Продукты секреции нейтрофилов и их биологические функции.

После выхода из кровотока неитрофилы, находясь под воздействием стимулов, выделяют различные секреторные продукты, способные взаимодействовать как с микроорганизмами, так и с клетками тканей. Факторы секреции нейтрофилов преимущественно накапливаются в лизосомальных гранулах. Эти гранулы, согласно их морфологии и содержанию, делятся на азурофильные (первичные) и специфические (вторичные).

После активации нейтрофилов гранулы перемещаются к мембране, и слияние с ней инициирует экзоцитоз, в результате которого содержимое гранул выходит в межклеточную жидкость.

Помимо этих продуктов неитрофилы в результате респираторного взрыва высвобождают значительное количество метаболитов кислорода, включая супероксид анион (02 ), перекись водорода (Н20,), гидрохлорид, гидроксильный радикал (ОН ). В своих азурофильных гранулах неитрофилы содержат большое количество миелопероксидазы и, используя О в качестве субстрата, выделяют НОС1.

Кроме того, неитрофилы также продуцируют длительноживущие оксиданты (с периодом полужизни 8 часов), например N-хлорамины, способные индуцировать длительные кислородзависимые реакции.

Роль перечисленных выше метаболитов кислорода in vivo лучше всего может быть продемонстрирована на примере хронического гранулематоза, для которого характерен наследственно детерминированный дефект NADPH оксидазы.

В результате у этих больных уже в детском возрасте развивается тяжелая частая распространенная инфекция, сопровождаемая пневмониями и абсцессами.

В отличие от хронического гранулематоза у больных с дефицитом миелопероксидазы проявления инфекции минимальны, что свидетельствует о сохранении компенсаторных механизмов, обеспечивающих микробицидную активность нейтрофилов.

Остальные продукты секреции нейтрофилов могут участвовать в киллинге бактерий. Во-первых, лизоцим, присутствующий в азурофильных и специфических гранулах, может индуцировать гидролиз бактериальной клеточной стенки.

Лактоферрин, белок специфических гранул, также рассматривается как фактор, обеспечивающий бактерицидную активность. В настоящее время аналогичная активность открыта и для антибактериальных белков, хранящихся в азурофильных и специфических гранулах.

К этой группе относятся: катепсин G, дефенсины, катионный антимикробный белок (САР) 37, бактерицидный белок, повышающий проницаемость (BIP).

Продукты секреции нейтрофилов и их биологические функции.

Оба типа гранул (азурофильные и специфические) содержат протеолитические ферменты, активные по отношению компонентов интерстициальной ткани. Эластаза нейтрофилов или нейтральная сериновая протеаза количественно составляет наибольшую часть продуктов азурофильных гранул.

Помимо волокон эластина этот фермент действует на коллаген типов I, II, III, IV, гликопротеины (фибронектин и протеогликаны). В легких эластаза нейтрофилов участвует в патогенезе деструктивных заболеваний, например эмфиземы, ассоциированной с дефицитом ингибитора протеазы.

Помимо протеолитических свойств, эластаза в условиях in vitro оказывает влияние на функциональную активность эндотелиальных клеток, их отсоединение от матрикса и лизис. Также описано ее воздействие на эпителиальные клетки.

В присутствии эластазы повышается секреция слизи, повышается экспрессия mRNA IL-8 в трансформированных эпителиальных клетках, подавляется функция реснитчатого эпителия.

Если эти данные найдут подтверждение in vivo, можно будет говорить о патогенетической роли эластазы не только при эмфиземе, но и при хроническом бронхите, БА, фиброзе легких и т.д. Недавно было обнаружено наличие в азурофильных гранулах сериновой протеазы, отличной от эластазы. Она была идентифицирована как протеиназа 3. При рН=6,5 эти два фермента обладают одинаковым действием на волокна эластина.

Нейтрофилы также секретируют коллагеназу, которая хранится в специфических гранулах и проявляет активность, прежде всего, в отношении коллагена типов I и III.

Вторичные гранулы также содержат два фермента, обладающие специфической протеолитической активностью в отношении компонентов матрикса: гепараназу, индуцирующую гидролиз гепаран сульфата (протеогликан, входящий в состав базальной мембраны), и желатиназу, проявляющую специфическую активность в отношении коллагена V типа (основной составной части базальной мембраны). Высвобождение этих ферментов может привести к более легкой трансмиграции нейтрофилов через матрикс интерстиция.

Нейтрофилы также продуцируют целый ряд провоспалительных медиаторов. В настоящее время получены убедительные доказательства продукции нейтрофилами IL и IL совместно с ингибитором IL-1. Также нейтрофилы синтезируют и секретируют NAP-1/IL-8.

Вместе с полным арсеналом продуктов секреции нейтрофилы могут рассматриваться среди эффекторных клеток воспаления как первая линия защиты. Активация этих клеток может быть достигнута in vitro с помощью различных стимулов, включающих продукты бактериального происхождения, ИК, фрагменты комплемента, GM-CSF, ЛПС, IL-6, IL-8, TNF-a, LTB4, PAF.

Однако, также важно наличие механизмов, ингибирующих активность нейтрофилов, так как они могут сдерживать неадекватную, продолжительную активацию нейтрофилов, которая может приводить к повреждению тканей.

Некоторые ингибиторы функции нейтрофилов были идентифицированы как продукты секреции эндотелиальных клеток (простациклин, аденозин, NO), альвеолярных макрофагов (PGE2) и тромбоцитов (LXA4).

— Также рекомендуем «Нейтрофилы и антимикробная защита. Нейтрофилы и повреждение легких.»

Оглавление темы «Роль нейтрофилов и эозинофилов в воспалении легких.»: 1. Нейтрофилы. Роль нейтрофилов при воспалении легких. 2. Адгезия и миграция нейтрофилов при воспалении в легких. 3. Продукты секреции нейтрофилов и их биологические функции. 4. Нейтрофилы и антимикробная защита. Нейтрофилы и повреждение легких. 5. Курение, хронический бронхит, эмфизема и нейтрофилы. Бронхиальная астма и нейтрофилы. 6. Муковисцидоз и нейтрофилы. Рак легкого и нейтрофилы. Респираторный дистресс-синдром у взрослых и нейтрофилы. 7. Роль эозинофилов в воспалении легких. Мембранные рецепторы и поверхностные маркеры эозинофилов. 8. Продукты эозинофилов. Биологически активные вещества эозинофилов. 9. Активация эозинофилов. Взаимодействие эозинофилов с другими клетками. 10. Рекрутирование эозинофилов. Общие механизмы рекрутирования эозинофилов.

Нейтрофильные экстраклеточные ловушки — регуляторы формирования врожденного и адаптивного иммунитета

Продукты секреции нейтрофилов и их биологические функции.

Нейтрофилы — наиболее многочисленная группа лейкоцитов крови, участники реакций местного иммунитета и, одновременно, ключевые факторы врожденного иммунитета. Они представляют собой первую линию защиты при воспалении и инфекциях. Рецепторы клеток врожденного иммунитета взаимодействуют с потенциально опасными лигандами экзогенного или эндогенного происхождения. Поступающие в организм патогены вызывают воспалительную реакцию, привлекающую нейтрофилы из периферической крови в ткани. В очаге воспаления нейтрофилы разрушают микроорганизмы с помощью ряда механизмов, главным образом за счет фагоцитоза, высвобождения противомикробных веществ и формирования нейтрофильных экстраклеточных ловушек (НЭЛ). Процесс образования НЭЛ, называемый также нетозом, является механизмом уничтожения микроорганизмов нейтрофилами [1, 2]. Взаимодействие нейтрофилов с микроорганизмами вызывает активацию клеток и ведет к высвобождению волоконистых сетевидных структур (Neutrophil Extracellular Traps, NET), состоящих из деконденсированной ДНК в комплексе с цитозольными белками, ферментами, белками гранул и гистонами. Такой комплекс обеспечивает достаточно высокую локальную концентрацию антимикробных компонентов, чтобы инактивировать и уничтожить патоген независимо от поглощения нейтрофилами. Хотя механизм образования НЭЛ до конца не изучен, известно, что их образование зависит от активности нейтрофильной NADPH-оксидазы. В небольшом количестве исследований найдены НЭЛ, раскрытие которых происходит без предварительной активации NADPH-оксидазы. Однако антибактериальная эффективность таких НЭЛ, как и ожидалось, оказалась низкой. Установлено, что важным фактором, индуцирующим раскрытие НЭЛ, являются контактные взаимодействия активированных нейтрофилов с клетками, находящимися в состоянии апоптоза. Причем нейтрофилы, содержащие остатки апоптотических клеток, не формируют экстраклеточные ловушки и активируют фагоцитоз [3].

В дополнение к антимикробным свойствам НЭЛ создают барьер, предотвращающий распространение патогена.

Большое количество исследований посвящено роли НЭЛ в инфекционном воспалении, продемонстрировано, что для развития воспаления неблагоприятны как недостаточность, так и избыточность формирования НЭЛ.

Недостаточность нетоза обусловлена врожденными факторами, а также может быть индуцирована патогенами.

Избыточность нетоза ведет к тканевому повреждению за счет действия активных форм кислорода и пептидов с порообразующей активностью (таких как LL-37) и вызывает гемокоагуляцию, тромбозы и гемофагию. В последние годы появились работы, показывающие важную защитную роль НЭЛ, которая заключается не только в прямом уничтожении микроорганизмов, но и в регулировании взаимодействия врожденного и адаптивного иммунитета [4].

Роль НЭЛ в антивирусной защите организма

Вирусная инфекция запускает образование агрегатов митохондриального противовирусного сигнального белка (mitochondrial antiviral-signaling protein, MAVS) обладающего прионоподобной активностью [5], который активно стимулирует иммунную сигнализацию. В контроле MAVS-опосредованной противовирусной передачи сигналов аутофагия играет важную роль.

Убиквитин-лигаза (RNF34) связывается с MAVS в митохондриальной мембране после вирусной инфекции и способствует аутофагической деградации MAVS, которая необходима для обновления поврежденных митохондрий при вирусной инфекции.

RNF34-опосредованная аутофагическая деградация MAVS регулирует врожденный иммунный ответ, митохондриальный гомеостаз и контролирует внутриклеточное инфицирование [6]. Запуск внутриклеточных реакций инициируется после распознавания вирусных продуктов через патоген-ассоциированные молекулярные паттерны.

Такое распознавание инициирует сигнальные каскады, которые активируют внутриклеточную врожденную иммунную защиту и воспалительный ответ, который, в свою очередь, облегчает развитие адаптивного иммунного ответа.

Активированные сигналы RIG-I взаимодействуют с адаптерным белком MAVS, что приводит к сигнальному каскаду, который активирует факторы транскрипции IRF3 и NF-κB. Эти действия вызывают экспрессию антивирусных генных продуктов и продукцию интерферонов (IFN) I и III типа, которые приводят к снижению содержания вируса в инфицированной клетке и окружающей ткани [7].

Читайте также:  Дробление яйцеклетки. Морула. Зигота. Транспорт оплодотворенной яйцеклетки.

Реакция врожденной иммунной системы на патоген развивается в несколько этапов. Первоначально инфицированные макрофаги и дендритные клетки рекрутируют и активируют нейтрофилы, синтезируя и секретируя IFN-I. На этом этапе патоген взаимодействует с рецепторами врожденного иммунитета (TLR) или внутриклеточными рецепторами RLR (RIG-I, MDA5, LGP2).

Группа RLR-рецепторов действуют как сенсоры вирусной репликации в клеточной цитоплазме и детектируют репликацию вирусов путем прямого взаимодействия с молекулами двуцепочечной РНК вирусного генома. Нейтрофилы периферической крови поступают в очаг воспаления и под влиянием IFN-I (IFNα и IFNβ) активируются и синтезируют IFNγ.

Секреция IFNγ привлекает и активирует NK-клетки и цитотоксические CD8 T-лимфоциты, которые способны распознавать (при наличии специфических рецепторов) и уничтожать инфицированные клетки.

В ходе развития реакций врожденного иммунитета развивается секреция IFNγ из нейтрофилов периферической крови, увеличивается функциональная активность цитотоксических клеток.

Ряд экспериментальных данных свидетельствуют о способности MAVS увеличивать свой уровень экспрессии, усиливать синтез противовирусных и провоспалительных цитокинов, а также индуцировать апоптоз [8].

В свою очередь, контактные взаимодействия активированных нейтрофилов с инфицированными вирусами клетками, развивающими апоптоз, вызывают формирование нейтрофильных экстраклеточных сетей с последующим фагоцитозом и гидролизом всех внутриклеточных компонентов инфицированных клеток, включая вирусные ДНК или РНК [3, 9].

Представленные данные позволяют предположить, что в организме действует неспецифическая система противовирусной защиты, связанная с образованием НЭЛ. Ключевой сенсор этой системы — мембранный белок MAVS, локализованный на наружной митохондриальной мембране.

Присоединение к нему вирусной ДНК или РНК вызывает определенные конформационные изменения, которые через ряд этапов индуцируют запуск апоптоза инфицированной клетки.

Контактные взаимодействия нейтрофилов с инфицированной клеткой, находящейся в состоянии апоптоза, вызывает раскрытие НЭЛ, которые обеспечивают захват апоптозирующих клеток, фагоцитоз и гидролиз всех клеточных и вирусных структур.

Роль НЭЛ в регуляции иммунного ответа

Формирование НЭЛ при взаимодействии с патогеном происходит при достижении необходимого уровня активации нейтрофилов, в ходе которой экспрессируется геном, синтезируются ферменты противоинфекционной защиты, развивается синтез цитокинов и синтезируются регуляторные белки, к которым относится Toll-взаимодействующий белок.

Toll-взаимодействующий белок (Toll-interacting protein, Tollip) представляет собой убиквитинсвязывающий белок, который регулирует (ограничивает) врожденный иммунный ответ, включая передачу сигналов Toll-подобных рецепторов, является ключевым негативным регулятором врожденного иммунитета, предотвращающим чрезмерные воспалительные реакции.

Его роль исследовали на примере больных с различными заболеваниями и в экспериментальных моделях на животных. При обследовании больных с тяжелым воспалением, таким как септический колит с неблагоприятным клиническим исходом, нашли сниженные уровни Tollip в периферической крови по сравнению с уровнем Tollip в крови здоровых доноров.

Такие Tollip-дефицитные нейтрофилы обладали сниженной миграционной способностью по отношению к сильному хемоаттрактанту N-формил-Мет-Лей-Фен — продукту деградации бактериальных белков, обладали ослабленным потенциалом генерации НЭЛ и демонстрировали пониженную активность в бактериальном уничтожении [10]. Дефицит Tollip связан с повышенным риском развития туберкулеза.

У обследованных больных нашли полиморфизмы Tollip, что указывает на механизм негативной регуляции передачи сигналов TLR в патогенезе туберкулеза человека [11].

Дефицит Tollip в организме вызывает ускоренное включение адаптивной иммунной системы в ответную реакцию. Tollip-дефицитные нейтрофилы значительно увеличивали активацию Т-клеток за счет усиления экспрессии костимулирующей молекулы CD80 и снижения экспрессии ингибирующей молекулы PD-L1.

Отсутствие Tollip в организме увеличивало образование STAT5 и уменьшало образование STAT1 — факторов транскрипции, которые ответственны за экспрессию CD80 и PD-L1 соответственно [12]. Приведенные данные показывают важную роль Toll-взаимодействующего белка в реакциях врожденного иммунитета.

По мере раскрытия НЭЛ Tollip подавляет экспрессию TLR-рецепторов, ограничивая взаимодействие нейтрофилов с патогеном. Формирование НЭЛ при этом замедляется, что, очевидно, представляет собой механизм ограничения врожденного иммунитета на ранних стадиях развития воспаления.

Нарушение этого процесса влечет за собой продолжительный выход ферментов, активных форм кислорода, биологически активных веществ из раскрытых НЭЛ и вызывает повреждение ткани.

Таким образом, физиологическое значение Toll-взаимодействующего белка заключается в поддержании баланса между реакциями врожденного и адаптивного иммунитета. Другими важными факторами, влияющими на формирование иммунитета, являются ферменты, образующиеся при активации НЭЛ.

Главные секретируемые ферменты, которые поступают в очаг воспаления при раскрытии НЭЛ, это NADPH-оксидаза, миелопероксидаза и аргиназа. Физиологическое значение NADPH-оксидазы и миелопероксидазы состоит в генерации радикалов кислорода и азота в очаге воспаления, которые обладают выраженным противоинфекционным действием.

Роль аргиназы состоит в ингибировании адаптивного иммунитета [13]. В большом количестве исследований показано, что на ранних этапах воспаления эти предварительно активированные ферменты поступают во внеклеточное пространство и нарушение этого процесса всегда вызывает неблагоприятные последствия.

Результаты исследований показывают, что это абсолютно необходимый этап при взаимодействии патогена с иммунной системой организма. Необходимо отметить, что данный этап ограничен по времени. Физиологическим ограничителем этапа формирования НЭЛ является Toll-взаимодействующий белок.

Значение аргиназы, поступающей в очаг воспаления из активированных нейтрофилов в ходе формирования НЭЛ, и вызванное этим ингибирование адаптивного иммунитета не вполне ясны и привлекают внимание исследователей.

При исследовании больных острым ишемическим инсультом нашли взаимосвязь между активностью аргиназы крови, отношением нейтрофилы/лимфоциты и тяжестью заболевания.

А при исследовании больных с черепно-мозговой травмой (через 24 ч после травмы) в их крови обнаружено увеличение количества матричной РНК аргиназы 1, а также растворимой формы поверхностного рецептора CD100, локализованного на эндотелиальных клетках, что свидетельствует об активации нейтрофилов и вовлечении в воспалительный процесс сосудистого эндотелия. Кроме этого, в крови больных было повышено содержание матриксной металлопротеиназы 9, участвующей в ремоделировании внеклеточного матрикса, и фактора миелоидной дифференцировки 2 — гликопротеина, который связывается с внеклеточным доменом рецептора врожденного иммунитета (TLR4), вызывает его активацию и играет важную роль во врожденном иммунитете [14, 15]. Острый инсульт изменяет системный иммунный ответ в периферической крови, однако молекулярный механизм, с помощью которого при этом усиливается экспрессия аргиназы, не ясен. Исследование пациентов с острым ишемическим инсультом показало, что микроРНК miR-340–5p связывается с 3’-нетранслируемой областью гена аргиназы 1 и подавляет экспрессию гена аргиназы. Предполагают, что снижение содержания miR-340–5p, обнаруженное у больных с острым инсультом, снимает торможение экспрессии гена аргиназы 1, что вызывает впоследствии ее интенсивный синтез [16]. Используя модель временной окклюзии средней мозговой артерии у мышей, обнаружили способность мышиных нейтрофилов высвобождать аргиназу из предварительно сформированных гранул. При этом наблюдали снижение экспрессии дзета-цепи (CD3ζ) на Т-лимфоцитах, что согласуется со снижением их функциональной активности [17]. Острые инфекционные процессы вызывают быстрое увеличение активности аргиназы в периферической крови пациентов. При исследовании некротического энтероколита у детей нашли значительное увеличение активности аргиназы периферической крови и продемонстрировали, что этот фермент секретируют инфильтрирующие нейтрофилы [18]. Во время острой инфекции у людей обнаружили, что численность нейтрофилов периферической крови, синтезирующих аргиназу, пропорциональна тяжести заболевания. Эти нейтрофилы нарушают экспрессию дзета-цепи CD3-клеток и функцию Т-лимфоцитов, способствуя дисфункции Т-клеток, наблюдаемой при сепсисе [19, 20]. Хронизация воспаления также сопровождается повышением активности аргиназы в очаге воспаления. В туберкулезных гранулемах, которые представляют собой компактные, организованные скопления инфицированных и неинфицированных макрофагов, Т-клеток, нейтрофилов и других клеток, выявлена повышенная активность аргиназы, причем источником этого фермента служат макрофаги. Индукция аргиназы блокирует пролиферацию Т-клеток, лишая их функциональной активности [21].

Полученные данные в их совокупности заставляют утверждать, что взаимодействие врожденного и адаптивного иммунитета испытывает определенные реципрокные отношения в начальный период острого воспаления.

Эти же данные свидетельствуют об ингибировании адаптивного иммунитета в начальный период острого воспаления, сопряженного с формированием НЭЛ.

Читайте также:  Болезнь Рейно. Синдром Рейно. Дискогенная люмбоишиалгия.

На этапе формирования ловушек во внеклеточную среду поступает аргиназа, происходит локальное снижение концентрации аргинина, что влечет за собой ингибирование функциональной активности Т-лимфоцитов и торможение процессов презентации антигенов.

На этом этапе происходит выраженная активация врожденного иммунитета, которая сопряжена с одновременным ингибированием адаптивного иммунитета. По мере ослабления экспрессии рецепторов врожденного иммунитета, под влиянием Toll-взаимодействующего белка, реактивность системы врожденного иммунитета снижается. Презентация антигенов на фоне отсутствия выхода аргиназы из нейтрофилов создает условия для активации адаптивного иммунитета.

Заключение

Анализ приведенного экспериментального материала позволил обратить внимание на ранее неизвестные эффекты НЭЛ. Продемонстрирована их важная роль в формировании противовирусного иммунитета, а также их участие в регуляции врожденного и адаптивного иммунитета.

В начальный период острого инфекционного воспаления развивается активация нейтрофилов, индуцированная патогеном. На этом этапе нейтрофилы синтезируют и секретируют IFNγ, а также активируют синтез NADPH-оксидазы, миелопероксидазы и аргиназы.

Достижение определенного высокого уровня активации NADPH-оксидазы запускает формирование НЭЛ, которые связывают, инактивируют или повреждают патогены за счет действия активных форм кислорода и азота.

На этапе раскрытия ловушек во внеклеточную среду поступает аргиназа, происходит локальное снижение концентрации аргинина, что влечет за собой торможение функциональной активности Т-лимфоцитов.

В дальнейшем развитие острого инфекционного воспаления сопровождается снижением экспрессии TLR-рецепторов под влиянием Toll-взаимодействующего белка, и раскрытие НЭЛ ограничивается. Увеличение функциональной активности Т-лимфоцитов на фоне отсутствия выхода аргиназы из нейтрофилов создает условия для активации адаптивного иммунитета.

Сведения об авторах:

Казимирский Александр Николаевич — д.б.н., доцент, ведущий научный сотрудник отдела молекулярных технологий, ORCID iD 0000-0002-3079-4089;

Салмаси Жеан Мустафаевич — д.м.н., профессор, заведующий кафедрой патофизиологии и клинической патофизиологии, ORCID iD 0000-001-8524-0019;

Порядин Геннадий Васильевич — д.м.н., профессор, член-корреспондент РАН, кафедра патофизиологии и клинической патофизиологии, ORCID iD 0000-0003-2010-3296.

ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России. 117997, Россия, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1.

Реактивные изменения нейтрофилов при бронхолегочных заболеваниях — современные проблемы науки и образования (сетевое издание)

1

Ляпина С.А. 1

Федотова Г.Г. 2
1 ФГБОУ ВО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева»2 ФГБОУ ВО «Мордовский государственный педагогический институт им. М. Е. Евсевьева»
Изучение роли клеток-фагоцитов нейтрофилов в развитии патологии дыхательной системы имеет большое практическое значение.

В настоящем сообщении приводятся результаты изучения реактивности нейтрофилов при бронхолегочных заболеваниях, которые характеризуются многообразием клинико-морфологических проявлений. При переходе острых явлений заболевания легких в хронические защитную роль выполняют иммунные комплексы, образование которых представляет собой естественную часть иммунного ответа.

Реактивность нейтрофилов обусловлена процессом дегрануляции. Специфические гранулы, содержащие щелочную фосфатазу, принимают участие в хемотаксисе. Они первыми вступают в процесс фагоцитоза. Азурофильные гранулы, содержащие кислую фосфатазу, включаются в стадию адгезии, для которой характерно опсонирование и экзоцитоз бактериальных компонентов.

В связи с этим сенсибилизируется большое количество кислой фосфатазы. При этом активность фагоцитоза снижается. Адгезия подавляет хемотаксис. Миелопероксидаза снижает жизнедеятельность микроба и способствует его уничтожению.

Показано, что реактивные процессы в нейтрофилах связаны с локализацией транспортных ферментов – Nа-К- и Са-АТФ-аз, отражающих морфофункциональное состояние нейтрофилов. Клетки-фагоциты нейтрофилы отличаются характерной структурой и сложным внутриклеточным метаболизмом.

В механизме развития бронхолегочной патологии значение имеет степень изменения процесса фагоцитоза.

бронхолегочные заболевания

1. Ляпина С.А., Федотова Г.Г. Структурно-функциональная организация мембран нейтрофилов при бронхолегочных заболеваниях и коррекция их антиоксидантными препаратами // Современные проблемы науки и образования. 2017. № 6.

URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=27199 (дата обращения: 20.10.2018).
2. Ляпина С.А. Активность Na-K и Ca-АТФ-аз нейтрофильных гранулоцитов крови при воздействии in vitro низкоинтенсивным гелий-неоновым лазером. автореф. дис. … канд. биол. наук. Саранск, 1998. 21 с. 3. Негруца К.В. Нарушение функций нейтрофилов как один из механизмов формирования воспаления у больных бронхиальной астмой, хронической обструктивной болезнью легких и внебольничной пневмонией. автореф. дис. … канд. мед. наук. Санкт-Петербург, 2017. 21 с. 4. Jenne C.N., Wong C.H., Zemp F.J., McDonald B., Rahman M.M., Forsyth P.A., McFadden G., Kubes P. Neutrophils recruited to sites of infection protect from virus challenge by releasing neutrophil extracellular traps. Cell host microbe. 2013. vol. 13. no. 2. P. 169-180.
5. Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Невважай Т.А., Полутова Н.В., Бизенкова М.Н. Морфофункциональные и метаболические особенности гранулоцитов периферической крови // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 4-2. С. 285-289.
6. Галкин А.А., Демидова В.С. Центральная роль нейтрофилов в патогенезе синдрома острого повреждения легких (острый респираторный дистресс-синдром) // Успехи современной биологии. 2014. Том 134. № 4. С.377-394.

Общепризнанно, что нейтрофил как полноценная функциональная единица принадлежит к наиболее реактивным клеткам. В этом смысле реактивность нейтрофила отражает многообразие функциональных контактов этих клеток с медиаторными системами плазмы и другими клеточными элементами крови и соединительной ткани. Рассматривая нейтрофил как клетку, участвующую в регуляции гомеостаза, внимание обращено на важнейшие проявления реактивности этих клеток: мобилизационные и эффекторные реакции. Роль нейтрофилов традиционно рассматривается главным образом в связи с их участием в противоинфекционном иммунитете. Характерными признаками реактивности активированных нейтрофилов считаются: перестройка процессов метаболизма, миграция, адгезия, «кислородный взрыв», поглощение объекта фагоцитоза, образование пищеварительной вакуоли и регуляторная (секреторная) функция нейтрофилов [1].

Клетки-фагоциты нейтрофилы отличаются характерной структурой и сложным внутриклеточным метаболизмом. Клеточный метаболизм чрезвычайно чувствителен к изменению содержания Nа-К и Са-АТФ-азы в цитозоле клетки. Эти же ионы определяют электрическую активность возбудимых клеток и необходимы для инициации фагоцитоза [2].

  • В механизме развития бронхолегочной патологии значение имеет степень изменения процесса фагоцитоза [3; 4].
  • Свои главные эффекторные функции нейтрофилы реализуют через воспалительный процесс: а именно, разрушают и удаляют вызвавшие воспаление агенты и регулируют поведение клеток, участвующих в воспалении [5; 6].
  • Целью исследования явилось изучение реактивности нейтрофилов при бронхолегочных заболеваниях.
  • Материалы и методы исследования

Принцип оценки фагоцитарной активности основан на определении поглотительной и переваривающей способности клеток.

Определение фагоцитарной активности нейтрофилов осуществляли в иммерсионной системе под микроскопом специальным методом, основанным на определении резервных возможностей нейтрофилов к выполнению их основной функции – поглощению и переработке чужеродных агентов. Определяли показатели фагоцитоза: фагоцитарный индекс (ФИ), фагоцитарное число (ФЧ), индекс бактерицидности нейтрофилов (ИБН).

Кислородзависимые механизмы бактерицидности оценивали по тесту восстановления нитросинего тетразолия (НСТ-тест) – образование в цитоплазме клеток крови гранул формазана.

Цитохимическими методами исследовали активности следующих ферментов: щелочной фосфатазы (ЩФ), кислой фосфатазы (КФ), миелопероксидазы (МПО), Na-K-АТФ-азы, Са-АТФ-азы. Количественный анализ ферментативной активности проводили на микрофотометре. Показатели выражены в относительных единицах плотности.

Электронно-микроскопическое исследование нейтрофилов и процесс фагоцитоза осуществляли в лаборатории электронной микроскопии Медицинского института МГУ имени Н.П. Огарева (Саранск). Приготовление электронограмм проводилось по традиционной методике.

  1. Пациенты с бронхолегочными заболеваниями были представлены тремя группами по 10 человек в каждой:
  2. — I группа – пациенты с бронхитом (острая форма);
  3. — II группа – пациенты с пневмонией (период обострения);
  4. — III группа – пациенты с бронхиальной астмой (хроническая форма).
  5. Результаты исследования и их обсуждение

В развитии легочного воспаления в зависимости от фазы заболевания (обострение или ремиссия) особая роль принадлежит системе фагоцитирующих клеток. При обследовании пациентов с бронхолегочными заболеваниями различного происхождения, показатели фагоцитарной реакции отражают изменения реактивности организма, которая зависит от степени тяжести заболевания.

Нами показано, что в стадии обострения заболевания поглотительная и внутриклеточная переваривающая способность нейтрофилов по показателям ФИ и ФЧ снижена по сравнению с нормой.

Показатели фагоцитоза (ФИ, ФЧ, ИБН), активность внутриклеточно расположенных ферментов (МПО, ЩФ, КФ, Na-K-АТФ-аза, Са-АТФ-аза), кислородзависимые механизмы бактерицидности (НСТ-тест) изучали в зависимости от фазы заболевания (обострение или ремиссия), в результате чего нами были выявлены некоторые особенности.

У пациентов I группы в фазу обострения заметно снижение показателей фагоцитоза по сравнению с группой здоровых доноров: ФИ – на 18,5% и ФЧ – на 42,0%. По нашему мнению, это связано с угнетением поглотительной активности нейтрофилов.

Подавление фагоцитарной активности нейтрофилов мы рассматриваем как следствие подавляющего (супрессивного) действия вирусов на фагоцитирующие клетки. В фазе обострения воспалительного процесса происходит увеличение НСТ-позитивных нейтрофилов на 92,7%.

Читайте также:  Стоптуссин - инструкция по применению, отзывы, аналоги и формы выпуска (капли, сироп фито, таблетки) лекарства для лечения сухого кашля у взрослых, детей и при беременности

ИБН повышается в 2,0 раза.

В крови пациентов II группы наблюдается снижение ФИ и ФЧ на 15,1% и 36,5% соответственно. В фазе обострения отмечается повышение НСТ-теста в 2,5 раза. ИБН увеличивается в 2,3 раза.

В крови пациентов III группы отмечается снижение ФИ на 16,2%, ФЧ – на 40,2%. НСТ-тест увеличивается на 99,3%, ИБН – в 2,2 раза.

При бронхиальной астме больного нейтрофилы могут контактировать с комплексом аллерген-антитело путем поглощения и переваривания.

При этом функциональная активность нейтрофилов выражена сильнее, чем аллергический процесс. В фазу ремиссии показатели ФИ и ФЧ у пациентов I, II, III группы увеличиваются.

Показатели НСТ-теста и ИБН снижаются у пациентов всех трех групп по сравнению с фазой обострения, что, по всей видимости, связано с процессами перенапряжения функциональной деятельности нейтрофилов и может расцениваться как недостаточность кислородзависимых механизмов бактерицидности нейтрофилов.

Течение бронхолегочных заболеваний сопровождается развитием синдрома эндогенной интоксикации, степень выраженности которой пропорциональна тяжести клинического течения болезни.

Заслуживает особого внимания тот факт, что нейтрофилы являются мощным эффектором и начинающимся механизмом реакций, обеспечивающих развитие воспаления. Реактивность нейтрофила обеспечивается обособленными механизмами, проявляющимися независимо друг от друга.

Полученные в модельных исследованиях результаты определенно указывают на динамику ферментативной активности и фагоцитарной способности нейтрофилов у больных бронхолегочными заболеваниями, при обострении которых содержание ЩФ в клетках-фагоцитах повышалось.

Уровень ЩФ нейтрофилов в фазу ремиссии не изменялся. Мы обратили внимание, что наблюдается прямая связь между тяжестью воспалительного процесса и активностью щелочной фосфатазы.

В период обострения активность КФ в крови пациентов I группы увеличивалась на 30,0%, II группы – на 38,1% и III группы – на 33,5%.

Нейтрофилы секретируют низкомолекулярные продукты, обладающие супрессорным действием на фоне альтерирующих факторов. После стимуляции нейтрофилов в течение первых нескольких секунд происходит респираторный взрыв, связанный с активностью МПО.

Респираторный взрыв, вызванный накоплением в нейтрофилах МПО, составляет у пациентов I группы – 17,0%, II группы – 29,0%, III группы – 24,7%.

В фазе обострения активность МПО в нейтрофилах достоверно снижалась по сравнению с фазой ремиссии, что может свидетельствовать о нарушении образования активных кислородных метаболитов.

Общебиологические свойства ионтранспортирующих систем, связанных с функционированием мембранного аппарата клеток, отражают степень активности АТФ-аз, которая выявляется в виде черных цитоплазматических отложений.

Нами показано, что при действии повреждающего агента активность Na-K-АТФ-азы и Са-АТФ-азы изменяется.

В стадии хемотаксиса и адгезии, когда нейтрофилы движутся в поврежденную ткань и прилипают к поверхности, их активность возрастает; в стадии киллинга и деградации микроорганизмов (кислородзависимый респираторный взрыв) – снижается, наблюдается снижение количества жизнеспособных клеток в конце фагоцитоза.

Противомикробной резистентности, эффекторами которой являются нейтрофилы, как и естественные киллеры и неспецифические гуморальные факторы, отводится существенная роль в защите организма.

Нейтрофилы содержат в своих гранулах и синтезируют в процессе активации высокотоксичные продукты, повреждающие клетки. Это свойство во многом определяет их участие в антимикробной защите, остром бронхолегочном воспалении.

Морфологическая ультраструктура нейтрофилов при бронхолегочной патологии имеет свои особенности. Высвобождение преформированных биологически активных веществ составляет важный этап реализации эффекторного потенциала нейтрофила.

Заключение

Изложенный материал указывает на многогранность реактивных свойств нейтрофилов. Нами выбраны наиболее убедительные и информативные факторы, которые изучались нами в течение долгих лет на большом клиническом материале, с позиции воспалительного процесса.

Методы изучения реактивности нейтрофилов, в частности их секреторной функции, позволяющие оценивать биологическую активность продуктов, выделяемых этими клетками в процессе активации, могут быть использованы для тестирования их дефектов у больных.

Клиническое и экспериментальное использование таких методов может дать дополнительную информацию не только для диагностики иммунодефицитных состояний и прогноза течения патологических процессов, но и для понимания роли нейтрофилов в регуляции различных звеньев гомеостаза.

Снижение фагоцитарной активности нейтрофилов по показателям ФИ и ФЧ в фазу обострения при всех формах бронхолегочных заболеваний следует рассматривать как следствие супрессорного воздействия бактерий на фагоцитирующие клетки. Уровень щелочной и кислой фосфатаз в цитоплазме нейтрофильных лейкоцитов периферической крови служит показателем, характеризующим защитную функцию этих клеток, и является морфологическим тестом сенсибилизации организма.

Нейтрофил включается в сложную систему регуляции процессов метаболизма и различных функций организма. Можно полагать об изменении в кислородзависимых механизмах бактерицидности нейтрофилов.

Максимальные показатели НСТ-теста и ИБН в стадии обострения заболевания отражают завершенность фагоцитоза. В фазу ремиссии показатели НСТ-теста и ИБН снижаются.

НСТ-тест является признанным показателем бактерицидной функции фагоцитов, и его логично рассматривать как функциональный критерий готовности нейтрофилов к завершенному фагоцитозу.

Данное обстоятельство, по всей видимости, является важным фактором усиления фагоцитарной функции нейтрофилов.

Возникновение, период разгара и период завершения болезни зависят от реактивности организма, которая, в свою очередь, определяется функциональным состоянием иммунной системы.

В общебиологическом отношении активность изучаемых показателей при последовательности реакций патологического процесса указывает на повышение реактивности нейтрофилов, что рассматривается как проявление защитной и приспособительной реакции от нарушения нормального течения жизненных процессов – способа сохранения организма.

Библиографическая ссылка

Ляпина С.А., Федотова Г.Г. РЕАКТИВНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ НЕЙТРОФИЛОВ ПРИ БРОНХОЛЕГОЧНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ // Современные проблемы науки и образования. – 2018. – № 6. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=28285 (дата обращения: 10.05.2022). Продукты секреции нейтрофилов и их биологические функции.

Нейтрофилы: функция, роль в организме

Нейтрофилы – это клетки иммунной системы. Они отвечают за борьбу с микроорганизмами – вирусами, бактериями и различными патогенами. Их основная роль заключается в обеспечении так называемого клеточного иммунитета. Когда их уровень в организме слишком низкий или высокий? Что может означать, если их слишком много или слишком мало?

Нейтрофилы – что это такое и какова их функция?

Нейтрофилы представляют собой тип белых кровяных клеток с фиксированной формой и размером. Они составляют самую многочисленную (до 70%) группу иммунных клеток. Они происходят из стволовых клеток. В костном мозге они не только вырабатываются, но и созревают.

Нейтрофилы играют очень важную защитную роль в организме. Быстро реагируют на опасность. Все благодаря особым рецепторам, которыми они обладают. Их важнейшей функцией является производство белков с бактерицидными и бактериостатическими свойствами.

Они также отвечают за удаление микроорганизмов.

Нормальным референсным диапазоном количества нейтрофилов считается диапазон от 1800 до 8000/мкл. Однако вы должны знать, что референсные значения могут отличаться в разных лабораториях. Кроме того, для детей могут применяться несколько иные диапазоны.

Нейтрофилы ниже нормы

Слишком низкий уровень нейтрофилов называется нейтропенией – менее 1500/мкл. Когда их уровень ниже 500/мкл, это опасное для жизни состояние – агранулоцитоз.

Такое резкое снижение нейтрофилов может вначале напоминать инфекцию, сопровождающуюся лихорадкой, болями в суставах и мышцах и лимфаденопатией. Если его не лечить, он может привести к септическому шоку.

Как только диагностирован агранулоцитоз, пациент должен немедленно отправиться в больницу, чтобы защитить его от микроорганизмов.

Очень часто причиной агранулоцитоза является стероидная терапия или химиотерапия. Снижение уровня нейтроцитов также происходит при хронических инфекциях, заболеваниях соединительной ткани, опухолях костного мозга или отравлении тяжелыми металлами. Однако это еще не все. Он также может быть вызван дефицитом фолатов и витамина B12.

Повышенное количество нейтрофилов

Повышенный уровень нейтрофилов называется нейтрофилией. Причиной этого может быть стресс или беременность, или даже переедание. К сожалению, повышенный уровень нейтрофилов может быть связан и с серьезными заболеваниями. На какие заболевания может указывать повышенное содержание нейтрофилов?

  • некроз органа
  • ожоги и травмы
  • нейтрофильный или миелоидный лейкоз
  • диссеминированный рак
  • лимфома Ходжкина и другие высокозлокачественные заболевания
  • аутоиммунные заболевания, такие как рассеянный склероз или ревматоидный артрит
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector