Гранулоциты

Лейкоциты. Большая гетерогенная группа клеток играющие важнейшую роль в функционировании врождённого и адаптивного иммунитета. Среди лей-коцитов морфологически выделяют группу гранулоцитов (нейтрофилы, тучные клетки, базофилы, эозинофилы), мононуклеарных фагоцитов (моноциты, мак-рофаги и дендритные клетки) и лимфоциты (врождённые лимфоидные клетки, Т- и В-лимфоциты).

Гранулоциты

Гранулоциты

Гранулоциты — клетки с сегментированными ядрами и цитозольными гранулами, происходят из общей полипотентной СК в костном мозге. Они осуществляющие защитные функции в основном за счет фагоцитоза (нейтрофилы) и/или за счет секреции токсических субстанций, содержащихся в их гранулах (эозинофилы, базо-филы, тучные клетки). 

Нейтрофилы полиморфно – ядерные лейкоциты с сегментированным ядром и цитозольными гранулами. Классически считаются клетками, опре-деляющими первую линию защиты врожденного иммунитета. Они быстро мигрируют в больших количествах к участкам воспаления, уничтожая пато-гены в первые дни заражения. Основной состав гноя. Уничтожения патогенов нейтрофилами происходит с помощью:

фагоцитоза, способны поглощать микроорганизмы или частицы;

дегрануляции, высвобождение набора белков из гранул, которые обладают антимикробными свойствами;

NETоза — запрограммированной гибели нейтрофилов c высвобождением внеклеточных ловушек нейтрофилов (NET).

Помимо этого, нейтрофилы вырабатывают большое количество цито-кинов, которые стимулируют иммунный ответ.

Морфологическая характеристика нейтрофилов определяется степе-нью зрелости клеток: юные, палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилы. Эти популяции можно дополнительно идентифицировать с помощью набора клеточных маркеров (незрелые нейтрофилы экспрессируют CD15 и CD11b, при достижения полной зрелости CD16). 

Состав гранул нейтрофилов

Гранулы нейтрофилов

Содержание гранул

Секреторные везикулы

Молекулы адгезии, которые обеспечивают возможность миграции нейтрофилов из сосудистой системы к месту повреждения

 

Гранулы желатиназы

Катепсин, желатиназа, коллагеназа, матричная металлопептидаза — которая обеспечивает миграцию нейтрофилов

 

Гранулы азурофилов

Миелопероксидаза, дефенсины, сериновые протеазы, эластаза нейтрофилов и катепсин G (убивают патогены) и эластазы, разрушающие наружные мембраны бактерий

 

Особые гранулы

Щелочные фосфатазы, лизоцим, НАДФН-оксидаза, лактоферрин, гистаминазы и кателицидин – задерживают вещества, необходимые для роста бактерий, а также разрушают мембраны

 

Сегментоядерные нейтрофилы терминально дифференцированные клетки, которые во время воспаления могут мигрировать в ткани и выполнять свои эффекторные функции (например, фагоцитоз, производство реактивных форм кислорода (ROS) и уничтожение бактерий). Важно отметить, что нейтрофилы могут быстро менять свои характеристики и поведение по мере того, как они активируются, стареют или входят в новую среду при остром или хроническом воспалении (реализуют совершенно разные эффекторные механизмы). 

Нейтрофильные гранулоциты обладают рядом свойств, обусловливающих их участие в патогенезе острого воспаления: богатый набор цитотоксических факторов; высокая чувствительность к всевозможным локальным изменениям гомеостаза; способность накапливаться в очагах поражения и инициировать цепную реакцию с выделением цитотоксических веществ и созданием локального перевеса в балансе эффектор-ингибитор; секреция биологически активных веществ, активирующих предшественников медиаторов воспаления. Нейтрофилы принимают участие в реализации иммунокомплексных повреждений тканей и в антителозависимых цитотоксических реакциях.

Эозинофилы, базофилы, тучные клетки еще одна группа гранулоцитов. В отличии от нейтрофилов их защитная функция осуществляется не фагоцитозом, а мощной цитотоксической реакцией за счет дегрануляции.

Учитывая их полиморфизм, с клинической точки зрения следует различать клетки относимые к мукозальному иммунитету, которые заложены со времени эмбриогенеза (резидентные эозинофилы, тучные клетки) и традиционные эозинофилы и базофилы (продукты СККМ).

Тучные клетки богатые гранулами, иммунные клетки, которые распределены по всему организму в областях, где обычно возможно соприкосновение с микроорганизмами (барьерные ткани), таких как слизистые оболочки и кожа, а также в большинстве тканей, окружающих кровеносные со-суды и нервы содержат большое количество различных медиаторов.

Медиаторы тучных клеток и базофилов и их свойства

 

 

Медиаторы

Биологическое действие

Находящиеся в связанном с гранулярным матриксом состоянии, быстро высвобождаемые

Гистамин

Повышает сосудистую проницаемость; гиперсекрецию слизи; вызывает сокращение гладкой мускулатуры; вызывает зуд (H1); образование простагландинов; повышение уровня цАМФ (Н2) или цГМФ (H1) либо торможение (Н2) хемотаксиса нейтрофилов и эозинофилов

Эозинофильный хемотаксический фактор анафилаксии (ЭХФА) и ЭХФА-олигопептиды

Вызывают хемоаттракцию и инактивацию эозинофилов и нейтрофилов

Нейтрофильный хемотаксический фактор

Вызывает хемоаттракцию и инактивацию нейтрофилов

Арилсульфатаза А

Гидролиз ароматических сульфатных эфиров

Находящиеся в связанном с гранулярным матриксом состоянии, прочно связанные

Гепарин

Антикоагуляция; торможение активации комплемента; высвобождение липопротеинлипазы и фосфолипазы

Химаза

Гидролиз протеогликанов; повышение сосудистой проницаемости

Триптаза (трипсиноподобный фермент)

Генерация C3a анафилатоксина; протеолиз; деградация кининогена

Пероксидаза

Инактивация лейкотриенов

Супероксид дисмутаза

Дисмутация О2 в пероксид водорода

Образуемые в ходе активации клетки

Лейкотриены C4, D4, E4

Сокращение гладкой мускулатуры, повышение проницаемости стенок сосудов; синергизм с гистамином; генерация простагландинов

Простагландин D2

Сокращение гладкой мускулатуры; повышение артериального давления; повышение уровня цАМФ

Тромбоксан А2

Сокращение гладкой мускулатуры; стимуляция агрегации тромбоцитов

Эндопероксиды (G2, H2)

Сокращение гладкой мускулатуры

Фактор, активации тромбоцитов (ФАТ)

Агрегация тромбоцитов, высвобождение из них аминов; повышение проницаемости стенок сосудов;

Простагландингенерирующий фактор

Индукция образования простагландинов, тромбоксана В2

Базофильный калликреин анафилаксии (в базофилах)

Бронхоспазм; расширение сосудов; повышение сосудистой проницаемости; боль

Традиционно выделяют две подгруппы тучных клеток — клетки соединительной ткани (CTMC) и клетки слизистой оболочки (MMC). По происхождению CTMC делят на самоподдерживающиеся, которые заселены в тканях до рождения, и СТМС, поддерживаемые костным мозгом. 

Тучные клетки признаны регуляторными и эффекторными клетками как врожденного, так и адаптивного иммунитета, принимающими активное участие в развитии острых и хронических аллергических, аутоиммунных, воспалительных заболеваний и рака. Эти первичные, сигнальные клетки, связаны со многими иммунными и неиммунными клетками, которые реагируют на патогены и инициируют защитный ответ, высвобождая медиаторы, оказывающие различное действие на окружающие ткани. Также тучные клетки играют важную роль в заживлении ран, ангиогенезе, иммунной толерантности, защите от патогенов и формировании гематоэнцефалического барьера.

Активация тучных клеток происходит за счет распознавания DAMP и/или PAMP, и/или рецепторов, связанных с G-белком, также активаторами могут служить белки комплемента.

Отдельный механизм связан с рецептором IgE. Тучные клетки экспрессируют высокоаффинный рецептор (FcεRI) для Fc-области IgE. Этот рецептор имеет высокое сродство и необратимо связывается с IgE, в результате че-го тучные клетки покрываются IgE. Как и любое АТ, оно специфично к одному конкретному антигену (аллергену). Аллерген связывается с вариабельными участками IgE, находящимися на поверхности тучных клеток, активирует их с быстрым высвобождением (анафилактическая дегрануляция) содержимого гранул. Этим и обусловлены аллергические реакции. 

Благодаря большому разнообразию других рецепторов, тучные клетки реагируют на различные типы стимулов, включая микробные, нервные, им-мунные, гормональные, метаболические и химические триггеры. Именно взаимодействие тучных клеток и нервов способствует возникновению боли и зуда. 

Базофилы — наименее распространенный в периферической крови тип гранулоцитов, составляющий от 0,5 до 1% циркулирующих лейкоцитов. Морфологически, в отличие от других гранулоцитов крови, имеют базофильные гранулы, а в отличие от тучных клеток — сегментированное ядро, меньшие размеры и округлую форму. Базофилы функционально тесно связаны с тучными клетками, хотя совершенно разные по своему происхождению и развиваются из разных гемопоэтических клонов. В отличие от тучных клеток, базофильные гранулы базофилов содержат меньше протеаз, кроме того, этих гранул в базофилах в целом меньше. Базофилы секретируют сравнительно немного активных веществ, однако по количеству выделяемого IL-4 они главный источник в организме, превосходя даже T-клетки.

На поверхности базофилов представлено большое число хемотаксических рецепторов, однако спектр Toll-подобных рецепторов (PRR) представлен скудно. Подобно тучным клеткам, базофилы имеют два типа рецепторов к иммуноглобулинам E — высокоаффинные (FcεRI) и низкоаффинные (FcεRII, или CD23), а также гистаминовые рецепторы H2. За счет этого базофилы быстро рекрутируются в лимфатические узлы, могут функционировать как антигенпрезентирующие клетки и имеют решающее значение для индукции дифференцировки Th2-клеток, а также связанных с ними воспалительных ре-акций после контакта с паразитами гельминтов или аллергенами. Все это да-ет основание предполагать, что базофилы в основном являются регуляторными, а не эффекторными клетками иммунитета.

Эозинофилы — разновидность гранулоцитов с крупными эозинофильными гранулами и сегментированным ядром. Это больше тканевые клетки, чем циркулирующие, поэтому в периферической крови их не более 150 клеток/мкл (1-3%). Дифференцировка эозинофилов регулируется цитокинами (IL-3, IL-5, GM-CSF). После созревания IL-5 контролирует миграцию эозинофилов из костного мозга в кровь. 

Исходно эозинофилы локализуются в вилочковой железе, желудочно-кишечном тракте, матке и молочной железе. Эозинофилы способны секретировать на исходном уровне или при стимуляции большое количество разнообразных медиаторов.

Состав гранул эозинофилов

 

 

Гранулы эозинофилов

Основное содержание

Назначение содержимого

Специфические (крупные, вторичные)

Главный основной белок 1 (МВР-1); главный основной белок 2 (МВР-2); эозинофильный нейротоксин (EDN); эозинофильный катионный белок (ЕСР); эозинофильная пероксидаза (ЕРО)

Внеклеточный цитолиз

Мелкие

Арилсульфатаза В, кислая фосфатаза, пероксидаза

Бактерицидность

Первичные

Лизофосфолипаза (кристаллы Шарко — Лейдена или галектин-10), митохондриальная ДНК

Липидный метаболизм

Липидные тельца

Арахидоновая кислота, липоксигеназа, циклоксигеназа для синтеза простагландинов, простациклинов, тромбоксанов, лейкотриенов и др.

Выработка эйкозаноидов

Секреторные

везикулы

Ферменты: эластаза, гистаминаза, коллагеназа. Цитокины: IL-1 , IL-2 , IL-4 , IL-5 , IL-6 , IL-8 , IL-13, TNFα, GMCSF. Факторы роста TGF beta , VEGF и PDGF. Хемокины CCL3, CCL5, CCL11, CXCL13

Регуляторная роль

Активные формы кислорода

O2, Н2О2, Гидроксильные радикалы. Синглетный кислород

Бактерицидность

Исходя из локализации (паренхима/барьерная ткань), морфологии ядра (кольцеобразная/сегментированная), поверхностного фенотипа, ответа на IL-5 различают два типа эозинофилов  резидентный (rEOS) и воспалительный (iEOS). 

Характерной особенностью эозинофилов является их защитная антипаразитарная функция. Гельминты и продукты их жизнедеятельности, медиаторы воспаления (прежде всего гистамин) и хемокины, макрофаги, тучные и эпителиальные клетки привлекают эозинофилы в ткани. Оказавшись в месте повреждения, эозинофилы прикрепляются к поверхности паразитов за счет своего рецептора к С3b (большинство гельминтов активируют систему комплемента по альтернативному пути с образованием С3b), высвобождают свои цитотоксические гранулярные белки, а также предварительно сформированные цитокины и липидные медиаторы, способствуя уничтожению паразитов, развитию воспаления и повреждению тканей. 

Эозинофилы являются эффекторами в метаболизме гистамина, секретируемого тучными клетками. Фермент гистаминаза, выделяемый эозинофилами, катализирует расщепление гистамина, так же эозинофилы фагоцитируют гистаминсодержащие гранулы тучных клеток, адсорбируют гистамин на своей плазмалемме, связывая его своими рецепторами, помимо этого эозинофилы секретируют фактор, тормозящий дегрануляцию и высвобождение гистамина из цитоплазмы тучных клеток. 

Эозинофилы являются предполагаемыми антигенпрезентирующими клетками и играют существенную роль в активации тучных клеток, коммуникации и функции Т-клеток.

вверх

Заказать обратный звонок