Макрофаги легких: фагоцитоз
Макрофаги легких являются компонентом единой для всего организма системы мононуклеарных фагоцитов , происходящих из полипотентной стволовой клетки костного мозга . При делении стволовой клетки продуцируются предшественники моноцитов - монобласты и промоноциты . Моноциты циркулируют в крови и частично выходят в интерстициальную ткань легких, где некоторое время могут находиться в неактивном состоянии. При наличии индукторов дифференцировки они активируются, перемещаются на поверхность респираторного и бронхиального эпителия, где проходят несколько стадий созревания, превращаясь соответственно в альвеолярные макрофаги и бронхиальные макрофаги . Основная функция этих клеток - поглотительная - связана с их способностью к фагоцитозу чужеродного материала. Являясь одним из факторов естественной резистентности организма, они осуществляют защиту тех регионов легких, которые первыми вступают в контакт с микробами и абиогенными агентами, т.е. поддерживают стерильность эпителиальной выстилки легких на всем ее протяжении. Большая часть чужеродного материала, а также фрагменты разрушенных клеточных элементов практически полностью перевариваются после конъюгации фагосомной вакуоли макрофага ( некрофага , гемосидерофага ) с лизосомами , содержащими протеолитические ферменты.
Для макрофагов легких характерно высокое содержание кислой фосфатазы, неспецифической эстеразы, катепсинов , фосфолипазы А2 , а также ферментов цикла Кребса , особенно сукцинатдегидрогеназы . В то же время известно, что возбудители ряда инфекционных заболеваний, и прежде всего М. tuberculosis , могут долго персистировать в цитоплазме альвеолярных макрофагов, так как имеют высокоустойчивые клеточные стенки, противостоящие действию лизосомальных ферментов. В модельных экспериментах у нелеченых животных, несмотря на выраженную активацию кислой фосфатазы и других гидролаз, в цитоплазме альвеолярных макрофагов удается наблюдать определенную пролиферативную активность микобактерии туберкулеза и формирование возбудителем небольших колониевидных скоплений ( рис 6-2 ).
Низкая микробицидная активность макрофагов легких связана с органоспецнфическими особенностями фагоцитов, так как они функционируют в среде с высоким содержанием кислорода. Энергетические процессы в их цитоплазме поддерживаются в основном за счет окислительного фосфорилирования липопротеидов, с катаболизмом которых связана одна из основных функций этих клеток, входящих в систему легочного сурфактанта. Извлечение энергии, локализация окислительных процессов затрагивают митохондриальную систему, развитие которой коррелирует с функциональным состоянием фагоцита. Здесь же локализуется супероксиддисмутаза - фермент антиоксидантной защиты, катализирующий дисмутацию синглетного кислорода, образующегося при прохождении электронов по дыхательной цепи. Это коренным образом отличает макрофагов легких от полиморфноядерных лейкоцитов, получающих кислород и биоэнергию преимущественно за счет гликолиза. В последнем случае расщепление субстрата происходит непосредственно в цитозоле, а активированный кислород и образующаяся с помощью миелопероксидазы перекись водорода составляют главный бактерицидный потенциал воздействия на бактерии.
Низкую биоцидность макрофагов легких можно рассматривать как своеобразную плату за адаптацию к аэробным условиям функционирования. Очевидно, поэтому борьбу с микобактериями туберкулеза они осуществляют вместе с полиморфноядерными лейкоцитами и моноцитами экссудата (их также называют макрофагами воспаления ). Патогенетически важно, что не все макрофаги легких, захватившие микобактерии туберкулеза, удаляются из легких с дрейфом сурфактанта и бронхиального секрета - часть из них развивается в интерстиции, что является пусковым моментом для формирования характерных клеточных скоплений - гранулем.
Попадая в интерстиции, богатый кровеносными сосудами, макрофаги лгких с незавершенным фагоцитозом начинают вырабатывать воспалительные цитокины , активирующие прилежащий эндотелий. На мембранах последнего возрастает экспрессия иммуноглобулинов , с помощью которых осуществляется избирательная адгезия моноцитов. Выйдя из сосудистого русла, эти клетки трансформируются в макрофаги экссудата, вырабатывающие медиаторы воспаления , привлекающие в очаг не только мононуклеары , но и полинуклеары .
Одновременно сигнал к развитию гранулематозной реакции поступает от сенсибилизированных Т-лимфоцитов - эффекторов гиперчувствительности замедленного типа . Среди лимфокинов , которые эти клетки начинают вырабатывать, важное значение для гранулемогенеза имеют фактор, тормозящий миграцию моноцитов , и ИЛ-2 . Они ускоряют приток и закрепляют моноциты в очаге инфекции, регулируют их трансформацию в фагоцитирующие, секретирующие и антигенпрезентирующие макрофаги.
Необходимо подчеркнуть, что, являясь механизмом клеточной защиты органов дыхания от проникновения возбудителя, гранулематозная реакция легких при туберкулезном воспалении в конечном счете отражает несостоятельность мононуклеарных фагоцитов в борьбе с микобактериями туберкулеза. Поэтому макрофаги вынуждены постоянно пролиферировать (наращивать количество популяций) и дифференцироваться в более крупные фагоциты (повышать качество протеолиэа), какими являются гигантские клетки типа инородных тел. В фагосомах последних под электронным микроскопом можно видеть не только микобактерии туберкулеза, но также крупные апоптозные клетки, фрагменты разрушенных полиморфноядерных лейкоцитов. При этом ультраструктурные признаки протеолитической активности (степень развития лизосомального аппарата) у таких фагоцитов на единицу площади цитоплазмы существенно не отличаются от одноядерных. В связи с этим макрофаги легких постоянно привлекают в очаг полиморфноядерные лейкоциты , обладающие большей биоцидностью. Активация последних сопровождается выделением во внеклеточную среду значительного количества гидролаз и оксидантов, что приводит к распаду тканей. формированию казеозных масс в центре очага.
Наиболее выраженные метаболические нарушения наблюдаются у больных с остропрогрессирующими формами туберкулеза легких, протекающими с преобладанием экссудативной и альтеративной воспалительной реакции, причем течение прогрессирующих форм туберкулеза легких характеризуется, как правило, выраженной Т-клеточной иммунодепрессией. Подавление Т-клеточного иммунитета , выраженная лимфопения приводят к нарушению межклеточных взаимодействий, угнетению гранулематозной реакции.
Дефицит активированных моноцитов и лимфоцитов, сочетающийся с их морфофункциональной недостаточностью, может быть следствием повышенного апоптоза . Возникающий в таких случаях дисбаланс цитокинов может служить маркером дефекта иммунной системы. Процесс апоптоза имеет характерные морфологические признаки: конденсацию хроматина у ядерной мембраны, распад ядрышка, образование клеточных фрагментов (апоптозных тел) и их фагоцитоз макрофагами.
Смотрите также:
