Bezfarebná, pohyblivá bunka schopná fagocytózy. Fagocytóza je obranca tela

Fagocytóza je obranný mechanizmus tela, ktorý pohlcuje častice. V procese ničenia škodlivých látok sa odstraňuje odpad, toxíny a odpad z rozkladu. Aktívne bunky sú schopné detegovať inklúzie cudzieho tkaniva. Začnú rýchlo útočiť na agresora a rozdeľujú ho na jednoduché častice.

Podstata javu

Fagocytóza je obrana proti patogénom. Domáci vedec Mečnikov I.I. uskutočnili experimenty na štúdium tohto javu. Zaviedol cudzie inklúzie do tiel hviezdice a dafnie a zaznamenal výsledky svojich pozorovaní.

Štádiá fagocytózy boli zaznamenané mikroskopickým vyšetrením morského života. Ako príčinný činiteľ sa použili spóry húb. Po ich umiestnení do tkaniva hviezdice si vedec všimol pohyb aktívnych buniek. Pohybujúce sa častice útočili znova a znova, až kým úplne nepokryli cudzie teleso.

Po prekročení množstva škodlivých zložiek však zviera neodolalo a uhynulo. Ochranné bunky dostali názov fagocyty, ktorý pozostáva z dvoch gréckych slov: požierať a bunka.

Aktívne častice obranného mechanizmu

V dôsledku fagocytózy sa rozlišuje pôsobenie leukocytov a makrofágov. Nie sú to jediné bunky, ktoré strážia zdravie tela, u zvierat sú aktívnymi časticami oocyty, „strážcovia placenty“.

Fenomén fagocytózy vykonávajú dve ochranné bunky:

• Neutrofily - vytvorené v kostnej dreni. Patria medzi granulocytárne častice krvi, ktorých štruktúra sa vyznačuje zrnitosťou.
• Monocyty sú typom bielych krviniek, ktoré pochádzajú z kostnej drene. Mladé fagocyty majú veľkú pohyblivosť a vytvárajú hlavnú ochrannú bariéru.

Selektívna ochrana

Fagocytóza je aktívna obrana tela, pri ktorej sú zničené iba patogénne bunky, užitočné častice prechádzajú bariérou bez komplikácií. Kvantitatívne hodnotenie sa používa na analýzu stavu ľudského zdravia laboratórny výskum krvi. Zvýšená koncentrácia leukocytov naznačuje prebiehajúci zápalový proces.

Fagocytóza je ochranná bariéra proti veľkému počtu patogénov:

• baktérie;
• vírusy;
• krvné zrazeniny;
• nádorové bunky;
• spóry húb;
• toxíny a inklúzie trosky.

Počet bielych krviniek sa pravidelne mení, správne závery sa vyvodia po niekoľkých všeobecné analýzy krvi. Takže u tehotných žien je množstvo o niečo vyššie a to je normálny stav tela.

Nízka miera fagocytózy sa pozoruje pri dlhodobých chronických ochoreniach:

• tuberkulóza;
• pyelonefritída;
• infekcie dýchacích ciest;
• reuma;
• atopická dermatitída.

Aktivita fagocytov sa mení pod vplyvom určitých látok:

• cholesterol;
• vápenaté soli;
• protilátky;
• histamín.

Avitaminózy, užívanie antibiotík a kortikosteroidov inhibujú obranný mechanizmus. Fagocytóza pomáha imunitnému systému. Nútená aktivácia prebieha tromi spôsobmi:

• Klasické - vykonávané podľa princípu antigén-protilátka. Aktivátormi sú imunoglobulíny IgG, IgM.
• Alternatíva - používajú sa polysacharidy, vírusové častice, nádorové bunky.
• Lektín – vzťahuje sa na skupinu bielkovín, ktoré prechádzajú pečeňou.

Postupnosť deštrukcie častíc

Na pochopenie procesu obranného mechanizmu sú definované štádiá fagocytózy:

• Chemotaxia je obdobie prieniku cudzorodej častice do ľudského tela. Je charakterizovaná hojným uvoľňovaním chemického činidla, ktoré slúži ako signál pre aktivitu pre makrofágy, neutrofily a monocyty. Imunita človeka priamo závisí od aktivity ochranných buniek. Všetky prebudené bunky útočia na oblasť, do ktorej bolo zavedené cudzie teleso.
• Adhézia je rozpoznanie cudzieho telesa v dôsledku receptorov fagocytmi.
• Prípravný proces ochranných buniek na útok.
• Absorpcia - častice postupne prekrývajú cudzorodú látku svojou membránou.
• Vznik fagozómu je dotvorenie obklopenia cudzieho telesa membránou.
• Vytvorenie fagolyzozómu - do kapsuly sa uvoľňujú tráviace enzýmy.
• Killing – zabíjanie škodlivých častíc.
• Odstránenie zvyškov rozkladu častíc.

Štádiá fagocytózy považuje medicína za pochopenie vnútorných procesov vývoja akejkoľvek choroby. Na diagnostiku zápalu musí lekár pochopiť základy tohto javu.

Takže fagocytóza - čo to je? Pokúsme sa pochopiť definíciu tohto pojmu. Slovo "fagocytóza" vzniklo z dvoch gréckych morfém - phagos (požierajúci) a kytos (bunka). Medzinárodný lekársky termín fagokytóza, na rozdiel od rusifikovaného, ​​má koncovku osis, ktorá sa z gréčtiny prekladá ako „proces“ alebo „fenomén“.

Doslova teda táto definícia znamená proces rozpoznania cudzieho agens špecifickými bunkami, cielený pohyb smerom k nemu, zachytenie a absorpciu, po ktorom nasleduje štiepenie. V tomto článku si povieme, čo je podstatou fagocytózy. Budeme tiež hovoriť o tom, aké typy fagocytov existujú, zvážime štádiá a nájdeme rozdiel medzi dokončenou a neúplnou fagocytózou.

História objavu špeciálnych pohyblivých buniek

Vynikajúci ruský prírodovedec - I. I. Mečnikov v rokoch 1882 - 1883. uskutočnil experimenty s intracelulárnym trávením, pričom študoval priehľadné larvy hviezdice. Vedca zaujímalo, či majú izolované bunky ešte schopnosť zachytávať potravu. A tiež ho tráviť rovnakým spôsobom, ako to robia jednoduché jednobunkové organizmy, ako napríklad améby. I.I. Mechnikov uskutočnil experiment: do tiel lariev vstrekol karmínový prášok a pozoroval, ako okolo týchto malých krvavočervených zŕn rastie bunková stena. Chytili a prehltli farbu. Potom mal vedec hypotézu, že každý organizmus musí mať špeciálne ochranné bunky, ktoré dokážu absorbovať a stráviť ďalšie častice, ktoré telu škodia. Na potvrdenie svojej hypotézy použil vedec ružové hroty, ktoré zaviedol do tela larvy. Po nejakom čase vedec zistil, že bunky sú obklopené hrotmi, ktoré sa snažia pôsobiť proti „škodcom“ a vytlačiť ich. Vedec nazval tieto špecifické ochranné častice nachádzajúce sa v tele lariev fagocyty. Vďaka tejto skúsenosti objavil I. I. Mečnikov fagocytózu. V roku 1883 podal správu o svojom objave na siedmom kongrese ruských prírodovedcov. Následne vedec pokračoval v práci týmto smerom a vytvoril komparatívnu patológiu zápalu, ako aj fagocytárnu teóriu imunity. V roku 1908 dostal spolu s vedcom P. Ehrlichom Nobelovu cenu za najvýznamnejší biologický výskum.

Fenomén fagocytózy - čo to je?

I. I. Mechnikov vystopoval a objasnil úlohu fagocytózy v ochranných reakciách ľudského tela a vyšších živočíchov. Vedec zistil, že tento proces zohráva významnú úlohu pri hojení rôznych rán. Biologický encyklopedický slovník uvádza nasledujúcu definíciu.

Fagocytóza je aktívne zachytávanie a požívanie cudzích predmetov, ako sú baktérie, mikrohuby a bunkové fragmenty, jednobunkovými organizmami alebo špecifickými bunkami (fagocytmi), ktoré sa nachádzajú v akomkoľvek mnohobunkovom organizme. Čo je podstatou fagocytózy? Predpokladá sa, že predstavuje najstaršiu formu obrany mnohobunkového organizmu. V prevádzke imunitný systém U ľudí hrá rozhodujúcu úlohu aj fagocytóza. Je to prvá reakcia na zavlečenie rôznych vírusov, baktérií a iných cudzích agensov. Fagocyty neustále cirkulujú v tele a hľadajú „škodcov“. Keď je cudzí agens rozpoznaný, viaže sa pomocou receptorov. Potom fagocyt absorbuje škodcu a zničí ho.

Dve hlavné skupiny pohyblivých buniek - „obrancovia“

Fagocyty sú neustále in aktívny stav a sú pripravení kedykoľvek bojovať proti zdroju infekcie. Majú určitú autonómiu, pretože môžu vykonávať svoje funkcie nielen vo vnútri tela, ale aj mimo neho: na povrchu slizníc av oblastiach poškodeného tkaniva. Z hľadiska ich účinnosti vedci rozdeľujú ľudské fagocyty do dvoch skupín - „profesionálne“ a „neprofesionálne“. Prvá skupina zahŕňa monocyty, neutrofily, makrofágy, žírne bunky a tkanivo

Najdôležitejšie mobilné fagocyty sú biele krvinky – leukocyty. Emigrujú na miesto zápalu a vykonávajú ochranné funkcie. Fagocytóza leukocytov zahŕňa detekciu, absorpciu a deštrukciu cudzích predmetov, ako aj ich vlastných mŕtvych alebo poškodených buniek. Po vykonaní svojich funkcií sa niektoré z leukocytov presunú do cievneho riečiska a pokračujú v cirkulácii v krvi, zatiaľ čo iné podliehajú apoptóze alebo dystrofickým zmenám. Skupinu „neprofesionálov“ tvoria fibroblasty, retikulárne a endotelové bunky, ktoré majú nízku fagocytárnu aktivitu.

Proces fagocytózy: prvá fáza

Uvažujme, ako prebieha proces boja proti škodlivým organizmom. Vedci rozlišujú štyri štádiá fagocytózy. Prvý predstavuje prístup: fagocyt sa priblíži k cudziemu predmetu. K tomu dochádza buď v dôsledku náhodnej kolízie alebo v dôsledku aktívneho riadeného pohybu - chemotaxie. Existujú dva typy chemotaxie – pozitívna (pohyb smerom k fagocytu) a negatívna (pohyb smerom od fagocytu). Pozitívna chemotaxia sa spravidla uskutočňuje v mieste poškodenia tkaniva a je tiež spôsobená mikróbmi a ich produktmi.

Adhézia fagocytov na cudzie činidlo

Keď sa „ochranná“ bunka priblíži k škodlivej častici, začína druhá fáza. Ide o lepenie. Fagocyt dosiahne predmet, dotkne sa ho a prichytí sa. Napríklad leukocyty, ktoré dorazia na miesto zápalu a priľnú k stene cievy, z neho neodchádzajú ani napriek vysokej rýchlosti prietoku krvi. Mechanizmus adhézie sa uskutočňuje v dôsledku povrchového náboja fagocytu. Spravidla je negatívny a povrch fagocytových predmetov je kladne nabitý. V tomto prípade sa pozoruje najlepšia priľnavosť. Záporne nabité častice, napríklad nádorové častice, sú fagocytmi zachytené oveľa horšie. Napriek tomu existuje adhézia k takýmto časticiam. Vykonáva sa pôsobením mukopolysacharidov prítomných na povrchu membrán fagocytov, ako aj znížením viskozity cytoplazmy a obalením cudzieho činidla sérovými proteínmi.

Tretia fáza fagocytózy

Po priľnutí k cudziemu predmetu ho fagocyt začne absorbovať, čo môže nastať dvoma spôsobmi. V mieste kontaktu sa do bunky vtiahne škrupina cudzieho predmetu a potom samotný predmet. V tomto prípade sa voľné okraje membrány zatvoria nad objektom a v dôsledku toho sa vytvorí samostatná vakuola obsahujúca vo vnútri škodlivú časticu. Druhým spôsobom absorpcie je objavenie sa pseudopódií, ktoré obklopujú cudzie častice a uzatvárajú sa na nich. Skončia uväznené vo vakuolách vo vnútri buniek. Spravidla fagocyty konzumujú mikrohuby pomocou pseudopódií. Zatiahnutie alebo zabalenie škodlivého predmetu je možné vďaka skutočnosti, že membrána fagocytov má kontraktilné vlastnosti.

Vnútrobunkový rozklad „škodcu“

Štvrtá fáza fagocytózy zahŕňa intracelulárne trávenie. Toto sa deje nasledovne. Vakuola obsahujúca cudzorodú časticu obsahuje lyzozómy obsahujúce komplex tráviacich enzýmov, ktoré sa aktivujú a uvoľňujú. Vzniká tak prostredie, v ktorom sa ľahko odbúravajú biologické makromolekuly ribonukleáza, amyláza, proteáza a lipáza. Vďaka aktivovaným enzýmom dochádza k deštrukcii a tráveniu a potom k uvoľňovaniu produktov rozpadu z vakuoly. Teraz viete, aké sú všetky štyri štádiá fagocytózy. Obrana tela sa uskutočňuje v etapách: najprv sa fagocyt a objekt spoja, potom príťažlivosť, to znamená umiestnenie škodlivej častice na povrchu „obrancu“ a potom absorpcia a trávenie škodcu.

Neúplná a dokončená fagocytóza. Aké sú ich rozdiely?

V závislosti od výsledku intracelulárneho trávenia cudzích častíc sa rozlišujú dva typy - dokončená a neúplná fagocytóza. Prvý končí úplným zničením objektu a uvoľnením produktov rozpadu do prostredia. Neúplná fagocytóza - čo to je? Termín znamená, že cudzie bunky pohltené fagocytmi zostávajú životaschopné. Môžu zničiť vakuolu alebo ju použiť ako „pôdu“ na reprodukciu. Príkladom neúplnej fagocytózy je absorpcia gonokokov v organizme, ktorý voči nim nemá imunitu. Keď proces fagocytózy nie je dokončený, patogénne mikroorganizmy sú uložené vo vnútri fagocytov a sú tiež distribuované po celom tele. Na mieste sa tak fagocytóza stáva nositeľom choroby a pomáha škodcom šíriť sa a množiť sa.

Príčiny narušenia procesu intracelulárneho trávenia

Porucha fagocytózy sa vyskytuje v dôsledku defektov v procese tvorby fagocytov, ako aj pri potlačení aktivity pohyblivých buniek „obrancu“. Okrem toho je možná negatívna zmena intracelulárneho trávenia v dôsledku dedičných chorôb, ako sú choroby Alder a Chedyak-Higashi. Zhoršená tvorba fagocytov, vrátane regenerácie leukocytov, sa často vyskytuje v dôsledku vystavenia žiareniu alebo v dôsledku dedičnej neutropénie. K potlačeniu aktivity fagocytov môže dôjsť v dôsledku nedostatku niektorých hormónov, elektrolytov a vitamínov. Tiež glykolytické jedy a mikrobiálne toxíny negatívne ovplyvňujú fungovanie fagocytov. Dúfame, že vďaka nášmu článku môžete ľahko odpovedať na otázku: "Fagocytóza - čo to je?" Veľa štastia!

závislé a na kyslíku nezávislé mechanizmy baktericídnej aktivity. opsoníny. Metódy

štúdium fagocytárnej aktivity buniek.

Fagocytóza je proces, pri ktorom krvné bunky špeciálne navrhnuté na tento účel a

telesné tkanivá (fagocyty) zachytávajú a trávia pevné častice.

Vykonávajú ho dva typy buniek: granulárne bunky cirkulujúce v krvi

leukocyty (granulocyty) a tkanivové makrofágy.

Fázy fagocytózy:

1. Chemotaxia. Pri fagocytóznej reakcii má dôležitejšia úloha pozitíva

chemotaxia. Vylučované produkty pôsobia ako chemoatraktanty

mikroorganizmy a aktivované bunky v mieste zápalu (cytokíny, leukotrién

B4, histamín), ako aj produkty rozpadu zložiek komplementu (C3a, C5a),

proteolytické fragmenty faktorov zrážania krvi a fibrinolýzy (trombín,

fibrín), neuropeptidy, fragmenty imunoglobulínov a pod.

Chemotaxíny sú cytokíny zo skupiny chemokínov. Predtým, ako ostatné bunky dosiahnu miesto zápalu

Neutrofily migrujú, makrofágy prichádzajú oveľa neskôr. Rýchlosť

chemotaktický pohyb pre neutrofily a makrofágy je porovnateľný, rozdiely v

časy príchodu sú pravdepodobne spojené s rôznymi rýchlosťami aktivácie.

2. Priľnavosť fagocyty k objektu. Spôsobené prítomnosťou fagocytov na povrchu

receptory pre molekuly prítomné na povrchu objektu (vlastného resp

kontaktovali ho). Počas fagocytózy baktérií alebo starých buniek tela hostiteľa

dochádza k rozpoznávaniu koncových sacharidových skupín - glukózy, galaktózy, fukózy,

manóza a pod., ktoré sú prítomné na povrchu fagocytovaných buniek.

Rozpoznávanie sa uskutočňuje pomocou receptorov podobných lektínom

špecifickosť, predovšetkým proteín viažuci manózu a selektíny,

prítomný na povrchu fagocytov. V prípadoch, keď objekty fagocytózy

nie sú živé bunky, ale kúsky uhlia, azbest, sklo, kov atď., fagocyty

najprv urobte absorpčný objekt prijateľným pre reakciu,

obalujúc ho vlastnými produktmi, vrátane medzibunkových zložiek

matricu, ktorú produkujú. Hoci fagocyty sú schopné absorbovať rôzne typy

„nepripravených“ predmetov, fagocytárny proces dosahuje najväčšiu intenzitu

pri opsonizácii, teda fixácii na povrchu predmetov opsonínov, na ktoré fagocyty

existujú špecifické receptory - pre Fc fragment protilátok, zložky systému

komplement, fibronektín atď.

3. Aktivácia membrány. V tejto fáze je objekt pripravený na ponorenie.

Aktivuje sa proteínkináza C a z vnútrobunkových zásob sa uvoľňujú ióny vápnika.

Sol-gélové prechody v systéme bunkových koloidov a aktino-

preskupenia myozínu.

4. Potápať sa. Objekt je obalený.

5. Tvorba fagozómov. Uzavretie membrány, ponorenie predmetu s časťou membrány

fagocyt vo vnútri bunky.

6. Tvorba fagolyzozómov. Fúzia fagozómu s lyzozómami, výsledkom čoho je

sú vytvorené optimálne podmienky pre bakteriolýzu a rozpad usmrtenej bunky.

Mechanizmy zbližovania fagozómov a lyzozómov sú nejasné, pravdepodobne existuje aktívna

pohyb lyzozómov na fagozómy.

7. Zabíjanie a štiepenie. Úloha bunkovej steny trávenej bunky je veľká. Základné

látky podieľajúce sa na bakteriolýze: peroxid vodíka, produkty metabolizmu dusíka,

lyzozým atď. Proces deštrukcie bakteriálnych buniek je ukončený v dôsledku aktivity

proteázy, nukleázy, lipázy a iné enzýmy, ktorých aktivita je optimálna pri nízkej

hodnoty pH.

8. Uvoľňovanie produktov degradácie.

Fagocytóza môže byť:

Dokončené (zabíjanie a trávenie boli úspešné);

Neúplné (pre množstvo patogénov je fagocytóza nevyhnutným krokom v ich životnom cykle, napríklad u mykobaktérií a gonokokov).

Mikrobicídna aktivita závislá od kyslíka sa realizuje tvorbou značného množstva produktov s toxickými účinkami, ktoré poškodzujú mikroorganizmy a okolité štruktúry. Za ich vznik je zodpovedná NLDF oxidáza (flavoprotedo-cytochrómreduktáza) plazmatickej membrány a cytochróm b, v prítomnosti chinónov tento komplex premieňa 02 na superoxidový anión (02-). Ten vykazuje výrazný škodlivý účinok a tiež sa rýchlo transformuje na peroxid vodíka podľa schémy: 202 + H20 = H202 + O2 (proces

katalyzuje enzým superoxiddismutázu).

Opsoníny sú proteíny, ktoré podporujú fagocytózu: IgG, proteíny akútnej fázy (C-reaktívny proteín,

lektín viažuci manán); proteín viažuci lipopolysacharid, zložky komplementu - C3b, C4b; povrchovo aktívne proteíny pľúc SP-A, SP-D.

Metódy štúdia fagocytárnej aktivity buniek.

Na posúdenie fagocytárnej aktivity leukocytov periférnej krvi sa do citrátovej krvi odobratej z prsta v objeme 0,2 ml pridá 0,25 ml suspenzie mikrobiálnej kultúry s koncentráciou 2 miliardy mikróbov v 1 ml.

Zmes sa inkubuje 30 minút pri 37 °C, 5 až 6 minút centrifuguje pri 1500 ot./min. a supernatant sa odstráni. Opatrne sa odsaje tenká striebristá vrstva leukocytov, pripravia sa šmuhy, usušia sa, zafixujú a natrie sa farbou Romanovsky-Giemsa. Prípravky sa sušia a mikroskopicky skúmajú.

Počítanie absorbovaných mikróbov sa vykonáva v 200 neutrofiloch (50 monocytoch). Intenzita reakcie sa hodnotí pomocou nasledujúcich ukazovateľov:

1. Fagocytárny indikátor (fagocytárna aktivita) - percento fagocytov z počtu spočítaných buniek.

2. Fagocytárne číslo (fagocytárny index) - priemerný počet mikróbov absorbovaných jedným aktívnym fagocytom.

Na stanovenie tráviacej schopnosti leukocytov periférnej krvi sa pripraví zmes odobratej krvi a suspenzie mikroorganizmu a udržiava sa v termostate pri 37 °C počas 2 hodín. Príprava náterov je podobná. Počas mikroskopie preparátu sa životaschopné mikrobiálne bunky zväčšia, zatiaľ čo natrávené bunky sú menej intenzívne sfarbené a majú menšiu veľkosť. Na posúdenie tráviacej funkcie sa používa indikátor ukončenia fagocytózy - pomer počtu natrávených mikróbov k celkovému počtu absorbovaných mikróbov, vyjadrený v percentách.

V rokoch 1882-1883 Slávny ruský zoológ I.I.Mečnikov robil svoj výskum v Taliansku, na brehu Messinskej úžiny. Vedca zaujímalo, či si jednotlivé bunky mnohobunkových organizmov zachovali schopnosť zachytávať a tráviť potravu, ako jednobunkové organizmy, ako sú améby , urobiť. Koniec koncov, v mnohobunkových organizmoch sa potrava spravidla trávi v tráviacom kanáli a bunky absorbujú hotové živné roztoky. Mečnikov pozoroval larvy hviezdice. Sú priehľadné a ich obsah je dobre viditeľný. Tieto larvy nemajú cirkulujúcu krv, ale majú bunky putujúce po celej larve. Zachytili častice červeného karmínového farbiva zavedené do larvy. Ale ak tieto bunky absorbujú farbu, potom možno zachytávajú cudzie častice? Ukázalo sa, že tŕne ruží vložené do larvy sú obklopené bunkami zafarbenými karmínom.

Bunky boli schopné zachytiť a stráviť akékoľvek cudzie častice, vrátane patogénnych mikróbov. Mečnikov nazval putujúce bunky fagocyty (z gréckych slov phagos - jedlík a kytos - nádoba, tu - bunka). A proces zachytávania a trávenia rôznych častíc nimi je fagocytóza. Neskôr Mečnikov pozoroval fagocytózu u kôrovcov, žiab, korytnačiek, jašteríc, ako aj u cicavcov – morčiat, králikov, potkanov a ľudí.

fagocyty - špeciálne bunky. Trávenie zachytených častíc potrebujú nie na výživu, ako améby a iné jednobunkové organizmy, ale na ochranu tela. U lariev hviezdice sa fagocyty potulujú po tele a u vyšších živočíchov a ľudí cirkulujú v cievach. Toto je jeden z typov bielych krviniek alebo leukocytov - neutrofilov. Práve oni, priťahovaní toxickými látkami mikróbov, sa presúvajú na miesto infekcie (pozri Taxíky). Po vynorení z ciev majú takéto leukocyty výrastky - pseudopody alebo pseudopódie, pomocou ktorých sa pohybujú rovnakým spôsobom ako améby a putujúce bunky lariev hviezdice. Mechnikov nazval takéto leukocyty schopné fagocytózy mikrofágy.

Avšak nielen neustále sa pohybujúce leukocyty, ale aj niektoré sedavé bunky sa môžu stať fagocytmi (teraz sú všetky spojené do jednotný systém fagocytárne mononukleárne bunky). Niektorí z nich sa ponáhľajú do nebezpečných oblastí, napríklad na miesto zápalu, zatiaľ čo iní zostávajú na svojich obvyklých miestach. Obe spája schopnosť fagocytózy. Tieto tkanivové bunky (histocyty, monocyty, retikulárne a endotelové bunky) sú takmer dvakrát väčšie ako mikrofágy – ich priemer je 12-20 mikrónov. Mečnikov ich preto nazval makrofágy. Obzvlášť veľa ich je v slezine, pečeni, lymfatické uzliny v kostnej dreni a v stenách krvných ciev.

Samotné mikrofágy a putujúce makrofágy aktívne útočia na „nepriateľov“ a stacionárne makrofágy čakajú, kým „nepriateľ“ prepláva okolo nich v prietoku krvi alebo lymfy. Fagocyty „lovia“ mikróby v tele. Stáva sa, že v nerovnom boji s nimi sa ocitnú porazení. Hnis je nahromadenie mŕtvych fagocytov. Ostatné fagocyty sa k nemu priblížia a začnú ho odstraňovať, ako to robia so všetkými druhmi cudzích častíc.

Fagocyty čistia tkanivá od neustále odumierajúcich buniek a podieľajú sa na rôznych zmenách v tele. Napríklad, keď sa pulec premení na žabu, keď spolu s ďalšími zmenami postupne zmizne chvost, celé hordy fagocytov zničia tkanivá chvosta pulca.

Ako sa častice dostanú do fagocytu? Ukazuje sa, že pomocou pseudopodií, ktoré ich chytia, ako vedro rýpadla. Postupne sa pseudopodia predlžujú a potom sa uzatvárajú nad cudzím telesom. Niekedy sa zdá, že je vtlačený do fagocytu.

Mečnikov predpokladal, že fagocyty by mali obsahovať špeciálne látky, ktoré trávia mikróby a iné nimi zachytené častice. Takéto častice – lyzosdmy – boli skutočne objavené 70 rokov po objavení fagocytózy. Obsahujú enzýmy, ktoré dokážu rozložiť veľké organické molekuly.

Teraz sa zistilo, že okrem fagocytózy sa protilátky primárne podieľajú na neutralizácii cudzorodých látok (pozri Antigén a protilátka). Aby sa však proces ich výroby začal, je potrebná účasť makrofágov, ktoré zachytia cudzie proteíny (antigény), rozsekajú ich na kúsky a ich časti (tzv. antigénne determinanty) odkryjú na svojom povrchu. Tu s nimi prichádzajú do kontaktu tie lymfocyty, ktoré sú schopné produkovať protilátky (imunoglobulínové proteíny), ktoré viažu tieto determinanty. Potom sa takéto lymfocyty množia a uvoľňujú do krvi mnohé protilátky, ktoré inaktivujú (naväzujú) cudzie proteíny - antigény (pozri Imunita). Týmito otázkami sa zaoberá veda imunológia, ktorej jedným zo zakladateľov bol I. I. Mečnikov.

Ochrannú úlohu mobilných krviniek a tkanív prvýkrát objavil I. I. Mečnikov v roku 1883. Tieto bunky nazval fagocyty a sformuloval základné princípy fagocytárnej teórie imunity. Fagocytóza- absorpcia veľkých makromolekulárnych komplexov alebo teliesok a baktérií fagocytom. Fagocytové bunky: neutrofily a monocyty/makrofágy. Eozinofily môžu tiež fagocytovať (najúčinnejšie sú v antihelmintickej imunite). Proces fagocytózy je posilnený opsonínmi, ktoré obaľujú objekt fagocytózy. Monocyty tvoria 5-10% a neutrofily 60-70% krvných leukocytov. Monocyty, ktoré vstupujú do tkaniva, tvoria populáciu tkanivových makrofágov: Kupfferove bunky (alebo hviezdicové retikuloendoteliocyty pečene), mikroglie centrálneho nervového systému, osteoklasty kostného tkaniva, alveolárne a intersticiálne makrofágy).

Proces fagocytózy. Fagocyty sa pohybujú priamo k objektu fagocytózy a reagujú na chemoatraktanty: mikrobiálne látky, aktivované zložky komplementu (C5a, C3a) a cytokíny.
Plazmaléma fagocytov obaľuje baktérie alebo iné teliesko a vlastné poškodené bunky. Potom je objekt fagocytózy obklopený plazmalemou a membránová vezikula (fagozóm) je ponorená do cytoplazmy fagocytu. Fagozómová membrána sa spája s lyzozómom a fagocytovaný mikrób je zničený, pH sa okyslí na 4,5; Aktivujú sa lyzozómové enzýmy. Fagocytovaný mikrób je zničený pôsobením lyzozómových enzýmov, katiónových defenzínových proteínov, katepsínu G, lyzozýmu a iných faktorov. Pri oxidatívnej (respiračnej) explózii vznikajú vo fagocyte toxické antimikrobiálne formy kyslíka - peroxid vodíka H 2 O 2, superoxidácia O 2 -, hydroxylový radikál OH -, singletový kyslík. Okrem toho oxid dusnatý a NO - radikál majú antimikrobiálny účinok.
Makrofágy vykonávajú ochrannú funkciu ešte pred interakciou s inými imunokompetentnými bunkami (nešpecifická rezistencia). K aktivácii makrofágov dochádza po deštrukcii fagocytovaného mikróbu, jeho spracovaní (spracovaní) a prezentácii (prezentácii) antigénu T-lymfocytom. V konečnom štádiu imunitnej odpovede T lymfocyty uvoľňujú cytokíny, ktoré aktivujú makrofágy (získaná imunita). Aktivované makrofágy spolu s protilátkami a aktivovaným komplementom (C3b) vykonávajú účinnejšiu fagocytózu (imunitnú fagocytózu), pričom ničia fagocytované mikróby.

Fagocytóza môže byť úplná, končiaca smrťou zachyteného mikróba, a neúplná, pri ktorej mikróby neumierajú. Príkladom neúplnej fagocytózy je fagocytóza gonokokov, tuberkulóznych bacilov a leishmánie.

Všetky fagocytárne bunky tela sa podľa I. I. Mechnikova delia na makrofágy a mikrofágy. Mikrofágy zahŕňajú polymorfonukleárne krvné granulocyty: neutrofily, eozinofily a bazofily. Makrofágy rôznych tkanív tela ( spojivové tkanivo pečeň, pľúca atď.) sú spolu s krvnými monocytmi a ich prekurzormi kostnej drene (promonocyty a monoblasty) spojené do špeciálneho systému mononukleárnych fagocytov (MPF). SMF je fylogeneticky staršia ako imunitný systém. Vytvára sa pomerne skoro v ontogenéze a má určité vlastnosti súvisiace s vekom.

Mikrofágy a makrofágy majú spoločný myeloidný pôvod – z pluripotentnej kmeňovej bunky, ktorá je jediným prekurzorom granulo- a monocytopoézy. Periférna krv obsahuje viac granulocytov (60 až 70 % všetkých krvných leukocytov) ako monocyty (1 až 6 %). Súčasne je trvanie obehu monocytov v krvi oveľa dlhšie (polčas 22 hodín) ako u krátkodobých granulocytov (polčas 6,5 hodiny). Na rozdiel od krvných granulocytov, ktoré sú zrelými bunkami, monocyty, ktoré opúšťajú krvný obeh, dozrievajú vo vhodnom mikroprostredí na tkanivové makrofágy. Extravaskulárna zásoba mononukleárnych fagocytov je desaťkrát väčšia ako ich počet v krvi. Bohatá je na ne najmä pečeň, slezina a pľúca.

Všetky fagocytárne bunky sa vyznačujú spoločnými základnými funkciami, podobnosťou štruktúr a metabolickými procesmi. Vonkajšia plazmatická membrána všetkých fagocytov je aktívne fungujúcou štruktúrou. Vyznačuje sa výrazným skladaním a nesie mnoho špecifických receptorov a antigénnych markerov, ktoré sa neustále aktualizujú. Fagocyty sú vybavené vysoko vyvinutým lyzozomálnym aparátom, ktorý obsahuje bohatý arzenál enzýmov. Aktívna účasť lyzozómov na funkciách fagocytov je zabezpečená schopnosťou ich membrán splývať s membránami fagozómov alebo s vonkajšou membránou. V druhom prípade nastáva bunková degranulácia a súčasná sekrécia lyzozomálnych enzýmov do extracelulárneho priestoru.

Fagocyty majú tri funkcie:

1 - ochranný, spojený s čistením tela od infekčných agens, produktov rozpadu tkaniva atď.;

2 - prezentácia, spočívajúca v prezentácii antigénnych epitopov na membráne fagocytov;

3 - sekrečné, spojené so sekréciou lyzozomálnych enzýmov a iných biologicky aktívnych látok - monokínov, ktoré hrajú dôležitú úlohu v imunogenéze.

Obr. 1. Funkcie makrofágov.

V súlade s uvedenými funkciami sa rozlišujú nasledujúce sekvenčné štádiá fagocytózy.

1. Chemotaxia - cielený pohyb fagocytov v smere chemického gradientu chemoatraktantov v. životné prostredie. Schopnosť chemotaxie je spojená s prítomnosťou na membráne špecifických receptorov pre chemoatraktanty, ktorými môžu byť bakteriálne zložky, produkty degradácie telesných tkanív, aktivované frakcie komplementového systému – C5a, C3a, produkty lymfocytov – lymfokíny.

2. Adhézia (pripútanie) je tiež sprostredkovaná zodpovedajúcimi receptormi, ale môže prebiehať v súlade so zákonmi nešpecifickej fyzikálno-chemickej interakcie. Adhézia bezprostredne predchádza endocytóze (vychytávanie).

3. Endocytóza je hlavnou fyziologickou funkciou takzvaných profesionálnych fagocytov. Existuje fagocytóza - vo vzťahu k časticiam s priemerom najmenej 0,1 mikrónu a pinocytóza - vo vzťahu k menším časticiam a molekulám. Fagocytárne bunky sú schopné zachytiť inertné častice uhlia, karmínu, latexu, ktoré okolo nich obtekajú pseudopodiou bez účasti špecifických receptorov. Fagocytózu mnohých baktérií, kvasinkovitých húb rodu Candida a iných mikroorganizmov zároveň sprostredkúvajú špeciálne manózofukózové receptory fagocytov, ktoré rozpoznávajú sacharidové zložky povrchových štruktúr mikroorganizmov. Najúčinnejšia je receptorom sprostredkovaná fagocytóza pre Fc fragment imunoglobulínov a pre C3 frakciu komplementu. Táto fagocytóza sa nazýva imunitná, pretože sa vyskytuje za účasti špecifických protilátok a aktivovaného komplementového systému, ktoré opsonizujú mikroorganizmus. To robí bunku vysoko citlivou na pohltenie fagocytmi a vedie k následnej intracelulárnej smrti a degradácii. V dôsledku endocytózy sa vytvára fagocytárna vakuola - fagozóm. Je potrebné zdôrazniť, že endocytóza mikroorganizmov do značnej miery závisí od ich patogenity. Iba avirulentné alebo nízkovirulentné baktérie (nekapsulárne kmene pneumokokov, kmene streptokokov, bez kyselina hyalurónová a M-proteín) sú fagocytované priamo. Väčšina baktérií obdarených agresívnymi faktormi (stafylokoky - A-proteín, E. coli - exprimovaný kapsulárny antigén, salmonela - Vi-antigén atď.) je fagocytovaná až po opsonizácii komplementom a/alebo protilátkami.

Funkciou prezentácie alebo reprezentácie makrofágov je fixácia antigénnych epitopov mikroorganizmov na vonkajšej membráne. V tejto forme sú prezentované makrofágmi pre ich špecifické rozpoznávanie bunkami imunitného systému – T-lymfocytmi.

Sekrečná funkcia spočíva v sekrécii biologicky aktívnych látok – monokínov mononukleárnymi fagocytmi. Patria sem látky, ktoré majú regulačný účinok na proliferáciu, diferenciáciu a funkcie fagocytov, lymfocytov, fibroblastov a iných buniek. Osobitné miesto medzi nimi zaujíma interleukín-1 (IL-1), ktorý vylučujú makrofágy. Aktivuje mnohé funkcie T lymfocytov, vrátane produkcie lymfokínového interleukínu-2 (IL-2). IL-1 a IL-2 sú bunkové mediátory zapojené do regulácie imunogenézy a rôznych foriem imunitnej odpovede. IL-1 má zároveň vlastnosti endogénneho pyrogénu, pretože pôsobením na jadrá predného hypotalamu vyvoláva horúčku. Makrofágy produkujú a vylučujú také dôležité regulačné faktory ako prostaglandíny, leukotriény, cyklické nukleotidy so širokým spektrom biologickej aktivity.

Spolu s tým fagocyty syntetizujú a vylučujú množstvo produktov s prevažne efektorovou aktivitou: antibakteriálne, antivírusové a cytotoxické. Patria sem kyslíkové radikály (O 2, H 2 O 2), zložky komplementu, lyzozým a iné lyzozomálne enzýmy, interferón. Vďaka týmto faktorom môžu fagocyty zabíjať baktérie nielen vo fagolyzozómoch, ale aj mimo buniek, v bezprostrednom mikroprostredí. Tieto sekrečné produkty môžu tiež sprostredkovať cytotoxický účinok fagocytov na rôzne cieľové bunky pri bunkami sprostredkovaných imunitných reakciách, napríklad pri hypersenzitívnej reakcii oneskoreného typu (DTH), pri odmietnutí homotransplantátu a pri protinádorovej imunite.

Uvažované funkcie fagocytujúcich buniek zabezpečujú ich aktívnu účasť na udržiavaní homeostázy organizmu, v procesoch zápalu a regenerácie, v nešpecifickej protiinfekčnej obrane, ako aj v imunogenéze a reakciách špecifickej bunkovej imunity (SCT). Včasné zapojenie fagocytárnych buniek (najskôr granulocytov, potom makrofágov) v reakcii na akúkoľvek infekciu alebo akékoľvek poškodenie sa vysvetľuje skutočnosťou, že mikroorganizmy, ich zložky, produkty nekrózy tkaniva, proteíny krvného séra, látky vylučované inými bunkami sú chemoatraktanty pre fagocyty . V mieste zápalu sa aktivujú funkcie fagocytov. Makrofágy nahrádzajú mikrofágy. V prípadoch, keď zápalová reakcia za účasti fagocytov nestačí očistiť organizmus od patogénov, potom sekrečné produkty makrofágov zabezpečia zapojenie lymfocytov a vyvolanie špecifickej imunitnej odpovede.

Doplnkový systém. Systém komplementu je viaczložkový samozostavaný systém sérových proteínov, ktorý hrá dôležitú úlohu pri udržiavaní homeostázy. Je schopný sa aktivovať počas procesu samousporiadania, t.j. postupného pripájania jednotlivých proteínov, ktoré sa nazývajú zložky alebo frakcie komplementu, na výsledný komplex. Je známych deväť takýchto frakcií. Produkujú ich pečeňové bunky, mononukleárne fagocyty a sú obsiahnuté v krvnom sére v neaktívnom stave. Proces aktivácie komplementu môže byť spustený (iniciovaný) dvoma rôznymi spôsobmi, ktoré sa nazývajú klasický a alternatívny.

Keď sa komplement aktivuje klasickým spôsobom, iniciačným faktorom je komplex antigén-protilátka (imunitný komplex). Navyše protilátky len dvoch tried IgG a IgM v zložení imunitných komplexov môžu iniciovať aktiváciu komplementu v dôsledku prítomnosti miest, ktoré viažu C1 frakciu komplementu v štruktúre ich Fc fragmentov. Keď sa C1 spojí s komplexom antigén-protilátka, vzniká enzým (C1-esteráza), pôsobením ktorého vzniká enzymaticky aktívny komplex (C4b, C2a), nazývaný C3-konvertáza. Tento enzým rozkladá S3 na S3 a S3b. Keď subfrakcia C3b interaguje s C4 a C2, vytvorí sa peptidáza, ktorá pôsobí na C5. Ak je iniciačný imunitný komplex spojený s bunkovou membránou, potom samozostavaný komplex C1, C4, C2, C3 zabezpečuje fixáciu aktivovanej frakcie C5 a potom C6 a C7 na nej. Posledné tri zložky spoločne prispievajú k fixácii C8 a C9. V tomto prípade dve sady frakcií komplementu - C5a, C6, C7, C8 a C9 - tvoria komplex atakujúci membránu, po ktorom sa pripojí k bunkovej membráne, bunka je lyzovaná v dôsledku ireverzibilného poškodenia štruktúry jej membrány. V prípade, že dôjde k aktivácii komplementu pozdĺž klasickej dráhy za účasti imunitného komplexu erytrocyt-antierytrocyt Ig, dochádza k hemolýze erytrocytov; ak imunitný komplex pozostáva z baktérie a antibakteriálneho Ig, dochádza k lýze baktérií (bakteriolýza).

Pri aktivácii komplementu klasickým spôsobom sú teda kľúčové zložky C1 a C3, ktorých štiepny produkt C3b aktivuje koncové zložky komplexu atakujúceho membránu (C5 - C9).

Existuje možnosť aktivácie S3 s tvorbou S3b za účasti S3 konvertázy alternatívnej dráhy, t.j. obídenie prvých troch zložiek: C1, C4 a C2. Zvláštnosťou alternatívnej cesty aktivácie komplementu je, že k iniciácii môže dôjsť bez účasti komplexu antigén-protilátka v dôsledku polysacharidov bakteriálneho pôvodu - lipopolysacharid (LPS) bunkovej steny gramnegatívnych baktérií, povrchové štruktúry vírusov, imunita komplexy vrátane IgA a IgE.