Fagocitoza este un răspuns imun filogenetic antic este primul răspuns al sistemului imunitar pentru introducerea de antigene străine care pot fi ingerate ca parte a celulelor bacteriene sau de particule virale, precum si de proteine cu greutate moleculară ridicată sau polizaharidă. Macrofagele și monocitele sunt celule vechi ale sistemului imunitar. Acestea din urmă sunt circulă în precursorii din sângele periferic la macrofage, ale căror funcții sunt diverse și nu sunt limitate la nevoile apărării imune.
Pentru prima dată pe funcția de protecție a macrofagele au Mechnikov, care a descoperit fenomenul de fagocitoza și a primit un premiu Nobel în 1908 acum cunoscut un alt rol fundamental de macrofage - prezentarea antigenului limfocitelor de către aceste celule. Fără această funcție macrofagă, recunoașterea specifică a antigenului străin este imposibilă. Mai mult decât atât, macrofagele sunt producători de numeroși mediatori ai răspunsurilor imune (interleukine, prostaglandine), precum și proteine ale sistemului complementar.
Baza dezvoltării evolutive a fagocitozei ca fenomen imunologic a fost funcția digestivă. Organismele unicelulare ancestrale au absorbit și au digerat substanțe străine ale mediului extern în scopul nutriției. Acest tip de hrană a fost păstrat în protozoare moderne, bureți și coelenterate. Sursa de nutriție, poate, nu a fost numai substanțe nestructurate, ci și procariote, dintre care există multe microorganisme patogene. În ciuda îmbunătățirilor în filogenia unor mecanisme specifice de apărare ale sistemului imunitar, funcția de fagocitare a macrofagelor Amoebocite-conservate în evoluția de la unicelulare la multicelular mai mare, inclusiv mamifere.
Fig. 8.6 Principalele faze ale fagocitozei (1-8) și distrugerea bacteriei
sinusurile ganglionilor limfatici. Originea monocitelor are celule mezangiale de glomeruli renale, celule microgliale ale creierului și osteoclaste de țesut osos. Monocitele, de regulă, migrează în țesut difuz, haotic. În cazul apariției celulelor care transportă informații străine, apare un semnal chemotactic care direcționează și accelerează mișcarea monocitelor din fluxul sanguin și din țesuturile înconjurătoare. Macrofagele și alte celule ale MFS trăiesc aproximativ 2 luni, iar unele subpopulații - timp de mulți ani. Se crede că aceste celule de lungă durată determină fixarea pe tot parcursul vieții a tatuajului și a "plămânului negru" al fumătorilor. Bazinul extra-vascular al celulelor MFS depășește numărul de monocite care circulă în sânge, de aproximativ 25 de ori. Ele sunt cele mai bogate în ficat, plămâni, splină. În multe țesuturi (de exemplu, în mușchi), densitatea macrofagului este excepțional de scăzută.
Mecanismul fagocitoza de același tip și cuprinde 8 faze succesive (Figura 8.6.): 1) chimiotaxie (mișcarea direcționată a fagocitelor unui obiect) 2) adeziune (atașare la obiect) 3) de activare a membranei (sistem de fagocite-actină miozină) și 4) începutul celui real fagocitoză conectate pentru a forma in jurul particulelor absorbite pseudopodia, 5) formarea phagosomes (particule absorbant este inclus în vacuole împingându prin el ca membrana plasmatică a fermoarului fagocite, 6) fuziunea phagosome cu lizozomii, 7) și pixuri ucidere Rivanj, 8) din celulele produselor de degradare.
Fagocitoza este deseori precedată de procesul de opsonizare (de la opsoniazo greacă - de a hrăni, alimenta) obiectul (celula care transporta informații străine). Inițiatorul acestui proces este formarea unui complex antigen-anticorp pe suprafața celulară. Opsonizarea este asigurată de prezența unei cantități mici de anticorpi în organism ("anticorpi normali"). Anticorpii localizați pe suprafața unei celule străine stimulează activarea și atașarea proteinelor complementului la acestea. Complexul care rezultă acționează ca un activator al stadiilor rămase de fagocitoză, stimulează direct sau prin alte celule formarea substanțelor care sporesc efectul de opsonizare al unei celule străine.
Chemotaxia. Celulele extraterestre (opsonizate sau neplanizate) trimit semnale chemotactice către mediul înconjurător, spre care începe să se miște fagocitul. O serie de substanțe, inclusiv produse ale metabolismului microorganismelor, sunt considerate factori chemotactici. Se crede că în stadiile incipiente ale evoluției, fiecare dintre acești factori acționa independent. În organismele superioare, inclusiv în rândul oamenilor, toți acționează într-un mod complex, care include și se întărește reciproc. Factorul de pornire este complexul antigen-anticorp, care determină specificitatea ridicată a semnalului chemotactic total. Acest semnal veni primele elemente fagocitare care activeaza alte celule imunocompetente, le stimulează să dezvolte mediatori care sporesc chemotaxia. potențial chemotactic suplimentar este sporită de nou-anticorpi spori formarea complexelor antigen-anticorp, precum și o serie de factori, având ca rezultat distrugerea macrofagelor și a țesuturilor vasculare în focarele inflamatoare ale. Acest semnal chemotactic al ordinii a doua (focalizarea dezvoltată a inflamației) asigură activitatea activă în el din cauza primirii de noi porțiuni de celule imunocompetente. A ajuns sursa de inflamație, de macrofage se oprește sub influența factorului de inhibare a migrării leucocitelor, produsă de T helper-limfocitar. Dispariția inflamației în antigenelor străine, procesele de regenerare precoce duce la o reducere drastică a stimul chemotactic și apariția produselor, care sunt semnalul chemotactic negativ. Ca rezultat, noii fagocite încetează să migreze la focalizarea inflamatorie, iar restul celulelor viabile disipă în țesuturi.
Adeziunea. Actul de adeziune include două faze: recunoașterea unui proces străin (specific) și atașamentul sau o adeziune adecvată (proces nespecific). Aderența unei celule fagocitare la un obiect de fagocitoză are loc extrem de încet, în cazul în care nu există o recunoaștere specifică preliminară a celulelor străine. În organismele superioare, adeziunea practic vine întotdeauna cu includerea unei componente specifice. Pentru a activa acest proces, sunt necesare o cantitate mică de imunoglobuline, care sunt prezente constant în organism ca anticorpi normali.
Captură (de fapt, fagocitoză). Un rol important în implementarea acestei etape de fagocitoză aparține componentelor specifice ale răspunsului imun. Se știe că captarea particulelor nepsonizate este lentă, iar unele dintre ele nu sunt deloc fagocitare. Cele mai puternice opsonine sunt imunoglobulinele. Specificitatea în punerea în aplicare a fagocitoză apare în cursul evoluției ca o adăugare asociată fiziologic cu un sistem imunitar deja existent. În procesul de fagocitoză, membrana plasmatică a macrofagului, cu ajutorul pliurilor proeminente formate de acesta, captează obiectul fagocitozei și o învelește. Micul vacuol format în acest caz se numește fagozom. Mai târziu, fagozomul se îndepărtează de suprafața membranei și se deplasează la citoplasmă.
Ucidere (crimă). În fagozom, celula extraterestră capturată moare. Pentru realizarea uciderii, macrofagul produce și secretă derivați reactivi de oxigen în fagozom.
Digestia. Ultima etapă a fagocitozei este digestia materialului capturat și ucis. Pentru a face acest lucru, cu fagozomul care conține obiectul de fagocitoză, lizozomii sunt combinați, care conțin mai mult de 25 enzime diferite, inclusiv un număr mare de enzime hidrolitice. În fagozom, toate aceste enzime sunt activate, așa-numita explozie metabolică, ca urmare a faptului că obiectul fagocit este digerat. O parte din moleculele de antigen nu sunt distruse complet, activitatea lor antigenică poate crește semnificativ. Mai mult, fagozomul cu antigen rezidual este eliberat pe suprafața celulară, eliberând un antigen imunogen, care este important pentru inducerea unui răspuns imun specific de către limfocite.
Neutrofilelor. Principala barieră împotriva infecțiilor microbiene sunt neutrofile - o populație de leucocite, altfel numite microphages sau microbivores. Ei au multe în comun cu alte elemente de sânge ale progenitorului de tulpină hematopoietică. În sângele uman, neutrofilele domină printre alte leucocite. Ele sunt de scurtă durată nondividing celule cu segmentate (neutrofile segmentate mai mature) și nesegmentate (mai puțin neutrofile înjunghiere mature) de bază și un set de granule, care diferă în morfologia, histogeneză, compoziția biochimică, densitatea și viteza de mobilizare funcțională. Aproximativ 70% din neutrofile din sânge nu circulă și sunt atașate la endoteliul vascular. Principalul neutrofile rezervor parietal - microvessels pulmonare: numărul de celule este depus de mai multe ori numărul de neutrofile circulante.
Mandatului neutrofilelor în circulație este de circa 6,5 h. Neutrofilele, pătrunzând prin endoteliul vascular, intra tesuturi, unde se termină existența lor timp de 3-5 zile, îndeplinirea funcțiilor lor efectorii sunt foarte asemănătoare cu cele care sunt inerente în macrofage. O parte semnificativă a neutrofilelor vine la epiteliul membranelor mucoase și pătrunde prin ea își completează ciclul său de viață în stratul mucos supraepithelial (durata de viata a neutrofilelor măsurată în ore).
In neutrofilele sunt cunoscute trei tipuri de granule: granule azurofile primare care conțin mieloperoxidazei, lizozimul, și o cantitate mică de proteine cationice stabilite; granule secundare „specifice“ care conțin lactoferină, lizozimul și o proteina care se leaga de vitamina B 12; granule terțiare (cele mai mici granule sau particule C) care conțin hidrolaze acide și în mod substanțial toată activitatea gelatinazei elastazei. Degranulării neutrofilelor poate fi adevărat când granulele sunt complet evacuate din celula (exocitoza), dar cele mai multe dintre granule sunt alocate numai componente solubile și granule deține o zapustevanie secundar (așa-numitul degranularea secretorie). glicogen extinse, care pot fi utilizate în glicoliza permit există neutrofile în condiții anaerobe.
Funcția principală a neutrofilelor este distrugerea celulelor străine sau a substanțelor biopolimerice prin fagocitoză. Această funcție este efectuată numai după eliberarea neutrofilelor din bazinul vascular. Procesul de fagocitoză, efectuat de neutrofile, constă în aceleași etape, care sunt descrise mai sus pentru macrofage. Spre deosebire de macrofage, neutrofilele pot fagocotize o singură celulă străină sau o particulă o singură dată, după care mor.
Chemotaxia neutrofilelor este cauzată în principal de produsele activității vitale a bacteriilor sau a proteinelor denaturate ale celulelor distruse ale organismului, adică într-o anumită măsură această fază de fagocitoză este specifică. Efectul chemotactic total este mărit de numeroși factori de natură diversă, activi la începutul distrugerii străinului. Neutrofilul însuși, activat la începutul fagocitozei, identifică, de asemenea, un număr de factori chemotactici. Datorită amplificării în cascadă a semnalului chemotactic, un număr mare de neutrofile sunt atrase de locul distrugerii obiectului de fagocitoză.
Distrugerea celulelor străine de către fagocite (macrofage și neutrofile). Stimularea antigenică modifică dramatic profilul metabolic al celulelor fagocitare. Deplasările mai pronunțate se referă creșterea bruscă a consumului de glucoză în reacții hexozei șunt monofosfat (GMFSH) care generează NADPH • N pentru reducerea oxigenului molecular la membrana citocromul b -245. Dacă numai 1-2% din glucoză este utilizată într-un mod neutru de repaus într-un mod similar, atunci neutrofilele stimulate pot oxida până la 30% din glucoză. În același timp, consumul de oxigen și formarea de oxidanți cu o creștere a potențialului energetic puternic. Acest proces
numita explozie respiratorie.
Ca rezultat, burst respirator format puternici agenți bactericizi: anionul superoxid (O2 -), H2 02 peroxid de hidrogen), oxigen singlet (1 O2), radicalul hidroxil (OH -). Combinația de peroxid de hidrogen și ioni de halogen mieloperoxidazei creează un sistem de halogenare puternic, ceea ce duce la apariția unor metaboliți secundari puternic corozive: Acid hipocloros (HOCI), clor înălbitor, produsele de peroxidare a lipidelor (LPO). Cheia este anionul superoxid, din care provine cascada speciilor reactive de oxigen și fenomenele asociate acestora. Energia excesivă se realizează prin eliberarea căldurii, prin creșterea activității chimice (prin urmare, prin creșterea biopidității) sau prin emisia de quanta ușoară (chemiluminescență).
Mecanisme independente de oxigen. În timpul dismutării anionului superoxid, ionii de hidrogen sunt consumați și pH-ul este ușor crescut, ceea ce creează condiții optime pentru funcționarea familiei de proteine cationice. Aceste proteine, având un punct izoelectric ridicat, distrug peretele bacterian datorită efectului proteinazei și prin atașarea directă la suprafața microorganismului. pH scăzut, după alinierea fuziunii phagosome cu lizozomii, lizozimul și lactoferină sunt oxigen bactericid independente și factori bacteriostatici, care pot acționa în condiții anaerobe. Microorganismele ucise sunt scindate de enzime hidrolitice, iar produsele de degradare sunt eliberate din celula fagocitară.
Diferite forme de reactivitate ale fagocitelor sunt furnizate și se manifestă adesea independent unul de celălalt. În granulomatoza cronică, macrofagele și neutrofilele în legătură cu defectul citocromilor b-245 nu sunt capabili să formeze metaboliți activi de oxigen. Acest lucru este însoțit de faptul că bacteriile sunt fagocitotice, dar nu sunt distruse în celule. În plus, se știe că multe microorganisme conțin o cantitate mare de catalază și pot inactiva cu ușurință peroxidul de hidrogen produs de fagocit. Fagocitele defecte în glucoză-6-fosfat dehidrogenază nu sunt capabile să producă metaboliți activi de oxigen și să protejeze organismul împotriva infecțiilor bacteriene. În sindromul de "leucocite leneși", reacția neutrofilelor la semnalele chemotactice este încălcată.