Мононуклеары: моноциты и макрофаги
Обновлено: 18.05.2024
К системе фагоцитирующих мононуклеаров относятся кроветворные клетки-предшественники моноцитов-макрофагов костного мозга, циркулирующие в крови моноциты и органо- и тканеспецифичные макрофаги. Все элементы этой системы находятся во взаимосвязи друг с другом, и воздействие на любую из ее частей вызывает ответную реакцию со стороны всей системы. Одним из способов воздействия на СФМ может быть уменьшение объема составляющих ее элементов путем удаления органов, в которых находится наибольшее количество макрофагов. Макрофаги присутствуют практически во всех органах и тканях, общее распределение их по тканям выглядит следующим образом: в печени 56,4%, легких 14,9%, селезенке 15%, перитонеальной полости 7,6%, других тканях 6,1%.
Целью настоящей работы явилось изучение состояния СФМ организма при уменьшении ее объема на модели частичной гепатэктомии и спленэктомии у крыс.
Опыты проводились на 60 беспородных крысах-самцах с исходной массой 180-250 граммов, находящихся на обычном рационе вивария. Состояние СФМ после частичной гепатэктомии и спленэктомии изучалось через 4 и 17 часов после операции, что соответствовало деструктивно-реактивной и пролиферативной фазе регенерации печени. Оценивалось абсолютное количество макрофагов в печени, селезенке, костном мозге, легких и периферической крови, а также в ткани печени и селезенки производился расчет количества моноцитов/макрофагов на 0,01 мм2, а в костном мозге рассчитывалось содержание макрофагов на 100 г веса животного.
Как показали исследования, частичная гепатэктомия вызывает перераспределение макрофагов в организме. Если в оставшемся регенерирующем участке печени наблюдается уменьшение количества клеток Купфера как через 4, так и 17 часов после воздействия, то в селезенке, костном мозге происходит увеличение количества макрофагов-моноцитов. В периферической крови содержание моноцитов возрастает лишь к 17 часам после операции. Количество альвеолярных макрофагов не изменяется.
Удаление селезенки, как и частичная гепатэктомия, вызывает значительное снижение количества клеток Купфера в печени. В первые часы после операции отмечается накопление костномозговых макрофагов, в дальнейшем происходит выброс их из костного мозга, поскольку в периферической крови концентрация моноцитов повышается. Спленэктомия, по-видимому, нарушает процесс выведения отработавших макрофагов из организма, так как уровень альвеолярных макрофагов в легких снижается в оба исследованных срока.
Таким образом, объем СФМ (количество клеточных элементов) существенно влияет на ее морфофункциональные характеристики. Уменьшение численности макрофагов в организме вызывает компенсаторную реакцию, направленную на восстановление объема моноцитарно-макрофагальной системы, главным образом за счет повышения продукции, а также ограничения выведения клеток моноцитарного ряда из организма.
Мононуклеары: моноциты и макрофаги
Мононуклеарным фагоцитам (моноцитам и макрофагам) принадлежит важнейшая роль в иммунных реакциях, защите организма от инфекций, а также восстановлении и перестройке тканей. Не бывает человека, у которого отсутствовала бы эта линия клеток, поскольку макрофаги, по-видимому, необходимы для удаления примитивных тканей по мере их замещения новыми в процессе эмбрионального развития.
Моноциты и различные формы тканевых макрофагов составляют систему мононуклеарных фагоцитов. Это именно система, так как все мононуклеары имеют общее происхождение, сходное строение и одинаковые функции (фагоцитоз).
Основная локализация макрофагов в тканях:
• Печень (купферовские клетки).
• Легкие (интерстициальные и альвеолярные макрофаги).
• Соединительная ткань.
• Серозные полости (плевральные и перитонеальные макрофаги).
• Кости (остеокласты).
• Головной мозг (реактивные клетки микроглии).
• Селезенка, лимфатические узлы, костный мозг.
• Стенка кишечника.
• Грудное молоко.
• Плацента.
• Гранулемы (многоядерные гигантские клетки).
Моноциты — циркулирующие в крови предшественники тканевых макрофагов — развиваются в костном мозге быстрее и остаются в крови дольше нейтрофилов. Первый предшественник моноцита, монобласт, превращается в промоноцит, несколько более крупную клетку с цитоплазматическими гранулами и вдавленным ядром, состоящую из небольших глыбок хроматина, и, наконец, — в полностью развитый моноцит.
Зрелый моноцит по своим размерам больше нейтрофила, и его цитоплазма заполнена гранулами, содержащими гидролитические ферменты. Превращение монобласта в зрелый моноцит крови занимает около 6 сут. Моноциты сохраняют некоторую способность к делению и после попадания в ткани подвергаются дальнейшей дифференцировке; в тканях они могут оставаться в течение нескольких недель и месяцев.
В отсутствие воспаления моноциты, по-видимому, случайным образом попадают в ткани. Оказавшись там, они трансформируются в тканевые макрофаги, морфологические, а иногда и функциональные свойства которых зависят от конкретной ткани. Органоспецифические факторы влияют на дифференцировку моноцитов и определяют их метаболические и структурные особенности. В печени они превращаются в купферовские клетки, которые соединяют синусоиды, разделяющие соседние пластинки гепатоцитов.
В легких они представлены крупными эллипсоидными альвеолярными макрофагами, в костях — остеокластами. Все макрофаги обладают по крайней мере тремя основными функциями — антигенпредставляющей, фагоцитарной и иммуномодулирующей, связанной с секрецией многих цитокинов. В очагах воспаления моноциты и макрофаги могут сливаться друг с другом, образуя многоядерные гигантские клетки — последняя стадия развития мононуклеарных фагоцитов. Под действием некоторых цитокинов моноциты крови дифференцируются в дендритные клетки, которые особенно эффективно представляют антигены лимфоцитам.
Моноцитами (Mono) называют особые клетки крови, которые относятся к категории лейкоцитов и являются самыми крупными. Форма ядра клетки весьма разнообразна. Она может быть вытянутой, в виде подковы, игольчатой или похожей на фруктовую дольку с выпуклостями и углублениями. Внутри клеточного ядра находится одно или несколько небольших ядрышек. Название "моноцит" происходит от греческих слов «один» и «клетка». Диаметр клетки составляет 9-12 мкм.
Нормы моноцитов в микролитре крови
При анализе лейкоцитарной формулы крови врач обращает внимание на уровень моноцитов. У здоровых людей содержание в крови данных видов лейкоцитов составляет 8-10 % от общего объема. Существуют нормы для детей и взрослых:
для пациентов старше 12 лет норма моноцитов составляет 0,04-0,8*109/л;
для детей до 12 лет, норма — 0,05-1,1*109/л.
Моноциты в организме находятся в селезенке и формируются в костном мозге из специальных клеток под названием промоноциты. Этот процесс называют моноцитопоэзом. После выхода в кровь клетки находятся в ней максимум в течение трех суток. Циркулирование в кровотоке фактически является промежуточным звеном развития клеток. Завершающим этапом развития становится оседание моноцитов в тканях. Здесь реализуется их основная функция — превращение в тканевые мононуклеарные макрофаги, то есть клетки, способные к поглощению других структур или их фрагментов.
Назначение
Моноциты называют клетками врожденного иммунитета. Они снабжены специальными рецепторами, благодаря которым распознают участок, где протекает воспалительный процесс, и могут проникать в него для реализации защитных функций.
Основная задача моноцитов — обеспечение нормального процесса фагоцитоза. При нем происходит поглощение одной клетки, ее части или иммунных комплексов другими клетками. В данном случае моноциты превращаются в воспалительные макрофаги и выделяют цитокины — специальные пептидные соединения. Они даже в малых количествах демонстрируют высокую активность. Цитокины обладают противовоспалительным воздействием, являются природным регулятором иммунитета. У этих компонентов также есть способность влиять на работу гипофиза, гипоталамуса, надпочечников. При воспалительных процессах в организме они выделяют особые компоненты, которые способствуют мобилизации защитных сил организма.
Важность фагоцитоза как биологического процесса сложно переоценить. Он является неотъемлемой частью работы иммунной системы. Благодаря фагоцитозу, который обеспечивают моноциты и другие виды лейкоцитов, организм борется с заболеваниями. Этот механизм обеспечивает поглощение и удаление умерших и мутировавших клеток, бактерий, вирусов и их остатков. Если говорить простыми словами, то роль моноцитов в организме — это утилизация старых клеток, благодаря которой появляются благоприятные условия для роста новых.
Дифференцировка моноцитов
Дифференцировка — заложенный природой процесс превращения клеток в более специализированные под влиянием определенных факторов. Например, при воспалительных процессах моноциты превращаются в дендритные клетки. Они способны перемещаться, достигая лимфоузлов. В них находятся Т-лимфоциты, которые активизируются под воздействием производных моноцитов. Также они способны дифференцироваться в остеокласты. Так называют крупные клетки с несколькими ядрами. Клетки такого типа присутствуют в организме всех позвоночных. Эти соединения участвуют в процессе резорбции костной ткани, что необходимо для ее обновления. В процессе резорбции растворяются минеральные соединения, образующие кость, и коллаген. Вместо них идет формирование новой костной ткани.
Еще одна разновидность производных моноцитов — макрофаги ЦНС. Они относятся к категории глиальных клеток. Макрофаги ЦНС отвечают за выработку цитотоксических веществ, которые подавляют патогены. Данные клетки также играют важную роль в создании механизма, отвечающего за нормальное взаимодействие между клетками ЦНС, формирование мозга.
При беременности моноциты приобретают усиленную способность прикрепляться к эндотелию. Они участвуют в развитии плаценты, регулируют иммунный ответ.
Разновидности моноцитов
У человека в крови находятся три типа моноцитов:
классические. Эта разновидность составляет до 85 % всех моноцитов. Их функция заключается в поглощении липидов, отмерших клеток и микробов, выделении антимикробных пептидов, производстве активных форм кислорода. Моноциты этой субпопуляции формируются в костном мозге и селезенке, попадают в систему кровообращения. Далее они оседают в тканях и превращаются в макрофаги;
воспалительные. Их численность составляет всего 5 % от общего количества. Воспалительные клетки преимущественно располагаются в костном мозге. Главная их задача — секреция противовоспалительных цитокинов. После оседания в тканях клетки такого типа превращаются в воспалительные макрофаги. Их называют М1 макрофагами;
неклассические (патрулирующие). На их долю приходятся оставшиеся 10 % моноцитов. Задача клеток — контроль за состоянием сосудистых клеток, обнаружение повреждений или патогенного воздействия. Активизация неклассических моноцитов происходит при попадании в организм вирусов и бактерий, однако при вирусной атаке патрулирующие моноциты активизируются гораздо быстрее. После оседания в тканях они, как и другие субпопуляции клеток, превращаются в макрофаги. Их называют М2 макрофагами. Они выделяют цитокин с противовоспалительным воздействием.
Есть ли моноциты у животных?
Исследования показали, что моноциты присутствуют в крови людей и животных, выполняя одни и те же защитные функции. В то же время существуют определенные различия по количеству субпопуляций и их процентному содержанию. Например, у мышей в крови лишь два типа моноцитов вместо трех: классические и неклассические.
Пониженные моноциты
Моноцитопения — пониженный уровень моноцитов — диагностируется, если содержание таких клеток в одном мкл крови составляет менее 500 единиц. Как правило, данное состояние сопровождается ухудшением показателей по остальным компонентам крови.
Причины низкого содержания моноцитов
Моноцитопения возникает по физиологическим и патологическим причинам. Например, сразу после рождения ребенка у матери может наблюдаться снижение моноцитов. Через 2-3 дня состояние нормализуется.
Патологические причины снижения содержания моноцитов в крови встречаются намного чаще. Основанием для нарушения кроветворения являются:
бактериальные инфекции: стрептококки, стафилококки;
возбудители брюшного или сыпного тифа;
заболевания, которые сопровождаются нагноением (фурункулез, абсцесс);
злокачественные болезни крови, при которых нарушается процесс кроветворения из-за поражения костного мозга и селезенки;
апластическая анемия, при которой костный мозг замещается жировой тканью и перестает выполнять свои функции;
врожденные генетические дефекты.
Если даже после курса антибиотиков у пациента с бактериальной инфекцией наблюдается пониженный уровень моноцитов, это свидетельствует о тяжелом заболевании, вероятности серьезных осложнений.
Отдельно стоит отметить моноцитопению, которая возникает из-за длительного приема лекарств или хирургического вмешательства (ятрогенная). После операций уровень моноцитов восстанавливается через 4-5 дней.
Что касается лекарств, то наиболее серьезное влияние на кроветворение оказывают препараты для химиотерапии. Этим же побочным воздействием обладают глюкокортикостероиды (ГКС) — препараты на основе стероидных гормонов. Они назначаются при тяжелых формах бронхиальной астмы, псориаза, экземы, при различных аутоиммунных расстройствах для подавления иммунитета. При длительном приеме ГКС угнетают процесс образования лейкоцитов.
Повышенные моноциты
В ряде случаев при лабораторном анализе крови обнаруживают моноцитоз — повышенный уровень моноцитов. Такое явление означает, что у человека имеются те или иные заболевания. В их числе:
системная красная волчанка, ревматоидный артрит, которые поражают соединительные ткани;
злокачественные новообразования любой локализации;
У детей моноцитоз могут вызвать не только вышеуказанные причины, но и ряд других. В их числе бактериальные и вирусные инфекции, грибковые заболевания, глистные инвазии, аллергические реакции, в том числе, вызванные злоупотреблением продуктов с большим содержанием консервантов, пищевое отравление.
Моноцитоз обнаруживают у людей, которые перенесли инфекционные заболевания. Повышенные моноциты в крови означают, что болезнь находится в завершающей стадии.
Повышенный уровень моноцитов также может быть связан со стрессом. При высоких психоэмоциональных нагрузках меняется работа гипофиза и гипоталамуса, в организме повышается уровень адреналина. Все это может приводить к увеличению содержания моноцитов.
Что происходит при моноцитозе?
У пациента с моноцитозом наблюдается значительное снижение веса, повышенная утомляемость даже при достаточном отдыхе, раздражительность, отсутствие интереса к жизни. Человек отмечает ухудшение работы ЖКТ, появление болей в мышцах и суставах, высыпания на коже.
При возникновении подобных симптомов необходимо обратиться к терапевту и сдать общий анализ крови.
Диагностика и лечение моноцитоза и моноцитопении
Терапию состояний, связанных с избытком или недостатком моноцитов в крови, назначает лечащий врач на основании результатов обследования. Как правило, делают развернутый анализ крови, после чего — проводят дополнительные обследования для выявления причины.
Метод терапии напрямую зависит от причины заболевания. Моноцитоз и моноцитопению лечат медикаментами: антибиотиками, противовоспалительными и противоинфекционными препаратами, глюкокортикостероидами. В ряде тяжелых случаев, когда имеет место серьезное поражение системы кроветворения, назначают химиотерапию.
Читайте также: