Физиология иммунной системы. Макрофаги и нейтрофилы Базофилы. Тучные клетки

Нейтрофильные сегментоядерные лейкоциты (нейтрофильные грануло- циты, или нейтрофилы) - преобладающая популяция белых клеток крови. Развитие нейтрофилов контролируется цитокинами, из которых главную роль играет G-CSF, а вспомогательную - GM-CSF, IL-3 и IL-6. Повышение содержания нейтрофилов в условиях воспаления регулируется цитокинами IL-17 и IL-23. IL-23 индуцирует образование IL-17, а он стимулирует выработку G-CSF.
В крови человека содержится 2,0-7,5х109/л нейтрофилов, что составляет 50-70% от общего числа лейкоцитов крови; также в крови присутствует некоторое количество (0,04-0,3х109/л, т.е. 1-6%) палочкоядерных форм нейтрофилов, не завершивших созревание. Ядро таких клеток не сегментировано, хотя и имеет уплотненную структуру хроматина. В кровотоке присутствует только 1-2% общего числа зрелых нейтрофилов в организме (остальные представлены в тканях, преимущественно в костном мозгу). Срок их пребывания в циркуляции составляет 7-10 ч.
После кратковременной циркуляции нейтрофилы покидают кровоток и мигрируют в ткани. Примерно 30% нейтрофилов, выходящих из кровотока, мигрируют в печень и костный мозг; около 20% - в легкие (точнее в их микроциркуляторное русло); около 15% - в селезенку. Основными хемо- таксическими факторами для нейтрофилов служат лейкотриен В4 и IL-8, в небольших количествах вырабатываемые в тканях. Миграция происходит с участием молекул адгезии (Р2-интегрины, Р- и Е-селектины), а также фермента эластазы, секретируемого самими нейтрофилами. Через 3-5 сут пребывания в тканях нейтрофилы подвергаются спонтанному апоптозу, т.е. запрограммированной гибели (см. раздел 3.4.1.5), и их фагоцитируют резидентные макрофаги, что предотвращает нанесение ущерба окружающим клеткам. В настоящее время допускается возможность превращения небольшой фракции тканевых нейтрофилов в долгоживущую форму и даже их дифференцировки в макрофаги. В целом функция тканевых нейтрофилов остается невыясненной.
Диаметр нейтрофилов составляет 9-12 мкм. Им свойственна уникальная морфология: ядро сегментированное (обычно состоит из 3 сегментов) с плотно упакованным хроматином (гетерохроматином); цитоплазма содержит нейтральные (по данным окрашивания) гранулы, что и определяет название этих клеток. Особенности хроматиновой структуры ядра (недоступность промоторных участков для дифференцировочных факторов) значительно ограничивает экспрессию генов и синтез макромолекул нейтрофилами de novo. Тем не менее, вопреки ранее существовавшим представлениям, нейтрофилы сохраняют способность к биосинтезу, хотя и в ограниченном масштабе.
Поскольку нейтрофилы имеют характерную морфологию, потребность в определении их мембранного фенотипа возникает только при специальном цитометрическом анализе (табл. 2.1). Для нейтрофилов характерна экспрессия на поверхности клетки ряда молекул: CD13 (аминопептидаза N, рецептор для ряда вирусов), CD14 - рецептора для липополисахарида (ЛПС) (представлен в меньших количествах, чем на моноцитах), в2-интегринов (LFA-1, Mac-1 и p155/95); Fc-рецепторов , рецепторов для компонентов комплемента (CR1, CR3 и CR4), рецепторов для хемотаксических факторов (C3aR, С5аR, рецептор для лейкотриена B4). Под влиянием ряда цитокинов (прежде всего GM-CSF) нейтрофилы экспрессируют молекулы MHC класса II (MHC-II); молекулы МНС-I экспрессируются на них конститутивно. Наиболее важные молекулы, определяющие развитие, миграцию и активацию нейтрофилов, - рецепторы для G-CSF (основного фактора, регулирующего их развитие), а также для IL-17 и IL-23, основного хемотаксического фактора - IL-8 (CXCR1, CXCR2) и хемокина, определяющего связь нейтрофилов с тканями - SDF-1 (CXCR4).
Таблица 2.1. Мембранные молекулы нейтрофилов, эозинофилов и моноцитов

Окончание табл. 2.1

Группа молекул	Нейтрофилы	Эозинофилы	Моноциты
Лектиновые рецепторы	Дектин-1		DC-SIGN, дектин-1
Fc-рецепторы	FcyRII, FcyRIII, FcaR; при активации - FcyRI	FcyRII, FcyRIII, FceRI, FceRII, FcaR; при активации - FcyRI	FcyRI, FcyRII, FcyRIII; при активации - FcaR
Рецепторы комплемента	CR1, CR3; C3aR, C5aR, C5L2	CR1; C3aR	CR1, CR3, CR4; C3aR, C5aR
Цитокиновые рецепторы	Для G-CSF, GM- CSF, IL-3, IL-17	Для GM-CSF, IL-3, IL-4, IL-5, IL-13	Для M-CSF, GM- CSF, IFNy, IFNa/p, IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-6, IL-10, IL-15, IL-21, TNFa и т.д.
Хемокиновые рецепторы	CXCR1, CXCR2, CXCR3, CXCR4	CCR1, CCR2, CCR3, CCR5	CCR1, CCR2, CCR3, CCR5, CX3CR1
Интегрины	P2 - LFA-a, Mac-1, aDP2; рецептор - ICAM-2	Pj - VLA-4; P2 aD?2	Р1 - VLA-1, VLA-2, VLA-4, VLA-5, VLA-6; p2 - LFA-1, Mac-1, p150, p45, aDP2; рецепторы - ICAM-2, ICAM-3
Молекулы главного комплекса гистосовместимости (MHC)		MHC-I; при активации - MHC-II	MHC-I, MHC-II (при активации усиливается)
Костимулирую- щие молекулы		При активации - CD154	CD86 (слабо); при активации - CD80, CD86
Другие молекулы	CD14, CD13	CD9	CD14, CD13

Наибольшее своеобразие свойственно гранулам нейтрофилов (табл. 2.2), представляющим разновидность лизосом. Различают 4 разновидности гранул этих клеток: азурофильные (первичные), специфические (вторичные), желатиназные (третичные) и секреторные везикулы. Специфические гранулы содержат ферменты, проявляющие свою активность при нейтральных и слабощелочных значениях рН: лактоферрин, щелочную фосфатазу, лизоцим, а также белок BPI, связывающий витамин В12. Маркерами этой разновидности гранул служат лактоферрин и мембранная молекула CD66. В специфических гранулах содержится большое количество фермента NADPН-оксидазы, катализирующего «кислородный взрыв» и образование активных форм кислорода - главных факторов бактерицидности фагоцитов. Азурофильные гранулы содержат широкий набор гидролаз и других ферментов, активных при кислых значениях рН: миелопероксидазу, а-фукозидазу, 5’-нуклеотидазу, р-галактозидазу, арилсульфатазу, а-ман- нозидазу, N-ацетилглюкозаминидазу, p-глюкуронидазу, кислую глицеро- фосфатазу, лизоцим (мурамилидазу), нейтральные протеазы (серпроциди- ны) - катепсин G, эластазу, коллагеназу, азурацидин, а также дефензины, кателицидины, лактоферрин, гранулофизин, кислые глюкозаминоглика- ны и другие вещества. Маркерами азурофильных гранул служат фермент миелопероксидаза и мембранная молекула CD63. Желатиназные (третичные) гранулы в соответствии с названием содержат желатиназу. Наконец, четвертый тип гранул - секреторные везикулы - содержат щелочную фосфатазу.
Таблица 2.2. Свойства гранул клеток врожденного иммунитета

Тип клеток	Разновидность гранул	Состав гранул	Функциональное назначение содержимого
Нейтрофилы	Специфические (вторичные)	NAGPH-оксидаза, лак- тоферрин, щелочная фосфатаза, лизоцим и т.д.	Быстрая фаза бактериолиза
	Азурофильные (первичные)	Миелопероксидаза, кислые гидролазы, лизоцим, дефензины, нейтральные протеазы (серпроцидины) и т.д.	Медленная фаза бактериолиза
	Желатиназные (третичные)	Желатиназа	Обеспечение миграции
	Секреторные везикулы	Щелочная фосфатаза	Взаимодействие с микроокружением
Эозинофилы	Специфические (крупные, вторичные)	Главный основный белок, катионный белок, пероксидаза, нейротоксин, коллаге- наза, миелопероксидаза, цитокины: GM-CSF, TNFa, IL-2, IL-4, IL-6	Внеклеточный цитолиз
	Мелкие	Арилсульфатаза В, кислая фосфатаза, пероксидаза	Бактерицидность
	Первичные	Лизофосфолипаза (в кристаллах Шарко -Лейдена)	Липидный метаболизм
	Липидные тельца	Арахидоновая кислота, липоксигеназа, циклоксигеназа	Выработка эйкозано- идов
Тучные клетки	Базофильные	Гистамин, протеазы, пептидогликаны, гли- козаминогликаны, протеин Шарко-Лейдена, пероксидаза	Предобразованные факторы немедленной аллергии

Окончание табл. 2.2

При стимуляции нейтрофилов в первую очередь происходит высвобождение содержимого секреторных пузырьков. Преодолевать базальные мембраны нейтрофилам позволяет секрет желатиназных гранул. Специфические, а затем азурофильные гранулы сливаются с фагосомами в процессе фагоцитоза (через 30 с и 1-3 мин после поглощения частицы соответственно). Комплекс бактерицидных факторов, присутствующих в гранулах, обеспечивает разрушение многих микроорганизмов (см. раздел 2.3.5). Наиболее эффективно содержимое гранул повреждает стрептококки, стафилококки и грибы (включая кандиды). Содержимое гранул, особенно азурофильных, может секретироваться в результате дегрануляции. После дегрануляции восстановления гранул не происходит.
Наряду с моноцитами/макрофагами нейтрофилы рассматривают как основные фагоцитирующие клетки (см. 2.3.4). При этом нейтрофилы мигрируют из крови в очаг воспаления значительно быстрее моноцитов (табл. 2.3). Скорость мобилизации нейтрофилов дополняется их способностью развивать метаболические процессы («кислородный взрыв») в течение секунд. Все это делает нейтрофилы оптимально приспособленными для осуществления ранних этапов иммунной защиты в рамках острой воспалительной реакции.
Таблица 2.3. Функциональные различия нейтрофилов и моноцитов/макрофагов

Свойство	Нейтрофилы	Моноциты/макрофаги
Сроки жизни	Короткий (3-5 сут)	Длительный (недели, месяцы)
Темп мобилизации и активации	Быстрый (минуты)	Более медленный (часы)
Длительность активации	Короткая (минуты)	Длительная (часы)
Способность к пиноцитозу	Умеренная	Высокая
Способность к фагоцитозу	Очень высокая	Высокая
Регенерация мембраны	Отсутствует	Происходит
Реутилизация фагосом	Невозможна	Возможна
Нелизосомная секреция	Отсутствует	Имеется
Fc-рецепторы	FcyII, FcyIII; при	FcyI (спонтанно), FcyII,
	активации - FcyI	FcyIII

Лейкоциты в крови представлены пятью типами клеток (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, лимфоциты и моноциты ), различных по функциональным и морфологическим признакам, в отличие от эритроцитов, популяция которых однородна. Анализ общего количества лейкоцитов позволяет определить общее (суммарное) количество всех типов клеток, в отличие от дифференциального анализа, с помощью которого определяют количество каждого отдельного типа лейкоцитов.

Повышение уровня лейкоцитов в крови - основной признак заболеваний, которые сопровождаются патологическими процессами, таких как воспаление, инфекции, онкология. Снижение уровня лейкоцитов встречается реже и является признаком нарушения функции иммунной системы, в результате появляется высокий риск возникновения инфекционных заболеваний.

Полноценная верификация субпопуляции лейкоцитов, особенно при лечении больных с онкогематологической патологией, имеет принципиальное значение. Поэтому сегодня в медицинской практике широкое применение приобрела технология проточной цитофлуориметрии.

ФИЗИОЛОГИЯ

Как и другие форменные элементы крови (эритроциты и тромбоциты), лейкоциты формируются в костном мозге из плюрипотентных (полипотентных) стволовых клеток (см рисунок 1).

Рисунок 1. Формирование и развитие клеток крови

Нейтрофилы

Нейтрофилы - самая многочисленная разновидность лейкоцитов, циркулирующих в крови (их доля составляет 45-70% от общего количества лейкоцитов. В структуру зрелого нейтрофила входят сегментированное ядро и темно-фиолетовые гранулы, находящиеся в цитоплазме. Основная функция нейтрофилов - проникать в ткани и уничтожать там инфекцию. Зрелые нейтрофилы, покидая костный мозг, находятся в циркулирующей крови около 8 часов - остальное время (примерно 5-8 суток) они находятся в тканях, после чего погибают.

В места воспаления или очага инфекции нейтрофилы «привлекают» выделяемые бактериями и другими клетками (макрофагами, лимфоцитами, базофилами) химические вещества (хемотаксические факторы, или хемокины). Проникая в ткани, нейтрофилы окружают инфекцию и поглощают ее - этот процесс называется фагоцитоз . В нейтрофилах образуются специальные ферменты и высокоактивные свободные радикалы, которые убивают инфекцию. В качестве свидетельства функционирования нейтрофилов может выступать гной (густая жидкость), который образуется в месте воспаления. Гной состоит в основном из ослабленных и мертвых нейтрофилов, фрагментов бактериальных клеток и других клеточных остатков, которые образуются в процессе фагоцитоза, вызванного пиогенной (гноеродной) инфекцией.

Эозинофилы

Эозинофилы локализуются в местах воспаления, вызванных аллергическими реакциями (например, бронхиальной астмой или сенной лихорадкой). Одним из компонентов патогенеза аллергических заболеваний является высвобождение химических веществ из эозинофилов.

Базофилы

В крови содержится очень мало базофилов, а в периферической крови они встречаются очень редко. В структуру базофила входит дольчатое ядро, которое маскируется крупными темно-синими гранулами.

Базофилы мигрируют в ткани, где созревают в тучные клетки. При активации из тучных клеток высвобождается большое количество химических медиаторов, среди которых хемотаксический фактор (привлекает нейтрофилы), гистамин (расширяет кровеносные сосуды, тем самым усиливая кровоток в пораженной области), гепарин (антикоагулянт, способствующий восстановлению поврежденных кровеносных сосудов).

Моноциты

В структуру моноцита входит несегментированное овальное или округлое ядро и цитоплазму, в которой обычно отсутствуют гранулы. В крови моноциты циркулируют недолго (примерно 20-40 часов), после чего проникают в ткани, где созревают в макрофаги , которые участвуют в фагоцитозе, как и нейтрофилы. Помимо фагоцитоза, макрофаги выполняют другую важную задачу - перерабатывают и представляют антигены (чужеродные белки) Т-лимфоцитам, чтобы запустить клеточный иммунный ответ . Также макрофаги принимают участие в важном физиологическом процессе - когда эритроцит становится нежизнеспособным, макрофаги обеспечивают их разрушение.

Лимфоциты

Среди всех лейкоцитов, циркулирующих в крови, лимфоциты составляют 20-40% - это вторая по численности разновидность иммунных клеток. Лимфоциты, как и другие форменные элементы крови, образуются в костном мозге. Однако некоторые из этих лимфоцитов нуждаются в дополнительном формирование в тимусе (вилочковой железе) - это Т-лимфоциты (или тимусозависимые лимфоциты . Среди всех циркулирующих в крови лимфоцитов доля Т-лимфоцитов составляет около 70%. Остальные 30% - В-лимфоциты . Также существую NK-лимфоциты (естественные (натуральные) киллеры - Natural killer cells; NK-cells) - популяция «ни Т- ни В-лимфоцитов», обладающих выраженной цитотоксичностью к опухолевым и инфицированным клеткам.

Лимфоциты, как и нейтрофилы, принимают участие в иммунной защите организма от действия патогенных элементов (инфекции). В B-лимфоцитах образуются антитела (иммуноглобулины, Ig) - белки, которые обладают способностью связывать антигены (чужеродные белковые соединения). Микробы (грибки, бактерии, вирусы и т.д.) на своей поверхности содержат особые белки, действующие как антигены. Антитела связывают эти поверхностные антигены, тем самым предупреждая проникновение вирусов и бактерий в тканевые клетки. Кроме этого, окруженный антителами микроб более подвержен фагоцитозу нейтрофилами и макрофагами. Также антитела связывают и нейтрализуют токсины, выделяемые микробами.

Несмотря на то, что антитела эффективно действуют вне клетки, они не способны проникать в саму клетку, поэтому неэффективны против внутриклеточной инфекции. Для борьбы с инфекцией, проникшей в клетку, иммунная система направляет Т-лимфоциты.

Одним из достоинств Т- и B-лимфоцитов, в отличие от других клеток крови, является способность «запоминать» микробы, с которыми им приходилось «иметь дело». Поэтому в случае последующего инфицирования (заражения), иммунная система реагирует гораздо быстрее и эффективнее. То есть, лимфоциты обеспечивают приобретенный иммунитет , поэтому люди редко страдают повторно одним и тем же инфекционным заболеванием, так как при первом контакте вырабатывается иммунитет, обеспечивающий защиту с той же инфекцией.

На функцию NK-лимфоцитов не влияет механизм приобретенного иммунитета - они вместе с нейтрофилами, эозинофилами, базофилами и моноцитами участвуют в обеспечении врожденного иммунитета .

АНАЛИЗ НА ФОРМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КРОВИ

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА
(количество лейкоцитов и дифференциальный подсчет)

Референсные значения

Общее количество лейкоцитов		3,7-9,5 × 10 9 /л
Общее количество лейкоцитов		3,9-11,1 × 10 9 /л
Дифференциальное количество лейкоцитов	Нейтрофилы	2,5-7,0 × 10 9 /л
	Лимфоциты	1,5-4,0 × 10 9 /л
	Моноциты	0,2-0,8 × 10 9 /л
	Эозинофилы	0,04-0,44 × 10 9 /л
	Базофилы	0,01-0,10 × 10 9 /л
Уровень лейкоцитов в крови у новорожденных очень высокий - 5,0-26,0 × 10 9 /л. В течение первых двух месяцев жизни ребенка количество лейкоцитов в крови снижается до 8,0-18,0 × 10 9 /л и достигает нормальных показателей (как у взрослых) к 12-15-летнему возрасту.

Критические значения

Критическим значением считается, когда количество лейкоцитов < 2,0 × 10 9 /л или > 30,0 × 10 9 /л.

Термины при интерпретации результатов анализа

Полиморфно-ядерные клетки - «клетки с разнообразными формами ядра». Этот термин применяется ко всем лейкоцитам с дольчатыми и сегментированными ядрами (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы). Моноциты и лимфоциты не относятся к полиморфно-ядерным клеткам, поскольку имеют ядра более правильной формы.

Гранулоциты - все лейкоциты, в цитоплазме которых содержатся ядра: нейтрофилы, эозинофилы, базофилы. Моноциты и лимфоциты не относятся к гранулоцитам.

Агранулоцитоз - полное отсутствие или очень низкий уровень гранулоцитов в крови.

Фагоциты - клетки, способные к фагоцитозу (поглощению инородных структур). К фагоцитам относятся нейтрофилы, базофилы, эозинофилы и моноциты. Лимфоциты не относятся к фагоцитам.

Лейкоцитоз - повышение общего количества лейкоцитов в крови.

Нейтрофилия, Эозинофилия, Базофилия - повышение уровня нейтрофилов, эозинофилов или базофилов в крови.

Лимфоцитоз - повышение количества лимфоцитов в крови.

Лейкопения - снижение количества лейкоцитов в крови.

Нейтропения - снижение количества нейтрофилов в крови.

Лимфоцитопения - снижение количества лимфоцитов в крови.

Панцитопения - снижение уровня всех форменных элементов крови: лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов.

Термины при описании микроскопического исследования лейкоцитов

Увеличение количества палочкоядерных форм - палочкоядерные клетки (незрелые нейтрофилы) легко распознаются благодаря несегментированной форме ядра. В нормальном состоянии (здоровья) содержание палочкоядерных клеток в крови составляет около 3%. Повышение их уровня свидетельствует об усиленном производстве нейтрофилов в костном мозге в ответ на инфекцию.

Сдвиг влево - еще одно название, описывающее повышение количества пасочкоядерных форм.

Бластные клетки - незрелые клетки лейкоцитов, которые в нормальном (здоровом) состоянии никогда не встречаются в крови. Присутствие бластных клеток в крови всегда означает лейкоз .

ПРИЧИНЫ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ ЛЕЙКОЦИТОВ

Лейкоцитоз развивается, как правило, в результате инфекции, воспалительного процесса или других повреждений тканей. Поскольку основная функция лейкоцитов - защита организма от инфекции, - соответственно при условии инфицирования их количество увеличивается. Очень важно уметь отличать реактивный (доброкачественный) лейкоцитоз от лейкоза (злокачественного заболевания крови, при котором также увеличивается количество лейкоцитов).

Лейкозы - группа злокачественных заболеваний с поражением костного мозга, характеризующихся неконтролируемой пролиферацией одного клона (вида) незрелых клеток с подавлением процесса формирования нормальных клеток крови. В зависимости от клинического течения заболевания (острого или хронического), а также от вида клеток, дающих начало злокачественному процессу (лимфоидные клетки - предшественники лимфоцитов; миелоидные клетки - предшественники эритроцитов, тромбоцитов, гранулоцитов и моноцитов), практически все лейкозы относятся к одной из четырех групп (типов):

Острый миелолейкоз
Хронический миелолейкоз
Острый лимфолейкоз
Хронический лимфолейкоз

ОСНОВНЫЕ ПРИЗНАКИ ЧЕТЫРЕХ ТИПОВ ЛЕЙКОЗОВ

Острый миелолейкоз	Острый лимфолейкоз	Хронический миелолейкоз	Хронический лимфолейкоз
Наиболее растпространенная форма острого лейкоза. У детей встречается редко. Вероятность возникновения патологии увеличивается с возрастом	Около 80% случаев диагностируется у детей с пиком заболеваемости в 3-4-летнем возрасте.	На этот тип приходится примерно 15-20% случаев лейкоза. Патология часто развивается в возрасте 40-60 лет, но может быть обнаружена в любом возрасте.	Самая распространенная форма лейкоза (примерно 30% всех случаев лейкозов). Патология развивается преимущественно у лиц старше 50 лет
FAB-классификация (франко-американо-британская классификация), основанная на признаках аномальных клеток, идентифицирует 8 типом острого миелолейкоза (M0-M7)	FAB-классификация идентифицирует 3 типа острого лимфолейкоза (L1-L3)*	FAB-классификация не идентифицирует и не выделяет типов
При отсутствии лечения приводит к летальному исходу		Патология прогрессирует медленно, на протяжение нескольких лет. Затем может наступить острая прогрессивная стадия	Патология прогрессирует медленно, на протяжение нескольких лет.
К моменту постановки диагноза выраженные симптомы могут отсутствовать. Основные признаки острого миелолейкоза: слабость, сонливость в результате анемии; инфекция и лихорадка гематомы и аномальные кровотечения из-за снижения уровня тромбоцитов	На момент постановки диагноза как правило наблюдаются клинические проявления. Основные признаки острого лимфолейкоза: слабость, сонливость в результате анемии; инфекция и лихорадка из-за низкого уровня зрелых лейкоцитов, способных функционировать; гематомы и аномальные кровотечения из-за снижения уровня тромбоцитов; часто наблюдается инфильтрация ЦНС , в результате чего возникает головная боль, тошнота, рвота	К моменту постановки диагноза выраженные симптомы появляются не всегда. К основным клиническим проявлениям относят: слабость и одышка при нагрузке из-за прогрессирующей анемии; гематомы и аномальные кровотечения из-за снижения уровня тромбоцитов; обильное потоотделение во время сна; снижение массы тела	При постановке диагноза примерно 25% больных не жалуются на состояние здоровья - патология обнаруживается при анализе крови. такой период «благополучия» может продолжаться несколько лет, затем возникают симптомы, как при хроническом миелолейкозе.
Лечение начинают с химиотерапии (в комбинации из трех цитостатических препаратов). Транспалнтация костного мозга рассматривается в случае безуспешной химиотерапии у молодых пациентов. Несмотря на то, что около 80-90% молодых пациентов достигают ремиссии, вылечить удается примерно 30% больных.** У пожилых пациентов прогноз хуже	Лечение начинают с химиотерапии (в комбинации из трех или четырех цитостатических препаратов). Транспалнтация костного мозга рассматривается в случае безуспешной химиотерапии.*** Эффективность химиотерапии отмечается у большинства детей и примерно у 30% взрослых	Для больных до 40 лет в качестве терапии первой линии применяют трансплантацию костного мозга. В качестве альтернативного лечения назначают химиотерапию в комбинации: Бусульфан - Интерферон-α - Гливек (Иматиниб) Вылечить можно только при условии трансплантации костного мозга	Лечение не назначают до момента проявления первых симптомов. С помощью химиотерапии можно контролировать состояние пациентов, но не вылечить. Продолжительность жизни больного может варьироваться от 1 года до 20 лет (как правило - 3-4 года).
* - FAB-классификация в настоящее время не имеет клинического значения. Для определения группы риска заболевания сегодня применяют генетическую и иммунологическую классификацию. - Трансплантация гемопоэтических клеток назначается пациентам с неблагоприятным прогнозом, основанном на совокупности цитогенетических и клинико-гематологических показателей. * - лучевая терапия показана всем больным. Трансплантация гемопоэтических клеток назначают пациентов с высоким риском патологии.

Из-за того, что при лейкозе развитие нормальных клеток крови подавлено, к основным симптомам злокачественной патологии относится анемия (вызванная дефицитом эритроцитов), склонность к кровотечениям (по причине снижения уровня тромбоцитов) и высокая предрасположенность к инфекционным заболеваниям (вызванная снижением количества нормальных лейкоцитов).

В независимости от того, какой вид лейкоцитоза обнаружен у пациента (реактивный или злокачественный), анализ крови показывает преобладание одного из пяти типов лейкоцитов. Определить преобладающий тип лейкоцитов позволяет их дифференциальный подсчет . Так как повышение уровня определенного типа лейкоцитов имеет свой ряд причин, дифференциальный подсчет позволяет диагностировать возможную патологию, которая вызвала это состояние.

Нейтрофилия

Нейтрофилия - повышение количества нейтрофилов в крови - наиболее распространенное состояние, среди других состояний, при которых увеличивается количество лейкоцитов других типов.

Реактивная нейтрофилия может быть признаком следующих состояний:

Большинство острых заболеваний, вызванных бактериальной инфекцией. При гнойных инфекциях, вызванных стрептококками и стафилококками показатели нейтрофилов особенно высокие - до 50 × 10 9 /л
Неспецифические острые воспаления (например, воспаления кишечника, ревматоидный артрит и др.)
Повреждения тканей при травмах, хирургических вмешательствах, инфарктах, ожогах и др.
Солидные опухоли (например, при раке легких количество нейтрофилов повышается в ответ на некротические изменения тканей, которые сопровождают рост опухоли)
Беременность и роды
Чрезмерное физическое напряжение

Злокачественная нейтрофилия

Хронический миелоидный лейкоз характеризуется значительным увеличением количества лейкоцитов (часто более 50 × 10 9 /л, иногда выше 500 × 10 9 /л), представленных клетками преимущественно миелоидного ряда, среди которых преобладают нейтрофилы.

Лимфоцитоз

Причиной развития реактивного лимфоцитоза могут быть следующие патологии:

Инфекционный мононуклеоз (лимфоидно-клеточная ангина) - острое инфекционное заболевание, возбудителем которого является вирус Эпштейна-Барр . При мононуклеозе часто наблюдается картина изолированного лимфоцитоза (особенно среди подростков и молодых людей). Основные симптомы мононуклеоза: боль в горле, головная боль, повышенная утомляемость, лихорадка, тошнота. Наблюдается увеличение шейных лимфоузлов. Через несколько дней после начала заболевания количество лейкоцитов увеличивается до 10-30 × 10 9 /л, потом постепенно снижается и через 1-2 месяца возвращается в пределы нормы.
Другие, менее частые вирусные заболевания : цитомегаловирусная инфекция, краснуха, ветряная оспа, вирусный гепатит, ранние стадии ВИЧ-инфекции.
Хронические бактериальные инфекции (например, длительный туберкулез).
Другие инфекции: токсоплазмоз (возбудитель Toxoplasma gondii), коклюш (возбудитель Bordetella pertussis) и др.

Причиной развития лейкоцитоза также могут быть онкологические заболевания :

Хронический лимфолейкоз. Общий уровень лейкоцитов часто повышается до 50-100 × 10 9 /л. При этом большинство клеток представлено зрелыми лейкоцитами. У пожилых людей выраженный лимфоцитоз (выше 50 × 10 9 /л) с большой вероятностью является признаком хронического лимфолейкоза.
Неходжкинская лимфома (злокачественная опухоль лимфатических узлов) в некоторых случаях может вызвать лимфоцитоз.

Эозинофилия

По сравнению с нейтрофилией и лимфоцитозом, эозинофилия встречается гораздо реже. Наиболее распространенными причинами развития эозинофилии являются:

Аллергия (астма, пищевая аллергия, экзема, сенная лихорадка и др)
Гельминтозы (круглые и ленточные черви, Schistosoma, Strongyloides и др).
Ходжкинская лимфома (очень редко).

Моноцитоз и базофилия

Повышение уровня этих клеток в крови встречается не так часто. Моноцитоз, как правило, наблюдается при туберкулезе, подостром бактериальном эндокардите и других хронических инфекционных заболеваниях, вызванных бактериями. Высокий уровень базофилов может быть вызван хроническим миелолейкозом.

ЛЕЙКОПЕНИЯ

Лейкопения обнаруживается гораздо реже, чем лейкоцитоз. Снижение уровня лейкоцитов в большинстве случаев происходит за счет снижения количества нейтрофилов или лимфоцитов (или нейтрофилов и лимфоцитов вместе).

Нейтропения

Вирусные заболевания (грипп, эпидемический паротит, вирусный гепатит, ВИЧ-инфекция) вызывают нейтропению. Сочетание нейтропении и лимфоцитоза объясняет, почему при некоторых вирусных патологиях общее количество лейкоцитов может оставаться в пределах нормы несмотря на снижение уровня нейтрофилов.
Массивная бактериальная инфекция. Бывают случаи, когда при тяжелых формах инфекционных заболеваний костный мозг не способен производить необходимое количество нейтрофилов.
Апластическая анемия - состояние, вызванное дефицитом стволовых клеток в костном мозге. Отметим, что апластическая анемия может вызвать не только угрожающую жизни нейтропению, но и недостаточность всех типов клеток крови. В большинстве случаев причину возникновения апластической анемии определить невозможно, однако известны случаи, когда это состояние провоцируют некоторые лекарственные препараты, особенно цитотоксические (используют для химиотерапии), некоторые антибактериальные препараты (например, хлорамфеникол) и препараты золота (используются при лечении ревматоидного артрита). Также причиной развития апластической анемии может быть лучевая терапия, применяемая при лечении некоторых видов рака. Кроме этого, одной из причин ограничения применения рентгеновского излучения с целью диагностики является риск развития апластической анемии.
Острый лейкоз. При остром лейкозе злокачественные клетки пролиферируют в ущерб развитию нормальных клеток крови, что также проявляется нейтропенией. Много видов рака метастазируют в костную ткань, откуда злокачественные клетки инфильтрируют костный мозг и подавляют процесс образования клеток крови. То есть, нейтропения может выступать в роли признака запущенной формы рака.

Лимфоцитопения

СПИД. ВИЧ (вирус иммунодефицита человека), который вызывает синдром приобретенного иммунодефицита человека (СПИД), оказывает свое опустошительное действие путем избирательного поражения Т-лимфоцитов. Вирус проникает внутрь Т-лимфоцитов, где и размножается, вызывая гибель клеток. Поэтому при СПИДе происходит прогрессирующая деструкция Т-лимфоцитов, что в результате приводит к развитию тяжелой формы прогрессирующей лимфоцитопении.
Аутоиммунная деструкция лимфоцитов (например, при системной красной волчанке) - одна из причин развития лимфоцитопении.
Острые воспалительные состояния (например, болезнь Крона, панкреатит, аппендицит) могут сопровождаться легкой формой лимфоцитопении.
Травмы, хирургические вмешательства, ожоги.
Грипп
Глубокий дефицит лимфоцитов является признаком некоторых врожденных заболеваний новорожденных, например, синдром Ди Георга (при этом заболевании недостаточно развита вилочковая железа (тимус), в результате чего ребенок рождается без Т-лимфоциов); или тяжелый синдром комбинированного иммунодефицита (SCID) , который характеризуется недостатком B- и Т-лимфоцитов.

ПОСЛЕДСТВИЯ НАРУШЕНИЯ УРОВНЯ ЛЕЙКОЦИТОВ

Повышение количества лейкоцитов в крови всегда является признаком активации иммунитета (защитной реакции организма) против инфекции, воспалительных процессов, повреждений. То есть, лейкоцитоз является естественным физиологическим процессов и, как правило, не приводит к каким-либо последствиям. Бывают случаи, когда при лейкозе уровень лейкоцитов достигает настолько высоких показателей (более 100 × 10 9 /л), что может привести к повышению вязкости крови, уменьшая ее текучесть - такое состояние называют гиперлейкоцитоз (при этом лейкоциты закупоривают микроциркуляторное русло в разных тканях и органах, тем самым нарушая в них кровоток и может представлять угрозу для жизни).

При лейкопении организм подвержен разного рода инфекционным заболеваниям. Такое состояние имеет явные клинические проявления, когда уровень нейтрофилов опускается ниже 1,0 × 10 9 /л, особенно при бактериальной инфекции полости рта и глотки. Без необходимого количества нейтрофилов эти инфекции не могут разрешится, в результате в местах инфицирования образуются изъязвления. Больные, количество нейтрофилов у которых не превышает 1,5 × 10 9 /л, рискуют умереть от неконтролируемой бактериальной инфекции. Для таких пациентов серьезную угрозу жизни представляют даже обычные (непатогенные) микроорганизмы, которые обитают на поверхности кожи. Поэтому они нуждаются в особом уходе, направленном на снижение риска возникновения инфекции.

Тяжелая лифмоцитопения значительно эффективность иммунного ответа, тем самым подвергая больного высокому риску инфицирования грибами, бактериями и вирусами. Так, в результате снижения уровня Т-лимфоцитов, больные СПИДом страдают угрожающими жизни инфекциями.

Лейкоцитарная формула – процентное соотношение различных видов лейкоцитов (подсчитывают в окрашенных мазках крови). Исследование лейкоцитарной формулы имеет большое значение в диагностике большинства гематологических, инфекционных, воспалительных заболеваний, а также для оценки тяжести состояния и эффективности проводимой терапии. Изменения лейкоцитарной формулы имеют место при целом ряде заболеваний, но порой они являются неспецифическими.

Лейкоцитарная формула имеет возрастные особенности (у детей, особенно в период новорождённости, соотношение клеток резко отличается от взрослых).

Лейкоциты (WBC – White Blood Cells, белые кровяные клетки)

Лейкоциты крови представлены гранулоцитами, в цитоплазме которых при окрашивании выявляется зернистость (нейтрофильные, эозинофильные и базофильные лейкоциты), и агранулоцитами, цитоплазма которых не содержит зернистости (лимфоциты и моноциты). Около 60% общего числа гранулоцитов находится в костном мозге, составляя костномозговой резерв, 40% - в других тканях и лишь менее 1% - в периферической крови.

Различные виды лейкоцитов выполняют разные функции, поэтому определение соотношения разных видов лейкоцитов, содержания молодых форм, выявление патологических клеточных форм несет ценную диагностическую информацию.

Варианты изменения (сдвига) лейкоцитарной формулы:

Сдвиг лейкоцитарной формулы влево – увеличение количества незрелых (палочкоядерных) нейтрофилов в периферической крови, появление метамиелоцитов (юных), миелоцитов;
Сдвиг лейкоцитарной формулы вправо – уменьшение нормального количества палочкоядерных нейтрофилов и увеличение числа сегментоядерных нейтрофилов с гиперсегментированными ядрами (мегалобластная анемия, болезни почек и печени, состояние после переливания крови).

Нейтрофильные лейкоциты (нейтрофилы)

Наиболее многочисленная разновидность белых клеток крови, они составляют 45-70% всех лейкоцитов. В зависимости от степени зрелости и формы ядра в периферической крови выделяют палочкоядерные (более молодые) и сегментоядерные (зрелые) нейтрофилы. Более молодые клетки нейтрофильного ряда – юные (метамиелоциты), миелоциты, промиелоциты – появляются в периферической крови в случае патологии и являются свидетельством стимуляции образования клеток этого вида. Длительность циркуляции нейтрофилов в крови составляет в среднем примерно 6,5 часов, затем они мигрируют в ткани.

Участвуют в уничтожении проникших в организм инфекционных агентов, тесно взаимодействуя с макрофагами (моноцитами), Т- и В-лимфоцитами. Нейтрофилы секретируют вещества, обладающие бактерицидными эффектами, способствуют регенерации тканей, удаляя из них повреждённые клетки и секретируя стимулирующие регенерацию вещества. Основная их функция – защита от инфекций путем хемотаксиса (направленного движения к стимулирующим агентам) и фагоцитоза (поглощения и переваривания) чужеродных микроорганизмов.

Увеличение числа нейтрофилов (нейтрофилез, нейтрофилия, нейтроцитоз), как правило, сочетается с увеличением общего числа лейкоцитов в крови. Резкое снижение количества нейтрофилов может привести к угрожающим жизни инфекционным осложнениям. Агранулоцитоз – резкое уменьшение числа гранулоцитов в периферической крови вплоть до полного их исчезновения, ведущее к снижению сопротивляемости организма к инфекции и развитию бактериальных осложнений.

Увеличение общего числа нейтрофилов:

Острые бактериальные инфекции (абсцессы, остеомиелит, аппендицит, острый отит, пневмония, острый пиелонефрит, сальпингит, менингиты, ангина, острый холецистит, тромбофлебит, сепсис, перитонит, эмпиема плевры, скарлатина, холера и др.);
Воспаление или некроз тканей (инфаркт миокарда, обширные ожоги, гангрена, быстро развивающаяся злокачественная опухоль с распадом, узелковый периартериит, острый ревматизм, ревматоидный артрит, панкреатит, дерматит, перитонит);
Состояние после оперативного вмешательства;
Миелопролиферативные заболевания (хронический миелолейкоз, эритремия);
Острые геморрагии;
Синдром Кушинга;
Приём кортикостероидов;
Эндогенные интоксикации (уремия, эклампсия, диабетический ацидоз, подагра);
Экзогенные интоксикации (свинец, змеиный яд, вакцины);
Выделение адреналина при стрессовых ситуациях, физическом напряжении и эмоциональных нагрузках (может привести к удвоению количества нейтрофилов в периферической крови).

Увеличение количества незрелых нейтрофилов (сдвиг влево):

Острые воспалительные процессы (крупозная пневмония);
Некоторые инфекционные заболевания (скарлатина, рожистое воспаление, дифтерия);
Злокачественные опухоли (рак паренхимы почки, молочной и предстательной желез) и метастазирование в костный мозг;
Миелопролиферативные заболевания, особенно хронический миелолейкоз;
Туберкулёз;
Инфаркт миокарда;
Кровотечения;
Гемолитический криз;
Сепсис;
Интоксикации;
Физическое перенапряжение;
Ацидоз и коматозные состояния.

Снижение числа нейтрофилов (нейтропения):

Бактериальные инфекции (тиф, паратиф, туляремия, бруцеллез, подострый бактериальный эндокардит, милиарный туберкулез);
Вирусные инфекции (инфекционный гепатит, грипп, корь, краснуха, ветряная оспа);
Малярия;
Хронические воспалительные заболевания (особенно у пожилых и ослабленных людей);
Почечная недостаточность;
Тяжелые формы сепсиса с развитием септического шока;
Гемобластозы (в результате гиперплазии опухолевых клеток и редукции нормального гемопоэза);
Острый лейкоз, апластическая анемия;
Аутоиммунные заболевания (системная красная волчанка, ревматоидный артрит, хронический лимфолейкоз);
Изоиммунный агранулоцитоз (у новорожденных, посттрансфузионный);
Анафилактический шок;
Спленомегалия;
Наследственные формы нейтропении (циклическая нейтропения, семейная доброкачественная хроническая нейтропения, постоянная наследственная нейтропения Костманна;)
Ионизирующая радиация;
Токсические агенты (бензол, анилин и др.);
Недостаточность витамина В12 и фолиевой кислоты;
Приём некоторых медикаментов (производные пиразолона, нестероидные противовоспалительные препараты, антибиотики, особенно левомицетин, сульфаниламидные препараты, препараты золота);
Прием противоопухолевых препаратов (цитостатики и иммунодепрессанты);
Алиментарно-токсические факторы (употребление в пищу испорченных перезимовавших злаков и др.).

Эозинофилы

После созревания в костном мозге эозинофилы несколько часов (около 3-4 часов) находятся в циркулирующей крови, а затем мигрируют в ткани, где продолжительность их жизни составляет 8-12 дней. Для человека характерно накопление эозинофилов в тканях, контактирующих с внешней средой – в лёгких, желудочно-кишечном тракте, коже, урогенитальном тракте. Их количество в этих тканях в 100-300 раз превышает содержание в крови.

При аллергических заболеваниях эозинофилы накапливаются в тканях, участвующих в аллергических реакциях, и нейтрализуют образующиеся в ходе этих реакций биологически активные вещества, тормозят секрецию гистамина тучными клетками и базофилами, обладают фагоцитарной и бактерицидной активностью.

Для эозинофилов характерен суточный ритм колебания в крови, самые высокие показатели отмечаются ночью, самые низкие – днем. Эозинопения (снижение числа эозинофилов в крови) часто наблюдается в начале воспаления. Увеличение числа эозинофилов в крови (эозинофилия) соответствует началу выздоровления. Однако ряд инфекционных заболеваний с высоким уровнем IgE характеризуются высоким числом эозинофилов в крови после окончания воспалительного процесса, что указывает на незаконченность иммунной реакции с её аллергическим компонентом. Снижение числа эозинофилов в активной фазе заболевания или в послеоперационном периоде часто свидетельствует о тяжелом состоянии пациента.

Уменьшение числа эозинофилов и их отсутствие (эозинопения и анэозинофилия):

Начальный период инфекционно-токсического (воспалительного) процесса;
Повышение адренокортикоидной активности;
Гнойно-септические процессы.

Базофилы

Наиболее малочисленная популяция лейкоцитов. Базофильные гранулоциты крови и тканей (к последним относятся и тучные клетки) выполняют множество функций: поддерживают кровоток в мелких сосудах, способствуют росту новых капилляров, обеспечивают миграцию других лейкоцитов в ткани. Участвуют в аллергических и клеточных воспалительных реакциях замедленного типа в коже и других тканях, вызывая гиперемию, формирование экссудата, повышенную проницаемость капилляров. Базофилы при дегрануляции (разрушении гранул) инициируют развитие анафилактической реакции гиперчувствительности немедленного типа. Содержат биологически активные вещества (гистамин; лейкотриены, вызывающие спазм гладкой мускулатуры; «фактор, активирующий тромбоциты» и др.).

Продолжительность жизни базофилов 8-12 суток, время циркуляции в периферической крови (как и у всех гранулоцитов) – несколько часов.

Увеличение количества базофилов (базофилия):

Аллергические реакции на пищу, лекарства, введение чужеродного белка;
Хронический миелолейкоз, миелофиброз, эритремия, лимфогранулематоз;
Гипофункция щитовидной железы (гипотиреоз);
Нефрит;
Хронический язвенный колит;
Гемолитические анемии;
Дефицит железа, после лечения железодефицитных анемий;
В 12 -дефицитная анемия;
После спленэктомии;
Лечение эстрогенами;
Во время овуляции, беременности, в начале менструаций;
Рак легких;
Истинная полицитемия;
Сахарный диабет;
Острый гепатит с желтухой.

Моноциты

Моноциты – самые крупные клетки среди лейкоцитов (система фагоцитирующих макрофагов). Участвуют в формировании и регуляции иммунного ответа. Моноциты составляют 2-10% всех лейкоцитов, способны к амебовидному движению, проявляют выраженную фагоцитарную и бактерицидную активность. Макрофаги – моноциты способны поглотить до 100 микробов, в то время как нейтрофилы – лишь 20-30. В очаге воспаления макрофаги фагоцитируют микробы, денатурированный белок, комплексы антиген-антитело, а также погибшие лейкоциты, поврежденные клетки воспаленной ткани, очищая очаг воспаления и подготавливая его для регенерации. Секретируют более 100 биологически активных веществ. Стимулируют фактор, вызывающий некроз опухоли (кахексин), обладающий цитотоксическим и цитостатическим эффектами на опухолевые клетки. Секретируемые интерлейкин I и кахексин воздействуют на терморегуляторные центры гипоталамуса, повышая температуру тела. Макрофаги участвуют в регуляции кроветворения, иммунном ответе, гемостазе, метаболизме липидов и железа.

Моноциты образуются в костном мозге из монобластов. После выхода из костного мозга циркулируют в крови от 36 до 104 часов, а затем мигрируют в ткани. В тканях моноциты дифференцируются в органо- и тканеспецифичные макрофаги. В тканях содержится в 25 раз больше моноцитов, чем в крови.

Увеличение числа моноцитов в крови (моноцитоз):

Вирусные инфекции (инфекционный мононуклеоз);
Грибковые, протозойные инфекции (малярия, лейшманиоз);
Период выздоровления после острых инфекций;
Гранулематозы (туберкулез, сифилис, бруцеллез, саркоидоз, язвенный колит);
Коллагенозы (системная красная волчанка, ревматоидный артрит, узелковый периартериит);
Болезни крови (острый монобластный и миеломонобластный лейкозы, хронические моноцитарный, миеломоноцитарный и миелолейкоз, лимфогранулематоз);
Подострый септический эндокардит;
Энтерит;
Вялотекущий сепсис.

Уменьшение числа моноцитов в крови:

Гипоплазия кроветворения;
Роды;
Оперативные вмешательства;
Шоковые состояния.

Лимфоциты

Лимфоциты являются главными клеточными элементами иммунной системы; образуются в костном мозге, активно функционируют в лимфоидной ткани. Главная функция лимфоцитов состоит в узнавании чужеродного антигена и участии в адекватном иммунологическом ответе организма.

Лимфоциты представляют собой уникальную по разнообразию популяцию клеток, происходящих из различных предшественников и объединяемых единой морфологией. По происхождению лимфоциты подразделяются на две основные субпопуляции: Т-лимфоциты и В-лимфоциты. Выделяется также группа лимфоцитов называемых «ни Т- ни В-», или «0-лимфоциты» (null lymphocytes). Клетки, входящие в состав указанной группы, по морфологической структуре идентичны лимфоцитам, но отличаются по происхождению и функциональным особенностям – клетки иммунологической памяти, клетки-киллеры, хелперы, супрессоры.

Разные субпопуляции лимфоцитов выполняют различные функции:

обеспечение эффективного клеточного иммунитета (в том числе отторжение трансплантата, уничтожение опухолевых клеток);
формирование гуморального ответа (синтез антител к чужеродным белкам - иммуноглобулинов разных классов);
регуляция иммунного ответа и координации работы всей иммунной системы в целом (выделение белковых регуляторов – цитокинов);
обеспечение иммунологической памяти (способности организма к ускоренному и усиленному иммунному ответу при повторной встрече с чужеродным агентом).

Следует иметь в виду, что лейкоцитарная формула отражает относительное (процентное) содержание лейкоцитов различных видов, и увеличение или снижение процентного содержания лимфоцитов может не отражать истинный (абсолютный) лимфоцитоз или лимфопению, а быть следствием снижения или повышения абсолютного числа лейкоцитов других видов (обычно нейтрофилов).

Увеличение количества лимфоцитов (лимфоцитоз):

Вирусная инфекция (инфекционный мононуклеоз, острый вирусный гепатит, цитомегаловирусная инфекция, коклюш, ОРВИ, токсоплазмоз, герпес, краснуха);
Заболевания лимфатической системы (острый и хронический лимфолейкоз, макроглобулинемия Вальденстрема);
Туберкулез;
Сифилис;
Бруцеллез;
Интоксикация (тетрахлорэтан, свинец, мышьяк).

Уменьшение количества лимфоцитов:

Острые инфекции и заболевания;
Начальная стадия инфекционно-токсического процесса;
Тяжелые вирусные заболевания;
Милиарный туберкулез;
Прием кортикостероидов;
Злокачественные новообразования;
Вторичные иммунные дефициты;
Почечная недостаточность;
Недостаточность кровообращения;
Прием препаратов с цитостатическим действием.

8. Нейтрофилы. Базофилы. Эозинофилы. Макрофаги

Макрофаги (они же фагоциты) – «пожиратели» инородных тел и самые древние клетки иммунной системы. Макрофаги происходят из моноцитов (разновидности лейкоцитов). Первые стадии развития они проходят в костном мозге, а затем покидают его в виде моноцитов (округлых клеток) и определенное время циркулируют в крови. Из кровяного русла они попадают во все ткани и органы, где изменяют свою округлую форму на другую, с отростками. Именно в таком виде они приобретают подвижность и способны прилипать к любым потенциально чужеродным телам. Они распознают некоторые чужеродные вещества и сигнализируют о них Т-лимфоцитам, а те в свою очередь – В-лим-фоцитам. Затем В-лимфоциты начинают продуцировать антитела – иммуноглобулины против того агента, о котором «сообщили» клетка-фагоцит и Т-лимфоцит. Оседлые макрофаги можно найти практически во всех тканях и органах человека, что обеспечивает равносильный ответ иммунной системы на любой антиген, попавший в организм в любом месте. Макрофаги ликвидируют не только микроорганизмы и чужеродные химические яды, которые попадают в организм извне, но и умершие клетки или токсины, произведенные собственным организмом (эндотоксины). Миллионы макрофагов окружают их, впитывают и растворяют, чтобы вывести из организма. Снижение фагоцитарной активности клеток крови способствует развитию хронического воспалительного процесса и возникновению агрессии против собственных тканей организма (появлению аутоиммунных процессов). При угнетении фагоцитоза также наблюдается дисфункция разрушения и выведения из организма иммунных комплексов.

СЛАЙД 1

1. Типы белых клеток крови. Миелоидные клетки

4. Нейтрофилы и макрофаги

8. Воспаление

9. Эффекты воспаления. Макрофаги и нейтрофилы при воспалении

10. Нейтрофилия. Защитные механизмы воспаления

11. Образование гноя.

12. Эозинофилы

13. Базофилы. Тучные клетки

14. Дендритные клетки

15. Естественные киллеры Т-лимфоциты. Взаимодействие естественных киллеров и дендритных клеток

Фагоцитоз. Механизмы и значение фагоцитоза

СЛАЙД 2

Типы белых клеток крови.

В норме в крови присутствуют шесть типов белых клеток крови:

Полиморфноядерные нейтрофилы,

Полиморфноядерные эозинофилы,

Полиморфноядерные базофилы,

Моноциты,

Лимфоциты

Плазматические клетки.

Кроме того, существует большое количество тромбоцитов , представляющих фрагменты клеток другого типа - мегакариоцитов, которые, подобно лейкоцитам, обнаруживают в костном мозге.

Первые три типа клеток имеют зернистость, поэтому их называют гранулоцитами или, согласно клинической терминологии, полиморфноядерными клетками из-за многочисленных ядер.

Гранулоциты и моноциты защищают организм от внедряющихся агентов, главным образом путем их поглощения, т.е. фагоцитоза. Лимфоциты и плазматические клетки функционируют в основном в связи с иммунной системой. Наконец, специфической функцией тромбоцитов является активация механизма свертывания крови.

Концентрации разных типов лейкоцитов в крови . Взрослый человек имеет около 7000 белых клеток крови на микролитр крови (сравните с 5 млн красных клеток крови). По отношению к общему количеству лейкоцитов нормальное процентное содержание разных их типов приблизительно следующее.

Количество тромбоцитов , которые являются лишь фрагментами клеток, в каждом микролитре крови в норме - около 300000.

СЛАЙД 3

СЛАЙД 4

Длительность жизни белых клеток крови. Нейтрофилы и макрофаги

Жизнь гранулоцитов после их выделения из костного мозга в норме продолжается 4-8 ч в циркулирующей крови и еще 4-5 сут в тканях, которые в них нуждаются. Во время тяжелой тканевой инфекции этот общий срок жизни часто укорачивается до нескольких часов, поскольку гранулоциты поступают еще быстрее в инфицированную область, выполняют свои функции и в процессе этого саморазрушаются.

Моноциты тоже имеют короткий транзитный период, находясь в крови 10-20 ч, затем выходят через мембраны капилляров в ткани. В тканях размер моноцитов значительно увеличивается, они становятся тканевыми макрофагами, и в такой форме могут жить месяцами до тех пор, пока не разрушатся во время выполнения фагоцитарной функции. Тканевые макрофаги составляют основу тканевой макрофагальной системы, которая обеспечивает постоянную защиту против инфекции, что подробно обсуждается далее.

Лимфоциты постоянно поступают в систему кровообращения вместе с дренажом лимфы из лимфатических узлов и другой лимфоидной ткани. Через несколько часов они выходят из крови в ткани путем диапедеза. Затем лимфоциты вновь входят в лимфу и опять возвращаются в кровь; так происходит постоянная циркуляция лимфоцитов в теле. Срок жизни лимфоцитов составляет недели или месяцы в зависимости от потребности организма в этих клетках.

Тромбоциты в крови заменяются примерно каждые 10 сут; другими словами, каждые сутки формируются примерно 30000 пластинок на каждый микролитр крови.

СЛАЙД 5

Нейтрофилы и макрофаги

Именно нейтрофилы и тканевые макрофаги в основном атакуют и разрушают внедрившиеся бактерии, вирусы и другие вредоносные агенты.

Нейтрофилы - зрелые клетки, способные атаковать и разрушать бактерии даже в циркулирующей крови. Наоборот, тканевые макрофаги начинают жизнь как моноциты крови и, пока они находятся в крови, являются незрелыми клетками с низкой способностью к борьбе с инфекционными агентами. Однако сразу после выхода в ткани моноциты начинают разбухать, иногда увеличиваясь в диаметре в 5 раз до размера, видимого невооруженным глазом - 60-80 мкм. Теперь эти клетки называют макрофагами, и они обладают очень высокой способностью бороться с внутритканевыми болезнетворными агентами.

Белые клетки крови выходят в тканевые пространства путем диапедеза. Нейтрофилы и моноциты могут протискиваться через поры кровеносных капилляров путем диапедеза. Это значит, что даже если пора гораздо меньше размера клетки, небольшая часть клетки вдвигается в нее и моментально сжимается до размера поры.

Белые клетки крови продвигаются через тканевые пространства амебоидными движениями. И нейтрофилы, и макрофаги могут двигаться через ткани амебоидными движениями. Некоторые клетки двигаются со скоростью, достигающей 40 мкм/мин, т.е. каждую минуту перемещаются на расстояние, равное их собственной длине.

Белые клетки крови притягиваются к области воспаления путем хемотаксиса. Многие химические вещества в тканях заставляют нейтрофилы и макрофаги двигаться по направлению к источнику химического агента. Этот феномен, показанный на рисунке, известен как хемотаксис. При воспалении ткани формируется, по крайней мере, дюжина разных продуктов, способных вызывать хемотаксис по направлению к воспаленной области. К таким веществам относят: (1) некоторые из бактериальных или вирусных токсинов; (2) продукты дегенерации самих воспаленных тканей; (3) некоторые продукты реакции системы комплемента, активируемой в воспаленных тканях; (4) некоторые продукты взаимодействия, возникающие при свертывании плазмы в воспаленной области, и другие вещества.

Хемотаксис зависит от градиента концентрации хемотаксического вещества. Самая высокая концентрация - около источника, который управляет однонаправленным движением белых клеток крови. Хемотаксис эффективен на расстоянии до 100 мкм от воспаленной ткани. Следовательно, поскольку практически нет тканевой области, расположенной на расстоянии больше 50 мкм от капилляра, хемотаксический сигнал может легко перемещать массы лейкоцитов из капилляров в воспаленную область.

СЛАЙД 7

СЛАЙД 8

Воспаление

При повреждении ткани независимо от его причины (бактерии, травма, химические агенты, тепло или любое другое явление) выделяется множество веществ, вызывающих существенные вторичные изменения в окружающих неповрежденных тканях. Весь комплекс этих тканевых изменений называют воспалением.

Воспаление характеризуется:

(1) расширением местных кровеносных сосудов с последующим избыточным местным кровотоком;

(2) увеличением проницаемости капилляров, что способствует утечке большого количества жидкости в интерстициальное пространство;

(3) часто - свертыванием жидкости в интерстициальном пространстве в связи с избытком фибриногена и других белков, вытекающих из капилляров;

(4) миграцией большого числа гранулоцитов и моноцитов в ткани;

(5) отеком тканевых клеток.

К тканевым продуктам , вызывающим эти реакции, относятся гистамин, брадикинин, серотонин, простагландины, несколько разных продуктов реакции системы комплемента, продукты реакции свертывающей системы крови и множество веществ, называемых лимфокинами, которые выделяются активированными Т-клетками (частью иммунной системы). Некоторые из этих веществ мощно активируют макрофагальную систему, и в течение нескольких часов макрофаги начинают уничтожать поврежденные ткани. Но иногда макрофаги повреждают еще живые тканевые клетки.

СЛАЙД 9

СЛАЙД 10

СЛАЙД 11

Образование гноя.

Когда нейтрофилы и макрофаги поглощают большое количество бактерий и некротической ткани, практически все нейтрофилы и многие (но не большинство) макрофаги погибают.

Через несколько дней в воспаленной ткани часто формируется полость, содержащая различные части некротизированной ткани, погибшие нейтрофилы и макрофаги, а также тканевую жидкость. Эту смесь обычно называют гноем.

После прекращения инфекционного процесса мертвые клетки и некротическая ткань в гное постепенно, в течение нескольких дней растворяются, а конечные продукты в итоге всасываются в окружающие ткани и лимфу до тех пор, пока большинство признаков повреждения ткани не исчезнут.

СЛАЙД 11

Эозинофилы

В норме эозинофилы составляют около 2% всех лейкоцитов крови. Эозинофилы - слабые фагоциты и способны к хемотаксису, но в отличие от нейтрофилов значение эозинофилов в защите против обычных типов инфицирования сомнительно.

Эозинофилы обычно собираются также в тканях, где осуществляются аллергические реакции, например в перибронхиальных тканях легких у людей с астмой и в коже после аллергических кожных реакций. Частично это связано с фактом участия в аллергических реакциях многих тучных клеток и базофилов, которые мы обсудим в следующем разделе. Тучные клетки и базофилы выделяют эозинофилъный хемотаксический фактора заставляющий эозинофилы мигрировать по направлению к ткани, воспаленной в связи с аллергической реакцией.

Полагают, что эозинофилы нейтрализуют некоторые из вызывающих воспаление веществ, выделяемых тучными клетками и базофилами и, вероятно, фагоцитируют и разрушают комплексы аллерген-антитело, предупреждая чрезмерное распространение местного воспалительного процесса.

СЛАЙД 12

Базофилы. Тучные клетки

Базофилы циркулирующей крови похожи на большие тканевые тучные клетки, локализованные непосредственно снаружи капилляров. И тучные клетки, и базофилы высвобождают в кровь гепарин - вещество, способное предупреждать свертывание крови.

Эти клетки выделяют также гистамин и небольшое количество брадикинина и серотонина. В воспаленных тканях именно тучные клетки в основном высвобождают эти вещества.

Тучные клетки и базофилы играют чрезвычайно важную роль в некоторых типах аллергических реакций, поскольку вызывающий эти реакции особый тип антител - иммуноглобулин Е (IgE) - имеет специфическую способность прикрепляться к тучным клеткам и базофилам. Когда впоследствии специфический антиген реагирует со специфическим IgE антителом, возникающее в результате прикрепление антигена к антителу заставляет тучную клетку или базофил разрываться и выделять очень большие количества гистамина, брадикинина, серотонина, гепарина, медленно действующей анафилактической субстанции и ряда лизосомальных ферментов.

Они вызывают локальные сосудистые и тканевые реакции, лежащие в основе большинства аллергических реакций.

СЛАЙД 13

Молекулы адгезии (селектины, интегрины)

Молекулам адгезии принадлежит основополагающая роль в формировании многоклеточного организма, поскольку они служат главными факторами контакта между клетками, а также участвуют в их перемещении.

Молекулы адгезии формируют несколько достаточно консервативных семейств. У млекопитающих известно 4 группы молекул адгезии - селектины, интегрины, молекулы суперсемейства иммуноглобулинов (IgSF) и кадхерины.

Для осуществления миграции и взаимодействия миелоидных клеток важны представители трех первых групп.

Селектины - тканевые лектины, обладающие сродством к концевым остаткам маннозы и фрукозы. Известно три варианта селектинов: P (от Platelet - тромбоцитарный), E (от Endothelial - эндотелиальный) и L (от Lymphocyte - лимфоцитарный).

Селектины - трансмембранные белки.

Р-селектин участвует в активации тромбоцитов и ранних этапах

Е-селектин - основной селектин клеток эндотелия сосудов.

Под влиянием активирующих воздействий (особенно провоспалительных цитокинов) Е-селектин экспрессируется на поверхности клеток и играет ведущую роль на ранних этапах эмигра- ции лейкоцитов из сосудистого русла.

В отличие от двух вышеназванных, L-селектин присутствует не на эндотелиальных клетках, а на лейкоцитах. Он спонтанно экспрессируется на поверхности нейтрофилов, моноцитов и лимфоцитов и обеспечивает осуществление начального этапа миграции этих клеток - этапа перекатывания.

Интегрины - наиболее важные и полифункциональные молекулы адге- зии.

Интегрины соединяют внутреннюю и внешнюю среду клетки, проводя сигналы как изнутри клетки наружу, так и наоборот - из внеклеточной среды внутрь клетки. Внутриклеточная часть интегринов связана с компонентами цитоскелета, что определяет многие функции этих молекул

Интегрины - трансмембранные гетеродимеры. Полипептидные цепи интегринов (α и β) соединены нековалентно. К настоящему времени известно 24 варианта интегринов, представляющих собой комбинации из 18 вариантов α- и 8 вариантов β-цепей.

Наибольший интерес для иммунологии представляют интег- рины семейств β1 и β2, присутствующие на поверхности иммуноцитов. Интегрины задействованы в различных реакциях, связанных с участием этих клеток в иммунных процессах: эмиграции лейкоцитов из кровотока и поступлении их в очаг воспаления, взаимодействии с клетками-мишенями, формировании иммунного синапса и т.д. β1-Интегрины (молекулы группы VLA) взаимодействуют с компонен- тами межклеточного матрикса (фибронектином, ламинином, коллагеном, фибриногеном) и мембранным рецептором VCAM-1 (СD106). Наиболее важную роль в физиологии нейтрофилов играет интегрин VLA-5, для моноцитов/макрофагов и лимфоцитов наиболее важен интегрин VLA-4, отсутствующий на нейтрофилах. β2-Интегрины (иногда называемые LeuCAM) представлены на поверхности лейкоцитов. Основной интегрин лимфоцитов LFA-1, присутствующий на всех разновидностях этих клеток, представлен и на поверхности моноцитов и макрофагов. Интегрин Мас-1 наиболее характерен для макрофагов (что отражено в его названии), но его выявляют и на других миелоидных и NK-клетках, а также перитонеальных В-лимфоцитах. Третий интегрин этой группы - p150/р95 - маркер дендритных клеток, но также представлен на других клетках миелоидного ряда.

СЛАЙД 14

Хемотаксические факторы (Хемокины)

Важнейшее условие участия миелоидных клеток в реакциях врожденного иммунитета - хемотаксис - направленное движение клеток, определяемое градиентом химических факторов (хемоаттрактантов).

Хемотаксис следует отличать от хемокинеза - ненаправленного усиления подвижности клеток под влиянием химических агентов. При реализации врожденного имму- нитета в виде воспалительной реакции хемотаксис определяет миграцию лейкоцитов из кровяного русла в очаг воспаления.

При воспалении и реакциях врожденного иммунитета в качестве хемо- аттрактантов выступают разные вещества, образующиеся в очаге воспале- ния. Прежде всего это продукты, выделяемые самими микроорганизмами. Наиболее известен пептид N-формил-метионил-лейцил-фенилаланил (fMLP) и его аналоги, обладающие очень сильным хемотаксическим действием. Этот пептид участвует в инициации синтеза белка у бактерий. Он отсутствует в эукариотических клетках и его появление служит сигналом бактериальной инфекции, фактически выступая в качестве PAMP. Миелоидные клетки (нейтрофилы, моноциты, макрофаги) имеют мембранные рецепторы для этого пептида - FPR (Formyl-peptide receptor) и FPLR (Formyl peptide-like receptor). Синтетический пептид fMLP широко применяют для моделирования хемотаксиса, обусловленного бактериальными продуктами. FPR и FPLR относят к семейству родопсиноподобных рецепторов, 7 раз пронизывающих мембрану.

Хемотаксическим действием обладают многие другие молекулы, образую- щиеся в очаге воспаления, а также продукты расщепления факторов сверты- вания крови и фибринолиза (тромбин, фибрин), нейропептиды, фрагменты иммуноглобулинов, пентраксины (С-реативный белок, сывороточный ами- лоид), фактор агрегации тромбоцитов - PAF (Platelet aggregation factor) и т.д. Ряд цитокинов (особенно провоспалительных) также оказывает на лейкоци- ты хемотаксическое действие.

Хемокины (от Chemotactic cytokines) были открыты в конце 80-х годов про- шлого столетия. Они составляют обширную группу цитокинов, объединен- ную сходным строением и способностью распознавать родопсиноподобные рецепторы.

Хемокины - полипептиды. Помимо сек- ретируемых, выделяют мембранные формы молекул хемокинов (например, фракталкин), выступающие также в роли молекул адгезии. Обычно хемо- кины присутствуют в биологических жидкостях в форме димеров, реже - тетрамеров. Четвертичная структура димеров существенно различается для хемокинов двух основных групп.

Хемокины способны формировать не только CC:хемокин CCL2 (MCP:1) CXC:хемокин СXCL8 (IL:8). Функционально важное свойство хемокинов - их способность взаимодействовать с глюкозаминогликанами (гепарин, хондро- итинсульфат и др.) на поверхности клеток или в межклеточном матриксе. Иммобилизация хемокинов в тканях важна для создания их градиента, необ- ходимого для направленного движения клеток.

По функциональной роли выделяют: гомеостатические хемокины; провоспалительные хемокины. Гомеостатические хемокины отвечают за распределение клеток (прежде всего лимфоцитов) по лимфоидным органам. Остальные хемокины (подавляющее большинство) относят к группе провоспалительных, поскольку они отве- чают за активацию клеток и привлечение их в очаг воспаления. Хемокины этих групп различаются условиями синтеза и секреции: гомеостатические цитокины секретируются постоянно, обычно стромальными и эндотелиальными.

СЛАЙД 15

Дендритные клетки

Впервые дендритные клетки были описаны Лангергансом в 1868 г., в связи с чем впоследствии они стали известны как клетки Лангерганса. Однако сам автор считал их чувствительными нейронами. Фундамент современных представлений о ДК, как клетках иммунной системы, заложили американские ученые Штайман и Кон, и коллеги в 1970-е гг., открывшие и охарактеризовавшие ДК в лимфоидных органах мышей.

В 1985 г. показана принадлежность клеток Лангерганса к ДК. 1990-е гг. характеризуются определением характеристики различных линий ДК и путей их дифференцировки, установлением роли ДК в регуляции клеточного, гуморального адаптивного ответа, началом изучения роли ДК в патогенезе инфекционных и онкологических заболеваний человека.

Подобно другим клеткам иммунной системы , предшественниками ДК являются гематопоэтические стволовые клетки костного мозга. FLT-3 лиганд и GM-CSF являются ключевыми ростовыми и дифференциро-вочными факторами in vivo.

В процессе гематопоэза стволовые клетки, несущие молекулы CD34", дают начало двум типам прекурсорных ДК (пpe-DCs) - моноцитов (пре-DC1) и плазмацитоидных клеток (пpe-DC2), из которых формируются зрелые ДК. Данные предшественники составляют около 1% всех мононуклеарных клеток периферической и пуповинной крови, а также лимфоидных органов.

Лимфоидные дендритные клетки присутствуют в крови, лимфатических узлах, селезенке и тимусе. Судьба лимфоидных ДК, поступающих в Т-клеточные области лимфоузлов из крови, неизвестна. В тимусе лимфоидные ДК принимают участие в процессе отрицательной селекции, то есть отвечают за элиминацию Т-клеток, реагирующих на собственные антигены.

Незрелые дендритные клетки и их предшественники избирательно реагируют на патогены. В отличие от миелоидных пре-ДК плазмацитоидные пре-ДК заселяют преимущественно Т-клеточные зоны вторичных лимфоидных органов, а в нелимфоидных практически отсутствуют Незрелые ДК и их предшественники (пpe-DCs) вовлекаются во врожденное распознавание микробов, в то время как пре-DCsl (предшественники миелоидных ДК) фагоцитируют и вызывают киллинг различных бактерий и грибков. Пpe-DCs2 (предшественники лимфоидных ДК) играют главную роль в раннем антивирусном иммунном ответе, продуцируя IFN-a и В. Эти клетки были названы натуральными интерферонпродуцирую-щими клетками (NIPCs).

Плазмацитоидные дендритные клетки участвуют в В-клеточном ответе на вирусы: после их элиминации из культур МЛПК уровень продукции антител резко падает. За счет секреции интерферонов I типа лимфоидные ДК стимулируют пролиферацию плазмобластов, а проведение сигналов с TLRs ДК способствует выработке ими IL-6 и индукции синтеза специфических антител В-клетками.

При аллергических реакциях и некоторых видах хронического воспаления пpe-DCs привлекаются как в пораженные нелимфоидные ткани, так и в реактивно измененные регионарные лимфатические узлы; они инфильтрируют также опухолевую ткань при некоторых злокачественных новообразованиях.

СЛАЙД 16

СЛАЙД 17

СЛАЙД 18

Фагоцитоз, осуществляемый нейтрофилами . Нейтрофилы, входящие в ткани, являются уже зрелыми клетками, способными к немедленному фагоцитозу. При встрече с частицей, которая должна быть фагоцитирована, нейтрофил сначала прикрепляется к ней, а затем выпускает псевдоподии во всех направлениях вокруг частицы. На противоположной стороне частицы псевдоподии встречаются и сливаются друг с другом. При этом образуется замкнутая камера, содержащая фагоцитируемую частицу. Затем камера погружается в цитоплазматическую полость и отрывается от наружной стороны клеточной мембраны, формируя свободно плавающий фагоцитарный пузырек (также называемый фагосомои) внутри цитоплазмы. Один нейтрофил обычно может фагоцитировать от 3 до 20 бактерий, прежде чем он сам инактивируется или погибает.

Сразу после фагоцитирования большинство частиц перевариваются внутриклеточными ферментами. После фагоцитирования инородной частицы лизосомы и другие цитоплазматические гранулы нейтрофила или макрофага немедленно вступают в контакт с фагоцитарным пузырьком, их мембраны сливаются, в результате в пузырек вбрасываются многие переваривающие ферменты и бактерицидные вещества. Таким образом, фагоцитарный пузырек теперь становится переваривающим пузырьком, и сразу начинается расщепление фагоцитированной частицы.

И нейтрофилы , и макрофаги содержат громадное количество лизосом, наполненных протеолитическими ферментами, особенно приспособленными для переваривания бактерий и других чужеродных белковых веществ. Лизосомы макрофагов (но не нейтрофилов) содержат также большое количество липаз, которые разрушают толстые липидные мембраны, покрывающие некоторые бактерии, например туберкулезную палочку.

И нейтрофилы, и макрофаги могут уничтожать бактерии. Кроме переваривания поглощенных бактерий в фагосомах нейтрофилы и макрофаги содержат бактерицидные агенты, уничтожающие большинство бактерий, даже если лизосомальные ферменты не могут их переварить. Это особенно важно, поскольку некоторые бактерии имеют защитные оболочки или другие факторы, предупреждающие их разрушение пищеварительными ферментами. Основная часть «убивающего» эффекта связана с действием некоторых мощных окислителей, образуемых в больших количествах ферментами мембраны фагосомы, или специфической органеллой, называемой пероксисомой. К этим окислителям относятся супероксид (О2), пероксид водорода (Н2О2) и гидроксилъные ионы (-ОН), каждый из них даже в небольших количествах смертелен для большинства бактерий. Кроме того, один из лизосомальных ферментов - миелопероксидаза - катализирует реакцию между Н2О2 и ионами Сl с образованием гипохлорита - мощного бактерицидного агента.

Однако некоторые бактерии , особенно туберкулезная палочка, имеют оболочки, устойчивые к лизосомальному перевариванию, и к тому же секретируют вещества, отчасти препятствующие «убивающим» эффектам нейтрофилов и макрофагов. Такие бактерии ответственны за многие хронические болезни, например туберкулез.

СЛАЙД 1

Лекция №3. Врожденный иммунитет. Клеточные факторы врожденного иммунитета

1. Типы белых клеток крови. Миелоидные клетки (нейтрофилы, эозинофилы, тучные клетки, базофилы, моноциты, макрофаги, дендритные клетки)

2. Происхождение белых клеток крови

3. Длительность жизни белых клеток крови.

4. Нейтрофилы и макрофаги

5. Ретикулоэндотелиальная система.