Морфология и метаболизм

Моноциты крови представляют собой клетки с диаметром 9−15 мкм, ядро круглое, овальное или бобовидной формы с одним или двумя ядрышками, имеющими тонко структурированный хроматин. Обильная цитоплазма имеет гранулярную структуру благодаря богатству лизосомами и митохондриями. Характерной особенностью человеческих моноцитов, которую они, как правило, утрачивают при дифференцировке в макрофаги, является содержание в крови миелопероксидазы.

После выхода в ткани и превращение в макрофаг размеры клетки увеличиваются, диаметр достигает 20−25 мкм. Цитоплазма макрофага содержит большое количество лизосом, среди которых различают: незрелые гранулы и азурофильные гранулы. Макрофаги имеют развитый аппарат Гольджи и выраженный эндоплазматический ретикулюм.

Характерным для фагоцитирующих макрофагов метаболическим событием является «респираторный взрыв», проявляющийся повышенным потреблением кислорода и продукцией потенциально микробицидных реактивных кислородных радикалов. Продукция этих радикалов начинается через 30 секунд после адгезии объекта фагоцитоза к клеточной мембране. Фермент, ответственный за генерацию реактивных форм радикалов фагоцитов, локализован в мембранах фаголизосом активированных макрофагов — NADPH-оксидаза. Этот фермент получает электроны от NADPH в цитозоле и переносит их на молекулярный кислород на другой стороне мембраны. Первичный продукт действия этого фермента — супероксид накапливается в фаголизосомах и обладает сравнительно низким бактерицидным потенциалом, но он повышается при конверсии супероксида в другие кислородные радикалы: перекись водорода, гидроксильные радикалы и их производные: HOCl, R-NCl. Последние образуются в результате взаимодействия миелопероксидазы с перекисью водорода и с хлоридами или иодидами. Имеет прямая корреляция между активацией микробицидности и продукцией реактивных кислородных радикалов.

Среди кислородзависимых продуктов особое значение придается нитроксидным радикалам. В отличие от конститутивной NO-синтетазы сосудов и нервной системы, которая синтезирует пикомолярные концентрации NO, для макрофагов характерна цитокин-индуцибельная NO-синтетаза, которая продуцирует наномолярные концентрации NO. RNI являются промежуточными продуктами окисления L-аргинина до нитратов. NO, как и, являются самыми мелкими молекулами среди продуктов биосинтеза, обладающих биологической активностью. Мелкие размеры, липофильность и высокая реактивность делают их идеальными молекулами для атаки микроорганизмов. Среди более 100 известных секреторных продуктов макрофагов RNI отличаются особо строгой зависимостью от индукции — его продукцию индуцирует IFN-? и многие другие цитокины. Уровень продукции RNI в макрофагах коррелируется с такими классическими критериями активации, как усиленная продукция ROI, повышенная экспрессия MHC II класса на мембране и усиленная микробицидность. Активированные макрофаги вырабатывают сочетание индуцибельной нитроксид-синтетазы и нитроксида. В качестве индукторов выступают бактериальный липополисахарид, противовоспалительные цитокины и лиганды некоторых поверхностных рецепторов макрофагов (CD23). Противовоспалительные цитокины (IL-1, IL-6, TNF-б) и глюкокортикостероиды ингибируют продукцию нитроксидных радикалов.

Среди кислороднезависимых антимикробных продуктов, широко представленных в азурофильных гранулах нейтрофилах, у мононуклеарных фагоцитов присутствует лизоцим, сериновые протеазы.

Любой стимулятор, включая цитокины и бактериальный ЛПС, действует на функциональную активность макрофагов, связываясь со своим специфическим рецептором на мембране клетки. Рецепторы состоят из внеклеточного, трансмембранного и внутриклеточного доменов. Внутриклеточный домен рецептора ответственен за инициацию передачи внутриклеточного сигнала. Молекулярные события, вовлеченные во внутриклеточную передачу сигнала, могут быть разными для разных рецепторов. Один из основных путей трансдукции сигналов от рецепторов макрофага это активация фосфолипазы C при регуляторном участии G-протеина, которая ведет к образованию диацилглицерода. Это приводит к мобилизации ионов кальция из внутриклеточных резервов и повышению внутриклеточной концентрации ионов кальция. Последний является эндогенным активатором протеинкиназы C. Транзиторное повышение уровня внутриклеточного кальция, и активация ПКС рассматриваются как ключевые события передачи сигналов активации многих функций макрофагов: хемотаксиса, фагоцитоза, респираторного взрыва, слияния лизосом с фагосомой, секреция лизосомных ферментов, бактерицидности.

С внутриклеточным доменом рецептора IFN-? связана тирозин-киназа JAK2, эта связь усиливается при взаимодействии IFN-? с IFN-?R. Этим определяется внутриклеточная передача сигнала активации через JAK/STAT — путь, как и у многих других цитокинов и ростовых факторов. Тирозин-киназа JAK участвует в фосфорилировании тирозина в составе фактора транскрипции STAT, который транслоцируется в ядро инициирует транскрипцию IFN-?-индуцибельных генов. Связывание IFN-? со специфическим рецептором ведет к активации: G-протеинов, фосфолипазы C, протеинкиназы C, протеинкиназы А, кальмомодулина кальция. Передача сигнала от рецепторов ЛПС и TNF-б также вовлекает в активация РКС, РКА, фосфолипазы С. Транскрипцию генов цитокинов, их рецепторов и различных генов, активируемых ими в клетках-мишенях, регулируют несколько каскадов внутриклеточных киназ. Один из киназных каскадов регулирует фактор NFkB. Многие активирующие сигналы от рецепторов клеточной мембраны макрофагов приводят к активации фактора транскрипции NFkB. На уровне ингибиции фактора транскрипции противовоспалительных факторов: глюкокортикостероидов, некоторых цитокинов, различных природных и фармакологических агентов, вызывающих повышение внутриклеточного уровня циклического аденозинмонофосфата, например, простогландин Е2. NFkB контролирует транскрипцию генов: IFN-в, GM-CSF, IL-1, IL-2, IL-6, TNF-б. Вместе с тем в литературе имеются отдельные сообщения о том, что NFkB-сайт отсутствует в регуляторных областях IL-4 и IL-10, т. е. транскрипция последних контролируется другими факторами транскрипции. Трудности изучения факторов транскрипции связаны с тем, что многие функции дублируются разными факторами.