В ближайшее время у нас будет несколько материалов на тему работы иммунитета, но перед ними поясним несколько терминов. Сегодня коротко напишем о том, что такое фагоциты и фагоцитоз, какие способы убийства инфекционных агентов они используют и почему они уничтожают клетки нашего же собственного организма.

Фагоциты — это группа клеток иммунной системы, которые защищают организм путём поедания (поглощения) инфекционных агентов, а также мёртвых и умирающих клеток. Этот процесс называется фагоцитозом. Фагоциты являются главными компонентами врождённого иммунитета и находятся на линии фронта в защите от инфекций.

В открытых источниках указывают разделение фагоцитов на профессиональные и непрофессиональные, но мы не нашли подобного разделения в научной литературе. Вероятнее всего это часть упрощения, которое ввёл какой-то автор, и которое разнеслось при копировании и рерайте материала из ресурса в ресурс. Однако общепринятое разделение следующее.

— По морфологическим и функциональным особенностям они делятся на:

1) микрофаги – это гранулоциты: нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, тромбоциты и другие;

2) макрофаги – моноциты крови и костного мозга, тканевые макрофаги, клетки фон Купфера, клетки Лангерганса, гистиофаги, альвеолярные макрофаги, клетки микроглии и другие.

— По способности к активному передвижению:

1) фиксированные – купферовские клетки печени, гистиоциты соединительной ткани, макрофаги костного мозга, лимфоузлов, синовиальных оболочек, ЦНС и др.;

2) подвижные – макрофаги серозных полостей, воспалительных экссудатов, альвеолярные макрофаги, моноциты.

РАЗНИЦА МЕЖДУ МИКРОФАГАМИ И МАКРОФАГАМИ

Микрофаги — менее активные и меньшие по размеру образования, которые способны реагировать только на бактерии. Они получают энергию в ходе анаэробного гликолиза, и могут не только размножаться без участия кислорода, но и, соответственно, функционировать в бескислородных зонах. Например, в экссудатах — жидкостях, которые при воспалении выделяют мелкие кровеносные сосуды.

Макрофаги — более агрессивные клетки, которые способны есть не только патогены, но и мёртвые клетки, повреждённые клетки, частицы неорганического происхождения, а также токсины, которые появляется при распаде клеток или в результате жизнедеятельности бактерий. Можно сказать, что у них более широкий спектр обязанностей, и делают они их намного охотнее микрофагов. Ещё одной важной функцией макрофагов является то, что они способны выделять в кровь гуморальные и секреторные вещества: элементы комплемента С2, С3, С4, лизоцим, интерферон, интерлейкины, простагландины, о^-макроглобулин, монокины, регулирующие иммунный ответ, цитокины.

КАК ПРОИСХОДИТ ФАГОЦИТОЗ

Фагоцитоз — процесс, в ходе которого фагоциты поедают и переваривают патогены или ненужные организму клетки. Так могут делать не только фагоциты и не только для защиты организма. В целом механизм захвата клеткой внешнего материала называется эндоцитоз, а уже он делится на фагоцитоз, пиноцитоз (поглощение жидкости, когда клетка “пьёт”), и рецептор-опосредованный эндоцитоз (в мембране образуется ямка, в ямке захваченное вещество взаимодействует с рецепторами на мембране).

Фагоцитоз может быть завершённым и незавершённым. Завершённый фагоцитоз — когда всё прошло как надо: всё съедено и успешно переварено. Незавершённый проихсодит, когда на какой-то ступени фагоцитоз прерывается, например, если патоген приспособился к этому механизму и использует его для собственного размножения, или просто способен прерывать ход процесса. Например, туберкулезные микобактерии не могут быть уничтожены фагоцитозом. Также после незавершённого фагоцитоза внутри клетки может на долгое время остаться вакуоль с содержимым.

Разберём теперь поэтапно, как происходит фагоцитоз.

Сначала появляется хемотаксис — двигательная реакция фагоцитов на раздражитель. Например, когда к раздражителю выдвигаются лейкоциты. Она возникает в ответ на смену состава крови, которая возникает при попадании в организм инородных объектов или при повреждениях. Раньше всех реагируют микрофаги, и только потом подтягиваются макрофаги.

Далее происходит адгезия фагоцитов к объекту. Адгезия — сцепление поверхностных тел. На поверхности фагоцитов есть специальные рецепторы, которые реагируют на вещества на оболочке объектов, благодаря чему и происходит сцепление. В случаях когда нужно поглотить не живые клетки, а, например, металлы, они посылают на поверхность отдела свои ферменты, благодаря чему потом происходит адгезия.

Далее происходит активация мембраны и подготовка к погружению: активация протеинкиназы С и выход ионов кальция из внутриклеточных депо. После этого объект обволакивается и появляется фагосома (вакуоль с начинкой из того, что нужно будет переварить). По сути внутри клетки остаётся пузырёк с патогеном (или другим веществом) внутри.

На следующем этапе появляется фаголизосома. То есть готовую “капельку” внутри клетки облепливают лизосомы, которые переносят фермент для переваривания содержимого. Собственно после этого сначала происходит процесс расщепления этими ферментами, а затем процесс вывода из клетки продуктов расщепления.

Фагоцитозу помогают иммуноглобулины, комплемент, лизоцим, интерлейкины и интерферон, которые делают вещества более восприимчивыми к фагоцитозу.

В процессе фагоцитоза патоген внутри расщепляется на эпитопы — ключевые элементы, которые характеризуют попавшую в организм заразу. На последней стадии фагоцитоза выделенные эпитопы клетка передаёт лимфоцитам. Они запоминают нужную информацию словно ориентировку на преступника, и по ним уже в дальнейшем находят патогены. Лимфоциты синтезируют мембранатакующий комплекс и этим оружием делают отверстия в мембранах клеток найденных патогенов. Через эти отверстия заливается вода, и клетка погибает.

Мембранатакующий комплекс формируется на поверхности клетки, которую необходимо уничтожить. Этот комплекс состоит из комплементарных белков, которые объединяются и образуют пору (отверстие) на поверхности мембраны. Когда появляется достаточное количество пор, через которые могут свободно передвигаться молекулы, клетка погибает.

Иммунная система для защиты использует не только фагоцитоз, но о других механизмах защиты мы поговорим в следующий раз.

Авторы: Екатерина Хананова, Антон Меньшенин и Максим Коневзеров.

Наш блог в вк и телеграм.