Нормальная физиология эозинофилов

Эозинофилы после созревания в костном мозге менее одного дня (возможно 3-4 ч) находятся в циркуляции, а затем мигрируют в ткани, где продолжительность их жизни составляет предположительно 8-12 дней. Существует несколько хемотаксических факторов для эозинофилов, среди которых компоненты комплекса С₃, С₅ и С₅₆₇, описанные для нейтрофилов, а также специфический хемотаксический эозинофильный фактор анафилаксии, выделение которого из тучных клеток может быть опосредовано иммуноглобулином класса Е и сходно с выделением гистамина по временным, биохимическим и регуляторным параметрам. Кроме того, на различных моделях показана способность Т-лимфоцитов продуцировать фактор, активизирующий эозинофилы. Гранулы эозинофилов содержат лизосомальные ферменты, в том числе пероксидазу, фосфолипазу Д, арилсульфатазу В, гистаминазу, брадикинины, а также эозинофильные зерна содержат железо. Они нерастворимы в обычных растворителях жира и разведенных щелочах, но растворимы в концентрированных щелочах и кислотах. Эозинофилы резистентны к перевариванию трипсином и аутолитическими энзимами.

Эозинофилы вовлекаются в реакции гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ), выполняя при этом регуляторную и протективную функцию, связанные, прежде всего с инактивацией гистамина (гистаминазой), а также медленно действующего вещества анафилаксии (с помощью арилсульфатазы В) и фактора, активирующего тромбоциты (фосфолипазой Д), выделяемых главным образом тучными клетками. В настоящее время подчеркивается роль эозинофилов в межклеточных взаимодействиях (Т-клетки памяти – эозинофилы – моноциты – преплазмоциты) при ГЗТ (гиперчувствительность замедленного типа).

Как и нейтрофилы, эозинофилы способны к фагоцитозу, хотя их роль в поглощении бактерий маловероятна. Вместо этого их целью, как полагают, является уничтожение чужеродного материала, слишком крупного для обычного фагоцитоза. Например, они обезвреживают паразитических червей и вызывают их повреждение, высвобождая ферменты, а затем фагоцитируя продукты распада. Таким образом, их главная функция – защита организма от вторжения микроорганизмов, более крупных, чем бактерии и вирусы, и макроорганизмов. Эозинофилы присутствуют в месте воспаления, вызванного аллергическими заболеваниями, такими как сенная лихорадка и бронхиальная астма. Высвобождение химических веществ из эозинофилов - составная часть патогенеза аллергических заболеваний.

Хемотактическими факторами для базофилов является С_3а, С_5а, калликреин, лимфокины, освобождаемые активированными Т-лимфоцитами, а также антитела, вырабатываемые В-лимфоцитами.

Продолжительность жизни базофилов 8-12 дней, время циркуляции в периферической крови, как и у всех гранулоцитов, короткое - несколько часов. Установлено, что базофилы (и тучные клетки) содержат на своей поверхности специальные рецепторы для антител класса IgЕ, одна клетка может связать от 10 до 40 тысяч молекул IgЕ. Взаимодействие между антигеном и IgЕ на поверхности базофила (тучной клетки) вызывает дегрануляцию с освобождением медиаторов: гистамина, серотонина, фактора, активирующего тромбоциты, медленно действующего вещества анафилаксии, фактора, хемотаксического для эозинофилов; при этом комплемент не требуется. Анафилактическая дегрануляция базофилов и тучных клеток с быстрым освобождением вазоактивных аминов в окружающую среду лежит в основе реакции гиперчувствительности немедленного типа. Показана роль этих клеток и в гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ).
3.5. Нормальная физиология моноцитов
Моноцит имеет несегментированное округлое или овальное ядро и цитоплазму, обычно лишенную гранул. После короткого периода циркуляции в крови (20-40 ч) эти клетки мигрируют в ткани, где созревают в макрофаги.

Моноциты и мононуклеарные макрофаги в норме обнаруживаются в крови, костном мозге, лимфатических узлах, селезенке, печени, других тканях. Отношение содержания этих клеток в тканях и циркулирующей крови 400:1. Одна четверть всех моноцитов крови составляет циркулирующий пул, остальная часть относится к маргинальному пулу.

Макрофаги в зависимости от места обитания (легкие, брюшная полость, печень) приобретают специфические свойства, позволяющие отличать их друг от друга. В норме обмен макрофагов в тканях происходит медленно, например купферовские клетки печени и альвеолярные макрофаги обмениваются через 50-60 дней. Хотя основной источник макрофагов - циркулирующие моноциты, при некоторых патологических состояниях допускается возможность их репродукции на месте, особенно в легких и печени. Для всех макрофагов, и фиксированных и свободных, характерна высоко выраженная способность к фагоцитозу, пиноцитозу и распластыванию на стекле.

Макрофаги (моноциты) осуществляют фагоцитоз чужеродных частиц, макромолекул, коллагена, клеток крови и гемоглобина, играя в организме роль "мусорщиков". Макрофаги фагоцитируют и убивают бактерии тем же способом, что и нейтрофилы, но они играют и другую важную роль, перерабатывая и представляя чужеродные белки (антигены) Т-лимфоцитам для того, чтобы мог начаться клеточный иммунный ответ.

Способность к фагоцитозу определяет участие нейтрофилов и макрофагов в воспалении, причем нейтрофильные гранулоциты являются главными клетками острого воспаления, а макрофаги рассматривают как центральное клеточное звено хронического воспаления, в том числе и иммунного. Участие этих клеток в воспалительной реакции многообразно: фагоцитоз возбудителя, иммунных комплексов, продуктов клеточного распада, выделение биологически активных веществ (простагландинов), взаимодействие с плазменными (компоненты комплемента, свертывающая, фибринолитическая, кининовая системы) и тканевыми факторами, образование активных пирогенов, выделение ингибиторов воспаления и т. д. В настоящее время широко рассматривается роль макрофагов в реализации иммунного ответа. Макрофаг вступает в кооперацию с различными классами Т- и В-лимфоцитов и, хотя механизмы этой кооперации не полностью расшифрованы, считают, что макрофаг в этой системе служит для переработки антигена в более иммуногенную форму и удержания его на поверхности, где он доступен для лимфоцитов.
3.6. Сущность фагоцитоза
Фагоцитоз – сложный процесс, изучение которого было начато сто лет назад И.И. Мечниковым и продолжается до сего времени. Процесс фагоцитоза можно разделить на четыре большие фазы: хемотаксис, распознавание, поглощение и переваривание объекта фагоцитоза.

Хемотаксис – направленное движение фагоцитов в очаг воспаления под влиянием хемотаксических факторов. Хемотаксическими свойствами обладают многие продукты экзо- и эндогенного происхождения: вещества, выделяемые бактериями и вирусами, компоненты активированного комплемента (С_5а, С_3а, С₅₆₇), активатор плазминогена, калликреин, продукты деградации фибрина, фибринопептид В, факторы самих лейкоцитов (нейтрофилов, ативированных лимфоцитов), продукты тканевого распада. Существуют ингибиторы и инактиваторы хемотаксиса, играющие важную роль в ограничении воспаления, главные из них обнаруживаются в сыворотке (нейтрализаторы хемотаксической активности комплемента, калликреина, активатора плазминогена), но выделяются также нейтрофилами (при фагоцитозе), лимфоцитами (фактор, угнетающий миграцию макрофагов – ФУМ).

Для распознавания и последующего поглощения имеет большое значение опсонизация объектов фагоцитоза. Опсонины, фиксируюсь на частицах, связывают ее с поверхностью фагоцитирующей клетки и таким образом способствуют процессу поглощения. Основными опсонинами являются компоненты активированного классическим или альтернативным путем комплемента (С_3в и С_5в) и иммуноглобулины класса G и М, особенно если они специфичны против данного микроорганизма и фиксируют комплимент, при этом Fab-фрагмент иммуноглобулина связывается с микроорганизмом, а Fс-фрагмент со специфическим рецептором на мембране фагоцита (нейтрофилы и моноциты имеют также и поверхностные рецепторы для комплемента).

После прикрепления клетка окружает своими псевдоподиями частицу, концы их смыкаются на ее дистальной стороне и частица оказывается полностью заключенной внутри цитоплазматической мембраны – во вновь сформированной фагоцитарной вакуоли. Движения всевдоподий осуществляется с помощью актинполимерных микрофиламент, являющихся контрактильными структурами клетки. Азурофильные и специфические гранулы нейтрофила и гранулы макрофагов мигрируют к фагосоме, сливаются с ней, выделяя в нее (и за пределы клетки) свое содержимое, - явление так называемой дегрануляции. Поглощение – активный энергозависимый процесс, сопровождается усилением АТФ-генерирующих механизмов – специфического гликолиза в нейтрофилах и окислительного фосфорилирования в макрофагах.

В нейтрофилах существует несколько бактерицидных систем для убивания поглощенных микроорганизмов. Одна из них тесно связана с "респираторным взрывом", который состоит в активизации гексозо-монофосфатного шунта и повышении потребления кислорода, ведущее к образованию перекиси водорода. Медиатором этих реакций является НАДФН-оксидаза, активность которой повышается одновременно с поглощением. Взаимодействие между образованной перекисью водорода, галидами (йодиды и хлориды), проникающими в фагосому путем диффузии, и миелопероксидазой, освобождающейся при дегрануляции, приводит к образованию бактерицидных продуктов.

Кроме того, в нейтрофиле имеются бактерицидные системы, связанные с активностью основных катионных белков (один из них – фагоцитин, действует и на грамположительную и на грамотрицательную микрофлору) и лизосомальных ферментов, изливающихся в фагосому при дегрануляции, - лизоцима, лактоферрина и кислых гидролаз.

Механизмы убивания в моноцитах и мононуклеарных макрофагах сходны с описанными у нейтрофилов за исключением того, что эти клетки не содержат бактерицидных катионных протеинов и лактоферрина. Кроме того, моноциты и некоторые макрофаги имеют мало миелопероксидазы, а альвеолярные макрофаги не содержат ее совсем (однако имеют каталазу, которая может действовать как миелопероксидаза, катализируя окисление субстратов в присутствии перекиси водорода). Стимулированные макрофаги, например культивируемые в присутствии лимфокинов (фактора, активирующего макрофаги – ФАМ), обладают более высокой поглотительной и бактерицидной активностью, чем нестимулированные.

Есть также еще одна популяция «ни Т ни В лимфоциты», которые называют натуральными (естественными) киллерами или «ноль-клетками». Лимфоциты крови здоровых людей можно разделить на 4 группы:

• 
  большие лимфоциты (около 10-12%);
  
• 
  малые светлые лимфоциты (73-77%);
  
• 
  малые темные лимфоциты (около 12-13%);
  
• 
  лимфоплазмациты (1-2%).
  

Антитела эффективны вне клетки, они не могут проникнуть внутрь нее, и поэтому бессильны против микроорганизмов, находящихся внутриклеточно. Защита от таких микроорганизмов – задача Т-лимфоцитов.

Т-лимфоциты могут «узнавать» и разрушать клетки, которые заражены микроорганизмами, предотвращая дальнейшее распространение инфекции. Так как все вирусы должны проникнуть в клетку, чтобы размножиться, и многие бактерии тоже паразитируют в клетках, клеточноопосредованный иммунитет, осуществляемый Т-лимфоцитами, важная составная часть защиты организма против инфекций. Т-лимфоциты также способны узнавать и убивать раковые клетки, являясь составной частью защиты организма против злокачественного роста.

Т-лимфоциты ответственны за распознавание чужих антигенов, отторжение чужеродных клеток и собственных клеток, модифицированных антигенами (белками, гаптенами, вирусами), и вызывают реакции клеточного иммунитета. Они делятся на несколько субклассов, которые выполняют различные функции и отличаются биологическими свойствами и маркерами. Непосредственным результатом процесса иммунологического распознавания является возникновение по меньшей мере четырех субклассов Т-клеток:

• 
  киллеров, убивающих чужеродные или собственные клетки-мишени, на поверхности которых в комплексе с аллоантигенами (НLА у человека) представлены чужеродные антигены (вирусы, гаптены и др.);
  
• 
  хелперов Т-В, помогающих дифференцировке В-лимфоцитов в антителопродуцирующие клетки;
  
• 
  эффекторов гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ), выделяющих гуморальные медиаторы (лимфокины), которые изменяют поведение других клеток, вовлекая их в реакцию (фактор активации макрофагов – ФАМ, фактор ингибиции миграции макрофагов – ФИМ, хемотаксические факторы для нейтрофилов, эозинофилов, базофилов, митогенный фактор и др.), действуют на проницаемость сосудов (кожнореактивный фактор, гистаминстимулирующий фактор), обладают противовирусной активностью (лимфотоксин, интерферон) и т. д.;
  
• 
  супрессоров, тормозящих иммунный ответ.
  

Система В-лимфоцитов также подразделяется на множество мелких функциональных подсистем, способных реагировать с разными антигенами. Подобная специализация (клональная селекция) обеспечивает продукцию около миллиона различных антител. На часть антигенов (так называемые тимуснезависимые) В-лимфоциты отвечают самостоятельно, но большинство других (тимусзависимые АГ) гуморальный иммунный ответ возможен при условии кооперирования В-клеток с Т-клетками (и макрофагами) и получения от Т-лимфоцитов (Т – В-хелперов) дополнительного сигнала.

При первичной встрече с антигеном (первичный иммунный ответ) антителопродуцирующие потомки В-клеток синтезируют вначале (2-4 дня после иммунизации) антитела, относящиеся к IgM , затем (с 4-го по 7-й день), если доза антигена большая, происходит синтез антител класса IgG и в конечной стадии – IgA. Кроме того, при первичном ответе образуется клон В-лимфоцитов, обладающих иммунологической памятью. При вторичной иммунной стимуляции (вторичный иммунный ответ) на большинство антигенов вырабатываются, главным образом, антитела класса IgG.

Функциональная разнородность лимфоцитов при морфологическом сходстве затрудняет изучение их кинетики. Данные о продолжительности жизни лимфоцитов, полученные на основании радиоизотопных методов, противоречивы в связи со способностью этих клеток к рециркуляции (неоднократному переходу из крови в лимфу, затем в ткани и обратно), а также с возможностью меченой ДНК повторно участвовать в митотическом цикле. Тем не менее этими методами было подтверждено существование двух популяций лимфоцитов – коротко- и долгоживущих. Продолжительность жизни первых около 4 дней, вторых – в среднем около 170 дней, малые лимфоциты при хроническом лимфолейкозе живут от 3 месяцев до 3 лет. Изучение кариотипа лимфоцитов людей с приобретенной хромосомной аномалией после лучевой терапии показало, что некоторые лимфоциты имеют продолжительность жизни 10 лет и более. Короткоживущие формы составляют около 30% всех лимфоцитов периферической крови, долгоживущие – остальную часть. Большинство В-клеток принадлежит к короткоживущим лимфоцитам, а Т-клеток (кроме Т-супрессоров) – к длительноживущим, наибольшую продолжительность жизни имеют клетки памяти.

Методы идентификации разных классов и субклассов лимфоцитов основаны на выявлении клеточных рецепторов – поверхностных мембранных структур, обладающих способностью спонтанно связывать некоторые индикаторные клетки или молекулы. Одновременное определение 2-3 поверхностных рецепторов-маркеров позволяет не только установить принадлежность лимфоцитов к той или иной субпопуляции, но и определить стадию дифференцировки функционально однородной клеточной линии.

Из многих типов маркеров на В-лимфоцитах человека наиболее важными являются связанные с поверхностной мембраной молекулы иммуноглобулинов, выполняющие функцию рецепторов при распознавании антигенов. Большинство В-лимфоцитов несет иммуноглобулиновые детерминанты IgM или одновременно иммуноглобулин IgM и иммуноглобулин IgD; клетки с иммуноглобулином G или иммуноглобулином А составляют около 10% В-клеточной популяции. В процессе дифференцировки происходит смена иммуноглобулинов различных классов на поверхности В-лимфоцитов.

Широко применяемой методикой для идентификации В-клеток по поверхностным иммуноглобулинам является метод иммунофлюоресценции с использованием гетерогенных антител (полученных на кроликах или козах) или их F (ав)₂- фрагментов против тяжелых и легких цепей иммуноглобулинов человека, меченных флюоресцеином. Другим маркером В-лимфоцитов являются рецепторы для С₃-компонента комплемента – С₃ – рецепторы (для С_3b и С_3d – компонентов, источником которых служат свежие сыворотки человека и мыши соответственно), а также Fc-рецепторы (главным образом, для Fc-фрагмента иммуноглобулина G, но также для иммуноглобулина М и иммуноглобулина Е).

Для распознавания Т-лимфоцитов используют способность клеток этого класса связывать эритроциты барана и образовывать так называемые Е-розетки (В-клетки, несущие рецепторы к комплементу, образуют розетки с теми же эритроцитами, если они покрыты антителами и комплементом – ЕАС-розетки). Рецептор для эритроцитов барана в виду простоты и доступности проведения теста спонтанного розеткообразования (лимфоциты выделяют в градиенте фиколл-гипака и подсчитывают число лимфоцитов с прикрепленными эритроцитами барана) является основным маркером Т-клеток. На поверхности Т-клеток имеются также рецепторы для неспецифических митогенов (фитогемагглютинина, конканавалина А), что используют для идентификации Т-лимфоцитов в реакции бласттрансформации на данные митогены. Одна часть Т-лимфоцитов (10-12%) имеет подобно В-клеткам рецепторы к IgG (Fcγ), другая (50-70%) – рецепторы к IgМ (Fcµ), которые выявляются по способности лимфоцитов образовывать розетки (ЕА-розетки) с эритроцитами быка, покрытыми антителами разных классов без предварительной инкубации (Тγ-клетки) и при условии предварительной инкубации лимфоцитов в среде с эмбриональной телячьей сывороткой (Тµ-клетки). Тµ и Тγ-клетки различаются и другими свойствами, в частности электрофоретической подвижностью и аффинитетом (прочностью соединения) рецепторам к эритроцитам барана. Fcµ-рецепторы свойственны Т-хелперам, Fcγ – Т-супрессорам. Тγ-клетки, однако, выполняют функцию не только супрессоров, но и киллеров, убивая опухолевые клетки-мишени. т. е. тоже, по- видимому, не однородны.

Лимфоциты человека несут на себе, кроме того, общие лейкоцитарные антигены гистосовместимости (НLА-А, НLА-В, НLА-С) и дифференцировочные, специфические для различных популяций и субпопуляций лимфоцитов антигены: НВLА, Іа-подобные (по названию их структурного и функционального аналога у мышей) или НLА-D (В-клетки), НТLA, ТДА-1, ТДА-2 (Т-клетки). Специфические поверхностные антигены идентифицируются с помощью гетерогенных иммунных сывороток полученных к различным популяциям лимфоцитов здоровых лиц и лейкозных клеток больных, и после длительной и тщательной абсорбции (истощения) этих сывороток различными тканями. Одновременное определение Іа-подобных антигенов и поверхностных иммуноглобулинов (в частности, иммуноглобулин М) позволяет охарактеризовать, например, стадию иммунологического созревания В-клеток, так как Іа-антигены наиболее четко выражены на незрелых В-клетках, еще не несущих поверхностных иммуноглобулинов М, и отсутствуют на активированных В-клетках, находящихся на стадии дифференцировки в плазматические клетки. С помощью указанных методических подходов получены анти-Т-сыворотки и моноклональные гибридомные антитела (синтезированные гибридами мышей, иммунных к Т-клеткам человека), позволяющие различать и разделять функциональные субпопуляции Т-лимфоцитов – пролиферирующие клетки в смешанной культуре лимфоцитов, предшественники киллеров, хелперы, супрессоры, клетки памяти.

Важная особенность Т- и В- лимфоцитов состоит в том, что в отличие от других клеток крови они способны „запомнить” вторгшийся микроорганизм, по этому ответ на следующие заражение происходит сильнее и быстрее. Этот так называемый приобретенный иммунитет объясняет, почему мы редко повторно болеем одной и той же инфекционной болезнью. Первый контакт обеспечивает иммунитет при повторной встречи с тем же микроорганизмом.

Что касается натуральных киллеров, то предполагают, что к ним принадлежат предшественники Т-, В- лимфоцитов, однако они также, по-видимому, не однородны. Так, на небольшой части лимфоцитов, на которых не определяются иммуно глобулиновые рецепторы и характерные для Т-клеток рецепторы для эритроцитов барана, обнаруживаются Fcγ-рецепторы. Такие «ноль-клетки» с Fcγ-рецепторами, называемые К-клетками, способны оказывать цитотоксическое действие на покрытые антителами клетки-мишени.

Таким образом, из приведенных данных, видно что лейкоциты крови выполняют в организме многообразные взаимосвязанные функции, направленные, прежде всего, на защиту организма от чужеродных влияний. При этом лимфоциты обеспечивают эту защиту, составляя основу специфического иммунитета, гранулоциты, – благодаря, главным образом, фагоцитарной активности (фагоцитоз микробов и уничтожение их с помощью ферментов), моноциты – своим участием в иммунных реакциях, фагоцитозу и бактерицидному действию.