Июл
2020
Нейтрофилы — это относительно небольшие клетки крови диаметром 9-12 мкм. Несмотря на малые размеры, они являются профессиональными охотниками за микробами и первой линией защиты организма.Нейтрофилы бедны митохондриями. Это свидетельствует о том, что окислительное фосфорилирование не является основным источником получаемой клеткой энергии. Вместе с тем в цитоплазме зрелых интактных нейтрофилов присутствуют запасы гликогена, которые позволяют клетке совершать достаточно большой объем работы за счет анаэробного гликолиза. Потребляемый кислород используется преимущественно при реализации бактерицидных эффектов.Жизненный цикл нейтрофила составляет приблизительно две недели. Причем, почти все это время он проводит в костном мозге. В его развитии выделяют две фазы:
митотическую,
постмитотическую.
Митотическая фаза
В митотическую фазу (ее продолжительность примерно 7,5 дня) клетка проходит несколько циклов деления. Сначала образуется миелобласт посредством дифференцировки стволовой клетки. Уже на следующей стадии (промиелоцит) формируются азурофильные гранулы, содержащие ферменты (миелопероксидазу, дефензины, эластазу). Эти гранулы еще называются «первичными», так как они образуются первыми. Позднее, на стадии миелоцита, появляются специфические гранулы, несущие лактоферрин и лизоцим. Они получили название вторичных. Разделение гранул на первичные и вторичные пришло из гистологии и с функциональных позиций довольно условно.
Постмитотическая фаза
В постмитотическую фазу (ее продолжительность около 6,5 дня) нейтрофил прекращает делиться.
Движение нейтрофила
Нейтрофил, катящийся по эндотелиальной выстилке сосуда (роллинг), прекращает свое движение и прилипает к клеткам эндотелия (адгезия). Затем он образует псевдоподию, которой расслаивает межклеточные контакты соседствующих эндотелиоцитов и, продолжая двигаться в тканевое пространство, «продавливает» ядро и цитоплазму в образовавшееся отверстие (диапедез)
Основная функция нейтрофила — защита организма от локальных бактериальных инфекций. Для ее реализации ему необходимо проникнуть из кровяного русла в ткань. Процесс тканевой мобилизации является комплексным, в нем участвуют как лейкоциты крови, так и клетки сосудистого эндотелия. Он включает несколько последовательных этапов:
роллинг,
адгезию,
диапедез.
Важно подчеркнуть, что контакт между нейтрофилами пристеночного пула и эндотелиоцитами осуществляется постоянно (в том числе и при отсутствии инфекционного процесса).
Роллинг
Маргинально расположенные нейтрофилы в норме находятся в состоянии качения — роллинга — в направлении движения крови. Образно говоря, они катятся, «как мячи по тротуарной плитке». Физиологический роллинг обусловлен присутствием на нейтрофилах маргинального пула лектиновых (способных связываться с углеводными структурами) адгезивных молекул, относящихся к группе селектинов. Это одноцепочечные трансмембранные протеины, имеющие в своем составе ряд внешних доменов и один внутренний (цитоплазматический) домен.
Селектины лейкоцитов называют L-селектинами. Они взаимодействуют с сиаломуцином (CD34), расположенным на поверхности эндотелиальных клеток. Возникающие контакты не только поддерживают роллинг, но и являются достаточными для противодействия движению крови (скорость кровотока выше линейной скорости катящегося нейтрофила).
Адгезия и диапедез
При развитии местной воспалительной реакции под влиянием локально образующихся провоспалительных агентов (TNF-α, IL-β, С5а-компонента комплемента, бактериального липополисахарида (LPS)) в прилегающих к очагу сосудах происходит активация эндотелиоцитов и нейтрофилов. Эндотелиальные клетки начинают экспрессировать на своих мембранах сначала Р-селектин, а затем Е-селектин и секретировать хемокин IL-8. В свою очередь IL-8, воздействуя на нейтрофилы маргинального пула, вызывает исчезновение с их поверхности L-селектина и индуцирует появление на мембранах лейкоцитов β2-интегрины — адгезивные молекулы. В отличие от селектинов, они представлены двумя полипептидными цепями:
общей для семейства β2-цепью,
индивидуальной α-цепью.
К настоящему времени известно 4 представителя β2-интегринов. Это:
LFA-1 (leukocyte function-associated molecule — молекула, ассоциированная с функцией лейкоцитов (CD11a/CD18),
клеточные рецепторы к iC3b-фрагменту комплемента:
CR3 (CD11b/CD18),
CR4 (CD11c/CD18),
лейкоинтегрин aDβ2 (CD11d/CD18)).
События, приводящие к вызванной воспалением мобилизации нейтрофилов, обычно разделяют на две фазы:
селектинзависимую,
интегринзависимую.
Первая селектинзависимая фаза (или фаза усиления роллинга) обусловлена экспрессией на эндотелиоцитах P- и E-селектинов. P-селектин имеет на поверхности нейтрофила свой лиганд — PSGL-1 (P-selectin glycoprotein specific ligand — специфический гликопротеиновый лиганд для P-селектина (CD162)). Кроме того, и P-селектин, и E-селектин активно взаимодействуют с мембранными углеводами нейтрофила, содержащими Lewis a и Lewis b. P-селектин связывается преимущественно с gp150-Lewis X (CD15), а E-селектин — с sialo-Lewis X.Известно, что в приведенных выше рецепторных взаимодействиях важную роль играет не только лектиновый домен селектинов, но и их EGF-подобный домен.
Следует отметить, что усиление роллинга проявляется не повышением скорости движения нейтрофила (она, наоборот, замедляется), а увеличением численности полиморфноядерных лейкоцитов пристеночного пула. Принципиально важным является то, что в реализации первой фазы воспалительной мобилизации нейтрофилов основная роль принадлежит эндотелиальным клеткам.
Секреция эндотелиоцитами IL-8 вызывает развитие следующей интегринзависимой фазы воспалительной мобилизации нейтрофилов. Как уже отмечалось, этот хемокин не только приводит к исчезновению L-селектина с поверхности потенциальных фагоцитов, но и стимулирует экспрессию на их мембране b2-интегринов (готовые молекулы LFA-1 и CR3 присутствуют в специфических гранулах). Аналогичными эффектами в отношении нейтрофилов обладает фактор активации тромбоцитов (PAF — platelet activating factor), продуцируемый эндотелиоцитами и тучными клетками в очаге нейтрофильного воспаления.
Появление лейкоинтегринов сопровождается значительным усилением адгезивных контактов между нейтрофилами и эндотелиальными клетками. Так, LFA-1 обладает высоким сродством к молекулам межклеточной адгезии ICAM (intercellular adhesion molecules), относящимся к суперсемейству иммуноглобулинов. ICAM-2 (CD102) постоянно присутствует на поверхности эндотелиоцитов. Развитие нейтрофильного воспаления индуцирует экспрессию на мембране эндотелиальной клетки еще одной молекулы адгезии — ICAM-1 (CD54), которая способна взаимодействовать как с LFA-1, так и с CR3.Таким образом, во вторую интегринзависимую фазу воспалительной мобилизации нейтрофилов происходит прекращение процесса роллинга (отсутствие L-селектина). Лейкоциты останавливаются и при посредстве β2-интегринов прилипают к активированным провоспалительными медиаторами эндотелиальным клеткам. Процесс адгезии является обратимым. Он связан с активностью внутриклеточных киназ, контролирующих степень фосфорилирования цитоплазматических доменов β2-интегринов. И хотя это явление затрагивает обе цепи интегриновой молекулы, стабильность адгезии в основном зависит от уровня фосфорилирования β-цепи.
Для проникновения сквозь сосудистую стенку лейкоцит использует соприкасающиеся между собой поверхности эндотелиоцитов. После вступления нейтрофила в плотный контакт с сосудистым эндотелием он с помощью LFA-1 распознает присутствующие на границе соседствующих эндотелиоцитов структуры JAM-1 (junction adhesion molecule — адгезивная молекула межклеточных соединений) и формирует в этом месте псевдоподию. Прилипание эндотелиальных клеток друг к другу обусловлено присутствием на их боковых поверхностях адгезивных молекул CD31. Эти молекулы, находясь на противоположных клеточных поверхностях, способны взаимодействовать между собой, образуя соединение по типу «замка-молнии». Внедрение лейкоцитарной псевдоподии между эндотелиоцитами также происходит после экспрессии на ее конце CD31-структур. Нейтрофил вскрывает эндотелиальную «застежку», используя те же самые молекулы CD31.
