Вопрос 5. Гранулоцитопоэз
Рассмотрим линию гемопоэтических клеток (росток), которая заканчивается зрелыми гранулоцитами.
СКК дает два направления:
КП –лимфопоэза КП-миелопоэза
Первая дает начало лимфоцитам, а вторая всем остальным форменным элементам, в том числе трем унипотентным предшественникам:
КП-нейтрофилов КП-эозинофилов КП-базофилов
Каждая из них образует соответствующие миелобласты (IV класс) – малодифференцированные базофильные клетки с крупным светлым ядром. V класс этой линии составляют дифференцирующиеся КП ( промиелоциты, миелоциты) и созревающие формы (метамиелоциты, палочкоядерные гранулоциты).
В промиелоцитах ядро уплотняется, а в цитоплазме появляются неспецифические азурофильные гранулы, которые также называют первичными. Это лизосомы, которые содержат также и антимикробные вещества. Миелоциты – более мелкие клетки с плотным овальным ядром, которое расположено эксцентрично. Кроме первичных, появляются и вторичные гранулы, число которых растет. Содержимое этих гранул различно для трех типов гранулоцитов (придает им разную окраску и определяет разные функции), поэтому их называют еще и специфическими. Это активно пролиферирующие клетки, а последующие формы уже не способны к митозу. Метамиелоциты (юные лейкоциты) еще уменьшаются в размерах, а их ядра становятся бобовидной формы. Затем ядро приобретает форму изогнутой палочки (палочкоядерный гранулоцит). Эти клетки уже присутствуют в периферической крови в количестве 3-5%. Если их содержание увеличено, это называют «сдвигом лейкоцитарной формулы влево», и обычно свидетельствует о бактериальной инфекции. На следующем этапе в ядре возникают перетяжки, разделяя его на 2 – 5 связанных сегментов. Это зрелые сегментоядерные гранулоциты. В процессе созревания уменьшается число органелл, возрастает содержание специфических гранул, перестраивается цитоскелет.
Гранулоцитопоэз стимулируется группой цитокинов (гемопоэтинов): интерлейкинами (ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5) и колониестимулирующими факторами.
Основные события гранулоцитопоэза:
уменьшение размеров клеток
постепенная утрата способности к делению
изменение формы ядра и конденсация хроматина
выработка и накопление гранул с постепенным преобладанием специфических гранул.
увеличивается подвижность клеток, что связано с перестройкой цитоскелета
приобретение плазмелеммой разнообразных рецепторов. Это позволяет взаимодействовать с другими клетками и обеспечивает фагоцитоз, хемотаксис и пр.
Развитие нейтрофилов идет, в среднем, 13-14 суток, базофилов и эозинофилов – несколько быстрее. Жизненный цикл клеток обязательно включает также и выход из сосудистого русла в окружающие ткани, где они и осуществляют свои функции.
Вопрос 6.
Сегментоядерные нейтрофильные гранулоциты имеют 10-15 мкм в диаметре, слабооксифильную цитоплазму, немногочисленные органеллы и включения гликогена. Их неспецифические гранулы несут широкий набор веществ: лизоцим, миелопероксидазу, кислые гидролазы, белки с высокой антимикробной активностью. Специфические гранулы очень мелкие. Содержат лизоцим, лактоферрин, щелочную фосфатазу, коллагеназу и другие вещества, которые обеспечивают внутриклеточное разрушение микробов, а также секретируются в межклеточное вещество.
Основная функция нейтрофилов – антибактериальная защита. Их относят к числу «профессиональных фагоцитов», поскольку их фагоцитарная активность очень высока и особенно возрастает при поглощении антигенов. Но они могут поглощать частицы размером не более 1-2 мкм (в основном, микроорганизмы) и потому были названы Мечниковым «микрофагами». Важнейшую роль в механизмах миграции и фагоцитоза играют поверхностные рецепторы и кортикальный цитоскелет. Нейтрофилы первыми появляются в очаге повреждения, привлекаясь различными факторами, активно уничтожают микроорганизмы, погибают и сами фагоцитируются макрофагами.
На первом этапе нейтрофилы прикрепляются к микробной клетке (адгезия), а затем захватывают ее с образованием фагосомы. Если клетка опсонизирована, т.е. окружена антителами (Ig G) или белками комплемента (защитные белки плазмы), то активность фагоцитоза резко возрастает благодаря специальным рецепторам нейтрофила: Fc-рецептор для антител и С3-рецептор для комплемента. В гранулах нейтрофила резко возрастают окислительные процессы, что сопровождается образованием токсичных биоокислителей (респираторный взрыв). С фагосомой сливаются сначала специфические гранулы. Лизоцим разрушает клеточную стенку, лактоферрин связывает железо, которое необходимо для бактерий. Благодаря протонным помпам, рН снижается до 4,0. В эту кислую среду выбрасывают свои лизосомальные ферменты первичные гранулы. Их миелопероксидаза катализирует образование окислительных агентов, обладающих мощным бактерицидным эффектом. Завершается процесс гибелью не только микроорганизма, но и самого нейтрофила. Продолжительность их жизни составляет около 15 часов.
Нейтрофильные гранулоциты способны работать в тканях со слабым кислородным снабжением (очаги воспаления, некроза, отечности и т.д.), поскольку используют анаэробный гликолиз, а как источник энергии – включения гликогена.
Функции нейтрофильных гранулоцитов:
Уничтожение микроорганизмов (микрофагоцитоз) – главный механизм неспецифической защиты организма.
Выработка цитокинов, которые регулируют деятельность других клеток защитной системы организма.