Фагоциты, классификация. Распознавание микроорганизмов. Фагоцитарная реакция: этапы, механизмы внутриклеточной бактерицидности, исходы

Фагоциты, классификация

Фагоциты условно подразделяют на профессиональные, то есть имеющие специальные рецепторы для распознавания чужеродных объектов, и непрофессиональные, не имеющие таких рецепторов и не образующие кислород-содержащих молекул для фагоцитоза. Все профессиональные фагоциты имеют миелоидное происхождение. В скобках указываются органы, в которых содержание данных фагоцитов наиболее велико.

1. Профессиональные:

   1. моноциты (кровь, костный мозг, селезенка, тимус, печень);

   2. тканевые макрофаги:

      • гистиоциты (соединительная ткань);

      • клетки Купфера (печень);

      • остеокласты (костная ткань);

      • клетки микроглии (нервная ткань);

      • макрофаги других органов и тканей;

   3. нейтрофильные гранулоциты (кровь);

   4. дендритные клетки (кожа – клетки Лангерганса, лимфатическая ткань, легкие, соединительная ткань);

   5. тучные клетки (кожа, легкие, ЖКТ) – активны в отношении Грам– бактерий.

2. Непрофессиональные:

   1. лимфоциты (кровь, лимфоидная ткань);

   2. NK-клетки (там же);

   3. эпителиоциты (кожа);

   4. эндотелиоциты (сосуды);

   5. фибробласты (соединительная ткань).

Эозинофилы обеспечивают внеклеточный цитолиз крупных живых объектов (например, паразитов), которые фагоцитировать нельзя, и сами к фагоцитам не относятся.

Распознавание микроорганизмов

Обязательным условием адгезии фагоцита служит распознавание объекта фагоцитоза. Механизмы распознавания различаются в случаях фагоцитоза опсонизированного и неопсонизированного объектов. Опсонизация – это связывание с поверхностью чужеродного объекта особых молекул – опсонинов – которые являются лигандами для рецепторов фагоцитов, облегчают их адгезию и тем самым усиливают фагоцитоз.

Основными опсонинами являются активированный C3b комплемента и IgG (иммуноглобулин класса G). Соответственно, у профессиональных фагоцитов имеются рецепторы к C3b и к Fc-фрагменту IgG. Свойства опсонинов также присущи фибронектину и С-реактивному белку. Таким образом, при опсонизированном фагоцитозе клетки распознают не сами объекты фагоцитоза, а присоединившиеся к ним опсонины.

При неопсонизированном фагоцитозе молекулярное распознавание осуществляется тремя основными группами рецепторов:

1. рецепторы к маннозе, N-ацетилглюкозамину, маннанам и β-глюканам – составляющим липополисахарида и пептидогликана бактерий;

2. рецепторы-мусорщики к ЛПНП, но также липидам некоторых бактерий (особенно кокков);

3. рецепторы для апоптотических клеток.

Фагоцитарная реакция

Фагоцитоз – это процесс узнавания, поглощения и биодеградации чужеродных частиц (в т.ч. микроорганизмов) и макромолекул, осуществляемый фагоцитами.

Фагоцитоз осуществляется в несколько стадий:

1. Хемотаксис – направленное движение по градиенту хемоаттрактантов:

   • к хемоаттрактантам относятся продукты деградации бактерий, цитокины (ИЛ-8), продукты активации комплемента (С3а, С5а), фибринолизин и др.;

   • ингибиторы хемотаксиса (интерферон) задерживают фагоцит в очаге воспаления.

2. Адгезия (в т.ч. при помощи рецепторов к опсонинам) и активация:

   • фагоцит активируют лиганды Toll-подобных рецепторов, интегрины, хемокины, активированные факторы комплемента, γ-интерферон и др. вещества;

   • активированный фагоцит усиленно экспрессирует адгезины, молекулы ГКГС, различные цитокины.

3. Поглощение:

   • обволакивание объекта псевдоподиями;

   • при погружении частицы в цитоплазму образуется вакуоль – фагосома;

   • одновременно в клетке резко активируется метаболизм: образуются многочисленные лизосомы и запускаются реакции выработки кислород-содержащих молекул.

4. Киллинг и переваривание:

   • кислородзависимые механизмы («кислородный взрыв») включают образование супероксидного аниона O2- (цитохромы), образование перекисей, гидроксильного радикала OН- и одноатомного кислорода (спонтанные реакции O2- с водой и протонами) и образование активных соединений хлора (фермент миелопероксидаза);

   • кислороднезависимые механизмы включают действие гидролитических ферментов (при слиянии фагосомы с лизосомой и образовании фаголизосомы), катионных белков (дефензины) и оксида азота.

5. Исход фагоцитоза:

   • завершенный – полное переваривание и экзоцитоз низкомолекулярных остатков;

   • незаверщенный:

     • гибель фагоцита с высвобождением микроорганизма;

     • персистенция микроорганизма (гонококки, микобактерии и др.) в фагоците благодаря блокаде слияния фагосомы с лизосомой, резистентностью к лизосомальным ферментам или способности покидать фагосому до ее слияния с лизосомой.