Макрофаги перитонеального экссудата как модель фагоцитоза и нарушений фагоцитарной активности - реферат

Макрофаги

С вободные Резидентные

Перитонеальные Печеночные

Легочные

Активация – не только повышение активности и усиление метаболизма, цитотоксичности, но и увеличение числа вовлеченных в процесс клеток.

Макрофаги

Активированные 5% Интактные 95%

Активация

Специфическая Неспецифическая

(с помощью Тх1 и АТ) (разл. фарм. препараты, ЛПС, токсины)

Модель на перитонеальных МФ

Среда 199 (пит.в-ва,

а/б, T=37°)

Регистрация данных

1. Прямой визуальный подсчет

2. Оценка хемотаксиса методом Бойдена

3. НТС-тест

4. Хемилюминесценция

5. Радиометрия

6. Ферментативные методы

7. Иммунологические методы

Цитотоксичность

Б ЦЖ, Циклофосфамид (Активация) ИЛ-1, ФНО, Ростовые факторы, PG E2

Атипичные

клетки не

чувствительны

к данным агентам

Опыт с хитозаном

Макрофаг Т-лимфоцит

Усиление контактного вза­имодействия тимоцитов с макрофагами ИЛ-2, ИФγ Активация МФ

Содержание

Краткий экскурс в историю…………………………………………………………………………………………….. 2

Современное состояние учения о фагоцитозе……………………………………………………………..5

Макрофаги перитонеального экссудата как модель

фагоцитоза и нарушений фагоцитарной активности…………………………………………….13

Получение модели………………………………………………………………………………………………………….14

Методы регистрации результатов…………………………………………....................................................14

Некоторые моделируемые процессы

СНИЖЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПЕРИТОНЕАЛЬНЫХ

МАКРОФАГОВ МЫШЕИ В УСЛОВИЯХ СОЧЕТАННОГО

ПРИ­МЕНЕНИЯ СТАФИЛОКОККОВОГО ЭНТЕРОТОКСИНА ТИПА А И ЭНДОТОКСИНА………………………………………………17

ОТМЕНА УСИЛИВАЮЩЕГО ФАГОЦИТОЗ ДЕЙСТВИЯ ОПСОНИНОВ

С ПОМОЩЬЮ ФРАГМЕНТОВ АНТИТЕЛ ПРОТИВ Fc-РЕЦЕПТОРОВ МАКРОФАГОВ……………………………...................................18

УСИЛЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ХИТОЗАНА РЕАКЦИИ

КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МАКРОФАГА С ТИМОЦИТАМИ in vitro…………………………………………………………..19

АКТИВАЦИЯ ФАГОЦИТАРНЫХ КЛЕТОК И КЛЕТОЧНОГО

ИММУНИТЕТА СИНТЕТИЧЕСКИМИ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТАМИ………………………………………………………………………………20

АКТИВАЦИЯ МАКРОФАГОВ ПОД ВЛИЯНИ­ЕМ СИНТЕТИЧЕСКОГО АНТИОКСИДАНТА……………………………………………… 22

_{ФАГОЦИТАРНАЯ АКТИВНОСТЬ МАКРОФАГОВ}

_{ПЕРИТОНЕАЛЬНОГО ЭКССУДАТА МЫШЕЙ ДЕЙСТВИИ ПРЕПАРАТОВ ПЛАТИНЫ………………………………………………………23}

ИЗУЧЕНИЕ ФАГОЦИТАРНОЙ АКТИВНОСТИ ПЕРИТОНЕАЛЬНЫХ МАКРОФАГОВ В

ОТ­НОШЕНИИ YERSINIA PESTIS С ДЕФЕКТНЫ­МИ И ПОЛНОЦЕННЫМИ FRA-ГЕНАМИ…………………………………………………25

ВЛИЯНИЕ МОДИФИКАТОРОВ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОТВЕТА ПРИРОДНОГО

ПРОИСХОЖДЕНИЯ НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ МАКРОФАГОВ……………………………………………………………….26

ПЕРИТОНЕАЛЬНЫЕ МАКРОФАГИ КАК МОДЕЛЬ

ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ АТЕРОГЕННОГО ПОТЕНЦИАЛА СЫВОРОТКИ КРОВИ……………………………………………………………………...29

ВЛИЯНИЕ ГАМК, ГОМК И ГЛУТАМИНОВОИ

КИСЛОТЫ НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ ФАГОЦИТОВ……………………………………………………………………………32

Заключение………………………………………………………………………. ……………………………………………………………33

Некоторые другие модели изучения фагоцитоза……………………………………………………………… 34

Литература…………………………………………………………………………………………………………………………………………36

Краткий экскурс в историю

Более 100 лет прошло с момента открытия фагоцитар­ной теории, созданной нашим великим натурали­стом, лауреатом Нобелевской премии И. И. Меч­никовым. Открытие, осмысление явления фагоци­тоза и формулирование в общих чертах основ фагоцитарной теории было сделано им в декабре 1882 г. В 1883 г. он изложил основы новой фаго­цитарной теории в докладе «О целебных силах организма» в Одессе на VII съезде естествоиспы­тателей и врачей и опубликовал их в печати. Были впервые высказаны основные по­ложения фагоцитарной теории, которые И. И. Мечников развивал в последующем на протяжении всей своей жизни. Хотя сам факт поглощения живыми клетками других частиц был описан многими натуралистами задолго до ученого, однако только он дал блестящее толкование огромной роли фагоцитов в защите организма от болезнетворных микробов.

Много позже к 70-летнему юбилею ученого коллега и друг И. И. Мечникова Эмиль Ру напи­шет: «Сегодня, мой друг, Вы наблюдаете доктри­ну фагоцитоза со спокойным удовлетворением отца, дитя которого сделало хорошую карьеру в мире, но сколько беспокойств оно Вам доста­вило! Его появление вызвало протесты и сопро­тивление и в течение двадцати лет Вам пришлось сражаться за него». Доктрина фагоцитоза «...одна из наиболее плодотворных в биологии: она связала явление иммунитета с внутриклеточ­ным пищеварением, она объяснила нам механизм воспаления и атрофии; она оживила патологи­ческую анатомию, которая, не будучи в состоя­нии дать приемлемое объяснение, оставалась чисто описательной... Ваша эрудиция такая об­ширная и верная, что она служит всему миру».

И. И. Мечников утверждал, что «...иммунитет в инфекционных болезнях должен быть приписан активной целлюлярной деятельности. Среди кле­точных элементов фагоциты должны занять пер­вое место. Чувствительность и подвижность, способность поглощать твердые тела и выраба­тывать вещества, могущие разрушать и перева­ривать микробов — вот главные факторы деятельности фагоцитов. Если эти свойства в достаточ­ной мере развиты и парализуют патогенное действие микробов, тогда животное от природы иммунно... когда фагоциты не обнаруживают наличия всех или одного из этих свойств в доста­точной степени, то животное восприимчиво к ин­фекции...». Вместе с тем, если бактериальные продукты вызывают у фагоцитов отрицательный хемотаксис или, если при положительном хемо­таксисе фагоциты не поглощают бактерий или поглощают, но не убивают их, — также развива­ется смертельная инфекция. Решение фундамен­тальных проблем сравнительной эмбриологии и биологии, приведшее к крупнейшим открытиям ученого, позволило И. И. Мечникову установить, что «фагоцитоз чрезвычайно распространен в жи­вотном мире... как на самой низшей ступени животной лестницы, например, у простейших, так и ...у млекопитающих животных и человека... фа­гоциты представляют собой мезенхимальные клетки».

И. И. Меч­ников был в то же время первым, кто занялся сравнительным изучением явления фагоцитоза. Внимание ученого было обращено не только на традиционные лабораторные объекты, но и на таких представителей мира животных, как даф­нии, морские звезды, крокодилы, обезьяны. Сравнительное изучение фагоцитоза было необ­ходимо И. И. Мечникову для доказательства всеобщности явлений поглощения и разрушения чужеродного материала фагоцитирующими мононуклеарами, широкого распространения в при­роде изучаемой им формы иммунологической за­щиты.

Клеточная теория Мечникова сразу наткнулась на сопротивление. Прежде всего она была предложена в то время, когда большинство патологов видели в воспалительной реакции, а также в связанных с ней микрофагах и макрофагах не защитную, а вредоносную реакцию. В то время считали даже, что, хотя фагоцитирующие клетки действительно способны поглощать болезнетворные микроорганизмы, это приводит не к разрушению возбудителя, а к переносу его в другие части тела и распространению болезни. Также в тот период времени интенсивно развивалась гуморальная теория иммунитета, основы которой были заложены П.Эрлихом. Были открыты антитела и антигены, были выявлены механизмы гуморальной устойчивости организма против некоторых патогенных микроорганизмов и их токсинов (дифтерия, столбняк и др.). Как это ни странно, но два таких открытия не могли некоторое время ужиться вместе. Позднее в 1888 г. Наттолл нашел в сыворотке нормальных животных вещества, токсичные для некоторых микроорганизмов, и показал, что такие антибактериальные свойства значительно повышаются в результате иммунизации животного. В дальнейшем было обнаружено, что в сыворотке имеются два разных вещества, совместное действие которых приводит к лизису бактерий: термостабильный фактор, затем идентифицированный как сывороточные антитела, и термолабильный фактор, названный комплементом, или алексином (от греч. aleksein - защищать). Ученик самого Мечникова Борде описал лизис эритроцитов гуморальными антителами и комплементом, и большинство исследователей стали соглашаться с Кохом, что победу одержали гуморалисты. Мечников и его ученики отнюдь не собирались сдаваться. Были поставлены простые опыты, в которых микробы, помещенные в маленький мешочек из фильтровальной бумаги, защищающий их от фагоцитов, сохраняли свою вирулентность, хотя буквально купались в тканевой жидкости, богатой антителами. В Англии сэр Элмрот Райт и С. Р. Дуглас попытались примирить различия между этими двумя школами в своих капитальных исследованиях процесса опсонизации (от греч. opsonein - делать съедобным). Эти ученые утверждали, что клеточный и гуморальный факторы являются одинаково важными и взаимозависимыми в том отношении, что гуморальные антитела, специфически реагируя со своей мишенью - микроорганизмом, подготавливают его к фагоцитозу макрофагами.

В 1908 г. Шведская академия удостоила Нобелевской премии по медицине совместно Мечникова - основателя клеточного направления и Эрлиха - олицетворявшего гуморалистские идеи того времени. Они были удостоены премии в качестве «признания их работ по иммунитету».

Заслуга Мечникова состоит не только в создании им гениальной теории. Еще ранее он начал изучать заразные болезни человека и домашних животных: вместе со своим учеником Н. Ф. Гамалеей он изучал туберкулез, чуму рогатого скота, искал способы борьбы с вредителями сельского хозяйства. К 1886 г. относится одно из важнейших событий в истории русской медицины. Летом этого года в Одессе начала работать созданная Мечниковым и его талантливым учеником Н. Ф. Гамалеей первая русская бактериологическая станция. Он создал в России крупнейшую научную школу микробиологов. Выдающиеся ученые Н. Ф. Гамалея, Д. К. Заболотный, Л. А. Тарасевич и многие другие были учениками И. И. Мечникова. Илья Ильич Мечников умер в 1916 году, до конца жизни занимаясь вопросами иммунологии и клеточного иммунитета. А наука об иммунитете быстро и стремительно развивалась. В этот период было необычайно много работ и ученых, изучавших факторы внутренней защиты организма.

Период с 1910 по 1940гг. был периодом  серологии.  В это время было сформулировано положение о специфичности и о том, что АТ являются естественными, высоковариабельными глобулинами. Большую роль здесь сыграли работы Ландштейнера, который пришел в выводу, что  специфичность антител не является абсолютной.

С 1905 появились работы (Сarrel, Guthrie) по трансплантации органов. В 1930г. К.Ландштейнер открывает группы крови. Работами по фагоцитозу, бактериофагии, вирусам, патогенезу чумы занимается Амадей Боррель. Премия присуждена Ф. Макфарлейну Бернету (1899 - 1985) и Питеру Медавару (1915 - Англия) «за открытие приобретенной иммунолотической толерантности». Медавар показал, что отторжение чужеродного кожного трансплантата подчиняется всем правилам иммунологической специфичности, и в основе его лежат такие же механизмы, как и при защите от бактериальных и вирусных инфекций. Последующая работа, которую он провел вместе с рядом учеников, заложила прочную основу для развития трансплантационной иммунобиологии, которая стала важной научной дисциплиной и в дальнейшем обеспечила многие достижения в области клинической трансплантации органов. Бернет опубликовал книгу «Образование антител» (1941 г.). Со своим коллегой, Франком Феннером, Бернет утверждал, что способность к иммунологическим реакциям возникает на сравнительно поздних стадиям эмбрионального развития и при этом происходит запоминание существующих маркеров «своего» у антигенов, присутствующих в данный момент. Организм в последующем приобретает к ним толерантность и не способен отвечать на них иммунологической реакцией. Все антигены, которые не запомнились, будут восприниматься как «не свои» и смогут в дальнейшем вызывать иммунологический ответ. Было высказано предположение, что любой антиген, введенный в течение этого критического периода развития, будет затем восприниматься как свой и вызывать толерантность, в результате чего не сможет в дальнейшем активировать иммунную систему. Эти идеи были далее развиты Бернетом в его клонально-селекционной теории образования антител. Предположения Бернета и Феннера были подвергнуты экспериментальной проверке в исследованиях Медавара, который в 1953 г. на мышах чистых линий получили четкое подтверждение гипотезы Бернета - Феннера, описав феномен, которому Медавар дал название приобретенной иммунологической толерантности.

В 1969г. одновременно несколькими авторами (Р.Петров, М.Беренбаум, И.Ройт) была предложена   трехклеточная схема кооперации  иммуноцитов в иммунном ответе (Т-, В-лимфоцитов и макрофагов), определившая на многие годы изучение механизмов иммунного ответа,  субпопуляционной организации клеток системы иммунитета.

Существенную роль в этих исследованиях сыграли кинематографические методы. Возможность непрерывного динамического изучения микробиологических объектов in vivo и in vitro в условиях, совместимых с их жизнедеятельностью, визуализация невидимых для человеческого глаза электромагнитных излучений, регистрация как быстрых, так и медленных процессов, управление масштабом времени и некоторые другие характерные особенности исследовательской кинематографии открыли большие и во многих отношениях уникальные возможности для изучения взаимодействия клеток.

Представление о фагоцитах за истекшее время подверглось существенной эволюции. В 1970 г. Van Furth и соавт. предложили новую классификацию, выделяющую МФ из РЭС в от­дельную систему мононуклеарных фагоцитов. Исследователи отдали дань уважения И. И. Меч­никову, пользовавшемуся термином «мононуклеарный фагоцит» еще в начале XX века. Фагоцитарная теория не стала, однако, неиз­меняемой догмой. Непрерывно накопляемые нау­кой факты изменили и усложнили понимание тех явлений, в которых фагоцитоз казался решаю­щим или единственным фактором.

Можно утверждать, что в наши дни созданное И. И. Мечниковым учение о фагоцитах пережива­ет свое второе рождение, новые факты значитель­но обогатили его, показав, как это и предсказы­вал Илья Ильич, огромное общебиологическое значение. Теория И. И. Мечникова явилась мощ­ным индуктором прогресса иммунологии во всем мире, большой вклад в него внесли советские ученые. Однако и сегодня основные положения теории остаются незыблемыми.

Первостепенное значение фагоцитарной систе­мы подтверждается созданием в США общества ученых, занимающихся изучением ретикулоэндотелиальной системы (РЭС), издается специальный «Journal of Reticulo-Endothelial Society».

В последующие годы развитие фагоцитарной теории связано с открытием цитокиновой регуляции иммунного ответа и, конечно, изучения влияния цитокинов на клеточный ответ в том числе и макрофагов. На заре этих открытий стоя ли работы таких ученых, как Н.Ерне,

Г. Келер, Ц. Милштейн.

В СССР бурный интерес к фагоцитам и связанным с ними процессами наблюдался в 80-е годы. Здесь необходимо отметить работы А.Н.Маянского, изучавшего влияния макрофагов не только в свете их иммунной функции. Он показал значение клеток РЭС на функционирование таких органов как печень, легкие, желудочно-кишечный тракт. Работы также проводили А.Д. Адо, В.М.Земсков, В.Г.Галактионов, эксперименты по изучению работы МФ в очаге хронического воспаления ставил Серов.

Следует сказать, что в 90-е годы интерес к неспецифическому звену иммунитета упал. Отчасти это можно объяснить тем, что все усилия ученых были в основном устремлены к лимфоцитам, но особенно – к цитокинам. Можно сказать, что сейчас продолжается «цитокиновый бум».

Однако это ни в коем случае не означает, что актуальность проблемы упала. Фагоцитоз составляет пример того процесса, интерес к которому не может пропасть. Будет открытие новых факторов стимулирующих его активность, будут обнаружены вещества угнетающие РЭС. Будут открытия, уточняющие тонкие механизмы взаимодействия МФ с лимфоцитами, с клетками интерстиция, с антигенными структурами. Особенно это может быть актуально сейчас в связи с проблемой опухолевого роста и СПИД’а. Остается надеяться, что в ряду открытий, начатых великим Мечниковым, будут стоять имена русских ученых.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ УЧЕНИЯ О ФАГОЦИТОЗЕ

Основные положения о фагоцитах и систе­ме фагоцитоза, блестяще сформулированные И. И. Мечниковым и разработанные его учениками и последователями, надолго определи­ли развитие этого важнейшего направления био­логии и медицины. Идея о противоинфекционном иммунитете, которая так увлекла современников И. И. Мечникова, сыграла решающую роль в ста­новлении клеточной иммунологии, эволюции взглядов на воспаление, физиологию и патологию реактивности и резистентности организма. Па­радоксально и вместе с тем закономерно, что уче­ние о фагоцитозе началось с крупных обобщений и концепций, которые на протяжении многих лет дополнялись фактами частного характера, мало повлиявшими на развитие проблемы в целом. Волна современной иммунологической информа­ции, изобилие изящных методов и гипотез напра­вили интересы многих исследователей в сторону изучения лимфоцитарных механизмов клеточного и гуморального иммунитета. И если иммунологи быстро поняли, что без макрофага им не обой­тись, то судьба другого класса фагоцитирующих клеток — полинуклеарных (сегментоядерных) лейкоцитов — до недавнего времени оставалась неясной. Только теперь можно с уверенностью сказать, что и эта проблема, сделав за последние 5—10 лет качественный скачок, прочно утверди­лась и успешно развивается не только иммуноло­гами, но и представителями смежных профес­сий — физиологами, патологами, биохимиками, клиницистами. Изучение полинуклеарных фаго­цитов (нейтрофилов) — один из немногих при­меров в цитофизиологии, а тем более в иммуно­логии, когда число исследований на объекте «че­ловеческого происхождения» превосходит количе­ство работ, выполненных в эксперименте на жи­вотных.

Сегодня учение о фагоцитозе — это совокуп­ность представлений о свободных и фиксирован­ных клетках костномозгового происхождения, которые, обладая мощным цитотоксическим по­тенциалом, исключительной реактивностью и вы­сокой мобилизационной готовностью, выступают в первой линии эффекторных механизмов иммунологического гомеостаза. Противомикробная функция воспринимается как частный, хотя и важный, эпизод этой общей стратегии. Доказаны мощные цитотоксические потенции моно- и полинуклеарных фагоцитов, ко­торые, кроме бактерицидности, находят выраже­ние в уничтожении малигнизированных и иных форм патологически измененных клеток, альтерации тканей при неспецифическом воспалении в иммунопатологических процессах. Если нейтрофилы (доминирующий тип полинуклеаров) почти всегда нацелены на деструкцию, то функции мононуклеарных фагоцитов сложнее и глубже. Они участвуют не только в разрушении, но и в созидании, запуская фибробластические процессы и репаративные реакции, синтезируя комплекс био­логически активных субстанций (факторы комп­лемента, индукторы миелопоэза, иммунорегуляторные белки, фибронектини пр.). Сбы­вается стратегический прогноз И. И. Мечникова, который всегда смотрел на фагоцитарные реак­ции с общефизиологических позиций, утверждая значение фагоцитов не только в защите от «вред­ных деятелей», но и в общей борьбе за гомеостаз, которая сводится к поддержанию относительного постоянства внутренней среды организма. «При иммунитете, атрофии, воспалении и излечении, во всех явлениях, имеющих величайшее значение в патологии, участвуют фагоциты».

Мононуклеарные фагоциты, которые ранее относили к ретикулоэндотелиальной системе, выделе­ны в самостоятельное семейство клеток — систе­му мононуклеарных фагоцитов, которая объеди­няет моноциты костного мозга и крови, свобод­ные, и фиксированные тканевые макрофаги. Доказано, что, выходя из крови, моноцит ме­няется, адаптируясь к условиям той среды, в ко­торую попадает. Это обеспечивает специализа­цию клетки, т. е. максимальное соответствие тем условиям, в которых ей предстоит «работать». Не исключена и другая альтернатива. Подобие мо­ноцитов может быть чисто внешним (как это слу­чилось с лимфоцитами), и часть из них предетерминирована к трансформации в различнее вари­анты макрофагов. Гетерогенность зрелых нейтрофилов хотя и существует, но выражена гораздо слабее. Они почти не меняются морфологически, попадая в ткани, в отличие от макрофагов жи­вут там недолго (не более 2—5 сут) и явно не обладают пластичностью, присущей моноцитам. Это высокодифференцированные клетки, кото­рые практически заканчивают свое развитие в костном мозге. Не случайно, известные в прошлом попытки отыскать корреляцию между сегментацией ядра и способностью лейкоцитов к фагоцитозу не увенчались успехом. Тем не менее идея о функциональной неоднородности морфологически зрелых нейтрофилов продолжа­ет получать подтверждения. Известны различия между нейтрофилами костного мозга и перифе­рической крови, нейтрофилами крови, тка­ней и экссудатов. Причины и физиоло­гический смысл этих особенностей неизвестны. По-видимому, изменчивость полинуклеаров в от­личие от моноцитов-макрофагов носит тактиче­ский характер.

Изучение фагоцитоза ведется согласно классическим постулатам И. И. Мечникова о фазах фагоцитарной реакции — хемотаксису, аттракции (связывании) и поглощении_, уничтожении (переваривании). К характеристике каждого из этих процессов в настоящее время приковано внимание, им посвящают монографии, обзоры. Результаты многочисленных исследований позво­лили углубиться в суть этих реакций, конкретизи­ровать молекулярные факторы, лежащие в их ос­нове, нащупать общие узлы и вскрыть частные механизмы клеточной реактивности. Фагоцитоз служит прекрасной моделью для изучения мигра­ционной функции, пространственной ориентации клеток и их органелл, слияния и новообразова­ния мембран, регуляции клеточного гомеостаза и других процессов. Иногда фагоцитоз нередко отождествляют с поглощени­ем. Это явно неудачно, ибо нарушает исторически сложившееся представление о фагоцитозе как об интегральном процессе, который объединяет сумму клеточных реакций, начиная с распознавания объекта и кончая его разрушением или стремлением к разрушению. С функциональной точки зрения фагоциты могут пребывать в двух состояниях — покоящемся и активирован­ном. В наиболее общем виде активация — есть результат преобразования внешнего стимула в реакцию эффекторных органелл. Больше пишут об активированном макрофаге, хотя в прин­ципе то же самое можно сделать и для полинук­леаров. Надо выбрать лишь точку отсчета — к примеру, функциональный статус в сосудистом русле нормального организма. Активация разли­чается не только степенью возбуждения индиви­дуальных клеток, но и масштабом охвата клеточ­ной популяции в целом. В норме активировано небольшое количество фагоцитов. Появление раз­дражителя резко меняет этот показатель, отра­жая подключение фагоцитов к реакциям, корри­гирующим внутреннюю среду организма. Стремление проактивировать фагоцитарную систему, усилив тем самым ее эффекторные возможности, неоднократно звучало в работах И. И. Мечнико­ва. Современные исследования по адъювантам, биологическим и фармакологическим модулято­рам мононуклеарных и полинуклеарных фагоци­тов по существу развивают эту мысль с позиций межклеточной кооперации, общей и частной па­тологии. В этом видится перспектива рациональ­ного воздействия на воспаление, репаративные и регенеративные процессы, иммунопатологию, резистентность к острому и хроническому стрессу, устойчивость к инфекциям, опухолям и пр.

Многие признаки активации стереотипны, повторяясь у всех фагоцитирующих клеток. К ним относятся изменение активности лизосомальных и мембранных ферментов, усиление энергетиче­ского и окислительного метаболизма, синтетических и секреторных процессов, изменение адгезивных свойств и рецепторной функции плазматической мембраны, способности к случайной ми­грации и хемотаксису, поглощению и цитотоксичности. Если учесть, что каждая из этих реакций по своей природе интегративна, то количество ча­стных признаков, по которым можно судить о возбуждении клеток, будет огромным.

Один и тот же раздражитель способен индуцировать все или большинство признаков актива­ции. Однако это, скорее, исключение, чем прави­ло. Сегодня многое известно о конкретных меха­низмах, реализующих эффекторные свойства моно и полинуклеарных фагоцитов. Расшифрована структурная основа двигательных реакций, открыты органеллы, обес­печивающие векторную ориентацию в простран­стве, изучены закономерности и кинетика образо­вания фаголизосом, установлена природа цитотоксичности и бактерицидности, определены син­тетические и секреторные потенции, обнаружены рецепторные и каталитические процессы в плаз­матической мембране и пр. Становится все более очевидным, что дискретные проявления клеточ­ной реактивности обеспечиваются или по крайней мере инициируются обособленными механиз­мами и могут возникать независимо друг от дру­га. Удается подавить или усилить хемотаксис, не изменив способности к поглощению и цитоток­сичности, секреция не связана с поглощением, повышение адгезивности не зависит от потребле­ния кислорода и т. д. Известны генетические дефекты, когда выпадает одна или несколько из перечисленных функций, причем многие из них стереотипны по клинической симптоматике. Если к этому присовокупить патологию медиаторных систем, генерирующих хемоаттрактанты и опсонины, станет понятно, насколько сложным и одно­временно конкретным должен быть сегодня диа­гноз, констатирующий нарушение фагоцитоза.

Крупным событием явилось утверждение моле­кулярных основ цитотоксичности (в том числе бактерицидности) и ее отношения к реактивно­сти клеток. Стремление понять сущность реакций, приводящих к гибели поглощенных бактерий, проглядывает в большинстве работ И. И. Мечни­кова. Многие годы эта проблема традиционно сводилась к «перевариванию», в котором участву­ют гидролитические ферменты (цитазы, по И. И. Мечникову), определяющие, как полагали, антимикробные свойства фагоцитов. Эта позиция была сильно поколеблена, после того как оказа­лось, что лизосомальные гидролазы обладают слабой бактерицидностью in vitro или лишены ее. В основу современных взглядов положены наблюдения, свидетельствующие об усилении окислительного метаболизма активированных фагоцитов и разобщении двух главных собы­тий — киллинг-эффекта и дегра­дации убитых, нежизнеспособных объектов. Прежняя терминология, в которой закреплена причинная связь между уничтожением живой ми­шени и переваривающей функцией клетки, оставлена. Переваривание, которое обу­словлено кислыми и нейтральными гидролазами, преформированными в гранулах, является вторич­ным и нацелено на объекты, убитые зависимыми и независимыми от кислорода механизмами — биооксидантами, системой миелопероксидазы, катионными белками, лактоферрином, лизоцимом. Реализация цитотоксичности отражает реактивное возбуждение фагоцитирующих кле­ток, которые секретируют эффекторные молеку­лы внутрь фагосом (с образованием фаголизосом) либо наружу, атакуя внеклеточные (непо­глощенные) объекты. То, что количество кислорода, поглощаемого лейкоцитами, значительно увеличивается при фа­гоцитозе, известно давно. Однако истинное значение этого феномена, который в современ­ной литературе часто называют респираторным, или метаболическим, взрывом, осмыслено лишь в последние годы. В отличие от многих клеток кис­лородное дыхание не является системой жизне­обеспечения фагоцитов — они хорошо переносят гипоксию и выполняют ряд функций в условиях анаэробиоза. При помощи респираторного взрыва моноциты-макрофаги и нейтрофилы решают чи­сто эффекторные задачи, «вооружаясь» против микробов и других объектов, которые восприни­маются ими как антигомеостатические факторы. В анаэробной среде фагоциты сохраняют способ­ность к поглощению, но резко снижают токсич­ность в отношении многих патогенных и условно-патогенных бактерий. Ключевой механизм сводится к активации мембранных оксидаз, ката­лизирующих перенос электронов с НАДФН на молекулярный кислород. Это стимулиру­ет окисление глюкозы в гексозомонофосфатном шунте, приводя к гиперпродукции перекиси водо­рода и свободных радикалов кислорода - биологических оксидантов с мощными цитотоксическими потенциями. Клини­ческое значение подобных реакций стало очевид­ным после того, как было обнаружено фатальное снижение противоинфекционного иммунитета у детей с врожденной патологией системы респи­раторного взрыва нейтрофилов. Впрочем, было бы неверно противопоставлять различные антимикробные факторы. Их эффективность во многом зависит от взаимной сбалансированности условий, в которых происходит фагоцитоз, вида микроба. Нейтрофилы, лишенные возможности использовать бактерицидные свойства активированного кислорода, тем не менее нормально уби­вают эпидермальный стафилококк, синегнойную палочку, зеленящий стрептококк, облигатные анаэробы. Относительная устойчивость к фагоцитозу определяется суммой признаков — поверхностными свойствами микробной клетки, наличием факторов типа лейкотоксинов и антифагинов, инактивацией биооксидантов и пр. Давно обнаружена способность некоторых бакте­рий тормозить образование фаголизосом. Этот механизм, который исключает контакт с цитотоксическими компонентами фа­гоцитов, обеспечивает длительное персистирование в макрофагах туберкулезной палочки, a в нейтрофилах — бруцелл, а также других микроорганизмов. Одну из при­чин видят в повышении внутриклеточного уров­ня циклического аденозинмонофосфата, блокиру­ющего мобилизацию гранул и их слияние с фагосомами. Этот пример показывает, насколько глубокими могут быть взаимоотношения, которые складываются в процессе фагоцитоза.

Становление взглядов на механизмы цитотоксичности фагоцитов не подорвало мечниковской концепции о цитазах как о медиаторах, опосредующих деструктивные функции клеток. И. И. Мечников не раз подчеркивал, что, кроме разрушения микробов, фагоциты способны по­вреждать собственные ткани. Эти идеи получили блестящее развитие в современных работах по ферментологии лизосомальных гранул и спосо­бам их подключения к фагоцитарным реакциям. В гранулах моно- и полинуклеарных фагоцитов идентифицирован большой арсенал гидролитиче­ских ферментов (нейтральных и кислых гидролаз), для каждого из которых можно подыскать мишень во внеклеточном пространстве. Под их прицелом находятся коллагеновые и эластиновые волокна, пептидогликановый матрикс хря­ща, фибронектин, факторы комплемента, систе­мы калликреин-кининов, свертывания, фибрино-лиза, иммуноглобулины, клеточные мембраны. В противовес старым представлениям се­годня сделан акцент на активном, секреторном высвобождении эффекторных молекул, которое значительно повышает эффекторную пла­стичность клетки, позволяя в кратчайший срок мобилизовать и рационально использовать свои возможности в физиологических ситуациях и в ходе разнообразных патологических процессов. Секретируя, фагоциты воздействуют на другие медиаторные системы и разрушают внеклеточ­ные объекты, размер которых исключает возмож­ность поглощения. Так, по-видимому, обстоит де­ло при эмфиземе легких, в реакциях на иммунные комплексы, при остром и хрони­ческом воспалении. Кроме гидролаз и других компонентов лизосомальных гранул, активированные фагоци­ты выделяют пирогены, интерфероны и интерфероноподобные вещества, простагландины, тромбоксаны, биооксиданты, монокины, факторы, стимулирующие предшественники миелопоэза и пр. Лейкотриены вызывают сокращение гладких мышц и повыше­ние сосудистой проницаемости, действуя в 100— 10000 раз сильнее, чем гистамин.

Прав был И. И. Мечни­ков, когда говорил о широком спектре задач, ре­шаемых фагоцитами, и многообразии их функ­циональных контактов («живой цепи», по И. И. Мечникову) с другими клетками и тканя­ми. Активированные макрофаги и нейтрофилы служат одним из самых ярких примеров экстрен­ной мобилизации эффекторных механизмов с об­ширной сферой приложения в масштабе не толь­ко соединительной ткани, но и всего организма.

Активаторы моноцитов-макрофагов и полинуклеаров образуются в системах комплемента, свертывания, фибринолиза, калликреин-кининов, иммуноглобулинов, выделяются лимфоцитами, фибробластами, тромбоцитами, эндотелием. Сложные взаимоотношения складываются и внут­ри самой фагоцитарной системы. Моноцитарный инфильтрат при воспалении формируется под влиянием хемоаттрактантов, про­дуцируемых нейтрофилами, которые первыми мигрируют в зону альтерации. В свою оче­редь моноциты и макрофаги выделяют факторы, избирательно активирующие нейтрофилы. Существенное значение имеет функциональ­ная кооперация между однотипными фагоцита­ми, которая предполагает участие «аутокаталитических» механизмов, контролирующих мигра­ционную, секреторную и другие функции активи­рованных клеток. Липоксигеназные ме­таболиты арахидоновой кислоты — различные варианты гидроксиэйкозантетраеновые кислоты хемотаксичны в ничтожных дозах (особенно для нейтрофилов) и, являясь потенциальными «осколками» клеточного метаболизма унифицируют сигналы, которые обеспечи­вают направленную миграцию фагоцитов в очаги тканевого повреждения. Любая травма любой ткани может стать инициатором подобных реакций. В этом прослеживается один из универсальных механизмов гомеостаза — внутри популяции фагоцитов, в масштабе соеди­нительной ткани, за ее пределами.

Из сказанного следует важный вывод. Трудно подыскать такое изменение внутренней среды ор­ганизма, которое бы не фиксировалось системой фагоцитоза. Являясь мощными эффекторами, фагоциты превращаются в узел связи, своего рода стратегическую мишень, через которую трансфор­мируются все реакции крови и соединительной ткани. Особенно показательны нейтрофилы. Об­мениваясь в циркуляции каждые 5 ч, они как бы фотографируют сдвиги, которые происходят в те­чение этого периода, являясь своеобразным зер­калом гомеостаза. Не случайно, что индикатор­ные тесты, основанные на высокой реактивности полинуклеаров, давно используются в клинике и по информативности нередко превосходят другие гематологические показатели.

Много внимания уделяется молекулярным ме­ханизмам активации фагоцитов. В соответствии с общими принципами современной цитофизиологии схема фагоцитарной реакции предусматрива­ет распознавание и рецепцию (связывание) внешнего сигнала, реактивные изменения в плазмати­ческой мембране, активацию внутриклеточных сигналов-посредников, функциональную транс­формацию эффекторных органелл. Открытие стимуляторов с из­вестной структурой привело к заключение, что их воздействие на фагоциты опосредуется через дискретные участки плазматической мембраны — специфические рецепторы, которые по молеку­лярной конфигурации комплементарны стимули­рующему агенту. Это определяет важнейшее свойство плазматической мембраны — дифферен­цировать молекулярный профиль внешних раз­дражителей и трансформировать его в опреде­ленную форму клеточного ответа. Макрофаги и нейтрофилы рецептируют Fc-фрагмент IgG- и IgA-иммуноглобулинов, производные комплемен­та (СЗЬ, C3d, СЗе, С5а, С567), различные хемоаттрактанты, пектины, бактериальные гликопротеиды, фибронектин, адрен- и холинергические агенты, гистамин, кортикостероиды, эстрогены и пр. Вместе они опре­деляют фармакологический профиль,

т. е реак­тивность клетки к соответствующему набору функциональных модуляторов. Выясняется, что рецепторный аппарат — весьма динамичная си­стема. Имея определенный стартовый уровень, она меняется в зависимости от конкретной об­становки и состояния клеток. Ин­тенсивность специфической рецепции является одной из самых интересных форм реактивности, управление которой позволит воздействовать на наиболее ранние этапы фагоцитарного процесса. Принципиально, что экспрессия разных рецепто­ров меняется несинхронно, дифференцируется фармакологическими агентами и приводит к не­одинаковым функциональным последствиям. Пассивная по чисто внешним признакам (к примеру, хемоаттрактанты связываются разрушен­ными клетками) рецепция сопровождается мо­лекулярными сдвигами в плазматической мем­бране, многие из которых играют ключевую роль в активации клетки. Один из постулатов совре­менной цитофизиологии, утверждающий функ­циональное или даже структурное единство ре­цепторов и ферментов плазматической мембраны (эктоферментов), нашел отражение и в исследо­ваниях по фагоцитозу. В составе плазматической мембраны фагоцитов обнаружены серинэстеразы, протеиназы, аденилатциклазы, оксидазы, АТФ-азы. Полагают, что они активируются при сти­муляции, воспринимая изменения молекулярной топографии клеточной поверхности. Ферментоло­гия плазматической мембраны отражает стрем­ление понять механизмы, инициирующие пере­ключение энергии раздражения в энергию клеточного возбуждения Поиски универсального фермента-инициатора не оправдались, что, ско­рее, говорит о специфике различных форм кле­точной реактивности, нежели отрицает саму идею эктоферментного опосредования. Не увенча­лись успехом и поиски универсального медиаторного звена между реакциями плазматической мембраны и эффекторными органеллами. На эту роль претендовали циклические нуклеотиды, Са²+, производные активированного кислорода. Каждый из них контролирует более или менее сложный набор клеточных функций, но в целом их эффект неуниверсален. Напротив, есть факты, которые убеждают, что внутрикле­точное опосредование может быть полидетерминантным, т. е. зависит от совместного действия нескольких медиаторов. Именно такое сочетание определяет конечную форму ответа и свойствен­но большинству фагоцитарных реакций. По пос­ледним данным, механизмы, обеспечивающие выход на одни и те же органеллы, могут быть неодинаковы для разных стимуляторов. Глубокое развитие получили идеи И. И. Меч­никова и его современников об опсонинах, сыг­равшие некогда решающую роль в объединении клеточных и гуморальных концепций иммуните­та. Понятие об опсонинах сформулировано в 1903 г., а усиление фагоцитоза в сывороточной среде замечено еще раньше. Однако лишь послед­ние десятилетия ознаменовалось радикальными успехами в изучении молекулярных основ опсонической функции и ее реализации на уровне клеток-эффекторов. К семейству опсонинов обычно относят четыре группы хорошо охарактеризованных сывороточ­ных белков — IgG, СЗ (СЗЬ), фибронектин, С-реактивный белок, однако в действительности их, очевидно, больше. Наиболее уни­версальными свойствами обладают СЗЬ- и IgG-антитела. Кооперируясь друг с другом, они создают мощный опсонический заслон, который традиционно считается одним из главных факто­ров противоинфекционного иммунитета. Функции других опсонинов, по-видимому, более ограничен­ны, их активность сильнее зависит от свойств фагоцитируемого объекта и типа фагоцитов. Именно неоднородность субстратов, с которыми приходится сталкиваться фагоцитирующим клет­кам, следует