Клетки способные осуществлять фагоцитоз. К клеткам, способным осуществлять фагоцитоз, относятся

Фагоцитоз — это защитный механизм организма, поглощающий твердые частицы. В процессе уничтожения вредоносных веществ выводятся шлаки, токсины, отходы разложения. Активные клетки способны вычислять посторонние включения тканей. Они начинают быстро атаковать агрессора, расщепляя его на простейшие частицы.

Сущность явления

Фагоцитоз — это защита против болезнетворных микроорганизмов. Отечественный ученый Мечников И.И. проводил опыты по исследованию явления. Он вводил в организм морских звезд и дафний инородные включения и фиксировал результаты наблюдений.

Этапы фагоцитоза были зафиксированы через микроскопическое обследование морских обитателей. В качестве возбудителя использовались споры грибков. Поместив их в ткани морской звезды, ученый заметил движение активных клеток. Подвижные частицы нападали снова и снова пока полностью не покрыли собой инородное тело.

Однако после превышения количества вредоносных составляющих животное сопротивляться было не в состоянии и погибло. Защитным клеткам дано название фагоциты, состоящее из двух греческих слов: пожирать и клетка.

Активные частицы защитного механизма

Выделяют действие лейкоцитов и макрофагов как результат фагоцитоза. Это не единственные клетки на страже здоровья тела, у животных активными частицами выступают ооциты, плацентные «стражники».

Явление фагоцитоза осуществляется двумя защитными клетками:

Нейтрофилами — создаются в костном мозге. Относятся к гранулоцитарным частицам крови, структура которых выделяется своей зернистостью.
Моноцитами — вид лейкоцитов, выходят из костного мозга. Молодые фагоциты обладают большой подвижностью и осуществляют строение основного защитного барьера.

Избирательная защита

Фагоцитоз — это активная защита организма, при которой уничтожаются только патогенные клетки, полезные частицы без осложнений проходят барьер. Для анализа состояния здоровья человека применяется количественная оценка путем лабораторных исследований крови. Повышенная концентрация лейкоцитов говорит о текущем воспалительном процессе.

Фагоцитоз — это защитный барьер против огромного количества возбудителей:

бактерий;
вирусов;
сгустков крови;
опухолевых клеток;
спор грибов;
токсинов и шлаковых включений.

Показатели лейкоцитов периодически меняются, правильные выводы выстраиваются после нескольких общих анализов крови. Так, у беременных женщин количество чуть завышено, и это нормальное состояние организма.

Низкие показатели фагоцитоза отмечаются при длительных хронических заболеваниях:

туберкулезе;
пиелонефрит;
инфекциях дыхательных путей;
ревматизме;
атопическом дерматите.

Активность фагоцитов меняется под воздействием некоторых веществ:

холестерин;
соли кальция;
антитела;
гистамин.

Авитоминозы, применение антибиотиков, кортикостероидов угнетают защитный механизм. Фагоцитоз выступает помощником иммунитету. Принудительная активация происходит тремя путями:

Классический — проводится по принципу антиген-антитело. Активаторами выступают иммуноглобулины IgG, IgM.
Альтернативный — используются полисахариды, вирусные частицы, опухолевые клетки.
Лектиновый — применяется группа белков, проходящих через печень.

Последовательность уничтожения частиц

Для понимания процесса защитного механизма определены стадии фагоцитоза:

Хемотаксис — период проникновения инородной частицы в организм человека. Характеризуется обильным выделением химического реагента, служащего сигналом к активности для макрофагов, нейтрофилов, моноцитов. Иммунитет человека напрямую зависит от активности защитных клеток. Все пробужденные клетки атакуют область внедрения постороннего тела.
Адгезия — распознавание инородного тела за счет рецепторов фагоцитами.
Подготовительный процесс защитных клеток к атаке.
Поглощение — частицы постепенно закрывают чужеродную субстанцию своей мембраной.
Формирование фагосомы — завершение окружения инородного тела мембраной.
Создание фаголизосомы — пищеварительные ферменты выбрасываются внутрь капсулы.
Киллинг — убийство вредоносных частиц.
Выведение остатков расщепления частиц.

Стадии фагоцитоза рассматриваются медициной для понимания внутренних процессов развития любого заболевания. Врач обязан разбираться в основах явления для диагностики воспаления.

Итак, фагоцитоз - что это такое? Давайте попробуем разобраться в определении этого термина. Слово "фагоцитоз" возникло из двух греческих морфем - phagos (пожирание) и kytos (клетка). Международный медицинский термин phagokytosis, в отличие от русифицированного, имеет окончание osis, которое переводится с греческого как "процесс" или "явление".

Таким образом, дословно это определение означает процесс узнавания специфическими клетками чужеродного агента, целенаправленное движение к нему, захват и поглощение с последующим расщеплением. В этой статье мы расскажем о том, в чем суть фагоцитоза. Также мы поговорим о том, какие бывают фагоциты, рассмотрим стадии и найдем отличие между завершенным и незавершенным фагоцитозом.

История открытия особых подвижных клеток

Выдающийся русский естествоиспытатель - И. И. Мечников в 1882 - 1883 гг. проводил опыты по внутриклеточному пищеварению, изучая прозрачные личинки морских звезд. Ученого интересовало, осталась ли у возможность захватывать пищу обособленными клетками. А также переваривать ее так, как это делают простейшие одноклеточные, например амебы. И. И. Мечников проводил опыт: вводил в тела личинок порошок кармина и наблюдал, как вокруг этих мелких кроваво-красных зерен вырастала стена клеток. Они захватывали и проглатывали краску. Тогда у ученого возникла гипотеза о том, что в любом организме должны быть особые защитные клетки, которые могут поглощать и переваривать другие частицы, наносящие вред организму. Для подтверждения своей гипотезы ученый использовал розовые шипы, которые ввел в тело личинки Некоторое время спустя ученый увидел, что клетки окружили шипы, стараясь оказать противодействие "вредителям" и вытолкнуть их. Эти специфичные защитные частицы, обнаруженные в теле личинки, ученый назвал фагоцитами. Благодаря этому опыту выявил И. И. Мечников фагоцитоз. В 1883 г. он доложил о своем открытии на седьмом съезде русских естествоиспытателей. В дальнейшем ученый продолжил работу в этом направлении, создал сравнительную патологию воспаления, а также фагоцитарную теорию иммунитета. В 1908 г. вместе с ученым П. Эрлихом он получил Нобелевскую премию за свои важнейшие биологические изыскания.

Явление фагоцитоз - что это такое?

И. И. Мечников проследил и выяснил роль фагоцитоза в защитных реакциях организма человека и высших животных. Ученый установил, что именно этот процесс играет значительную роль в заживлении различных ран. Биологический энциклопедический словарь дает следующее определение.

Фагоцитоз представляет собой активное захватывание, а также поглощение инородных объектов, таких как бактерии, микрогрибы и фрагменты клеток, одноклеточными организмами или специфическими клетками (фагоцитами), имеющимися в любом многоклеточном организме. В чем суть фагоцитоза? Считается, что он представляет собой древнейшую форму защиты многоклеточного организма. В функционировании иммунной системы человека фагоцитоз также играет важнейшую роль. Он является первой реакцией на внедрение различных вирусов, бактерий и других чужеродных агентов. Фагоциты постоянно циркулируют по всему организму, выискивая "вредителей". Когда чужеродный агент опознается, происходит связывание его при помощи рецепторов. После чего фагоцит поглощает вредителя и уничтожает его.

Две основные группы подвижных клеток - "защитников"

Фагоциты постоянно находятся в активном состоянии и готовы в любое время бороться с источником инфекции. Они обладают определенной автономностью, так как могут осуществлять свои функции не только внутри, но и вне организма: на поверхности слизистых и в участках поврежденной ткани. Фагоциты человека с точки зрения их эффективности ученые подразделяют на две группы - "профессиональную" и "непрофессиональную". К первой относят моноциты, нейтрофилы, макрофаги, тучные клетки и тканевые

Важнейшими подвижными фагоцитами являются белые кровяные клетки - лейкоциты. Они эмигрируют в очаг воспаления и реализуют защитные функции. Фагоцитоз лейкоцитов предполагает обнаружение, поглощение и деструкцию чужеродных объектов, а также собственных погибших или поврежденных клеток. После выполнения своих функций часть лейкоцитов движется в сосудистое русло и продолжает циркулировать в крови, а другая - подвергается апоптозу или дистрофическим изменениям. "Непрофессиональная" группа состоит из фибробластов, ретикулярных и эндотелиальных клеток, которые имеют низкую фагоцитарную активность.

Процесс фагоцитоза: первая стадия

Рассмотрим, как происходит процесс борьбы с вредоносными организмами. Ученые выделяют четыре стадии фагоцитоза. Первая представляет собой сближение: фагоцит приближается к чужеродному объекту. Это происходит либо в результате случайного столкновения, либо в результате активного направленного передвижения - хемотаксиса. Различают два вида хемотаксиса - положительный (движение к фагоциту) и отрицательный (движение от фагоцита). Как правило, положительный хемотаксис осуществляется к участку повреждения тканей, а также вызывается микробами и их продуктами.

Прилипание фагоцитов к чужеродному агенту

После сближения клетки-"защитника" с вредоносной частицей начинается вторая стадия. Она заключается в прилипании. Фагоцит достигает объекта, касается его и прикрепляется. Например, лейкоциты, прибывшие в очаг воспаления и прилипшие к стенке сосуда, не отрываются от нее даже, несмотря на большую скорость кровотока. Механизм прилипания осуществляется благодаря поверхностному заряду фагоцита. Как правило, он отрицательный, а поверхность объектов фагоцита заряжена положительно. В этом случае наблюдается наилучшая адгезия. Отрицательно заряженные частицы, к примеру, опухолевые, захватываются фагоцитами значительно хуже. Тем не менее существует прилипание и к таким частицам. Оно осуществляется благодаря действию мукополисахаридов, имеющихся на поверхности мембран фагоцитов, а также посредством уменьшения вязкости цитоплазмы и обволакивания сывороточными белками чужеродного агента.

Третья стадия фагоцитоза

После прилипания к чужеродному объекту фагоцит приступает к его поглощению, которое может происходить двумя путями. В месте контакта оболочка чужеродного объекта, а затем и сам объект втягивается в клетку. При этом над объектом смыкаются свободные края мембраны, и в итоге образуется обособленная вакуоль, содержащая внутри себя вредоносную частицу. Второй путь поглощения - возникновение псевдоподий, обволакивающих чужеродные частицы и смыкающихся на ними. В итоге они оказываются заключенными в вакуоли внутри клеток. Как правило, при помощи псевдоподий фагоциты поглощают микрогрибы. Втягивание или обволакивание вредоносного объекта становится возможным благодаря тому, что оболочка фагоцита наделена сократительными свойствами.

Внутриклеточное расщепление "вредителя"

Четвертая стадия фагоцитоза предполагает внутриклеточное переваривание. Происходит это следующим образом. В вакуоль, содержащую чужеродную частицу, входят лизосомы, имеющие комплекс пищеварительных ферментов, которые активируются и изливаются. При этом образуется среда, в которой легко происходит расщепление биологических макромолекул рибонуклеазы, амилазы, протеазы и липазы. Благодаря активизирующимся ферментам происходит уничтожение и переваривание, а затем и выброс продуктов распада из вакуоли. Теперь вы знаете, каковы все четыре стадии фагоцитоза. Защита организма осуществляется поэтапно: сначала происходит сближение фагоцита и объекта, затем аттракция, то есть расположение вредоносной частицы на поверхности "защитника", а после - поглощение и переваривание вредителя.

Незавершенный и завершенный фагоцитоз. В чем их отличия?

В зависимости от того, каков будет результат внутриклеточного переваривания чужеродных частиц, выделяют два вида - завершенный и незавершенный фагоцитоз. Первый завершается полным разрушением объекта и выведением продуктов распада в окружающую среду. Незавершенный фагоцитоз - что это такое? Термин означает, что чужеродные клетки, поглощенные фагоцитами, остаются жизнеспособными. Они могут разрушить вакуоль или использовать ее в качестве "почвы" для размножения. Примером незавершенного фагоцитоза является поглощение гонококков в организме, не имеющем к ним иммунитета. При незавершенном процессе фагоцитоза болезнетворные микроорганизмы сохраняются внутри фагоцитов, а также разносятся по всему организму. Так, в месте фагоцитоз становится проводником болезни, помогая вредителям распространяться и размножаться.

Причины нарушения процесса внутриклеточного переваривания

Нарушение фагоцитоза возникает из-за дефектов в процессе образования фагоцитов, а также при подавлении активности подвижных клеток-"защитников". Кроме того, негативное изменение внутриклеточного переваривания возможно из-за наследственных заболеваний, таких как болезни Альдера и Чедяка-Хигаши. Нарушение образования фагоцитов, в том числе и регенерации лейкоцитов, часто возникает при радиоактивном облучении или из-за наследственной нейтропении. Подавление активности фагоцитов может происходить из-за дефицита некоторых гормонов, электролитов и витаминов. Также гликолитические яды и микробные токсины отрицательно воздействуют на функционирование фагоцитов. Надеемся, благодаря нашей статье, вы легко сможете ответить на вопрос: "Фагоцитоз - что это такое?". Удачи!

Чаще всего от взрослых, воспитанных разномастными телешоу, мы узнаем, что иммунитет живет в кишечнике. Важно все мыть, кипятить, правильно питаться, насыщать организм полезными бактериями и все в таком духе.

Но для иммунитета имеет значение не только это. В 1908 году российский ученый И.И. Мечников получил Нобелевскую премию в области физиологии, рассказав (и доказав) всему миру о наличии вообще и важности в частности фагоцитоза в работе

Фагоцитоз

Защита нашего организма от вредоносных вирусов и бактерий происходит в крови. Общий принцип работы такой: есть клетки-маркеры, они видят врага и помечают его, а клетки-спасатели по меткам находят чужака и уничтожают.

Фагоцитоз - это процесс уничтожения, то есть поглощения вредоносных живых клеток и неживых частиц другими организмами или специальными клетками - фагоцитами. Насчитывается их 5 видов. А сам процесс протекает в течение примерно 3-х часов и включает 8 этапов.

Этапы фагоцитоза

Давайте рассмотрим подробнее, что представляет собой фагоцитоз. Это процесс очень упорядоченный и системный:

Сначала фагоцит замечает объект воздействия и движется к нему - этот этап называют хемотаксисом;

Догнав объект, клетка прочно приклеивается, прикрепляется к нему, т. е. адгезируется;

Потом начинает активировать свою оболочку - внешнюю мембрану;

Вот теперь начинается собственно сам явление ознаменуется образованием псевдоподий вокруг объекта;

Постепенно фагоцит заключает вредоносную клетку внутрь себя, под свою мембрану, так образуется фагосома;

На данном этапе происходит слияние фагосом и лизосом;

Теперь можно все переварить - уничтожить;

На заключительном этапе остается только выбросить продукты переваривания.

Все! Процесс уничтожения вредоносного организма завершен, он погиб под действием сильных пищеварительных ферментов фагоцита или в результате дыхательного взрыва. Наши победили!

Шутки шутками, но фагоцитоз - это очень важный механизм работы защитной системы организма, который присущ людям и животным, более того - позвоночным и беспозвоночным организмам.

Действующие лица

В фагоцитозе участвуют не только сами фагоциты. Невзирая на то что упомянутые активные клетки всегда готовы к бою, они были бы абсолютно бесполезны без цитокинов. Ведь фагоцит, если так можно выразиться, слеп. Сам он не различает своих и чужих, точнее, просто не видит ничего.

Цитокины - это сигнализация, своего рода поводырь для фагоцитов. У них-то как раз отличное "зрение", они прекрасно разбираются, кто есть кто. Заприметив вирус или бактерию, они клеят на него маркер, по которому, как по запаху, фагоцит его найдет.

Самые главные цитокины - это так называемые молекулы трансфер-факторы. С их помощью фагоциты не только узнают, где враг, но и общаются между собой, зовут на помощь, будят лейкоцитов.

Получая прививку, мы тренируем именно цитокинов, учим их распознавать нового врага.

Виды фагоцитов

Клетки, способные к фагоцитозу, делят на профессиональных и непрофессиональных фагоцитов. Профессионалы это:

моноциты - относятся к лейкоцитам, имеют прозвище "дворники", которое получили за уникальную способность к поглощению (если можно так выразиться, у них очень хороший аппетит);

Макрофаги - большие пожиратели, которые употребляют мертвые и поврежденные клетки и способствуют образованию антител;

Нейтрофилы - всегда первыми прибывают к очагу инфекции. Они наиболее многочисленны, хорошо нейтрализуют врагов, но и сами тоже погибают при этом (своего рода камикадзе). Кстати, гной - это мертвые нейтрофилы;

Дендриты - специализируются на патогенах и работают в контакте с окружающей средой,

Тучные клетки - прародители цитокинов, а еще поглотители грамотрицательных бактерий.

ФАГОЦИТОЗ (phagocytosis , греческий phagos пожирающий + kytos вместилище, здесь - клетка + -osis) - процесс узнавания, активного захвата и поглощения микроорганизмов, разрушенных клеток и инородных частиц специализированными клетками иммунной системы.

Объектом фагоцитоза являются микробы, чужеродные и измененные собственные клетки или их фрагменты, комплексы антиген - антитело и др. Неотъемлемую часть фагоцитоза составляет направленное движение - хемотаксис (см. Таксисы) - фагоцитов к месту локализации чужеродной частицы.

Определение эффективности фагоцитоза проводится для оценки состояния иммунобиологической реактивности организма, а также при различных медико-биологических исследованиях.

Явление фагоцитоза как биологической универсальной реакции одноклеточных, многоклеточных и высших организмов было открыто И. И. Мечниковым, который в 1883 году сформулировал теорию фагоцитоза. И. И. Мечников рассматривал фагоцитоз как одну из форм питания клеток (начиная с простейших). У высокоорганизованных организмов эта форма питания свойственна особым мезенхимальным клеткам-фагоцитам поглощающим и убивающим патогенные микробы и таким образом выполняющим защитную функцию. Именно с функцией этих клеток И. И. Мечников связывал иммунитет к возбудителям инфекционных болезней. Им были описаны фазы фагоцитарного процесса и состояние активации фагоцитов, характеризующееся их новыми свойствами и усиленной способностью поглощать и уничтожать бактерии. Ключевая роль фагоцитов была доказана им в иммунитете, при воспалении, удалении поврежденных клеток, регенерации, атрофии, старении.

К фагоцитам относятся гранулоциты, в основном нейтрофильные лейкоциты (см.), и мононуклеарные фагоцитирующие клетки (см. Система мононуклеарных фагоцитов), например, моноциты, макрофаги и др. В процессе узнавания фагоцитами микробов, веществ и частиц большую роль играют особые компоненты сыворотки крови, которые являются молекулярными посредниками при взаимодействии микробов с фагоцитами и обусловливают усиление фагоцитоза. Эти компоненты называются опсонинами (см.), к ним относятся антитела IgG1, IgG3, IgM, агрегированные IgAl и IgA2 (см. Иммуноглобулины), и термолабильные субкомпоненты комплемента, в основном C3b (см. Комплемент), а также альфа-1 и бета-глобулины, сывороточный альфа-2- HS-гликопротеид. Указывают на опсонизирующие свойства С-реактивного белка (см.) и др. Антитела IgG и IgM специфически связываются с антигенами соответствующих бактерий и через Fc-рецепторы фиксируют их к рецепторам фагоцитов. Фагоциты могут соединяться с объектом фагоцитоза и неспецифически - через гидрофобные связи Ван-дер-Ваальса. Субкомпоненты комплемента, возникающие при классическом или альтернативном пути его активации, сорбируются на объектах фагоцитоза, прикрепление которых к поверхности фагоцита осуществляется через C3b- и C4b-рецепторы.

Опсонизированные и неопсонизированные частицы прикрепляются к фагоцитам также с помощью специфических Fc-рецепторов для IgE, гликопротеидов и полисахаридов и неспецифических рецепторов для чужеродных веществ. Большинство нейтрофилов человека содержат Fc-рецепторы для агрегированного IgGl и IgG3, а возможно и для агрегированного I g А; моноциты - рецепторы для IgGl и IgG3. Рецепторы для комплемента высокоаффинны (обладают высокой прочностью соединения), они обеспечивают прилипание опсонизированных частиц к неактивированным макрофагам, поглощают же такие частицы только активированные клетки. На нейтрофилах найдены рецепторы для C3b-, C4b- и C5a-субкомпонентов комплемента, на макрофагах - один рецептор для C3b- и C4b-, другой - для C3b- и C3c1-субкомпонентов комплемента. Если частица опсонизирована иммуноглобулином и комплементом, связывание с фагоцитом осуществляется кооперативно через специфические к ним рецепторы, что значительно активирует ее поглощение. Имеются различия между классами рецепторов и опосредуемыми ими реакциями фагоцитоза. Посредством неспецифических и специфических для гликопротеидов и полисахаридов рецепторов осуществляется фагоцитоз бактерий без опсонинов. Известен фагоцитоз инертных частиц - кремнезема, угля и др.

Опсонины не только прикрепляют объект фагоцитоза к поверхности фагоцитов, но и активируют их, индуцируя сигналы, идущие от плазматической мембраны, опосредованно вызывают активацию разных гуморальных систем организма, усиливая фагоцитоз.

Процесс поглощения опсонизированной частицы начинается с взаимодействия рецепторов фагоцита с опсонинами, локализованными на поверхности частицы. В дальнейшем происходит взаимодействие соседних свободных рецепторов фагоцита с близлежащими свободными опсонинами частицы до тех пор, пока не будут связаны все опсонины, покрывающие частицу на периферии, и она полностью не погрузится в цитоплазму фагоцита вместе с окружающим участком плазматической мембраны, образуя фагосому. Взаимодействие частицы с плазматической мембраной фагоцита посредством образующихся комплексов опсонин-рецептор запускает сложный механизм фагоцитоза, основная роль в котором принадлежит работе сократительных белков. Процесс поглощения начинается с образования псевдоподии - вытягивания участка цитоплазмы фагоцита в направлении частицы. При формировании псевдоподии находящиеся в ней неориентированные актиновые нити (филаменты) становятся параллельными, что сопровождается преходящим изменением вязкости цитоплазмы. Сформулирована гипотеза жесткости (желатинизации) - сокращения цитоплазмы, изменяющего ее состояние и генерирующего механическую силу движения фагоцита, регулируемого ионами кальция. При желатинизации актиновые нити перекрестно связываются актинсвязывающим белком, превращающим цитоплазму в гель вследствие образования актиновой решетки. Этот процесс подавляется особЫхМ кальцийзависимым актин-регуляторным белком - гельсолином, являющимся физиол. регулятором желатинизации актина. Далее миозин образует перекрестные мостики с актином и гель начинает сокращаться, особенно в присутствии ионов магния, АТФ и кофактора, являющегося киназой, фосфорилирующей тяжелую цепь миозина. В месте контакта плазматической мембраны и частицы возрастает жесткость цитоплазматических структур (желатинизация участка цитоплазмы). Процесс идет непрерывно; постоянно из плазматической мембраны выделяется растворимый актинсвязывающий белок и мембрана движется по направлению к частице. В области прилипания частицы к плазматической мембране возрастает концентрация ионов кальция, которые «растворяют» актиновую решетку, снижают в этом участке жесткость цитоплазмы, и она движется в сторону повышенной жесткости на конце псевдоподии, т. к. нити миозина натягивают актиновые нити в направлении области наибольшей жесткости решетки.

В процессе фагоцитоза у нейтрофилов потребляется энергия, запасенная в виде АТФ, образованной в результате реакции гликолиза (см.). У альвеолярных макрофагов энергия для фагоцитоза в большей степени (возможно, в основном) извлекается из АТФ, образованной в процессе окислительного фосфорилирования (см. Окисление биологическое). Установлено, что метаболическим показателем в макрофагах является не абсолютное содержание АТФ, а скорость обновления. Количество АТФ в фагоцитирующих макрофагах частично поддерживается путем фосфорилирования АДФ за счет креатинфосфата (см. Креатин), которого в макрофагах в 3-5 раз больше, чем АТФ, и потребление существенно возрастает при фагоцитозе. Креатинфосфат в макрофагах служит, таким образом, важнейшим резервом и поставщиком химической энергии для фагоцитоза.

Фагоцитоз сопровождается метаболическим, или дыхательным, взрывом, проявляющимся повышением потребления кислорода и окисления глюкозы через гексозомонофосфатный шунт (см. Углеводный обмен). При этом образуются основные продукты восстановления кислорода - супероксидный анион и перекись водорода за счет окисления никотин-амидаденин-динуклеотидов и никотинамидаденин-динуклеотидфосфатов с помощью соответствующих НАДН- и НАДФН-оксидаз; накапливающиеся окисленные коферменты вызывают усиление гексозомонофосфатного шунта за счет их восстановления с помощью глюкозо-6-фосфат-II 6-фосфоглюконат-дегидрогеназ. Фагоциты имеют сложную систему для разрушения перекиси водорода. Эта система защищает компоненты клетки от разрушения и представлена каталазой, миелопероксидазой, глутатион-пероксидазой, восстановленным глутатионом. Дыхательный взрыв сопровождается усилением метаболизма углеводов, липидов, синтеза РНК, повышением уровня циклического гуанозинмонофосфата, снижением синтеза белка и транспорта аминокислот.

После завершения поглощения частицы возникшая фагосома и первичные лизосомы (см.), первичные азурофильные и вторичные специфические гранулы фагоцитов взаимно сближаются и сливаются, образуя фаголизосому. Этот процесс сопровождается исчезновением в фагоцитах изолированных гранул. Из лизосом в фагосому попадает большое количество гидролитических ферментов. Фагоцитоз также связан с секрецией из фагоцитов ряда ферментов - (З-глюкуронидазы, N-ацетил-бета-глюкозаминидазы, кислой и щелочной фосфатазы, катепсина, миелопероксидазы, лактоферрина, плазминогенного активатора. Подобная секреция сопряжена с активацией гексозомонофосфатного шунта и длится значительно дольше, чем непосредственно процесс фагоцитоза.

После проникновения бактерий внутрь фагоцитов начинает функционировать сложный микробоцидный механизм, представленный антимикробными системами, как требующими кислорода, так и не зависящими от него. Антимикробная система, требующая кислорода, функционирует в двух вариантах - с участием и без участия миелопероксидазы. Вариант с участием миелопероксидазы высокоактивен в отношении бактерий, грибков, микоплазм и вирусов. Взаимодействие миелопероксидазы и перекиси водорода сопровождается образованием окислителей, окислением галоидов и галогенизацией, заключающейся в иодировании, хлорировании, бронировании различных бактериальных компонентов, что приводит к гибели бактерий. При описанных реакциях образуются бактерицидные ионы хлора, йода, хлорамины, нитриты, бактерицидные альдегиды, синглетный кислород, которые блокируют многие ферментные системы бактерий. Не зависящий от миелопероксидазы вариант аштшикробной системы фагоцитов вызывает образование токсичных для микробов промежуточных форм восстановленного кислорода - супероксидного аниона, перекиси водорода, гидроксильного радикала и синглетного кислорода. Наиболее активна из них перекись водорода.

К антимикробной системе фагоцитоза, не зависящей от кислорода, относят: лизоцим (см.), расщепляющий пептидогликаны клеточных стенок некоторых грамположительных бактерий до дисахаридов, состоящих из мураминовой кислоты и глюкозамина; лактоферрин, который в ненасыщенной железом форме оказывает микробостатическое действие в фагосомах за счет связывания железа, являющегося ростовым фактором для ряда из них; различные катионные белки. Определенное бактерицидное действие оказывает также формирующееся в фаголизосомах глубокое закисление до pH 6,5-3,75.

Закисление, кроме того, активирует лизосомальные гидролазы первичных лизосом, неактивные при слабощелочном pH.

Микробоцидные системы фагоцитов функционируют в кооперации. Они обладают различной потенцией, но все вместе оказывают взаимоперекрывающее действие, поэтому обладают высокой надежностью и эффективностью даже при дефектах фагоцитоза.

При нарушении хемотаксиса фагоцитоз бактерий подавлен, что способствует развитию и злокачественному течению ряда инфекционных болезней. Вещества, индуцирующие хемотаксис, называются хемоаттрактантами и подразделяются на несколько групп: 1) продукты специфических, в основном иммунологических реакций,- СЗа-, С5а-субкомпоненты комплемента, активированный комплекс G567, СЗ-конвертаза альтернативного пути активации комплемента, лимфокины (см. Медиаторы клеточного иммунитета), трансферфактор лимфоцитов, цитофильные антитела; 2) неспецифические эндогенные хемо-аттрактанты - продукты поврежденных клеток, калликреин (см. Кинины), плазминогенный активатор, фибринопептид В, гидролизованные или агрегированные IgG, коллаген, а- и Р-казеин молока, циклический аденозинмонофосфат и др.; 3) экзогенные хемоаттрактанты - фрагменты белка бактерий, содержащие N-формилметионин, пептиды, липиды или липопротеиды, выделяющиеся в процессе жизнедеятельности бактерий в организме.

На поверхности фагоцитов обнаружены специфические рецепторы для хемоаттрактантов - эйкозатетраеновой кислоты, синтетических формил-метионил-пептидов, С5а-субком-понента кохмплемента. По-видимому, число этих рецепторов неодинаково у разных типов фагоцитов, напр, циркулирующие нейтрофилы кролика в 8 раз слабее связывали хемотаксические пептиды, чем перитонеальные нейтрофилы. Доказана реакция сократительной системы клетки на действие хемоаттрактантов. Ее ориентация на градиент хемоаттрактантов обусловлена работой микротрубочек, выполняющих роль цитоскелета клетки,- они поддерживают поляризованную вытянутую на градиент хемоаттрактантов форму клетки. Однако непосредственно движение фагоцита осуществляет система микрофиламентов. Предполагают, что белки крови - альбумин и IgG являются регуляторами локомоторной функции фагоцитов. Активация фагоцитов хемоаттрактантами во многом сопровождается теми же изменениями, которые происходят при фагоцитозе - метаболическим взрывом, секрецией из клеток ферментов и др. Определенная регулирующая роль принадлежит циклическим нуклеотидам: циклический аденозинмонофосфат подавляет, а циклический гуанозинмоно-фосфат стимулирует хемотаксис.

Способы и методические подходы к оценке фагоцитоза разнообразны и зависят от конкретных задач исследования. Они позволяют определить эффективность процессов поглощения частиц, гибели и переваривания живых микроорганизмов и метаболические изменения фагоцитов. Важные данные о фагоцитозе могут быть также получены при исследовании хемотаксиса и опсонизации.

Для оценки фагоцитоза используют различные микроорганизмы - стафилококки (см.), эшерихии (см.), сальмонеллы (см. Сальмонелла) и др. Используют как живые, так и убитые микробы, но поскольку живые бактерии нередко выделяют токсические продукты, подавляющие фагоцитоз, лучше использовать убитые.

Фагоцитоз усиливается в присутствии сыворотки, опсонизирующей бактерии. Для усиления и стандартизации фагоцитоза используют предопсонизацию, то есть предварительную (до фагоцитоза) обработку микроба опсонинами - специфическими антителами - либо свежей сывороткой, в которой микробы активируют систему комплемента и адсорбируют появляющиеся субкомпоненты комплемента, облегчающие фагоцитоз. Однако в экспериментах с живыми микробами применяют лишь те, которые не убиваются опсонизирующей сывороткой. Скорость фагоцитоза анализируют при совместном инкубировании фагоцитов и живых бактерий. Через разные промежутки времени забирают пробы, с помощью дифференциального центрифугирования освобождаются от фагоцитов и надосадочную жидкость сеют на чашки с агаром, что позволяет определить уменьшение числа живых бактерий в процессе фагоцитоза. При работе с грибками рода Candida препарат просчитывают в камере Горяева, определяя при этом число внеклеточно расположенных грибков.

Для анализа фагоцитоза путем определения процента фагоцитов, поглотивших бактерии (фагоцитарный индекс Гамбургера), или среднего числа бактерий, поглощенных одним фагоцитом (фагоцитарное число Райга), скорости фагоцитоза используют частицы латекса, крахмала, зимозана, кармина, угля и др. Предложен метод исследования фагоцитоза, при котором используют капельки парафинового масла, содержащего специальный краситель и стабилизированного белком. Поглощенный материал определяют спектрофотометрически (см. Спектрофотометрия). Также используют частицы или микробы, меченные радиоактивными изотопами (см. Меченые соединения). Метод характеризуется быстротой выполнения, однако не позволяет полностью избавиться от прилипших бактерий, что завышает показатели фагоцитоза. Другой вариант состоит в добавлении к среде с фагоцитами и частицами меченых сывороточных белков, которые при фагоцитозе попадают в фагосому, что позволяет оценить количественно интенсивность фагоцитоза. Применяют также ксеногенные интактные или сингенные поврежденные или опсонизированные эритроциты, анализируя их поглощение визуально или по выходу гемоглобина.

При исследовании поглощения живых бактерий, особенно с последующим учетом количества убитых бактерий необходимо удалить с поверхности фагоцитов прилипшие микробы. Для этого применяют различные антибиотики, убивающие внеклеточные бактерии, но не проникающие в фагоциты, специальные препараты (фенилбутазан), прерывающие в определенные моменты фагоцитоза и внутриклеточную инактивацию микробов. Разработан метод, позволяющий различать прилипшие и поглощенные убитые грибки рода Candida по окраске препарата трипановым синим.

Гибель и переваривание поглощенных микробов выявляют путем инкубирования суспензии фагоцитов с микробами, последующего отмывания фагоцитов of прилипших микробных клеток, подсчета живых микробов, оставшихся в пробах фагоцитов, забираемых в различные сроки инкубации. Число живых бактерий определяют серийными посевами из проб фагоцитов на чашки Петри с агаром. Число живых грибков подсчитывают в лизате фагоцитов после инкубации с помощью окрашивания метиленовым синим. Внутриклеточное переваривание бактерий изучают также с помощью включения в них 3Н-уридина. Для этого культуру фагоцитов, поглотивших бактерии, обрабатывают актиномицином D, добавляя в среду 3Н-уридин. Метка, включаясь в живые внутриклеточные бактерии, не попадает в убитые и фагоциты.

Анализ повреждающего действия фагоцитов на микробы можно проводить по степени окрашивания поглощенных микробов красителями или по окраске метиленовым синим фаголизосом фагоцитов. Завершенность фагоцитоза оценивают по отношению среднего числа убитых микробов к живым или числа фагоцитов с переваренными микробами к общему числу фагоцитирующих фагоцитов, а также по проценту разрушенных микробов от числа фагоцитированных или по среднему числу убитых микробов на один фагоцит. Выраженность метаболических изменений при фагоцитозе анализируют по потреблению кислорода, хемилюминесценции, окислению глюкозы, иодированию и др.

Фагоциты играют ключевую роль в формировании противомикробного иммунитета (см. Иммунитет), обусловленного как специфическими, так и неспецифическими факторами защиты. Несмотря на то, что специфический иммунитет опосредуется специфическими Т-клетками, а также специфическими антителами, опсонизирующими бактерии и усиливающими фагоцитоз, элиминация патогенных бактерий осуществляется неспецифически - фагоцитами, активированными лимфокинами специфических Т-лимфоцитов. Активированные фагоциты значительно эффективнее убивают бактерии, что показал еще И. И. Мечников. Естественная невосприимчивость к возбудителям инфекционных болезней также обусловлена в основном фагоцитарными клетками. Ключевая роль принадлежит им и в детоксикации бактериальных токсинов, нейтрализованных антителами.

Макрофаги, перерабатывая антиген и представляя его лимфоцитам, участвуя в межклеточной кооперации, активации и супрессии пролиферации лимфоцитов, являются необходимым звеном в формировании иммунологической толерантности (см. Толерантность иммунологическая) и трансплантационного иммунитета (см. Иммунитет трансплантационный). Макрофаги участвуют в противоопухолевом иммунитете (см. Иммунитет противоопухолевый), оказывая цитостатическое и цитотоксическое действие на опухолевые клетки.

Повреждения фагоцитов различными иммуносупрессорами, блокаторами (см. Иммунитет , Иммунодепрессивные вещества), ионизирующим излучением (см.) вызывают резкое подавление противомикробной устойчивости организма. При воздействии на животных большими дозами ионизирующего излучения фагоцитарная активность может практически исчезнуть. Нормализуется фагоцитарная активность у животных, как правило, после 20-го дня. У кроликов, облученных в дозе 600 рад (6 Гр), она восстанавливается только через 40 дней. Между дозой ионизирующего излучения и степенью подавления фагоцитоза существует корреляция. Дозы 10-75 рад (0,1 - 0,75 Гр) усиливают фагоцитоз гранулоцитов, а 350-600 рад (3,5-6 Гр)-резко его угнетают, причем снижается завершенность фагоцитоз, в 3-4 раза подавляется подвижность фагоцитов, а также уменьшается абсолютное их число. Эти же закономерности характерны для макрофагов, число и переваривающая способность которых при облучении также резко снижаются.

Выявлены болезни, сопровождающиеся первичными (врожденными) или вторичными (приобретенными) дефектами фагоцитоза. К ним относится так называемая хроническая гранулематозная болезнь, возникающая у детей, в фагоцитах которых из-за дефекта оксидаз нарушено образование перекисей и надперекпсей и, следовательно, процесс инактивации микробов. Сниженная способность к уничтожению бактерий выявлена у людей, нейтрофилы которых синтезируют недостаточное количество миелопероксидазы, глюкозо-б-фосфат-дегидрогеназы, пируваткиназы. Замедленная гибель микробов обнаружена у больных с синдромом Чедиака - Хигаси (см. Тромбоцитопатии), в нейтрофилах которых нарушено выделение в фагосому лизосомальных ферментов из-за дефекта системы микротрубочек. Описано нарушение процесса полимеризации актина, ведущее к замедлению поглощения частиц нейтрофилами и их подвижности. Больные с указанными дефектами фагоцитов часто страдают тяжелыми бактериальными и грибковыми инфекциями.

Первичные нарушения фагоцитоза наблюдаются и на уровне опсонинов, например, при врожденном дефиците СЗ- и С5-компонентов комплемента, который может привести к развитию рецидивирующих инфекций с поражением легких, костей, кожи.

Вторичные дефекты фагоцитоза описаны при заболеваниях соединительной ткани, почек, нарушении питания, вирусных и рецидивирующих бактериальных инфекциях.

Библиогр.: Берман В. М. и Славская E. М, Завершенный фагоцитоз, Журн. микр., эпид. и иммун., № 3, с. 8, 1958; Подопригора Г. И. и Андреев В. Н. Современные методы изучения фагоцитарной активности лейкоцитов in vitro, там же, № 1, е. 19, 1976; Xрамцов А. В. и Земсков В. М. Роль плазматической мембраны в активации лизосомальных ферментов, Докл. АН СССР, т. 271, № 1, с. 241, 1983; Handbook of experimental immunology, ed. by D. M. Weir, v. 2-3, Oxford a. o., 1979; Handbook of experimental pharmacology, ed. by J. R. Vane a. S. H. Ferreira, v. 50, pt 1, В. a. o., 1978; KlebanoffS. J. a. Clark R. A. The neutrophil, function and clinical disorders, Amsterdam a. o., 1978; Mononuclear phagocytes, Functional aspects, ed. by R. van Furth, pt 1 - 2, Hague a. o., 1980; The reticuloendothelial system, a comprehensive treatise, v. 1 - Morphology, ed. by H. Friedman a. o., N. Y.- L., 1980.

В. М. Земсков.

Человека осуществляет важный процесс, который получил название фагоцитоз. Фагоцитоз - это процесс поглощения клетками чужеродных частиц. Ученые полагают, что фагоцитоз является наиболее древней формой защиты макроорганизма, поскольку фагоциты - это клетки, осуществляющие фагоцитоз, обнаруживаются и у позвоночных животных, и у беспозвоночных. Что же такое фагоцитоз и какова его функция в работе иммунной системы человека? Явление фагоцитоза открыл в 1883 г. И.И.Мечников. Он же доказал и роль фагоцитов, как защитных клеток иммунной системы. За это открытие И.И. Мечников был удостоен в 1908 году Нобелевской премии по физиологии. Фагоцитоз - это активный захват и поглощение живых клеток и неживых частиц одноклеточными организмами или особыми клетками многоклеточных организмов - фагоцитами, который состоит из последовательных молекулярных процессов и длится нескольких часов. Фагоцитоз является первой реакцией иммунной системы организма на внедрение чужеродных антигенов, которые могут проникнуть в организм в составе бактериальных клеток, вирусных частиц или в виде высокомолекулярного белка или полисахарида. Механизм фагоцитоза однотипен и включает восемь последовательных фаз:
1) хемотаксис (направленное движение фагоцита к объекту);
2) адгезия (прикрепление к объекту);
3) активация мембраны (актин—миозиновой системы фагоцита);
4) начало собственно фагоцитоза, связанное с образованием вокруг поглощаемой частицы псевдоподий;
5) образование фагосомы (поглощаемая частица оказывается заключенной в вакуоль благодаря надвиганию на нее плазматической мембраны фагоцита подобно застежке—молнии;
6) слияние фагосомы с лизосомами;
7) уничтожение и переваривание;
8) выброс продуктов деградации из клетки.

Клетки фагоциты

Фагоцитоз осуществляют клетки фагоциты - это важные клетки иммунной системы. Фагоциты циркулируют по организму, выискивая «чужих». Когда агрессор найден, происходит его связывание при помощи рецепторов. После фагоцит поглощает агрессора. Подобный процесс длится около 9 минут. Внутри фагоцита бактерия попадает в состав фагосомы, которая в течение минуты сливается с гранулой или лизосомой, содержащими ферменты. Микроорганизм погибает под воздействием агрессивных пищеварительных ферментов либо в результате дыхательного взрыва, при котором высвобождаются свободные радикалы. Все клетки фагоциты находятся в состоянии готовности и могут быть призваны в определённое место, где необходима их помощь, при помощи цитокинов. Цитокины - это сигнальные молекулы, играющие важную роль на всех этапах иммунного ответа. Молекулы трансфер факторы - это одни из наиболее важных цитокинов иммунной системы. С помощью цитокинов, фагоциты также обмениваются информацией, вызывают другие фагоцитарные клетки к источнику инфекции, активируют «спящие» лимфоциты.
Фагоциты человека и других позвоночных делят на «профессиональные» и «непрофессиональные» группы. Этот раздел основывается на эффективности, с которой клетки участвуют фагоцитозе. Профессиональные фагоциты - это моноциты, макрофаги, нейтрофилы, тканевые дендритические клетки и тучные клетки.

Моноциты - "дворники" организма

Моноциты - это клетки крови, которые относятся к группе лейкоцитов. Моноциты называют «дворниками организма» из-за их удивительных возможностей. Моноциты поглощают клетки болезнетворных агентов и их фрагменты. При этом количество и размер поглощаемых объектов могут быть в 3 - 5 раз больше, чем те, которые способны поглощать нейтрофилы. Моноциты могут поглощать и микроорганизмы, находясь в среде с повышенной кислотностью. Другие лейкоциты на такое не способны. Моноциты также поглощают все остатки «борьбы» с патогенными микробами и тем самым создают благоприятные условия для восстановления тканей в местах воспаления. Собственно за эти способности моноциты и получили название «дворники организма».

Макрофаги - "большие пожиратели"

Макрофаги , дословно «большие пожиратели» - это большие иммунные клетки, которые захватывают и затем по частям уничтожают чужеродные, мертвые или поврежденные клетки. В том случае, если «поглощенная» клетка является инфицированной или злокачественной, макрофаги оставляют нетронутыми ряд ее чужеродных компонентов, которые затем используются в качестве антигенов для стимуляции образования специфичных антител. Макрофаги путешествуют по организму в поисках проникших сквозь первичные барьеры чужеродных микроорганизмов. Макрофаги находятся по всему телу почти во всех тканях и органах. Расположение макрофага можно определить по его размеру и внешнему виду. Продолжительность жизни тканевых макрофагов от 4 до 5 дней. Макрофаги могут быть активированы для выполнения таких функций, которые моноцит выполнить не может. Активированные макрофаги играют важную роль в разрушении опухолей путём образования фактора некроза опухоли альфа, гамма-интерферона, оксида азота, реактивных форм кислорода, катионных белков и гидролитических ферментов. Макрофаги выполняют роль уборщиков, избавляя организм от изношенных клеток и другого мусора, а также роль антиген-презентующих клеток, активирующих звенья приобретённого иммунитета человека .

Нейтрофилы - "пионеры" иммунной системы

Нейтрофилы обитают в крови и представляют собой наиболее многочисленную группу фагоцитов, обычно представляющую около 50% -60% общего количества циркулирующих лейкоцитов. Диаметр этих клеток около 10 микрометров и живут только в течение 5 дней. Во время острой фазы воспаления нейтрофилы мигрируют к очагу воспаления. Нейтрофилы - это первые клетки, реагирующие на очаг инфекции. Как только поступает соответствующий сигнал, они, примерно, в течение 30 минут выходят из крови и достигают места инфекции. Нейтрофилы быстро поглощают чужеродный материал, но после этого не возвращаются в кровь. Гной, который образуется в очаге инфекции - это мертвые нейтрофилы.

Дендритные клетки

Дендритные клетки - это особые антиген-презентующие клетки, которые имеют длинные отростки (дендриты). С помощью дендритов осуществляется поглощение патогенов. Дендритные клетки располагаются в тканях, которые контактируют с окружающей средой. Это, в первую очередь, кожа , внутренняя оболочка носа, лёгких, желудка и кишечника. После активации, дендритные клетки созревают и мигрируют в лимфатические ткани и там взаимодействуют с Т- и B-лимфоцитами. В результате этого возникает и организовывается приобретённый иммунный ответ. Зрелые дендритные клетки активируют Т-хелперы и Т-киллеры. Активированные Т-хелперы взаимодействуют с макрофагами и B-лимфоцитами чтобы и их, в свою очередь, активировать. Дендритные клетки, помимо всего этого, могут воздействовать на возникновение того или иного типа иммунного ответа.

Тучные клетки

Тучные клетки поглощают, убивают грамотрицательные бактерии и обрабатывают их антигены. Они специализируются на обработке фимбриальных белков на поверхности бактерий, которые участвуют в прикреплении к тканям. Также тучные клетки образовывают цитокины, которые запускают реакцию воспаления. Это важная функция в деле уничтожения микробов, потому что цитокины привлекают больше фагоцитов к месту инфекции.

"Непрофессиональные" фагоциты

К «непрофессиональным» фагоцитам относятся фибропласты, паренхиматозные, эндотелиальные и эпителиальные клетки. Для таких клеток фагоцитоз является не главной функцией. Каждые из них выполняют какие-либо другие функции. Это связано с тем, что «непрофессиональные» фагоциты не имеют специальных рецепторов, таким образом, они являются более ограниченными, чем «профессиональные».

Коварные обманщики

Патоген приводит к развитию инфекции только случае, если ему удалось справиться с защитой макроорганизма. Поэтому многие бактерии формируют процессы, цель которых - создание устойчивости к воздействию фагоцитов. И действительно множество патогенов получило возможность размножаться и выживать внутри фагоцитов. Существует несколько способов, с помощью которых бактерии избегают контакта с клетками иммунной системы . Первый - это размножение и рост в тех зонах, куда фагоциты не способны проникнуть, например, в поврежденный покров. Второй способ - это способность некоторых бактерий подавлять воспалительные реакции, без которых клетки фагоциты не способны правильно реагировать. Также некоторые патогены могут «обманывать» иммунную систему, заставляя ее принимать бактерию за часть самого организма.

Трансфер Факторы - память иммунной системы

Помимо выработки специальных клеток в иммунной системе синтезируется целый ряд сигнальных молекул, которые называются цитокины. К числу наиболее важных цитокинов относятся трансфер факторы. Ученые обнаружили, что трансфер факторы обладают уникальной эффективностью независимо от биологического вида донора и риципиента. Это свойство трансфер факторов объясняется одним из ключевых научных принципов,- чем более важным для жизнеобеспечения является тот или иной материал или структура, тем более универсальны они для всех живых систем. Трансфер Факторы действительно являются важнейшими иммуноактивными соединениями и обнаруживаются даже в самых примитивных иммунных системах. Трансфер факторы являются уникальным средством передачи иммунной информации от клетки к клетке внутри организма человека, а также от одного человека к другому. Можно сказать, что трансфер факторы являются «языком общения» иммунных клеток, памятью иммунной системы. Уникальным действием трансфер факторов является ускорение ответа иммунной системы на угрозу. Они увеличивают иммунную память, сокращают время борьбы с инфекцией, повышают активность действия натуральных киллеров. Первоначально считалось, что трансфер факторы могут быть активными только при инъекционном введении. Сегодня считают, что коровье молозиво является самым лучшим источником трансфер факторов. Следовательно, собирая излишки молозива и выделяя из него трансфер факторы, можно обеспечить население дополнительной иммунной защитой. Американская компания 4 life стала первой компанией в мире, которая начала выделять трансфер факторы из коровьего молозива особым методом мембранной фильтрации, на который получила соответствующий патент. Сегодня компания поставляет на рынок линейку препаратов Трансфер Фактор, аналогов которым не существует. Эффективность препаратов Трансфер Фактор подтверждена клинически. На сегодняшний день написано более 3000 научных работ о применении трансфер факторов при самых различных заболеваниях. И