Glavne funkcije makrofagov vključujejo. Kaj so makrofagi? GcMAF je edinstveno zdravilo za aktiviranje aktivnosti makrofagov

Dober dan, dragi bralci!
Zadnjič sem vam povedal o zelo pomembni skupini krvnih celic - ki so pravi borci fronte imunske obrambe. Niso pa edini udeleženci operacij za zajem in uničenje "sovražnikovih agentov" v našem telesu. Imajo pomočnike. In danes želim nadaljevati svojo zgodbo in študij funkcijo levkociti - agranulociti. V to skupino spadajo tudi limfociti, v citoplazmi katerih granulacije ni.
Monocit je največji predstavnik levkocitov. Njegov premer celic je 10-15 mikronov, citoplazma je napolnjena z velikim jedrom v obliki fižola. V krvi jih je malo, le 2 - 6%. Toda v kostnem mozgu se tvorijo v velikih količinah in zorijo v enakih mikrokolonijah kot nevtrofilci. Toda ob vstopu v kri se njune poti razhajajo. Neutrofili, potujejo skozi plovila in so vedno v pripravljenosti # 1. In monociti se hitro razširijo po organih in se tam spremenijo v makrofage. Polovica jih gre v jetra, preostanek pa se naseli v vranici, črevesju, pljučih itd.

Makrofagi - to so sedeči, končno zreli. Tako kot nevtrofilci so sposobni fagocitoze, vendar imajo poleg tega svojo vplivno sfero in druge posebne naloge. Pod mikroskopom je makrofag zelo izrazita celica z impresivnimi dimenzijami do 40-50 mikronov v premeru. To je prava mobilna tovarna za sintezo posebnih beljakovin za lastne potrebe in za sosednje celice. Izkaže se, da lahko makrofag sintetizira in izloči do 80 na dan! različne kemične spojine. Morda se boste vprašali: katere aktivne snovi izločajo makrofagi? Odvisno je od tega, kje makrofagi živijo in katere funkcije opravljajo.

Levkocitne funkcije:

Začnimo s kostnim mozgom. V procesu obnove kosti obstajata dve vrsti makrofagov - osteoklasti in osteoblasti. Osteoklasti nenehno krožijo skozi kostno tkivo, poiščejo stare celice in jih uničijo, tako da puščajo prostor za bodoči kostni mozeg, osteoblasti pa tvorijo novo tkivo. Makrofagi to naredijo s sintezo in izločanjem posebnih stimulirajočih beljakovin, encimov in hormonov. Na primer, sintetizirajo kolagenazo in fosfatazo, da uničijo kosti, in eritropoetin za rast rdečih krvnih celic.
Obstajajo tudi celice - "medicinske sestre" in celice - "redarji", ki zagotavljajo hitro razmnoževanje in normalno zorenje krvnih celic v kostnem mozgu. Hematopoeza v kosteh je otoček - sredi takšne kolonije se nahaja makrofag, naokoli pa so nabito rdeče celice različnih starosti. Makrofag, ki izpolnjuje funkcijo doječe matere, rastoče celice oskrbuje s hrano - aminokislinami, ogljikovimi hidrati, maščobnimi kislinami.

Pri jetrih igrajo posebno vlogo. Tam jih imenujejo Kupfferjeve celice. Makrofagi, ki aktivno delujejo v jetrih, absorbirajo različne škodljive snovi in \u200b\u200bdelce iz črevesja. Skupaj z jetrnimi celicami sodelujejo pri predelavi maščobnih kislin, holesterola in lipidov. Tako nepričakovano sodelujejo pri nastajanju holesterolovih plakov na stenah krvnih žil in pojavu ateroskleroze.

Ni še povsem jasno, kako se začne aterosklerotični proces. Morda se tu sproži zmotna reakcija na "njihove" lipoproteine \u200b\u200bv krvi in \u200b\u200bmakrofagi, kot so budne imunske celice, jih začnejo zajemati. Izkaže se, da ima zaslepljenost makrofagov tako pozitivne kot negativne strani. Zajem in uničevanje mikrobov je seveda dobro. Toda prekomerna absorpcija maščobnih snovi makrofagov je slaba in verjetno vodi v patologijo, ki je nevarna za zdravje ljudi in življenje.

Toda makrofagi težko delijo, kaj je dobro in kaj je slabo za makrofage, zato je naša naloga ublažiti usodo makrofagov in poskrbeti za lastno zdravje in zdravje jeter: spremljati prehrano, zmanjšati porabo živil, ki vsebujejo veliko maščob in holesterola, in dvakrat letno porabiti za toksine in toksini.

Zdaj pa se pogovorimo makrofagi, dela v pljučih.

Vdihani zrak in kri v pljučnih žilah sta ločeni z najtanjšo mejo. Razumete, kako pomembno je v teh pogojih zagotoviti sterilnost dihalnih poti! Tako je, tu to funkcijo opravljajo tudi makrofagi, ki se sprehajajo po vezivnem tkivu pljuč.
Vedno so napolnjene z ostanki mrtvih pljučnih celic in mikrobov, ki jih vdihujejo iz okoliškega zraka. Pljučni makrofagi se množijo prav tam, v območju njihovega delovanja, in njihovo število se pri kroničnih boleznih dihal dramatično poveča.

Za kadilce! Prašni delci in snovi iz katrana iz tobačnega dima močno dražijo zgornje dihalne poti. načine, poškodujejo sluznične celice bronhijev in alveolov. Pljučni makrofagi te škodljive kemične izdelke seveda zajamejo in razstrupijo. Pri kadilcih se aktivnost, število in celo velikost makrofagov močno poveča. Toda po 15 - 20 letih se meja njihove zanesljivosti izčrpa. Zlomijo se občutljive celične pregrade, ki ločujejo zrak in kri, okužba vdre v globino pljučnega tkiva in začne se vnetje. Makrofagi ne morejo več v celoti delovati kot filtri mikrobov in dajejo mesto granulocitom. Torej, dolgotrajno kajenje vodi v kronični bronhitis in zmanjšanje dihalne površine pljuč. Preveč aktivni makrofagi pojedo elastična vlakna pljučnega tkiva, kar vodi v oteženo dihanje in hipoksijo.

Najbolj žalostno je, da makrofagi, ki se obrabijo in raztrgajo, prenehajo opravljati zelo pomembne funkcije - to je sposobnost boja proti malignim celicam. Zato je kronični hepatitis prepreden z razvojem jetrnih tumorjev, kronična pljučnica - pljučni rak.

Makrofagi vranica.

V vranici makrofagi delujejo kot "morilci", uničujejo starajoče se rdeče krvne celice. Na membranah eritrocitov so izpostavljeni izdajalske beljakovine, ki so signal za izločanje. Mimogrede, uničenje starih eritrocitov se dogaja tako v jetrih kot v samem kostnem mozgu - kjer koli so makrofagi. V vranici je ta proces najbolj očiten.

Tako so makrofagi odlični delavci in najpomembnejši redniki našega telesa, hkrati pa opravljajo več ključnih vlog naenkrat:

  1. sodelovanje pri fagocitozi,
  2. ohranjanje in predelava pomembnih hranilnih snovi za potrebe telesa,
  3. sproščanje več deset beljakovin in drugih biološko aktivnih snovi, ki uravnava rast krvnih celic in drugih tkiv.

No, tukaj vemo funkcije levkocitov - monociti in makrofagi. In spet ne ostane časa za limfocite. O njih, najmanjših zagovornikih našega telesa, bomo govorili naslednjič.
V vmesnem času izboljšamo zdravje in okrepimo imunski sistem s poslušanjem Mozartove zdravilne glasbe - Simfonije srca:


Želim vam dobro zdravje in blaginjo!

Makrofag je večplasten in vseprisoten

Pred sto tridesetimi leti je izjemen ruski raziskovalec I.I. Mečnikov je v poskusih na ličinkah morskih zvezd iz Mesine ožine naredil neverjetno odkritje, ki je drastično spremenilo ne samo življenje bodočega nobelovca, temveč je tudi obrnilo takratne ideje o imunskem sistemu.

Znanstvenik je s pritrditvijo rožnatega trnja v prozorno telo ličinke odkril, da velike ameboidne celice obdajajo in napadajo drobce. In če bi bilo vesoljsko telo majhno, bi lahko te potujoče celice, ki jih je Mečnikov poimenoval fagociti (iz grško. Požiralca), vesolje popolnoma absorbirale.

Dolga leta je veljalo, da fagociti v telesu opravljajo funkcije "sil hitre reakcije". Vendar pa so nedavne študije pokazale, da te celice zaradi svoje ogromne funkcionalne plastičnosti "določajo tudi vreme" številnih presnovnih, imunoloških in vnetnih procesov, tako v normalnih pogojih kot v patologiji. Zaradi tega so fagociti obetaven cilj pri razvoju strategije zdravljenja številnih resnih človeških bolezni.

Makrofagi v tkivih lahko odvisno od svojega mikrookolja opravljajo tudi različne specializirane funkcije. Na primer, makrofagi kostnega tkiva - osteoklasti, sodelujejo tudi pri odstranjevanju kalcijevega hidroksiapatita iz kosti. Če ta funkcija ni zadostna, se razvije marmorna bolezen - kost postane prekomerno stisnjena in hkrati krhka.

Toda morda je najbolj presenetila lastnost makrofagov njihova ogromna plastičnost, torej sposobnost spreminjanja njihovega programa transkripcije ("vklop" določenih genov) in njihov videz (fenotip). Posledica te značilnosti je velika heterogenost celične populacije makrofagov, med katerimi niso samo "agresivne" celice, ki stojijo za zaščito gostiteljskega organizma; pa tudi celice s "polarno" funkcijo, ki so odgovorne za procese "mirne" obnove poškodovanih tkiv.

Lipidne "antene"

Makrofag je svojo potencialno "raznolikost" dolžan nenavadni organizaciji genskega materiala - tako imenovanemu odprtemu kromatinu. Ta nepopolno raziskana varianta strukture celičnega genoma zagotavlja hitro spremembo stopnje ekspresije (aktivnosti) gena kot odziv na različne dražljaje.

Izvajanje določene funkcije z makrofagom je odvisno od narave dražljajev, ki jih prejme. Če je dražljaj prepoznan kot "tujek", se aktivirajo tisti geni (in s tem tudi funkcije) makrofaga, katerih namen je uničiti "tujca". Vendar pa lahko makrofag aktivira tudi signalne molekule samega organizma, ki to imunsko celico spodbudijo k organizaciji in uravnavanju presnove. V miroljubnih razmerah, torej v odsotnosti patogena in s tem povezanega vnetnega procesa, makrofagi sodelujejo pri uravnavanju izražanja genov, odgovornih za presnovo lipidov in glukoze, diferenciaciji celic maščobnega tkiva.

Integracija medsebojno izključujočih "mirnih" in "vojaških" smeri dela makrofagov poteka s spreminjanjem aktivnosti receptorjev v celičnem jedru, ki so posebna skupina regulatornih beljakovin.

Med temi jedrskimi receptorji je treba posebej ločiti tako imenovane lipidne senzorje, to je beljakovine, ki so sposobne interakcije z lipidi (na primer oksidirane maščobne kisline ali derivati \u200b\u200bholesterola) (Smirnov, 2009). Motnje v delovanju teh lipidno občutljivih regulativnih beljakovin v makrofagih so lahko vzrok za sistemske presnovne motnje. Na primer, pomanjkanje makrofaga enega od teh jedrskih receptorjev, imenovanega PPAR-gama, vodi do razvoja sladkorne bolezni tipa 2 in neravnovesja v presnovi lipidov in ogljikovih hidratov v telesu.

Celična metamorfoza

V heterogeni skupnosti makrofagov na podlagi osnovnih značilnosti, ki določajo njihove temeljne funkcije, obstajajo tri glavne celične subpopulacije: makrofagi M1, M2 in Mox, ki so vpleteni v procese vnetja, obnovo poškodovanih tkiv in zaščito telesa pred oksidativnim stresom.

"Klasični" makrofag M1 se tvori iz predhodne celice (monocita) pod delovanjem kaskade znotrajceličnih signalov, ki se sprožijo po prepoznavanju infekcijskega sredstva s pomočjo posebnih receptorjev, ki se nahajajo na površini celice.

Tvorba "požiralca" M1 je posledica močne aktivacije genoma, ki jo spremlja sinteza več kot sto beljakovin - tako imenovani vnetni dejavniki. Sem spadajo encimi, ki spodbujajo nastajanje prostih kisikovih radikalov; beljakovine, ki privabijo druge celice imunskega sistema na mesto vnetja, pa tudi beljakovine, ki lahko uničijo bakterijsko membrano; vnetni citokini - snovi, ki imajo lastnosti, da aktivirajo imunske celice in strupeno vplivajo na preostalo celično okolje. V celici se aktivira fagocitoza, makrofag pa začne aktivno uničevati in prebavljati vse, kar pride po svoje (Shvarts in Svistelnik, 2012). Tako se pojavi žarišče vnetja.

Vendar pa že v začetnih fazah vnetnega procesa makrofag M1 začne aktivno ločevati protivnetne snovi - lipidne molekule z nizko molekulsko maso. Ti "drugostopenjski" signali začnejo aktivirati prej omenjene lipidne senzorje v novih "rekrutih" - monocitih, ki prispejo na mesto vnetja. Znotraj celice se sproži veriga dogodkov, zaradi česar se v določena regulativna področja DNK pošlje aktivirajoč signal, ki poveča izražanje genov, odgovornih za usklajevanje metabolizma in hkrati zavira aktivnost "vnetnih" (tj. Izzovejo vnetja) genov (Dushkin, 2012).

Torej, kot posledica alternativne aktivacije nastanejo makrofagi M2, ki dokončajo vnetni proces in spodbujajo obnovo tkiva. Populacijo makrofagov M2 lahko razdelimo v skupine glede na njihovo specializacijo: čistila mrtvih celic; celice, ki sodelujejo v reakciji pridobljene imunosti, pa tudi makrofagi, ki izločajo dejavnike, ki prispevajo k nadomestitvi odmrlih tkiv s vezivnim tkivom.

Druga skupina makrofagov, Moss, se tvori v razmerah tako imenovanega oksidativnega stresa, ko se v tkivih poveča tveganje za poškodbe prostih radikalov. Moss na primer predstavlja približno tretjino vseh makrofagov v aterosklerotičnih plakih. Te imunske celice niso samo odporne proti škodljivim dejavnikom, ampak tudi sodelujejo pri antioksidativni obrambi telesa (Gui et al., 2012).

Peneča kamikaze

Ena izmed najbolj intrigantnih metamorfoz makrofaga je njegova transformacija v tako imenovano penasto celico. Takšne celice so bile najdene v aterosklerotičnih plakih, ime pa so dobile zaradi svojega specifičnega videza: pod mikroskopom so spominjale na milnice. V resnici je penasta celica isti M1 makrofag, vendar napolnjena z maščobnimi vključki, ki so sestavljeni večinoma iz vodotopnega holesterola in spojin maščobnih kislin.

Predpostavljeno je bilo, da je splošno sprejeto, da se v steni aterosklerotičnih žil tvorijo penaste celice kot posledica nenadzorovane absorpcije makrofagov lipoproteinov nizke gostote, ki prenašajo "slab" holesterol. Vendar je bilo naknadno ugotovljeno, da lahko kopičenje lipidov in dramatično (več desetkrat!) Hitrost sinteze številnih lipidov v makrofagih v poskusu izzove le eno vnetje, ne da bi pri tem sodelovali lipoproteini nizke gostote (Dushkin, 2012).

To domnevo so potrdila klinična opazovanja: izkazalo se je, da se transformacija makrofagov v penasto celico pojavlja pri različnih boleznih vnetne narave: v sklepih - pri revmatoidnem artritisu, v maščobnem tkivu - pri sladkorni bolezni, v ledvicah - pri akutni in kronični insuficienci, v možganskem tkivu - pri encefalitisu ... Vendar je bilo potrebnih približno dvajset let raziskav, da smo razumeli, kako in zakaj se makrofag med vnetjem spremeni v celico, napolnjeno z lipidi.

Izkazalo se je, da aktiviranje vnetnih signalnih poti v makrofagih M1 vodi do "izklopa" samih lipidnih senzorjev, ki v normalnih pogojih nadzorujejo in normalizirajo presnovo lipidov (Dushkin, 2012). Ko se izklopijo, celica začne nabirati lipide. Hkrati nastali lipidni vključki sploh niso pasivni rezervoarji maščobe: lipidi, ki so vključeni v njihovo sestavo, lahko povečajo vnetne signalne kaskade. Glavni cilj vseh teh dramatičnih sprememb je na kakršen koli način aktivirati in okrepiti zaščitno funkcijo makrofaga, usmerjeno v uničenje "tujcev" (Melo, Drorak, 2012).

Vendar pa je visoka vsebnost holesterola in maščobnih kislin draga za penasto celico - spodbujajo njeno smrt z apoptozo, programirano celično smrtjo. Na zunanji površini membrane takšnih "obsojenih" celic najdemo fosfolipidni fosfatidilserin, ki se običajno nahaja znotraj celice: njegov videz zunaj je nekakšen "smrtni kolenec". To je signal "pojej me", ki ga sprejemajo makrofagi M2. Z absorpcijo celic apoptotične pene začnejo aktivno izločati mediatorje končne, obnovitvene stopnje vnetja.

Farmakološka tarča

Vnetje kot tipičen patološki proces in ključna udeležba makrofagov v njem je v takšni ali drugačni stopnji pomemben sestavni del predvsem nalezljivih bolezni, ki jih povzročajo različni patološki povzročitelji, od protozojev in bakterij do virusov: klamidijske okužbe, tuberkuloze, lejšmanioze, tripanosomioze itd. Hkrati imajo makrofagi, kot že omenjeno, pomembno, če že ne vodilno vlogo pri razvoju tako imenovanih presnovnih bolezni: ateroskleroza (glavni krivec srčno-žilnih bolezni), diabetes, nevrodegenerativne bolezni možganov (Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, posledice možganske kapi in kranialne bolezni -poškodbe možganov), revmatoidni artritis, pa tudi rak.

Sodobno znanje o vlogi lipidnih senzorjev pri nastajanju različnih fenotipov makrofagov je omogočilo razvoj strategije za nadzor teh celic pri različnih boleznih.

Tako se je izkazalo, da so se med evolucijo klamidije in tuberkulski bacili naučili uporabljati lipidne senzorje makrofagov, da bi spodbudili alternativno (v M2) aktivacijo makrofagov, ki zanje ni nevarna. Zaradi tega bakterija tuberkuloza, ki jo absorbira makrofag, lahko kopajo kot sir v olju v lipidnih vključkih, mirno čakajo na njegovo sproščanje in se po smrti makrofaga pomnožijo z uporabo vsebine mrtvih celic kot hrane (Melo in Drorak, 2012).

Če se v tem primeru uporabljajo sintetični aktivatorji lipidnih senzorjev, ki preprečujejo nastanek maščobnih vključkov in s tem preprečujejo "penasto" preobrazbo makrofaga, je mogoče zatirati rast in zmanjšati sposobnost nalezljivih patogenov. Vsaj pri poskusih na živalih je bilo že mogoče znatno zmanjšati onesnaženost pljuč miši s tuberkuloznimi bacili z uporabo stimulatorja enega od lipidnih senzorjev ali zaviralca sinteze maščobnih kislin (Lugo-Villarino et al., 2012).

Drugi primer so bolezni, kot so miokardni infarkt, možganska kap in gangrena spodnjih okončin, najnevarnejši zapleti ateroskleroze, ki jih povzroči ruptura tako imenovanih nestabilnih aterosklerotičnih plakov, ki jih spremlja takojšnja tvorba trombov in zamašitev krvne žile.

Tvorba tako nestabilnih aterosklerotičnih oblog olajša celica M1 makrofaga / pena, ki proizvaja encime, ki raztapljajo kolagenski plašč. V tem primeru je najučinkovitejša strategija zdravljenja preoblikovanje nestabilne obloge v stabilno, bogato s kolagenom, kar zahteva pretvorbo "agresivnega" makrofaga M1 v "pomirjenega" M2.

Eksperimentalni podatki kažejo, da je mogoče takšno spremembo makrofaga doseči s sušenjem nastajanja protivnetnih dejavnikov v njem. Takšne lastnosti imajo številni sintetični aktivatorji lipidnih senzorjev, pa tudi naravne snovi, na primer kurkumin, bioflavonoid, ki je del korenine kurkume, dobro znana indijska začimba.

Dodati je treba, da je takšna transformacija makrofagov pomembna pri debelosti in sladkorni bolezni tipa 2 (večina makrofagov v maščobnem tkivu ima M1 fenotip), pa tudi pri zdravljenju nevrodegenerativnih možganskih bolezni. V slednjem primeru se v možganskih tkivih zgodi "klasična" aktivacija makrofagov, kar vodi v poškodbe nevronov in kopičenje strupenih snovi. Preoblikovanje agresorjev M1 v mirne hišnike M2 in Moxa, ki uničujejo biološko "smeti", lahko kmalu postane vodilna strategija za zdravljenje teh bolezni (Walace, 2012).

Degeneracija rakavih celic je neločljivo povezana z vnetjem: na primer obstaja vsak razlog, da domnevamo, da 90% tumorjev v človeških jetrih nastane kot posledica prenesenega nalezljivega in strupenega hepatitisa. Zato je za preprečevanje raka potreben nadzor populacije makrofagov M1.

Vendar pa ni vse tako preprosto. Torej v že oblikovanem tumorju makrofagi večinoma pridobijo znake statusa M2, kar prispeva k preživetju, razmnoževanju in širjenju samih rakavih celic. Poleg tega takšni makrofagi začnejo zavirati protirakavi imunski odziv limfocitov. Zato se za zdravljenje že oblikovanih tumorjev razvija druga strategija, ki temelji na stimulaciji znakov klasične aktivacije M1 v makrofagih (Solinas et al., 2009).

Primer tega pristopa je tehnologija, razvita na Novosibirskem inštitutu za klinično imunologijo sibirske izpostave Ruske akademije medicinskih znanosti, v kateri se ob prisotnosti stimulanta zimosana, ki se nabira v celicah, gojijo makrofagi, pridobljeni iz krvi bolnikov z rakom. Makrofagi se nato vbrizgajo v tumor, kjer se zimozan sprosti in začne spodbujati klasično aktivacijo "tumorskih" makrofagov.

Danes je vse bolj očitno, da imajo spojine, ki povzročajo metamorfozo makrofagov, izrazit ateroprotektivni, antidiabetični, nevroprotektivni učinek, zaščitijo pa tudi tkiva pri avtoimunskih boleznih in revmatoidnem artritisu. Vendar so takšna zdravila, ki so danes na voljo v arzenalu zdravnika, fibrati in derivati \u200b\u200btiazolidona, čeprav zmanjšujejo umrljivost pri teh resnih boleznih, hkrati pa imajo izrazite hude stranske učinke.

Te okoliščine spodbujajo kemike in farmakologe k ustvarjanju varnih in učinkovitih analogov. V tujini - v ZDA, na Kitajskem, v Švici in Izraelu - že potekajo draga klinična preskušanja podobnih spojin sintetičnega in naravnega izvora. Kljub finančnim težavam ruski, vključno z Novosibirskim, svoj prispevek k reševanju tega problema tudi sami prispevajo.

Tako smo na oddelku za kemijo Novosibirske državne univerze dobili varno spojino TS-13, ki spodbuja tvorbo fagocitov Mox, ki ima izrazit protivnetni učinek in ima nevroprotektivni učinek v eksperimentalnem modelu Parkinsonove bolezni (Dyubchenko et al., 2006; Zenkov in sod., 2009) ...

Na novomeškem Inštitutu za organsko kemijo. NN Vorozhtsov SB RAS ustvaril varna antidiabetična in antiaterosklerotična zdravila, ki delujejo na več dejavnikov hkrati, zaradi česar se "agresivni" makrofag M1 spremeni v "miren" M2 (Dikalov et al., 2011). Zelo zanimivi so tudi zeliščni pripravki, pridobljeni iz grozdja, borovnic in drugih rastlin z uporabo mehanokemične tehnologije, razvite na Inštitutu za kemijo in mehanokemijo trdnih snovi SB RAS (Dushkin, 2010).

S pomočjo finančne podpore države je mogoče že v bližnji prihodnosti ustvariti domača sredstva za farmakološke in genetske manipulacije z makrofagi, zahvaljujoč katerih bo resnična priložnost, da te imunske celice iz agresivnih sovražnikov spremenijo v prijatelje, ki telesu pomagajo ohranjati ali obnoviti zdravje.

Literatura

Duškin M. I. Makrofag / penasta celica kot atribut vnetja: mehanizmi tvorbe in funkcionalna vloga // Biochemistry, 2012. T. 77. P. 419–432.

Smirnov A. N. Lipidna signalizacija v kontekstu aterogeneze // Biokemija. 2010.Vol. 75, str. 899-919.

Shvarts J. Sh., Svistelnik A. V. Funkcionalni fenotipi makrofagov in koncept polarizacije M1-M2. Del 1 Protivnetni fenotip. // Biokemija. 2012.Vol. 77.S. 312–329.

Trenutno se oblikuje razumevanje glavnih celičnih elementov imunskega sistema. Poleg njegovih glavnih strukturnih enot (T-, B-limfociti, MK) so pomembne pomožne celice. Te celice se od limfocitov razlikujejo tako po morfoloških kot tudi funkcionalnih lastnostih. Po klasifikaciji WHO (1972) se te celice združijo v mononuklearni fagocitni sistem. Vključuje celice kostnega mozga z gibljivostjo (kemotaksijo), sposobne aktivno fagocitozo in oprijemanje stekla. Mobilnost, fagocitoza, adhezija.

Mon / mf tvori MFS, ki vključuje krožeče monocite in makrofage, lokalizirane v različnih tkivih. Morfologija: kompaktno zaokroženo jedro (v nasprotju z granulocitnimi fagociti, ki imajo polimorfonuklearno strukturo). Celice vsebujejo številne encime kislinskega tipa: hidrolaze, peroksidaze itd., Ki se nahajajo v lizosomih, s katerimi je povezana funkcija znotrajceličnega uničenja fagocitnih mikroorganizmov. Velike so velikosti kot LF (premer 10-18 mikronov). Pri ljudeh monociti predstavljajo 5-10% levkocitov periferne krvi.

Zastopani so fagociti:

    makrofagi (krožijo monociti v krvi in \u200b\u200bmakrofagi v tkivih) - mononuklearni

    mikrofagi (nevtrofilci, bazofili, eozinofili) - polimorfonuklearni fagociti

Glavne biološke funkcije makrofagov so: fagocitoza (absorpcija in prebava tujih telesnih delcev); izločanje biološko aktivnih snovi; predstavitev (predložitev, predstavitev) antigenih snovi za T - in B-limfocite; in tudi sodelovanje pri indukciji vnetja, v citotoksični protitumorski imunosti, v procesih regeneracije in involucije, v medceličnih interakcijah, v humoralni in celični imunosti.

Sistemske celice

blago

Promonociti

Kostni mozeg

Monociti

Periferna kri

Makrofagi s fagocitno aktivnostjo

tkivni makrofagi:

Vezivnega tkiva- histiociti

Jetra- Kupfferjeve celice

Pljuča- alveolarni marofagi (mobilni)

Makrofagi bezgavk: brezplačno in

fiksiran v tkivih

Serozne votline(plevralna, peritonealna)

Kost - osteoklasti

Živčno tkivo - mikroglija

Makrofagi iz kostnega mozga vstopijo v krvni obtok - monociti, ki ostanejo v obtoku približno en dan, nato pa se selijo v tkiva in tvorijo tkivne makrofage. Fagocitna sposobnost tkivnih makrofagov je povezana s funkcijo določenega organa ali tkiva. Torej, alveolarni makrofagi aktivno fagocitoza, svoboda se nahaja v votlini alveolov; lizotelijske celice - fagocitoza le, kadar so dražene serozne votline, timske OVE celice fagocitoze samo limfociti, osteoklasti - samo elementi kostnega tkiva itd. MFC vključujejo večjedrne velikanske celice, ki nastanejo kot posledica zlitja mononuklearnih fagocitov. Te celice običajno najdemo v vnetnih žariščih. Tako kot fagociti lahko fagocitozirajo eritrocite, absorbirajo in ubijejo mikroorganizme, proizvedejo 02- kot posledica dihalne eksplozije, izrazijo membransko la-molekulo in proizvedejo hidrolizne encime. Raven večnamenskih velikanskih celic se spreminja v različnih patoloških stanjih, zlasti pri bolnikih z aidsom se njihovo število v centralnem živčnem sistemu znatno poveča.

Proces preoblikovanja monocitov v makrofage spremljajo morfološke, biokemične in funkcionalne spremembe. Povečajo se v velikosti, organizacija medceličnih organelov se zaplete bolj; količina lizosomalnih encimov se poveča. Tako kot nevtrofilci se tudi makrofagi ne vrnejo v obtok, ampak se izločijo skozi sluznico črevesja, zgornjih dihal

Ontogeneza mononuklearnih fagocitov

PRM (f-r rast makrofagov)

FIM (f-r, ki povzroča migracijo makrofagov) - v kri

LHF (levkocitni hemotaktični f-r) - selijo v tkivo

am, ki podpira izvajanje imunskega odziva (slika 6).

  • Opravljajo sekretorno funkcijo, ki sestoji iz sinteze in sproščanja encimov (kisle hidrolaze in nevtralne proteinaze), komplementirnih komponent, encimskih zaviralcev, komponent medceličnega matriksa, biološko aktivnih lipidov (prostaglandini in levkotrienovi), endogenih pirogenov, citokinov (IL-1β, IL- 6, TNF-α itd.).
  • Citotoksično vplivajo na ciljne celice, pod pogojem, da je antiteza fiksirana na njih in ustrezna stimulacija s T-limfociti (tako imenovane reakcije s protitelesom odvisne celično posredovane citotoksičnosti).
  • Spremenite presnovo vnetja.
  • Sodelujejo pri aseptičnem vnetju in uničenju tujih delcev.
  • Zagotovite postopek celjenja ran.
  • Glavna lastnost makrofaga (slika 4) je zmožnost fagocitoze - selektivne endocitoze in nadaljnjega uničenja predmetov, ki vsebujejo patogeno povezane molekularne šablone ali pritrjene opsonine (slika 5, 6).

    Makrofagi receptorji

    Za odkrivanje takšnih predmetov makrofagi vsebujejo na površini receptorje za prepoznavanje šablon (zlasti receptor, ki veže manozo in receptor za bakterijske lipopolisaharide), pa tudi receptorje za opsonine (na primer za C3b in Fc fragmente protiteles).

    Makrofagi na njihovih površinskih ekspresorskih receptorjih zagotavljajo adhezijske procese (na primer CDllc in CDllb), zaznavanje regulativnih vplivov in sodelovanje v medceličnih interakcijah. Torej, obstajajo receptorji za različne citokine, hormone, biološko aktivne snovi.

    Bakterioliza

    Predstavitev antigena

    Medtem ko pride do uničenja ujetega predmeta, se število receptorjev za prepoznavanje šablon in receptorjev za opsonine na membrani makrofaga znatno poveča, kar omogoča nadaljevanje fagocitoze, izražanje glavnih kompleksnih molekul histokompatibilnosti razreda II, ki so vključene v predstavitvene procese, pa se poveča (priporočila) antigen imunokompetentnim celicam. Vzporedno makrofag proizvaja sintezo predimunskih citokinov (predvsem IL-1β, IL-6 in ne tumorskih faktorjev α), ki privabljajo druge fagocite, da delujejo in aktivirajo imunokompetentne celice ter jih pripravijo na prihodnje prepoznavanje antigena. Ostanki patogena se iz makrofaga odstranijo z eksocitozo, imunogeni peptidi v kombinaciji s HLA II pa vstopijo v površino celice, da aktivirajo T-pomagače, tj. vzdrževanje imunskega odziva.

    Pomembna vloga makrofagov pri aseptičnem vnetju, ki se razvije v žariščih neinfekcijske nekroze (zlasti ishemične), je dobro znana. Zaradi izražanja receptorjev za "smeti" (čistilni receptor) te celice učinkovito fagocitozirajo in nevtralizirajo elemente tkiva detritusa.

    Tudi makrofagi zajemajo in obdelujejo tuje delce (na primer prah, kovinske delce), ki so zaradi različnih razlogov padli v telo. Težavnost fagocitoze takšnih predmetov je, da so absolutno brez molekularnih šablon in ne popravljajo opsoninov. Za izhod iz te težke situacije začne makrofag sintetizirati sestavine zunajceličnega matriksa (fibronektin, proteoglikane itd.), Ki obdajajo delček, tj. umetno ustvarja takšne površinske strukture, ki jih je enostavno prepoznati. Gradivo s spletnega mesta

    Ugotovljeno je bilo, da se zaradi aktivnosti makrofagov metabolizem med vnetji preuredi. Tako TNF-α aktivira lipoprotein lipazo, ki mobilizira lipide iz depoja, kar s podaljšanim potekom vnetja vodi do izgube teže. Zaradi sinteze predimunskih citokinov lahko makrofagi zavirajo sintezo številnih produktov v jetrih (na primer TNF-α zavira sintezo albumina s hepatociti) in povečajo tvorbo proteinov v akutni fazi (predvsem zaradi IL-6), ki so v glavnem povezani z globulinska frakcija. Podobno preoblikovanje hepatocitov skupaj s povečanjem sinteze

    Makrofagije heterogena specializirana celična populacija obrambnega sistema telesa. Obstajata dve skupini makrofagov - brezplačno in fiksno. Prosti makrofagi vključujejo makrofage ohlapnega vezivnega tkiva ali histiocitov; makrofagi seroznih votlin; makrofagi vnetnih eksudatov; alveolarni makrofagi pljuč. Makrofagi se lahko gibljejo po telesu. Skupino fiksnih makrofagov sestavljajo makrofagi kostnega mozga in kostnega tkiva, vranice, bezgavke, intraepidermalni makrofagi, makrofagi posteljnih vil in centralnega živčnega sistema.

    Velikost in oblika makrofagov se razlikujeta glede na njihovo funkcionalno stanje. Običajno imajo makrofagi eno jedro. Jedra makrofagov so majhna, okrogla, v obliki fižola ali nepravilne oblike. Vsebujejo velike koščke kromatina. Citoplazma je bazofilna, bogata z lizosomi, fagosomi in pinocitnimi vezikli, vsebuje zmerno količino mitohondrijev, zrnat endoplazemski retikulum, Golgijev aparat, vključke glikogena, lipidov itd.

    Oblike manifestacije zaščitne funkcije makrofagov: 1) absorpcija in nadaljnje cepljenje ali izolacija tujega materiala; 2) nevtralizacija le-tega z neposrednim stikom; 3) prenos informacij o tujem materialu na imunokompetentne celice, ki jih lahko nevtralizirajo; 4) zagotavljanje spodbudnega učinka na drugo celično populacijo obrambnega sistema telesa.

    Število makrofagov in njihova aktivnost se še posebej povečata pri vnetnih procesih. Makrofagi proizvajajo dejavnike, ki aktivirajo proizvodnjo imunoglobulinov z B-limfociti, diferenciacijo T- in B-limfocitov; citolitični protitumorski dejavniki, pa tudi rastni faktorji, ki vplivajo na razmnoževanje in diferenciacijo celic lastne populacije, spodbujajo delovanje fibroblastov. Makrofagi nastajajo iz HSC, pa tudi iz promonocitov in monocitov. Popolna obnova makrofagov in ohlapnega vlaknastega vezivnega tkiva pri poskusnih živalih je približno 10-krat hitrejša od fibroblastov. Ena od vrst makrofagov so večjedrne velikanske celice,ki so jih prej imenovali "velikanske celice tujkov", saj se lahko tvorijo, zlasti v prisotnosti tujega telesa. Večnamenske velikanske celice so simplasti, ki vsebujejo 10-20 jeder ali več, ki nastanejo bodisi zaradi endomitoze brez citotomije. V večjedrnih velikanskih celicah je razvit sintetični in sekretorni aparat ter obilje lizosomov. Citolemma tvori številne gube.

    Pojem sistema makrofagov. Ta sistem vključuje celoto vseh celic, ki lahko zajamejo tuje delce, odmirajoče celice, necelične strukture, bakterije itd. Iz tkivne tekočine telesa Fagocitozirani material se v celici podvrže encimskemu cepljenju, s čimer izloči škodljive snovi za telo, ki se pojavijo lokalno ali prodrejo od zunaj. I.I. Mečnikov je prvi prišel na idejo, da je fagocitoza, ki nastaja v evoluciji kot oblika medcelične prebave in je fiksirana v številnih celicah, hkrati pomemben obrambni mehanizem. Utemeljil je primernost njihovega združevanja v en sistem in predlagal, da bi ga poklicali makrofagično... Makrofagov sistem je močan obrambni aparat, ki sodeluje tako pri splošnih kot lokalnih obrambnih reakcijah telesa. V celotnem organizmu sistem makrofagov urejajo tako lokalni mehanizmi kot živčni in endokrini sistem.


    4. Gosto vezivno tkivo. Razvrstitev, strukturne značilnosti in razlike od ohlapnega tkiva. Struktura tetiv Skupna lastnost PVST je prevlado medcelične snovi nad celično komponento, v medcelični snovi pa vlakna prevladujejo nad glavno amorfno snovjo in so nameščena zelo tesno (gosto) druga glede na drugo - vse te strukturne značilnosti se v imenu tega tkiva odražajo v stisnjeni obliki. Celice PVST so v veliki meri zastopane s fibroblasti in fibrociti, makrofagi, mastociti, plazmociti, slabo diferencirane celice itd. Jih najdemo v majhnem številu (predvsem v plasteh pvst).
    Za gosta vlaknata tkiva je značilno relativno veliko gosto gosto razmaknjenih vlaken in majhna količina celičnih elementov ter glavna amorfna snov med njimi. To tkivo je odvisno od lokacije vlaknastih struktur razdeljeno na gosto ohlapno in gosto oblikovano vezivno tkivo. Za gosto ohlapno vezivno tkivo je značilna neurejena razporeditev vlaken. V gosto oblikovanem vlaknatem vezivnem tkivu je lokacija vlaken strogo urejena in v vsakem primeru ustreza pogojem, v katerih ta organ deluje. Oblikovano vlaknasto vezivno tkivo najdemo v tetivah in ligamentih, v vlaknatih membranah. Tetiva. Sestavljen je iz debelih, gosto ležečih vzporednih žarkov kolagenskih vlaken... Med temi žarki se nahajajo fibrocitiin majhna količina fibroblastov in osnovne amorfne snovi. Tanki lamelarni procesi fibrocitov vstopajo v prostore med snopi vlaken in so v tesnem stiku z njimi. Imenujejo se fibrociti tetičnih snopov celice tetive.

    Vsak snop kolagenskih vlaken, ločen od sosednje plasti fibrocitov, imenujemo snop prvega reda... Sestavlja se več snopov prvega reda, obdanih s tankimi plastmi ohlapnega vlaknatega vezivnega tkiva grede drugega reda... Plasti ohlapnega vlaknastega vezivnega tkiva, ki ločujejo svežnje drugega reda, imenujemo endotenonija. Grede drugega reda dodajo grede tretjega reda, ločeni z debelejšimi plastmi ohlapnega vezivnega tkiva peritenonij. V velikih tetivah so lahko snopi četrtega reda.

    V peritenoniji in endotenoniji obstajajo krvne žile, ki hranijo kite, živce in proprioceptivne živčne končiče. Gosto oblikovano vlaknasto vezivno tkivo vključuje nuhalni ligament.

    Vlakne membrane.Ta vrsta gostega vlaknastega vezivnega tkiva vključuje fascije, aponeuroze, tetične centre diafragme, kapsule nekaterih organov, dura mater, sklero, perihondrij, periosteum, pa tudi tunico albuginea jajčnika in testisa itd. Vlakne membrane se težko razširijo. Poleg snopov kolagenskih vlaken so v vlaknastih membranah tudi elastična vlakna. Vlakne strukture, kot so periosteum, sklera, tunica albuginea, sklepne kasule itd.

    5. Hrustansko tkivo. Splošne morfo-funkcionalne značilnosti. Razvrstitev.Razvoj in strukturne značilnosti različnih hrustančnih tkiv Perikondrij Rast hrustanca, možnost regeneracije in s starostjo povezane spremembe hrustančnih tkiv.

    Hrustansko tkivo je del dihal, sklepov, medvretenčnih diskov in je sestavljeno iz celic - hondrociti in hondroblasti ter medcelične snovi.Razvrstitev: obstajajo tri vrste hrustanca: hialin, elastičen, vlaknast.

    Med razvojem hrustančnega tkiva iz mezenhim nastane hrustančna diferenciacija:
    1. Matična celica
    2. kletka s pol stebla
    3. Chondroblast
    4. Hondrociti
    Matične in pol-matične celice so slabo diferencirane kambialne celice, ki so večinoma lokalizirane okoli žil v perihondriju. Diferencirajoč se spremenijo v hondroblaste in hondrocite, tj. potrebna za regeneracijo.
    Chondroblasti - mlade celice, se nahajajo v globokih plasteh perihondrija, ena za drugo, ne da bi tvorile izogene skupine. Pod svetlobnim mikroskopom so x / blasti sploščeni, rahlo podolgovate celice z bazofilno citoplazmo. Pod elektronskim mikroskopom, zrnat EPS, kompleks Golgi, mitohondriji, tj. kompleks proteinskih sintetizirajočih kompleksov, ker glavna funkcija x / blastov je proizvodnja organskega dela medcelične snovi: kolagenskih in elastinskih beljakovin, glukozaminoglikanov (GAG) in proteoglikanov (PG). Poleg tega so x / blasti sposobni razmnoževanja in se nato spremenijo v hondrocite. Na splošno x / eksplozije zagotavljajo appozicijsko (površinsko) rast hrustanca s strani supra hrustanca.
    Hondrociti - glavne celice hrustančnega tkiva, se nahajajo v globljih plasteh hrustanca v votlinah - prazninah. X / citi se lahko delijo z mitozo, medtem ko se hčerinske celice ne razhajajo, ostanejo skupaj - tvorijo se tako imenovane izogene skupine. Sprva ležijo v eni skupni lakuni, nato se med njimi tvori medcelična snov in vsaka celica te izogene skupine ima svojo kapsulo. X / citi so ovalne okrogle celice z bazofilno citoplazmo. Pod elektronskim mikroskopom, zrnat EPS, kompleks Golgi, mitohondriji, tj. aparat za sintetizacijo beljakovin, ker glavna funkcija x / citov je proizvodnja organskega dela medcelične snovi hrustančnega tkiva. Rast hrustanca zaradi delitve x / citov in njihove proizvodnje medcelične snovi zagotavlja intersticijo (notranja) rast hrustanca.
    Medcelična snov hrustančnega tkiva vsebuje kolagen, elastična vlakna in glavno snov. Medcelična snov je zelo hidrofilna, vsebnost vode doseže 75% hrustančne mase, kar povzroča visoko gostoto in turgor hrustanca. Hrustanska tkiva v globokih plasteh nimajo krvnih žil, prehrana se izvaja difuzno zaradi plovil perihondrija.

    Izvor razvoja hrustančnega tkiva je mezenhim.V prvi fazi na nekaterih delih telesa zarodka, kjer nastane hrustanec, mezenhimske celice izgubijo procese, se množijo intenzivno in tesno držijo drug drugega, ustvarijo določeno napetost - turgor. Takšna mesta imenovane hondrogeni primordi, ali hondrogeni otočki. Matične celice, ki jih vsebujejo, se razlikujejo v hondroblasti, celice, podobne fibroblastom. V naslednji fazi nastane tvorba primarnega hrustančnega tkiva, celice osrednje regije se zaokrožijo, povečajo v velikosti, v njihovi citoplazmi se razvije zrnat EPS, na katerem sodeluje sinteza in izločanje fibrilarnih beljakovin. Na obrobju hrustančnega anlageja, na meji z mezenhimom perihondrij
    Perichondrij je plast vezivnega tkiva, ki pokriva površino hrustanca. V perihondriju je izolirana zunanja vlaknasta plast (iz gostega neoblikovanega SDM z velikim številom krvnih žil) in notranja celična plast, ki vsebuje veliko število matičnih, polstebelnih celic in f / blastov. V procesu izločanja produktov sinteze in plastenja na že obstoječem hrustancu vzdolž njegovega oboda so celice same "zidane" v produkte svoje dejavnosti. Tako raste hrustanec na način superpozicije.
    Razlika med seboj so 3 vrste hrustanca. Razlike se nanašajo predvsem na strukturo medcelične snovi:
    Hialinski hrustanec

    Pokriva vse zglobne površine kosti, je v sterilnih koncih reber, v dihalnih poteh. Glavna razlika med hialinskim hrustancem in drugimi hrustanci je v strukturi medcelične snovi: medcelična snov hialinskega hrustanca v pripravkih, obarvanih s hematoksilinom-eozinom, se zdi homogena, brez vlaken. Pravzaprav je v medcelični snovi veliko število kolagenskih vlaken, katerih indeks loma je enak indeksu loma glavne snovi, zato kolagena vlakna niso vidna pod mikroskopom, tj. preoblečeni so. Druga razlika med hialinskim hrustancem je, da je okoli izogenih skupin izrazita bazofilna cona. - tako imenovana teritorialna matrica. To je posledica dejstva, da x / citi izločajo veliko količino GAG s kislo reakcijo, zato je to območje obarvano z osnovnimi barvami, tj. bazofilni. Šibko oksifilna območja med teritorialnimi matricami imenujemo medteritorialna matrica.
    Elastični hrustanec

    prisoten v predelu ustnice, epiglotisu, rogu in klinastem hrustancu larinksa. Glavna razlika med elastičnim hrustancem je v medcelični snovi razen kolagenskih vlaken obstaja veliko število naključno lociranih elastična vlakna, ki hrustancu daje elastičnost. Elastični hrustanec vsebuje manj lipidov, hondroetin sulfatov in glikogena. Elastični hrustanec se ne kalcificira.
    Vlakneti hrustanec

    ki se nahaja na pritrdilnih točkah kite do kosti in hrustanca, v simfizi in medvretenčnih diskih. Po strukturi zaseda vmesni položaj med gosto oblikovanim vezivnim in hrustančnim tkivom. Razlika od drugih hrustančkov: v medcelični snovi je veliko več kolagenskih vlaken, vlakna pa so usmerjena usmerjeno - tvorijo debele snope, jasno vidne pod mikroskopom. X / citi pogosteje ležijo posamično vzdolž vlaken, ne da bi tvorili izogene skupine.

    Starostne spremembe.Kako telesna starost narašča, se v hrustančnem tkivu zmanjša koncentracija proteoglikanov in s tem povezana hidrofilnost. Procesi razmnoževanja hondroblastov in mladih hondrocitov so oslabljeni. Po smrti hondrocitov se del lukenj napolni z amorfno snovjo in kolagenimi vlakninami. V medcelični snovi se nahajajo kalcijeve soli, zaradi česar hrustanec postane moten, moten, pridobi trdoto in krhkost. Regeneracija. Fiziološka regeneracija hrustančnega tkiva se izvaja zaradi nizko specializirane celice perihondrija in hrustanca z reprodukcijo in diferenciacijo predhondroblasti in hondroblasti.Posttraumatska regeneracija hrustančnega tkiva zunaj artikularne lokalizacije se izvaja na račun perihondrija.