Руководство по иммунофармакологии

Глава 5

Пероксидаза

мембранного белка с молекулярной массой

примерно

000. Показано, что этот белок

Матрикс (или кора), окружающий ядро эози-

является лизофосфолипазой (фосфолипаза В) и

нофильной гранулы, содержит большое коли-

играет важную роль в инактивации других

чество пероксидазы, нечувствительной к циа-

токсических лизофосфолипидов. Позднее было

ниду; она отличается от миелопероксидазы

установлено, что источником КШЛ могут быть

нейтрофилов как биохимически, так и по анти-

и базофилы. Таким образом, обнаружение этих

генным свойствам. Показано, что пероксидаза

кристаллов может служить указанием на

выделяется в фагосомы (после фагоцитоза) и на

участие в воспалительной инфильтрации более

поверхность червей гельминтов (после адгезии

широкого спектра клеток, чем предполагалось

эозинофилов).

первоначально.

Пероксидаза эозинофилов в присутствии

Н202 и хлорида вызывает нецитотоксическую

Другие гранулассоциированные ферменты

дегрануляцию тучных клеток. Точное значение

этого эффекта in vivo неизвестно, но, вероятно,

Помимо основных белков в гранулах эозино-

он может быть важным усиливающим меха-

филов содержится ряд других гидролитических

низмом выделения фармакологических медиа-

и протеолитических ферментов, в том числе

торов повышенной чувствительности.

арилсульфатаза В

(тип II), фосфолипаза D

Сообщалось о генетическом дефиците пе-

(ранее ее присутствие связывалось только с

роксидазы эозинофилов, который, по-видимому,

растительными тканями), гистаминаза, кислая

передается аутосомно-рецессивным способом;

фосфатаза, Р-глюкуронидаза, кислая Р-глице-

данный дефект описан в двух семьях на

рофосфатаза, рибонуклеаза и катепсин.

Ближнем Востоке. Эозинофилы при этом имеют

гиперсегментированные ядра и дают негативное

окрашивание на пероксидазу и нормальное

Рецепторы клеточной поверхности

окрашивание-на основные белки и кислые

фосфатазы. Обследованные лица с этим

Иммуноглобулиновые рецепторы

дефектом, видимо, клинически здоровы.

На поверхности плазматической мембраны

Эозинофильный нейротоксин

эозинофилов обнаруживается ряд

«распозна-

ющих единиц»-рецепторы для IgE(Fc) и IgG(Fc).

В гранулах эозинофилов содержится четвертый

Fc-y-рецепторы на человеческих эози-нофилах и

основной белок - эозинофильный нейротоксин

нейтрофилах имеют структурные различия.

(ЭНТ), имеющий молекулярную массу

Например, у эозинофилов Fc-y является 43RD

примерно 18 000. У экспериментальных живот-

макромолекулой,

тогда

как

со-

ных ЭНТ вызывает повреждение клеток Пур-

любилизированный нейтрофильный рецептор

кинье и миелинизированных нейронов (феномен

имеет от 52 до 68 RD, как и рецептор 33RD. Эти

Гордона). Биологическое или патологическое

белки различаются и по специфичности к IgG3.

значение ЭНТ неизвестно, хотя наличие ЭНТ

На нейтрофилах молекула 33RD, по-видимому,

позволяет

объяснить

неврологические

является

производной

RD Fc-y

нарушения при гиперэозинофильном синдроме

эозинофильного рецептора.

и некоторых паразитарных инфекциях.

На человеческих и крысиных эозинофилах

были идентифицированы низкоаффинные Fc-

Кристаллический белок Шарко- Лейдена

рецепторы для IgE (Fc-e R2). Для идентифи-

кации использовался метод розеткообразова-ния

Кристаллы Шарко-Лейдена

(КШЛ) представ-

эритроцитов, ковалентно связанных с белком

ляют собой удлиненные гексагонально-бипи-

IgE миеломы, а также метод связывания

рамидальные кристаллы, которые были обна-

радиолиганда с использованием человеческого

ружены более

100 лет назад; их появление

IgE, меченного 1251. Моноклональные антитела

связывают с повышенным содержанием эози-

(ВВЮ) распознают Fc-e R2 на поверхности

нофилов в периферической крови или тканях у

эозинофилов, моноцитов и тромбоцитов.

людей. Например, наличие КШЛ в мокроте

Экспрессия Fc-e-рецепторов увеличивается на

больных бронхиальной астмой свидетельствует

эозинофилах пониженной плотности

(ак-

об эозинофильной реакции. В настоящее время

тивированных), полученных у больных с ги-

известно, что КШЛ состоят из чистого

перэозинофилией. По антигенному составу

Эозинофилъные лейкоциты

Fc-e-рецепторы обладают сходством с низко-

лы человека образуют преимущественно МДВ-

аффинными рецепторами лимфоцитов и моно-

А, сульфопептидные лейкотриены (ЛТС4, J1TD4,

цитов. Функциональная роль IgE-рецепторов

ЛТЕ4). Напротив, нейтрофилы образуют ЛТВ4 с

определяется их участием в опосредованной

почти неопределимыми количествами МДВ-А.

эозинофилами гибели шистосомул S.mansoni у

Недавно было показано, что физиологические

человека и крыс. Прямые доказательства

стимулы

(частицы, покрытые IgG) также

участия IgE в этом процессе получены при

побуждают эозинофилы к образованию МДВ-А

использовании моноклонального IgE, направ-

(лейкотриенов), причем большее их количество

ленного против гаптенизированных личинок

генерируется «активированными» клетками (т.е.

шистосомул.

эозинофилами,

предварительно

Особо интересная характеристика IgE-ре-

стимулированными in vitro хемотак-сическими

цепторов эозинофилов-их «оккупированность».

факторами или же клетками низкой плотности;

У тканевых эозинофилов (клеток, полученных

см. ниже). Кроме того, при стимуляции

при легочном лаваже) IgE-рецепторы в отличие

ионофором эозинофилы образуют значительные

от IgG-рецепторов заняты цитофильными IgE.

количества ФАТ.

Степень занятости IgE-рецепторов опре-

При инкубации эозинофилов, стимулиро-

деляется концентрацией IgE в сыворотке.

ванных ионофором, с меченной радиоактив-

Небольшая часть эозинофилов также свя-

ными изотопами экзогенной арахидоновой

зывает эритроциты быка, покрытые IgM. При-

кислотой было выявлено преимущественное

сутствие «криптических» IgM-рецепторов, воз-

образование производных обмена 15-липокси-

можно, свойственно зрелым эозинофилам.

геназы.

После инкубации с факторами хемотаксиса у

эозинофилов повышается способность к об-

разованию розеток с эритроцитами

(Э), по-

Активированные эозинофилы

крытыми кроличьими анти-Э, или с челове-

ческими миеломными IgG различных подклас-

В течение некоторого времени считали, что

сов, например Э-IgGl, 3-IgG2, 3-IgG3 и 3-IgG4.

эозинофилы в крови больных с эозинофилией

Обусловлен ли этот процесс увеличением числа

более активны, чем нормальные эозинофилы.

рецепторов или же он является результатом

Рядом исследователей было показано, что

повышения

аффинитета

эозинофильной

эозинофилы являются гетерогенной популяцией

мембраны к многовалентным частицам, пока

по характеристикам плотности при цент-

неясно. Однако феномен увеличения количест-

рифугировании в градиенте Перколла или

ва рецепторов может иметь значение в па-

метризамида. В непрерывном градиенте мет-

тологии и представлять собой признак уси-

ризамида клетки разделяются на легкие

(по-

ления воспалительной реакции.

ниженная плотность) и нормальные (нормаль-

ная плотность) фракции.

Комплемент

По сравнению с клетками нормальной

плотности «легкие клетки» от одного и того же

С помощью метода розеткообразования по-

донора обладают повышенной экспрессией

казана способность эозинофилов к связыванию

мембранных рецепторов к Fc-y и Fc-e, более

Э-СЗЬ и Э-СЗЫ. Эти данные были недавно

высокой цитотоксичностью к личинкам гель-

подтверждены при использовании антител

минтов in vitro, продуцируют большее коли-

против рецепторов к комплементу

(CR)1 и

чество ЛТС4 после инкубации с покрытыми IgG

CR3. Эозинофилы человека также связывают

частицами, метаболически более активны и

меченый СЗа, но не СЗа des arg. Установлено,

обнаруживают полную или частичную потерю

что СЗа связывается преимущественно с эози-

кристаллического ядра гранул (что, вероятно,

нофилами, а не с нейтрофилами. Кроме того,

соответствует

«вакуолизированным клеткам»,

человеческие эозинофилы реагируют на С5а

выявляемым в периферической крови при

хемотаксисом, но сведений о рецепторных ис-

гиперэозинофильном синдроме). С другой

следованиях пока нет.

стороны, эозинофилы нормальной плотности у

больных

увеличенным

количеством

Вещества мембранного происхождения

эозинофилов в крови обладают значительно

более высокой цитотоксичностью в отношении

В ряде исследований показано, что после сти-

к шистосомулам по сравнению с эозинофилами

муляции кальциевыми ионофорами эозинофи-

нормальной плотности у здоровых лю-

Глава 5

дей. Кроме того, остается спорным вопрос о

фекции. При стронгилоидозе и филяриатозе

принадлежности эозинофилов пониженной

мигрирующие личинки вступают в контакт с

плотности к активированным клеткам (вслед-

тучными клетками, сенсибилизированными IgE,

ствие патологического процесса) или к клеткам,

специфичным к паразитам, причем личинки

находящимся в определенной стадии зрелости.

могут быть опсонизированы антителами (IgG) и

Оседлые эозинофилы (например, полученные из

комплементом. Показано, что шисто-сомула и

легких при легочной эозинофилии) относятся к

другие личинки гельминтов могут активировать

«легкому» типу клетки. Недавние исследования

комплемент по альтернативному пути, а тучные

с использованием моноклональ-ных антител к

клетки адгезируют к личинкам, покрытым

гранулоцитарным

мембранам

выявили

комплементом.

изменение количества антигенных детерминант

Некоторые вещества, выделяемые тучными

на активированных эозинофилах.

клетками, являются хемотаксическими факто-

рами для эозинофилов. К ним относятся

гистамин, ЭХФ-А пептиды

(эозинофильный

Эозинофилы при гельминтных

хемотаксический фактор анафилаксии) и ряд

инфекциях

липидных медиаторов, производных арахидо-

новой кислоты. Опосредованное IgE выделение

Общеизвестна связь между эозинофилами и

этих веществ, которое происходит в результате

гельминтными инфекциями. Точно установить

контакта со специфическими

(в отношении

причину данной связи (т. е. определить, пер-

стадии) поверхностными антигенами мигри-

вичная, вторичная или последующая инфекция)

рующего паразита, приводит к вовлечению и

весьма трудно ввиду чрезвычайной сложности

инфильтрации клеток воспаления, а также к

определения жизненных циклов этих паразитов,

прямому контакту эозинофилов и базофилов с

а также иммунного статуса хозяина в момент

поверхностью личинок. При повторном ин-

наблюдения.

фицировании крыс нематодами Strongyloides

Несмотря на трудности точной оценки роли

ratti показано увеличение числа эозинофилов во

эозинофилов в развитии гельминтной инфекции,

время кишечной, легочной и кожной стадий

некоторые обобщения все же можно сделать. У

инфекции, которое коррелирует с количеством

сенсибилизированных,

примированных

личинок в легких и коже. Интересно, что у

животных интенсивная эозинофилия обычно

гипериммунных крыс чрескожное введение

наблюдается при миграции личинок в ткани. По

экстракта антигена Strongyloides вызывает

мере того как инфекция приобретает хро-

реакцию повышенной чувствительности не-

нический характер, присутствие эозинофилов

медленного типа, которая сопровождается

становится все менее выраженным. Однако это

быстрой (1-3 ч) и значительной эозинофиль-ной

не является абсолютным правилом, поскольку

инфильтрацией и гибелью большинства

при шистосомозе, например, эозинофилы часто

личинок. Гистологически выявляется тесный

обнаруживаются (и в немалых количествах) в

контакт эозинофилов с кутикулярной поверх-

гранулемах вокруг яиц.

ностью фрагментов мертвых личинок. Эти

В иммунной реакции на червей участвуют

данные свидетельствуют в пользу предполо-

иммуноглобулины разных классов, в том числе

жения об активации эозинофилов у животных с

IgE. Значительное возрастание уровня IgE ха-

иммунитетом, которая приводит к повреждению

рактерно для тропической эозинофилии, и

и(или) гибели мигрирующих личинок in vivo. В

большинство гельминтных инфекций сопро-

то же время аналогичные наблюдения

вождается стабильной IgE-реакцией. В экспе-

отмечаются при I типе реакции аллергической

рименте на крысах показана прямая связь между

гиперсеиситивности.

IgE-антительным ответом и устойчивостью к

Особый интерес представляет специальная

инфекции:

избирательное

подавление

роль эозинофилов как цитотоксических клеток в

продукции IgE снижает как резистентность, так

реакциях, зависимых от антител и(или)

и эозинофильную реакцию на инфекцию, вы-

комплемента, которые вызывают гибель ли-

званную Trichinella spiralis. В этом смысле

чинок паразитов in vitro. Первоначально было

хозяин становится «аллергичным» к паразиту,

показано, что эозинофилы человека являются

что показано, например, при легочном аска-

главными эффекторными клетками в антитело

ридозе, сопровождающемся интенсивной аст-

(IgG)-3aeHCHMOM повреждении шистосомул S.

матической реакцией. Интенсивный зуд сопро-

mansoni in vitro. Позже (у крыс) обнаружили,

вождает кожную фазу повторной глистной ин-

что шистосомулы, покрытые СЗ при альтерна-

Эозинофильные лейкоциты

тивном пути активации, высокочувствитель-

уничтожения паразитов как на стадии пред-

ным к повреждениям, опосредованным эози-

шественника (стадия развития в костном мозге),

нофилами. Затем было показано, что чело-

так и с помощью продуктов тучных клеток,

веческие эозинофилы и нейтрофилы убивают

которые регулируют миграцию эозинофилов в

шистосомул, покрытых антителами и(или)

тканях.

комплементом, но эозинофилы как цитоток-

Таким образом, многие наблюдения сви-

сические клетки более эффективны в присутст-

детельствуют в пользу точки зрения о роли

вии комплемента (одного или в комбинации с

медиаторов гиперсенситивности в иммунитете к

антителами). Аналогичные результаты полу-

гельминтам, причем медиаторы рекруити-руют

чены на модели филяриатоза in vitro. Вопрос об

и активируют цитотоксические эффек-торные

эффективности нейтрофилов в таких системах

клетки, главным образом эозинофилы. Совсем

vitro

остается спорным. Некоторые

недавние исследования показали участие

исследователи предполагают наличие у ней-

лейкотриенов в иммунной реакции (у крыс) на

трофилов лишь очень слабой активности либо

повторное введение Nippostrongylus brasi-liensis

полное ее отсутствие, тогда как другие счи-

и Trichinella spiralis. В этом эксперименте

тают, что цитотоксический потенциал нейтро-

установлена связь между высокими концент-

филов и эозинофилов одинаков. Например,

рациями кишечных и внекишечных лейкотрие-

человеческие эозинофилы и нейтрофилы оди-

нов (особенно ЛTC4/D4) и увеличением коли-

наково эффективно вызывают гибель новых

чества эозинофилов и слизистых тучных клеток

личинок Trichinella spiralis.

в тканях животных с иммунитетом.

Однако данные ряда исследований in vivo

Механизмы гибели личинок гельминтов под

позволяют поддерживать точку зрения об

действием эозинофилов пока точно не

эозинофиле как главной цитотоксической

определены. Как уже отмечалось, основные

клетке в отношении личинок паразитов. Так,

белки, такие как ГОБ и ОБЭ, обладают подоб-

адаптивный перенос перитонеальных эозино-

ной активностью in vitro. Получены противо-

филов от крыс с иммунитетом интактным

речивые данные о роли окислительных про-

животным вызывает у последних высокую ус-

цессов, особенно с участием частично восста-

тойчивость к инфекции S. mansoni.

новленных продуктов кислорода и пероксида-зы

Активация эозинофилов веществами раз-

эозинофилов.

личного происхождения приводит к ускорению

гибели личинок и яиц паразитов. Тучные клет-

ки и их медиаторы (гистамин, ЭХФ-А, тетра-

Эозинофилы при аллергии

пептиды и лейкотриен В4) способствуют IgG-,

IgE- и комплементзависимой гибели шисто-

К аллергическим заболеваниям, сопровожда-

сомул. На клетках человека показано, что ба-

ющимся эозинофилией, как правило, относят

зофилы крови ускоряют гибель шистосомул,

состояния, при которых доминируют реакции

которая вызывается эозинофилами по типу

гиперсенситивности немедленного типа, т. е.

извращенной (IgE-опосредованной) анафилак-

реакции, вовлекающие сенсибилизированные

сии. Подобная система с вовлечением тучных

IgE тучные клетки, запускаемые специфическим

клеток, активированных aHTH-IgG2a или анти-

аллергеном. Они включают сенную лихорадку и

IgE, была ранее описана у крыс. Аналогично

другие

формы аллергического ринита,

этому, супернатанты культур мононуклеарных

аллергическую

бронхиальную астму и

клеток (СКМК) ускоряют вызванную эозино-

анафилактические реакции у лиц, чувствитель-

филами гибель в антителозависимой системе.

ных к некоторым лекарственным препаратам и

Интересно отметить, что активными являются

укусам насекомыми.

СКМК от больных с эозинофилией, а не от

Выше были представлены данные, свиде-

здоровых людей. На основании предваритель-

тельствующие в пользу выделения активных

ных результатов исследований предполагается

факторов при взаимодействии со специфиче-

макрофагальное происхождение активности

ским антигеном сенсибилизированных тучных

СКМК. Показано также, что антитело- и

или других клеток, несущих Fc-e-рецепторы

комплементзависимая цитотоксичность усили-

(макрофаги и Т-клетки). Эти факторы являются

вается колониестимулирующим(и) факто-

хемотаксинами эозинофилов, поэтому эози-

ром(ами). Эти исследования активации эози-

нофилы мигрируют посредством хемотаксиса

нофилов in vitro показывают, что клетки могут

или хемокинеза к месту дегрануляции тучных

быть примированы для более эффективного

клеток. Роль эозинофилов, достигших места

Глава 5

реакции повышенной чувствительности немед-

для различных клеток организма, в том числе

ленного типа, является предметом множества

для асцитных опухолевых клеток, мононук-

гипотез. Предполагается, что эозинофилы в этой

леарных фагоцитов и реснитчатых эпителиаль-

ситуации обладают дополнительной ре-

ных клеток дыхательных путей. ЛТС4, главный

гуляторной функцией, понижая активность

продукт 5-липоксигеназы патофизиологически

тучных клеток. В пользу такого предположения

стимулированных эозинофилов, может внести

свидетельствует наличие гистаминазы в

существенный вклад в сокращение гладких

эозинофилах, хотя существует множество не-

мышц и гиперсекрецию слизи.

эозинофильных источников этого фермента.

В настоящее время представлены значи-

Недавно была показана инактивация ЛТВ4,

тельные данные в пользу критической роли

ЛТС4 и ЛTD4 пероксидазой эозинофилов в

эозинофилов в патогенезе бронхиальной астмы.

реакциях, зависимых от Н202 и хлорида.

Количество эозинофилов в крови соотносится

Кристаллические белки Шарко- Лейдена также

со степенью нарушения проходимости бронхов,

могут играть определенную роль в регуляции

а между количеством эозинофилов и степенью

тучных клеток, поскольку лизофосфолипазы

неспецифической гиперреактивности бронхов

инактивируют потенциально токсичные фос-

выявляется обратная корреляция. Существует

фолипиды, образованные под действием фос-

также связь между клиническим улучшением

фолипазы А2. Эти наблюдения иногда исполь-

вследствие

применения

препарата,

зуются в качестве доказательства участия

стабилизирующего тучные клетки (двунатрие-

эозинофилов в негативной регуляции аллер-

вый хромогликат, ДНХГ), и процентом эози-

гических реакций, опосредованных тучными

нофилов в трахеобронхиальных секретах и об-

клетками. Предполагают, что повышенная

разцах, получаемых при лаваже легких. Опре-

чувствительность немедленного типа, опосре-

деленное количество эозинофилов и ОБЭ при-

дованная IgE, сохраняется в филогенезе бла-

сутствует в лаважной жидкости из бронхов у

годаря преимуществам этого механизма в

больных с двойной (ранней и поздней) реакцией

формировании приобретенного иммунитета к

после введения разрешающей дозы антигена,

метазойным инфекциям. В эволюционном

чего не наблюдается у больных, реагирующих

смысле польза взаимодействия тучные клетки-

на антиген только ранней фазой. Увеличение

IgE-эозинофил для ограничения гель-минтных

содержания эозинофилов в крови больных

инфекций значительно перевешивает его

отмечается

течение

поздней фазы

побочный эффект в виде достаточно

астматической реакции и не выявляется в ран-

тривиальных заболеваний, таких как аллерги-

нюю фазу.

ческий ринит. Это объясняется тем, что гель-

Предполагается, что ГОБ играет особую

минты и основные аллергены стимулируют

роль в повреждении тканей, поскольку он оп-

сравнимые иммунные механизмы, возможно,

ределяется в слизистых пробках, на повреж-

благодаря наличию перекрестных антигенов или

денных эпителиальных поверхностях и под ба-

же в результате аналогичного действия на одни

зальной мембраной в аутопсийных материалах

и те же иммунекомпетентные клетки. Таким

бронхов, полученных от умерших вследствие

образом,

«аллергия» и сопровождающая ее

бронхиальной астмы. ГОБ легко связывается с

эозинофилия

могут

быть

ошибкой

сывороточными белками и, возможно, с

идентификации

(т. е. организм реагирует на

мембранами клеток через свои две дисульфид-

аллерген как на паразитов). А поскольку гель-

ные связи. Белок также легко полимеризуется,

минтные инфекции представляют собой неко-

поэтому в экспериментальных моделях ис-

торые формы эволюционного отбора, эозино-

пользуется его восстановленная и алкилиро-

филы, тучные клетки и IgE сохраняются.

ванная форма. Однако и нативные формы ГОБ и

ОБЭ обладают цитотоксичностью и могут

стимулировать выделение гистамина из базо-

Повреждения тканей вследствие

филов человека.

действия эозинофилов и их факторов

При менее распространенных легочных за-

болеваниях, например при криптогенном фиб-

Очевидно, что эозинофилы вместе с продук-

розном альвеолите, обнаружение эозинофилов в

тами, содержащимися в их гранулах и связан-

лаважной жидкости из бронхов часто является

ными с их мембранами, обладают значительным

плохим

прогностическим

признаком.

потенциалом в отношении повреждения тканей.

Эозинофилы, выделенные из бронхоальвео-

ГОБ является токсическим фактором

лярного смыва при интерстициальном легоч-

Эозинофильные лейкоциты

ном заболевании людей, обладают спонтанной

полностью. Приведены убедительные доказа-

цитотоксичностью в отношении легочного

тельства их участия в подавлении аллерги-

эпителия кошек, что указывает на возможную

ческой реакции. С другой стороны, эозинофилы

роль эозинофилов в хронических воспали-

могут быть неадекватно вовлечены в

тельных заболеваниях нижних дыхательных

аллергическое заболевание вследствие филоге-

путей.

нетически обусловленной неспособности раз-

Растет интерес к роли эозинофилов и осо-

личать аллергены и глисты.

бенно к ферментам их гранул при эозино-

В настоящее время отмечается растущий

фильной эндокардиальной болезни, а также при

интерес к популяции эозинофилов низкой

кардиомиопатии, часто сопровождающейся

плотности-активированных клеток, которые

гиперэозинофильным синдромом.

выявляются при многих состояниях, сопро-

вождаемых эозинофилией. В ряде биологиче-

ских систем эти

«легкие клетки» реагируют

Резюме

значительно активнее эозинофилов нормальной

плотности. Определен ряд веществ, из-

Широкий спектр заболеваний и клинических

бирательно активирующих эозинофилы. При-

состояний сопровождается эозинофилией.

рода этих веществ весьма разнообразна; среди

Среди них гиперсенситивность немедленного

них можно отметить факторы, связанные с

типа

(опосредованная тучными клетками) и

созреванием эозинофилов, различные продукты

глистные инфекции. По биологическим харак-

тучных клеток, а также вещества, выде-

теристикам эозинофилы во многом напоминают

ляющиеся из тканей при воспалительных и

нейтрофилы; однако между ними существуют и

аллергических реакциях.

определенные

различия.

Эозинофилы

Знания об эозинофилах и событиях, в ко-

отличаются от нейтрофилов по содержимому

торых они участвуют, быстро возрастают, что

больших кристаллоидных гранул, в которых

влечет за собой постоянные изменения наших

находятся уникальные основные белки, а также

представлений о точной роли эозинофилов в

по своей способности к преимущественному

свете новых данных.

образованию сульфидопептидных лейкотриенов

и МДВ-А. Вещества, образуемые эозинофилами,

Список литературы

вероятно, играют важную роль в разрушении

личинок гельминтов, но вместе с тем при

Capron M. & Саргоп А. (1987) The IgE receptor on human

некоторых

состояниях,

например

при

eosinophils. In: Kay A. B. (ed.) Allergy and Inflammation.

хронической бронхиальной астме и геперэози-

Academic Press, London. Gleich G. J. The eosinophilic

нофильном синдроме, они ответственны за

leukocyte: structure and function.

In: Progress in Immunology. Academic Press, London (in

значительные повреждения тканей организма.

press). Kay A.B. (1985) Eoinophils as effector cells in

Роль эозинофилов при аллергических заболе-

immunity and

ваниях, опосредованных IgE, определена не

hypersensitivity disorders. Clin. Exp. Immunol. 62, 1-12.

Мононуклеарные фагоциты

П. Девис (P. Davies)

Введение

тельные ПМЯЛ и клетки собственной линии. В

этих условиях появляются признаки хро-

Поддержание целостности организма крити-

нического воспаления: разрушение тканей и

чески зависит от удаления из него экзогенных

локальная пролиферация клеток и соедини-

патогенов, а также ослабленных клеток и из-

тельной ткани. Взаимодействие мононуклеар-

мененного межклеточного вещества соедини-

ных фагоцитов с иммуногенными воспали-

тельной ткани. Для этого необходима актив-

тельными стимулами также приводит к при-

ность «профессиональных» фагоцитов, а имен-

мированию иммунной системы. Это происходит

но: полиморфно-ядерных лейкоцитов и моно-

при генетически рестриктированном пред-

нуклеарных фагоцитов. Способность ПМЯЛ

ставлении иммуногена Т-лимфоцитам опреде-

проникать в различные части организма и

ленными популяциями мононуклеарных фаго-

защищать его от патогенов рассматривается в

цитов совместно с продуктами главного ком-

главе

3. Достаточно повторить, что большое

плекса гистосовместимости, что приводит к

количество ПМЯЛ быстро накапливается в

пролиферации Т-лимфоцитов и развитию

местах травмы или инфекции, направляя против

клеточно-опосредованных иммунных реакций.

патогенов мощные биоцидные механизмы и

Взаимодействие мононуклеарных фагоцитов с

разрушая их фагоцитозом. Нарушение функции

Т-лимфоцитами также ведет к рекруитирова-

ПМЯЛ может привести к быстрому и

нию В-лимфоцитов, синтезу специфических ан-

обширному повреждению тканей в результате

тител и проявлению гуморального иммунитета.

острого воспаления. К основным факторам

Кроме мононуклеарных фагоцитов, моби-

ПМЯЛ, принимающим участие в воспалении,

лизуемых в места воспаления, в разных органах

относятся уникальные нейтральные протеазы,

и тканях существуют и стабильные популяции

эластазы и катепсин G (см. главу 3), а также

этих клеток, которые удаляют ослабленные

метаболиты кислорода, образуемые в значи-

клетки и циркулирующие патогены и

тельных количествах во время взрыва мета-

поддерживают целостность тканей с помощью

болической активности клеток при распозна-

определенных механизмов (см. ниже).

вании и фагоцитозе стимулов воспаления.

Роль мононуклеарных фагоцитов в защите

организма дополняет ПМЯЛ. Они также в

Происхождение и жизненный цикл

больших количествах накапливаются в местах

мононуклеарных фагоцитов

воспаления, но значительно медленнее, чем

ПМЯЛ. Здесь они отвечают на воспалительные

Перед обсуждением происхождения и жизнен-

и патогенные стимулы с помощью спе-

ного цикла мононуклеарных фагоцитов необ-

циализированных цитотоксических и фагоци-

ходимо остановиться на их номенклатуре. Мо-

тарных механизмов. Мононуклеарные фагоциты

нонуклеарный фагоцит-это собирательное

способствуют удалению поврежденных клеток и

название клеток данной линии, которые проис-

соединительной ткани, обеспечивая начало

ходят из стволовой клетки костного мозга и

репаративных процессов. Мононуклеарные

находятся на разных стадиях своего жизненного

фагоциты дифференцируются в очагах

цикла. Мононуклеарные клетки костного мозга

воспаления и секретируют большое количество

распознаются морфологически

(рис.

30), их

веществ, оказывающих многостороннее влияние

зрелые формы известны как моноциты. Далее

на процессы воспаления, а также на клетки и

клетки выходят из костного мозга в кровоток.

компоненты соединительной ткани в бли-

Покидая кровоток, моноциты расселяются по

жайшем окружении. Когда воспаление оказы-

всему организму, превращаясь во многие

вается резистентным или рецидивирует, моно-

дифференцированные формы, для обо-

нуклеарные фагоциты рекруитируют дополни-

Мононуклеарные фагоциты

Рис. 30. Происхождение и распределение мононуклеарных

фагоцитов.

значения которых используют разные наиме-

клеток: монобласты и промоноциты. Промо-

нования наряду с общим термином «макро-

ноциты при делении образуют моноциты, ко-

фаг».

торые последовательно выходят в кровоток, где

Хотя мононуклеарные фагоциты рассеяны

циркулируют в течение

1-3 дней перед

по различным органам, тканям и серозным

миграцией в различные внесосудистые отсеки

полостям организма, они имеют общее проис-

(компартменты). После вхождения в кровоток

хождение из полипотентнои стволовой клетки

моноциты в норме прекращают деление, а их

костного мозга. Предполагается, что из этой

миграция в разные ткани и органы отмечена

стволовой клетки формируются предшествен-

глубокой морфологической дифференциацией,

ники всех гемопоэтических клеток, а именно

характерной для места их окончательного рас-

эритроцитов, лимфоцитов, ПМЯЛ и мононук-

положения.

леарных фагоцитов. Дифференциация на раз-

Как видно на рис. 30, мононуклеарные фа-

личные клеточные типы зависит от серии рос-

гоциты широко распространены в организме.

товых факторов, известных как колониести-

Современные расчеты показывают, что наи-

мулирующие факторы.

большее их количество (более половины) на-

Доказательства происхождения мононук-

ходится в печени, где их называют клетками

леарных фагоцитов из костномозгового пред-

Купфера. Недавно эти клетки были выделены;

шественника получены в серии исследований

их функции изучались в условиях тканевой

с использованием животных-химер. Химеры

культуры, что позволило установить их ха-

образуются при рентгеновском облучении экс-

рактерные свойства, близкие мононуклеарным

периментальных животных, которое разруша-

фагоцитам.

ет все стволовые клетки мононуклеарных фа-

Выделяют несколько признаков, определя-

гоцитов. Затем осуществляется пересадка

ющих дифференциацию зрелого мононуклеар-

костного мозга, содержащего стволовые клет-

ного фагоцита. Зрелые клетки увеличиваются в

ки другого животного. Пересаживаемые клет-

размерах, у них появляется большое количество

ки костного мозга метят радиоактивным ти-

вторичных

лизосом,

активный

эндо-

мидином или (альтернативно) получают их от

плазматический ретикулум и аппарат Гольд-жи,

животных, обладающих характерным хромо-

что указывает на усиление биосинтетической и

сомным маркером, который легко идентифи-

секреторной активности. Кроме того, изменения

цируется у облученного реципиента. В костном

в мононуклеарных фагоцитах определяются

мозге стволовая клетка, коммитированная к

местом их расположения. Например, в легких в

дифференциации в мононуклеарный фагоцит,

соответствии

микроокружением

вызревает в морфологически различимые типы

мононуклеарных фагоцитах значитель-

ны

Глава 6

но усиливается окислительная метаболическая

клеток. К этим веществам относятся продукты

активность.

распада компонентов системы комплемента

В условиях равновесия выход моноцитов в

(особенно С5а), некоторые вещества бакте-

циркуляцию остается постоянным и отно-

риального и клеточного происхождения (лей-

сительно медленным процессом. Период полу-

котриен В4, тромбоцитарный фактор

4). В

распада мононуклеарных фагоцитов достаточно

исследованиях in vitro показано, что связывание

продолжительный - от 60 до 90 дней в раз-

данных агонистов с собственными рецепторами

личных органах и тканях. Этот баланс быстро

вызывает цепь событий, приводящих к сборке

меняется при попадании в организм воспа-

сократительных белков. В результате этого

лительного стимула. В таких условиях про-

происходит ориентация клеток и наблюдается

дуцируются гуморальные факторы, которые

их движение к источнику хемо-таксинов.

стимулируют и увеличивают образование мо-

Хемотаксические факторы стимулируют и

ноцитов и их выход из костного мозга в

другие функции фагоцитирующих клеток-

циркуляцию с последующим накоплением в

образование эйкозаноидов и дегрануля-цию

очаге воспаления. Моноциты из кровеносного

лизосом

последующим выделением

русла накапливаются в месте воспаления в

гидролитических ферментов, которые могут

больших количествах, обычно соответствующих

облегчать миграцию фагоцитов через основные

первоначальному входу ПМЯЛ. Вновь

мембраны кровеносных сосудов в воспаленные

поступившие клетки подвергаются быстрой

места.

дифференциации, облегчая распознавание и

удаление воспалительного стимула. Моноциты

в очагах воспаления увеличиваются в размерах,

Функции мононуклеарных фагоцитов в

усиливают секреторную деятельность и в конце

местах воспаления

концов превращаются в клетку с эпи-

телиоидными признаками. Образование ги-

От способности мононуклеарных фагоцитов

гантских многоядерных мононуклеарных фа-

удалять стимулы воспаления зависит исход

гоцитов является общим признаком хрониче-

воспалительной реакции: либо ее разрешение,

ского воспалительного процесса; в таких местах

либо прогрессирование с более выраженным

изредка встречаются делящиеся мононук-

проявлением заболевания. В области воспа-

леарные фагоциты.

ления мононуклеарные фагоциты имеют три

различающиеся, но взаимосвязанные функции.

Накопление мононуклеарных фагоцитов

Распознавание и удаление воспалительных

в местах воспаления

стимулов

Накопление мононуклеарных фагоцитов в оча-

Мононуклеарные фагоциты обладают рядом

гах воспаления происходит благодаря несколь-

специальных механизмов распознавания, уда-

ким механизмам. Местные сосудистые изме-

ления и разрушения различных стимулов, ко-

нения приводят к усилению кровотока и по-

торые способны нарушать гомеостаз организма.

вышению проницаемости капилляров, что спо-

Против инфекционных агентов фагоциты

собствует прохождению фагоцитирующих кле-

используют цитотоксические механизмы. К ним

ток через эндотелий в окружающие воспален-

относится образование веществ, содержащих

ные ткани. В очагах воспаления образуются

реактивный кислород

(гидроксильные ионы,

хемотаксические факторы, которые служат

супероксидные радикалы и перекись водорода).

специфическим сигналом к накоплению моно-

Показано, что их продукция тесно связана со

нуклеарных фагоцитов. Формируется химиче-

способностью мононуклеарных фагоцитов

ский градиент, который воспринимается фаго-

экспрессировать внеклеточные цитотоксические

цитирующими клетками с помощью специфи-

и цитоцидные свойства. Затем патогены

ческих мембранных рецепторов. Клетки ориен-

фагоцитируются лизосомной системой клеток;

тируются в направлении градиента и затем

комбинированное

действие

различных

мигрируют вдоль него за счет хемотаксиса. В

гидролизирующих ферментов этой системы

последние годы были идентифицированы

приводит к эффективному разрушению погло-

некоторые хемотаксические вещества и пока-

щенного материала.

зано их высокоаффинное связывание со специ-

Ряд специализированных рецепторных сис-

фическими рецепторами фагоцитирующих

тем мононуклеарных макрофагов облегчает

Мононуклеарные фагоциты

распознавание и фагоцитарное удаление сти-

ской и фагоцитарной активности, а также син-

мулов воспаления. В этом процессе особо важ-

теза белка. Лимфокины усиливают способность

ную роль играют продукты Т- и В-лимфоцитов

макрофагов тормозить рост и вызывать гибель

(рис.

31). Антитела, синтезируемые В-лимфо-

опухолевых клеток и внутриклеточных

цитами, связывают антигены с образованием

паразитов. Кроме того, лимфокины индуцируют

иммунных комплексов. У мононуклеарных фа-

экспрессию на макрофагах

1а антигенов,

гоцитов выявлено несколько (по крайней мере

молекул, кодируемых генами главного ком-

три) различных типов высокоаффинных рецеп-

плекса гистосовместимости, которые необхо-

торов для комплекса антиген-антитело, которые

димы для презентации иммуногенов лимфо-

обеспечивают их распознавание и удаление с

цитам. Молекулярная структура лимфокинов

помощью фагоцитоза. Поскольку они

установлена не полностью, но становится оче-

распознают Fc-фрагменты иммуноглобулинов

видным, что гамма-интерферон обладает не-

иммунных комплексов и в некоторых случаях

которыми важными эффектами лимфокинов в

Fc-фрагменты свободных антител, их называют

отношении макрофагов (см. главу 29), включая

Fc-рецепторами. Другим лигандом для

экспрессию II класса антигенов главного

стимуляции фагоцитоза являются иммунные

комплекса гистосовместимости, рецепторов

комплексы, активированные комплементом,

иммунных комплексов и комплемента, а также

которые связывают рецепторы для СЗЬ.

цитоцидную активность и стимуляцию синтеза

Т-лимфоциты, отвечая на иммуногены,

интерлейкина-1.

синтезируют и выделяют ряд макромолекул,

Связывание воспалительных стимулов спе-

названных лимфокинами

(см. главу

14), ко-

цифическими рецепторами мононуклеарных

торые способствуют удалению воспалительных

фагоцитов инициирует процесс фагоцитоза.

стимулов. Некоторые из этих молекул

Фагоцитоз характеризуется инвагинацией той

проявляют свою активность через мононук-

части плазматической мембраны, к которой

леарные фагоциты. Их эффекты заключаются в

присоединяется воспалительный стимул. Этот

подавлении движения макрофагов и расплас-

процесс опосредуется координированной дея-

тывания клеток при стимуляции метаболиче-

тельностью группы сократительных белков,

Рис. 31. Реакции мононуклеарных фагоцитов на продукты иммунных ответов в

области воспаления.

Лимфоциты, отвечающие на иммуногенные воспалительные стимулы,

продуцируют лимфокины и антитела, которые формируют иммунные

комплексы. Иммунные комплексы генерируют хемотаксические стимулы,

привлекающие ПМН и мононуклеарные фагоциты в область воспаления.

Фагоцитирующие клетки поглощают иммунные комплексы, которые затем

деградируют. Чрезмерная стимуляция фагоцитирующих клеток лимфокинами

или иммунными комплексами ведет к выделению ряда медиаторов воспаления,

в том числе протеиназ, вызывающих разрушение тканей. Кроме того,

мононуклеарные фагоциты выделяют факторы, стимулирующие активность

лимфоцитов, а также пролиферацию соединительной ткани в фиброз.

Глава 6

весьма напоминающих аналогичные белки

(татуировка - типичный пример); альтернатив-

гладких мышц. В фагоцитирующих клетках,

ный этому вариант- миграция клеток из ор-

особенно на периферии цитоплазмы, содер-

ганизма через дыхательную систему или пище-

жится большое количество актина и миозина.

варительный тракт. Кроме того, некоторые

Эти белки, как и некоторые регуляторные бел-

популяции мононуклеарных фагоцитов обла-

ки, были выделены в чистом виде из альвео-

дают специализированными функциями, пред-

лярных макрофагов. Установлено, что обра-

ставляя воспалительный стимул в виде имму-

зование псевдоподий, формирующихся вокруг

ногена клеткам лимфоидной системы. Лимфо-

воспалительных стимулов, связано с мобили-

циты отвечают на иммуноген образованием

зацией ионов кальция, которые стимулируют

специфических веществ, а именно лимфокинов

энергозависимую сборку и функционирование

и антител, которые облегчают функцию моно-

сократительных белков. Окруженный псевдо-

нуклеарных фагоцитов при последующих

подиями стимулятор фагоцитоза оказывается в

встречах с иммуногеном.

вакуоли, называемой фагосомой, которая

направляется к лизосомам. Все эти процессы

возможны лишь при наличии интактных мик-

Презентация антигенов Т-лимфоцитам:

ротрубочек. Лизосомы макрофагов содержат

запуск афферентного звена

большое количество разнообразных протеиназ,

иммунной системы

гликозидаз и липаз с высокой специфической

активностью. Эти ферменты необходимы для

В последние годы было установлено, что мо-

быстрого внутриклеточного разрушения по-

нонуклеарные фагоциты играют решающую

глощенных веществ. Кроме фагоцитоза, моно-

роль в представлении иммуногена лимфоцитам.

нуклеарные фагоциты способны к эндоцитозу

И хотя точные механизмы, лежащие в основе

жидкости (пиноцитозу), осуществляемому спе-

презентации, остаются неясными, известно, что

цифическими и неспецифическими механизма-

в физиологических условиях им-муноген связан

ми. Установлено, что макрофаги перитонеаль-

с мононуклеарными фагоцитами и что между

ной полости мышей интернализируют площадь

клеткой, несущей иммуно-ген, и лимфоцитом

плазматических мембран (эквивалента их общей

возникает прямой физический контакт.

площади) каждые 35 мин; скорость значительно

На рис.

32 показана последовательность

возрастает при стимуляции моно-нуклеарных

представления антигена мононуклеарными фа-

фагоцитов воспалительными стимулами.

гоцитами лимфоцитам, а также последующие

У мононуклеарных фагоцитов определены

события в иммунной системе. Представление

разнообразные эндоцитарные функции, неза-

антигена возможно при сингенности мононук-

висимые от продуктов активированных лим-

леарных фагоцитов и лимфоцитов. Кроме того,

фоцитов. В легких альвеолярные макрофаги

для представления необходима прямая или

посредством фагоцитоза удаляют ряд токси-

непрямая связь между иммуногеном и анти-

ческих и инертных частиц. Длительный контакт

генами 1а. Показано, что антитела к антигенам

с некоторыми веществами, такими как кремний

1а подавляют распознавание Т-лимфоцитами

или асбест, может привести к хроническим

иммуногена, связанного с мононуклеарными

легочным воспалительным заболеваниям,

фагоцитами.

частично

опосредуемым

веществами,

Не все мононуклеарные фагоциты имеют на

выделяемыми макрофагами. Мононуклеарные

своей поверхности la-антигены; их количество

фагоциты могут также участвовать в развитии

зависит не только от ткани, в которой они

атеросклероза. Накопление измененных липо-

находятся, но и от локального микроокружения

протеинов низкой плотности в мононуклеарных

в данный момент времени. Вполне вероятно,

фагоцитах происходит с участием специ-

что

лимфоциты,

отвечающие

на

фических рецепторов и приводит к образованию

представленный им антиген, могут в свою

пенистых клеток, нагруженных эфиром

очередь увеличивать количество мононуклеар-

холестерина. Наличие таких клеток является

ных фагоцитов, несущих la-антиген. Мононук-

характерным признаком атеросклеротических

леарные фагоциты осуществляют также гене-

бляшек.

тический контроль за развитием иммунного

Непереваренные вещества остаются во вто-

ответа. Этот контроль зависит от возможности

ричных лизосомах мононуклеарных фагоцитов

мононуклеарных фагоцитов экспресси-ровать

в месте их первоначального взаимодействия

соответствующие la-антигены, что спо-

Мононуклеарные фагоциты

Рис. 32. Представление мононуклеарными фагоцитами иммуногенов

лимфоцитам.

Иммуногены (темный кружок со стрелкой), к которым относятся вирусы,

паразиты, бактерии, аллергены или токсины, захватываются и процессируются

мононуклеарными фагоцитами. Процессинг включает в себя соединение

специфичного домена молекулы иммуногена с la-детерминантами

(представляют собой фенотипическую экспрессию некоторых генов главного

комплекса гистосовместимости) на поверхности мононуклеарного фагоцита с

последующим физическим представлением Т-лимфоцитам. Т-лимфоциты

пролиферируют и образуют лимфокины, которые обладают рядом

биологических эффектов, в том числе стимуляцией функции мононуклеарных

фагоцитов, относящихся к удалению иммуногена и экспрессии

гиперсенситивности замедленного типа. Т-лимфоциты также рекруитируют В-

лимфоциты и, обладая хелперной функцией, стимулируют их к продукции

антител с последующим образованием иммунных комплексов. Эти иммунные

комплексы фагоцитируются мононуклеарными фагоцитами, таким образом

завершая эффекторную часть защитного процесса организма. (По Rosenthal,

1980.)

собствует клональной экспансии Т- и В-лим-

функций, которые необходимы мононуклеар-

фоцитов для обеспечения синтеза лимфокинов

ным фагоцитам на данной стадии воспали-

и антител.

тельного процесса. Совершенно очевидно, что

продукты секреции имеют важное значение для

Секреторная активность

облегчения удаления патогенных организмов и

других стимулов воспаления, а также для

мононуклеарных фагоцитов

усиления процессов репарации и устранения

Многогранное участие мононуклеарных фаго-

возникших повреждений. Возможно, что не-

цитов в защите организма и в хроническом

которые аспекты хронических воспалительных

воспалении требует от них величайшей функ-

процессов должны учитываться в связи с абер-

циональной подвижности при взаимодействии

рантной секрецией различных продуктов мо-

с другими типами клеток, компонентами со-

нонуклеарных фагоцитов. Некоторые продукты

единительной ткани и воспалительными сти-

секретируются мононуклеарными фагоцитами

мулами во внеклеточной среде. В связи с этим

постоянно, в том числе ферменты лизо-цим и

мононуклеарные фагоциты синтезируют и сек-

липопротеинлипаза,

тогда

как

другие

ретируют большое количество биологически

выделяются лишь при воздействии на моно-

активных медиаторов (табл. 4). Выделение та-

нуклеарные фагоциты воспалительными сти-

ких медиаторов происходит не одновременно:

мулами или продуктами иммунных реакций

они секретируются по мере выполнения тех

(рис. 33).

Глава 6

Таблица 4. Секреторные продукты мононуклеарных фа-

Интерлейкин-1

гоцитов

Гидролитические ферменты

Первоначально интерлейкин-1 был охаракте-

Лизоцим

ризован как секреторный продукт мононук-

Нейтральные протеазы

леарных фагоцитов с молекулярной массой 18

Лизосомные гидролазы

000 дальтон, который опосредует ряд важных

Липопротеиновая липаза

биологических эффектов этих клеток (см. главу

15). Как показывают исследования in vitro, эти

Ингибиторы протеолитических ферментов

эффекты включают следующее: стимуляцию

а2-Макроглобулин a1-Протеазный

ингибитор

пролиферации

тимоцитов;

образование

интерлейкина-2 лимфоцитами; пролиферацию

Факторы, изменяющие клеточную пролиферацию

фибробластов;

синтез

хондроцитами и

Колониестимулирующий фактор Фактор созревания

тимуса Ангиогенный фактор Стимулятор

синовиоцитами нейтральной протеиназы, а

пролиферации фибробластов Интерлейкин-1

также простагландинов и протеиназы; синтез

Фактор-антагонист глюкокортикоидов Фибронектин

гепатоцитами белка острой фазы; хемотаксис

Ростовой фактор, происходящий из тромбоцитов

лейкоцитов; резорбцию костей. In vivo интер-

Эритропоэтин

лейкин-1 вызывает лихорадку, изменение

уровней ионов металлов и повышение уровня

белка острой фазы. Недавно были получены в

чистом виде по крайней мере две формы

Факторы, нарушающие жизнеспособность инфекционных

агентов и эукариотических клеток

человеческого интерлейкина-1 и идентифици-

Перекись водорода

рованы два гена человека, которые кодируют

Гидроксильные радикалы

молекулы, обладающие активностью интер-

Интерферон

лейкина-1.

Листерицидный фактор

Белок, связывающий витамин В12

Фактор некроза опухоли

Гидролитические ферменты

Факторы, имеющие отношение к гуморальным медиаторам

воспаления

Гидролитические ферменты, секретируемые

Все компоненты альтернативного пути и ранние ком-

мононуклеарными фагоцитами в ответ на вос-

поненты классического пути комплемента

палительные стимулы (иммунные комплексы,

Прокоагулянтный фактор Свертывающий фактор

лимфокины), возможно, играют важную роль в

развитии повреждений при хроническом вос-

Рис. 33. Моноиуклеарные фагоциты в

ответ на действие инфекционных

агентов, воспалительных стимулов и

продуктов стимулированных

лимфоцитов вырабатывают широкий

спектр секреторных продуктов

(детальное описание дано Davies, и

соавт., 1981).

Руководство по иммунофармакологии - часть 6