Фагоциты

Фагоциты являются клетками иммунной системы человека, которые занимаются защитой организма, поглощая вредные чужеродные бактерии, частицы, а также погибающие и мертвые клетки. Процесс такого поглощения называется фагоцитозом. Фагоциты важны для постинфекционного иммунитета и борьбы с инфекцией.

Роль фагоцитов как защитных клеток была впервые открыта в конце 19 века И.И.Мечниковым. За данное открытие ученый был удостоен Нобелевской премии по физиологии. Фагоциты свойственны для организмов многих видов.

Фагоциты человека подразделяют на «непрофессиональные» и «профессиональные» в зависимости от их  способности защищать организм. К последним относятся тучные клетки, макрофаги, моноциты, нейтрофилы и дендритные клетки. Главное отличие таких фагоцитов от непрофессиональных заключается в том, что первые имеют рецепторы – профессиональные молекулы, которые обнаруживают бактерии и другие чужеродные объекты на своей поверхности. В одном литре крови человека содержится 200 – 900 млн. моноцитов и 2,5-8 млрд. нейтрофилов.

В случае возникновения инфекции специальные химические сигналы вызывают фагоциты к тому месту, где было проникновение патогенна в организм. Такие сигналы могут исходить от других фагоцитов или бактерий, которые там уже присутствуют. Когда происходит контакт фагоцитов с бактериями, обеспечивается связь между ними и рецепторами, находящимися на поверхности фагоцитов. Данная взаимосвязь и приводит поглощению фагоцитами бактерий.  Некоторые фагоциты уничтожают проникших клеток при помощи оксида азота и оксидантов. После процесса фагоцитоза, дендритные клетки и макрофаги могут принимать участие в презентации антигена. Данный процесс заключается в перемещении патогенна обратно на свою поверхность. Затем патогенный материал становится заметным (презентируется) и другим клеток иммунитета. Некоторые фагоциты проникают в лимфатические узлы и презентируются лимфоцитам. Данный процесс имеет большое значение для иммунитета. Но многие болезнетворные микроорганизмы и патогенны являются устойчивыми к фагоцитам и их атакам.

Фагоцитоз – это процесс поглощения клетками чужеродных частиц. Он состоит из последовательных молекулярных процессов. Сперва возникает связывание чужеродного агентами при помощи рецепторов. После фагоцит поглощает бактерию, такой процесс длится около 9 минут. Внутри фагоцита бактерия попадает в состав фагосомы, которая в течение минуты сливается с гранулой или лизосомой, содержащими ферменты. Бактерия, заключенная в клетку, подвергается агрессивному воздействию и спустя некоторое время погибает. Макрофаги и дендритные клетки работают не так быстро, и поэтому процесс фагоцитоза может длится в течение нескольких часов.

Механизмы удаления патогенов

Уничтожение микроорганизмов является основной функцией фагоцитов. Она может обеспечиваться как внутри клетки, так и вне ее.

Когда бактерия поглощается фагоцитом, увеличивается потребление кислорода, при этом образуются специальные молекулы, которые обладают противомикробным действием. Такие молекулы являются токсичными по отношению к патогенам, а также к самим клеткам. Поэтому данный метод уничтожения патогенов называется кислород-зависимым уничтожением.

Также фагоциты могут уничтожать чужеродные вещества без использования кислорода. Этот метод борьбы  является менее эффективным. Для такого уничтожения могут использоваться специальные ферменты лизозимы, электрически заряженные белки, нейтрофилы, а также гидролаза и протеаза.

Кроме того, уничтожение патогенов возможно и вне клеток-фагоцитов. Обеспечивается это посредством специального вещества – оксида азота, который выделяется из макрофагов и, благодаря своей токсичности, убивает микробы. Выработка оксида азота происходит в результате выделения интерферона клетками-фагоцитами.

Что касается распознавания вирусов и их уничтожения, данные процессы могут происходить лишь внутри фагоцита. Для его проникновения внутрь используется множество рецепторов, которые принимают участие в иммунной системе организма. Проникнув в клетку, вирус сразу начинает ее использовать в своих целях, заставляя ее воссоздавать множество вирусных частиц. Фагоциты вместе с другими компонентами иммунитета могут контролировать вирус ограниченно, и когда вирус находится внутри клетки, больше всего ему противостоять может приобретенный иммунитет, лимфоциты, в частности. В области вируса скопление лимфоцитов превышает все остальные клетки иммунитета. Инфицированные вирусами клетки уничтожаются лимфоцитами, после чего происходит их выведение фагоцитами из организма.

Взаимодействие с другими клетками

При движении клеток в организме происходит их взаимодействие с нефагоцитарными и фагоцитарными клетками иммунитета. При помощи специальных веществ – цитокинов, они обмениваются информацией, вызывают другие фагоцитарные клетки к источнику инфекции, активируют «спящие» лимфоциты. Фагоциты являются частью врожденного иммунитета, который  очень эффективен, но не способен различать патогенны.

Все фагоциты, и макрофаги в особенности, находятся в состоянии готовности. Последние обычно более пассивны относительно фагоцитов, их размножение протекает медленно. Такое состояние полу-покоя позволяет организму защищаться от уже мертвых клеток, а также неинфекционного мусора. Возникновение инфекции приводит к тому, что они получают сигналы, чаще всего посредством гамма-интерферона, что подготавливает клетки к атаке. В данном случае, макрофаги являются хорошими защитниками. В том случае, когда сигнал поступает напрямую от самого патогенна, происходит концентрация на уничтожении данного патогенна, размножение прекращается.   После инфекционного заражения фагоциты привлекаются в зону инфекции. Для достижения зоны фагоциты покидают кровеносное русло и попадают в пораженную ткань.  Данный процесс называется миграцией фагоцитов. Так работают «профессиональные фагоциты».

К «непрофессиональным» фагоцитам относятся фибропласты, паренхиматозные, эндотелиальные и эпителиальные клетки. Для таких клеток фагоцитоз является не главной функцией. Каждые из  них  выполняют какие-либо другие функции. Это связано с тем, что «непрофессиональные» фагоциты не имеют специальных рецепторов, таким образом, они являются более ограниченными, чем «профессиональные».

Устойчивость патогенна

Патоген может приводить к развитию инфекции только в том случае, если он справился с защитой макроорганизма. Поэтому во многих бактериях развиваются процессы, связанные с созданием устойчивости к воздействию фагоцитов, и множество патогенов действительно способно размножаться и выживать внутри фагоцитов.

Несколькими способами бактерии избегают контакта с клетками-киллерами. Первый – это размножение и рост в тех местах, куда фагоциты не могут проникнуть, в поврежденный покров, к примеру. Кроме того, некоторые бактерии способы подавлять воспалительные реакции, а без такой реакции фагоциты не могут правильно реагировать. Также некоторые патогенные агенты могут «обманывать» иммунную систему организма, заставляя ее принимать бактерию за часть самого организма.

Комментарии