Професійними фагоцитами є поліморфоядерні нейтрофіли, еозинофіли і макрофаги

Нейтрофіли є домінуючим типом білих клітин крові людини. Вони надзвичайно рухливі і першими серед інших клітин з'являються в місці гострого запалення, представляючи собою першу лінію клітинного захисту від багатьох бактерій, яких нейтрофіли поглинають (фагоцитують) і перетравлюють. Поліморфоядерні нейтрофіли – це короткоживуча, що не поділяється клітина з сегментованим ядром і набором гранул, які не фарбуються гематоксиліном і еозином, на відміну від гранул у еозинофілів і базофілів. У нейтрофілів відомо 3 типи гранул: первинні азурофільні гранули, які містять у собі мієлопероксидазу, невелику кількість лізоциму і набір катіонних білків; вторинні специфічні гранули містять лактоферин, лізоцим і білок, що зв'язує вітамін В12; третинні гранули, подібні на звичайні лізосоми та містять кислі гідролази.

Поряд з фагоцитозом, а це є головна функція у нейтрофілів,їмпритаманна низка інших властивостей. Нейтрофіли виділяють вміст своїх гранул у відповідь на різні антигенні стимули. Вони можуть генерувати метаболіти О3, які пошкоджують тканини, здатні викликати позаклітинну загибель великих багатоклітинних патогенів (глистів) і клітин інших тканин, які покриті специфічними антитілами.

При активації нейтрофіли можуть приймати участь у підвищенні проникливості судин і збільшенні набряку. Крім того вони є значним джерелом хемотаксинів, таких як лейкотриєн В4, ФАТ (фактора активації тромбоцитів). На мембрані нейтрофілів виявлені рецептори до хемотаксинів (лейкотриєну В4, ФАТ і до формилпептидів бактерій). Є також рецептори для опсонінів (Fc - фрагменту імуноглобуліну G) і компонентів комплементу (СЗb/С5b). При активації нейрофілів хемотаксинами проходить перерозподіл рецепторів. Так, кількість рецепторів до СЗb, яких в неактивному нейрофілі 5000, зростає більше ніж у 7 разів.

Еозинофіли за багатьма характеристиками крові подібні до нейтрофілів. Вони також не діляться і містять гранули, короткоживучі в циркуляції. Еозинофіли, як і нейтрофіли, є секреторними і фагоцитуючими клітинами, на їх мембрані розміщені рецептори до імуноглобулінів і компонентів комплементу. Еозинофіли приймають участь у захисті організму проти багатоклітинних паразитів, який здійснюється шляхом позаклітинного пошкодження. Наприклад, личинки гельмінтів, опсонізовані антитілами і/або комплементом, пошкоджуються в основному еозинофілами. У еозинофілів виявляються мітохондрії, апарат Гольджі, рибосоми і ендоплазматична сітка. Багато з цих органел присутні у більшій кількості, ніж у нейтрофілів. Ядро еозинофілів майже повністю складається із головного білка, який вбиває личинки багатьох гельмінтів. Цей білок також полегшує адгезію еозинофіла на поверхні личинок гельмінтів. В гранулах еозинофілів людини ідентифікований і інший білок, який носить назву основний білок еозинофілів (ОБЕ), який відрізняється від головного імунохімічно і володіє більшою активністю. Пероксидаза еозинофілів викликає нецитотоксичну дегрануляцію тучних клітин. В клінічній імунології важливе значення має і кристалічний білок Шарко-Лейдена, який складається із чистого мембранного білка, що є лізофосфоліпазою, яка відіграє важливу роль в інактивації інших токсичних лізофосфоліпідів. Джерелом білка Шарко-Лейдена можуть бути і базофіли.

Механізм фагоцитозу буде описано нижче на прикладі фагоцитозу макрофагів.

Макрофаги

Макрофаги – це морфологічно гетерогенна група клітин, що об’єднані в єдину систему мононуклеарних фагоцитів (МФС). Це професійні фагоцити і одні з найважливіших фігур імунної відповіді. Макрофаги (Мф) являють собою крупні клітини з ексцентрично розміщеним ядром неправильної форми, з “пінистою” цитоплазмою за рахунок великої кількості лізосомальних гранул. Всі клітини МФС утворюються із поліпотентної стовбурової клітини (ПСКК). В кістковому мозку з ПСКК утворюються монобласти, потім – промоноцити, які диференціюються в моноцити периферичної крові. Моноцит перебуває в кровотоці в середньому 2-4 дні, після чого мігрує в тканини, де перетворюється в макрофаг та набуває різних властивостей, залежно від мікрооточення. Тривалість життя тканинних макрофагів, на відміну від моноцитів, значно довша і становить від 20 діб до 7 місяців. Це гетерогенні клітини, які присутні практично в усіх органах та тканинах, що відображається у їх назвах:

- шкірі - клітини Лангерганса;

- слизових оболонках - клітини Гренштейна.

- в сполучній тканині - гістіоцити;

- в печінці - клітини Купфера (становлять близько половини всіх тканинних або резидентних макрофагів);

- селезінці - вільні та фіксовані макрофаги;

- легенях - альвеолярні макрофаги;

- серозних порожнинах - плевральні та перитонеальні макрофаги;

- нервовій тканині - мікрогліальні клітини мозку;

- кістковій тканині – остеокласти;

Макрофаги мають дуже багату мембранну рецепторну структуру, знання якої необхідне для розуміння їх функцій.

Це наступні групи рецепторів:

1.Стуктури, відповідальні за міжклітинні взаємодії. Серед них найвагомішими є FcR – рецептори для Fc фрагмента імуноглобулінів, які забезпечують зв’язок з імунними комплексами (ІК) та мономерами IgG та їх субкласів, сорбують ІК. Також експресовані рецептори і для імуноглобулінів інших класів. Взаємодія FcR з молекулою імуноглобулінів призводить до їх активації з послідуючим зростанням їх метаболічної, поглинальної, бактерицидної чи цитотоксичної активності.

2. Рецептори для компонентів комплемента – CR та його компонентів. Вони предназначені для розпізнавання імунних комплексів з метою наступного фагоцитування. Це сануюча функція, яка сприяє елімінації з організму циркулюючих імунних комплексів (ЦІК (зв’язані антиген, антитіло та комплемент)), що утворилися в результаті імунної відповіді та виконали свою біологічну роль. У разі недостатньої активності Мф настає осідання ЦІК на базальних мембранах різних тканин з послідуючим розвитком імунокомплексного запалення. Наприклад, гломерулонефрит – осідання ЦІК на базальних мембранах ендотелію ниркових клубочків, ендокардит – в зоні ендокарду та ін.

3.Адгезивні молекули – необхідні для прикріплення клітин між собою. Вони бувають: інтегрини, що забезпечують взаємодію клітин з міжклітинним матриксом – МАС-1 та ін; селектини, що забезпечують розпізнання вуглеводних залишків, які оголюються при старінні клітин і через які Мф фагоцитують старіючі чи апоптуючі (що знаходяться в стані запрограмованої загибелі) клітини.

4. Рецептори для мікробних патогенів або паттернів (PRR). Патерни - це патоген-асоційовані молекули (РАМР), що являють собою консервативний малюнок амінокислотних залишків, характерних для більшості мікроорганізмів і не зустрічаються у багатоклітинних. Це забезпечує здатність Мф розпізнавати та фагоцитувати власне володарів паттернів – мікроорганізмів. Прикладами РАМР є:

- пептидоглікани клітинної стінки бактерій;

- тейхоєві кислоти Г+ бактерій;

- ліпополісахариди (ЛПС) Г-бактерій;

- полісахариди (зимозан дріжджів, маннани грибів та ін.);

- бактеріальні і вірусні білки – флагелін;

- двохспіральна вірусна ДНК та РНК бактерій з немитильованими цитозин-гуанін послідовностями (CpG).

Ці стуктури взаємодіють з PRR на поверхні клітин доімунного запалення - Мф, дендритних клітин, що індукує наступні ефекти: опсонізацію, активацію комплемента, синтез прозапальних цитокінів, індукцію апоптозу, фагоцитоз. Серед патерн-асоційованих рецепторів дуже важливим є TLR або TOLL-подібні рецептори (TOLL – дверний дзвінок, що свідчить про прихід чужих), що являють собою трансмембранну молекулу CD14.

Дуже цікавим є такі факти, як те, що паттерни мікроорганізмів являються одними з найпотужніших активаторів системи імунітету (як через PRR макрофагів та і ін. механізми) та те, що механізм бактерицидної дії антибіотиків переважно оснований також на знищенні паттернмолекул на поверхні мікроба.

5. Рецептори для цитокінів (ІЛ-1, ІЛ-2, ІЛ-6), гормонів, нейромедіаторів, що забезпечує їх активацію впливом цих чинників.

6. Антигени головного комплексу гістосумісності (HLA). Як на всіх ядровмісних клітинах, на їх поверхні експресовані антигени HLA I класу, але, на відміну від всіх клітин організму (крім дендритних клітин та В-лімфоцитів) вони додатково експресують антигени HLA II класу, що забезпечує процеси розпізнання та індукції специфічної імунної відповіді. (Далі буде детальніше розглядатися у описі схеми імунної відповіді).

7. Рецептор СD4 (аналогічний, але в значно більшій експресії є маркером Т-лімфоцита хелпера), що відіграє значну роль в запуску імунної відповіді та часто являється “вхідними воротами” для інфекції (віруси грипу, імунодефіциту людини та ін.).

8. Хеморецептори, або рецептори для хемоатрактантів, що забезпечують цілеспрямований рух Мф до хемоатрактантів (якими є продукти мікробів, цитокіни, фрагменти імуноглобулінів), що називається хемотаксисом.