаги – фагоциты, «живущие» в брюшине.  

7. Где находятся макрофаги лимфатических узлов, понятно по названию. Это благодаря им лимфоузлы известны в качестве фильтров, очищающих лимфу.

Макрофаги и иммунная система:

Клетки макрофаги не просто бездумно уничтожают вредоносные объекты: расщепляя их на фрагменты, они осуществляют процесс презентации их антигенов. Антигены – это молекулы вредоносных частиц, которые говорят об их генетической чужеродности и вызывают соответствующую защитную реакцию со стороны иммунитета. Сами по себе они не представляют угрозы заражения или иного негативного воздействия, но это – метка чужака, поэтому организм реагирует на их присутствие защитной реакцией, как на полноценных агрессоров. 

В процессе фагоцитоза макрофаги презентируют антигены убитых «врагов» — выставляют их на поверхность своих мембран. Также они образуют цитокины – информационные молекулы, которые несут в себе данные о побежденном агрессоре.

С этим бесценным грузом макрофаги направляются к представителям другого звена иммунитета – лимфоцитам. Они передают им информацию и учат, как поступать, если в организм когда-нибудь еще раз проникнет носитель того же антигена. В результате иммунитет сохраняет по отношению к нему полную боеготовность.

К сожалению, иногда личного опыта наших макрофагов или других фагоцитов недостаточно для того, чтобы иммунная система работала должным образом и правильно реагировала на вредоносные объекты. Чтобы повысить ее эффективность и заодно улучшить состояние здоровья в целом, рекомендуется принимать препарат Трансфер Фактор. Он содержит цитокины, несущие в себе данные о всевозможных возбудителях заболеваний, токсинах и прочих вредоносных агентах. Препарат обучает иммунитет полноценной работе, что немедленно и благоприятным образом отражается на течении имеющихся заболеваний, состоянии обмена веществ и функции органов. Средство можно использовать в лечебных и профилактических целях.

Происхождение макрофагов

Макрофагом называется клетка костномозгового происхождения, которая после миграции из сосудистого русла под действием цитокинов дифференцировалась в фагоцит. Строго говоря, макрофаги — это фагоциты, то есть клетки активного иммунитета, способные захватывать антигены и презентовать их на своих мембранах для плазмоцитов. Также они способны фагоцитировать антигены, устраняя их из организма. В качестве предшественника данного фагоцита выступает моноцит – клетка костномозгового происхождения, циркулирующая в крови. В макрофаг она превращается после того, как попадает в межклеточное пространство из сосудистого русла. Здесь под действием цитокинов происходит его типизация.

Разновидности макрофагов

Макрофаги – тип белых кровяных клеток, которые невозможно найти в кровеносных сосудах. Они локализованы в межальвеолярных промежутках, в селезенке, среди нервных волокон, в лимфоузлах и в серозных оболочках. Также они в большом количестве представлены в межклеточном пространстве других тканей, где защищают их от антигенов. В зависимости от локализации выделяют некоторые виды макрофагов. Разновидности этих клеток позволяют отследить, какие антигены им предстоит фагоцитировать.

Первый тип макрофагов — это гистиоцит. Это самый частый вид фагоцита, который содержится во многих тканях. Это большая клетка размером до 80 мкм, которая захватывает бактерии, вирусы или инородные тела и переваривает их.

Второй тип — макрофаги лимфоузлов. По строению они мало отличаются от гистиоцитов и выполняют аналогичные функции.

Резидентные макрофаги

Третий тип — резидентные макрофаги. Особый вид фагоцитов, которые приобретают специфические черты в зависимости от места нахождения. Среди резидентных выделяют альвеолярные, купферовские клетки, макрофаги селезенки, дендритные клетки. Альвеолярные макрофаги находятся в межальвеолярных промежутках, где захватывают бактерии и вирусы, устраняя их из внутренней среды организма на ее границе с воздушной средой.

В случае захвата твердой частицы, которую ферментные системы не могут расщепить, макрофаг постепенно погибает. После этого инородное тело вновь контактирует с внешней средой. Новые макрофаги, как клетки иммунитета, также пытаются фагоцитировать его либо сформировать вокруг него очаги фиброза. Это приводит к хроническим легочным заболеваниям, особенно у курильщиков и работников в горнодобывающих отраслей.

Купферовские и селезеночные макрофаги

Купферовские клетки — специфический тип резидентных макрофагов, расположенных в печени. Их задачей является уничтожение клеток крови, которые достаточно долго присутствуют в кровотоке и потеряли свое значение. Макрофаг определяет их по отсутствию некоторых мембранных антигенов, которые теряются в процессе жизни клетки. Чаще всего купферовским типом уничтожаются многие лейкоциты, опухолевые клетки крови, эритроциты.

Селезеночные макрофаги, как и купферовские, также устраняют эритроциты и лейкоциты из кровотока. Однако расположены в селезенке. Макрофаги этого органа также захватывают железо и, накопив достаточное его количество, мигрируют в костный мозг, становясь клеткой-кормушкой для растущих новых эритроцитов. Этим демонстрируется пример транспортной функции, которую осуществляют макрофаги. Что это такое с точки зрения гистологии? Не что иное, как особенность тканевой дифференцировки под действием цитокинов.

Дендритные резидентные макрофаги

Макрофагальные клетки, расположенные на границе эпителия, называются дендритными. Их название происходит от наличия множества отростков, при помощи которых клетка захватывает инородное тело и крепится между цитолеммами других клеток эпителия. Дендритные макрофаги находятся на границе между сосудами и внешней средой. В коже они располагаются проксимально относительно дермы, а в кишечном и бронхиальном эпителии эксцентрично от базальной мембраны.

Особенности строения макрофагов

Рассматривая макрофаги (что это такое, описано выше), следует выделить ключевые особенности их строения. Во-первых, они сильно зависят от нахождения. Во-вторых, они имеют крупные размеры. В-третьих, они обладают подвижностью и способны мигрировать к участкам воспаления, где отмечается повышенная концентрация цитокинов. Указанные особенности строения следует рассмотреть подробнее.

Итак, макрофаги дифференцируются на месте в зависимости от наличия особых цитокинов, а потому уже после своего превращения получают новые рецепторы и функции. То есть их структура меняется в зависимости от локализации. Также они происходят от моноцитов, самых крупных из клеток крови. Потому их размеры от 15 до 80 мкм заложены в них еще до дифференцировки в резидентные макрофаги (что это такое, описано выше). После этого новые макрофагальные клетки из числа резидентных могут самостоятельно делиться на месте, уже имея свой набор афинных молекул для активации фагоцитоза без участия клеточного иммунитета.

Третья особенность структуры — возможность самостоятельно передвигаться по направлению к цитокинам. Для передвижения они имеют лженожки, также необходимые для упрощения образования полости при фагоцитировании инородного тела. Также они способны менять свою форму, проталкиваясь в капиллярные фенестры. Все это делает макрофаг универсальным фагоцитом, отвечающим за непосредственное устранение инородных тел внутренней среды организма.

История открытия особых подвижных клеток

Выдающийся русский естествоиспытатель — И. И. Мечников в 1882 — 1883 гг. проводил опыты по внутриклеточному пищеварению, изучая прозрачные личинки морских звезд. Ученого интересовало, осталась ли у многоклеточных организмов возможность захватывать пищу обособленными клетками. А также переваривать ее так, как это делают простейшие одноклеточные, например амебы. И. И. Мечников проводил опыт: вводил в тела личинок порошок кармина и наблюдал, как вокруг этих мелких кроваво-красных зерен вырастала стена клеток. Они захватывали и проглатывали краску. Тогда у ученого возникла гипотеза о том, что в любом организме должны быть особые защитные клетки, которые могут поглощать и переваривать другие частицы, наносящие вред организму. Для подтверждения своей гипотезы ученый использовал розовые шипы, которые ввел в тело личинки морской звезды. Некоторое время спустя ученый увидел, что клетки окружили шипы, стараясь оказать противодействие «вредителям» и вытолкнуть их. Эти специфичные защитные частицы, обнаруженные в теле личинки, ученый назвал фагоцитами. Благодаря этому опыту выявил И. И. Мечников фагоцитоз. В 1883 г. он доложил о своем открытии на седьмом съезде русских естествоиспытателей. В дальнейшем ученый продолжил работу в этом направлении, создал сравнительную патологию воспаления, а также фагоцитарную теорию иммунитета. В 1908 г. вместе с ученым П. Эрлихом он получил Нобелевскую премию за свои важнейшие биологические изыскания.

Явление фагоцитоз — что это такое?

И. И. Мечников проследил и выяснил роль фагоцитоза в защитных реакциях организма человека и высших животных. Ученый установил, что именно этот процесс играет значительную роль в заживлении различных ран. Биологический энциклопедический словарь дает следующее определение.

Фагоцитоз представляет собой активное захватывание, а также поглощение инородных объектов, таких как бактерии, микрогрибы и фрагменты клеток, одноклеточными организмами или специфическими клетками (фагоцитами), имеющимися в любом многоклеточном организме. В чем суть фагоцитоза? Считается, что он представляет собой древнейшую форму защиты многоклеточного организма. В функционировании иммунной системы человека фагоцитоз также играет важнейшую роль. Он является первой реакцией на внедрение различных вирусов, бактерий и других чужеродных агентов. Фагоциты постоянно циркулируют по всему организму, выискивая «вредителей». Когда чужеродный агент опознается, происходит связывание его при помощи рецепторов. После чего фагоцит поглощает вредителя и уничтожает его.

Две основные группы подвижных клеток — «защитников»

Фагоциты постоянно находятся в активном состоянии и готовы в любое время бороться с источником инфекции. Они обладают определенной автономностью, так как могут осуществлять свои функции не только внутри, но и вне организма: на поверхности слизистых и в участках поврежденной ткани. Фагоциты человека с точки зрения их эффективности ученые подразделяют на две группы — «профессиональную» и «непрофессиональную». К первой относят моноциты, нейтрофилы, макрофаги, тучные клетки и тканевые дендритические клетки.

Важнейшими подвижными фагоцитами являются белые кровяные клетки — лейкоциты. Они эмигрируют в очаг воспаления и реализуют защитные функции. Фагоцитоз лейкоцитов предполагает обнаружение, поглощение и деструкцию чужеродных объектов, а также собственных погибших или поврежденных клеток. После выполнения своих функций часть лейкоцитов движется в сосудистое русло и продолжает циркулировать в крови, а другая — подвергается апоптозу или дистрофическим изменениям. «Непрофессиональная» группа состоит из фибробластов, ретикулярных и эндотелиальных клеток, которые имеют низкую фагоцитарную активность.

Процесс фагоцитоза: первая стадия

Рассмотрим, как происходит процесс борьбы с вредоносными организмами. Ученые выделяют четыре стадии фагоцитоза. Первая представляет собой сближение: фагоцит приближается к чужеродному объекту. Это происходит либо в результате случайного столкновения, либо в результате активного направленного передвижения — хемотаксиса. Различают два вида хемотаксиса — положительный (движение к фагоциту) и отрицательный (движение от фагоцита). Как правило, положительный хемотаксис осуществляется к участку повреждения тканей, а также вызывается микробами и их продуктами.

Прилипание фагоцитов к чужеродному агенту

После сближения клетки-«защитника» с вредоносной частицей начинается вторая стадия. Она заключается в прилипании. Фагоцит достигает объекта, касается его и прикрепляется. Например, лейкоциты, прибывшие в очаг воспаления и прилипшие к стенке сосуда, не отрываются от нее даже, несмотря на большую скорость кровотока. Механизм прилипания осуществляется благодаря поверхностному заряду фагоцита. Как правило, он отрицательный, а поверхность объектов фагоцита заряжена положительно. В этом случае наблюдается наилучшая адгезия. Отрицательно заряженные частицы, к примеру, опухолевые, захватываются фагоцитами значительно хуже. Тем не менее существует прилипание и к таким частицам. Оно осуществляется благодаря действию мукополисахаридов, имеющихся на поверхности мембран фагоцитов, а также посредством уменьшения вязкости цитоплазмы и обволакивания сывороточными белками чужеродного агента.

Третья стадия фагоцитоза

После прилипания к чужеродному объекту фагоцит приступает к его поглощению, которое может происходить двумя путями. В месте контакта оболочка чужеродного объекта, а затем и сам объект втягивается в клетку. При этом над объектом смыкаются свободные края мембраны, и в итоге образуется обособленная вакуоль, содержащая внутри себя вредоносную частицу. Второй путь поглощения — возникновение псевдоподий, обволакивающих чужеродные частицы и смыкающихся на ними. В итоге они оказываются заключенными в вакуоли внутри клеток. Как правило, при помощи псевдоподий фагоциты поглощают микрогрибы. Втягивание или обволакивание вредоносного объекта становится возможным благодаря тому, что оболочка фагоцита наделена сократительными свойствами.

Внутриклеточное расщепление «вредителя»

Четвертая стадия фагоцитоза предполагает внутриклеточное переваривание. Происходит это следующим образом. В вакуоль, содержащую чужеродную частицу, входят лизосомы, имеющие комплекс пищеварительных ферментов, которые активируются и изливаются. При этом образуется среда, в которой легко происходит расщепление биологических макромолекул рибонуклеазы, амилазы, протеазы и липазы. Благодаря активизирующимся ферментам происходит уничтожение и переваривание, а затем и выброс продуктов распада из вакуоли. Теперь вы знаете, каковы все четыре стадии фагоцитоза. Защита организма осуществляется поэтапно: сначала происходит сближение фагоцита и объекта, затем аттракция, то есть расположение вредоносной частицы на поверхности «защитника», а после — поглощение и переваривание вредителя.

Незавершенный и завершенный фагоцитоз. В чем их отличия?

В зависимости от того, каков будет результат внутриклеточного переваривания чужеродных частиц, выделяют два вида — завершенный и незавершенный фагоцитоз. Первый завершается полным разрушением объекта и выведением продуктов распада в окружающую среду. Незавершенный фагоцитоз — что это такое? Термин означает, что чужеродные клетки, поглощенные фагоцитами, остаются жизнеспособными. Они могут разрушить вакуоль или использовать ее в качестве «почвы» для размножения. Примером незавершенного фагоцитоза является поглощение гонококков в организме, не имеющем к ним иммунитета. При незавершенном процессе фагоцитоза болезнетворные микроорганизмы сохраняются внутри фагоцитов, а также разносятся по всему организму. Так, в месте защитного механизма фагоцитоз становится проводником болезни, помогая вредителям распространяться и размножаться.

Причины нарушения процесса внутриклеточного переваривания

Нарушение фагоцитоза возникает из-за дефектов в процессе образования фагоцитов, а также при подавлении активности подвижных клеток-«защитников». Кроме того, негативное изменение внутриклеточного переваривания возможно из-за наследственных заболеваний, таких как болезни Альдера и Чедяка-Хигаши. Нарушение образования фагоцитов, в том числе и регенерации лейкоцитов, часто возникает при радиоактивном облучении или из-за наследственной нейтропении. Подавление активности фагоцитов может происходить из-за дефицита некоторых гормонов, электролитов и витаминов. Также гликолитические яды и микробные токсины отрицательно воздействуют на функционирование фагоцитов. Надеемся, благодаря нашей статье, вы легко сможете ответить на вопрос: «Фагоцитоз — что это такое?». Удачи!

Как происходит фагоцитоз?

Чтобы осуществить процесс фагоцитоза, клетки должны выполнить несколько последовательных действий. Имейте в виду, что различные типы клеток выполняют фагоцитоз по разному.

• Вирус и клетка должны вступить в контакт друг с другом. Иногда иммунная клетка случайно попадает в вирус в кровотоке. В других случаях клетки перемещаются посредством процесса, называемого «хемотаксис». Хемотаксис означает движение микроорганизма или клетки в ответ на химический стимул. Многие клетки иммунной системы движутся в ответ на цитокины, небольшие белки, используемые специально для передачи сигналов в клетке. Цитокины сигнализируют клеткам перемещаться в определенную область тела, где обнаружена частица (в нашем случае, вирус). Это характерно для инфекций определенной области (например, рана кожи, пораженная бактериями).
• Вирус связывается с рецепторами на клеточной поверхности макрофага. Помните, что разные типы клеток экспрессируют разные рецепторы. Некоторые рецепторы являются общими, а это означает, что они могут идентифицировать самопроизвольную молекулу по сравнению с потенциальной угрозой, в то время как, другие очень специфичны, например, схожие с подобными рецепторами или антителами. Макрофаг не инициирует фагоцитоз без успешного связывания рецепторов клеточной поверхности.
• Вирусы также могут иметь поверхностные рецепторы, специфичные для вирусов на макрофаге. Вирусы должны получить доступ к цитоплазме или ядру клетки-хозяина, чтобы реплицировать и вызывать инфекцию, поэтому они применяют свои поверхностные рецепторы для взаимодействия с клетками иммунной системы и используют иммунный ответ для входа в клетку. Иногда, когда вирус и клетка-хозяин взаимодействуют, клетка-хозяин может успешно уничтожить вирус и остановить распространение инфекции. В других случаях клетка-хозяин поглощает вирус, который начинает реплицироватся. Как только это произойдет, инфицированная клетка идентифицируется и уничтожается другими клетками иммунной системы, чтобы остановить вирусную репликацию и распространение инфекции.

• Макрофаг начинает вращаться вокруг вируса, поглощая его в карман. Вместо того, чтобы перемещать большой элемент через плазматическую мембрану, который может повредить ее, фагоцитоз использует инвагинацию, чтобы захватить частицу внутрь, обволакивая ее вокруг. Инвагинация — это действие сгибания внутрь себя, чтобы сформировать полость или мешочек. Клетка захватывает вирус внутрь, создавая карманное углубление без повреждения плазматической мембраны. Помните, что клетки являются достаточно гибкими и текучими.

• Захваченный вирус полностью закрывается в виде пузырьковой структуры, называемой «фагосом», внутри цитоплазмы. Губы кармана, образованные в результате инвагинации, стягивают друг к другу, чтобы закрыть зазор. Это действие создает фагосому, где плазменная мембрана перемещается вокруг частицы, безопасно помещая ее внутри клетки.

• Фагосомы сливаются с лизосомой, становясь «фаголисосомой». Лизосомы также являются пузырчатыми структурами, подобными фагосомам, которые обрабатывают отходы внутри клетки. Для лучшего понимание функций лизосомы, приставка «Лизис» означает разделение или растворение. Без слияния с лизосомой, фагосома не способна ничего сделать с содержимым внутри.
• Фаголисосома понижает pH, чтобы разрушить свое содержимое. Лизосома или фаголисосома способны разрушать вещество внутри себя, резко снижая рН внутренней среды. Снижение рН делает окружающую среду в фаголисосоме очень кислой. Это эффективный способ убить или нейтрализовать все, что находится внутри фаголизосомы, чтобы не допустить заражение клетки. Некоторые вирусы фактически используют пониженный рН, чтобы вырваться из фаголисосомы и начать реплицировать внутри клетки. Например, грипп использует снижение рН для активации конформационного изменения, что позволяет ему выйти в цитоплазму.
• После того, как содержимое было нейтрализовано, фаголизосома образует остаточное тело, которое содержит отходы из фаголисосомы. Остаточное тело в конечном итоге выводится из клетки.

Фагоцитоз и иммунная система

Фагоцитоз является важной составляющей иммунной системы. Несколько типов клеток иммунной системы выполняют фагоцитоз, такие как нейтрофилы, макрофаги, дендритные клетки и В-лимфоциты. Действие фагоцитирующих патогенных или посторонних частиц позволяет клеткам иммунной системы знать, с чем они борются. Зная врага, клетки иммунной системы могут специально нацеливаться на похожие частицы, циркулирующие в организме.

Другой функцией фагоцитоза в иммунной системе является поглощение и уничтожение патогенов (таких как вирусы или бактерии) и инфицированных клеток. Уничтожая инфицированные клетки, иммунная система ограничивает скорость распространения и размножения инфекции. Ранее мы упоминали, что фаголисосома создает кислотную среду для уничтожения или нейтрализации своего содержимого. Клетки иммунной системы, которые выполняют фагоцитоз, могут также использовать другие механизмы для уничтожения патогенов внутри фаголисомы, таких как:

• Кислородные радикалы: высокореактивные молекулы, которые реагируют с белками, липидами и другими биологическими молекулами. Во время физиологического стресса количество кислородных радикалов в клетке может резко увеличиваться, вызывая окислительный стресс, способный разрушать клеточные структуры.
• Оксид азота: реакционноспособное вещество, подобное кислородным радикалам, которое реагирует с супероксидом, чтобы создать дополнительные молекулы, повреждающие различные типы биологических молекул.
• Антимикробные белки: белки, которые специфически повреждают или убивают бактерии. Примеры антимикробных белков включают протеазы, убивающие различные бактерии, уничтожая основные белки и лизоцим, атакующий клеточные стенки грамположительных бактерий.
• Антимикробные пептиды: схожи с антимикробными белками, поскольку также атакуют и убивают бактерии. Некоторые антимикробные пептиды, такие как дефенсины, атакуют мембраны бактериальных клеток.
• Связывающие белки: являются важными игроками врожденной иммунной системы, так как конкурируют с белками или ионами, которые в противном случае могут оказаться полезны для бактерий или вирусной репликации. Лактоферрин — связывающий белок, обнаруженный в слизистых оболочках, и связывает ионы железа, необходимые для роста бактерий.