Механизмы эмиграции

I стадия. Эмиграция начинается с краевого стояния (маргинации) лейкоцитов и их адгезии к сосудистому эндотелию (рис. 2). Этому способствует экспрессия молекул клеточной адгезии - селектинов на поверхности эндотелиоцитов, соответствующих определенным рецепторам лейкоцитов. Экспрессия индуцируется медиаторами воспаления – ИЛ-1, ФНО- альфа, ЛТ В4, С 5а фрагментом системы комплемента, гистамином, а также ЛПС. В результате эндотелиоциты приобретают способность «отбирать» лейкоциты, рецепторы которых соответствуют эндотелиальным селектинам. Такими лейкоцитами являются, преимущественно, нейтрофильные гранулоциты. Однако, вследствие непрочного взаимодействия последние покидают места контакта с эндотелием и перекатываются (скользят) вдоль стенки сосуда (роллинг).

II стадия. Необратимая адгезия лейкоцитов осуществляется при действии другой группы молекул клеточной адгезии – интегринов, например, СД 18, и их лигандов на эндотелии (ICAM-1,2,3; VCAM-1).

Прочная адгезия к эндотелию – необходимое условия для трансэндотелиальной миграции (диапедеза) лейкоцитов. В эмиграции лейкоцитов наблюдается определенная очередность: сначала мигрируют нейтрофильные гранулоциты через щели между эндотелиоцитами (интерэндотелиальный механизм миграции). За ними мигрируют моноциты и, наконец, лимфоциты. Мононуклеары мигрируют с помощью трансэндотелиального механизма, т.е. непосредственно через эндотелиальные клетки. Преодоление следующего барьера – базальной мембраны сосудистой стенки, осуществляется под действием лизосомных гидролаз лейкоцитов (протеиназ, эластазы, коллагеназы, гиалуронидазы), которые путем гидролиза соответствующих субстратов изменяют коллоидное состояние базальной мембраны (переход геля в золь) и таким путем облегчают выход лейкоцитов в ткань.

III стадия. Хемотаксис (греч. taxis – порядок), или направленное движение лейкоцитов к центру очага повреждения, осуществляется по градиенту хемоаттрактантов (лат. attraction – притяжение), максимальная концентрация которых возникает в участке наибольшего повреждения ткани (в эпицентре очага воспаления) (табл. 5).

Начальный этап (1-я стадия) эмиграции лейкоцитов длится 30-60 минут, второй этап (2-я стадия) – несколько минут, третий этап (3-я стадия) - несколько суток. Обычно через 2-3 суток вышедшие в ткань нейтрофильные гранулоциты, выполнившие свои функции, погибают и элиминируются из очага воспаления. Продолжительность жизни трансформировавшихся в макрофаги моноцитов в тканях значительно большая.

Таблица 5

Наряду с хемоаттрактантами в регуляции направленного движения лейкоцитов к очагу воспаления участвуют и вещества, ингибирующие хемотаксис. К ним относятся: трипсин, хемотрипсин, ацетилхолинэстераза; кортикостероиды – гидрокортизон, преднизолон.

Поступившие с экссудатом в очаг воспаления лейкоциты, выполняют различные функции. Согласно И.И.Мечникову, центральным событием воспаления является фагоцитоз.

Фагоцитоз – эволюционно выработанная клеточная защитная реакция, проявляющаяся в узнавании, активном захвате (поглощении) и переваривании микроорганизмов, разрушенных клеток и инородных частиц специализированными клетками – «профессиональными» фагоцитами.

К последним относят гранулоциты, преимущественно нейтрофильные, и клетки системы мононуклеарных фагоцитов – моноциты и тканевые макрофаги.

Фагоцитам присущи три функции: 1 – защитная; 2 - представляющая (презентация антигена на мембране фагоцита); 3 – секреторная (секреция лизосомных ферментов и других БАВ).

Различают следующие стадии фагоцитоза (рис. 5):

1 – хемотаксис (приближение к объекту фагоцитоза);

2 – прилипание (аттракция, адгезия);

3– захват объекта фагоцитоза (преимущественно рецепторный эндоцитоз);

4 – внутриклеточное умерщвление и переваривание объекта.

1. Хемотаксис - направленное движение клеток, привлечённых хемоаттрактантами, выделяемыми микроорганизмами или поврежденными клетками и тканями.

Хемотаксис складывается из трех компонентов:

1) выбор вектора движения,

2) его стабилизация,

3) собственно движение.

Повреждение одного из этих компонентов нарушает нормальное течение процесса.

Выбор и стабилизация вектора движения – результат перераспределения внутриклеточных органелл, направленного на ориентацию нейтрофилов в хемотаксическом градиенте. Рецепция хемоаттрактантов плазматической мембраной фагоцита индуцирует сложную, многоэтапную реакцию, которая фиксирует пространственную ориентацию и активирует двигательный аппарат нейтрофила. Механизм хемотаксиса заключается в том, что вещества, вызывающие этот процесс, являются раздражителями цитоплазмы лейкоцитов и их органоидов – микрофиламентов и микротрубочек. Это раздражение вызывает деполяризацию поверхностной мембраны клетки и понижение поверхностного натяжения на границе клетка- среда. Образуется псевдоподия, в которую переливается часть цитоплазмы. Сокращение микрофиламентов подтягивает часть клетки вперед в направлении большей концентрации вещества, вызвавшего хемотаксис. В присутствие колхицина, который дезагрегирует микротрубочки, нейтрофил не поляризует свои органеллы, лишаясь способности к направленному движению. Случайная миграция и хемокинетическая функция (ненаправленное, т.е. хаотичное движение) не страдают.

Движение лейкоцитов в воспаленной ткани продолжается много часов и суток. Причиной гибели лейкоцитов является вредное воздействие на них состава и свойств измененной воспалением ткани: увеличенного осмотического давления, местного ацидоза (снижение рН до 6 – 5 против 7,4 в норме), увеличенного содержания ионов калия, действия бактериальных токсинов и др.

Определенная регулирующая роль в отношении хемотаксиса принадлежит циклическим нуклеотидам: цАМФ подавляет, а цГМФ – стимулирует хемотаксис. При нарушении хемотаксиса фагоцитоз подавлен, что способствует развитию и неблагоприятному течению инфекционных заболеваний.

2. Адгезия – вторая стадия фагоцитоза. Адгезия – прилипание фагоцитов к объекту фагоцитоза. Адгезия осуществляется в первую очередь благодаря электростатическому взаимодействию между микробными телами и фагоцитам, что, как правило, происходит при учистии системы комплемента и специфических антител. В процессе узнавания фагоцитами микробов, веществ и частиц большую роль играют особые компоненты сыворотки крови – опсонины, облегчающие фагоцитоз. К ним относятся антитела Ig G1, IgG3, IgM, агрегированные IgA1 и IgA2, термолабильные компоненты комплемента, в основном C3b, а также альфа-1 и бета - глобулины, сывороточные альфа-2 гликопротеид, С - реактивный белок и другие.

Антитела IgC и IgM специфически связываются с антигеном, а их Fс – компонент - с Fс-рецептором фагоцитов. Фагоциты могут соединяться с объектом фагоцитоза и неспецифически – через гидрофобные связи Ван- дер- Вальса. Если частица опсонизирована иммуноглобулином и комплементом, связывание с фагоцитом осуществляется кооперативно через специфические к ним рецепторы, что значительно активирует ее поглощение.

В момент прилипания фагоцита к микроорганизмам в нем наблюдается так называемый метаболический, или респираторный взрыв. Он проявляется выраженным (в 2 – 5 раз) потреблением кислорода, активацией окисления глюкозы в пентозо-фосфатном цикле, что ведет к синтезу НАДФ-Н₂. Последний расходуется для восстановления молекулярного кислорода с образованием активных форм кислорода – супероксид-анион радикала синглетного кислорода, гидроксильного радикала и перекиси водорода, являющихся сильнейшими бактерицидными факторами.

3. Поглощение чужеродного агента (эндоцитоз).

Взаимодействие частицы с плазматической мембраной фагоцита посредством образующихся комплексов опсонин- рецептор запускает механизм рецепторного эндоцитоза, основная роль в котором принадлежит работе сократительных белков, способствующих образованию псевдоподий.

Данный этап идет с потреблением энергии и завершается образованием фагосомы. У нейтрофилов потребляется энергия, запасенная в виде АТФ, образованной в результате гликолиза. Этот этап также сопровождается метаболическим взрывом и накоплением образуются активные формы кислорода, токсичные для микробов: супероксидный анион, перекись водорода, гидроксильный радикал. Фагоциты имеют систему антиокислительной защиты от разрушения активными формами кислорода, представленную СОД, каталазой, глутатионпероксидазой, восстановленным глутатионом.