8.3.3.5. Nk-клетки

Проис- хождение

а) Как уже отмечалось, кроме В- и Т-клеток, имеется ещё один класс лимфоцитов – естественные (natural) киллеры, или большие гранулированные лимфоциты.

б) Они, как и В-клетки, образуются в красном костном мозгу.

Рецеп- торы

а) На поверхности NK-клеток нет Ig-подобных рецепторов.

б) Тем не менее с помощью рецепторов другой природы NK-клетки

настроены на узнавание определённых белков на поверхности нормальных клеток.

Основная роль

а) Активация NK-клеток происходит тогда, когда "подконтрольные" им белки изменены.

б) Наиболее часто такая ситуация возникает в случае

опухолевых клеток и клеток, заражённых вирусом.

в) Поэтому считают, что

NK-клетки – важнейший элемент противоопухолевого иммунитета,

и в этом отношении их значение даже больше, чем у Т-лимфоцитов.

Другие объекты атаки

а) Кроме того, NK-клетки имеют рецепторы к F_C-области IgG.

б) Благодаря им, NK-клетки (подобно нейтрофилам и макрофагам) атакуют и те клетки, с поверхностью которых связались антитела.

Гранулы

а) В гранулах NK-клеток содержатся

белок перфорин и протеолитические ферменты гранзимы.

б) С их помощью и осуществляется разрушение клетки-мишени.

Образо- вание пор

Во время контакта с клеткой-мишенью клетки-киллеры (если к этому времени они уже активированы) выделяют белок перфорин, который образует

гидрофильные каналы (поры) в мембране клетки-мишени.

Следствия

Через эти каналы в клетку,

во-первых, проникают специальные протеазы – т.н. гранзимы, которые разрушают внутриклеточные белки и тем самым инициируют в клетке-мишени апоптоз (путём активации каспаз),

а во-вторых, устремляются низкомолекулярные соединения и вода, способствующие развитию осмотического шока.

Сигнал к апоптозу

а) Параллельно действует ещё один механизм:

на многих клетках-мишенях имеется поверхностный белок Fas, а на Т-киллерах – его контрагент: Fas-лиганд.

б) Их взаимодействие тоже запускает в клетках-мишенях механизм апоптоза.

в) В результате процесс гибели клетки представляет собой смесь апоптоза и некроза.

Иммуно- компетент- ность

а) Таким образом, почти все лимфоциты (кроме NK-клеток) способны

различать антигены или антигенные детерминанты.

б) В связи с этим их часто называют иммунокомпетентными клетками.

Способ- ность к делениям

К тому же лимфоциты – единственный вид форменных элементов крови (не считая стволовых клеток, иногда попадающих в кровь), который

сохраняет способность к митотическим делениям:

последние инициируются при антигенной стимуляции.

8.3.3.8. Моноциты

I. Морфология

6. Препарат - мазок крови: моноциты в мазке. Окраска по Романовскому.

Введе- ние

Моноциты (1) отчасти напоминают лимфоциты, но имеют ряд явных отличий.

Полный размер

1. Размер

а) Они значительно крупнее: в мазке, распластываясь по стеклу, достигают в диаметре 18-20 мкм,

т.е.

по крайней мере вдвое больше окружающих эритроцитовтогда как лимфоциты лишь немного крупнее эритроцитов).

2. Ядро

Ядро

у моноцита – бобовидное или подковообразное и относительно светлое;

у лимфоцита же – округлое и гиперхромное.

3. Цито- плазма

а) Цитоплазма у моноцита

имеет вид светлого широкого ободка, составляя заметную часть клетки,и возле ядра может содержать несколько гранул.

б) У лимфоцита ободок цитоплазмы  -

значительно yже и лишён гранул.

II. Функция моноцитов

а)Единственная и в то же время очень разнообразная функция моноцитов состоит в том, что 

в тканях они превращаются в макрофаги.

б) Разнообразие обусловлено тем, что, кроме

1) типичных макрофагов,

известно довольно много их специализированных разновидностей, существующих в определённых тканях. Сюда относятся:

2) остеокласты – в костной ткани,

3) микроглиоциты – в нервной ткани,

4) клетки-“кормилки” – в красном костном мозгу,

5) интердигитирующие и дендритные клетки – в лимфоидных образованиях,

6) клетки Купфера, или звёздчатые макрофаги – в печени,

7) клетки Лангерганса (представители дендритных клеток) – в эпителии кожи и дыхательных путей,

8) некоторые мезангиальные клетки – в почках,

9) децидуальные клетки – в материнской части плаценты.

в) Общее у этих клеток то, что все они

происходят из моноцитов крови иобладают фагоцитарной активностью.

Поэтому их объединяют в единую макрофагальную систему.

8.3.3.9. Типичные макрофаги

I. Образование

Превращение моноцитов в типичные макрофаги состоит в том, что

увеличивается размер клеток,

в них накапливаются лизосомы и компоненты белоксинтезирующей системы,

а на поверхности появляются

- новые рецепторные белки (в частности, рецепторы к иммуноглобулинам) и

- специфические белки, в комплексе с которыми происходит представление Т-клеткам антигенных детерминант.

II. Функции типичных макрофагов

Благодаря указанным преобразованиям, типичные макрофаги приобретают способность выполнять целый ряд функций:

фагоцитоз, представление антигенов Т-лимфоцитам, секрецию биологически активных веществ.

Рассмотрим эти функции подробней.

II,A. Фагоцитоз

Опосре- дованный фаго- цитоз

а) Подобно нейтрофилам и базофилам, макрофаги имеют на поверхности

рецепторы к F_C-области IgG (иммуноглобулинов класса G).

б) И если Ig связаны с бактериальными клетками, последние фагоцитируются и перевариваются макрофагами.

в) Это обозначается как опосредованный (иммуноглобулинами) фагоцитоз.

Неопосре- дованный фаго- цитоз

Кроме того, как считают, возможен и неопосредованный фагоцитоз –

например, “обломков” разрушающихся клеток.

В любом случае фагоцитоз у макрофагов, как и у нейтрофилов, сопровождается

респираторным взрывом.

II,Б. Представление лимфоцитам антигенов

Перера- ботка антигена

Переварив в фаголизосомах чужеродные частицы, макрофаги

выделяют их антигенные детерминанты (в комплексе с белками) на свою поверхность.

Активация Т-клеток - стимуляция иммунной реакции

а) Здесь эти детерминанты опознаются теми Т-лимфоцитами, которые имеют рецепторы к данным детерминантам.

б) Такое взаимодействие запускает (или значительно усиливает) соответствующую иммунную реакцию.

Неспеци- фичность макрофагов

В то же время сами макрофаги иммунокомпетентными клетками не являются: они

не подразделяются на антигенспецифичные клоны и не распознают антигены.

На любой антиген может ответить вышеописанными реакциями любой типичный макрофаг.

II,В. Секреция макрофагами биологически активных веществ

В ходе иммунной и (или) воспалительной реакции активированные макрофаги могут выделять в окружающее межклеточное пространство несколько десятков факторов, в том числе

активаторы Т- и В-лимфоцитов – интерлейкины,  

 другие факторы роста,

 защитные факторы, атакующие

вирусы (интерферон), бактерии (лизоцим), эукариотические клетки (цитолитические факторы),

ферменты (эластазу, коллагеназу, гиалуронидазу), , разрушающие межклеточное вещество,

противоопухолевые факторы и т.д.

Благодаря всем этим функциям, типичные макрофаги,

не являясь иммунокомпетентными, служат тем не менее активными участниками иммунных и воспалительных реакций.

Позже (в теме 21) иммунные реакции будут рассмотрены более подробно, что расширит вышеизложенные представления об участии в этих реакциях лимфоцитов и макрофагов.

8.3.3.10. Макрофагальная система организма

I. Функции специализированных макрофагов

Функции прочих разновидностей макрофагов (перечисленных в п. 8.3.3.8.II)

сходны с таковыми для типичных макрофагов, но, как правило, являются более специализированными:

основной функцией является обычно

либо только фагоцитоз (без представления антигенных детерминант на поверхности),

либо именно представление антигенов лимфоцитам (тогда исключается "чистый" фагоцитоз, т.е. фагоцитоз, не приводящий к представлению антигенов)

II. Свободные и оседлые макрофаги

Все разновидности макрофагов могут быть поделены на 2 группы:

       свободные и оседлые макрофаги.

Свобод- ные макрофаги

а) Свободные макрофаги способны

перемещаться из ткани в кровеносное русло и выселяться из него где-то в другом месте.

б) Таковы, в частности, типичные макрофаги, обнаруживаемые в соединительной ткани, альвеолах лёгких и очагах воспаления.

Оседлые макрофаги

а) Оседлые макрофаги, напротив, всегда пребывают в одном и том же месте.

б) Сюда относятся

многие из специализированных и, видимо, некоторые из типичных макрофагов.

Более детально тканеспецифичные макрофаги будут рассматриваться в соответствующих темах.

III. Патологические формы макрофагов

Причина появле- ния

В ряде случаев макрофаги перегружаются фагоцитированным материалом, не будучи способными его переварить.

Примеры

В частности, альвеолярные макрофаги превращаются

в т.н. “пылевые” клетки, если перегружаются частицами пыли,

и в “клетки сердечных пороков”, если перегружаются железом вследствие интенсивного фагоцитоза эритроцитов, которые попадают в просвет альвеол при некоторых пороках сердца.

Завершая рассмотрение лейкоцитов, ещё раз подчеркнём два обстоятельства.

Обобщение функций

Как видно, лейкоциты в целом (гранулоциты плюс агранулоциты) - это клеточный инструмент

воспалительной и иммунной реакций организма.

Локализа- ция

а) Выполняют же свои функции лейкоциты, в основном, вне кровотока.

б) Поэтому циркуляция в крови - лишь один (и не самый продолжительный) этап их жизнедеятельности.

8.4. Тромбоциты

8.4.1. Структура

8.4.1.1. Светооптический уровень

7. Препарат - мазок крови: тромбоциты в мазке. Окраска по Романовскому.

1. Тромбоциты (1) - это

безъядерные фрагменты цитоплазмы,

отделившиеся в красном костном мозгу от мегакариоцитов (гигантских клеток) и

циркулирующие в крови.

Полный размер

2. По размеру (2-3 мкм) тромбоциты

в несколько раз меньше эритроцитов.

3. В тромбоците различают две области:

центральную – грануломер (хромомер), с выраженной базофильной (азурофильной) зернистостью,

и периферическую – гиаломер, который на светооптическом уровне представляется гомогенным.

8.4.1.2. Электрономикроскопический уровень

I. Грануломер

Тромбоцит. Электронная микро- фотография.

Природа зернис- тости

Зернистость грануломера обусловлена

гранулами (1) нескольких видов (- и -), 

включениями – глыбками гликогена (2),

органеллами – эндоплазматической сетью (3), митохондриями (4), лизосомами (иногда их называют -гранулами) и пероксисомами.

-Гранулы

В -гранулах содержатся макромолекулярные вещества (в основном, белки):

некоторые факторы свёртывания крови (в частности, ф.XIII),

ростовые факторы, влияющие на пролиферацию клеток,

и ряд гидролитических ферментов.

-гранулы

В -гранулах концентрируются низкомолекулярные вещества –

биогенные амины (серотонин, захватываемый из плазмы крови; гистамин, адреналин),

ионы Са²⁺ и др.

II. Гиаломер

а) В гиаломере (6) содержится несколько систем трубочек, микрофиламентов и канальцев.

б) Ниже они перечисляются в направлении от грануломера к плазмолемме.

1. Плотные трубочки

а) Плотные трубочки – это разновидность гладкой ЭПС.

б) Они

расположены вокруг грануломера концентрически (по окружности), имеют узкий просвет и в нём - плотное зернистое содержимое.

в) Возможные функции аналогичны таковым для гладкой ЭПС (см. тему 3):

синтез из арахидоновой кислоты простагландинов и тромбоксанов (гормоноподобных гидрофобных веществ с широким спектром действия) – благодаря наличию соответствующих ферментов: циклооксигеназы и др.;

накопление ионов Са²⁺ .

2. Микро- трубочки

Микротрубочки (МТ) образуют в тромбоците краевое кольцо – пучок из 4-10 МТ, который

расположен к периферии от предыдущих трубочек (сразу за ними),и играет роль жёсткого каркаса.

3. Микро- филаменты

а) Микрофиламенты (МФ) расположены

в грануломере – по всему его объёму,

а в гиаломере – между краевым кольцом и плазмолеммой.

б) Вместе с МТ составляют цитоскелет тромбоцита и участвуют в изменении его формы при активации.

4. Открытые канальцы

Наконец, открытые канальцы –

это глубокие инвагинации плазмолеммы трубчатой формы, в которые первоначально попадает содержимое гранул грануломера.

8.4.1.3. Поверхность тромбоцита

Глико- каликс

С внешней стороны к плазмолемме прилежит толстый слой гликокаликса.

Групповые антигены

На поверхности тромбоцита, помимо прочих белков, содержатся и групповые антигены крови (о чём выше уже упоминалось).

Фосфатные группы

а) Кроме того, имеется большое количество фосфатных групп – компонентов мембранных фосфолипидов и фосфопротеинов.

б) Данные группы придают тромбоцитам отрицательный заряд.

в) Но главное, с их помощью происходит

связывание ряда факторов свёртывания крови.

Белковые рецепторы

На поверхности тромбоцита имеются и специальные рецепторные (связывающие) белки - опять-таки

для некоторых факторов свёртывания.

8.4.2. Функции тромбоцитов

Введение

а) Тромбоциты принимают активное участие в свёртывании крови. Это участие реализуется несколькими способами: тромбоциты

образуют вначале т.н. "белый" тромб,

способствуют сужению в этом месте сосуда,

связывают факторы свёртывания крови, ускоряя тем самым их взаимодействие и образование "красного" тромба,

и, наконец, вызывают его последующее уплотнение.

б) Рассмотрим эти эффекты подробнее.

I. Образование "белого" тромба

Суть процесса

а) При повреждении сосудистой стенки её клетки выделяют ряд веществ - АДФ и др.

б) Под влиянием этих веществ тромбоциты начинают прилипать к месту повреждения и друг к другу (фаза адгезии. или агрегации).

б) В результате образуется “белый” тромб, состоящий из тромбоцитов.

Роль "белого" тромба

Этот тромб

вначале закрывает дефект сосудистой стенки (прекращая кровоизлияние),

а затем (по мере увеличения объёма) способен закупорить и весь просвет достаточно мелкого сосуда.

Актива- ция тромбо- цитов

а) В ходе адгезии происходит активация тромбоцитов.

б) Она, в частности, сопровождается изменением формы тромбоцитов:

они округляются и приобретают длинные тонкие отростки.

II. Сужение сосуда

а) Активированные тромбоциты высвобождают

серотонин (из -гранул) и тромбоксаны (из плотных трубочек).

б) Эти вещества вызывают сужение просвета сосуда, что тоже способствует прекращению кровотока в повреждённом сосуде.

III. Связывание факторов свёртывания крови

Связыва- ющая способ- ность тромбо- цитов

а) Одновременно запускается каскадный механизм свёртывания крови.

б) Ключевые реакции этого процесса происходят на поверхности тромбоцитов – благодаря высокой связывающей способности их мембраны в отношении определённых факторов свёртывания.

в) При этом

одни факторы свёртывающей системы крови (II, или протромбин, и VII) изначально связаны с поверхностью тромбоцита,

а другие (факторы X и V) связываются с этой поверхностью лишь после их активации.

Механизм связыва- ния

а) Связывание осуществляется с помощью ионов Са²⁺, которые взаимодействуют одновременно с

фосфатными группами тромбоцитов и

карбоксильными группами факторов свёртывания.

б) Следовательно, образуются т.н. хелатные (“клешневидные”) комплексы Са²⁺.

Ускоре- ние свёрты- вания

В результате

значительно возрастает локальная концентрация взаимодействующих факторов свёртывания,

что резко ускоряет весь процесс.

Образо- вание "красного" тромба

а) Данный процесс после серии каскадных реакций приводит

к превращению растворимого фибриногена в нерастворимый фибрин.

б) Нити фибрина сосредотачиваются вокруг тромбоцитарного агрегата.

в) А в нитях фибрина к тому же задерживаются эритроциты.

г) Это и даёт в итоге “красный” тромб, или мягкий сгусток.

IV. Уплотнение сгустка

а) Наконец, как уже упоминалось, тромбоциты содержат в своих гранулах

 фактор XIII (фермент трансглутаминаза).

б) Последний высвобождается из -гранул и катализирует

превращение мягкого сгустка в твёрдый –

за счёт образования поперечных сшивок между молекулами фибрина.