en
Иммунная система делает возможной жизнь анатомически сложных живых существ на планете. Все животные представляют собой открытые системы, поскольку для развития наших метаболических функций нам требуется энергия в виде органических веществ, кислорода в воздухе и бесконечного количества питательных веществ.
По всем этим причинам пищеварительная и дыхательная системы подвергаются воздействию внешней среды, так как непосредственно сообщаются с окружающей средой через ноздри и рот соответственно.
Эти пути проникновения газов и веществ являются свободным путем для тысяч вирусов, бактерий, простейших и гельминтов, которые закрепляются на слизистых оболочках трактов и иногда проходят через систему кровообращения и проникают внутрь клеток. Чтобы избежать верной гибели хозяина перед лицом патогенной инвазии, иммунная система действует с помощью различных биологических барьеров.
От кожи до лимфоцитов существует ряд механизмов, которые тем или иным образом предотвращают размножение микроорганизмов в нашем организме. Первичные барьеры (кожа, слизистые оболочки, слюна, пот и кашель) препятствуют проникновению болезнетворных микроорганизмов, но когда по какой-либо причине они не справляются, подключается ряд клеточных тел, принадлежащих к врожденной иммунной системе. Работая в комплексе, они дают быстрый ответ “недругам”. Макрофаги являются одними из самых важных клеточных тел в этом процессе.
Макрофаги представляют собой клетки мононуклеарной фагоцитарной системы (МФС), которые возникают в костном мозге в виде монобластов, а затем дифференцируются в промоноциты и моноциты. Они относятся к миелоцитарному ряду. Они мигрируют из костного мозга и располагаются внутри и вне лимфатических органов, продолжительность их жизни и фенотип зависят от происхождения и микроокружения, некоторые из них могут дифференцироваться в дендритные клетки.
Эти удивительные клетки составляют вторую клеточную популяцию иммунной системы и являются важной частью врожденного иммунитета. Они способны секретировать более 100 биологически активных продуктов и имеют более 100 рецепторов клеточной поверхности.
Происходя из моноцитов, макрофаги покидают кровоток, чтобы прижиться и дифференцироваться в различных тканях. Эти клеточные тела находятся практически во всех частях тела, и их основная функция заключается в поглощении и переваривании любого биологического агента, который интерпретируется как опасный или чужеродный для организма.
Кроме того, следует отметить, что существует несколько видов в зависимости от места их расположения:
Альвеолярный макрофаг. Как следует из названия, он расположен в легочных альвеолах. Вместе эти клеточные тела отвечают за защиту нижних дыхательных путей.
Клетки Купфера. Отвечают за иммунный ответ и модуляцию тканей в печени.
Микроглия. Расположена в центральной нервной системе. Устраняет старые или мертвые нейроны и осуществляет контроль над иммунитетом в нервной системе.
Макрофаги селезенки. Они отвечают за удаление старых или дисфункциональных эритроцитов. Это крайне важно, так как способствует обновлению крови.
Макрофаги уничтожают не только болезнетворные микроорганизмы, но и бесполезные или слишком старые клетки самого организма. Далее мы рассмотрим некоторые общие функции макрофагов и их наиболее яркие особенности.
1. Фагоцитоз.
Как следует из названия “макрофаги” (макро - большой и фаг - есть, что дословно означает “большой пожиратель”), основная функция макрофагов заключается в фагоцитозе всех инородных тел, попадающих в организм, таких как бактерии и метаболические отходы.
Нейтрофилы (наиболее распространенные лейкоциты в системе кровообращения, составляющие 70% от общего количества) первыми достигают источника инфекции, но срок их полезного действия очень короток, от нескольких часов до пары дней максимум. Присутствие нейтрофилов в качестве первого внутреннего защитного барьера стимулирует макрофаги, которые направляются к месту действия и начинают с фагоцитирования самих погибших нейтрофилов.
Как только они столкнулись с возбудителем, макрофаг окружает его фагосомой или эндоцитарным пузырьком, вакуолью, образующейся вокруг частицы, ассимилированной в результате фагоцитоза, которая затем сливается с лизосомой, интернализованной в фагоцитарную клетку, давая начало «фаголизосоме». Наконец, различные ферменты и ядовитые перекиси воздействуют на микроорганизм, заключенный в фаголизосому, и разрушают его.
2. Активация иммунной системы.
Макрофаг уничтожает угрозу, находящуюся в конкретной ткани, но на этом его функции не заканчиваются. Метаболические остатки продукта переваривания микроорганизма экспонируются в определенных участках клеточной мембраны фагоцита, что позволяет идентифицировать угрозу Т-хелперными лимфоцитами.
Распознавание и размножение лимфоцитов способствует циркуляции иммуноглобулинов (или антител). Эти антитела распознают антигены на поверхности живых микроорганизмов и прилипают к ним, выступая в качестве явных маркеров угрозы. Таким образом, остальные макрофаги знают, кого точно атаковать, и тела других клеток начинают работать, чтобы остановить инфекционное событие.
Предполагается, что иммунная система делится на два звена: «врожденную» и «приобретенную». Макрофаги являются частью врожденных механизмов, но, как видите, без них не могла бы существовать приобретенная иммунная система.
Таким образом, врожденная иммунная система (особенно макрофаги и нейтрофилы) активирует приобретенную иммунную систему в ответ на инфекцию.
Приобретенная иммунная система использует для своего действия механизмы врожденного иммунитета. Это означает, что после выработки антител и стимуляции лимфоцитов макрофаги продолжают атаковать угрозу.
3. Восстановление тканей.
Помимо поглощения чужеродных соединений, макрофаги также играют важную роль в заживлении ран и регенерации тканей.
Когда происходит травма, тромбоциты являются одними из первых циркулирующих структур, которые достигают открытой области, поскольку их функция состоит в том, чтобы как можно быстрее вызвать коагуляцию для поддержания внутреннего гомеостаза.
Привлекаемые факторами роста тромбоцитов. моноциты перемещаются по кровотоку к ране, чему способствуют стенки сосудов и тонкие капилляры.
Они быстро превращаются в макрофаги, функция которых состоит в том, чтобы сдерживать любые бактерии или патогены, пытающиеся проникнуть в среду через кровоточащее отверстие. Они также отвечают за избавление от мертвых тканей (путем высвобождения протеаз), что «освобождает место» для быстрой и эффективной регенерации тканей.
Поскольку рак является сегодня одной из самых серьезных проблем здравоохранения во всем мире, упомянем также о роли этих иммунных клеток в развитии злокачественных новообразований.
К сожалению, данные в этой области неоднозначны и гораздо менее позитивны, чем можно было бы ожидать. Согласно исследованиям, таким как «Разнообразие макрофагов усиливает прогрессирование опухоли и метастазирование», опубликованным в журнале Cell, макрофаги могут способствовать и ускорять рост и метастазирование раковых клеток, вопреки тому, что можно было бы ожидать. Воспалительные явления, которые они вызывают на начальных стадиях, способствуют мутации клеток в злокачественные штаммы, но кроме того, они также стимулируют миграцию и пролиферацию раковых клеток, подавляя противоопухолевые механизмы.
Большое количество макрофагов в опухоли коррелирует с худшим прогнозом при многих типах рака, таких как рак молочной железы, шейки матки, головного мозга или простаты. Хотя все механизмы, которые способствуют этому очень проблемному симбиозу, еще не поняты, подобные наблюдения заставляет задуматься о том, что иногда человеческое тело убивает себя без помощи экзогенных факторов.
Макрофаги являются важными клетками как для врожденного, так и для приобретенного иммунного ответа, а также для восстановления тканей и поддержания гемостаза.
Кроме того, их изучение и характеристика могут помочь нам лучше понять, почему возникают злокачественные опухоли, поскольку, по-видимому, существует четкая связь между макрофагами и раковыми клетками.
Будущее терапии рака является многообещающим, поскольку в настоящее время предполагается использовать эти макрофаги в качестве настоящих «троянских коней». Из-за их связи с опухолевыми клетками они могут служить депо для противоопухолевых препаратов, даже в качестве объекта исследования для разработки таргетной противоопухолевой терапии.
