Стадии фагоцитоза, их механизмы и расстройства

Процесс фагоцитоза подразделяется на 4 стадии:

1. Приближение к объекту фагоцитоза;

2. Прилипание фагоцита к поверхности объекта (распознавание рецепторами фагоцита опсонических детерминант объекта)

3. Погружение объекта в цитоплазму фагоцита

4. Переваривание (или, шире — киллинг-эффект, деградация объекта).

Приближение может быть и случайным, особенно, у фиксированных фагоцитов. Однако, главным его механизмом служит хемотаксис.

Хемотаксисом называется направленное движение живых клеток по градиенту концентрации какого-либо распознаваемого ими вещества. Вещества, привлекающие клетки, называются хемоаттрактантами. По сути дела, хемоаттрактивная чувствительность, присущая всем лейкоцитам, включая нефагоцитирующие клетки — это прообраз обоняния на одноклеточном уровне.

Хемоаттрактанты, если они имеются на поверхности выделяющего их объекта, являются, в [310] то же самое время, и опсонинами, поскольку прямая ассоциация фагоцитарного рецептора хемоаттрактанта с его лигандом обеспечивает опсонизацию — то есть способствует прилипанию (см. ниже) и дополнению клеточного «обоняния» своего рода осязанием.

Например, и хемоаттрактантами, и опсонинами служат специфические иммуноглобулины и факторы комплемента.

Часть хемоаттрактантов не является опсонинами, поскольку не присутствует на поверхности мишени фагоцитоза, а лишь выделяется клетками-участниками воспаления. Таковы интерлейкины и пептидные хемотактические факторы.

Наряду с хемотаксисом различают хемокинез — явление ненаправленного увеличения локомоторной активности клеток под влиянием медиаторов воспаления. Например, гистамин, действуя на Η₁-рецепторы нейтрофилов и эозинофилов, активирует их подвижность, но не обязательно в направлении нарастающего градиента своей концентрации.

Фагоцитирующие клетки имеют поверхностные рецепторы хемоаттрактантов. Хемоаттрактанты могут быть экзогенными и эндогенными, специфическими для определенного вида лейкоцитов или же универсальными.

Основные группы хемоаттрактантов следующие:

• Микроорганизмы и их продукты, в частности, пептиды, содержащие N-формил-метионин, аминокислоту, инициирующую синтез любого из прокариотических белков, но не используемую трансляционной системой эукариот. Благодаря наличию у лейкоцитов рецептора к трипептиду с этой аминокислотой, они обладают аттракцией к «прокариотам вообще» — то есть к той категории возбудителей, которая вызывает широчайший круг инфекционных воспалений. Синтетические пептиды, содержащие Ν-формил-метионин, также стимулируют хемотаксис. Микробиологическая кормовая промышленность выпускает микробный белок, полученный из парафинов нефти. Один из таких белков известен под названием «паприн». Несмотря на то, что паприн усвояем для животных и может обеспечивать поставку азотистых эквивалентов при их кормлении, нельзя забывать о его прокариотической природе. В связи с содержанием N-формил-метионина, паприн при попадании в организм человека, например, в качестве аэрополлютанта, привлекает и активирует фагоциты и способен провоцировать аллергоидные реакции. Его действие небезразлично, и для иммунной системы сельскохозяйственных животных. Специфические свойства прокариотических белков не позволяют им конкурировать с естественными кормами в животноводстве, несмотря на дешевизну их производства. Некоторые липидные компоненты микробных оболочек из состава их липополисахаридов напоминают по строению арахидоновые производные и также оказывают универсальный хемоаттрактивный эффект на лейкоциты. Полисахариды из состава Saccharomyces cerevisiae привлекают нейтрофилы и макрофаги и напрямую связывают лейкоцитарный рецептор комплемента CR₃. Это делает их продукт зимозан и препараты из данных микробов, в частности, пропермид, стимуляторами фагоцитоза и активаторами фагоцитов.

• Компоненты системы комплемента распознаются лейкоцитарными рецепторами и оказывают хемоаттрактивный и опсонизирующий эффект. На лейкоцитах имеются несколько типов комплемент-чувствительных рецепторов, в частности: CR₁, CR₂, CR₃, CR₄ и CR_5a. На нейтрофилах, эозинофилах и макрофагах присутствуют все они, кроме CR₂, которым располагают фолликулярные дендритические клетки. Лимфоциты имеют CR₁ и CR₂, а естественные киллеры — CR₂. Рецепторы 1-4 типа распознают фрагменты C_3b, iC_3b и C_3dg. Рецептор CR₁-типа служит для фагоцитоза иммунных комплексов. CR₂является воротами для проникновения в лимфоциты, антигенпредставляющие клетки и эпителий носоглотки и шейки матки вируса Эпштейна-Барр. Таким образом, он участвует в патогенезе инфекционного мононуклеоза. Рецептор третьего типа — это один из интегринов и он рассмотрен выше. CR4 особенно широко представлен на тканевых макрофагах. Среди фрагментов комплемента как хемоаттрактант наиболее активен С_5а, [311] способный в максимальной концентрации тормозитьдальнейшую миграцию макрофагов, Карбоксипептидаза превращает С_5а в так называемый С_5adesArg. Последний также хемоаттрактен в присутствии плазменного кофактора (ко-хемотаксина) Любопытно, что рецепторы С и формил-метиониновых пептидов очень близки по структуре. Как опсонины весьма важны фрагменты С₃. В меньшей степени аттрактантны С_3а, С_b и C_5b67. Помимо комплемента, другие участники сторожевой полисистемы — фактор Хагемана, калликреин, высокомолекулярный кининоген и брадикинин также вызывают лейкоцитарный хемотаксис, частично, возможно, это осуществляется путем перекрестной активации комплемента.

• Продукты повреждения и метаболизма клеток являются хемоаттрактантами для лейкоцитов. Клетки не обмениваются готовыми макроэргическими фосфатами и не передают друг другу свои программы. Поэтому, значительные количества ДНК и АТФ попадают в межклеточное пространство только при разрушении клеток. Следовательно, привлеченные ими лейкоциты оказываются в эпицентре альтерации. Пуриновые рецепторы на поверхности фагоцитов позволяют им двигаться в сторону нарастания концентрации этих метаболитов. Данный эффект известен под названием некротаксиса. Хемоаттрактивными для макрофагов (и фибробластов) являются и продукты деградации внеклеточных белков фибрина (фибрин-пептид В), коллагена, а также фибронектин и тромбин. Повреждение клеточных мембран ведет к продукции арахидоновых метаболитов, многие из которых, особенно, лейкотриен В₄, а также гидроксиэйкузатетраеновые кислоты и тромбоксан А₂, служат хемоаттрактантами для нейтрофилов, макрофагов и эозинофилов.

• Некоторые другие медиаторы воспаления могут быть хемоаттрактантами, в том числе, избирательными для тех или иных клеток. К ним относятся пептиды, привлекающие моноциты, нейтрофильные катионные белки, С-реактивный (шок, цитокины ИЛ-1 и кахексин, тромбоцитарный фактор роста, трансформирующий фактор роста β. Мастоциты выделяют хемотактические факторы для эозинофилов (содержит лейкотриен В₄), нейтрофилов и лимфоцитов Макрофаги способны генерировать хемотакти-ческие пептиды для нейтрофилов и базофилов, в частности, именно так действует ИЛ-8 Макрофагальные продукты (фибронектин) могут привлекать фибробласт. Фактор активации тромбоцитов (ацетилглицериновый эфир фосфохолида), выделяемый макрофагами, гранулоцитами и эндотелием, оказывает мощное хемоаттрактивное действие на все лейкоциты.

• Иммунные комплексы и иммуноглобулины, особенно, классов Μ и G, распознаются Fc-peцепторами лейкоцитов и оказывают хемоаттрактивный и опсонический эффект, как через факторы комплемента, так и непосредственно

Способ направленного перемещения лейкоцитов по градиенту хемоаттрактантов, во многом, раскрыт. Градиент хемоаттрактанта обнаруживается пространственным механизмом, сравнивающим концентрации вышеупомянутых веществ у противоположных полюсов клетки. Этот механизм настолько чувствителен, что фагоцит определяет даже разницу в 0,1% в концентрации хемоаттрактантов на головном и хвостовом полюсе клетки. Происходит «кэппинг» или перемещение большинства рецепторов на тот полюс, где существенная их часть (более 20%) занята хемоаттрактантами Концентрация рецепторов в виде кластера на одном из полюсов, обращенном в сторону нарастания градиента, делает этот полюс ведущим. Перемещение лейкоцита обеспечивается структурами цитоскелета. микрофиламентами и микротрубочками Сопряжение функций цитоскелета и рецепции хемоаттрактанта достигается с участием ионов кальция, проникающих в эктоплазму фагоцита через каналы, которые открывают, занимая рецепторы, молекулы лиганда, а также выходящих из кальцисом Пострецепторное сопряжение внутри фагоцита осуществляется по типичному механизму, вовлекающему систему G-белков (см выше)

Нарастание концентрации кальция в эктоплазме переднего полюса фагоцита обусловлено последовательной активацией сопряженных [312] с рецепторами хемоаттрактантов Gc-белка, фосфолипазы С и инозит-фосфатидов, освобождающих кальций из кальцисом. Диацилглицерин, являющийся одним из продуктов этой активации, стимулирует через протеинкиназу С дегрануляцию и экзоцитоз, сопровождающие хемотаксис фагоцитов. Фосфолипаза А₂, вступившая в действие под влиянием избытка кальция, запускает продукцию медиаторов арахидонового каскада, устилающих путь хемотаксиса.

Сама локомоция осуществляется при участии системы кальций-чувствительных и сократительных белков: актина, миозина, филамина, профилина, гельзолина и кальмодулина. Чем выше концентрация кальция в том или ином участке эктоплазмы фагоцита, тем активнее гельзолин ассоциирует с актином и филамином, способствуя образованию ими гелеподобной структуры. Актин переходит из мономерной в фибриллярную форму. В то же время, кальций-связывающий белок кальмодулин способствует сборке миозиновых молекул, что дает возможность миозину в комплексе с актином осуществлять сокращение.

При сокращении лейкоцит подтягивается к переднему полюсу или передней псевдоподии («как переднеприводной автомобиль»). Но, при накате цитоплазмы на зону желатинизации, последняя оказывается сзади, рецепторы перетекают к переднему полюсу, концентрация кальция в зоне желатинизации падает, гельзолин выходит из комплекса с актином, сокращение заканчивается, и актин мономеризуется, причем, эктоплазма возвращается в состояние золя. В зоне максимальной концентрации кальция при этом оказывается соседний участок эктоплазмы, где повторяется образование актин-гельзолинового и кальмодулин-миозинового комплексов. Таким образом, фагоцит как бы вращается вокруг опорной зоны максимальной желатинизации эктоплазмы.

Неодинаковое количество различных хемоаттрактивных рецепторов на нейтрофилах и макрофагах, наряду с распределением и последовательностью экспрессии молекул клеточной адгезии, частично определяет стадийность эмиграции лейкоцитов и состав экссудатов.

Для борьбы с фагоцитозом ряд микроорганизмов выделяет репелленты, вызывающие отрицательный хемотаксис фагоцитов и токсины, блокирующие локомоцию при хемотаксисе.

Прилипание лейкоцитов к объектам фагоцитоза связано с распознаванием поверхностных детерминант мишеней рецепторами фагоцитов.

Некоторые объекты, например, многие бактерии или грибки-сахаромицеты, распознаются рецепторами экзогенных хемоаттрактантов напрямую. Определенную роль при этом могут играть рецепторы формил-метионина и таких Сахаров, как манноза и фукоза. Рецептор комплемента CR₃ связывает липополисахариды бактериальных клеточных стенок напрямую. Но большинство объектов фагоцитоза нуждается в опсонизации, то есть распознается только после прикрепления сывороточные факторов, к которым рецепторы фагоцитов обладают значительным аффинитетом. Сывороточные факторы, играющие при этом роль «адаптеров», называют опсонинами. Выше уже говорилось, что не все хемоаттрактанта являются опсонинами.

Наиболее активны как опсонины иммуноглобулины (G₁ и G₃, в меньшей степени Μ и Ε). Они распознаются Fсγ- или иными Fc-pецепторами. Фактор комплемента С_3b и его нестабильная форма iC_3b (как при прямой активации объектами фагоцитоза, так и при активации иммуноглобулинами и иммунными комплексами) также оказывают опсониновый эффект через рецепторы CR₁-CR₃.

Опсонизация в несколько раз увеличивает активность прилипания, причем эффект иммуноглобулинов и комплемента аддитивен.

По мнению авторов, термин «опсонизация» может трактоваться расширительна. Фагоцитоз фибрина, деградирующих белков соединительной ткани, нуклеопротеидов усиливается после присоединения к ним фибронектина, что, по существу, делает этот макрофагальный продукт опсонином при рассасывании тромбов, рубцов и клеточного детрита.

С-реактивный белок, фактически, также является ко-опсонином, так как связывает С-белок пневмококков и других микробов и [313] опосредует прикрепление к ним факторов комплемента и фагоцитов. Сходным действием в отношении некоторых бактерий обладает лизоцим.

Опсонизация — мощный усилитель фагоцитарной активности. Однако, иногда и опсониновый эффект даст осечки или даже оборачивается против организма.

Некоторые микроорганизмы (например, золотистый стафилококк) и вирусы (например, вирус герпеса) в процессе эволюции выработали приспособления, позволяющие ускользать от опсонизации. Это белки-аналоги Fсγ-рецепторов. Они блокируют антитела-опсонины и не дают фагоцитам прилипать к обладающему ими объекту. Патогены, обладающие способностью связывать антитела не только по Fab, но и по Fc-фрагменту, способны провоцировать образование крупных комплексов, содержащих несколько молекул иммуноглобулина и микробных тел (вирусных частиц). Стафилококковый А-протеин даже используется как лиганд для выделения иммуноглобулинов G методом аффинной хроматографии.

Еще более коварным образом используют опсонизацию флавивирусы. Вирус желтой лихорадки проникает в клетки за счет его опсонизации иммуноглобулинами, через лейкоцитарный Fc-рецептор. Вирус западно-нильской лихорадки пользуется для этого рецептором С_3b-фрагмента комплемента, «фиксирующегося на его поверхности. Бактерии проказы имеют толстую капсулу, препятствующую прилипанию фагоцитов.

Прилипание фагоцитов к объектам фагоцитоза вызывает комплекс метаболических изменений, которые известны как «активация фагоцитов». Иногда различают праймирование макрофагов (появление на них под действием воспалительных медиаторов поверхностных рецепторов и адгезивных молекул) и истинную активацию (сопровождаемую метаболическим взрывом, см. ниже). Впрочем, по мнению ряда авторов, границы этих терминов условны и не общепризнанны (А. Леснер, 1983) и правильнее говорить только о пенсе, либо более глубокой активации. Сами праймирующие агенты обладают лишь слабой способностью к активации фагоцита. Но при праймировании происходит своего рода пермиссивное действие медиатора на фагоцит, усиливающее и ускоряющее последующую активацию под влиянием объекта фагоцитоза. Сильным праймером считается кахексин.

Активация может быть достигнута и без фагоцитоза — компонентами микробных клеток (липополисахариды, мурамилпептиды, гликопептиды) и даже вообще без ассоциации лигандов с рецепторами опсонинов и хемоаттрактантов — in vitro под влиянием больших доз цитокинов, например, γ-интерферона, ИЛ-2, ИЛ-3 и кахексина (С. Гордон, 1986). Глюкокортикоиды блокируют активацию фагоцитов. Интересно, что в тканях, в том числе, в отсутствие воспаления имеются аналоги микробных мурамил-пептидов, праймирующие и активирующие тканевые макрофаги. Особенно богата ими печень. Не исключено, что их поставляет симбионтная микрофлора. (Ж. Леклерк, 1986).

Активацию фагоцитов подавляют некоторые продукты бактерий («агрессины»). Так, Mycobacteria выделяют липо-арабиноманнан, блокирующий ответ макрофагов на γ-ИФН.

При активации в фагоците происходит метаболический взрыв. При этом клетка увеличивается, в ней резко усиливается интенсивность реакций пентозного пути и гликолиза, распадается гликоген. Происходит накопление НАДФН и ГТФ, которые затем будут обеспечивать энергетически синтез АКР и работу элементов цитоскелета. Удельная теплопродукция лейкоцитов возрастает в 4-5 раз. Хотя общее потребление кислорода фагоцитом увеличивается, аэробное окисление не вносит в этот процесс решающего вклада, судя по тому, что цианиды не ингибируют метаболический взрыв и последующие события при фагоцитозе (А. Сигал, 1984).

При активации на поверхности фагоцита появляются дополнительные молекулы клеточной адгезии и белки 1 и 2 класса главного комплекса гистосовместимости. Происходит экзоцитоз, в ходе которого гранулоциты подвергаются дегрануляции и освобождают медиаторы [314] воспаления, кумулированные в гранулах. Макрофаги выделяют ИЛ-1, ИЛ-6 и кахексин, а также активаторы фибринолиза. Все фагоциты при активации синтезируют арахидоновые медиаторы воспаления. Активированные фагоциты увеличивают свою цитотоксическую, фагоцитарную и бактерицидную активность. В них начинается выработка активных кислородных радикалов (см. ниже).

В ходе активации лейкопептидаза (лейкокининогеназа) фагоцитов действует на иммуноглобулиновые опсонины и освобождает из С_γ2-домена их Fc-фрагмента пептиды - лейкокинины. Наиболее известными лейкокининами являются тафтсин (названный так первооткрывателями из Университета Тафтса) и близкий к нему ригин, получивший свое название в честь столицы Латвии, где он был выделен (Г. И. Чипенс, 1984).

Тафтсин — это тетрапептид тир-лиз-про-арг. Тафтсин и другие лейкокинины стимулируют активацию фагоцитов и тромбоцитов и усиливают фагоцитоз, способствуют пролиферации и функциям Т-лимфоцитов и даже усиливают стимуляцию периферических эндокринных желез тропными гормонами гипофиза. Значительные количества тафтсина освобождаются в системный кровоток макрофагами селезенки в результате чего он рассматривается некоторыми исследователями, как ее гормон. Селезенка (как и тимус) секретирует также полипептид спленопоэтин, стимулирующий фагоцитоз. Имеются данные, что при спленэктомии страдает системная активность фагоцитов. Наряду с уменьшением образования опсонинов и снижением фильтрующих функций селезеночных макрофагов, это приводит к ощутимому увеличению риска паразитарных инвазий (бабезиоз, бартонеллез) и сепсиса, особенно, вызванного Hemophilus influenzae и другими капсульными микроорганизмами. В связи с этим, современная хирургия выработала технику сберегающих операций, позволяющих избежать спленэктомии при травмах этого органа, чтобы не умножать без необходимости количество пациентов, для которых чеховский псевдоним «Человек без селезёнки» звучит особенно грустно. При гиперспленизме фагоцитарная активность повышена и это считается одной из причин гемоцитопений, сопровождающих это состояние.

Г. И. Чипенс полагает, что лейкокинины оказывают потенцирующее действие при связывании цитокинов и гормонов с их рецепторами, так как индуцируют универсальные квазициклические конформации активных центров биорегуляторов, что резко повышает комплементарность взаимодействия биорегуляторов с рецепторами. Тетрапептидная последовательность тафтсина имеется в составе тимозина, АКТГ, инсулина и других пептидных гормонов. Лейкокинины могут связывать фагоцитоз с системными ответами на повреждение, в частности, стрессом.

Погружение внешне выглядит как охват объекта фагоцитоза псевдоподиями или накат фагоцита на объект. Это наводит на мысль об общности механизмов хемотаксиса и погружения. Некоторые авторы, особенно, изучавшие фагоцитоз крупных частиц и клеток, уподобляют механизм погружения застегиванию молнии. При этом предполагается, что происходит последовательная ассоциация опсонических детерминант объекта с опсониновыми рецепторами фагоцита, таким образом, объект вдвигается в цитоплазму клетки. Поглощение объекта, покрытого иммуноглобулинами, происходит без дополнительных условий. При опсонизации С_3b-фрагментом комплемента требуется одновременная активация фибронектинового и ламининового рецептора фагоцита внеклеточными лигандами, как если бы клетка «опиралась» на межклеточное вещество. Активация цитокиновых рецепторов фагоцита также может способствовать погружению объекта, опсонизированного C_3b‑фрагментом комплемента.

В результате погружения, объект оказывается в цитоплазме фагоцита, полностью окруженный фагосомой, созданной путем инвагинации и замыкания участка клеточной мембраны. Процесс создания фагосомы, видимо, имеет много общего с образованием рецептосом при рецепторном эндоцитозе, когда окаймленные ямки плазматической мембраны, [315] содержащие белок цитоскелета клатрин, замыкаются в опушенные везикулы. При участии микрофиламентов цитоскелета и особых белков-фагозогенов, фагосома сливается с лизосомами и специфическими гранулами фагоцита (внутренняя дегрануляция), формируя фаголизосому, где и происходит завершающая стадия фагоцитоза. Все эти процессы зависят от кальция, протеинкиназы С и липидных внутриклеточных посредников, как и хемотаксис.

Ингибируя с помощью антилектинов слипание фагосомы с лизосомой, некоторые микробы (например, возбудители коклюша, микобактерии, трипаносомы) мешают завершенному фагоцитозу и персистируют внутри макрофагов. При незавершенном фагоцитозе воспаление характеризуется затяжным течением и рецидивами. Макрофаги с персистирующими микробами могут, под влиянием их токсинов, утрачивать антигенпредставляющие функции, оставаясь простыми резервуарами инфекции. Иммуноглобулиновая опсонизация и действие цитокинов способствуют завершению фагоцитоза.

При прилипании и погружении происходит явление, образно названное «отрыжкой при питании». Фагоцит освобождает часть содержимого гранул с медиаторами воспаления наружу. Это особенно характерно для момента слияния фагосом и лизосомами и венулами, так как фагосома может сохранять остаточные каналы, сообщающиеся с поверхностью клетки. Отрыжка при питании — разновидность экзоцитоза. Последний может реализоваться и путем прямой экскреции гранул, особенно, специфических гранул нейтрофилов. Дополнительно содержимое фагоцитов поступает в экссудат при их гибели Например, микобактерии туберкулеза выделяют внутри фагоцитов токсические для них депрессины), при фагоцитозе мембраноразрушающих агентов (кремний при силикозе, кристаллы уратов при подагре, лизосомотоксины при некоторых микозах). Если фагоцит прикрепляется к фиксированному в тканях материалу (иммунным комплексам на поверхности базальных мембран) или к непосильному по своим размерам для механизмов погружения макропаразиту (гельминтам и их личинкам), то наступает фрустрированный фагоцитоз (см. также с. 288), сводящийся к орошению объекта и окружающих тканей цитотоксическим коктейлем фагоцита. Особенно часто к фрустрированному фагоцитозу прибегают самые малые по размерам среди фагоцитов — тромбоциты. Вся совокупность механизмов экзоцитоза усиливает бактерицидные, литические и повреждающие свойства экссудатов и позволяет начать воздействовать на возбудителей ещё до их поглощения. С другой стороны, это способствует вторичной альтерации собственных тканей в очаге воспаления.

Деградация объекта фагоцитоза (по классической терминологии — переваривание) служит заключительной стадией фагоцитоза. Главную роль здесь играют частично охарактеризованные выше кислород-зависимые цитотоксические механизмы фагоцитов (галогенизация и перекисное окисление компонентов захваченных объектов с участием гипохлорита, перекиси водорода, синглетного кислорода, гидроксильных радикалов, супероксидного аниона, оксийодидов и оксида азота). Эти процессы в фагоците отражает рисунок 71. Вспомогательную роль выполняют бескислородные механизмы, подробно рассмотренные выше (см. описание альтерации): катионные антибиотические белки, лактоферрин, лизоцим и, возможно, мочевина. Бактерицидность последней используется стоматологами, добавляющими карбамид в зубную пасту. После глубокого повреждения всеми этими агентами поверхностных структур захваченного фагоцитом объекта, последний становится добычей лизосомальных гидролаз, завершающих разрушение мишени.

Из-за стадийного действия этих агентов рН в фаголизосоме изменяется поэтапно. Вначале реакция близка к нейтральной. Освобождение супероксид-аниона вызывает ощелачивание содержимого фаголизосомы, что способствует действию катионных белков, лактоферрина и дефензинов. Накачивание [316] ионов водорода в фаголизосому меняет её рН на кислый. При этом активизируются кислые гидролазы, а лактоферрин продолжает действовать. Индикатор нейтральрот окрашивает содержимое фаголизосом при фагоцитозе в красный цвет. Генерация АКР при фагоцитозе происходит в соответствии с рассмотренной выше общей последовательностью реакций. В дополнение к вышеприведенной характеристике системы АКР и антиоксидантов, следует отметить, что в фагоцитах имеется мультиферментная система НАДФ-зависимой оксидазы, компоненты которой локализованы в цитоплазме (цитозольный фосфопротеин) и на мембране фаголизосомы (цитохром b-558). Запуск этой системы происходит путем воссоединения компонентов, причем цитозольный белок переносится на фаголизосомальную мембрану, поэтому активные кислородные радикалы, в основном, поступают в фаголизосому. Азурофильные гранулы нейтрофилов подключаются к работе данного механизма, поставляя в фаголизосому миелопероксидазу, главный производитель гипохлорита. Цитохром В нейтрофилов, участвующий в работе окислительной бактерицидной системы, совершенно необычен для других клеток млекопитающих и сходен с оксидазами бактерий. Последнее не удивительно, так как данный этап фагоцитоза, как и предыдущие, служит полем для эволюционного состязания «меча и щита». Некоторые патогенные грибы и микобактерии выработали мощные ловушки активных кислородных радикалов — фенол-гликолипиды, входящие в состав их оболочек и защищающие своих носителей от фагоцитарной деградации. Однако, нейтрофилы, эндотелиоциты и большинство клеток различных тканей у человека — сформировали механизм, позволяющий, благодаря НАДФ-зависимому ферменту нитроксидсинтазе и ее кофактору тетрагидроптерину, окислять L-аргинин в окись азота и, затем в диоксид азота. Активные азотсодержащие радикалы и бескислородные антибиотические белки могут убивать грибки и микобактерии, несмотря на пониженную чувствительность этих патогенов к радикалам кислорода. Здесь ярко проявляется видовая специфика реактивности: у мышей макрофаги синтезируют тетрагидроптерин и активизируют выработку азотсодержащих радикалов в ответ на цитокины. У человека макрофаги к этому ответу не способны. Однако, и у человека макрофаги служат важнейшим звеном противотуберкулезного иммунитета, так как обладают уникальной способностью экспрессировать под влиянием цитокинов 1-гидроксилазу витамина D. Получаемый этим путем 1,25-дигидрок-сихолекальциферол стимулирует противомикобактериальный отрет не менее сильно, чем тетрагидроптерин. Таким образом, одна и та же цель достигается у разных видов различными молекулярными способами (видовая реактивность).

Некоторые микробы, как возбудитель проказы, избегают завершающей стадии фагоцитоза, разрушая фаголизосому и выходя из нее, а многие вырабатывают, подобно самим макрофагам, значительные количества каталазы, расщепляющей перекись водорода (Pseudomonas cepacia, Staphylococus aureus, Chromobacterium violaceum, Aspergillus). Но, и в этих условиях они подвергаются действию бескислородных защитных механизмов.

При наследственном дефекте кодируемого Х-хромосомой мембранного компонент» НАДФ-зависимой оксидазы (гетеродимера цитохрома b-558), равно как и при аутосомно-рецессивном дефекте цитозольного гетеродимерного компонента этой ферментативной системы, образование супероксида нарушается, и у детей развивается хронический гранулематоз (ХГ) — заболевание, характеризующееся иммунодефицитом, незавершенным фагоцитозом и персистированием бактериальных возбудителей в лейкоцитах. Особенно опасны для таких больных вышеупомянутые каталаза-положительные микробы, провоцирующие у них лимфадениты, гранулёмы, себорейный дерматит, афтозный стоматит и гингивиты.

Гранулематозная болезнь, как и большинство дефектов фагоцитоза, вызвана сочетанным [317] Рис. 71. Формирование и действие эндогенных АКР при фагоцитозе. [318] поражением макрофагов и гранулоцитов. Реже подобные дефекты бывают клеточно-избирательными. Например, дефект макрофагального фагоцитоза иммунных комплексов и опсонизированных ими объектов, присутствует при коллагенозах, рассеянном склерозе, герпетиформном дерматите и у родственников больных этими иммунокомплексными заболеваниями (см. ниже раздел «Аллергия»).

Помимо ХГ, наиболее важными в клинике являются расстройства фагоцитоза, описанные в таблице 15, (модифицировано на основе классификации Дж. Галлена, 1994):

Легко заметить, что нарушения функции фагоцитов, в сумме, очень распространены и ответственны за многие случаи снижения иммунологической резистентности у длительно и часто болеющих пациентов, хотя каждая отдельная наследственная аномалия фагоцитов не является частым заболеванием. Наследственные дефекты фагоцитоза, как правило, аутосомно-рецессивны, за исключением вышеописанного варианта хронического гранулёматоза и дефекта глюкоза-6-фосфатдегидрогеназы, сцепленных с Х-хромосомой.

Наиболее часто (1:2000) обнаруживается миелопероксидазный дефицит нейтрофилов. Сам по себе, он не приводит к значительному иммунодефициту, но, в сочетании с другими приобретенными расстройствами остальных звеньев функции фагоцитов, например, диабетом — может стать клинически значимым, в основном, из-за развития микозов.

Дефицит лейкоцитарных адгезирующих молекул вызывается дефектами, локализованными в длинном плече хромосомы 21. В нейтрофилах, лимфоцитах и макрофагах нарушается адгезия, агрегация, хемотаксис и активация лейкоцитов лимфокинами, а также снижается опсонизация фактором комплемента С_3b. Грибковые и бактериальные поражения кожи, а также слизистых оболочек половых, пищеварительных и дыхательных органов сочетаются с парадоксальным лейкоцитозом, вызванным отсутствием краевого стояния. У новорожденных с этим синдромом плохо заживает пупочная ранка.

Синдром Иова (по имени библейского страдальца) характеризуется гиперпродукцией иммуноглобулинов Ε и нехваткой IgA против различных микробов, протекает с проявлениями атонического дерматита, которые сочетаются с холодными абсцессами, кандидамикозом, рецидивирующими гнойными пневмониями. Отмечаются эозинофильный лейкоцитоз и сниженные хемотаксис и супрессорная активность лимфоцитов. Столь парадоксальный «аллергический иммунодефицит», возможно, связан с дефектом рецепции какого-то из цитокинов. Маркером синдрома служат сколиоз и аномалии лицевого скелета.

При дефекте белков специфических гранул страдают не только специфические гранулы нейтрофилов, но и отсутствует эозинофильное окрашивание гранулоцитов, а также функция α-гранул тромбоцитов. Поэтому расстраивается не только фагоцитоз, но и образование белого тромба, что выражается в рецидивирующих инфекциях кожи и ЛОР-органов, гипергическом течении воспаления, замедлении заживления ран и геморрагическом синдроме.

Комплексное расстройство фагоцитоза наступает при сахарном диабете, голодании» гиперкортицизме, иммунодефицитах и сепсисе. При диабете это приводит порой к тому, что нелеченный больной первоначально обращается не к эндокринологу, а к дерматологу или хирургу по поводу поражений кожи слизистых, вызванного гноеродной флорой или грибками.

Так как тимические гормоны — α-протимозин, тимопоэтин, спленопоэтин, тимусный гуморальный фактор и тимулин — стимулируют фагоцитоз, состояния с нарушением функций тимуса, например, синдромы Ди Джорджа и Незелова, сопровождаются ослаблением фагоцитоза. Дефицит цинка в диете способен нарушить производство цинк-содержащего тимулина, что отрицательно сказывается на иммунитете и фагоцитозе, в частности {14}.

У новорожденных также имеется снижение нескольких функций фагоцитов, вследствие чего для них более характерен незавершенный [319] фагоцитоз и персистирование возбудителей в фагоцитах.

Подводя итог обсуждению фагоцитоза, этого ключевого элемента воспаления, выскажем одно дискуссионное положение.

Сопоставляя филогенез фагоцитоза и те негативные стороны этого механизма защиты, которые проявляются при его применении многоклеточным организмом, можно прийти «заключению, что фагоцитоз — архаичная для многоклеточных защитная технология. Многие его нежелательные последствия, попросту, немыслимы у одноклеточных, которые либо разрушают объект атаки до конца, либо экскретируют его из клетки-организма. У многоклеточных такая экскреция при незавершенном фагоцитозе становится невозможной, а экзоцитоз несет разрушение соседним собственным клеткам. Но архаичный технологический блок используется, так как встроен в филогенетически новые иммунологические механизмы защиты, отчасти, компенсирующие его несовершенство.