Makrofagi to komórki odpornościowe niezbędne do pełnej ochrony organizmu przed agresywnymi wpływami. Komórki makrofagów. Czym są i jakie pełnią funkcje?Co to są makrofagi?

W artykule omówiony zostanie mechanizm powstawania odporności, czyli zdolność organizmu do ochrony komórek przed obcymi substancjami (antygenami) lub patogenami (bakteriami i wirusami). Odporność można uzyskać na dwa sposoby. Pierwsza nazywa się humoralna i charakteryzuje się produkcją specjalnych białek ochronnych – gamma globulin, a druga ma charakter komórkowy, który opiera się na zjawisku fagocytozy. Jest to spowodowane tworzeniem się w narządach endokrynnych i komórek specjalnych: limfocytów, monocytów, bazofilów, makrofagów.

Komórki makrofagów: czym są?

Makrofagi wraz z innymi komórkami ochronnymi (monocytami) stanowią główne struktury fagocytozy – procesu wychwytywania i trawienia obcych substancji lub czynników chorobotwórczych, które zagrażają normalnemu funkcjonowaniu organizmu. Opisany został odkryty i zbadany przez rosyjskiego fizjologa I. Miecznikowa w 1883 roku. Ustalił także, że odporność komórkowa obejmuje fagocytozę – reakcję ochronną, która chroni genom komórki przed szkodliwym działaniem obcych czynników zwanych antygenami.

Musisz zrozumieć pytanie: makrofagi - jakie to komórki? Przypomnijmy ich cytogenezę. Komórki te są pochodnymi monocytów, które opuściły krwiobieg i przedostały się do tkanek. Proces ten nazywa się diapedezą. Jej efektem jest powstawanie makrofagów w miąższu wątroby, płuc, węzłów chłonnych i śledziony.

Na przykład makrofagi pęcherzykowe najpierw stykają się z obcymi substancjami, które dostają się do miąższu płuc przez specjalne receptory. Te komórki odpornościowe następnie absorbują i trawią antygeny i patogeny, chroniąc w ten sposób narządy oddechowe przed patogenami i ich toksynami, a także niszcząc cząsteczki toksycznych substancji chemicznych, które dostają się do płuc wraz z porcją powietrza podczas wdychania. Ponadto udowodniono, że pod względem poziomu aktywności immunologicznej makrofagi pęcherzykowe są podobne do ochronnych komórek krwi – monocytów.

Cechy budowy i funkcji komórek odpornościowych

Komórki fagocytarne mają specyficzną strukturę cytologiczną, która determinuje funkcje makrofagów. Są zdolne do tworzenia pseudopodiów, które służą do wychwytywania i otaczania obcych cząstek. Cytoplazma zawiera wiele organelli trawiennych – lizosomów, które zapewniają lizę toksyn, wirusów czy bakterii. Obecne są także mitochondria syntetyzujące cząsteczki kwasu adenozynotrójfosforowego, będącego główną substancją energetyczną makrofagów. Istnieje system rurek i kanalików - siateczka śródplazmatyczna z organellami syntetyzującymi białka - rybosomy. Wymagana jest obecność jednego lub większej liczby jąder, często o nieregularnym kształcie. Makrofagi wielojądrowe nazywane są symplastami. Powstają w wyniku kariokinezy wewnątrzkomórkowej, bez oddzielania samej cytoplazmy.

Rodzaje makrofagów

Używając terminu „makrofagi”, należy wziąć pod uwagę, że nie jest to jeden typ struktury odpornościowej, ale heterogenny cytosystem. Na przykład istnieją stałe i wolne komórki ochronne. Pierwsza grupa obejmuje makrofagi pęcherzykowe, fagocyty miąższu i jamy narządów wewnętrznych. Ponadto w osteoblastach i węzłach chłonnych obecne są utrwalone komórki odpornościowe. Narządy magazynujące i krwiotwórcze – wątroba, śledziona i – również zawierają utrwalone makrofagi.

Co to jest odporność komórkowa

Obwodowe narządy krwiotwórcze układu odpornościowego, reprezentowane przez migdałki, śledzionę i węzły chłonne, tworzą funkcjonalnie jednolity system odpowiedzialny zarówno za hematopoezę, jak i immunogenezę.

Rola makrofagów w tworzeniu pamięci immunologicznej

Po kontakcie antygenu z komórkami zdolnymi do fagocytozy, te ostatnie są w stanie „zapamiętać” profil biochemiczny patogenu i zareagować wytwarzaniem przeciwciał na jego ponowne wejście do żywej komórki. Istnieją dwie formy pamięci immunologicznej: pozytywna i negatywna. Obydwa są efektem działania limfocytów powstających w grasicy, śledzionie, blaszkach ścian jelit i węzłach chłonnych. Należą do nich pochodne limfocytów – monocytów i komórek – makrofagów.

Pozytywna pamięć immunologiczna jest w istocie fizjologicznym uzasadnieniem stosowania szczepień jako metody zapobiegania chorobom zakaźnym. Ponieważ komórki pamięci szybko rozpoznają antygeny zawarte w szczepionce, natychmiast reagują szybkim tworzeniem przeciwciał ochronnych. Zjawisko negatywnej pamięci immunologicznej jest uwzględniane w transplantologii w celu zmniejszenia poziomu odrzucenia przeszczepionych narządów i tkanek.

Związek pomiędzy układem krwiotwórczym i odpornościowym

Wszystkie komórki wykorzystywane przez organizm do ochrony przed patogennymi patogenami i substancjami toksycznymi powstają w czerwonym szpiku kostnym, który jest również narządem krwiotwórczym. lub grasica, która należy do układu hormonalnego, działa jako główna struktura układu odpornościowego. W organizmie człowieka zarówno czerwony szpik kostny, jak i grasica są zasadniczo głównymi narządami immunogenezy.

Komórki fagocytarne niszczą patogeny, czemu zwykle towarzyszą zjawiska zapalne w zakażonych narządach i tkankach. Wytwarzają specjalną substancję – czynnik aktywujący płytki krwi (PAF), który zwiększa przepuszczalność naczyń krwionośnych. W ten sposób duża liczba makrofagów z krwi dociera do miejsca patogenu i niszczy go.

Po zbadaniu makrofagów – czym są komórki, w jakich narządach są produkowane i jakie funkcje pełnią – byliśmy przekonani, że wraz z innymi typami limfocytów (bazofile, monocyty, eozynofile) są głównymi komórkami układu odpornościowego system.

7134 0

Główną rolę w rozwoju i utrzymaniu przewlekłego stanu zapalnego pełni układ makrofagów fagocytarnych (pojęcie to zastąpiło powszechnie używany, ale zasadniczo niewystarczająco uzasadniony termin „układ siateczkowo-śródbłonkowy”). Główną komórką tego układu jest makrofag, który rozwinął się z monocytu krwi. Monocyty pochodzące z komórek macierzystych szpiku kostnego przedostają się najpierw do krwi obwodowej, a stamtąd do tkanek, gdzie pod wpływem różnych lokalnych bodźców przekształcają się w makrofagi.

Te ostatnie są niezwykle istotne w realizacji reakcji adaptacyjnych organizmu – odpornościowych, zapalnych i naprawczych. Udział w takich reakcjach ułatwiają takie właściwości biologiczne makrofagów, jak zdolność do migracji do ognisk zapalnych, możliwość szybkiego i trwałego wzrostu produkcji komórek przez szpik kostny, aktywna fagocytoza ciał obcych z szybkim ich rozpadem, aktywacja pod wpływem obcych bodźców, wydzielanie szeregu substancji biologicznie czynnych, zdolność „przetworzenia” antygenu, który dostał się do organizmu, a następnie indukcja procesu odpornościowego.

Zasadnicze znaczenie ma również to, że makrofagi są komórkami długowiecznymi, które mogą długo funkcjonować w tkankach objętych stanem zapalnym. Ważne jest, aby były one zdolne do namnażania się w obszarach objętych stanem zapalnym; w tym przypadku możliwa jest transformacja makrofagów w komórki nabłonkowe i olbrzymie komórki wielojądrowe.

Pozbawiony swoistości immunologicznej (jak limfocyty T i B) makrofag pełni rolę nieswoistej komórki pomocniczej, posiadającej wyjątkową zdolność nie tylko do wychwytywania antygenu, ale także do jego przetwarzania, dzięki czemu późniejsze rozpoznanie tego antygenu przez limfocyty jest znacznie ułatwione. Ten etap jest szczególnie niezbędny do aktywacji limfocytów T (do rozwoju reakcji immunologicznych typu opóźnionego i do produkcji przeciwciał przeciwko antygenom zależnym od grasicy).

Oprócz udziału w reakcjach immunologicznych poprzez wstępną obróbkę antygenu i jego późniejszą „prezentację” limfocytom, makrofagi pełnią bardziej bezpośrednio funkcje ochronne, niszcząc niektóre mikroorganizmy, grzyby i komórki nowotworowe.

Zatem w chorobach reumatycznych w reakcjach komórkowych zapalenia immunologicznego biorą udział nie tylko specyficznie uodpornione limfocyty, ale także monocyty i makrofagi, które nie mają swoistości immunologicznej.

Komórki te są przyciągane przez substancje chemotaktyczne monocytów wytwarzane w obszarach zapalenia. Należą do nich C5a, częściowo zdenaturowane białka, kalikreina, aktywator plazminogenu, główne białka z lizosomów neutrofili.Limfocyty T wytwarzają podobny czynnik w kontakcie ze swoim specyficznym antygenem, limfocyty B - z kompleksami immunologicznymi.

Ponadto limfocyty wytwarzają także czynniki hamujące migrację makrofagów (czyli utrwalające je w miejscu zapalenia) i aktywujące ich funkcję. W ogniskach zapalnych, w przeciwieństwie do warunków normalnych, obserwuje się mitozy makrofagów, a co za tym idzie, zwiększa się również liczba tych komórek na skutek lokalnej proliferacji.

Znaczenie makrofagów w utrzymaniu procesu zapalnego zależy od środków przeciwzapalnych uwalnianych z tych komórek, omówionych poniżej.

1. Prostaglandyny.

2. Enzymy lizosomalne (w szczególności podczas fagocytozy kompleksów antygen-przeciwciało, a komórka nie ulega zniszczeniu podczas ich uwalniania).

3. Proteazy obojętne (aktywator plazminogenu, kolagenaza, elastaza). Zwykle ich ilość jest znikoma, ale w przypadku obcej stymulacji (fagocytozy) indukowana jest produkcja tych enzymów i uwalniane są one w znacznych ilościach. Wytwarzanie obojętnych proteaz jest hamowane przez inhibitory syntezy białek, w tym glikokortykosteroidy. Wytwarzanie aktywatora plazminogenu i kolagenazy stymulowane jest także przez czynniki wydzielane przez aktywowane limfocyty.

4. Fosfolipaza Az, która uwalnia kwas arachidonowy z bardziej złożonych kompleksów - główny prekursor prostaglandyn. Aktywność tego enzymu jest hamowana przez glikokortykosteroidy.

5. Czynnik stymulujący uwalnianie z kości zarówno soli mineralnych, jak i podstawy organicznej macierzy kostnej. Czynnik ten oddziałuje na tkankę kostną poprzez bezpośrednie działanie, bez konieczności obecności osteoklastów.

6. Szereg składników dopełniacza, które są aktywnie syntetyzowane i wydzielane przez makrofagi: C3, C4, C2 i najwyraźniej także C1 i czynnik B, który jest niezbędny w alternatywnej drodze aktywacji dopełniacza. Synteza tych składników wzrasta po aktywacji makrofagów i jest hamowana przez inhibitory syntezy białek.

7. Interleukina-1, będąca typowym przedstawicielem cytokin – substancji biologicznie czynnych o charakterze polipeptydowym wytwarzanych przez komórki (głównie komórki układu odpornościowego). W zależności od źródeł produkcji tych substancji (limfocyty lub monocyty) często używa się określeń „limfokiny” i „monokiny”. Nazwa „interleukina” wraz z odpowiadającą jej liczbą używana jest do określenia konkretnych cytokin – zwłaszcza tych, które pośredniczą w komunikacji komórkowej. Nie jest jeszcze całkowicie jasne, czy interleukina-1, będąca najważniejszą monokiną, stanowi pojedynczą substancję, czy też rodzinę polipeptydów o bardzo podobnych właściwościach.

Właściwości te obejmują:

• stymulacja limfocytów B, przyspieszająca ich transformację do komórek plazmatycznych;
• stymulacja aktywności fibroblastów i synowiocytów ze zwiększoną produkcją prostaglandyn i kolagenazy;
• efekt pirogenny, realizowany w rozwoju gorączki;
• aktywacja syntezy białek ostrej fazy w wątrobie, w szczególności prekursora amyloidu w surowicy (efekt ten może mieć charakter pośredni – poprzez stymulację produkcji interleukiny-6).

Wśród ogólnoustrojowych skutków interleukiny-1, oprócz gorączki, można również zauważyć neutrofilię i proteolizę mięśni szkieletowych.

8. Interleukina-6, która również aktywuje komórki B, stymuluje hepatocyty do produkcji białek ostrej fazy i ma właściwości b-interferonu.

9. Czynniki stymulujące kolonie, które sprzyjają tworzeniu się granulocytów i monocytów w szpiku kostnym.

10. Czynnik martwicy nowotworu (TNF), który nie tylko rzeczywiście jest w stanie wywołać martwicę nowotworu, ale także odgrywa znaczącą rolę w rozwoju stanu zapalnego. Polipeptyd ten, składający się ze 157 aminokwasów, we wczesnej fazie reakcji zapalnej sprzyja adhezji neutrofili do śródbłonka, ułatwiając w ten sposób ich penetrację do miejsca zapalenia. Służy także jako silny sygnał do produkcji toksycznych rodników tlenowych i jest stymulatorem limfocytów B, fibroblastów i śródbłonka (dwa ostatnie typy komórek wytwarzają czynniki stymulujące kolonie).

Klinicznie istotne jest, aby TNF, podobnie jak interleukina-1 i interferon, hamowały aktywność lipazy lipoproteinowej, która zapewnia odkładanie się tłuszczu w organizmie. Dlatego w chorobach zapalnych często obserwuje się wyraźną utratę masy ciała, co nie odpowiada wysokokalorycznemu odżywianiu i zachowanemu apetytowi. Stąd druga nazwa TNF – kachektyna.

Aktywacja makrofagów, objawiająca się wzrostem ich wielkości, wysoką zawartością enzymów, wzrostem zdolności do fagocytozy i niszczenia drobnoustrojów i komórek nowotworowych, może być niespecyficzna: na skutek stymulacji przez inne (niezwiązane z istniejącym procesem patologicznym) mikroorganizmy, olej mineralny, limfokiny wytwarzane przez limfocyty T iw mniejszym stopniu - limfocyty B.

Makrofagi aktywnie uczestniczą w resorpcji kości i chrząstki. Badanie mikroskopem elektronowym ujawniło makrofagi na granicy łuszczki i chrząstki stawowej, ściśle związane z cząsteczkami trawionych włókien kolagenowych. To samo zjawisko zaobserwowano, gdy makrofagi weszły w kontakt z wchłanialną kością.

Zatem makrofagi odgrywają ważną rolę w rozwoju procesu zapalnego, jego utrzymaniu i przewlekłości i już a priori można je uznać za jeden z głównych „celów” terapii przeciwreumatycznej.

MAKROFAGI(greckie, makros duży + pożerający fagos) - komórki tkanki łącznej o aktywnej ruchliwości, przyczepności i wyraźnej zdolności do fagocytozy. Makrofagi odkrył I. I. Mechnikov; jako pierwszy ustalił ich rolę w reakcjach obronnych i innych organizmu i zaproponował termin „makrofagi”, podkreślając różnice między tymi komórkami a mniejszymi komórkami - „mikrofagami” (tj. segmentowanymi leukocytami, neutrofilami), które fagocytują tylko małe cząstki obce, np. mikroby Makrofagi opisano pod różnymi nazwami: klasmatocyty Ranviera, komórki ragiokrynowe, komórki przydanki, spoczynkowe komórki nerwu błędnego, komórki pirolu, poliblasty, ameboidy, komórki metalofilne, makrofagocyty, histiocyty. Większość z tych terminów ma wyłącznie znaczenie historyczne.

M., podobnie jak wszystkie komórki tkanki łącznej, są pochodzenia mezenchymalnego i w ontogenezie pourodzeniowej różnicują się z hematopoetycznych komórek macierzystych (patrz Hematopoeza), przechodząc kolejno przez etapy monoblastu, promonocytu i monocytu w szpiku kostnym. Te ostatnie krążą we krwi i przedostając się do tkanek zamieniają się w M. M. rozróżnia się wolne (migrujące) i utrwalone w tkankach. M. dzielą się także na hematogenne, powstałe z monocytów, które właśnie wyszły z krwi, oraz histiogenne, które były wcześniej obecne w tkankach. W zależności od lokalizacji występują M. luźnej tkanki łącznej - histiocyty (patrz), wątroba - retikuloendoteliocyty gwiaździste (komórki Kupffera), płuca - M. pęcherzykowe, jamy surowicze - M. otrzewnej i opłucnej, M. szpiku kostnego i limfoidalnego narządy, makrofagi glejowe c. N. Z. (mikroglej). Osteoklasty najwyraźniej również pochodzą z M.

M., będący ostatnim etapem różnicowania fagocytów jednojądrzastych, nie dzielą się przez mitozę. Wyjątkiem może być M. w ogniskach przewlekłego zapalenia. Ze względu na wspólne pochodzenie z hematopoetycznej komórki macierzystej, budowa i funkcja M. oraz ich komórek prekursorowych (monocytów itp.), zgodnie z klasyfikacją opublikowaną w Biuletynie WHO (1973), zaliczane są do układu fagocytów jednojądrzastych . Natomiast układ siateczkowo-śródbłonkowy (patrz) łączy komórki o różnym pochodzeniu i posiadające zdolność do fagocytozy: komórki siatkowate, komórki śródbłonka (w szczególności sinusoidalne naczynia włosowate narządów krwiotwórczych) i inne elementy.

Struktura M. jest zróżnicowana, w zależności od aktywności fagocytarnej, właściwości zaabsorbowanego materiału itp. (ryc. 1). W przeciwieństwie do swoich poprzedników, monocyty (patrz Leukocyty), M. są duże (20-100 mikronów) i zawierają wiele gęstych granulek cytoplazmatycznych i mitochondriów; w słabo zasadochłonnej (czasami oksyfilowej) cytoplazmie często widoczne są pozostałości fagocytozowanego materiału. Jądro ma kształt kulisty, fasolowaty lub nieregularny. Podczas obserwacji pod mikroskopem z kontrastem fazowym u M. ujawnia się charakterystyczna pofałdowana błona komórkowa, wykonująca ruchy przypominające fale. Mikroskopia elektronowa ujawnia dobrze rozwinięty kompleks blaszkowy u M. (patrz kompleks Golgiego), zwykle niewielką ilość ziarnistej siateczki śródplazmatycznej. Odbiciem aktywności fagocytarnej są gęste granulki cytoplazmatyczne - lizosomy (patrz), fagosomy, wielopęcherzykowe ciała resztkowe - tzw. figury mielinowe (ryc. 2). Obserwuje się także mikrotubule i wiązki mikrofilamentów.

Funkcja, wartość M. zależy od ich wysokiej zdolności do wchłaniania i przetwarzania gęstych cząstek - fagocytozy (patrz) i substancji rozpuszczalnych - pinocytozy (patrz).

Znaczenie makrofagów w odporności

M. są rodzajem magazynu antygenów wchodzących do organizmu (patrz), które znajdują się w nim w postaci determinantów (części cząsteczki antygenu, które określają jego specyficzność), składających się z co najmniej 5 peptydów. Antygeny poddawane są specjalnej obróbce: oddziałując z receptorami błonowymi, antygeny powodują aktywację swoich enzymów lizosomalnych i wzrost syntezy DNA.

M. odgrywają bardzo znaczącą rolę w indukcji powstawania przeciwciał, do cięcia potrzebne są wszystkie trzy typy komórek (makrofagi, limfocyty T i B). Antygen związany z różnymi frakcjami M. (błony, lizosomy) jest znacznie bardziej immunogenny niż antygen natywny. Po przetworzeniu w M. antygeny docierają do limfocytów T i B (patrz Komórki immunokompetentne). M. zawierający antygen najpierw reaguje z komórkami T, a dopiero potem komórki B „zaczynają działać”. Interakcja M. z limfocytami T jest regulowana przez antygeny H lub produkt genu związany z układem genów zgodności tkankowej (patrz Odporność na przeszczep).

Aktywowane antygenem komórki B wytwarzają opsoniny (patrz), które poprawiają kontakt M. z materiałem antygenowym; jednocześnie fragmenty Fab przeciwciała (patrz) oddziałują z determinantami antygenu, a fragmenty Fc są przyłączane do powierzchni M. Stymuluje to syntezę cyklazy adenylowej i wzmaga produkcję 3,5 „-AMP , co sprzyja proliferacji i różnicowaniu limfocytów B.

Makrofagi, limfocyty T i B oddziałują ze sobą za pomocą różnorodnych rozpuszczalnych czynników uwalnianych przez te komórki po stymulacji antygenowej. Sugeruje się, że większość rozpuszczalnych czynników jest wydzielana przez limfocyty T. Chem. natura tych czynników nie została zbadana. Przeniesienie informacji immunologicznych z M. do limfocytów następuje przy bezpośrednim kontakcie tych komórek. Mechanizm tej transmisji polega na „przyklejaniu się” M. do limfocytu, czemu towarzyszy wybrzuszenie cytoplazmy M., a następnie krawędzie łączą się wraz z przerostem cytoplazmy limfocytu. M. syntetyzują dużą liczbę nieswoistych czynników odporności: transferynę, dopełniacz, lizozym, interferon, pirogeny itp., które są czynnikami antybakteryjnymi.

M. odgrywają ważną rolę w przeciwdrobnoustrojowej i przeciwwirusowej odporności komórkowej, czemu sprzyja stosunkowo długa długość życia tych komórek (od około jednego do kilku miesięcy), a także w rozwoju odpowiedzi immunologicznej organizmu. Pełnią najważniejszą funkcję usuwania z organizmu obcych antygenów. Trawienie drobnoustrojów lub czynników niemikrobiologicznych, grzybów chorobotwórczych, pierwotniaków, produktów własnych zmienionych komórek i tkanek odbywa się za pomocą enzymów lizosomalnych M.

Jak pokazują liczne badania, pomysł I.I. Mechnikova na temat znaczenia komórek fagocytarnych w odporności (patrz) jest prawdziwy nie tylko w przypadku bakterii, ale także wirusów. M., szczególnie uodpornione zwierzęta, biorą czynny udział w niszczeniu wirionów (patrz Wirusy), mimo że wirusy są bardziej odporne na działanie enzymów, a proces ich niszczenia jest mniej energiczny niż proces niszczenia bakterii . M. pełnią funkcję ochronną na różnych etapach inf. proces: stanowią barierę w miejscu bramy wejściowej infekcji oraz na etapie wiremii, gdy ograniczeniu rozprzestrzeniania się wirusa zapobiegają M. wątroby, śledziony i węzłów chłonnych. Za pomocą M. przyspiesza się proces usuwania wirusa z organizmu, a dokładniej kompleksu antygen-przeciwciało (patrz reakcja antygen-przeciwciało). M. otrzymany od nieimmunizowanych i uodpornionych zwierząt aktywnie fagocytuje wirusy grypy, krowianki, śluzaka i ektromelii. Z odpornego M. wirusa grypy można było wyizolować jedynie w ciągu kilku godzin, natomiast z nieodpornego M. w ciągu kilku dni.

Zablokowanie M. w doświadczeniach z surowicą antymakrofagową, krzemem i karagenem (poligalaktozą wielkocząsteczkową) prowadzi do zaostrzenia przebiegu szeregu infekcji bakteryjnych i wirusowych. Jednak w niektórych chorobach wirusowych M. nie tylko nie była w stanie zapobiec infekcji, ale ponadto wspomagała rozmnażanie się wirusów (np. wirusów limfocytowego zapalenia opon i opon mózgowo-rdzeniowych), które długo utrzymywały się w organizmie, przyczyniając się do rozwoju choroby autoimmunologiczne.

Przeprowadzono badania, które wykazały udział M. w cytotoksycznym działaniu uczulonych limfocytów na komórki docelowe. Doświadczenie wykazało, że usunięcie M z populacji limfocytów odpornościowych powoduje znaczne osłabienie cytotoksycznego działania leukocytów na komórki niektórych nowotworów i że rokowanie w chorobie jest tym korzystniejsze, im bardziej aktywny M jest zawarty w węzłach chłonnych regionalnie dla guza. Badanie reakcji układu odpornościowego biorcy podczas przeszczepiania narządów i tkanek wykazało, że M. biorą udział w odrzuceniu przeszczepu i eliminacji obcych komórek z organizmu (patrz Przeszczep).

Bibliografia: Burnet F. M. Immunologia komórkowa, przeł. z języka angielskiego, M., 1971; Van Furt R. i wsp. Monojądrowy system fagocytów, nowa klasyfikacja makrofagów, monocytów i ich komórek progenitorowych, Bull. WHO, t. 46, nr 6, s. 2. 814, 1973, bibliogr.; Zdrodovsky P. F. Problemy infekcji, odporności i alergii, M., 1969, bibliogr.; Kosyakov P. N. i Rovnova Z. I. Odporność przeciwwirusowa, M., 1972; Petrov R.V. Immunologia i immunogenetyka, M., 1976, bibliogr.; Nauczyciel I. Ya Makrofagi w odporności, M., 1978; Allison A. S. Interakcje przeciwciał uzupełniają składniki i różne typy komórek w odporności na wirusy i bakterie ropotwórcze, Transplant. Rev., w. 19, s. 19 3, 1974, bibliogr.; Carr I. Makrofag, L.-NY, 1973; Gordon S.a. Cohn Z. Makrofag, Int. Obrót silnika. Cytol., w. 36, s. 36 171, 1973, bibliogr.; Immunobiologia makrofagów, wyd. przez D. S. Nelsona, N. Y., 1976; Jednojądrzaste fagocyty w odporności, wyd. R. van Furth, Oxford, 1975; Wahl S. M. a. o. Rola makrofagów w wytwarzaniu limfokin przez limfocyty T i B, J. Immunol., w. 114, s. 114 1296, 1975.

N. G. Chruszczow; M. S. Berdinskikh (immunol.).

Artykuł na konkurs „bio/mol/text”: Układ odpornościowy to potężna, wielowarstwowa obrona naszego organizmu, która jest zadziwiająco skuteczna przeciwko wirusom, bakteriom, grzybom i innym patogenom z zewnątrz. Ponadto układ odpornościowy jest w stanie skutecznie rozpoznać i zniszczyć transformowane komórki własne, które mogą przerodzić się w nowotwory złośliwe. Jednak nieprawidłowe działanie układu odpornościowego (z powodów genetycznych lub innych) prowadzi do tego, że pewnego dnia władzę przejmują komórki złośliwe. Przerośnięty guz staje się niewrażliwy na ataki ze strony organizmu i nie tylko skutecznie unika zniszczenia, ale także aktywnie „przeprogramowuje” komórki ochronne, aby odpowiadały własnym potrzebom. Rozumiejąc mechanizmy wykorzystywane przez nowotwory do tłumienia odpowiedzi immunologicznej, możemy opracować środki zaradcze i spróbować zmienić równowagę w kierunku aktywacji mechanizmów obronnych organizmu w celu zwalczania choroby.

Artykuł został zgłoszony do konkursu prac popularnonaukowych „bio/mol/text”-2014 w kategorii „Najlepsza recenzja”.

Głównym sponsorem konkursu jest przyszłościowo myśląca firma Genotech.
Konkurs był wspierany przez RVC OJSC.

Nowotwór i odporność – dramatyczny dialog w trzech częściach z prologiem

Od dawna uważa się, że przyczyną niskiej skuteczności odpowiedzi immunologicznej w nowotworach jest to, że komórki nowotworowe są zbyt podobne do normalnych, zdrowych, aby układ odpornościowy nastawiony na poszukiwanie „obcych” mógł je właściwie rozpoznać. To wyjaśnia fakt, że układ odpornościowy najskuteczniej przeciwstawia się nowotworom o charakterze wirusowym (ich częstotliwość gwałtownie wzrasta u osób cierpiących na niedobór odporności). Jednak później okazało się, że nie był to jedyny powód.

Jeśli ten artykuł dotyczy immunologicznych aspektów raka, to jest to praca „Nie ma już na świecie strasznych pazurów…” Możesz przeczytać o cechach metabolizmu raka. - Wyd.

Okazało się, że interakcja komórek nowotworowych z układem odpornościowym jest znacznie bardziej zróżnicowana. Guz nie tylko „chowa się” przed atakami, ale może aktywnie tłumić lokalną odpowiedź immunologiczną i przeprogramowywać komórki odpornościowe, zmuszając je do zaspokajania własnych potrzeb nowotworowych.

„Dialog” między zdegenerowaną, wymykającą się spod kontroli komórką z jej potomstwem (czyli przyszłym nowotworem) a organizmem rozwija się w kilku etapach i jeśli na początku inicjatywa jest prawie całkowicie po stronie mechanizmów obronnych organizmu, to na końcu (w przypadku rozwoju choroby) - przechodzi na stronę guza. Kilka lat temu immunolodzy zajmujący się nowotworami sformułowali koncepcję „immunoedycji” ( immunoedycja), opisując główne etapy tego procesu (ryc. 1).

Rysunek 1. Immunoedycja (immunoedycja) podczas rozwoju nowotworu złośliwego.

Pierwszym etapem immunoedycji jest proces eliminacji ( eliminacja). Pod wpływem zewnętrznych czynników rakotwórczych lub w wyniku mutacji normalna komórka ulega „przekształceniu” – nabywa zdolność do nieskończonego podziału i niereagowania na sygnały regulacyjne organizmu. Ale jednocześnie z reguły zaczyna syntetyzować na swojej powierzchni specjalne „antygeny nowotworowe” i „sygnały zagrożenia”. Sygnały te przyciągają komórki układu odpornościowego, głównie makrofagi, komórki NK i komórki T. W większości przypadków skutecznie niszczą „zepsute” komórki, zakłócając rozwój nowotworu. Czasami jednak wśród tych komórek „przednowotworowych” jest kilka, których immunoreaktywność – zdolność wywoływania odpowiedzi immunologicznej – jest z jakiegoś powodu osłabiona, syntetyzują mniej antygenów nowotworowych, są słabiej rozpoznawane przez układ odpornościowy i przetrwawszy pierwszą falę odpowiedź immunologiczną, nadal się dzielą.

W tym przypadku interakcja guza z ciałem wchodzi w drugi etap, etap równowagi ( równowaga). Tutaj układ odpornościowy nie jest już w stanie całkowicie zniszczyć guza, ale nadal jest w stanie skutecznie ograniczyć jego rozwój. W takim stanie „równowagi” (i niewykrywalności konwencjonalnymi metodami diagnostycznymi) mikroguzy mogą utrzymywać się w organizmie latami. Jednak takie utajone nowotwory nie są statyczne – właściwości tworzących je komórek stopniowo zmieniają się pod wpływem mutacji i późniejszej selekcji: wśród dzielących się komórek nowotworowych przewagę zyskują te, które są w stanie lepiej przeciwstawić się układowi odpornościowemu, a w końcu w guzie pojawiają się komórki - leki immunosupresyjne. Są w stanie nie tylko biernie unikać zniszczenia, ale także aktywnie tłumić odpowiedź immunologiczną. Zasadniczo jest to proces ewolucyjny, podczas którego organizm nieświadomie „hoduje” dokładnie ten rodzaj nowotworu, który go zabije.

Ten dramatyczny moment oznacza przejście guza do trzeciego etapu rozwoju - unikania ( ucieczka), - w którym guz jest już niewrażliwy na działanie komórek układu odpornościowego, ponadto odwraca ich działanie na swoją korzyść. Zaczyna rosnąć i dawać przerzuty. To właśnie ten rodzaj nowotworu jest zwykle diagnozowany przez lekarzy i badany przez naukowców – dwa poprzednie etapy występują w ukryciu, a nasze wyobrażenia na ich temat opierają się głównie na interpretacji szeregu danych pośrednich.

Dualizm odpowiedzi immunologicznej i jego znaczenie w karcynogenezie

Istnieje wiele artykułów naukowych opisujących walkę układu odpornościowego z komórkami nowotworowymi, jednak równie duża liczba publikacji wskazuje, że obecność komórek układu odpornościowego w bezpośrednim otoczeniu nowotworu jest czynnikiem negatywnym, korelującym z przyspieszonym wzrostem nowotworu i przerzutami. W ramach koncepcji immunoedycji, która opisuje, jak zmienia się charakter odpowiedzi immunologicznej w miarę rozwoju nowotworu, wreszcie wyjaśniono takie podwójne zachowanie naszych obrońców.

Przyjrzymy się niektórym mechanizmom tego zjawiska na przykładzie makrofagów. Guz wykorzystuje podobne techniki, aby oszukać inne komórki odporności wrodzonej i nabytej.

Makrofagi – „komórki wojowników” i „komórki leczące”

Makrofagi są prawdopodobnie najsłynniejszymi komórkami wrodzonego układu odpornościowego - to właśnie badanie ich zdolności do fagocytozy zapoczątkowało Metchnikoffa klasyczną immunologię komórkową. W organizmie ssaków makrofagi stanowią awangardę bojową: jako pierwsze wykrywają wroga, nie tylko próbują go samodzielnie zniszczyć, ale także przyciągają na pole bitwy inne komórki układu odpornościowego, aktywując je. A po zniszczeniu obcych czynników zaczynają aktywnie uczestniczyć w eliminowaniu wyrządzonych szkód, opracowując czynniki sprzyjające gojeniu się ran. Nowotwory wykorzystują tę dwoistą naturę makrofagów na swoją korzyść.

W zależności od dominującej aktywności wyróżnia się dwie grupy makrofagów: M1 i M2. Makrofagi M1 (nazywane są również makrofagami aktywowanymi klasycznie) - „wojownicy” - są odpowiedzialne za niszczenie obcych czynników (w tym komórek nowotworowych), zarówno bezpośrednio, jak i poprzez przyciąganie i aktywację innych komórek układu odpornościowego (na przykład T-killer komórki ). Makrofagi M2 – „uzdrawiacze” – przyspieszają regenerację tkanek i zapewniają gojenie się ran.

Obecność dużej liczby makrofagów M1 w guzie hamuje jego wzrost, a w niektórych przypadkach może nawet spowodować niemal całkowitą remisję (zniszczenie). I odwrotnie: Makrofagi M2 wydzielają cząsteczki – czynniki wzrostu, które dodatkowo stymulują podział komórek nowotworowych, czyli sprzyjają rozwojowi nowotworu złośliwego. Eksperymentalnie wykazano, że w środowisku nowotworu dominują komórki M2 („uzdrowiciele”). Co gorsza: pod wpływem substancji wydzielanych przez komórki nowotworowe aktywne makrofagi M1 „przeprogramowują się” do typu M2, przestają syntetyzować cytokiny przeciwnowotworowe, takie jak interleukina-12 (IL12) czy czynnik martwicy nowotworu (TNF) i zaczynają uwalniać cząsteczki do środowisko, przyspieszając wzrost guza i kiełkowanie naczyń krwionośnych, które zapewnią jego odżywienie, na przykład czynnik wzrostu nowotworu (TGFb) i czynnik wzrostu naczyń (VGF). Przestają przyciągać i inicjować inne komórki układu odpornościowego i zaczynają blokować lokalną (przeciwnowotworową) odpowiedź immunologiczną (ryc. 2).

Rycina 2. Makrofagi M1 i M2: ich interakcję z nowotworem i innymi komórkami układu odpornościowego.

Kluczową rolę w tym przeprogramowaniu odgrywają białka z rodziny NF-kB. Białka te są czynnikami transkrypcyjnymi kontrolującymi aktywność wielu genów wymaganych do aktywacji makrofagów M1. Najważniejszymi członkami tej rodziny są p65 i p50, które razem tworzą heterodimer p65/p50, który w makrofagach aktywuje wiele genów związanych z ostrą odpowiedzią zapalną, takich jak TNF, wiele interleukin, chemokin i cytokin. Ekspresja tych genów przyciąga coraz więcej komórek odpornościowych, „uwydatniając” dla nich obszar zapalenia. Jednocześnie inny homodimer rodziny NF-kB – p50/p50 – wykazuje odwrotne działanie: wiążąc się z tymi samymi promotorami, blokuje ich ekspresję, zmniejszając stopień stanu zapalnego.

Obie aktywności czynników transkrypcyjnych NF-kB są bardzo ważne, ale jeszcze ważniejsza jest równowaga między nimi. Wykazano, że nowotwory specyficznie uwalniają substancje zakłócające syntezę białka p65 w makrofagach i stymulujące akumulację kompleksu hamującego p50/p50. W ten sposób (oprócz wielu innych) guz zamienia agresywne makrofagi M1 w nieświadomych wspólników własnego rozwoju: makrofagi typu M2, postrzegając guz jako uszkodzony obszar tkanki, włączają program odbudowy, ale wydzielane przez nie czynniki wzrostu jedynie zwiększają zasoby dla wzrostu nowotworu. To kończy cykl - rosnący guz przyciąga nowe makrofagi, które zostają przeprogramowane i stymulują jego wzrost zamiast niszczenia.

Reaktywacja odpowiedzi immunologicznej jest aktualnym kierunkiem terapii przeciwnowotworowej

Zatem w bezpośrednim otoczeniu nowotworów występuje złożona mieszanina cząsteczek, zarówno aktywujących, jak i hamujących odpowiedź immunologiczną. Od zbilansowania składników tego „koktajlu” zależą perspektywy rozwoju nowotworu (a tym samym szanse przeżycia organizmu). Jeśli dominują immunoaktywatory, oznacza to, że guz nie sprostał zadaniu i zostanie zniszczony lub jego rozwój zostanie znacznie zahamowany. Jeśli dominują cząsteczki immunosupresyjne, oznacza to, że guz był w stanie wykryć klucz i zacznie szybko się rozwijać. Rozumiejąc mechanizmy, które pozwalają nowotworom tłumić nasz układ odpornościowy, możemy opracować środki zaradcze i przesunąć równowagę w stronę eliminacji nowotworów.

Eksperymenty pokazują, że „przeprogramowanie” makrofagów (i innych komórek układu odpornościowego) jest odwracalne. Dlatego jednym z obiecujących obszarów współczesnej onkoimmunologii jest idea „reaktywacji” własnych komórek układu odpornościowego pacjenta w celu zwiększenia skuteczności innych metod leczenia. W przypadku niektórych rodzajów nowotworów (np. czerniaków) pozwala to na osiągnięcie imponujących wyników. Innym przykładem odkrytym przez grupę Miedżitowa jest mleczan zwyczajny, cząsteczka powstająca, gdy w szybko rosnących guzach brakuje tlenu w wyniku efektu Warburga. Ta prosta cząsteczka stymuluje przeprogramowanie makrofagów, powodując, że wspierają one wzrost nowotworu. Mleczan jest transportowany do makrofagów kanałami błonowymi, a potencjalna terapia polega na blokowaniu tych kanałów.

MAKROFAGI MAKROFAGI

(z makro... i... fagów), komórek pochodzenia mezenchymalnego w organizmie zwierzęcia, zdolnych do aktywnego wychwytywania i trawienia bakterii, pozostałości martwych komórek i innych cząstek obcych i toksycznych dla organizmu. Termin „M.” wprowadzony przez II Miecznikowa (1892). Są to duże komórki o zmiennym kształcie, z pseudopodiami i zawierające wiele lizosomów. M. występują we krwi (monocyty), tkance łącznej, tkankach (histiocyty), narządach krwiotwórczych, wątrobie (komórki Kupffera), ścianie pęcherzyków płucnych (M. płucne), jamie brzusznej i opłucnej (otrzewnej i opłucnej M. .). U ssaków M. powstają w czerwonym szpiku kostnym z hematopoetycznych komórek macierzystych, przechodząc przez etapy monoblastu, promonocytu i monocytu. Wszystkie te odmiany M. są połączone w system jednojądrzastych fagocytów. (patrz FAGOCYTOZA, UKŁAD SIATKO-śródbłonkowy).

.(Źródło: „Biological Encyclopedic Dictionary”. Redaktor naczelny M. S. Gilyarov; Redakcja: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin i inni - wyd. 2, poprawione - M.: Sov. Encyclopedia, 1986.)

makrofagi

Komórki w ciele zwierzęcia zdolne do aktywnego wychwytywania i trawienia bakterii, pozostałości martwych komórek i innych cząstek obcych i toksycznych dla organizmu. Występuje we krwi, tkance łącznej, wątrobie, oskrzelach, płucach i jamie brzusznej. Termin ten wprowadził I.I. Miecznikow, który odkrył to zjawisko fagocytoza.

.(Źródło: „Biologia. Nowoczesna ilustrowana encyklopedia.” Redaktor naczelny A. P. Gorkin; M.: Rosman, 2006.)

Zobacz, jakie „MAKROFAGI” znajdują się w innych słownikach:

- ... Wikipedii

MAKROFAGI- (z greckiego makros: duży i fago jedzą), sęp. megalofagi, makrofagocyty, duże fagocyty. Termin M. zaproponował Miecznikow, który podzielił wszystkie komórki zdolne do fagocytozy na małe fagocyty, mikrofagi (patrz) i duże fagocyty, makrofagi. Pod… … Wielka encyklopedia medyczna

- (z makro... i... fagów) (poliblastów) komórek pochodzenia mezenchymalnego u zwierząt i ludzi, zdolnych do aktywnego wychwytywania i trawienia bakterii, resztek komórkowych i innych cząstek obcych lub toksycznych dla organizmu (patrz Fagocytoza). Do makrofagów... Wielki słownik encyklopedyczny

Główny typ komórek układu fagocytów jednojądrzastych. Są to duże (10-24 mikronów) długowieczne komórki z dobrze rozwiniętym aparatem lizosomalnym i błonowym. Na ich powierzchni znajdują się receptory dla fragmentu Fc IgG1 i IgG3, fragment C3b, receptory C, B... Słownik mikrobiologii

MAKROFAGI- [z makro... i fagów (i)], organizmów pożerających dużą zdobycz. Poślubić. Mikrofagi. Ekologiczny słownik encyklopedyczny. Kiszyniów: Główna redakcja Mołdawskiej Encyklopedii Radzieckiej. I.I. Dedu. 1989... Słownik ekologiczny

makrofagi- Rodzaj limfocytów, który zapewnia nieswoistą ochronę poprzez fagocytozę i uczestniczy w rozwoju odpowiedzi immunologicznej jako komórki prezentujące antygen. [Angielsko-rosyjski glosariusz podstawowych terminów z zakresu wakcynologii i... ... Przewodnik tłumacza technicznego

Monocyty (makrofagi) to rodzaj białych krwinek biorących udział w zwalczaniu infekcji. Monocyty, wraz z neutrofilami, to dwa główne typy komórek krwi, które pochłaniają i niszczą różne mikroorganizmy. Kiedy monocyty opuszczają... ... Terminy medyczne

- (z makro... i... fagów) (poliblastów), komórek pochodzenia mezenchymalnego u zwierząt i ludzi, zdolnych do aktywnego wychwytywania i trawienia bakterii, resztek komórkowych i innych cząstek obcych lub toksycznych dla organizmu (patrz Fagocytoza). ... ... słownik encyklopedyczny

- (patrz makro... + ...fag) komórki tkanki łącznej zwierząt i ludzi, zdolne do wychwytywania i trawienia różnych cząstek obcych dla organizmu (w tym drobnoustrojów); I. I. Miecznikow nazwał te komórki makrofagami, w przeciwieństwie do... ... Słownik obcych słów języka rosyjskiego

makrofagi- ів, pl. (jeden makrof/g, a, h). Komórki zdrowej tkanki stworzonych organizmów, w których gromadzą się i zatruwają bakterie, sieci martwych komórek i inne obce lub toksyczne dla organizmu cząstki. Łożysko/makrofagi/hymakrofagi, co... ... Ukraiński słownik Tlumach

Książki

• Makrofagi łożyskowe. Charakterystyka morfofunkcjonalna i rola w procesie ciąży, Pawłow Oleg Władimirowicz, Selkow Siergiej Aleksiejewicz. Po raz pierwszy w literaturze światowej monografia zbiera i systematyzuje współczesne informacje na temat mało poznanej grupy ludzkich komórek łożyskowych – makrofagów łożyskowych. Opisane szczegółowo...