Миграция нейтрофилов в норме и при воспалении
Адгезия и миграция нейтрофилов при воспалении в легких.Быстрый выход неитрофилов из сосудистого русла по направлению к очагу воспаления или инфицированным тканям является ключевым этапом в системе защиты организма от внедрения микроорганизмов. В легких 2/3 неитрофилов, находящихся в сосудистом русле, прилипают к эндотелию, образуя пристеночный пул неитрофилов. В последних исследованиях охарактеризованы молекулы, участвующие в адгезии неитрофилов к эндотелиальным клеткам. Молекулы адгезии (адгезины) неитрофилов представлены р,-интегринами (LFA-1, Мас-1, р150,95) и L-селектином]. Исключительно важная роль интегринов может быть проиллюстрирована повышенной частотой развития инфекции у больных с дефицитом интегринов. У этих больных наблюдается нейтропения и нарушение адгезии и хемотаксиса неитрофилов. Будучи иммобилизованными на каких-либо клетках, нейтрофилы переходят в состояние поляризации, с чего начинается процесс трансмиграции (проникновение неитрофилов из кровотока в ткани). В индукции трансмиграции неитрофилов участие L-селектина представляется крайне важным, так как его шеддинг обязателен для начала этого процесса. Большинство медиаторов, участвующих в адгезии неитрофилов, также вовлечены в регуляцию их миграции. Однако от концентрации этих медиаторов зависит то, на какую из двух активностей неитрофилов (адгезию или миграцию) будет оказано воздействие. Так, С5а в высоких концентрациях повышает адгезию неитрофилов и снижает их миграцию, в то время как обратная закономерность наблюдается при его концентрации менее 1 пМ. Более того, миграция нейтрофилов в ответ на С5а, связанный с субстратом, реализуется благодаря механизму, получившему название haptotaxis. С его помощью нейтрофилы проникают через эндотелиальный барьер, интерстициатьную ткань и, возможно, через эпителиальный слой. Различные структуры, встречающиеся на пути нейтрофилов, могут влиять на их миграционную способность. Эффективность различных хемоаттрактантов различна в условиях in vitro, a in vivo зависит от особенностей и состояния барьеров. Так, LTB4 лучше индуцирует миграцию нейтрофилов через эндотелий, нежели FMLP, в то время как последний, наоборот, индуцирует прежде всего миграцию через эпителиальный слой. Основная роль в адгезии нейтрофилов к эпителиальным клеткам отводится экспрессированным на их мембране молекулам ICAM-1. Показано, что эта активность эпителиальных клеток повышается после их инкубации в атмосфере сигаретного дыма или после инфицирования клеток респираторными вирусами, например, вирусом парагриппа типа 2. Модуляция взаимодействия нейтрофила с эпителиальной клеткой может иметь практическое значение при респираторной инфекции, когда адгезия нейтрофилов облегчает их микробицидную активность. Наоборот, при хроническом бронхите повышенная адгезия нейтрофилов к активированным эпителиальным клеткам может индуцировать бесконтрольное развитие цитотоксичности, опосредованной нейтрофилами, и приводящей к повреждению эпителиального слоя.
Среди медиаторов воспаления следующие факторы признаны основными хемоаттрактантами для нейтрофилов, по крайней мере in vitro: С5а, NAP-l/IL-8, PAF, метаболиты арахидоновой кислоты LTB4 и 5-гидроксиэйкозатетраеновая кислота (5-НЕТЕ). TNF-a и IL-1 тоже индуцируют выход нейтрофилов из кровотока, но только in vivo. Эта активность, вероятно, связана с повышением адгезии нейтрофилов к эндотелиальным клеткам, как было обсуждено выше, и со способностью стимулировать другие воспалительные клетки к продукции хемоаттрактантов. Альвеолярные макрофаги играют центральную роль в миграции нейтрофилов в альвеолы и в дистальные отделы дыхательных путей. Так, альвеолярные макрофаги очищают нижние отделы дыхательных путей от микроорганизмов и мелких инородных частичек. Этот процесс не требует значительной активации клеток и сопровождается лишь небольшой активацией вспомогательных клеток и иммунным ответом, постоянно наблюдаемым в легких. Однако, когда альвеолярные макрофаги поглощают микроорганизмы или какие-либо частички, они могут привлекать нейтрофилы при помощи выше перечисленных факторов: С5а, NAP-l/IL-8, PAF, LTB4, 5-НЕТЕ, TNF-a и IL-1. Наряду с этими хемоаттрактантами, альвеолярные макрофаги выделяют, по крайней мере, один низкомолекулярный ингибитор миграции нейтрофилов и их респираторного взрыва. Недавно было показано, что этот фактор представлен в секретах дыхательного тракта и его содержание находится в обратной зависимости от выраженности бронхоспазма, индуцированного ингаляцией аллергена, что подтверждает потенциальную защитную роль этого фактора при гиперреактивности бронхов. Также описаны и другие ингибиторы миграции нейтрофилов: 1) факторы сыворотки крови, угнетающие С5а-индуцированный хемотаксис нейтрофилов; 2) белок изначально выделенный из супернатантов культуры лимфоцитов, названный фактором ингибиции нейтрофилов, а в настоящее время идентифицированный как GM-CSF; 3) липоксин А4 (LXA4), метаболит арахидоновой кислоты лейкотриен А4 (LTA4). Ингибитор С5а и LXA4 обнаруживаются в бронхоальвеолярной жидкости (БАЖ), a GM-CSF может продуцироваться альвеолярными макрофагами. Когда процесс трансмиграции необходимо приостановить, ингибиторы нейтрофилов должны быстро блокировать активаторы, для того чтобы предупредить дальнейшую активацию клеток. В связи с этим достаточно демонстративным является пример NAP-1/IL-8 — цитокина, действующего, прежде всего, на неитрофилы. Когда неитрофилы внутри сосудистого русла испытывают воздействие IL-8, на их поверхности происходит экспрессия L-селектина с последующим его шеддингом еще до контакта с эндотелиальной клеткой. В результате этого такие неитрофилы теряют способность начать трансмиграцию. Кроме того, было показано, что эритроциты с помощью высокоаффинных специфических рецепторов связывают большую часть биологически активного IL-8, содержащегося в крови. Наконец, последними исследованиями показано наличие в периферической крови антител к NAP-1/IL-8. Вместе все эти факты иллюстрируют сложность механизмов регуляции адгезии и миграции нейтрофилов. — Также рекомендуем «Продукты секреции нейтрофилов и их биологические функции.» Оглавление темы «Роль нейтрофилов и эозинофилов в воспалении легких.»: |
Источник
Нейтрофилы. Роль нейтрофилов при воспалении легких.В отсутствие воспалительного процесса нейтрофилы, в основном, находятся в кровеносном русле, где они составляют большую часть циркулирующих лейкоцитов. Однако в ответ на воспалительный стимул происходит быстрое и часто массивное перераспределение неитрофилов в поврежденные ткани. Этот процесс имеет исключительно важное значение для развития патологического процесса в легких, где транспорт нейтрофилов облегчен благодаря тонкослойному барьеру, отделяющему альвеолы от капилляров, а также секвестрации нейтрофилов в сосудах легких. Небольшая часть этих нейтрофилов уже в нормальных условиях связана с эндотелием капилляров, образуя пул быстро рекрутируемых клеток. Нейтрофилы рассматриваются как основные эффекторные клетки при остром воспалении, и их роль в противобактериальной и противогрибковой защите организма хорошо изучена. Лучше всего это может быть иллюстрировано развитием частых и тяжелых инфекций при нейтропении. Относительно недавно определено участие нейтрофилов в патогенезе хронического воспаления тканей легких, обычно приводящее к фиброзу. Период жизни нейтрофилов составляет примерно 6-8 часов в периферической крови и это, вероятно, объясняет их продукцию с удивительно высокой скоростью — 2,5 биллиона клеток в час. Так же, как другие лейкоциты, нейтрофилы происходят из общей полипотентной стволовой клетки в костном мозге. В костном мозге у взрослых содержится 2 • 1011 миелоидных предшественников, а резерв гранулоцитов составляет 6* 1011. Предшественники активно пролиферируют, а в резерв входят неделящиеся, созревающие гранулоциты. Через стадию предшественника они проходят за 4 дня (3-5 делений), а морфологическое и функциональное созревание в резерве занимает еще 5 дней. Покидая костный мозг, нейтрофилы являются полностью дифференцированными клетками, имеющими полный спектр поверхностных рецепторов и цитоплазматических гранул с продуктами секреции. Ежедневный выход из костного мозга в норме составляет 1011 гранулоцитов, но он может повышаться в несколько раз под влиянием воспалительных стимулов, которые заставляют выходить из резерва менее зрелые клетки, что проявляется «сдвигом влево», который расценивается как признак острой инфекции. Такой усиленный выход гранулоцитов из резерва могут индуцировать бактериальные липополисахариды, провоспалительные цитокины (IL-1, TNF-a), СЗа или кортикостероиды.
В сосудистом русле 5* 1011 гранулоцитов (средняя норма у взрослых) делятся на два почти равных пула: циркулирующих и пристеночных, которые временно секвестрированы в состоянии прилипания к поверхности эндотелия венул. При заборе венозной крови сосчитывается только циркулирующий пул. Динамическое равновесие двух пулов регулируется: — агентами, усиливающими пристеночное стояние путем усиления экспрессии адгезионных молекул (ICAMs), к которым относятся хемокины, IL-1, TNF-a, IFNy; Пристеночное стояние — это первый шаг к выходу из сосудов в ткани, в очаг инфекции или воспаления. Гранулоциты недолгое время проводят в крови: средний полупериод жизни 6-7 дней, а после выхода в ткани — не более двух дней. В связи с этим любое нарушение продукции гранулоцитов в костном мозге ведет к снижению уровня циркулирующих в крови гранулоцитов. Наряду с продукцией неитрофилов, крайне важным для организма является процесс удаления неитрофилов из тканей и кровотока. Среди механизмов, вовлеченных в процесс удаления неитрофилов, апоптоз, или запрограммированная гибель клетки, играет ключевую роль. Недавно было обнаружено, что старые нейтрофилы могут быть специфически обнаружены и фагоцитированы интактными альвеолярными макрофагами. Это является одним из механизмов удаления стареющих неитрофилов из респираторного тракта, которые в результате лизиса могут высвободить большое количество токсических продуктов секреции. Различные группы мембранных рецепторов были обнаружены на поверхности неитрофилов. Эти рецепторы осуществляют связь неитрофилов с их микроокружением и регулируют функциональную активность неитрофилов: адгезию, миграцию, хемотаксис, дегрануляцию и поглощение. — Также рекомендуем «Адгезия и миграция нейтрофилов при воспалении в легких.» Оглавление темы «Роль нейтрофилов и эозинофилов в воспалении легких.»: |
Источник
Одним из подвидов гранулоцитарных лейкоцитов являются нейтрофилы. Созревают они в красном костном мозге. Как связаны между собой нейтрофилы и воспаление, какую роль они играют в защите организма?
Коротко о нейтрофильных гранулоцитах
Эти клетки белой крови достаточно крупные, имеют диаметр около 10 мкм. Свое название они получили из-за наличия в цитоплазме клетки зернистых гранул. Гранулы содержат особые антибактериальные ферменты, способные разрушать оболочку бактерий, внедрившихся при воспалении. При лабораторных исследованиях для определения количества клеток, мелкие зерна в виде пыли обрабатывают красителями, они окрашиваются в фиолетово-розовый цвет.
Зрелые нейтрофилы – большая группа, составляющая 2/3 от количества всех клеток лейкоцитов. При этом большее их количество находится в костном мозге, остальные распределяются по другим органам. И только небольшая часть (1%), достигая периферической крови, через несколько часов проникает в ткани. Продолжительность их жизни зависит от количества микроорганизмов в очаге воспаления.
Процесс образования нейтрофильных клеток лейкоцитов в костном мозге составляет примерно 5 суток. Затем они перемещаются по сосудистому руслу в течение 8–10 часов. За это время клетки, при столкновении с чужеродным агентом, уничтожают вредоносные частицы в очаге поражения.
Функции нейтрофилов при заболевании
Основная функция – защита организма при инфицировании. Нейтрофильные гранулоциты крови очень подвижны. В очаге поражения они выделяют особые ферменты, которые способствуют рассасыванию отмирающих тканей. Передвигаясь по сосудам, они находят инфицированное место, проникают сквозь стенки капилляров, поглощают и растворяют патогенные бактерии.
Для работы нейтрофилы, используют энергию, а получать ее могут даже без участия кислорода. Это дает Клетки крови возможность выполнять функции в очаге, где нарушено кровообращение. Нейтрофильные клетки лейкоцитов выделяют фермент лизосом, который способствует размягчению тканей в инфицированном очаге. Клетки захватывают вредоносные частицы и «переваривают» их.
Кроме того, они способны оказывать влияние на иммунитет. Гранулы выделяют в кровь регуляторное вещество, которое другие клетки воспринимают как сигнал для защиты организма. А также нейтрофилы содержат особые вещества, которые влияют на процесс свертывания крови.
Работа нейтрофильных лейкоцитов более всего распространяется на бактерии и грибки, на вирусы они реагируют слабо. Один нейтрофил способен уничтожить около семи микробов. Жизнь клеток продолжается от нескольких часов до нескольких суток, затем они нейтрализуются печенью и селезенкой.
Классификация нейтрофильных гранулоцитов
Исходя из формы ядра, нейтрофилы состоят из трех видов гранулоцитарных клеток: сегментоядерные, палочкоядерные и юные. В костном мозге всегда есть некоторое количество нейтрофилов. При патологических изменениях и по требованию организма происходит их выброс в кровь.
Начиная с зарождения и до полного созревания, нейтрофилы проходят шесть стадий развития. Одновременно организм может иметь клетки разных стадий созревания. Для постановки диагноза важным показателем есть соотношение четырех видов друг с другом в результатах анализов крови. По степени зрелости можно назвать следующие группы: миелоциты → метамиелоциты → палочкоядерные → сегментоядерные.
При наличии воспаления первыми начинают борьбу самые старшие клетки. Обычно их количества достаточно для нейтрализации бактерий в очаге. При серьезном воспалении функцию могут выполнять палочкоядерные, и даже совсем несозревшие клетки.
Образование полностью созревших клеток происходит только в костном мозге. Юные клетки у человека здорового в крови не присутствуют. Если болезнь приобретает осложненную форму, прежде всего, гибнут сегментоядерные клетки. При этом новые формы не успевают созревать, кровь наполняют незрелые нейтрофилы, изменяется формула лейкоцитов. Учитывая соотношение старших и молодых клеток, происходит сдвиг формулы в ту или другую сторону.
Нормы и аномалии нейтрофилов
Допустимый уровень нейтрофильных клеток у взрослых варьируют от 45 до 70% от уровня лейкоцитов. Для женщин и мужчин значения нормы практически одинаковы. Показатели отличаются у разных возрастных групп. В процессе роста у детей содержание нейтрофильных клеток изменяется. После шести лет лейкоцитарная формула у детей сравнивается с данными анализов у взрослых.
Состояние, когда нейтрофилы повышены, именуют нейтрофилией или нейтрофилез. Показатели умеренны, если литр крови содержит не более 10 миллиардов клеток, повышены, если их от 10 миллиардов до 20. Цифры от 20 до 60 свидетельствуют о тяжелой нейтрофилии. Нарушения формулы крови могут быть вызваны некоторыми патологиями:
- образование гнойного воспаления – ангина, перитонит, аппендицит, пиелонефрит, сепсис;
- отравление алкоголем или другими токсинами, действующими на костный мозг;
- разложение тканей в очаге новообразований;
- некрозы при ожоге, а также патология тканей во время инсульта или инфаркта.
Количество нейтрофилов держится выше нормы, какое-то время после патологического процесса. Чуть повышены нейтрофилы могут быть у беременных, после тяжелой физической нагрузки, а также после сытной трапезы.
Нейтропения свидетельствует о сниженном уровне нейтрофилов. Численность их колеблется от 1,5 до 0,5 миллиарда в зависимости от степени нейтропении. Такое положение наблюдается при недостаточной выработке клеток костным мозгом, гибели клеток при наличии тяжелого воспаления. Понижение нейтрофилов может быть связано с лучевой и химиотерапией, анемией или недостатком витаминов.
Некоторые рекомендации
Нейтрофилия и нейтропения не рассматриваются как заболевание. Но сдвиг формулы в одну или другую сторону, важный показатель для постановки диагноза. Лекарства для нормализации уровня нейтрофилов в крови нет. Врач должен установить причину нарушений, принять меры и назначить лечение для устранения обнаруженной патологии.
После лечения воспаления показатели сами приходят к нормальным цифрам. Если причина кроется в приеме лекарств, врач должен пересмотреть назначения, отменить неэффективные препараты или заменить другими. При недостаточном поступлении или усваивании питательных веществ, витаминов, минералов следует сбалансировать питание, начать прием витаминных и минеральных комплексов.
Источник