Клетки участвующие в иммунном ответе

Тучные клетки являются обязательным компонентом соединительной ткани и слизистых оболочек. Первые получили название соединительнотканных тучных клеток (ТК-1), а вторые — тучных клеток слизистых покровов (ТК-2). ТК-1 содержатся практически во всех органах и системах организма (коже, легких, кишечнике, почке, сосудах и др.). ТК-1 и ТК-2 являются основным источником гистамина, гепарина и других вазоактивных веществ в организме. Вещества, продуцируемые тучными клетками и вызываемые ими эффекты суммированы в таблице 4−4. Дегрануляция тучных клеток и выброс из них гистамина и других биологически активных веществ могут быть вызваны различными факторами, в том числе, физическим повреждением ткани, микробными токсинами или их фрагментами, медиаторами воспаления, аггрегированным IgЕ.

Тучные клетки не наделены фагоцитарной способностью. Их роль в воспалении, главным образом, сводится к концентрации в зоне воспаления макромолекул и клеток с антимикробными свойствами. Это свойство тучных клеток реализуется через продукцию ими хемотаксинов и медиаторов воспаления.

Тучные клетки содержат вещества, способные регулировать микроциркуляцию в любой ткани и органе, проницаемость сосудов, величину экспрессии на эндотелиальных клетках молекул адгезии. Секретируемые ими вещества влияют на миграцию гранулоцитов, макрофагов, лимфоцитов, способны изменять метаболизм иммунокомпетентных клеток и тканей, изменять тонус гладких мышц сосудов, бронхов. Массивное освобождение продуктов из тучных клеток способно привести к анафилактическому шоку.

Наиболее важным медиатором, выделяемым тучными клетками при воспалительной реакции, является гистамин. Он образуется в клетках из гистидина при участии цитоплазматической гистидиндекарбоксилазы. Содержание гистамина в тучных клетках составляет порядка 1−5 мкг/млн клеток. В норме небольшое количество гистамина находится в сывороотке крови (менее 500 пг/мл). Гистамин является основным медиатором начальной фазы острого воспаления. Дегрануляция тучных клеток и повышение содержания биологически активных веществ в зоне воспаления происходит в течение нескольких минут после повреждения ткани и проникновения патогена. Гистамин и другие продукты, выбрасываемые тучными клетками, инициируют все основные клинические проявления воспаления: tumor, color, dolor, rubor. Биологические эффекты гистамина реализуются через взаимодействие с Н1- и Н2- рецепторами, экспрессированными на многих клетках (эндотелиальных, эпителиальных, мышечных клетках, лейкоцитах и др.). Взаимодействие гистамина с Н1-рецепторами вызывает сокращение гладких мышц кишечника, бронхов, спазм сосудов легких, повышение проницаемости эндотелия венул, увеличение внутриклеточного содержания цГМФ, образование ПГЕ2 и лейкотриенов, стимулирует продукцию слизи, усиливает хемокинез эозинофилов и нейтрофилов. Взаимодействие гистамина с Н2-рецепторами приводит к повышению внутриклеточного содержания цАМФ, подавлению бронходилатации, угнетает хемотаксис эозинофилов и нейтрофилов, высвобождение медиаторов из тучных клеток и базофилов. От соотношения Н1- и Н2-рецепторов в тканях зависит биологический эффект, вызываемый гистамином.

Таким образом, гистамин способен выступать как в качестве провоспалительного фактора, индуцируя воспалительный процесс, так и в качестве противовоспалительного медиатора.

Эозинофилы крови составляют небольшой процент их общего числа в организме человека. Полагают, что на каждый эозинофил крови приходится до 200 эозинофилов костного мозга и около 500 эозинофилов слизистых покровов. Цитоплазма клеток содержит большое количество гранул, имеющих в своем составе разнообразные ферменты и биологически активные вещества. 55% содержимого гранул составляет основной белок (ОБ). ОБ индуцирует высвобождение из базофилов и тучных клеток гистамина, оказывает нейтрализующее действие на гепарин, токсическое воздействие на неопластические клетки. Пероксидаза эозинофилов стимулирует дегрануляцию тучных клеток, проявляет высокую активность в киллинге поглощенных микробов.

Гранулы эозинофилов содержат также кислую и щелочную фосфатазу, коллагеназу, ацетилхолинэстеразу, катепсин, фосфолипазу, эйкозаноиды и другие активные вещества. Поверхностная мембрана эозинофила богата ферментом лизофосфолипазой. Эозинофилы являются обязательным клеточным компонентом аллергических воспалительных процессов, играют ключевую роль в противопаразитарном иммунном ответе. Основной белок, продуцируемый эозинофилами, способен повреждать поверхностную мембрану паразита, нарушать его физиологические функции и ограничивать подвижность.

Нейтрофилы в периферической крови человека составляют около 70% лейкоцитов. Они обеспечивают первую линию защиты от инфекционных агентов. Обладают выраженной фагоцитарной активностью, благодаря наличию в их гранулах микробицидных факторов, способны эффективно разрушать различные микробы. Они являются продуцентами активных форм кислорода, оксида азота, содержат большой набор гидролитических ферментов. Способность нейтрофилов продуцировать ряд важных цитокинов (ИЛ-1, ФНОб, ИЛ-6, ИЛ-8, Г-КСФ, ГМ-КСФ) позволяет поставить их в ряд клеток, участвующих в регуляции многих физиологических процессов в организме, в том числе воспалительной реакции и иммунного ответа. Через продукцию Г-КСФ, ГМ-КСФ они способны активно влиять на гемопоэз. Местом продукции нейтрофилов является костный мозг. Ежедневный выход клеток из костного мозга составляет 60−400 Ч 107, под влиянием воспалительных факторов их выход может увеличиваться в 10−20 раз. В сосудистом русле содержится в среднем 5 Ч 1011 нейтрофилов, которые составляют два почти равных пула: циркулирующих и пристеночных клеток.

При подсчете лейкоцитарной формулы учитывается только циркулирующий пул. Средний полупериод жизни нейтрофила составляет 6−7 дней, а после миграции в ткани — не более 2 дней. Их миграционные и функциональные свойства находятся под постоянным контролем цитокиновой регуляторной сети.

Термин «фактор, активирующий тромбоциты» (ФАТ) был предложен в начале 70-х годов 20 столетия для обозначения вещества, активирующего тромбоциты, которое выделяется из базофилов во время их дегрануляции в процессе IgЕ-индуцированной анафилаксии. Позже это вещество было выделено в чистом виде и охарактеризовано. Как и эйкозаноиды, ФАТ является продуктом фосфолипидов клеточных мембран многих клеток.

При развитии воспаления повышенный синтез ФАТ происходит в нейтрофилах, базофилах, эозинофилах, тучных клетках, моноцитах, тромбоцитах, эндотелиальных клетках. Полагают, что ФАТ является не только медиатором острого воспаления, но и важным регулятором многих физиологических процессов в различных клетках. ФАТ вызывает следующие биологические эффекты: активирует нейтрофилы и тромбоциты, вызывает агрегацию тромбоцитов и стимулирует адгезию нейтрофилов к эндотелию сосудов, их миграцию в ткани, индуцирует экзоцитоз лизосомных энзимов, продукцию эйкозаноидов. ФАТ также увеличивает проницаемость сосудов, способствует формированию отека ткани, является вазои бронхоконстриктором. Таким образом, ФАТ обуславливает все основные признаки воспаления. Внутривенное введение ФАТ у экспериментальных животных вызывает синдром острой анафилаксии. У животных развивается дыхательная недостаточность из-за отека легких, уменьшается сердечный выброс крови, развивается гипотензия. ФАТ способен изменять функциональную активность лимфоцитов. Показано, что ин витро он подавляет митоген-индуцированную пролиферацию Т-клеток. В свою очередь установлено, что антигенные стимулы, повышающие концентрацию внутриклеточного Сa2+ в лимфоцитах, усиливают продукцию в них ФАТ.

Моноциты образуются в костном мозге из стволовой гемопоэтической клетки. После созревания они мигрируют из мозга в кровь, где находятся в циркуляции 2−3 суток. Из крови они поступают в ткани, в которых они трансформируются в тканевые макрофаги. Моноциты и тканевые макрофаги обладают выраженными фагоцитарными свойствами, способны поглощать и обезвреживать различные микроорганизмы и макромолекулы, переваривать клеточный детрит. Являются обязательным элементом индукции гуморального и клеточного иммунного ответа, важным регулятором гемопоэза и иммуногенеза, способны выступать в качестве эффекторов иммунных реакций, оказывать цитотоксическое действие на опухолевые клетки и индуцировать отторжение трансплантата. Они являются важными продуцентами целой гаммы регуляторных цитокинов, в том числе провоспалительных и противовоспалительных. Наиболее мощным и специфическим индуктором активности макрофагов является ИНФ-г. Циркулирующий пул моноцитов представлен 18?107клеток/л крови. Внесосудистый пул моноцитов в 25 раз больше. Полупериод жизни зрелого макрофага составляет около 100 д Лимфоциты продуцируются в костном мозге, тимусе и периферических лимфоидных органах (селезенке, лимфатических узлах) и лимфоидной ткани. В костном мозге и тимусе находятся незрелые Ти В-лимфоциты, на периферии — наивные и антигенактивированные Ти В-клетки. Лимфоциты не обладают фагоцитарной способностью. Они являются обязательным клеточным компонентом как острого, так и хронического воспаления. Через продукцию иммунорегуляторных пептидов они способны усиливать и подавлять воспалительный процесс, переводить его в хроническое течение, влиять на функции основных клеток воспаления, формировать реакции гиперчувствительности. Иммунная система через продукцию специфических антител и Т-киллеров способна эффективно элиминировать патоген из организма и таким образом способствовать окончанию воспаления.

Активными участниками воспалительного процесса выступают тромбоциты. Клетки содержатся только в кровеносных сосудах, в тканях не выявляются. В крови содержание тромбоцитов составляет 300−400 тыс/мм3. Тромбоциты в высоких концентрациях содержат гранулы с биологически активными веществами.

Выброс биологических активных веществ из тромбоцитов могут инициировать физические факторы, микробы и их токсины, процесс агрегации тромбоцитов, вызванный различными причинами. Под влиянием тромбоцитарных факторов повышается проницаемость сосудов, стимулируется приток нейтрофилов, базофилов к месту воспаления. Активируется их фагоцитарная и метаболическая активность. Ряд продуктов тромбоцитов (катионные белки, в-лизины) оказывают антибактериальное действие. Кроме того, агрегация тромбоцитов индуцирует формирование фибрина и тромбоцитарной пробки в сосудах, что способствует ограничению воспалительного процесса и распространению инфекции. На конечной стадии воспаления продукты, выделяемые тромбоцитами, стимулируют репаративные процессы в тканях. Стимулируют пролиферацию сосудов, рост фибробластов и гладких мышц сосудов, образование коллагена фибробластами и неклеточного матрикса.