Макрофаги

Содержание

Одураченные макрофаги, или Несколько слов о том, как злокачественные опухоли обманывают иммунитет

Макрофаги

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Иммунная система — это мощная многослойная защита нашего организма, которая потрясающе эффективна против вирусов, бактерий, грибов и других патогенов извне.

Кроме того, иммунитет способен эффективно распознавать и уничтожать трансформированные собственные клетки, которые могут перерождаться в злокачественные опухоли. Однако сбои в работе иммунной системы (по генетическим либо другим причинам) приводят к тому, что однажды злокачественные клетки берут верх.

Разросшаяся опухоль становится нечувствительной к атакам организма и не только успешно избегает уничтожения, но и активно «перепрограммирует» защитные клетки для обеспечения собственных нужд.

Поняв механизмы, которые опухоль использует для подавления иммунного ответа, мы сможем разработать контрмеры и попытаться сдвинуть баланс в сторону активации собственных защитных сил организма для борьбы с болезнью.

Долгое время считалось, что причина низкой эффективности иммунного ответа при раке — то, что опухолевые клетки слишком похожи на нормальные, здоровые, чтобы иммунная система, настроенная на поиск «чужаков», могла их как следует распознавать. Этим как раз и объясняется тот факт, что иммунная система успешнее всего противостоит опухолям вирусной природы (их частота резко возрастает у людей, страдающих иммунодефицитом). Однако позже стало ясно, что это не единственная причина.

Оказалось, что взаимодействие раковых клеток с иммунной системой носит гораздо более разносторонний характер. Опухоль не просто «прячется» от атак, она умеет активно подавлять местный иммунный ответ и перепрограммировать иммунные клетки, заставляя их обслуживать собственные злокачественные нужды.

«Диалог» между переродившейся, вышедшей из-под контроля клеткой с ее потомством (то есть будущей опухолью) и организмом развивается в несколько стадий, и если вначале инициатива почти всецело находится на стороне защитных сил организма, то в конце (в случае развития болезни) — переходит на сторону опухоли. Несколько лет назад учеными-онкоиммунологами была сформулирована концепция «иммуноредактирования» (immunoediting), описывающая основные этапы этого процесса (рис. 1) [2].

Рисунок 1. Иммуноредактирование (immunoediting) в процессе развития злокачественной опухоли.

Первая стадия иммуноредактирования — процесс устранения (elimination). Под действием внешних канцерогенных факторов или в результате мутаций нормальная клетка «трансформируется» — приобретает способность неограниченно делиться и не отвечать на регуляторные сигналы организма.

Но при этом она, как правило, начинает синтезировать на своей поверхности особые «опухолевые антигены» и «сигналы опасности». Эти сигналы привлекают клетки иммунной системы, прежде всего макрофаги, натуральные киллеры и Т-клетки.

В большинстве случаев они успешно уничтожают «испортившиеся» клетки, прерывая развитие опухоли.

Однако иногда среди таких «предраковых» клеток оказывается несколько таких, у которых иммунореактивность — способность вызывать иммунный ответ — по каким-то причинам оказывается ослабленной, они синтезируют меньше опухолевых антигенов, хуже распознаются иммунной системой и, пережив первую волну иммунного ответа, продолжают делиться.

В этом случае взаимодействие опухоли с организмом выходит на вторую стадию, стадию равновесия (equilibrium). Здесь иммунная система уже не может полностью уничтожить опухоль, но еще в состоянии эффективно ограничивать ее рост.

В таком «равновесном» (и не обнаруживаемом обычными методами диагностики) состоянии микроопухоли могут существовать в организме годами.

Однако такие затаившиеся опухоли не статичны — свойства составляющих их клеток постепенно меняются под действием мутаций и последующего отбора: преимущество среди делящихся опухолевых клеток получают такие, которые способны лучше противостоять иммунной системе, и в конце концов в опухоли появляются клетки-иммуносупрессоры. Они в состоянии не только пассивно избегать уничтожения, но и активно подавлять иммунный ответ. По сути, это эволюционный процесс, в котором организм невольно «выводит» именно тот вид рака, который его убьет.

Этот драматический момент знаменует собой переход опухоли к третьей стадии развития — избегания (escape), — на которой опухоль уже малочувствительна к активности клеток иммунной системы, более того — обращает их активность себе на пользу.

Она принимается расти и метастазировать.

Именно такая опухоль обычно диагностируется медиками и изучается учеными — две предыдущие стадии протекают скрыто, и наши представления о них основаны главным образом на интерпретации целого ряда косвенных данных.

Дуализм иммунного ответа и его значение в канцерогенезе

Существует множество научных статей, описывающих, как иммунная система борется с опухолевыми клетками, но не меньшее количество публикаций демонстрирует, что присутствие клеток иммунной системы в ближайшем опухолевом окружении является негативным фактором, коррелирующим с ускоренным ростом и метастазированием рака [2], [3]. В рамках концепции иммуноредактирования, описывающей, как изменяется характер иммунного ответа по мере развития опухоли, подобное двойственное поведение наших защитников получило, наконец, свое объяснение.

Переориентирование иммунной системы от борьбы с опухолью на ее защиту возможно благодаря пластичности клеток этой системы. Говоря об иммунном ответе, мы, как правило, используем «воинственные» метафоры — «борьба», «уничтожение», «подавление».

Но мало уничтожить врага, будь то вирус, бактерия или другой паразит. Организм должен еще и исправить причиненные им повреждения.

Регенерация поврежденных тканей и заживление ран тоже находятся под контролем клеток иммунной системы: она не только «воин», но еще и «целитель».

Коварство рака заключается в том, что, будучи по сути «чужеродным агентом» в организме, он выделяет специальные вещества, которые подавляют активный иммунный ответ и побуждают лейкоциты воспринимать опухоль не как врага, требующего уничтожения, а как рану, требующую помощи, защиты и исцеления.

Мы рассмотрим некоторые механизмы того, как это происходит, на примере макрофагов. Похожие приемы опухоль использует и для того, чтобы обманывать другие клетки врожденного и приобретенного иммунитета.

Макрофаги — «клетки-воины» и «клетки-целители»

Макрофаги, пожалуй, самые знаменитые клетки врожденного иммунитета — именно с изучения их способностей к фагоцитозу Мечниковым и началась классическая клеточная иммунология.

В организме млекопитающих макрофаги — боевой авангард: первыми обнаруживая врага, они не только пытаются уничтожить его собственными силами, но также привлекают к месту сражения другие клетки иммунной системы, активируя их.

А после уничтожения чужеродных агентов принимаются активно участвовать в ликвидации причиненных повреждений, вырабатывая факторы, способствующие заживлению ран. Эту двойственную природу макрофагов опухоли используют себе на пользу.

В зависимости от преобладающей активности различают две группы макрофагов: М1 и М2.

М1-макрофаги (их еще называют классически активированными макрофагами) — «воины» — отвечают за уничтожение чужеродных агентов (в том числе и опухолевых клеток), как напрямую, так и за счет привлечения и активации других клеток иммунной системы (например, Т-киллеров). М2 макрофаги — «целители» — ускоряют регенерацию тканей и обеспечивают заживление ран [4], [8].

Присутствие в опухоли большого количества М1-макрофагов тормозит ее рост [5], а в некоторых случаях может вызвать даже практически полную ремиссию (уничтожение). И наоборот: М2-макрофаги выделяют молекулы — факторы роста, которые дополнительно стимулируют деление опухолевых клеток, то есть благоприятствуют развитию злокачественного образования.

Экспериментально было показано, что в опухолевом окружении обычно преобладают именно М2-клетки («целители»).

Хуже того: под действием веществ, выделяемых опухолевыми клетками, активные М1-макрофаги «перепрограммируются» в М2-тип [6], перестают синтезировать антиопухолевые цитокины, такие как интерлейкин-12 (IL12) или фактор некроза опухолей (TNF) и начинают выделять в окружающую среду молекулы, ускоряющие рост опухоли и прорастание кровеносных сосудов, которые будут обеспечивать ее питание, например фактор роста опухолей (TG) и фактор роста сосудов (VGF). Они перестают привлекать и инициировать другие клетки иммунной системы и начинают блокировать местный (противоопухолевый) иммунный ответ (рис. 2).

Рисунок 2. М1- и М2-макрофаги: их взаимодействие с опухолью и другими клетками иммунной системы.

Ключевую роль в этом перепрограммировании играют белки семейства NF-kB [7]. Эти белки являются транскрипционными факторами, контролирующими активность множества генов, необходимых для М1 активации макрофагов.

Наиболее важные представители этого семейства — р65 и р50, вместе образующие гетеродимер р65/р50, который в макрофагах активирует множество генов, связанных с острым воспалительным ответом, таких как TNF, многие интерлейкины, хемокины и цитокины. Экспрессия этих генов привлекает все новые и новые иммунные клетки, «подсвечивая» для них район воспаления.

В то же время другой гомодимер семейства NF-kB — р50/р50 — обладает противоположной активностью: связываясь с теми же самыми промоторами, он блокирует их экспрессию, снижая градус воспаления.

И та, и другая активность NF-kB транскрипционных факторов очень важна, но еще важнее равновесие между ними. Было показано, что опухоли целенаправленно выделяют вещества, которые нарушают синтез p65 белка в макрофагах и стимулируют накопление ингибиторного комплекса р50/р50 [7].

Таким способом (помимо еще ряда других) опухоль превращает агрессивных М1-макрофагов в невольных пособников своего собственного развития: М2-тип макрофагов, воспринимая опухоль как поврежденный участок ткани, включают программу восстановления, однако секретируемые ими факторы роста только добавляют ресурсы для роста опухоли.

На этом цикл замыкается — растущая опухоль привлекает новые макрофаги, которые перепрограммируются и стимулируют ее рост вместо уничтожения.

Реактивация иммунного ответа — актуальное направление антираковой терапии

Таким образом, в ближайшем окружении опухолей присутствует сложная смесь молекул: как активирующих, так и ингибирующих иммунный ответ. Перспективы развития опухоли (а значит, перспективы выживания организма) зависят от баланса ингредиентов этого «коктейля».

Если будут преобладать иммуноактиваторы — значит, опухоль не справилась с задачей и будет уничтожена или ее рост сильно затормозится. Если же преобладают иммуносупрессорные молекулы — это значит, что опухоль смогла подобрать ключ и начнет быстро прогрессировать.

Понимая механизмы, которые позволяют опухолям подавлять наш иммунитет, мы сможем разработать контрмеры и сдвинуть баланс в сторону уничтожения опухолей [8].

Как показывают эксперименты, «перепрограммирование» макрофагов (и других клеток иммунной системы) обратимо.

Поэтому одним из перспективных направлений онко-иммунологии на сегодняшний день является идея «реактивации» собственных клеток иммунной системы пациента с целью усиления эффективности других методов лечения.

Для некоторых разновидностей опухолей (например, меланом) это позволяет добиться впечатляющих результатов.

Другой пример, обнаруженный группой Меджитова [9], — обычный лактат, молекула, которая производится при недостатке кислорода в быстрорастущих опухолях за счет эффекта Варбурга [10]. Эта простая молекула стимулирует перепрограммирование макрофагов, заставляя их поддерживать рост опухоли. Лактат транспортируется внутрь макрофагов через мембранные каналы, и потенциальная терапия заключается в блокировке этих каналов.

Развитие методов антираковой терапии в настоящее время идет по нескольким направлениям сразу , и все они важны. Ведь научившись управлять иммунным ответом так же эффективно, как это делают злокачественные опухоли, мы сумеем окончательно «переиграть» эту болезнь, которая остается одной из главных причин смертности в России и в мире.

  1. Страшней клешней на свете нет…;
  2. Schreiber R.D., Old L.J., Smyth M.J. (2011). Cancer immunoediting: integrating immunity’s roles in cancer suppression and promotion. Science. 331, 1565–1570;
  3. Hanahan D. and Weinberg R.A. (2011). Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144, 646–674;
  4. Martinez F.O. and Gordon S. (2014). The M1 and M2 paradigm of macrophage activation: time for reassessment. F1000Prime Rep. 6, 13;
  5. Ma J., Liu L., Che G., Yu N., Dai F., You Z. (2010). The M1 form of tumor-associated macrophages in non-small cell lung cancer is positively associated with survival time. BMC Cancer. 10, 112;
  6. Hagemann T., Wilson J., Burke F., Kulbe H., Li N.F., Plüddemann A. et al. (2006). Ovarian cancer cells polarize macrophages toward a tumor-associated phenotype. J. Immunol. 176, 5023–5032;
  7. Mantovani A. and Sica A. (2010). Macrophages, innate immunity and cancer: balance, tolerance, and diversity. Curr. Opin. Immunol. 22, 231–237;
  8. Biswas S.K. and Mantovani A. (2010). Macrophage plasticity and interaction with lymphocyte subsets: cancer as a paradigm. Nat. Immunol. 11, 889–896;
  9. Толл-подобные рецепторы: от революционной идеи Чарльза Джейнуэя до Нобелевской премии 2011 года;
  10. Colegio O.R., Chu N.Q., Szabo A.L., Chu T., Rhebergen A.M., Jairam V. et al. (2014). Functional polarization of tumour-associated macrophages by tumour-derived lactic acid. Nature. 513, 559–563;
  11. Как распознать рак при помощи биомаркеров?;
  12. Биоинформатика: большие БД против «большого Р».

Характеристика, развитие, расположение и роль макрофагов

Макрофаги

Макрофаги представляют собой клетки иммунной системы, которые жизненно важны для развития неспецифических защитных механизмов, обеспечивающих первую линию защиты от патогенов.

Эти крупные иммунные клетки присутствуют почти во всех тканях и активно удаляют из организма мертвые и поврежденные клетки, бактерии, раковые клетки и клеточный мусор.

Процесс, посредством которого макрофаги поглощают и переваривают клетки и патогены, называется фагоцитозом.

Макрофаги также помогают в клеточном или адаптивном иммунитете, захватывая и представляя информацию о чужеродных антигенах иммунным клеткам, называемые лимфоцитами.

Это позволяет иммунной системе лучше защищаться от будущих атак тех же “захватчиков”.

Кроме того, макрофаги участвуют в других важных функциях в организме, включая производство гормонов, гомеостаз, иммунную регуляцию и заживление ран.

Фагоцитоз макрофага

Фагоцитоз позволяет макрофагам избавляться от вредных или нежелательных веществ в организме. Фагоцитоз – это форма эндоцитоза, при котором вещество поглощается и разрушается клеткой. Этот процесс инициируется, когда макрофаг обращается к инородному веществу при помощи антител.

Антитела представляют собой белки, продуцируемые лимфоцитами, которые связываются с чужеродным веществом (антигеном), помещая его в клетку для разрушения. Как только антиген обнаружен, макрофаг отправляет проекции, которые окружают и поглощают антиген (бактерии, вирусы, мертвые клетки и т.д.

), окружая его в везикуле.

Интернализованный везикул, содержащий антиген, называется фагосомой. Лизосомы в макрофаге сливаются с фагосомой, образуя фаголисосому.

Лизосомы являются мембранными мешочками гидролитических ферментов, образованных комплексом Гольджи, которые способны переваривать органический материал.

ферментов в лизосомах высвобождается в фаголисосому, а постороннее вещество быстро деградирует. Затем деградированный материал выталкивается из макрофага.

Развитие макрофагов

Макрофаги развиваются из лейкоцитов, называемых моноцитами. Моноциты представляют собой самый большой тип лейкоцитов. У них большое одиночное ядро, которое часто имеет почечную форму. Моноциты продуцируются в костном мозге и циркулируют в крови от одного до трех дней.

Эти клетки выходят из кровеносных сосудов, проходя через эндотелий кровеносных сосудов, чтобы войти в ткани. После достижения своего назначения моноциты превращаются в макрофаги или в другие иммунные клетки, называемые дендритными клетками.

Дендритные клетки помогают в развитии антигенного иммунитета.

Макрофаги, которые отличаются от моноцитов, специфичны для ткани или органа, в которых они локализируются.

Когда возникает потребность в большем количестве макрофагов в определенной ткани, живые макрофаги продуцируют белки, называемые цитокинами, вызывающие ответные моноциты, чтобы развиться в необходимый тип макрофаг.

Например, макрофаги, борющиеся с инфекцией, производят цитокины, способствующие развитию макрофагов, которые специализируются на борьбе с патогенами. Макрофаги, которые специализируются на заживлении ран и восстановлении тканей, развиваются из цитокинов, полученных в ответ на повреждение тканей.

Функция и расположение макрофагов

Макрофаги встречаются почти во всех тканях тела и выполняют ряд функций вне иммунитета. Макрофаги помогают в производстве половых гормонов в мужских и женских половых органах.

Они способствуют развитию сетей кровеносных сосудов в яичнике, что жизненно важно для производства гормона прогестерона. Прогестерон играет важную роль в имплантации эмбриона в матку.

Кроме того, макрофаги, присутствующие в глазу, помогают развить сети кровеносных сосудов, необходимые для правильного зрения. Примеры макрофагов, которые находятся в других местах тела, включают:

  • Центральная нервная система: микроглии – глиальные клетки, обнаруженные в нервной ткани. Эти чрезвычайно маленькие клетки патрулируют головной и спинной мозг, удаляя клеточные отходы и защищая от микроорганизмов.
  • Жировая ткань: макрофаги в жировой ткани защищают от микробов, а также помогают жировым клеткам поддерживать чувствительность организма к инсулину.
  • Покровная система: клетки Лангерганса представляют собой макрофаги в коже, служащие иммунной функции и помогают в развитии клеток кожи.
  • Почки: макрофаги в почках помогают фильтровать микробы из крови и способствовать образованию протоков.
  • Селезенка: макрофаги в красной мякоти селезенки помогают фильтровать поврежденные эритроциты и микробы из крови.
  • Лимфатическая система: макрофаги, хранящиеся в центральной области лимфатических узлов, фильтруют лимфу с микробами.
  • Репродуктивная система: макрофаги в гонадах помогают в развитии половых клеток, эмбриона и производстве стероидных гормонов.
  • Пищеварительная система: макрофаги в кишечнике контролируют окружающую среду, защищающую от микробов.
  • Легкие: альвеолярные макрофаги, удаляют микробы, пыль и другие частицы с дыхательных поверхностей.
  • Кость: макрофаги в кости могут развиться в костные клетки, называемые остеокластами. Остеокласты помогают реабсорбировать и ассимилировать костные компоненты. Незрелые клетки, из которых образуются макрофаги, находятся в несосудистых отделах костного мозга.

Макрофаги и заболевания

Хотя основной функцией макрофагов является защита от бактерий и вирусов, иногда эти патогены могут уклоняться от иммунной системы и инфицировать иммунные клетки. Аденовирусы, ВИЧ и бактерии, вызывающие туберкулез, являются примерами патогенов, которые вызывают заболевание, заражая макрофаги.

В дополнение к этим типам заболеваний макрофаги связаны с развитием таких заболеваний, как сердечно-сосудистые, диабет и рак. Макрофаги в сердце способствуют сердечно-сосудистым заболеваниям, помогая в развитии атеросклероза. При атеросклерозе стенки артерии становятся толстыми вследствие хронического воспаления, вызванного лейкоцитами.

Макрофаги в жировой ткани могут вызвать воспаление, которое индуцирует устойчивость жировых клеток к инсулину. Это может привести к развитию диабета. Хроническое воспаление, вызванное макрофагами, также может способствовать развитию и росту раковых клеток.

Ученые нашли способ регулировать активность макрофагов

Макрофаги

Макрофаг поглощает патогены

Макрофаги – это клетки, которые играют ключевую роль в воспалении. Новые исследования – под руководством Тринити-колледжа в Дублине в Ирландии – обнаружили ранее неизвестный процесс, который может отключить синтез воспалительных факторов в макрофагах.

Ученые предполагают, что новое открытие улучшит наше понимание воспаления и инфекции.

Они надеются, что это приведет к новым методам лечения воспалительных патологий, таких как сердечные заболевания, ревматоидный артрит и воспалительные заболевания кишечника.

Их недавнее открытие относится к молекуле, известной как итаконат, которую макрофаги производят из глюкозы. Предыдущие исследования уже показали, что итаконат помогает регулировать функцию макрофагов, но механизмы в то время были неизвестны.

Давно известно, что макрофаги вызывают воспаление, но только что мы обнаружили, что их можно “остановить” при помощи итаконата.

Используя человеческие клетки и мышиные модели, Luke O’Neill и его коллеги обнаружили, что производство итаконата было похоже на активацию “выключенного переключателя” на макрофаге, которая приводила к снижению воспаления.

Исследователи сообщают о своих выводах в статье, опубликованной в журнале Nature.

Воспаление и макрофаги

Воспаление – это серия биохимических реакций, запускаемых иммунной системой, когда она обнаруживает то, что может нанести вред нашему организму. Мы можем видеть и чувствовать воспаление, когда, например, пораним палец: область раны набухает, краснеет, прореживается и становится болезненной.

По мере развития процесса воспаления группы разных клеток выделяют вещества, которые, в свою очередь, вызывают ряд реакций. Например, они заставляют кровеносные сосуды расширяться и становиться проницаемыми, так что большее количество клеток крови может достигать места повреждения. При этом происходит раздражение нервных окончаний, чтобы сообщения о боли транслировались в мозг.

Однако эта мощная система защиты также может срабатывать, когда иммунитет ошибочно атакует здоровые клетки и ткани (явление, известное как аутоагрессия иммунной системы). Это приводит к хроническим воспалительным заболеваниям, которые могут длиться много лет, а иногда даже всю жизнь.

Макрофаги представляют собой разнообразные клетки, которые участвуют во многих важных процессах в организме, включая воспаление.

Итаконат и интерфероны типа I (ИФН I)

Как и многие клетки, макрофаги в качестве энергии используют глюкозу. Однако, они также могут использовать глюкозу для производства итаконата. Ученые знали, что итаконат помогает регулировать многие клеточные процессы в макрофагах, но связанная с этим биохимия была неясна.

В новом исследовании профессор Luke O’Neill со своей командой впервые показали, что итаконат необходим для активации противовоспалительного фактора транскрипции Nrf2 в макрофагах мыши и человека.

Nrf2 – это белок в организме млекопитающего, который играет решающую роль в восстановлении поврежденных тканей и препятствует возникновению злокачественных новообразований. Обнаруживая проблему, белок Nrf2 может активировать до двухсот генов, с помощью которых будет произведен “ремонт” клетки.

Ученые продемонстрировали, как, изменяя производство нескольких воспалительных белков, итаконат защищал мышей от смертельного воспаления, которое может возникнуть во время инфекции.

Одним из эффектов производства итаконата было ограничение воспалительной реакции, включающей интерфероны I типа.

Интерфероны I типа (ИФН I) представляют собой группу белков, которые влияют на иммунные реакции, возникающие при заражении вирусами, бактериями, грибами и другими патогенами.

Известно, что белки особенно важны для защиты от вирусов. Однако они могут также вызывать нежелательные реакции при некоторых типах инфекций.

Итаконат является критическим противовоспалительным метаболитом, который действует через Nrf2, чтобы ограничить воспаление и модулировать интерфероны I типа.

Будучи первым, кто описывает химические реакции, связанные с противовоспалительными эффектами итаконата, исследование представляет собой новаторскую работу в области изучения воспаления.

Теперь ученые планируют выяснить, как использовать полученные результаты для создания новых противовоспалительных препаратов.

Мы надеемся, что наша работа сможет помочь многим людям с аутоиммунными заболевания.

В дополнение к исследователям из Тринити-колледжа в Дублине, участие в работе принимали ученые из Гарвардской медицинской школе в Бостоне, Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, Университета Кембриджа, Оксфордского университета, Университета Данди и фармацевтической компании GlaxoSmithKline.

Разница между нейтрофилами и макрофагами

Макрофаги

Нейтрофилы и макрофаги – это два типа клеток крови, обнаруживаемые у млекопитающих. И макрофаги, и нейтрофилы участвуют в врожденном иммунитете, выступая в роли фагоцитов, которые поглощают и уничтожают патогены, мертвые клетки и остатки dellis.

Но они различаются по своей морфологии и функции в организме.

главное отличие между нейтрофилами и макрофагами нейтрофилы – это гранулоциты, которые работают как фагоциты только в кровотоке, тогда как макрофаги – это агранулоциты, которые работают как фагоциты внутри тканей.

Ключевые области покрыты

1. Что такое нейтрофилы – определение, виды, характеристики

2. Что такое макрофаги

– определение, виды, характеристики

3. Каковы сходства между нейтрофилами и макрофагами

– Общие черты

4. В чем разница между нейтрофилами и макрофагами

– Сравнение основных различий

Ключевые слова: агранулоциты, хемотаксис, дегрануляция, гранулоциты, лизосома, макрофаги, моноциты, нейтрофилы, нейтропения, псевдоподия, фагоцитоз, фагосома, лейкоциты

Что такое нейтрофилы

Нейтрофилы являются наиболее распространенным типом лейкоцитов в крови. Они содержат зернистую цитоплазму, а также ядро ​​с двумя-пятью долями. Нормальный взрослый человек производит около 100 миллиардов нейтрофилов в день. Нейтрофилы являются одними из первых клеток, мигрирующих в область воспаления, после сигналов цитокинов, производимых инфицированными клетками.

Этот процесс миграции называется хемотаксис, Нейтрофилы показывают амебоидное движение, расширяя длинные выступы, называемые псевдоподии, Они поглощают микроорганизмы, клеточный мусор, а также мертвые клетки активными фагоцитоз, Ферменты, хранящиеся в гранулах, участвуют в расщеплении фагоцитированных частиц.

Во время метаболизма внутри гранул образуется перекись водорода. Фагоцитированные частицы заключаются в вакуоль, в который выделяется перекись водорода, и под действием перекиси водорода частицы разрушаются. Истощение гранул упоминается как дегрануляции, Количество нейтрофилов увеличивается из-за острых инфекций.

Аномальные меньшие числа нейтрофилов упоминаются как нейтропения, Нейтрофил показан в Рисунок 1.

Рисунок 1: Нейтрофил

Что такое макрофаги

Макрофаги представляют собой тип лейкоцитов, которые активны в тканях и способны фагоцитировать микроорганизмы. Циркулирующие клетки, называемые моноцитами, способны мигрировать в инфицированные ткани и дифференцироваться в макрофаги. Как моноциты, так и макрофаги являются агранулоцитами.

Макрофаги поглощают нежелательные частицы и образуют фагосому. это фагосоме слит с лизосомой, содержащей ферменты, чтобы переварить фагоцитированную частицу. Фагоциты могут быть обнаружены в клетках Лангерганса в коже, клетках Купфера в печени, пигментированном эпителии глаза и микроглии в мозге.

фигура 2 ниже показан макрофаг, образующий две псевдоподии для поглощения частиц.

Рисунок 2: Макрофаг

Сходства между нейтрофилами и макрофагами

  • И нейтрофилы, и макрофаги происходят из костного мозга.
  • Оба они являются профессиональными фагоцитами, которые участвуют в врожденном иммунитете путем фагоцитоза.
  • Оба обнаруживают патогены и помогают инициировать воспаление.
  • Оба служат антигенпрезентирующими клетками.
  • Оба способны усиливать воспаление, а также ограничивать или подавлять воспаление.
  • Они способствуют восстановлению тканей.
  • Ни нейтрофилы, ни макрофаги не способны разлагать или детоксифицировать компоненты яда животных.

Определение

Нейтрофилы: Нейтрофил представляет собой зернистый лейкоцит, состоящий из ядра с тремя-пятью долями.

Макрофаги: Макрофаг – это большая лейкоцит, который поглощает инородные частицы в организме.

Форма Ядра

Нейтрофилы: Нейтрофилы имеют многолепестковое ядро.

Макрофаги: Макрофаги имеют крупное ядро ​​округлой формы.

Гранулоцитов / агранулоциты

Нейтрофилы: Нейтрофилы – это гранулоциты.

Макрофаги: Макрофаги являются агранулоцитами.

Составить

Нейтрофилы: Нейтрофилы составляют 50-70% циркулирующих лейкоцитов.

Макрофаги: Моноциты составляют 2-8% циркулирующих лейкоцитов.

Разница в фенотипе

Нейтрофилы: Нейтрофилы состоят из Ly6G+и МПО+ рецепторы на клеточной мембране.

Макрофаги: Макрофаги состоят из EMR1+, CD107b+ (Mac-3+) и CD68+ рецепторы на клеточной мембране.

Сайт созревания

Нейтрофилы: Нейтрофилы созревают в костном мозге.

Макрофаги: Макрофаги созревают в тканях.

Зрелые клетки в обращении

Нейтрофилы: Зрелые нейтрофилы находятся в обращении.

Макрофаги: Очень мало макрофагов можно найти в обращении.

Зрелые клетки, завербованные в ткани из обращения

Нейтрофилы: Во время врожденного и приобретенного иммунитета зрелые нейтрофилы мигрируют из кровообращения в ткани.

Макрофаги: Только незрелые моноциты мигрируют из кровообращения в ткани.

Нормальное проживание зрелых клеток в соединительных тканях

Нейтрофилы: Зрелые нейтрофилы не находятся в соединительной ткани.

Макрофаги: Зрелые макрофаги обычно находятся в соединительной ткани.

Фенотипически различимые субпопуляции в разных тканях

Нейтрофилы: Никаких фенотипических изменений не наблюдается в нейтрофилах.

Макрофаги: Макрофаги состоят из фенотипически различных субпопуляций в разных тканях.

Пролиферативная способность зрелых клеток

Нейтрофилы: Обычно зрелые нейтрофилы неспособны размножаться.

Макрофаги: Макрофаги М2 способны размножаться при определенных обстоятельствах.

Срок жизни

Нейтрофилы: Продолжительность жизни нейтрофилов обычно составляет несколько дней.

Макрофаги: Продолжительность жизни макрофагов составляет от недель до месяцев.

Роль

Нейтрофилы: Нейтрофилы первыми атакуют бактерии в месте заражения. Действие нейтрофилов формирует гной.

Макрофаги: Моноциты из кровообращения попадают в периферические ткани, превращаясь в тканевые макрофаги, которые поглощают крупные частицы и патогены.

Заключение

Нейтрофилы и макрофаги являются профессиональными фагоцитами, обнаруженными в организме. Оба они участвуют в уничтожении патогенных микроорганизмов и нежелательных частиц, таких как клеточный мусор и мертвые клетки.

Нейтрофилы происходят из костного мозга и созревают во время кровообращения. Макрофаги происходят из моноцитов, которые также происходят из костного мозга. Моноциты мигрируют в ткани и становятся макрофагами.

В этом основное отличие нейтрофилов от макрофагов.

Ссылка:

«Нейтрофил». Британская энциклопедия. Encyclopædia Britannica, inc., N.d. Web.

Что такое макрофаги? GcMAF уникальный препарат для активации деятельности макрофагов

Макрофаги

МАКРОФАГИ. Макрофаг (с др.

греческого большой пожиратель») представляют собой особый вид крупных белых клеток крови, которые одновременно с теми клетками, которые, по сути, являются их предшественниками создают симбиоз, именуемый системой монуклеарных фагоцитов (с др. греческого «поглощать (есть) клетку»). В качестве клеток-предшественников  в данном  случае выступают монобласты промоциты и моноциты.

 Происхождение и назначение  макрофагов 

Макрофаги называют клетками-«мусорщиками» неспроста, так как  все, с чем они соприкасаются, поглощается  и уничтожается посредством переваривания.

Определенная доля  макрофагов постоянно располагается в определенных местах: в капиллярах и лимфатических узлах, в печени, в легких, в соединительной и нервной тканях, в костях, включая костный мозг.

Другие блуждают между клетками, постепенно скапливаясь в тех местах, где наиболее вероятно проникновение в организм того или иного возбудителя инфекции.

 
Все типы макрофагов происходят из  моноцитов крови, а моноциты,  в свою очередь, появляются  из промоноцитов костного мозга, постепенносозревающих  из более ранних клеток-предшественников до достижения определенной стадии.

Примечательно, что  у макрофагов существует обратная связь с этими клетками-предшественниками; обеспечиваемая благодаря их способности  продуцировать в кровь  цитокины (ростовые факторы), которые поступают с кровью в костный мозг, тем самым усиливая естественные процессы деления клеток, образованных ранее. Данный процесс активизируется, например, при наличии тех или иных инфекций,  когда многие макрофаги погибают в борьбе с «врагами»,  им на сменупоставляются  новые макрофаги, в ускоренном темпе  созревающие в костном мозге. 

Как «работают»  макрофаги при наличии инфекций  в организме?

Первыми из иммунных клеток с микробом встречаются макрофаги, являясь своего рода «разведчиком», цель которого тщательно изучить враждебную ему клетку при помощи своих рецепторов, в качестве которых выступают разные молекулы, расположенные на их  поверхности.

После проникновения  в организм вирусы, бактерии, паразиты (микробы)  выделяют свои молекулы-токсины; макрофаги распознают их своими соответствующими рецепторами и концентрируются в месте максимального скопления «врагов» в очаге.

Там начинается основная работа макрофагов захватить «врагов» (фаготицоз), попытаться  убить их во внутриклеточных вакуолях и переварить, то есть очистить организм от «врагов». 

Воздействие  микробных токсинов на конкретные  рецепторы является  сигналом для  активации генов в геноме макрофагов. Макрофаг выделяет в кровь молекулы-цитокины, выступающие в качестве связующего звена  между макрофагами  и клетками всего  организма.

 Функционируя непосредственно  в очаге инфекции, макрофаги нарабатывают и выделяют молекулы интерлейкина-1, которые посредством кровотока направляются  в мозг и уже там оказывают нужное воздействие  на центр терморегуляции, в результате чего  у пациента  повышается температура,включая таким образом  один из самых древних основных защитных  механизмов организма.  В результате размножение большинства паразитирующих микробов  при повышенной температуре резко замедляется;  защитные же клетки наоборот становятся гораздо  болееактивными, что делает борьбу с заболеванием гораздо эффективней.  Молекулы интерлейкина-1 действуют через свои рецепторы на лимфоциты, передавая им сигнал активации.  Продукт макрофагов интерлейкин-1 способен запустить серию  других цитокинов интерлейкины-2,3,4,5,6,7,8,9  итд, которые находят соответствующие рецепторы на  Т- лимфоцитах,  В-лимфоцитах и других клетках, передавая им  сигналы, способствующие активации отдельных функций. Это исключительно важно в  тех случаях, когда  одни макрофаги,  без подключения дополнительных «сил», не в состоянии побороть инфекцию, вследствие чего  возникает необходимость включения иммунного ответа одновременно всех  звеньев иммунитета. Непосредственно в очаге инфекции макрофаги постоянно нарабатывают определенные  продукты, среди которых особое место  уделяетсяотдельным молекулам, именуемым фактор некроза опухолей (ФНО). Такое название связано  с их способностью к поражению  клеток- мишеней, к числу которых относятся и опухолевые клетки.  Ранее их  гибель расценивалась не иначе как некроз.  Рецепторы, предназначенные для данного фактора,  обнаружены на поверхности всех  ядерных клеток,  что обеспечивает возможность ФНО вмешиваться в разные процессы. Фактор некроза опухолей  имеет непосредственное отношение к направлению молекул в  очаг инфекции, откуда они начинают активное  рецепторное воздействие на эндотелиальные клетки внутренней оболочки сосудов. В  эндотелиальных клетках активации подвергаются гены, ответственные за синтез особых молекул, которые  обеспечивают прилипание к сосудистой стенке  циркулирующих в крови гранулоцитов, моноцитов, лимфоцитов. 

Прилипание к эндотелию для клетки шаг к выходу из сосуда и мобилизации в очаге инфекции.  ФНО помогает макрофагам, способствуетувеличению  количества макрофагов в очаге инфекции.

 У  самих макрофагов  есть рецепторы для ФНО, через которые он может  активировать макрофаги, посылая с поверхности этих клеток сигналы к ядру, после чего включаются разные гены для организации  ответа на «вторжение». 

GcMAF уникальный препарат для активации деятельности макрофагов 

К сожалению для  нас, несмотря на свои колоссальные возможности, макрофаги могут быть неактивны.

Например, все клетки злокачественных опухолей, а также вирусные и инфекционные клетки продуцируют белок альфа-N- ацетилгалактозаминидаза (нагалаза), который блокирует продукцию GcMAF-гликопротеина, стимулирующего активацию макрофагов, препятствуя таким образом нормальной деятельности иммунной системы.

 А  в отсутствии активности иммунной системы неконтролируемо развиваются  злокачественные опухоли и возрастает уровень вирусных инфекций. На этот случай существует препарат GcMAF, который активирует макрофаги и усиливает активность иммунного ответа. Приобрести подлинный GcMAF можно в  клинике доктора Ведова. 

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

Макрофаги

Иммунитетом называется совокупность клеточных и гуморальных средств защиты организма от инфекционных и опухолевых заболеваний. Реализуется благодаря существованию таких клеток, как лимфоциты, плазмоциты и макрофаги. Что это такое, следует разобраться детальнее. Значение этих клеток действительно велико для организма и обеспечения его жизнедеятельности в агрессивной окружающей среде.

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 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.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.