СЛАЙД 1

1. Типы белых клеток крови. Миелоидные клетки

4. Нейтрофилы и макрофаги

8. Воспаление

9. Эффекты воспаления. Макрофаги и нейтрофилы при воспалении

10. Нейтрофилия. Защитные механизмы воспаления

11. Образование гноя.

12. Эозинофилы

13. Базофилы. Тучные клетки

14. Дендритные клетки

15. Естественные киллеры Т-лимфоциты. Взаимодействие естественных киллеров и дендритных клеток

Фагоцитоз. Механизмы и значение фагоцитоза

СЛАЙД 2

Типы белых клеток крови.

В норме в крови присутствуют шесть типов белых клеток крови:

Полиморфноядерные нейтрофилы,

Полиморфноядерные эозинофилы,

Полиморфноядерные базофилы,

Моноциты,

Лимфоциты

Плазматические клетки.

Кроме того, существует большое количество тромбоцитов , представляющих фрагменты клеток другого типа - мегакариоцитов, которые, подобно лейкоцитам, обнаруживают в костном мозге.

Первые три типа клеток имеют зернистость, поэтому их называют гранулоцитами или, согласно клинической терминологии, полиморфноядерными клетками из-за многочисленных ядер.

Гранулоциты и моноциты защищают организм от внедряющихся агентов, главным образом путем их поглощения, т.е. фагоцитоза. Лимфоциты и плазматические клетки функционируют в основном в связи с иммунной системой. Наконец, специфической функцией тромбоцитов является активация механизма свертывания крови.

Концентрации разных типов лейкоцитов в крови . Взрослый человек имеет около 7000 белых клеток крови на микролитр крови (сравните с 5 млн красных клеток крови). По отношению к общему количеству лейкоцитов нормальное процентное содержание разных их типов приблизительно следующее.

Количество тромбоцитов , которые являются лишь фрагментами клеток, в каждом микролитре крови в норме - около 300000.

СЛАЙД 3

СЛАЙД 4

Длительность жизни белых клеток крови. Нейтрофилы и макрофаги

Жизнь гранулоцитов после их выделения из костного мозга в норме продолжается 4-8 ч в циркулирующей крови и еще 4-5 сут в тканях, которые в них нуждаются. Во время тяжелой тканевой инфекции этот общий срок жизни часто укорачивается до нескольких часов, поскольку гранулоциты поступают еще быстрее в инфицированную область, выполняют свои функции и в процессе этого саморазрушаются.

Моноциты тоже имеют короткий транзитный период, находясь в крови 10-20 ч, затем выходят через мембраны капилляров в ткани. В тканях размер моноцитов значительно увеличивается, они становятся тканевыми макрофагами, и в такой форме могут жить месяцами до тех пор, пока не разрушатся во время выполнения фагоцитарной функции. Тканевые макрофаги составляют основу тканевой макрофагальной системы, которая обеспечивает постоянную защиту против инфекции, что подробно обсуждается далее.

Лимфоциты постоянно поступают в систему кровообращения вместе с дренажом лимфы из лимфатических узлов и другой лимфоидной ткани. Через несколько часов они выходят из крови в ткани путем диапедеза. Затем лимфоциты вновь входят в лимфу и опять возвращаются в кровь; так происходит постоянная циркуляция лимфоцитов в теле. Срок жизни лимфоцитов составляет недели или месяцы в зависимости от потребности организма в этих клетках.

Тромбоциты в крови заменяются примерно каждые 10 сут; другими словами, каждые сутки формируются примерно 30000 пластинок на каждый микролитр крови.

СЛАЙД 5

Нейтрофилы и макрофаги

Именно нейтрофилы и тканевые макрофаги в основном атакуют и разрушают внедрившиеся бактерии, вирусы и другие вредоносные агенты.

Нейтрофилы - зрелые клетки, способные атаковать и разрушать бактерии даже в циркулирующей крови. Наоборот, тканевые макрофаги начинают жизнь как моноциты крови и, пока они находятся в крови, являются незрелыми клетками с низкой способностью к борьбе с инфекционными агентами. Однако сразу после выхода в ткани моноциты начинают разбухать, иногда увеличиваясь в диаметре в 5 раз до размера, видимого невооруженным глазом - 60-80 мкм. Теперь эти клетки называют макрофагами, и они обладают очень высокой способностью бороться с внутритканевыми болезнетворными агентами.

Белые клетки крови выходят в тканевые пространства путем диапедеза. Нейтрофилы и моноциты могут протискиваться через поры кровеносных капилляров путем диапедеза. Это значит, что даже если пора гораздо меньше размера клетки, небольшая часть клетки вдвигается в нее и моментально сжимается до размера поры.

Белые клетки крови продвигаются через тканевые пространства амебоидными движениями. И нейтрофилы, и макрофаги могут двигаться через ткани амебоидными движениями. Некоторые клетки двигаются со скоростью, достигающей 40 мкм/мин, т.е. каждую минуту перемещаются на расстояние, равное их собственной длине.

Белые клетки крови притягиваются к области воспаления путем хемотаксиса. Многие химические вещества в тканях заставляют нейтрофилы и макрофаги двигаться по направлению к источнику химического агента. Этот феномен, показанный на рисунке, известен как хемотаксис. При воспалении ткани формируется, по крайней мере, дюжина разных продуктов, способных вызывать хемотаксис по направлению к воспаленной области. К таким веществам относят: (1) некоторые из бактериальных или вирусных токсинов; (2) продукты дегенерации самих воспаленных тканей; (3) некоторые продукты реакции системы комплемента, активируемой в воспаленных тканях; (4) некоторые продукты взаимодействия, возникающие при свертывании плазмы в воспаленной области, и другие вещества.

Хемотаксис зависит от градиента концентрации хемотаксического вещества. Самая высокая концентрация - около источника, который управляет однонаправленным движением белых клеток крови. Хемотаксис эффективен на расстоянии до 100 мкм от воспаленной ткани. Следовательно, поскольку практически нет тканевой области, расположенной на расстоянии больше 50 мкм от капилляра, хемотаксический сигнал может легко перемещать массы лейкоцитов из капилляров в воспаленную область.

СЛАЙД 7

СЛАЙД 8

Воспаление

При повреждении ткани независимо от его причины (бактерии, травма, химические агенты, тепло или любое другое явление) выделяется множество веществ, вызывающих существенные вторичные изменения в окружающих неповрежденных тканях. Весь комплекс этих тканевых изменений называют воспалением.

Воспаление характеризуется:

(1) расширением местных кровеносных сосудов с последующим избыточным местным кровотоком;

(2) увеличением проницаемости капилляров, что способствует утечке большого количества жидкости в интерстициальное пространство;

(3) часто - свертыванием жидкости в интерстициальном пространстве в связи с избытком фибриногена и других белков, вытекающих из капилляров;

(4) миграцией большого числа гранулоцитов и моноцитов в ткани;

(5) отеком тканевых клеток.

К тканевым продуктам , вызывающим эти реакции, относятся гистамин, брадикинин, серотонин, простагландины, несколько разных продуктов реакции системы комплемента, продукты реакции свертывающей системы крови и множество веществ, называемых лимфокинами, которые выделяются активированными Т-клетками (частью иммунной системы). Некоторые из этих веществ мощно активируют макрофагальную систему, и в течение нескольких часов макрофаги начинают уничтожать поврежденные ткани. Но иногда макрофаги повреждают еще живые тканевые клетки.

СЛАЙД 9

СЛАЙД 10

СЛАЙД 11

Образование гноя.

Когда нейтрофилы и макрофаги поглощают большое количество бактерий и некротической ткани, практически все нейтрофилы и многие (но не большинство) макрофаги погибают.

Через несколько дней в воспаленной ткани часто формируется полость, содержащая различные части некротизированной ткани, погибшие нейтрофилы и макрофаги, а также тканевую жидкость. Эту смесь обычно называют гноем.

После прекращения инфекционного процесса мертвые клетки и некротическая ткань в гное постепенно, в течение нескольких дней растворяются, а конечные продукты в итоге всасываются в окружающие ткани и лимфу до тех пор, пока большинство признаков повреждения ткани не исчезнут.

СЛАЙД 11

Эозинофилы

В норме эозинофилы составляют около 2% всех лейкоцитов крови. Эозинофилы - слабые фагоциты и способны к хемотаксису, но в отличие от нейтрофилов значение эозинофилов в защите против обычных типов инфицирования сомнительно.

Эозинофилы обычно собираются также в тканях, где осуществляются аллергические реакции, например в перибронхиальных тканях легких у людей с астмой и в коже после аллергических кожных реакций. Частично это связано с фактом участия в аллергических реакциях многих тучных клеток и базофилов, которые мы обсудим в следующем разделе. Тучные клетки и базофилы выделяют эозинофилъный хемотаксический фактора заставляющий эозинофилы мигрировать по направлению к ткани, воспаленной в связи с аллергической реакцией.

Полагают, что эозинофилы нейтрализуют некоторые из вызывающих воспаление веществ, выделяемых тучными клетками и базофилами и, вероятно, фагоцитируют и разрушают комплексы аллерген-антитело, предупреждая чрезмерное распространение местного воспалительного процесса.

СЛАЙД 12

Базофилы. Тучные клетки

Базофилы циркулирующей крови похожи на большие тканевые тучные клетки, локализованные непосредственно снаружи капилляров. И тучные клетки, и базофилы высвобождают в кровь гепарин - вещество, способное предупреждать свертывание крови.

Эти клетки выделяют также гистамин и небольшое количество брадикинина и серотонина. В воспаленных тканях именно тучные клетки в основном высвобождают эти вещества.

Тучные клетки и базофилы играют чрезвычайно важную роль в некоторых типах аллергических реакций, поскольку вызывающий эти реакции особый тип антител - иммуноглобулин Е (IgE) - имеет специфическую способность прикрепляться к тучным клеткам и базофилам. Когда впоследствии специфический антиген реагирует со специфическим IgE антителом, возникающее в результате прикрепление антигена к антителу заставляет тучную клетку или базофил разрываться и выделять очень большие количества гистамина, брадикинина, серотонина, гепарина, медленно действующей анафилактической субстанции и ряда лизосомальных ферментов.

Они вызывают локальные сосудистые и тканевые реакции, лежащие в основе большинства аллергических реакций.

СЛАЙД 13

Молекулы адгезии (селектины, интегрины)

Молекулам адгезии принадлежит основополагающая роль в формировании многоклеточного организма, поскольку они служат главными факторами контакта между клетками, а также участвуют в их перемещении.

Молекулы адгезии формируют несколько достаточно консервативных семейств. У млекопитающих известно 4 группы молекул адгезии - селектины, интегрины, молекулы суперсемейства иммуноглобулинов (IgSF) и кадхерины.

Для осуществления миграции и взаимодействия миелоидных клеток важны представители трех первых групп.

Селектины - тканевые лектины, обладающие сродством к концевым остаткам маннозы и фрукозы. Известно три варианта селектинов: P (от Platelet - тромбоцитарный), E (от Endothelial - эндотелиальный) и L (от Lymphocyte - лимфоцитарный).

Селектины - трансмембранные белки.

Р-селектин участвует в активации тромбоцитов и ранних этапах

Е-селектин - основной селектин клеток эндотелия сосудов.

Под влиянием активирующих воздействий (особенно провоспалительных цитокинов) Е-селектин экспрессируется на поверхности клеток и играет ведущую роль на ранних этапах эмигра- ции лейкоцитов из сосудистого русла.

В отличие от двух вышеназванных, L-селектин присутствует не на эндотелиальных клетках, а на лейкоцитах. Он спонтанно экспрессируется на поверхности нейтрофилов, моноцитов и лимфоцитов и обеспечивает осуществление начального этапа миграции этих клеток - этапа перекатывания.

Интегрины - наиболее важные и полифункциональные молекулы адге- зии.

Интегрины соединяют внутреннюю и внешнюю среду клетки, проводя сигналы как изнутри клетки наружу, так и наоборот - из внеклеточной среды внутрь клетки. Внутриклеточная часть интегринов связана с компонентами цитоскелета, что определяет многие функции этих молекул

Интегрины - трансмембранные гетеродимеры. Полипептидные цепи интегринов (α и β) соединены нековалентно. К настоящему времени известно 24 варианта интегринов, представляющих собой комбинации из 18 вариантов α- и 8 вариантов β-цепей.

Наибольший интерес для иммунологии представляют интег- рины семейств β1 и β2, присутствующие на поверхности иммуноцитов. Интегрины задействованы в различных реакциях, связанных с участием этих клеток в иммунных процессах: эмиграции лейкоцитов из кровотока и поступлении их в очаг воспаления, взаимодействии с клетками-мишенями, формировании иммунного синапса и т.д. β1-Интегрины (молекулы группы VLA) взаимодействуют с компонен- тами межклеточного матрикса (фибронектином, ламинином, коллагеном, фибриногеном) и мембранным рецептором VCAM-1 (СD106). Наиболее важную роль в физиологии нейтрофилов играет интегрин VLA-5, для моноцитов/макрофагов и лимфоцитов наиболее важен интегрин VLA-4, отсутствующий на нейтрофилах. β2-Интегрины (иногда называемые LeuCAM) представлены на поверхности лейкоцитов. Основной интегрин лимфоцитов LFA-1, присутствующий на всех разновидностях этих клеток, представлен и на поверхности моноцитов и макрофагов. Интегрин Мас-1 наиболее характерен для макрофагов (что отражено в его названии), но его выявляют и на других миелоидных и NK-клетках, а также перитонеальных В-лимфоцитах. Третий интегрин этой группы - p150/р95 - маркер дендритных клеток, но также представлен на других клетках миелоидного ряда.

СЛАЙД 14

Хемотаксические факторы (Хемокины)

Важнейшее условие участия миелоидных клеток в реакциях врожденного иммунитета - хемотаксис - направленное движение клеток, определяемое градиентом химических факторов (хемоаттрактантов).

Хемотаксис следует отличать от хемокинеза - ненаправленного усиления подвижности клеток под влиянием химических агентов. При реализации врожденного имму- нитета в виде воспалительной реакции хемотаксис определяет миграцию лейкоцитов из кровяного русла в очаг воспаления.

При воспалении и реакциях врожденного иммунитета в качестве хемо- аттрактантов выступают разные вещества, образующиеся в очаге воспале- ния. Прежде всего это продукты, выделяемые самими микроорганизмами. Наиболее известен пептид N-формил-метионил-лейцил-фенилаланил (fMLP) и его аналоги, обладающие очень сильным хемотаксическим действием. Этот пептид участвует в инициации синтеза белка у бактерий. Он отсутствует в эукариотических клетках и его появление служит сигналом бактериальной инфекции, фактически выступая в качестве PAMP. Миелоидные клетки (нейтрофилы, моноциты, макрофаги) имеют мембранные рецепторы для этого пептида - FPR (Formyl-peptide receptor) и FPLR (Formyl peptide-like receptor). Синтетический пептид fMLP широко применяют для моделирования хемотаксиса, обусловленного бактериальными продуктами. FPR и FPLR относят к семейству родопсиноподобных рецепторов, 7 раз пронизывающих мембрану.

Хемотаксическим действием обладают многие другие молекулы, образую- щиеся в очаге воспаления, а также продукты расщепления факторов сверты- вания крови и фибринолиза (тромбин, фибрин), нейропептиды, фрагменты иммуноглобулинов, пентраксины (С-реативный белок, сывороточный ами- лоид), фактор агрегации тромбоцитов - PAF (Platelet aggregation factor) и т.д. Ряд цитокинов (особенно провоспалительных) также оказывает на лейкоци- ты хемотаксическое действие.

Хемокины (от Chemotactic cytokines) были открыты в конце 80-х годов про- шлого столетия. Они составляют обширную группу цитокинов, объединен- ную сходным строением и способностью распознавать родопсиноподобные рецепторы.

Хемокины - полипептиды. Помимо сек- ретируемых, выделяют мембранные формы молекул хемокинов (например, фракталкин), выступающие также в роли молекул адгезии. Обычно хемо- кины присутствуют в биологических жидкостях в форме димеров, реже - тетрамеров. Четвертичная структура димеров существенно различается для хемокинов двух основных групп.

Хемокины способны формировать не только CC:хемокин CCL2 (MCP:1) CXC:хемокин СXCL8 (IL:8). Функционально важное свойство хемокинов - их способность взаимодействовать с глюкозаминогликанами (гепарин, хондро- итинсульфат и др.) на поверхности клеток или в межклеточном матриксе. Иммобилизация хемокинов в тканях важна для создания их градиента, необ- ходимого для направленного движения клеток.

По функциональной роли выделяют: гомеостатические хемокины; провоспалительные хемокины. Гомеостатические хемокины отвечают за распределение клеток (прежде всего лимфоцитов) по лимфоидным органам. Остальные хемокины (подавляющее большинство) относят к группе провоспалительных, поскольку они отве- чают за активацию клеток и привлечение их в очаг воспаления. Хемокины этих групп различаются условиями синтеза и секреции: гомеостатические цитокины секретируются постоянно, обычно стромальными и эндотелиальными.

СЛАЙД 15

Дендритные клетки

Впервые дендритные клетки были описаны Лангергансом в 1868 г., в связи с чем впоследствии они стали известны как клетки Лангерганса. Однако сам автор считал их чувствительными нейронами. Фундамент современных представлений о ДК, как клетках иммунной системы, заложили американские ученые Штайман и Кон, и коллеги в 1970-е гг., открывшие и охарактеризовавшие ДК в лимфоидных органах мышей.

В 1985 г. показана принадлежность клеток Лангерганса к ДК. 1990-е гг. характеризуются определением характеристики различных линий ДК и путей их дифференцировки, установлением роли ДК в регуляции клеточного, гуморального адаптивного ответа, началом изучения роли ДК в патогенезе инфекционных и онкологических заболеваний человека.

Подобно другим клеткам иммунной системы , предшественниками ДК являются гематопоэтические стволовые клетки костного мозга. FLT-3 лиганд и GM-CSF являются ключевыми ростовыми и дифференциро-вочными факторами in vivo.

В процессе гематопоэза стволовые клетки, несущие молекулы CD34", дают начало двум типам прекурсорных ДК (пpe-DCs) - моноцитов (пре-DC1) и плазмацитоидных клеток (пpe-DC2), из которых формируются зрелые ДК. Данные предшественники составляют около 1% всех мононуклеарных клеток периферической и пуповинной крови, а также лимфоидных органов.

Лимфоидные дендритные клетки присутствуют в крови, лимфатических узлах, селезенке и тимусе. Судьба лимфоидных ДК, поступающих в Т-клеточные области лимфоузлов из крови, неизвестна. В тимусе лимфоидные ДК принимают участие в процессе отрицательной селекции, то есть отвечают за элиминацию Т-клеток, реагирующих на собственные антигены.

Незрелые дендритные клетки и их предшественники избирательно реагируют на патогены. В отличие от миелоидных пре-ДК плазмацитоидные пре-ДК заселяют преимущественно Т-клеточные зоны вторичных лимфоидных органов, а в нелимфоидных практически отсутствуют Незрелые ДК и их предшественники (пpe-DCs) вовлекаются во врожденное распознавание микробов, в то время как пре-DCsl (предшественники миелоидных ДК) фагоцитируют и вызывают киллинг различных бактерий и грибков. Пpe-DCs2 (предшественники лимфоидных ДК) играют главную роль в раннем антивирусном иммунном ответе, продуцируя IFN-a и В. Эти клетки были названы натуральными интерферонпродуцирую-щими клетками (NIPCs).

Плазмацитоидные дендритные клетки участвуют в В-клеточном ответе на вирусы: после их элиминации из культур МЛПК уровень продукции антител резко падает. За счет секреции интерферонов I типа лимфоидные ДК стимулируют пролиферацию плазмобластов, а проведение сигналов с TLRs ДК способствует выработке ими IL-6 и индукции синтеза специфических антител В-клетками.

При аллергических реакциях и некоторых видах хронического воспаления пpe-DCs привлекаются как в пораженные нелимфоидные ткани, так и в реактивно измененные регионарные лимфатические узлы; они инфильтрируют также опухолевую ткань при некоторых злокачественных новообразованиях.

СЛАЙД 16

СЛАЙД 17

СЛАЙД 18

Фагоцитоз, осуществляемый нейтрофилами . Нейтрофилы, входящие в ткани, являются уже зрелыми клетками, способными к немедленному фагоцитозу. При встрече с частицей, которая должна быть фагоцитирована, нейтрофил сначала прикрепляется к ней, а затем выпускает псевдоподии во всех направлениях вокруг частицы. На противоположной стороне частицы псевдоподии встречаются и сливаются друг с другом. При этом образуется замкнутая камера, содержащая фагоцитируемую частицу. Затем камера погружается в цитоплазматическую полость и отрывается от наружной стороны клеточной мембраны, формируя свободно плавающий фагоцитарный пузырек (также называемый фагосомои) внутри цитоплазмы. Один нейтрофил обычно может фагоцитировать от 3 до 20 бактерий, прежде чем он сам инактивируется или погибает.

Сразу после фагоцитирования большинство частиц перевариваются внутриклеточными ферментами. После фагоцитирования инородной частицы лизосомы и другие цитоплазматические гранулы нейтрофила или макрофага немедленно вступают в контакт с фагоцитарным пузырьком, их мембраны сливаются, в результате в пузырек вбрасываются многие переваривающие ферменты и бактерицидные вещества. Таким образом, фагоцитарный пузырек теперь становится переваривающим пузырьком, и сразу начинается расщепление фагоцитированной частицы.

И нейтрофилы , и макрофаги содержат громадное количество лизосом, наполненных протеолитическими ферментами, особенно приспособленными для переваривания бактерий и других чужеродных белковых веществ. Лизосомы макрофагов (но не нейтрофилов) содержат также большое количество липаз, которые разрушают толстые липидные мембраны, покрывающие некоторые бактерии, например туберкулезную палочку.

И нейтрофилы, и макрофаги могут уничтожать бактерии. Кроме переваривания поглощенных бактерий в фагосомах нейтрофилы и макрофаги содержат бактерицидные агенты, уничтожающие большинство бактерий, даже если лизосомальные ферменты не могут их переварить. Это особенно важно, поскольку некоторые бактерии имеют защитные оболочки или другие факторы, предупреждающие их разрушение пищеварительными ферментами. Основная часть «убивающего» эффекта связана с действием некоторых мощных окислителей, образуемых в больших количествах ферментами мембраны фагосомы, или специфической органеллой, называемой пероксисомой. К этим окислителям относятся супероксид (О2), пероксид водорода (Н2О2) и гидроксилъные ионы (-ОН), каждый из них даже в небольших количествах смертелен для большинства бактерий. Кроме того, один из лизосомальных ферментов - миелопероксидаза - катализирует реакцию между Н2О2 и ионами Сl с образованием гипохлорита - мощного бактерицидного агента.

Однако некоторые бактерии , особенно туберкулезная палочка, имеют оболочки, устойчивые к лизосомальному перевариванию, и к тому же секретируют вещества, отчасти препятствующие «убивающим» эффектам нейтрофилов и макрофагов. Такие бактерии ответственны за многие хронические болезни, например туберкулез.

СЛАЙД 1

Лекция №3. Врожденный иммунитет. Клеточные факторы врожденного иммунитета

1. Типы белых клеток крови. Миелоидные клетки (нейтрофилы, эозинофилы, тучные клетки, базофилы, моноциты, макрофаги, дендритные клетки)

2. Происхождение белых клеток крови

3. Длительность жизни белых клеток крови.

4. Нейтрофилы и макрофаги

5. Ретикулоэндотелиальная система.

8. Нейтрофилы. Базофилы. Эозинофилы. Макрофаги

Макрофаги (они же фагоциты) – «пожиратели» инородных тел и самые древние клетки иммунной системы. Макрофаги происходят из моноцитов (разновидности лейкоцитов). Первые стадии развития они проходят в костном мозге, а затем покидают его в виде моноцитов (округлых клеток) и определенное время циркулируют в крови. Из кровяного русла они попадают во все ткани и органы, где изменяют свою округлую форму на другую, с отростками. Именно в таком виде они приобретают подвижность и способны прилипать к любым потенциально чужеродным телам. Они распознают некоторые чужеродные вещества и сигнализируют о них Т-лимфоцитам, а те в свою очередь – В-лим-фоцитам. Затем В-лимфоциты начинают продуцировать антитела – иммуноглобулины против того агента, о котором «сообщили» клетка-фагоцит и Т-лимфоцит. Оседлые макрофаги можно найти практически во всех тканях и органах человека, что обеспечивает равносильный ответ иммунной системы на любой антиген, попавший в организм в любом месте. Макрофаги ликвидируют не только микроорганизмы и чужеродные химические яды, которые попадают в организм извне, но и умершие клетки или токсины, произведенные собственным организмом (эндотоксины). Миллионы макрофагов окружают их, впитывают и растворяют, чтобы вывести из организма. Снижение фагоцитарной активности клеток крови способствует развитию хронического воспалительного процесса и возникновению агрессии против собственных тканей организма (появлению аутоиммунных процессов). При угнетении фагоцитоза также наблюдается дисфункция разрушения и выведения из организма иммунных комплексов.

монобласт ® промоноцит ® моноцит ® макрофаг

Стволовая кроветворная клетка (СКК) ® ... ® гранулоцит-макрофагальный предшественник

(precursor, CFU,или КОЕ-колониеобразующая единица)

миелобласт ® промиелоцит ® миелоцит ® нейтрофил

GM-CSF, GM-CSF GM-CSF,

Высокая концентрация GM - CSF контролирует онтогенез макрофагов, низкая - нейтрофилов

Основные отличия фагоцитов - макрофагов и нейтрофилов

	Нейтрофилы	Моноциты/макрофаги
Время жизни		в крови - несколько суток, в тканях - длительное время
Способность к делению	отсутствует	тканевые макрофаги способны к делению
Синтетические способности	зрелые нейтрофилы не способны к синтезу	высокая биосинтетическая активность
Способности к репарации мембраны и др. клеточных структур	отсутствует
Наличие антиоксидантных систем
Спектр выполняемых функций	узкий, фактически только фагоцитоз	широкий, участвуют как в реакциях неспецифического иммунитета, активируют и регулируют иммунный ответ

Характеристика фагоцитарного процесса, осуществляемого макрофагами и нейтрофилами

	Нейтрофилы	Моноциты/макрофаги
Объекты фагоцитоза	Компоненты собственных разрушенных клеток и тканей, включая апоптические тела, внеклеточно размножающиеся бактерии и грибы, относящиеся к условно патогенным микроорганизмам	Те же, что и для нейтрофилов. Биологическая цель фагоцитоза	Только киллинг (или разрушение крупных структур для подготовки к элиминации из организма)	Киллинг и распознавание чужеродности для подготовки и активации иммунного ответа
Жизнеспособность клетки после осуществления фагоцитоза		Сохраняется

CD - cluster of differentiation

CAM - cell adhesion molecule

Механизмы адгезии

Адгезия - явление комплексное, в нем одновременно или последовательно принимают участие разные молекулы адгезии («адгезивный каскад»). Фазы адгезии: касание, роллинг, прикрепление (активация и усиление адгезии).

За адгезивные свойства фагоцитов ответственны селектины и интегрины . С помощью селектинов осуществляется роллинг клетки по поверхности эндотелия, с помощью интегринов - твердое прикрепление к поверхности эндотелия.

Селектины (CD62): L- присутствуют на лейкоцитах (кроме активированных Т-клеток памяти),

P -на тромбоцитах,

E - на эндотелиальных клетках

Индукторы селектинов: 1) неспецифические - изменение рН, температруры, микроповреждения клеток, замедление скорости кровотока; 2) специфические - медиаторы и цитокины воспаления (gIFN, TNF, IL-1), митогены, нейропептиды.

Интегрины : CD18, CD11a, CD11b, CD11c

Регуляторы интегринов: 1) неспецифические - изменение рН, температруры, микроповреждения клеток, замедление скорости кровотока; 2) специфические - протеинкиназа С, аутоактивация (взаимодействие единичных сигнальных молекул той же специфичности), взаимодействие с другими адгезивными молекулами.

В целом все адгезивные молекулы объединены в 5 семейств: суперсемейство иммуноглобулинов, интегрины, селектины, кадхерины, протеогликаны и неклассифицированные представители.

Некоторые адгезивные молекулы: номенклатура, экспрессирующие клетки и функции

ЛЕКЦИЯ №2.

4. Характеристика макрофагов

Клеточные факторы врожденного иммунитета. Лейкопоэз

Врожденный иммунитет можно разделить на клеточный и гуморальный.

Клеточный иммунитет включает мононуклеарные фагоциты (моноциты, тканевые макрофаги, гранулоциты-нейтрофилы, эозинофилы, базофилы (периферической крови и тканевые или тучные клетки), а также киллерные клетки.

Лейкоциты - это условное название группы клеток, именуемых также «белой кровью» (греч: leyko - белый, kytos - клетка). Английская аббревиатура WBC, появляющаяся в современных бланках анализов, означает White Blood Cells, т.е. в дословном переводе: «белые клетки крови».

Классификация лейкоцитов:

1. Гранулоциты (содержат в цитоплазме гранулы): нейтрофилы, эозинофилы, базофилы

2. Агранулоциты (не содержат в цитоплазме гранул): моноциты (макрофаги), лимфоциты

Лейкопоэз - процесс воспроизводства клеток крови, происходит в костном мозге.

В раннем детстве все кости содержат костный мозг, способный вырабатывать клетки крови, но у взрослых этот процесс ограничен костным мозгом ребер, позвонков, грудины, лопаток, тазовых костей, например бедра и плеча.

Все клетки крови происходят от так называемых плюрипотентных (полипотентных) стволовых клеток костного мозга, которые потенциально способны превращаться в клетки, предназначенные стать зрелыми эритроцитами, лейкоцитами или тромбоцитами.

Характеристика клеток гранулоцитарного ростка

Гранулоциты – это полиморфноядерные лейкоциты, циркулирующие в крови и возникающие, как и моноцитарно-макрофагальные клетки, из миелоидной стволовой клетки в костном мозге. Различают три типа гранулоцитов – нейтрофильные, эозинофильные и базофильные.

Гранулоцитарный росток – образование нейтрофилов, эозинофилов, базофилов

1 стадия: образование миелобласта.

2 стадия: образование промиелоцита. Три формы промиелоцитов:

нейтрофильный промиелоцит, эозинофильный промиелоцит, базофильный промиелоцит. На этой стадии дифференцировки начинается формирование специфической зернистости.

3 стадия: образование миелоцита. Миелоцит клетка содержащая специфическую зернистость (нейтрофильную, эозинофильную или базофильную).

4 стадия: образование метамиелоцита

5 стадия: образование палочкоядерных нейтрофилов, базофилов и эозинофилов

6 стадия: образование зрелых форм. Зрелыми формами зернистых лейкоцитов считаются сегментоядерные нейтрофилы, базофилы и эозинофилы.

Нейтрофилы

Функции нейтрофилов:

1. Проникновение в ткани и уничтожение вторгшихся туда микроорганизмов. Выйдя из костного мозга, зрелые нейтрофилы только около 8 ч находятся в циркулирующей крови, а остаток своей жизни (5-8 дней) проводят в тканях.

2. В тканях нейтрофилы окружают и поглощают бактерии с помощью процесса, названного фагоцитозом. Ферменты и высокоактивные свободные радикалы, которые образуются в гранулах внутри нейтрофилов, убивают оказавшиеся там бактерии.

Эозинофилы

Функции эозинофилов:

1. Инактивация гистамина и фактора, активирующего тромбоциты

2. Осуществление межклеточных взаимодействий (взаимосвязь: Т-клетки памяти – эозинофилы – моноциты – преплазмоциты)

4. Участие в аллергических реакциях (сенная лихорадка и бронхиальная астма): Высвобождение химических веществ из эозинофилов - составная часть патогенеза аллергических заболеваний.

Базофилы

Функции базофилов:

1. Базофилы мигрируют в ткани, где созревают в тучные клетки. Базофилы (и тучные клетки) содержат на своей поверхности специальные рецепторы для антител класса IgЕ. Взаимодействие между антигеном и IgЕ на поверхности базофила (тучной клетки) вызывает дегрануляцию базофила с освобождением химических медиаторов воспаления: Гистамин - расширяет сосуды, что приводит к усилению кровотока в пораженной области; Гепарин - антикоагулянт, необходимый для начала восстановления поврежденных кровеносных сосудов.

Моноциты (Макрофаги)

Моноциты мигрируют в ткани, где созревают в макрофаги. Моноциты и макрофаги в норме обнаруживаются в крови, костном мозге, лимфатических узлах, селезенке, печени, других тканях.

Функции моноцитов (макрофагов)

1. Моноциты участвуют в реализации иммунного ответа. Макрофаг вступает в кооперацию с различными классами Т- и В-лимфоцитов. Макрофаг в этой системе служит для переработки антигена в более иммуногенную форму и удержания его на поверхности, где он доступен для лимфоцитов.

2. Макрофаги (моноциты) осуществляют фагоцитоз чужеродных частиц, макромолекул, коллагена, клеток крови и гемоглобина, играя в организме роль "мусорщиков". Макрофаги фагоцитируют и убивают бактерии тем же способом, что и нейтрофилы,

Лимфоциты

Главные клетки иммунной системы.

1. В-лимфоциты дифференцируются в костном мозге, являются предшественниками плазмоцитов – антителопродуцентов.

Функции В-лимфоцитов:

1. Лимфоциты отвечают за биосинтез антител. После встречи с антигеном В-лимфоциты мигрируют в костный мозг, селезёнку, лимфатические узлы, где пролиферируют и трансформируются в плазматические клетки, которые являются продуцентами антител – иммуноглобулинов. Иммуноглобулины продуцируют большое количество иммуноглобулиновых молекул строго определенной специфичности. Стимулированные В-лимфоциты становятся В-клетками долговременной памяти, сохраняют информацию о ранее встречавшемся антигене, быстро пролиферируют и при повторной встрече с известным антигеном продуцируют иммуноглобулины.

2. Т-лимфоциты образуются из стволовых клеток костного мозга, дифференцируются в тимусе в результате чего формируются зрелые функционально полноценные Т-клетки, осуществляющие клеточный иммунитет.

Функции Т-лимфоцитов:

1. Т-киллеры обусловливают реакцию отторжения трансплантата и играют определенную роль в противоопухолевом иммунитете;

2. Т-хелперы принимают участие во всех иммунных реакциях – гуморальных и клеточных – продуцируют различные цитокины, необходимые как для гуморального, так и клеточного иммунного ответа, т.е. являются «помощниками» в иммунных реакциях, но сами антител не образуют;

3. Т-супрессоры блокируют процесс продуцирования антител В-клетками, воздействуют на их рецепторы и препятствуют их контакту с антигенами;

4. NК – лимфоциты (естественные киллеры) образуются в костном мозге из предшественников лимфоидных клеток; участвуют в неспецифической цитотоксичности по отношению к внутриклеточно расположенным патогенам; проявляют цитотоксичность без предварительной антигенной стимуляции; атакуют аномальные клетки (поврежденные клетки, клетки инфицируемые вирусом, раковые клетки); выделяют цитотоксические гранулы, способные убивать непосредственно или за счет антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.

Характеристика макрофагов

Моноциты периферической крови и тканевые макрофаги происходят из полипотентной стволовой клетки. Попав в кровяное русло, моноциты в течение 2-3 суток расселяются в ткани, где они превращаются в тканевые макрофаги.

Тканевые макрофаги – производные моноцитов.

1. Плевральные и перитонеальные макрофаги.

2. Звездчатые ретикулоэндотелиоциты (купферовские клетки) печени.

3. Альвеолярные макрофаги.

4. Интердигитирующие клетки лимфатических узлов.

5. Макрофаги вилочковой железы (тимические).

6. Костномозговые макрофаги.

7. Остеокласты.

8. Синовиальные клетки (тип А).

9. Глиальные макрофаги (микроглиоциты) мозга.

10. Мезангиальные клетки почек.

11. Поддерживающие клетки (клетки Sertoli) яичка.

12. Дендритные клетки лимфатических узлов и селезенки.

13. Клетки Лангерганса кожи и слизистых.

Функции маккрофагов:

1. Секреторная функция: одной из основных особенностей тканевых макрофагов является наличие гранул – лизосом, в которых содержатся следующие ферменты: кислые гидролазы, кислая фосфатаза, альфа-нафтилэстераза, кислая и другие эстеразы, липаза, катепсины, эластаза, лизоцим, миелопероксидаза, коллагеназа, а также катионные белки и лактоферин.

1. Кислороднезависимый механизм – включает гидролитические ферменты – претеиназы, катионные белки, лизоцим, который является мукопептидазой, способной разрушать пептидогликаны бактериальной клетки, и лактоферин – белок, который активно связывает железо, необходимое для размножения бактерий.

2. Кислородзависимый механизм разрушения микроорганизмов – осуществляется при участии миелопероксидазы, которая катализирует развитие токсического воздействия на различные микроорганизмы; перекиси водорода; супероксидного аниона; синглетного кислорода и гидроксильных радикалов, атомарного хлора (Сl).

2. Локомоторная функция: миграционная и хемотаксическая. Хемотаксическим ориентиром, определяющим направление движения, служит хемотаксическое вещество – хемоаттрактант. К хемоаттрактантам относят фрагменты системы комплемента, глобулины сыворотки крови, лимфокины, а также продукты деградации фибрина, коллагена и различных клеток. В процессе миграции тканевых макрофагов в очаг воспаления последовательное подключение различных хемоаттрактантов обеспечивает поступление новых макрофагов из сосудистого русла.

Факторы, ингибирующие миграцию тканевых макрофагов , задерживают клетки в очаге воспаления. К этим факторам относятся интерферон, гиалуроновая кислота, активатор плазминогена, ингибиторы трипсиноподобных протеиназ.

3. Фагоцитоз – процесс поглощения чужеродного материала, его разрушение и выведение из организма.

4. Процессинг (Презентация) антигена. Захватывая антиген, макрофаг расщепляет и перерабатывает (процессирует) его, а затем презентирует (представляет) иммуногенный фрагмент антигена в виде пептида на своей поверхности вместе с молекулами главного комплекса гистосовместимости класса II (механизмы распознавания будут рассмотрены в следующих лекциях). Только при таких условиях антиген будет распознан Т-лимфоцитами. Процесс переработки антигена макрофагами и другими антигенпредставляющими клетками получил название процессинга.

Рецепторы Т-лимфоцитов

1. Рецептор TCR. T-лимфоциты несут на своей поверхности специфический рецептор для распознавания антигена. Существует два типа TCR, каждый из которых связывается с разными типами T-лимфоцитов. TCR1 появляется на ранних стадиях онтогенеза. TCR2 обуславливают распознавание специфичности антигена.

Рецепторы В-лимфоцитов

1. Иммуноглобулины. Антигенраспознающие рецепторы В-лимфоцитов представляют собой молекулы иммуноглобулинов. Основными классами мембранно-связанных иммуноглобулинов, находящихся на поверхности В-лимфоцитов, являются IgM и IgD . На одной В-клетке могут одновременно присутствовать оба типа молекул, причем они имеют одинаковую специфичность, и, возможно, что эти антигенные рецепторы могут взаимодействовать между собой, осуществляя контроль за активацией лимфоцитов и супрессией лимфоцитов.

Рецепторы нейтрофилов

Различные группы мембранных рецепторов были обнаружены на поверхности нейтрофилов. Эти рецепторы осуществляют связь нейтрофилов с их микроокружением и регулируют функциональную активность нейтрофилов: адгезию, миграцию, хемотаксис, дегрануляцию и поглощение.

1. Рецепторы для распознавания чужого - Toll-подобные рецепторы (Toll-like receptor - TLR). Обнаруженны у нейтрофилов, макрофагов и дендритных клеток. Toll-подобные рецепторы узнают не антигены, а молекулярные углеводные и липидные узоры - pattern-структуры (от англ. рattern - узор), которые присутствуют у простейших, грибов, бактерий, вирусов. Взаимодействие Toll-подобных рецепторов с соответствующими структурами запускает образование провоспалительных цитокинов и молекул, которые необходимы для миграции, адгезии клеток и фагоцитоза.

2. Маннозно-фукозные рецепторы. Распознают углеводные компоненты поверхностных структур микроорганизмов;

3. Рецепторы для мусора (scavenger receptor). Участвуют в связывании фосфолипидных мембран и компонентов собственных разрушенных клеток. Участвуют в фагоцитозе поврежденных и умирающих клеток;

4. Рецепторы для С3в- и С4в-компонентов комплемента. Участвуют в реакции комплемента

Лейкоцитоз

Нейтрофилез (нейтрофилия) . Нейтрофилез - увеличение содержания нейтрофилов выше 8 109/л крови. Нейтрофильный лейкоцитоз сопровождает обычно бактериальные инфекции, интоксикации, заболевания, протекающие с некрозом ткани.

Эозинофилия. Эозинофилия – повышение уровня эозинофилов крови выше 0,4 109/л. Эозинофилия сопутствует аллергии, внедрению чужеродных белков и других продуктов белкового происхождения.

Базофилия. Базофилия – увеличение содержания базофилов в периферической крови более 0,2 109/л наблюдается наиболее часто при хроническом миелолейкозе и эритремии, а также при хроническом язвенном колите, некоторых кожных поражениях (эритродермии, уртикарной сыпи). Базофилы и тучные клетки находят в коже и жидкости везикул при опоясывающем лишае (herpes zoster), контактном дерматите.

Моноцитоз. Моноцитоз – увеличение числа моноцитов в крови более 0,8 109/л у взрослого. Моноцитоз является признаком хронического моноцитарного лейкоза, но может отмечаться и при других патологических состояниях, не являясь, однако, обязательной (диагностической) их особенностью. При легочном туберкулезе моноцитоз сопутствует острой фазе болезни, сменяясь нередко лимфоцитозом в неактивную фазу (отношение абсолютного числа моноцитов к лимфоцитам – высокое в активную фазу и низкое при выздоровлении, служит для оценки течения болезни).

Лимфоцитоз. Лимфоцитоз – увеличение содержания лимфоцитов выше 4,0 109/л в крови. Лимфоцитоз сопровождает вирусные, некоторые хронические бактериальные инфекции, является характерной чертой хронического лимфолейкоза.

Инфекционный мононуклеоз – острая инфекция, вызванная вирусом Эпштейна-Барр, является наиболее частой причиной изолированного лимфоцитоза. Большинство случаев наблюдается среди подростков и молодых людей. Симптомы включают боль в горле, лихорадку, тошноту, головную боль. Лимфатические узлы шеи увеличены. Количество лимфоцитов повышается через несколько дней после начала заболевания, достигает пика 10-30 109/л, затем постепенно снижается до нормальных значений через 1-2 мес.

Лейкопения

Лейкопения – уменьшение числа лейкоцитов крови ниже 4,0 109/л. Лейкопения встречается реже, чем лейкоцитоз. Сниженное количество лейкоцитозов почти всегда является результатом уменьшением числа нейтрофилов или лимфоцитов или тех и других вместе.

Нейтропения. Нейтропения – снижение содержания нейтрофилов в крови ниже 1,5 109/л.Нейтропения при одних инфекциях (брюшной тиф, паратифы, туляремия, некоторые вирусные инфекции) выявляется закономерно, при других (подострый бактериальный эндокардит, инфекционный мононуклеоз, милиарный туберкулез) – в части случаев.Легкая нейтропения – признак некоторых вирусных инфекций (свинка, грипп, вирусный гепатит). Сочетание нейтропении и лимфоцитоза объясняет, почему при некоторых вирусных заболеваниях общее число лейкоцитов может оставаться нормальным, несмотря на уменьшение количества нейтрофилов.

Апластическая анемия – состояние недостаточности стволовых клеток костного мозга, что проявляется не только угрожающей жизни тяжелой нейтропенией, но и недостаточной продукцией всех типов клеток крови. Во многих случаях причину установить невозможно, однако апластическая анемия часто является следствием побочного действия некоторых лекарств, среди которых главную роль играют цитотоксические препараты, используемые для уничтожения раковых клеток, некоторые антибиотики (хлорамфеникол) и препараты золота (терапия ревматоидного артрита). Лучевая терапия (при лечении рака) тоже может вызвать апластическую анемию.

Агранулоцитоз. Агранулоцитоз – резкое уменьшение числа гранулоцитов в периферической крови вплоть до полного их исчезновения, ведущее к снижению сопротивляемости организма к инфекции и развитию бактериальных осложнений (ангина, пневмонии, септицемия, язвенно-некротические поражения слизистой оболочки ротовой полости, ЖКТ). В зависимости от механизма возникновения различают миелотоксический и иммунный агранулоцитоз.

1. Миелотоксический агранулоцитоз возникает в результате действия цитостатических факторов, зависит от их дозы и экспозиции, развивается обычно постепенно. Число лейкоцитов может падать очень резко (до сотен клеток в 1 мкл крови), наряду с нейтрофилами уменьшается содержание других видов лейкоцитов (моноцитов, лимфоцитов), ретикулоцитов. Миелотоксическому агранулоцитозу свойственно сочетание лейкопении с тромбоцитопенией и нередко анемией, т. е. панцитопения. На высоте агранулоцитоза в костном мозге отмечается исчезновение как гранулоцитарных, так и эритроцитарных элементов и мегакариоцитов, резкое уменьшение клеточности пунктата с сохранением лимфоидных, ретикулярных и плазматических клеток.

2. Иммунный агранулоцитоз бывает главным образом двух видов:

1. Гаптеновый и аутоиммунный (при системной красной волчанке и некоторых других формах иммунной патологии);

2. Изоиммунный (у новорожденных, иногда после гемотрансфузии).

Гаптеновый агранулоцитоз развивается обычно остро (время сенсибилизации к лекарственному препарату бывает разным), падение числа нейтрофилов в периферической крови может произойти в течение нескольких часов и завершится полным их исчезновением из циркуляции. Лекарственные препараты, вызывающие агруналоцитоз: сульфасалазин, антитиреоидные препараты, макролиды, прокаинамид, карбамазепин, гликозиды наперстянки, индометацин, троксерутин, производные сульфонилмочевины, кортикостероиды, дипиридамол, β-лактамы, пропранолол, салицилаты и др.

Аутоиммунный агранулоцитоз связывают с аутоантителами, обнаруживающимися в крови больных системной красной волчанкой и являющихся результатом снижения активности (или недостаточности) Т-супрессоров, которым приписывают определенную роль в патогенезе этих заболеваний. Аутоиммунный агранулоцитоз носит циклический характер, углубляясь при обострении основного заболевания или провоцируясь инфекцией, часто сочетается с тромбоцитопенией или анемией.

Изоиммунная нейтропения с отсутствием в костном мозге зрелых гранулоцитов отмечается иногда у новорожденных и объясняется выработкой в организме матери антител (изоагглютининов) против лейкоцитов плода, проникновением этих антител через плаценту в кровь ребенка и разрушением гранулоцитов. Нейтропению, возникающую редко при гемотрансфузиях, связывают также с появлением в крови реципиента агглютининов против донорских лейкоцитов, способных разрушать и собственные нейтрофилы реципиента.

Наследственные нейтропении – гетерогенная группа заболеваний и синдромов, передающихся преимущественно аутосомно-доминантным путем. Циклическая нейтропения характеризуется периодически наступающим уменьшением числа нейтрофилов в крови и возможностью развития в нейтропеническую фазу инфекционных осложнений. Семейной доброкачественной хронической нейтропении свойственно асимптоматическое течение, постоянно умеренное уменьшение числа нейтрофилов в крови у нескольких членов одной семьи. Хроническая нейтропения у детей возникает в раннем детстве, проявляется лейкопенией (около 2,0 109/л абсолютной нейтропенией, происхождение ее объясняют повышенным разрушением или секверстрацией, а не задержкой созревания лейкоцитов), доброкачественным течением (в отличие от так называемого генетического агранулоцитоза детей, характеризующегося тяжелыми гнойными инфекциями на фоне практически полного анейтрофилеза вследствие нарушенного созревания нейтрофилов и высокой смертностью в первые годы жизни).

Лимфоцитопения. Лимфоцитопения (менее 1,4 109/л лимфоцитов в крови детей и менее 1,0 109/л у взрослых) у подростков и детей бывает связана с гипоплазией тимуса и сочетается с врожденной агаммаглобулинемией, у взрослых наблюдается при лимфогранулематозе, распространенном туберкулезе лимфатических узлов, как ранний признак при остром радиационном синдроме.

Эозинопения и моноцитопения. Эозинопения (количество эозинофилов менее 0,05 109/л крови) отмечается при введении АКТГ, синдроме Кушинга, стрессовых ситуациях из-за повышения адренокортикоидной активности, ведущей к задержке эозинофилов в костном мозге. Эозинопения характерна для начальной фазы инфекционно-токсического процесса.Моноцитопения – уменьшение числа моноцитов меньше 0,09 109/л в крови взрослого. Количество моноцитов снижается при гипоплазии кроветворения, тяжелых септических заболеваниях, при приеме глюкокортикостероидов.

ЛЕКЦИЯ №2.

КЛЕТОЧНЫЕ ФАКТОРЫ ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА

1. Клеточные факторы врожденного иммунитета. Лейкопоэз

2. Характеристика клеток гранулоцитарного ростка

3. Характеристика клеток агранулоцитарного ростка

4. Характеристика макрофагов

5. Рецепторы на мембране нейтрофилов

Лейкоциты в крови представлены пятью типами клеток (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, лимфоциты и моноциты ), различных по функциональным и морфологическим признакам, в отличие от эритроцитов, популяция которых однородна. Анализ общего количества лейкоцитов позволяет определить общее (суммарное) количество всех типов клеток, в отличие от дифференциального анализа, с помощью которого определяют количество каждого отдельного типа лейкоцитов.

Повышение уровня лейкоцитов в крови - основной признак заболеваний, которые сопровождаются патологическими процессами, таких как воспаление, инфекции, онкология. Снижение уровня лейкоцитов встречается реже и является признаком нарушения функции иммунной системы, в результате появляется высокий риск возникновения инфекционных заболеваний.

Полноценная верификация субпопуляции лейкоцитов, особенно при лечении больных с онкогематологической патологией, имеет принципиальное значение. Поэтому сегодня в медицинской практике широкое применение приобрела технология проточной цитофлуориметрии.

ФИЗИОЛОГИЯ

Как и другие форменные элементы крови (эритроциты и тромбоциты), лейкоциты формируются в костном мозге из плюрипотентных (полипотентных) стволовых клеток (см рисунок 1).

Рисунок 1. Формирование и развитие клеток крови

Нейтрофилы

Нейтрофилы - самая многочисленная разновидность лейкоцитов, циркулирующих в крови (их доля составляет 45-70% от общего количества лейкоцитов. В структуру зрелого нейтрофила входят сегментированное ядро и темно-фиолетовые гранулы, находящиеся в цитоплазме. Основная функция нейтрофилов - проникать в ткани и уничтожать там инфекцию. Зрелые нейтрофилы, покидая костный мозг, находятся в циркулирующей крови около 8 часов - остальное время (примерно 5-8 суток) они находятся в тканях, после чего погибают.

В места воспаления или очага инфекции нейтрофилы «привлекают» выделяемые бактериями и другими клетками (макрофагами, лимфоцитами, базофилами) химические вещества (хемотаксические факторы, или хемокины). Проникая в ткани, нейтрофилы окружают инфекцию и поглощают ее - этот процесс называется фагоцитоз . В нейтрофилах образуются специальные ферменты и высокоактивные свободные радикалы, которые убивают инфекцию. В качестве свидетельства функционирования нейтрофилов может выступать гной (густая жидкость), который образуется в месте воспаления. Гной состоит в основном из ослабленных и мертвых нейтрофилов, фрагментов бактериальных клеток и других клеточных остатков, которые образуются в процессе фагоцитоза, вызванного пиогенной (гноеродной) инфекцией.

Эозинофилы

Эозинофилы локализуются в местах воспаления, вызванных аллергическими реакциями (например, бронхиальной астмой или сенной лихорадкой). Одним из компонентов патогенеза аллергических заболеваний является высвобождение химических веществ из эозинофилов.

Базофилы

В крови содержится очень мало базофилов, а в периферической крови они встречаются очень редко. В структуру базофила входит дольчатое ядро, которое маскируется крупными темно-синими гранулами.

Базофилы мигрируют в ткани, где созревают в тучные клетки. При активации из тучных клеток высвобождается большое количество химических медиаторов, среди которых хемотаксический фактор (привлекает нейтрофилы), гистамин (расширяет кровеносные сосуды, тем самым усиливая кровоток в пораженной области), гепарин (антикоагулянт, способствующий восстановлению поврежденных кровеносных сосудов).

Моноциты

В структуру моноцита входит несегментированное овальное или округлое ядро и цитоплазму, в которой обычно отсутствуют гранулы. В крови моноциты циркулируют недолго (примерно 20-40 часов), после чего проникают в ткани, где созревают в макрофаги , которые участвуют в фагоцитозе, как и нейтрофилы. Помимо фагоцитоза, макрофаги выполняют другую важную задачу - перерабатывают и представляют антигены (чужеродные белки) Т-лимфоцитам, чтобы запустить клеточный иммунный ответ . Также макрофаги принимают участие в важном физиологическом процессе - когда эритроцит становится нежизнеспособным, макрофаги обеспечивают их разрушение.

Лимфоциты

Среди всех лейкоцитов, циркулирующих в крови, лимфоциты составляют 20-40% - это вторая по численности разновидность иммунных клеток. Лимфоциты, как и другие форменные элементы крови, образуются в костном мозге. Однако некоторые из этих лимфоцитов нуждаются в дополнительном формирование в тимусе (вилочковой железе) - это Т-лимфоциты (или тимусозависимые лимфоциты . Среди всех циркулирующих в крови лимфоцитов доля Т-лимфоцитов составляет около 70%. Остальные 30% - В-лимфоциты . Также существую NK-лимфоциты (естественные (натуральные) киллеры - Natural killer cells; NK-cells) - популяция «ни Т- ни В-лимфоцитов», обладающих выраженной цитотоксичностью к опухолевым и инфицированным клеткам.

Лимфоциты, как и нейтрофилы, принимают участие в иммунной защите организма от действия патогенных элементов (инфекции). В B-лимфоцитах образуются антитела (иммуноглобулины, Ig) - белки, которые обладают способностью связывать антигены (чужеродные белковые соединения). Микробы (грибки, бактерии, вирусы и т.д.) на своей поверхности содержат особые белки, действующие как антигены. Антитела связывают эти поверхностные антигены, тем самым предупреждая проникновение вирусов и бактерий в тканевые клетки. Кроме этого, окруженный антителами микроб более подвержен фагоцитозу нейтрофилами и макрофагами. Также антитела связывают и нейтрализуют токсины, выделяемые микробами.

Несмотря на то, что антитела эффективно действуют вне клетки, они не способны проникать в саму клетку, поэтому неэффективны против внутриклеточной инфекции. Для борьбы с инфекцией, проникшей в клетку, иммунная система направляет Т-лимфоциты.

Одним из достоинств Т- и B-лимфоцитов, в отличие от других клеток крови, является способность «запоминать» микробы, с которыми им приходилось «иметь дело». Поэтому в случае последующего инфицирования (заражения), иммунная система реагирует гораздо быстрее и эффективнее. То есть, лимфоциты обеспечивают приобретенный иммунитет , поэтому люди редко страдают повторно одним и тем же инфекционным заболеванием, так как при первом контакте вырабатывается иммунитет, обеспечивающий защиту с той же инфекцией.

На функцию NK-лимфоцитов не влияет механизм приобретенного иммунитета - они вместе с нейтрофилами, эозинофилами, базофилами и моноцитами участвуют в обеспечении врожденного иммунитета .

АНАЛИЗ НА ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА
(количество лейкоцитов и дифференциальный подсчет)

Референсные значения

Общее количество лейкоцитов		3,7-9,5 × 10 9 /л
		3,9-11,1 × 10 9 /л
Дифференциальное количество лейкоцитов	Нейтрофилы	2,5-7,0 × 10 9 /л
	Лимфоциты	1,5-4,0 × 10 9 /л
	Моноциты	0,2-0,8 × 10 9 /л
	Эозинофилы	0,04-0,44 × 10 9 /л
	Базофилы	0,01-0,10 × 10 9 /л
Уровень лейкоцитов в крови у новорожденных очень высокий - 5,0-26,0 × 10 9 /л. В течение первых двух месяцев жизни ребенка количество лейкоцитов в крови снижается до 8,0-18,0 × 10 9 /л и достигает нормальных показателей (как у взрослых) к 12-15-летнему возрасту.

Критические значения

Критическим значением считается, когда количество лейкоцитов < 2,0 × 10 9 /л или > 30,0 × 10 9 /л.

Термины при интерпретации результатов анализа

Полиморфно-ядерные клетки - «клетки с разнообразными формами ядра». Этот термин применяется ко всем лейкоцитам с дольчатыми и сегментированными ядрами (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы). Моноциты и лимфоциты не относятся к полиморфно-ядерным клеткам, поскольку имеют ядра более правильной формы.

Гранулоциты - все лейкоциты, в цитоплазме которых содержатся ядра: нейтрофилы, эозинофилы, базофилы. Моноциты и лимфоциты не относятся к гранулоцитам.

Агранулоцитоз - полное отсутствие или очень низкий уровень гранулоцитов в крови.

Фагоциты - клетки, способные к фагоцитозу (поглощению инородных структур). К фагоцитам относятся нейтрофилы, базофилы, эозинофилы и моноциты. Лимфоциты не относятся к фагоцитам.

Лейкоцитоз - повышение общего количества лейкоцитов в крови.

Нейтрофилия, Эозинофилия, Базофилия - повышение уровня нейтрофилов, эозинофилов или базофилов в крови.

Лимфоцитоз - повышение количества лимфоцитов в крови.

Лейкопения - снижение количества лейкоцитов в крови.

Нейтропения - снижение количества нейтрофилов в крови.

Лимфоцитопения - снижение количества лимфоцитов в крови.

Панцитопения - снижение уровня всех форменных элементов крови: лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов.

Термины при описании микроскопического исследования лейкоцитов

Увеличение количества палочкоядерных форм - палочкоядерные клетки (незрелые нейтрофилы) легко распознаются благодаря несегментированной форме ядра. В нормальном состоянии (здоровья) содержание палочкоядерных клеток в крови составляет около 3%. Повышение их уровня свидетельствует об усиленном производстве нейтрофилов в костном мозге в ответ на инфекцию.

Сдвиг влево - еще одно название, описывающее повышение количества пасочкоядерных форм.

Бластные клетки - незрелые клетки лейкоцитов, которые в нормальном (здоровом) состоянии никогда не встречаются в крови. Присутствие бластных клеток в крови всегда означает лейкоз .

ПРИЧИНЫ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ ЛЕЙКОЦИТОВ

Лейкоцитоз развивается, как правило, в результате инфекции, воспалительного процесса или других повреждений тканей. Поскольку основная функция лейкоцитов - защита организма от инфекции, - соответственно при условии инфицирования их количество увеличивается. Очень важно уметь отличать реактивный (доброкачественный) лейкоцитоз от лейкоза (злокачественного заболевания крови, при котором также увеличивается количество лейкоцитов).

Лейкозы - группа злокачественных заболеваний с поражением костного мозга, характеризующихся неконтролируемой пролиферацией одного клона (вида) незрелых клеток с подавлением процесса формирования нормальных клеток крови. В зависимости от клинического течения заболевания (острого или хронического), а также от вида клеток, дающих начало злокачественному процессу (лимфоидные клетки - предшественники лимфоцитов; миелоидные клетки - предшественники эритроцитов, тромбоцитов, гранулоцитов и моноцитов), практически все лейкозы относятся к одной из четырех групп (типов):

• Острый миелолейкоз
• Хронический миелолейкоз
• Острый лимфолейкоз
• Хронический лимфолейкоз

ОСНОВНЫЕ ПРИЗНАКИ ЧЕТЫРЕХ ТИПОВ ЛЕЙКОЗОВ

Острый миелолейкоз	Острый лимфолейкоз	Хронический миелолейкоз	Хронический лимфолейкоз
Наиболее растпространенная форма острого лейкоза. У детей встречается редко. Вероятность возникновения патологии увеличивается с возрастом	Около 80% случаев диагностируется у детей с пиком заболеваемости в 3-4-летнем возрасте.	На этот тип приходится примерно 15-20% случаев лейкоза. Патология часто развивается в возрасте 40-60 лет, но может быть обнаружена в любом возрасте.	Самая распространенная форма лейкоза (примерно 30% всех случаев лейкозов). Патология развивается преимущественно у лиц старше 50 лет
FAB-классификация (франко-американо-британская классификация), основанная на признаках аномальных клеток, идентифицирует 8 типом острого миелолейкоза (M0-M7)	FAB-классификация идентифицирует 3 типа острого лимфолейкоза (L1-L3)*	FAB-классификация не идентифицирует и не выделяет типов
При отсутствии лечения приводит к летальному исходу		Патология прогрессирует медленно, на протяжение нескольких лет. Затем может наступить острая прогрессивная стадия	Патология прогрессирует медленно, на протяжение нескольких лет.
К моменту постановки диагноза выраженные симптомы могут отсутствовать. Основные признаки острого миелолейкоза: слабость, сонливость в результате анемии; инфекция и лихорадка гематомы и аномальные кровотечения из-за снижения уровня тромбоцитов	На момент постановки диагноза как правило наблюдаются клинические проявления. Основные признаки острого лимфолейкоза: слабость, сонливость в результате анемии; инфекция и лихорадка из-за низкого уровня зрелых лейкоцитов, способных функционировать; гематомы и аномальные кровотечения из-за снижения уровня тромбоцитов; часто наблюдается инфильтрация ЦНС , в результате чего возникает головная боль, тошнота, рвота	К моменту постановки диагноза выраженные симптомы появляются не всегда. К основным клиническим проявлениям относят: слабость и одышка при нагрузке из-за прогрессирующей анемии; гематомы и аномальные кровотечения из-за снижения уровня тромбоцитов; обильное потоотделение во время сна; снижение массы тела	При постановке диагноза примерно 25% больных не жалуются на состояние здоровья - патология обнаруживается при анализе крови. такой период «благополучия» может продолжаться несколько лет, затем возникают симптомы, как при хроническом миелолейкозе.
Лечение начинают с химиотерапии (в комбинации из трех цитостатических препаратов). Транспалнтация костного мозга рассматривается в случае безуспешной химиотерапии у молодых пациентов. Несмотря на то, что около 80-90% молодых пациентов достигают ремиссии, вылечить удается примерно 30% больных.** У пожилых пациентов прогноз хуже	Лечение начинают с химиотерапии (в комбинации из трех или четырех цитостатических препаратов). Транспалнтация костного мозга рассматривается в случае безуспешной химиотерапии.*** Эффективность химиотерапии отмечается у большинства детей и примерно у 30% взрослых	Для больных до 40 лет в качестве терапии первой линии применяют трансплантацию костного мозга. В качестве альтернативного лечения назначают химиотерапию в комбинации: Бусульфан - Интерферон-α - Гливек (Иматиниб) Вылечить можно только при условии трансплантации костного мозга	Лечение не назначают до момента проявления первых симптомов. С помощью химиотерапии можно контролировать состояние пациентов, но не вылечить. Продолжительность жизни больного может варьироваться от 1 года до 20 лет (как правило - 3-4 года).
* - FAB-классификация в настоящее время не имеет клинического значения. Для определения группы риска заболевания сегодня применяют генетическую и иммунологическую классификацию. ** - Трансплантация гемопоэтических клеток назначается пациентам с неблагоприятным прогнозом, основанном на совокупности цитогенетических и клинико-гематологических показателей. *** - лучевая терапия показана всем больным. Трансплантация гемопоэтических клеток назначают пациентов с высоким риском патологии.

Из-за того, что при лейкозе развитие нормальных клеток крови подавлено, к основным симптомам злокачественной патологии относится анемия (вызванная дефицитом эритроцитов), склонность к кровотечениям (по причине снижения уровня тромбоцитов) и высокая предрасположенность к инфекционным заболеваниям (вызванная снижением количества нормальных лейкоцитов).

В независимости от того, какой вид лейкоцитоза обнаружен у пациента (реактивный или злокачественный), анализ крови показывает преобладание одного из пяти типов лейкоцитов. Определить преобладающий тип лейкоцитов позволяет их дифференциальный подсчет . Так как повышение уровня определенного типа лейкоцитов имеет свой ряд причин, дифференциальный подсчет позволяет диагностировать возможную патологию, которая вызвала это состояние.

Нейтрофилия

Нейтрофилия - повышение количества нейтрофилов в крови - наиболее распространенное состояние, среди других состояний, при которых увеличивается количество лейкоцитов других типов.

Реактивная нейтрофилия может быть признаком следующих состояний:

• Большинство острых заболеваний, вызванных бактериальной инфекцией. При гнойных инфекциях, вызванных стрептококками и стафилококками показатели нейтрофилов особенно высокие - до 50 × 10 9 /л
• Неспецифические острые воспаления (например, воспаления кишечника, ревматоидный артрит и др.)
• Повреждения тканей при травмах, хирургических вмешательствах, инфарктах, ожогах и др.
• Солидные опухоли (например, при раке легких количество нейтрофилов повышается в ответ на некротические изменения тканей, которые сопровождают рост опухоли)
• Беременность и роды
• Чрезмерное физическое напряжение

Злокачественная нейтрофилия

Хронический миелоидный лейкоз характеризуется значительным увеличением количества лейкоцитов (часто более 50 × 10 9 /л, иногда выше 500 × 10 9 /л), представленных клетками преимущественно миелоидного ряда, среди которых преобладают нейтрофилы.

Лимфоцитоз

Причиной развития реактивного лимфоцитоза могут быть следующие патологии:

• Инфекционный мононуклеоз (лимфоидно-клеточная ангина) - острое инфекционное заболевание, возбудителем которого является вирус Эпштейна-Барр . При мононуклеозе часто наблюдается картина изолированного лимфоцитоза (особенно среди подростков и молодых людей). Основные симптомы мононуклеоза: боль в горле, головная боль, повышенная утомляемость, лихорадка, тошнота. Наблюдается увеличение шейных лимфоузлов. Через несколько дней после начала заболевания количество лейкоцитов увеличивается до 10-30 × 10 9 /л, потом постепенно снижается и через 1-2 месяца возвращается в пределы нормы.
• Другие, менее частые вирусные заболевания : цитомегаловирусная инфекция, краснуха, ветряная оспа, вирусный гепатит, ранние стадии ВИЧ-инфекции.
• Хронические бактериальные инфекции (например, длительный туберкулез).
• Другие инфекции: токсоплазмоз (возбудитель Toxoplasma gondii), коклюш (возбудитель Bordetella pertussis) и др.

Причиной развития лейкоцитоза также могут быть онкологические заболевания :

• Хронический лимфолейкоз. Общий уровень лейкоцитов часто повышается до 50-100 × 10 9 /л. При этом большинство клеток представлено зрелыми лейкоцитами. У пожилых людей выраженный лимфоцитоз (выше 50 × 10 9 /л) с большой вероятностью является признаком хронического лимфолейкоза.
• Неходжкинская лимфома (злокачественная опухоль лимфатических узлов) в некоторых случаях может вызвать лимфоцитоз.

Эозинофилия

По сравнению с нейтрофилией и лимфоцитозом, эозинофилия встречается гораздо реже. Наиболее распространенными причинами развития эозинофилии являются:

• Аллергия (астма, пищевая аллергия, экзема, сенная лихорадка и др)
• Гельминтозы (круглые и ленточные черви, Schistosoma, Strongyloides и др).
• Ходжкинская лимфома (очень редко).

Моноцитоз и базофилия

Повышение уровня этих клеток в крови встречается не так часто. Моноцитоз, как правило, наблюдается при туберкулезе, подостром бактериальном эндокардите и других хронических инфекционных заболеваниях, вызванных бактериями. Высокий уровень базофилов может быть вызван хроническим миелолейкозом.

ЛЕЙКОПЕНИЯ

Лейкопения обнаруживается гораздо реже, чем лейкоцитоз. Снижение уровня лейкоцитов в большинстве случаев происходит за счет снижения количества нейтрофилов или лимфоцитов (или нейтрофилов и лимфоцитов вместе).

Нейтропения

• Вирусные заболевания (грипп, эпидемический паротит, вирусный гепатит, ВИЧ-инфекция) вызывают нейтропению. Сочетание нейтропении и лимфоцитоза объясняет, почему при некоторых вирусных патологиях общее количество лейкоцитов может оставаться в пределах нормы несмотря на снижение уровня нейтрофилов.
• Массивная бактериальная инфекция. Бывают случаи, когда при тяжелых формах инфекционных заболеваний костный мозг не способен производить необходимое количество нейтрофилов.
• Апластическая анемия - состояние, вызванное дефицитом стволовых клеток в костном мозге. Отметим, что апластическая анемия может вызвать не только угрожающую жизни нейтропению, но и недостаточность всех типов клеток крови. В большинстве случаев причину возникновения апластической анемии определить невозможно, однако известны случаи, когда это состояние провоцируют некоторые лекарственные препараты, особенно цитотоксические (используют для химиотерапии), некоторые антибактериальные препараты (например, хлорамфеникол) и препараты золота (используются при лечении ревматоидного артрита). Также причиной развития апластической анемии может быть лучевая терапия, применяемая при лечении некоторых видов рака. Кроме этого, одной из причин ограничения применения рентгеновского излучения с целью диагностики является риск развития апластической анемии.
• Острый лейкоз. При остром лейкозе злокачественные клетки пролиферируют в ущерб развитию нормальных клеток крови, что также проявляется нейтропенией. Много видов рака метастазируют в костную ткань, откуда злокачественные клетки инфильтрируют костный мозг и подавляют процесс образования клеток крови. То есть, нейтропения может выступать в роли признака запущенной формы рака.

Лимфоцитопения

• СПИД. ВИЧ (вирус иммунодефицита человека), который вызывает синдром приобретенного иммунодефицита человека (СПИД), оказывает свое опустошительное действие путем избирательного поражения Т-лимфоцитов. Вирус проникает внутрь Т-лимфоцитов, где и размножается, вызывая гибель клеток. Поэтому при СПИДе происходит прогрессирующая деструкция Т-лимфоцитов, что в результате приводит к развитию тяжелой формы прогрессирующей лимфоцитопении.
• Аутоиммунная деструкция лимфоцитов (например, при системной красной волчанке) - одна из причин развития лимфоцитопении.
• Острые воспалительные состояния (например, болезнь Крона, панкреатит, аппендицит) могут сопровождаться легкой формой лимфоцитопении.
• Травмы, хирургические вмешательства, ожоги.
• Грипп
• Глубокий дефицит лимфоцитов является признаком некоторых врожденных заболеваний новорожденных, например, синдром Ди Георга (при этом заболевании недостаточно развита вилочковая железа (тимус), в результате чего ребенок рождается без Т-лимфоциов); или тяжелый синдром комбинированного иммунодефицита (SCID) , который характеризуется недостатком B- и Т-лимфоцитов.

ПОСЛЕДСТВИЯ НАРУШЕНИЯ УРОВНЯ ЛЕЙКОЦИТОВ

Повышение количества лейкоцитов в крови всегда является признаком активации иммунитета (защитной реакции организма) против инфекции, воспалительных процессов, повреждений. То есть, лейкоцитоз является естественным физиологическим процессов и, как правило, не приводит к каким-либо последствиям. Бывают случаи, когда при лейкозе уровень лейкоцитов достигает настолько высоких показателей (более 100 × 10 9 /л), что может привести к повышению вязкости крови, уменьшая ее текучесть - такое состояние называют гиперлейкоцитоз (при этом лейкоциты закупоривают микроциркуляторное русло в разных тканях и органах, тем самым нарушая в них кровоток и может представлять угрозу для жизни).

При лейкопении организм подвержен разного рода инфекционным заболеваниям. Такое состояние имеет явные клинические проявления, когда уровень нейтрофилов опускается ниже 1,0 × 10 9 /л, особенно при бактериальной инфекции полости рта и глотки. Без необходимого количества нейтрофилов эти инфекции не могут разрешится, в результате в местах инфицирования образуются изъязвления. Больные, количество нейтрофилов у которых не превышает 1,5 × 10 9 /л, рискуют умереть от неконтролируемой бактериальной инфекции. Для таких пациентов серьезную угрозу жизни представляют даже обычные (непатогенные) микроорганизмы, которые обитают на поверхности кожи. Поэтому они нуждаются в особом уходе, направленном на снижение риска возникновения инфекции.

Тяжелая лифмоцитопения значительно эффективность иммунного ответа, тем самым подвергая больного высокому риску инфицирования грибами, бактериями и вирусами. Так, в результате снижения уровня Т-лимфоцитов, больные СПИДом страдают угрожающими жизни инфекциями.