1 Moskovsko državno sveučilište za medicinu i stomatologiju Ministarstva zdravstva i socijalnog razvoja Ruska Federacija, Moskva

2 URAMN Istraživački institut za opću patologiju i patofiziologiju, RAMS, Moskva

Alveolarni makrofagi, jedne od središnjih stanica sustava, imaju značajnu ulogu u pokretanju i razvoju upalnih reakcija u plućima. urođeni imunitet. Važne komponente urođenog odgovora su sposobnost makrofaga da fagocitiraju i njihova migracijska aktivnost. Alveolarni makrofagi proupalnog M1 fenotipa izolirani iz C57/BL6 miševa imaju veću fagocitnu aktivnost protiv S.aureusa u usporedbi s alveolarnim makrofagima protuupalnog M2 fenotipa izoliranih iz BALB/c miševa. Na komparativna analiza migracijske aktivnosti, utvrđena je alternativna ovisnost indeksa aktivnosti o vrsti korištenog kemoatraktanta.

makrofagi

fenotipovi makrofaga

fagocitoza

migracijska aktivnost

1. Fenotip makrofaga kao determinanta remodeliranja biološke skele / S.F. Badylak, J.E. Valentin, A.K. Ravindra i sur. // Tissue Eng Part A. - 2008. - Vol. 14. Broj 11. - Str. 1835-42.

2. Benoit M., Desnues B., Mege J.L. Polarizacija makrofaga kod bakterijskih infekcija // The Journal of Immunology. - 2008. - Vol. 181. - P. 3733-3739.

3. Cairo G., Locati M., Mantovani A. Kontrola homeostaze željeza kao ključne komponente polarizacije makrofaga // Haematologica. - 2010. - Vol 95, broj 11. - Str. 1801-1803.

4. Plućna imunobiologija i upala u plućnim bolestima. Sažetak NHLBI radionice / D. Crapo, A.G. Harmsen, M.P. Sherman, R.A. Musson // Am J Respir Crit Care Med. - 2000. - Vol. 162. - Str. 1983-1986.

5. Frevert, Wong, Goodman et al. Brzo mjerenje migracije neutrofila in vitro temeljeno na fluorescenciji // Journal of Immunological Methods. - 1998. - Vol. 213. – P. 41–52.

6. Goldmann O., von Köckritz-Blickwede M., Höltje C. et al. Analiza transkriptoma mišjih makrofaga kao odgovor na infekciju sa Streptococcus pyogenes otkriva neobičan program aktivacije // Infect Immun. - 2007. - Vol. 75, broj 8. - Str. 4148-57.

7. Lasbury, M.E., Durant P.J., Lee C.H.. Broj alveolarnih makrofaga je povećan tijekom Pneumocystis pneumonije u miševa // J. Eukaryot. mikrobiol. - 2003. - Vol. 50 (Dodatak). – Str. 637–638.

8. Lay J.C., Alexis N.E., Zeman K.L., et al. In-vivo unos inhaliranih čestica od strane fagocita dišnih puteva je poboljšan kod blagih astmatičara u usporedbi s normalnim dobrovoljcima // Thorax. - 2009. - Vol. 64. – Str. 313–320.

9. Martinez F.O., Sica A., Mantovani A. et al. Aktivacija i polarizacija makrofaga // Front Biosci. - 2008. - Vol. 13. – Str. 453–61.

10. Platt N., Haworth R., da Silva R.P., Gordon S. Receptori čistača i fagocitoza bakterija i apoptotskih stanica // Advances in Cellular and Molecular Biology of Membranes and Organelles. - 1999. - Vol. 5. – Str. 71–85.

11. Stangel M., Joly E., Scolding N.J., Compston D.A.S. Normalni poliklonalni imunoglobulini ('IVIg') inhibiraju mikroglijalnu fagocitozu in vitro // Journal of Neuroimmunology. - 2000. - Vol. 106(1). – Str. 137–144

12. Tumitan A.R., Monnazzi L.G., Ghiraldi F.R. et al. Uzorak aktivacije makrofaga kod sojeva miševa otpornih na jersiniju i osjetljivih na jersiniju // Microbiol Immunol. - 2007. - Vol. 51(10). – Str. 1021–8.

Upalni odgovori igraju izuzetno važnu ulogu u razvoju velikog broja plućnih bolesti, kao što su Bronhijalna astma, sindrom akutnog respiratornog distresa i bronhopulmonalna displazija. Poznato je da jednu od središnjih uloga u nastanku i razvoju upalnih reakcija u plućima imaju alveolarni makrofagi. Kada se aktiviraju, te stanice proizvode slobodne radikale, NO, citokine, kemokine i druge upalne medijatore, čime pokreću urođene i adaptivne imunološke odgovore i neutraliziraju patogene mikrobe.

Tijekom imunološkog odgovora, nativni makrofagi mogu steći različite funkcionalne fenotipove. Dakle, klasični M1 fenotip karakterizira proizvodnja proupalnih citokina i kemokina, kao što su TNF-α, IL-1ß, IL-6, IL-12, makrofagni upalni protein 1α (MIP-1α), kao i povećano stvaranje dušikovog oksida (NO). M1 makrofagi su efektorske stanice koje su integrirane u Th1 odgovor. Ovaj fenotip ubija mikroorganizme i tumorske stanice i proizvodi velike količine proupalnih citokina. Alternativni fenotip M2 makrofaga karakterizira proizvodnja protuupalnih citokina kao što su IL-10 i IL-1 receptor mamac (IL-1ra). Funkcionalna svrha fenotipa M2 prvenstveno je reguliranje upalnog odgovora, sudjelovanje u angiogenezi, remodeliranju tkiva i uspostavljanje imunološke homeostaze poremećene upalom.

Očito, učinkovitost kojom će urođeni imunitet ukloniti patogene mikrobe i, ako je potrebno, potaknuti angiogenezu, remodeliranje i popravak oštećenih tkiva značajno ovisi o fagocitnoj aktivnosti makrofaga, te o tome koliko brzo te stanice mogu stići na mjesto upale, tj. od njihove migracijske aktivnosti.

Stoga su sposobnost fagocitiranja i migracijska aktivnost makrofaga važne komponente urođenog odgovora, koji određuje koliko brzo imunološki sustav može obnoviti homeostazu poremećenu infekcijom i oštećenjem tkiva. Međutim, važno pitanje kakve su razlike u fagocitnoj sposobnosti i migracijskoj aktivnosti fenotipova M1 i M2 makrofaga još uvijek je otvoreno.

Svrha ovog rada bila je odgovoriti na ovo pitanje.

Materijali i metode istraživanja

Miševi

Za proučavanje funkcionalnih odgovora (određivanje fagocitne i migracijske aktivnosti) provedena je izolacija alveolarnih makrofaga u miševa različitih linija. Poznato je da različite genetske linije životinja mogu imati različite fenotipove makrofaga. Na primjer, miševi C57/BL6 imaju fenotip M1, dok miševi Balb/c imaju fenotip M2. Linije miševa S57/BL6 i Balb/c dobivene su iz vivarija Državne proračunske obrazovne ustanove visokog stručnog obrazovanja Moskovskog državnog medicinskog sveučilišta Ministarstva zdravstva i socijalnog razvoja Rusije, Moskva, Rusija. Za istraživanja su korišteni mužjaci obje linije, starosti 10-12 tjedana, težine 23-28 g. Istraživanja su provedena u skladu s pravilima dobre laboratorijske prakse (GLP). Miševi su držani u uvjetima vivarija koji nisu dopuštali ulazak patogenih mikroorganizama.

Izolacija alveolarnih makrofaga

Alveolarni makrofagi izolirani su iz bronhoalveolarni ispiranje(BAL) miševi. Prethodno je miševima intraperitonealno ubrizgana otopina kloralhidrata (u količini od 32,5 ng na 100 g težine životinje), zatim su miševi žrtvovani rezanjem donje šuplje vene i iskrvavivanjem. Da bi se dobila bronho-alveolarna lavaža (BAL), 1 ml sterilnog fosfatnog pufera PBS 37 °C ubrizgan je u pluća kroz intratrahealni kateter (izvedena su 4 ispiranja za svaku životinju). Dobiveni BAL je centrifugiran na 1000 okretaja u minuti 4 minute. Stanični sediment resuspendiran je u 3 ml medija RPMI 1640, nakon čega je određen broj makrofaga u komori Goryaev i koncentracija stanica u mediju RPMI 1640 dovedena na 1∙106/ml.

Određivanje fagocitne aktivnosti alveolarnih makrofaga

Određivanje fagocitne aktivnosti makrofaga provedeno je na suspenziji stanica dobivenih iz bronho-alveolarnog ispiranja prema gore opisanoj metodi. Kao objekt fagocitoze korišten je toplinski inaktivirani soj Staphylococcus aureus 9198. Suspenzija bakterija pripravljena je iz dnevne kulture mikroorganizama ubijenih zagrijavanjem na temperaturi od 56°C tijekom 1 sata, nakon čega su slijedila tri ispiranja u sterilnoj fiziološkoj otopini. Prema standardnom uzorku zamućenosti OSO 42-28-85P 10 jedinica (GISK nazvan po L.A. Tarasevichu), određena je koncentracija bakterijskih stanica, dovodeći do 1∙10 9 /ml. Makrofagi su uneseni u označene jažice ploče s 24 jažice u mediju RPMI 1640 koncentracije 1∙10 6 /ml i Staphylococcus aureus 9198 (koncentracija mikroorganizama u pripremljenom soju je 1∙10 9 /ml) u omjer makrofagi/stafilokok - 1:400; 1:600; 1:800; 1:1000) do ukupnog volumena od 1 ml/jažici. Ploča s makrofagima i mikroorganizmima inkubirana je 3 sata na 37 ± 0,5°C na 5% CO 2 . Nakon 3 sata, jažice ploče isprane su Hankovom otopinom (+ 4 °C), osušene na sobnoj temperaturi 30 minuta, nakon čega je uslijedila fiksacija s apsolutnim etanolom i bojanjem po Romanovsky-Giemsa. Fagocitna funkcija makrofaga procijenjena je izravnim vizualnim brojanjem progutanih mikroba. Pri izravnoj vizualnoj metodi izračunat je fagocitni indeks (PI) - postotak fagocitnih stanica od ukupnog broja i fagocitni broj (PF) - prosječan broj mikroba koje uhvati jedna stanica (procijenjen je samo za fagocitne stanice) .

Određivanje migracijske aktivnosti makrofaga

Migracijska aktivnost makrofaga određena je na suspenziji stanica dobivenih iz bronho-alveolarnog ispiranja prema gore opisanoj metodi, resuspendiranih u kemotaktičkom mediju (RPMI bez fenol crvenog 96 ml, 1M HEPES - 1 ml, 7,5% NaHCO3 - 2 ml , 200 mM L-glutamin - 1 ml, BSA - 0,5 g).

Metoda za određivanje migracijske aktivnosti alveolarnih makrofaga temelji se na principu Boydenove metode, koja se temelji na prelasku leukocita iz jedne polovice komore sa suspenzijom stanica u drugu polovicu komore koja sadrži kemoatraktant i odvojena pomoću membranski filter. Analiza kemotaksije provedena je izravno prema protokolu Neuro Probe.

U donje označene mikrojažice komore dodano je 30 μl kemoatraktanta (korišteni su BAL miševa C57/BL6 i Balb/c), stavljen je filter promjera pora 8 μm, komora je zatvorena i 100 μl stanične suspenzije (s koncentracijom 1∙ 106/ml) u kemotaktičkom mediju. Napunjena komora je inkubirana 3 sata na 37 ± 0,5°C na 5% CO2. Nakon 3 sata, stanice su aspirirane iz gornjih stanica komore, stanice su napunjene s 2 mM EDTA u 1∙PBS tijekom 15 minuta, nakon čega je uslijedila aspiracija EDTA. Komora je otvorena i stanice s gornje strane membrane uklonjene su Q-vrhom. Zatim je membrana centrifugirana na 1500 g 15 minuta (na +4°C). Membrana je bojana azur-eozinom prema Romanovskom 15 minuta. Broj migriranih stanica izbrojan je u svakoj stanici pod optičkim mikroskopom.

Za procjenu aktivnosti migracije koristili smo indeks migracije - omjer broja migriranih stanica i broja nemigrirajućih stanica u jednoj jažici.

Rezultati istraživanja i rasprava

Na slici su prikazani podaci o fagocitnoj aktivnosti makrofaga dvaju fenotipa ovisno o omjeru broja bakterija po makrofagu.

Usporedna procjena fagocitne aktivnosti M1 makrofaga izoliranog fenotipa
iz C57 miševa i M2 makrofaga fenotipa izoliranih iz BABL/c miševa

Može se vidjeti da je za sve omjere prosječan broj bakterija koje je konzumirao jedan M1 makrofag bio značajno veći od broja M2 makrofaga. To znači da je fenotip M1 učinkovitiji u fagocitiranju S. aureusa od fenotipa M2. Istodobno, fagocitna aktivnost fenotipa M1 bila je više ovisna o koncentraciji S. aureus nego fenotipa M2. Na grafikonu se to odražava u strmijem porastu krivulje M1 u usporedbi s M2.

Tablica u nastavku prikazuje podatke o migracijskoj mobilnosti makrofaga fenotipa M1 i M2 kao odgovor na dvije različite vrste kemoatraktanata: BAL izoliran iz BALB/c miševa (BAL BALB/c) i BAL iz C57 (BAL C57).

Usporedna procjena migracijske aktivnosti makrofaga fenotipa M1 izoliranih iz miševa C57 i makrofaga fenotipa M2 izoliranih iz miševa BABL/c. Migracijska aktivnost kvantificirana je indeksom migracije, predstavljenim kao omjer broja migriranih stanica u odnosu na one koje migriraju.

Ovi podaci omogućuju nam da izvučemo nekoliko važnih zaključaka.

Prvo, usporedna procjena migracijske mobilnosti M1 i M2 fenotipova alternativno se razlikuje ovisno o tome koji je tip BAL kemoatraktanta korišten. Doista, u slučaju kada se BALB/c koristi kao kemoatraktant, aktivnost M2 makrofaga značajno je veća u usporedbi s M1 (1,88 ± 0,13 vs 1,12 ± 0,12, p< 0,01). В том же случае, когда в качестве хемоаттрактанта используется БАЛ С57 , активность макрофагов М1 существенно выше, по сравнению с М2 (1,50+0,11 vs 0,93 ± 0,12, р < 0,01).

Drugo, migracijska aktivnost M2 makrofaga izoliranih iz BALB/c miševa kao odgovor na "nativni" BAL BALB/c značajno je veća od aktivnosti M1 makrofaga izoliranih iz C57 miševa kao odgovor na njihov "nativni" BAL C57 (1, 88 ± 0,13 prema 1,50 ± 0,11, str< 0,05).

Treće, migracijsko kretanje makrofaga prema vlastitom "domaćem" BAL-u znatno je veće nego prema "stranom" BAL-u. Dakle, migracijska aktivnost M2 makrofaga fenotipa izoliranog iz BALB/c miševa kao odgovor na nativni BALBALB/c bila je dva puta veća nego na strani BALS57 (1,88 ± 0,13 vs 0,93 ± 0,12, p< 0,001). Аналогичным образом, миграционная активность макрофагов М1 фенотипа, выделенных из мышей С57 в ответ на свой БАЛС57, была почти в полтора раза выше, чем на чужеродный БАЛBALB/c (1,50 ± 0,11 vs 1,12 ± 0,12, р < 0,05).

Rezultat da makrofagi fenotipa M1 izolirani iz miševa C57 imaju veću fagocitnu aktivnost protiv S. aureus u usporedbi s makrofagima fenotipa M2 izolirani iz miševa BALB/c prilično je predvidljiv. Vjerojatno je to velikim dijelom posljedica činjenice da su makrofagi M1 imunološki "orijentirani" na hvatanje unutarstaničnih mikroba, poput bakterija i virusa, te oni, u usporedbi s fenotipom M2, imaju veću zastupljenost receptora fagocitoze za prepoznavanje mikrobnog uzorka.

M2 fenotip je uključen u remodeliranje i popravak oštećenih tkiva, stoga je više "orijentiran" na hvatanje mrtvih fragmenata mrtvih stanica ili stranih neživih dijelova -
ček . Stoga je moguće da će pri korištenju umjesto S. aureusa, primjerice, čestica boje ili kuglica od lateksa, fagocitoza fenotipa M2 biti učinkovitija u usporedbi s M1. U literaturi doista postoje dokazi za to. Tako se pokazalo da je u odnosu na lateks kuglice i čestice zimozana fagocitoza fenotipa M2 bila učinkovitija u odnosu na fenotip M1.

Stoga, usporedni zaključak o fagocitnoj aktivnosti različitih fenotipova makrofaga uvijek treba uzeti u obzir prirodu fagocitiranog agensa: bakterije, čestice boje ili fragmente mrtvih stanica. U našem slučaju, u odnosu na S. aureus, fagocitna aktivnost M1 fenotipa bila je značajno veća u odnosu na M2 fenotip makrofaga.

U komparativnoj analizi migracijske aktivnosti razvija se slična situacija, naime, naši su podaci pokazali da komparativna procjena alternativno ovisi o vrsti korištenog kemoatraktanta. Očigledno je da će razjašnjavanje razloga ove ovisnosti zahtijevati detaljnu interpretaciju sastava molekula kemoatraktanata u dvije vrste BAL-a i odgovor na pitanje koje su razlike između BALBALB/c i BALS57 u pogledu sadržaja kemoatraktanata kemokina. , citokini, površinski aktivni proteini itd.

Očito je da je migracijska aktivnost makrofaga u našim uvjetima ovisila o dva čimbenika:

1) vlastita sposobnost kretanja makrofaga određenog fenotipa;

2) koncentracija i snaga molekula kemoatraktanta u pojedinom BAL-u.

Stoga je pri usporedbi migracijske aktivnosti različitih fenotipova makrofaga izoliranih iz različitih linija životinja preporučljivo koristiti integralni pristup, odnosno procijeniti migracijsku aktivnost makrofaga u njihovim prirodnim uvjetima njihovog BAL-a. Ovim se pristupom pokazalo da je migratorna aktivnost M2 makrofaga BALB/c miševa značajno veća od one M1 makrofaga C57 miševa.

I, na kraju, još jedan također zaslužuje pažnju zanimljiva činjenica da je migracijska aktivnost i M1 i M2 fenotipa značajno smanjena kao odgovor na strani BAL. To izgleda čudno, jer je makrofag upravo ta stanica imunološki sustav, koji bi "tuđi" trebao privući mnogo više od "svog". Za odgovor na ovo pitanje također je potrebno analizirati kemijski i molekularni sastav BAL-a u miševa različitih sojeva.

Općenito, naši rezultati su pokazali da se fagocitne i migracijske aktivnosti fenotipova M1 i M2 makrofaga značajno razlikuju, međutim, zaključak o smjeru tih razlika mora se donijeti uzimajući u obzir specifične uvjete za manifestaciju ovih aktivnosti.

Recenzenti:

Chesnokova N.P., doktor medicinskih znanosti, profesor, profesor Odsjeka za patološku fiziologiju Saratovskog državnog medicinskog sveučilišta. U I. Razumovsky” Ministarstva zdravstva i socijalnog razvoja Ruske Federacije, Saratov;

Arkhipenko Yu.V., doktor bioloških znanosti, profesor, voditelj. Laboratorij za adaptivnu medicinu Fakulteta fundamentalne medicine Moskovskog državnog sveučilišta Lomonosov M.V. Lomonosov, Moskva.

Rad je zaprimljen u uredništvo 10.11.2011.

Bibliografska poveznica

Članak za natječaj "bio/mol/tekst": Imunološki sustav je moćna višeslojna obrana našeg tijela, koja je nevjerojatno učinkovita protiv virusa, bakterija, gljivica i drugih patogena izvana. Osim toga, imunološki sustav je u stanju učinkovito prepoznati i uništiti transformirane vlastite stanice koje mogu degenerirati u maligne tumore. Međutim, kvarovi u imunološkom sustavu (iz genetskih ili drugih razloga) dovode do toga da jednog dana maligne stanice preuzmu vlast. Narastao tumor postaje neosjetljiv na napade tijela i ne samo da uspješno izbjegava uništenje, već i aktivno “reprogramira” zaštitne stanice za svoje potrebe. Razumijevanjem mehanizama koje tumor koristi za suzbijanje imunološkog odgovora, možemo razviti protumjere i pokušati pomaknuti ravnotežu prema aktiviranju vlastite obrane tijela u borbi protiv bolesti.

Ovaj je članak prijavljen na natječaj znanstveno-popularnih radova "bio / mol / tekst" -2014 u nominaciji "Najbolja recenzija".

Glavni sponzor natjecanja je napredna tvrtka Genotek.
Natjecanje je podržao RVC OJSC.

Tumor i imunitet – dramski dijalog u tri dijela s prologom

Dugo se smatralo da je razlog niske učinkovitosti imunološkog odgovora kod raka to što su tumorske stanice previše slične normalnim, zdravim da bi ih imunološki sustav, podešen da traži "autsajdere", pravilno prepoznao. To samo objašnjava činjenicu da se imunološki sustav najuspješnije odupire tumorima virusne prirode (njihova učestalost dramatično raste kod osoba s imunodeficijencijom). Međutim, kasnije se pokazalo da to nije bio jedini razlog.

Ako u ovom članku govorimo o imunološkim aspektima raka, onda u radu "Nema gore pandže na svijetu..." Možete pročitati o značajkama metabolizma raka. - Ed.

Pokazalo se da interakcija stanice raka s imunološkim sustavom mnogo je svestraniji. Tumor se ne samo "skriva" od napada, on može aktivno potisnuti lokalni imunološki odgovor i reprogramirati imunološke stanice tjerajući ih da služe vlastitim zloćudnim potrebama.

„Dijalog“ između degenerirane stanice izvan kontrole i njezinog potomka (odnosno budućeg tumora) i tijela odvija se u nekoliko faza, i ako je u početku inicijativa gotovo u potpunosti na strani tjelesnih obrana, onda se kraj (u slučaju bolesti) - ide na stranu tumora. Prije nekoliko godina, onkoimunolozi su formulirali koncept "imunološkog uređivanja" ( imunoediting), koji opisuje glavne faze ovog procesa (Sl. 1) .

Slika 1. Imunoediting (imunoediting) tijekom razvoja malignog tumora.

Prva faza imunouređenja je proces eliminacije ( eliminacija). Pod utjecajem vanjskih kancerogenih čimbenika ili kao rezultat mutacija, normalna stanica se "transformira" - stječe sposobnost neograničene diobe i ne reagira na regulatorne signale tijela. Ali u isto vrijeme, u pravilu, počinje sintetizirati posebne "tumorske antigene" i "signale opasnosti" na svojoj površini. Ovi signali privlače stanice imunološkog sustava, prvenstveno makrofage, prirodne stanice ubojice i T stanice. U većini slučajeva uspješno uništavaju "propadale" stanice, prekidajući razvoj tumora. Međutim, ponekad među tim "pretkanceroznim" stanicama postoji nekoliko kod kojih je imunoreaktivnost - sposobnost izazivanja imunološkog odgovora - iz nekog razloga oslabljena, sintetiziraju manje tumorskih antigena, imunološki sustav ih lošije prepoznaje i, nakon što su preživjele prvi val, imunološkog odgovora, nastavljaju se dijeliti.

U tom slučaju interakcija tumora s tijelom ulazi u drugu fazu, fazu ravnoteže ( ravnoteža). Ovdje imunološki sustav više ne može potpuno uništiti tumor, ali je još uvijek u stanju učinkovito ograničiti njegov rast. U takvom "ravnotežnom" (i neotkrivenom konvencionalnim dijagnostičkim metodama) stanju, mikrotumori mogu postojati u tijelu godinama. Međutim, takvi latentni tumori nisu statični - svojstva stanica koje ih čine postupno se mijenjaju pod utjecajem mutacija i naknadne selekcije: prednost među tumorskim stanicama koje se dijele imaju one koje se bolje odupiru imunološkom sustavu, a na kraju se pojavljuju stanice u tumoru. imunosupresivi. Oni su u stanju ne samo pasivno izbjeći uništenje, već i aktivno potisnuti imunološki odgovor. Zapravo, ovo je evolucijski proces u kojem tijelo nehotice "iznese" točnu vrstu raka koja će ga ubiti.

Ovaj dramatičan trenutak označava prijelaz tumora u treću fazu razvoja - izbjegavanje ( pobjeći), - na kojem je tumor već neosjetljiv na aktivnost stanica imunološkog sustava, štoviše, njihovu aktivnost okreće u svoju korist. Počinje rasti i metastazirati. To je takav tumor koji obično dijagnosticiraju liječnici i proučavaju znanstvenici - prethodne dvije faze su skrivene, a naše ideje o njima temelje se uglavnom na tumačenju niza neizravnih podataka.

Dualizam imunološkog odgovora i njegov značaj u karcinogenezi

Mnogo je znanstvenih članaka koji opisuju kako se imunološki sustav bori protiv tumorskih stanica, ali ne manji broj publikacija pokazuje da je prisutnost stanica imunološkog sustava u neposrednom okruženju tumora negativan faktor koji korelira s ubrzanim rastom i metastazama raka. U okviru koncepta imunoeditinga, koji opisuje kako se priroda imunološkog odgovora mijenja razvojem tumora, konačno je objašnjeno takvo ambivalentno ponašanje naših branitelja.

Promotrit ćemo neke od mehanizama kako se to događa na primjeru makrofaga. Tumor koristi slične tehnike da prevari druge stanice urođene i adaptivne imunosti.

Makrofagi - "stanice ratnice" i "stanice iscjelitelji"

Makrofagi su možda najpoznatije stanice urođene imunosti - upravo je proučavanjem njihove sposobnosti fagocitoze od strane Mečnikova započela klasična stanična imunologija. U organizmu sisavaca makrofagi su avangarda borbe: budući da prvi otkrivaju neprijatelja, oni ne samo da ga pokušavaju uništiti vlastitim snagama, već i privlače druge stanice imunološkog sustava na bojno polje, aktivirajući ih. I nakon uništenja stranih agenata, oni aktivno sudjeluju u uklanjanju nastale štete, razvijajući čimbenike koji potiču zacjeljivanje rana. Tu dvojnu prirodu makrofaga tumori koriste u svoju korist.

Ovisno o prevladavajućoj aktivnosti, razlikuju se dvije skupine makrofaga: M1 i M2. M1-makrofagi (također se nazivaju klasično aktivirani makrofagi) - "ratnici" - odgovorni su za uništavanje stranih agenasa (uključujući tumorske stanice), kako izravno tako i privlačenjem i aktiviranjem drugih stanica imunološkog sustava (na primjer, T- ubojice). M2 makrofagi - "iscjelitelji" - ubrzavaju regeneraciju tkiva i osiguravaju zacjeljivanje rana,.

Prisutnost velikog broja M1 makrofaga u tumoru inhibira njegov rast, au nekim slučajevima čak može izazvati gotovo potpunu remisiju (uništenje). I obrnuto: M2-makrofagi izlučuju molekule – faktore rasta, koji dodatno potiču diobu tumorskih stanica, odnosno pogoduju razvoju zloćudnost. Eksperimentalno je pokazano da M2 stanice ("iscjelitelji") obično prevladavaju u okruženju tumora. Još gore: pod utjecajem tvari koje izlučuju tumorske stanice, aktivni M1 makrofagi se "reprogramiraju" u M2 tip, prestaju sintetizirati antitumorske citokine poput interleukina-12 (IL12) ili čimbenika tumorske nekroze (TNF) i počinju oslobađati molekule u okoliš , ubrzavajući rast tumora i klijanje krvnih žila koje će osigurati njegovu prehranu, kao što je faktor rasta tumora (TGFb) i vaskularni faktor rasta (VGF). One prestaju privlačiti i inicirati druge stanice imunološkog sustava i počinju blokirati lokalni (antitumorski) imunološki odgovor (slika 2).

Slika 2. Makrofagi M1 i M2: njihovu interakciju s tumorom i drugim stanicama imunološkog sustava.

Proteini iz obitelji NF-kB igraju ključnu ulogu u tom reprogramiranju. Ovi proteini su faktori transkripcije koji kontroliraju aktivnost mnogih gena potrebnih za M1 aktivaciju makrofaga. Najvažniji članovi ove obitelji su p65 i p50, koji zajedno tvore heterodimer p65/p50, koji u makrofagima aktivira mnoge gene povezane s akutnim upalnim odgovorom, kao što su TNF, mnogi interleukini, kemokini i citokini. Ekspresija ovih gena privlači sve više i više imunoloških stanica, "ističući" područje upale za njih. U isto vrijeme, drugi homodimer iz obitelji NF-kB, p50/p50, ima suprotnu aktivnost: vežući se za iste promotore, blokira njihovu ekspresiju, smanjujući upalu.

Obje aktivnosti transkripcijskih faktora NF-kB vrlo su važne, no još je važnija njihova ravnoteža. Dokazano je da tumori ciljano luče tvari koje remete sintezu proteina p65 u makrofazima i potiču nakupljanje inhibitornog kompleksa p50/p50. Na taj način (pored niza drugih) tumor pretvara agresivne M1 makrofage u nevoljne suučesnike vlastitog razvoja: makrofagi tipa M2, doživljavajući tumor kao mjesto oštećenog tkiva, uključuju program oporavka, ali rast čimbenici koje luče samo dodaju resurse za rast tumora. Time je ciklus dovršen – rastući tumor privlači nove makrofage koji se reprogramiraju i potiču njegov rast umjesto uništenja.

Reaktivacija imunološkog odgovora je trenutni trend u terapiji protiv raka

Dakle, u neposrednom okruženju tumora postoji složena mješavina molekula: i aktiviraju i inhibiraju imunološki odgovor. O ravnoteži sastojaka ovog "koktela" ovise izgledi za razvoj tumora (a time i izgledi za preživljavanje organizma). Ako imunoaktivatori prevladaju, to znači da se tumor nije nosio sa zadatkom i da će biti uništen ili će njegov rast biti ozbiljno usporen. Ako prevladavaju imunosupresivne molekule, to znači da je tumor uspio pokupiti ključ i da će početi brzo napredovati. Razumijevanjem mehanizama koji omogućuju tumorima da nadjačaju naš imunološki sustav, možemo razviti protumjere i pomaknuti ravnotežu prema ubijanju tumora.

Kao što eksperimenti pokazuju, "reprogramiranje" makrofaga (i drugih stanica imunološkog sustava) je reverzibilno. Stoga je jedno od obećavajućih područja onkoimunologije danas ideja o "reaktivaciji" bolesnikovih vlastitih stanica imunološkog sustava kako bi se poboljšala učinkovitost drugih metoda liječenja. Za neke vrste tumora (na primjer, melanome), to vam omogućuje postizanje impresivnih rezultata. Drugi primjer, koji je otkrila Medzhitovljeva grupa, je obični laktat, molekula koja se proizvodi kada nedostaje kisika u brzorastućim tumorima putem Warburgovog učinka. Ova jednostavna molekula potiče makrofage na reprogramiranje kako bi podržali rast tumora. Laktat se transportira u makrofage kroz membranske kanale, a potencijalna terapija je blokiranje tih kanala.

Fagocitoza je proces u kojem posebno dizajnirane stanice u krvi i tkivima tijela (fagociti) hvataju i probavljaju čvrste čestice. Otkriće fagocitoze pripada I. I. Mečnikovu. Provode ga dvije vrste stanica: zrnati leukociti (granulociti) koji cirkuliraju u krvi i tkivni makrofagi. U životinja, oociti, stanice placente, stanice koje oblažu tjelesnu šupljinu i retinalni pigmentni epitel također mogu fagocitirati.

Mehanizam fagocitoze je istog tipa i uključuje 8 uzastopnih faza: 1) kemotaksija (usmjereno kretanje fagocita prema objektu);

2) adhezija (pričvršćivanje za predmet);

3) aktivacija membrane (aktinsko-miozinski sustav fagocita);

4) početak same fagocitoze, povezan s stvaranjem pseudopodija oko apsorbirane čestice;

5) nastanak fagosoma (upijena čestica zatvorena je u vakuolu zbog potiskivanja plazma membrane fagocita na nju poput patentnog zatvarača);

6) spajanje fagosoma s lizosomima;

7) uništavanje i probava;

8) oslobađanje produkata razgradnje iz stanice.

Fagocitozi često prethodi proces opsonizacije (od grčkog opsoniazo - opskrbljivati ​​hranom, hraniti) objekta. Objekt je stanica koja nosi vanzemaljske informacije. Inicijator ovog procesa je stvaranje kompleksa antigen-antitijelo na površini stanice. Protutijela, lokalizirana na površini strane stanice, stimuliraju aktivaciju i vezanje proteina sustava komplementa na njih. Dobiveni kompleks djeluje kao aktivator preostalih faza fagocitoze.

Detaljnije, faze fagocitoze su sljedeće:

1. Kemotaksija. Strane stanice (opsonizirane ili neopsonizirane) šalju kemotaktičke signale u okolinu u čijem smjeru se fagocit počinje kretati. Ranije od ostalih stanica, neutrofili migriraju u žarište upale, kasnije - makrofagi.

2. Adhezija fagocita na objekt. To je zbog prisutnosti na površini fagocita receptora za molekule prisutne na površini objekta (vlastitog ili povezanog s njim). Čin prianjanja uključuje dvije faze: strano prepoznavanje (specifičan proces) i prianjanje, odnosno stvarno prianjanje (nespecifičan proces). Ako nema prethodnog specifičnog prepoznavanja stranih stanica, prianjanje fagocitne stanice na objekt fagocitoze je izrazito sporo.

3. Aktivacija membrane. U ovoj fazi objekt je pripremljen za uranjanje. Dolazi do aktivacije protein kinaze C, oslobađanja iona kalcija iz unutarstaničnih depoa. Od velike su važnosti sol-gel prijelazi u sustavu staničnih koloida i aktin-miozinske pregradnje.

4. Zaronite. Predmet je zamotan. U procesu fagocitoze, plazma membrana makrofaga, uz pomoć izbočenih nabora koje formira, hvata predmet fagocitoze i obavija ga.

5. Stvaranje fagosoma. Membrana je zatvorena, predmet je uronjen s dijelom membrane fagocita unutar stanice. Nastala mala vakuola naziva se fagosom.

6. Stvaranje fagolizosoma. Spajanje fagosoma s lizosomima, što rezultira stvaranjem optimalnih uvjeta za bakteriolizu i cijepanje mrtve stanice.

7. Ubijanje i cijepanje. U fagosomu uhvaćena strana stanica umire. Da bi izvršio ubijanje, makrofag proizvodi i izlučuje reaktivne derivate kisika u fagosom. Glavne tvari koje sudjeluju u bakteriolizi: vodikov peroksid, produkti metabolizma dušika, lizozim itd. Proces razaranja bakterijskih stanica dovršava se djelovanjem proteaza, nukleaza, lipaza i drugih enzima.

Probava uhvaćenog i ubijenog materijala je završna faza fagocitoze. Da bi se to postiglo, lizosomi koji sadrže više od 25 različitih enzima, uključujući veliki broj hidrolitičkih enzima, kombiniraju se s fagosomom koji sadrži objekt fagocitoze. U fagosomu se svi ovi enzimi aktiviraju, tzv. metabolička eksplozija, uslijed koje se fagocitirani objekt probavlja.

8. Oslobađanje produkata razgradnje.

Fagocitoza može biti:

* završeno (ubijanje i probava bili su uspješni);

* nepotpun (za niz patogena, fagocitoza je neophodan korak u njihovom životnom ciklusu, na primjer, kod mikobakterija i gonokoka).

Proučavanje pokazatelja fagocitoze važno je u složena analiza i dijagnoza stanja imunodeficijencije: često ponavljajući gnojno-upalni procesi, dugotrajne nezacjeljujuće rane, sklonost postoperativnim komplikacijama.

Za proučavanje fagocitne funkcije koristite:

* izračunavanje apsolutnog broja fagocita (neutrofila i monocita);

* procjena intenziteta apsorpcije mikroba od strane fagocita;

* određivanje sposobnosti fagocitnih stanica da probave uhvaćene mikrobe.

Najinformativniji za procjenu aktivnosti fagocitoze je fagocitni broj, broj aktivnih fagocita i indeks potpunosti fagocitoze.

Najčešća metoda za kvantificiranje i karakterizaciju morfoloških defekata u neutrofilima je leukogram i citološka istraživanja pomoću svjetlosnog i elektronskog mikroskopa.

Za određivanje kemotaktičke aktivnosti neutrofila koristi se metoda proučavanja migracije leukocita pomoću Boyden kamere. Metoda se temelji na odvajanju mikroporoznim filtrom u otopini dviju komponenti koje reagiraju: neutrofila i kemotaktičkih sredstava (npr. C5a), koji se stavljaju u donju komoru i stvaraju koncentracijski gradijent. Neutrofili smješteni u gornjoj komori migriraju duž gradijenta i skupljaju se dalje donja površina filtar. Nakon standardne inkubacije, filtri se uklanjaju, boje i stanice se broje. Metoda je vrlo jednostavna i ima vrlo visoku ponovljivost. Isti princip je temelj metode migracije stanica pod agaroznim gelom, koja se koristi za određivanje kemotaktičkog indeksa.

Za fagocitni broj, norma je 5-10 mikrobnih čestica. To je prosječan broj mikroba koje apsorbira jedan neutrofil u krvi. Karakterizira apsorpcijsku sposobnost neutrofila. Određuje se brojanjem apsorbiranih bakterija po stanici nakon inkubacije bolesnikovih stanica sa standardnim pripravcima St.aureusa ili E.coli i bojenja dobivenih razmaza. Modifikacija ovog testa je metoda za određivanje baktericidne aktivnosti, u kojoj se isprana stanična suspenzija inkubira sa suspenzijom bakterija, zatim se smjesa nanosi na površinu krvnog agara, te se nakon određenog vremena izračunava broj izraslih bakterijskih kolonija. prebrojano. Obje metode zahtijevaju standardizaciju za primjenu u svakom pojedinom laboratoriju i podatke o antibiotskoj terapiji, što može uzrokovati nepouzdane rezultate ili pogreške u njihovoj interpretaciji.

Fagocitni kapacitet krvi je normalan - 12,5-25x10 9 na 1 litru krvi. To je broj mikroba koje neutrofili mogu apsorbirati u 1 litru krvi.

Fagocitni indeks je normalan 65-95%. Ovo je relativni broj neutrofila (izražen kao postotak) uključenih u fagocitozu.

Broj aktivnih fagocita u normi je 1,6-5,0x10 9 u 1 litri krvi. Ovo je apsolutni broj fagocitnih neutrofila u 1 litri krvi.

Indeks završenosti fagocitoze je normalno veći od 1. On odražava probavni kapacitet fagocita.

Fagocitna aktivnost neutrofila obično se povećava na početku razvoja upalni proces. Njegovo smanjenje dovodi do kronizacije upalnog procesa i održavanja autoimunog procesa, jer se time remeti funkcija razaranja i uklanjanja imunoloških kompleksa iz organizma.

Spontani test s NBT (nitrozin tetrazolij) - normalno u odraslih osoba broj NBT pozitivnih neutrofila je do 10%. Ovaj test omogućuje procjenu stanja mehanizma baktericidne aktivnosti fagocita (granulocita) krvi koji ovisi o kisiku in vitro. Karakterizira stanje i stupanj aktivacije unutarstaničnog antibakterijskog sustava NADP-N-oksidaze. Fenomen respiratorne (ili metaboličke) eksplozije povezan je sa značajnim porastom kisika koji apsorbiraju leukociti tijekom fagocitoze, što rezultira stvaranjem superoksidnog radikala (O 3-) i vodikovog peroksida. Svi ti spojevi imaju mikrobicidna svojstva, a njihova je identifikacija važan korak u procjeni funkcionalne aktivnosti fagocitnih stanica.

Indikatori NST-testa se povećavaju početno razdoblje akutnih bakterijskih infekcija, dok se u subakutnom i kroničnom tijeku infektivnog procesa smanjuju.

Smanjenje spontanog testa s NST-om karakteristično je za kroničnost upalnog procesa, urođene defekte fagocitnog sustava, imunodeficijencije, maligne neoplazme, teške opekline, ozljede, pothranjenost, liječenje određenim lijekovi, izloženost ionizirajućem zračenju.

Povećanje spontanog testa s NBT-om primjećuje se kod antigene iritacije zbog akutne bakterijske upale, leukocitoze, povećane citotoksičnosti fagocita ovisne o antitijelima, autoalergijskih bolesti i alergija.

Aktivirani test s NBT koristi se za određivanje fagocitne metaboličke (ovisne o kisiku) aktivnosti neutrofila. Test uključuje inkubaciju neutrofila s NBT in vitro, a formiranje netopljivih obojenih zrnaca formazana može se koristiti za procjenu smanjenja NBT superoksidnim radikalom nastalim tijekom aktivacije fagocita. Odsutnost sedimenta ukazuje na nesposobnost stanične populacije fagocita za metabolizam.

Normalno, kod odrasle osobe, broj NBT-pozitivnih neutrofila je 40-80%. Smanjenje aktiviranog NBT testa neutrofila ispod 40% i monocita ispod 87% ukazuje na nedostatak fagocitoze.

Autori

Sarbaeva N.N., Ponomareva Yu.V., Milyakova M.N.

Prema paradigmi "M1/M2" razlikuju se dva podtipa aktiviranih makrofaga - klasično aktivirani (M1) i alternativno aktivirani (M2), koji izražavaju različite receptore, citokine, kemokine, faktore rasta i efektorske molekule. Međutim, nedavni podaci pokazuju da, kao odgovor na promjene u signalima mikrookruženja, makrofagi mogu pokazivati jedinstvena svojstva, što im ne dopušta da se pripišu nijednom od ovih podtipova.

Makrofagi igraju glavnu ulogu u reakciji tijela na ugrađeni materijal – katetere, stentove, endoproteze, zubne implantate. Makrofagi fagocitiraju čestice trošenja površine zglobnih proteza, pokreću upalu u području proteze i osteolize, kontroliraju stvaranje fibrozne čahure oko strana tijela. Prikazan je kratki pregled čimbenika koji uzrokuju migraciju, adheziju i aktivaciju makrofaga, te analiza njihovih funkcionalnih karakteristika na različitim površinama, uključujući biorazgradive i nerazgradive materijale in vivo i in vitro.

Uvod

Danas se moderna medicina ne može zamisliti bez upotrebe implantabilnih proizvoda koji se ugrađuju u tijelo na različita razdoblja kako bi se obnovila anatomija i funkcija organa i tkiva izgubljenih ili zahvaćenih patološkim procesom. Biokompatibilnost sintetičkih materijala ili konstrukata proizvedenih tkivnim inženjerstvom glavni je problem koji utječe na rezultate takvih implantacija. Reakcija na protetski materijal razvija se sljedećim redoslijedom: promjena tkiva, infiltracija stanicama akutne, zatim kronične upale sa stvaranjem granulacijskog tkiva i fibrozne kapsule. Ozbiljnost ovih reakcija određuje biokompatibilnost implantiranog proizvoda. Makrofagi igraju veliku ulogu u reakciji organizma na materijal koji se ugrađuje – kateteri, stentovi, endoproteze, zubni implantati itd.

Morfologija makrofaga

Makrofagi su heterogena stanična populacija. Makrofag ima nepravilan, zvjezdast, višekraki oblik, nabore i mikrovile na površini stanice, obilje endocitnih mikrovezikula, primarne i sekundarne lizosome. Zaobljena ili eliptična jezgra nalazi se središnje, heterokromatin je lokaliziran ispod nuklearne membrane. Strukturne značajke stanice uvelike ovise o njezinoj organskoj i tkivnoj pripadnosti, kao io njezinu funkcionalnom statusu. Tako su Kupfferove stanice karakterizirane glikokaliksom, alveolarni makrofagi sadrže lamelarna (surfaktantna) tjelešca, dobro razvijen Golgijev kompleks, hrapavi endoplazmatski retikulum i mnogo mitohondrija, dok je mitohondrija malo u mikroglijalnim stanicama. U citoplazmi peritonealnih i alveolarnih makrofaga nalazi se veliki broj lipidnih tjelešaca koji sadrže supstrate i enzime za stvaranje prostaglandina. Prianjajući i pokretni makrofagi tvore kratkotrajne strukture koje sadrže aktin - podosome - u obliku gustog središnjeg dijela s mikrofilamentima koji se radijalno pružaju od njih. Podosomi se mogu spojiti i formirati više struktura visokog reda- rozete koje učinkovito uništavaju proteine ​​temeljnog izvanstaničnog matriksa.

Funkcije makrofaga

Makrofagi fagocitiraju strani materijal i detritus staničnih tkiva, stimuliraju i reguliraju imunološki odgovor, induciraju upalni odgovor, sudjeluju u reparativnim procesima i izmjeni komponenti izvanstaničnog matriksa. Raznolikost funkcija koje se izvode objašnjava ekspresiju velikog broja receptora povezanih s plazma membranom, unutarstaničnih i izlučenih, od strane ovih stanica. Aktiviraju se receptori urođenog imuniteta PRR (receptori za prepoznavanje obrazaca, receptori za prepoznavanje obrazaca). širok raspon ligandi (s iznimkom CD163), omogućujući prepoznavanje visoko očuvanih struktura većine mikroorganizama, tzv. PAMP (pathogen-associated molecular patterns, pathogen-associated images) i slične endogene DAMP (damage-associated molecular patterns) molekularne strukture koje nastaju kao posljedica oštećenja i smrti stanice, modifikacije i denaturacije proteinskih struktura izvanstaničnog matriksa. Većina njih posreduje u endocitozi i eliminaciji potencijalno opasnih endogenih i egzogenih agenasa, međutim, u isto vrijeme, mnogi od njih obavljaju signalne funkcije, regulirajući sintezu proupalnih medijatora, potičući adheziju i migraciju makrofaga (tablica).

Na plazma membrani monocita/makrofaga eksprimirani su i specijalizirani receptori koji vežu jedan ili više strukturno sličnih liganada: Fc fragment imunoglobulina G, faktore rasta, kortikosteroide, kemokine i citokine, anafilotoksine i kostimulacijske molekule. Funkcije mnogih od ovih receptora posredovane su ne samo vezanjem liganda, već i interakcijom s drugim receptorima (C5aR-TLR, MARCO-TLR, FcγR-TLR), što omogućuje finu regulaciju sinteze pro- i protuupalnih posrednici. Značajka makrofagnog receptorskog sustava je prisutnost trap receptora za proupalne citokine i kemokine (Il-1R2 na M2a makrofagima; CCR2 i CCR5 na M2c makrofagima), čija aktivacija blokira unutarstanični prijenos odgovarajućih proupalnih signal. Ekspresija staničnih receptora specifična je za vrstu, organ i tkivo i ovisi o funkcionalnom statusu makrofaga. Detaljno proučeni receptori stanica makrofaga prikazani su u tablici.

Migracija monocita/makrofaga

Tkivni makrofagi pretežno potječu od krvnih monocita, koji migriraju u tkiva i diferenciraju se u različite populacije. Migraciju makrofaga usmjeravaju kemokini: CCL2 CCL3, CCL4, CCL5, CCL7, CCL8, CCL13, CCL15, CCL19, CXCL10, CXCL12; faktori rasta VEGF, PDGF, TGF-b; fragmenti sustava komplementa; histamin; proteini granula polimorfonuklearnih leukocita (PMNL); fosfolipidi i njihovi derivati.

Na rani stadiji upalni odgovor, PMNL organizira i modificira mrežu kemokina lučenjem CCL3, CCL4 i CCL19 i otpuštanjem prethodno oblikovanih granula azurosidina, proteina LL37, katepsina G, defenzina (NNP 1-3) i proteinaze 3, koji osiguravaju adheziju monocita na endotel, čime pokazuju svojstva kemoatraktanata. Osim toga, proteini granula PMNL također potiču izlučivanje kemokina od strane drugih stanica: azurocidin stimulira proizvodnju CCL3 od strane makrofaga, dok proteinaza-3 i HNP-1 induciraju sintezu CCL2 od strane endotela. PMNL proteinaze sposobne su aktivirati mnoge proteinske kemokine i njihove receptore. Dakle, proteoliza CCL15 katepsinom G uvelike poboljšava njegova atraktivna svojstva. Apoptotski neutrofili privlače monocite putem signala za koje se smatra da su posredovani lizofosfatidilkolinom.

Svako oštećenje tkiva dovodi do nakupljanja makrofaga. U području vaskularne ozljede krvni ugrušak i trombociti izlučuju TGF-β, PDGF, CXCL4, leukotrien B4 i IL-1, koji imaju izražena kemoatraktivna svojstva protiv monocita/makrofaga. Oštećena tkiva su izvor tzv. alarmina, koji uključuju komponente uništenog izvanstaničnog matriksa, proteine toplinski šok, amfoterin, ATP, mokraćne kiseline IL-1a, IL-33, mitohondrijska DNA staničnih ostataka, itd. Oni stimuliraju preostale vitalne stanice oštećenih tkiva i endotel krvnih žila da sintetiziraju kemokine, od kojih su neki izravni čimbenici kemotaksije. Infekcija tkiva dovodi do pojave takozvanih molekula povezanih s patogenom: lipopolisaharidi, ugljikohidrati stanične stijenke i bakterijske nukleinske kiseline. Njihovo vezanje na membranske i unutarstanične receptore makrofaga pokreće proces ekspresije kemokinskih gena koji osiguravaju dodatno regrutiranje fagocita.

Aktivacija makrofaga

Makrofage se aktiviraju različitim signalnim molekulama koje uzrokuju njihovu diferencijaciju u različite funkcionalne tipove (slika 1). Klasično aktivirane makrofage (fenotip M1) stimulira IFNg, kao i IFNg zajedno s LPS i TNF. Njihove glavne funkcije su uništavanje patogenih mikroorganizama i indukcija upalni odgovor. Polarizacija u smjeru M1 praćena je lučenjem proupalnih medijatora. Oni izražavaju receptore za IL-1, IL-1R1, TLR i kostimulatorne molekule, čija aktivacija osigurava pojačanje upalnog odgovora. Uz proupalne citokine, makrofagi luče i protuupalni citokin, IL-10, u karakterističnom visokom omjeru IL-12/IL-10. Baktericidna svojstva M1 makrofaga određena su proizvodnjom slobodnih radikala dušika i kisika koje stvaraju iNOS i NADPH oksidazni kompleks. Kao efektorske stanice u odgovoru tijela na bakterijsku infekciju, one, u isto vrijeme, potiskuju adaptivni imunološki odgovor inhibicijom proliferacije stimuliranih T stanica. IL-12 kojeg luče M1 makrofagi igra ključnu ulogu u Th1 polarizaciji, dok IL-1b i IL-23 usmjeravaju imunološki odgovor duž Th17 puta. . Novija istraživanja su pokazala da M1 makrofagi, osim proupalnih, pokazuju reparativna svojstva: izlučuju VEGF, koji stimulira angiogenezu i stvaranje granulacijskog tkiva.

Alternativna aktivacija makrofaga (fenotip M2) uočava se kada su stimulirani interleukinima, glukokortikoidima, imunim kompleksima, agonistima TLR-a itd. Oni migriraju u područja invazije helminta, akumuliraju se u lokusima fibroze, u zacjeljivanju rana na koži i neoplastičnim tvorbama. M2 makrofagi sposobni su za aktivnu proliferaciju in situ. U usporedbi s M1 makrofagima, oni pokazuju veću sposobnost fagocitoze i izražavaju veći broj receptora povezanih s njom: CD36, receptor čistač apoptotskih stanica; CD206, manozni receptor; CD301, receptor za ostatke galaktoze i N-acetilglukozamina; CD163 je receptor za kompleks hemoglobin-haptoglobin. Makrofage ovog tipa karakterizira nizak omjer IL-12/IL-10.

Alternativno aktivirani makrofagi dijele se na podtipove: M2a, M2b i M2c. Primjer M2a fenotipa makrofaga su stanice koje se nakupljaju oko ličinki helminta i protozoa, čiji alergeni induciraju imunološki Th2 odgovor, praćen stvaranjem IL-4 i IL-13. Ne izlučuju značajne količine proupalnih citokina i sintetiziraju specifičan spektar kemokina i membranskih receptora. Vjeruje se da ih karakterizira sinteza IL-10, međutim, in vitro makrofagi ne proizvode uvijek ovaj citokin i mogu pokazivati ​​visoku transkripcijsku aktivnost gena IL-12 i IL-6. Važna karakteristika ove populacije je sinteza antagonista receptora IL-1 (IL-1ra) koji, vezanjem za IL-1, blokira njegovo proupalno djelovanje.

Makrofagi M2a suzbijaju upalni odgovor blokiranjem stvaranja M1 populacije putem citokina Tx2-limfocita koje oni regrutiraju, ili zahvaljujući proizvedenom kemokinu CCL17, koji zajedno s IL-10 inhibira diferencijaciju makrofaga u M1 smjer. M2a stanice fenotipa smatraju se tipičnim reparativnim makrofagima. Kemokin CCL2 koji su sintetizirali je kemoatraktant prekursora miofibroblasta - fibrocita, luče faktore koji osiguravaju remodeliranje vezivno tkivo.

Polarizacija prema M2b postiže se stimulacijom Fcg receptora zajedno s TLR agonistima i ligandima IL-1 receptora. Funkcionalno su bliski M1 makrofazima, proizvode proupalne medijatore i dušikov monoksid (NO), ali ih istodobno karakterizira visoka razina sinteze IL-10 i smanjena proizvodnja IL-12. M2b makrofagi pojačavaju proizvodnju antitijela. Kemokin CCL1 koji su sintetizirali doprinosi polarizaciji limfocita u Tx2 smjeru. M2s makrofagi imaju supresivna svojstva - inhibiraju aktivaciju i proliferaciju CD4 + limfocita uzrokovanu antigenskom stimulacijom i doprinose eliminaciji aktiviranih T stanica. In vitro podtip M2c dobiva se stimulacijom mononuklearnih fagocita glukokortikoidima, IL-10, TGF-β, prostaglandinom E2 itd. Nemaju baktericidno djelovanje, proizvode malu količinu citokina, luče faktore rasta i neke kemokine. Makrofagi M2c izražavaju receptore za fagocitozu i mnoge proupalne kemokine, koji, vjerojatno, ne služe za pobuđivanje odgovarajućih signala, već su zamke za proupalne medijatore, blokirajući njihove funkcije.

Priroda aktivacije makrofaga nije rigidno određena i stabilna. Pokazana je mogućnost transformacije fenotipa M1 u M2 uz promjenu spektra stimulirajućih citokina i zbog eferocitoze. Nakon apsorpcije apoptotskih stanica, makrofagi naglo smanjuju sintezu i izlučivanje upalnih medijatora CCL2, CCL3, CXCL1, CXCL 2, TNF-a, MG-CSF, IL-1b, IL-8 i značajno povećavaju proizvodnju TGF-b . U razvoju pretilosti pretpostavlja se obrnuta transformacija fenotipa M2 u M1.

Mnogi autori dovode u pitanje postojanje dviju jasno razlučivih populacija makrofaga M1 i M2 u tijelu. Kombinacija znakova klasične i alternativne aktivacije tipična je za makrofage rana ljudske kože. Dakle, uz citokine TNF-a i IL-12 tipične za M1 makrofage, oni pokazuju sintezu makrofagnih M2 markera: IL-10, CD206, CD163, CD36 i IL-4 receptora. Vrsta makrofaga različita od M1/M2 s izraženom fibrinolitičkom aktivnošću pronađena je u jetri miševa u modelu reverzibilne fibroze i u tkivu ljudske jetre s cirozom. Ekspresiraju gene arginaze 1, receptore za manozu i IGF, izlučuju MMP-9, MMP-12, pokazuju izraženu sposobnost proliferacije i fagocitoze, ali ne sintetiziraju IL-10, IL-1ra, TGF-b. Posebna populacija makrofaga stvara se u slezeni miša kada je zaražena mikobakterijama. Oni inhibiraju proliferaciju T-limfocita i njihovu sekreciju Th1 i Th2 citokina, potičući polarizaciju u Th17. smjer. Supresivni makrofagi imaju jedinstveni fenotip - ekspresiraju gene aktivne u M1 makrofagima - IL-12, IL-1b, IL-6, TNF-a, iNOS te istovremeno gene za CD163, IL-10, receptore manoze i druge markere M2 makrofaga.

Ove studije jasno pokazuju da se prirodne populacije makrofaga značajno razlikuju od in vitro populacija M1 i M2. Opažajući mnoge aktivacijske signale, makrofag reagira "na zahtjev", izlučujući posrednike adekvatno promjeni u okolišu, stoga se u svakom konkretnom slučaju formira vlastiti fenotip, ponekad, možda čak i jedinstven.

Odgovor makrofaga na strani materijal

Kontakt makrofaga sa stranim materijalom, kako u obliku malih čestica tako i velikih površina, dovodi do njihove aktivacije. Jedan od ozbiljnih problema u traumatologiji i ortopediji, povezana s reakcijom na strano tijelo, je razvoj nestabilnosti zgloba nakon artroplastike, koja se, prema nekim podacima, otkriva u 25-60% bolesnika u prvim godinama nakon operacije i nema tendenciju smanjiti.

Površina ortopedskih proteza se troši uz stvaranje čestica koje se infiltriraju u meka tkiva. Kemijska svojstva materijala određuju mogućnost opsonizacije čestica proteinima krvne plazme i vrstu površinskih receptora koji iniciraju fagocitozu. Dakle, polietilen koji aktivira komplement prolazi opsonizaciju i "prepoznaje" ga receptor komplementa CR3, dok čestice titana preuzima stanica preko receptora MARCO neovisnog o opsoninu. Fagocitoza makrofaga metalnih čestica, sintetskih polimera, keramike, hidroksiapatita pokreće sintezu proupalnih medijatora i induktora osteoklastogeneze RANKL. CCL3 kojeg luče makrofagi uzrokuje migraciju osteoklasta, dok IL-1b, TNF-a, CCL5 i PGE2 potiču njihovu diferencijaciju i aktivaciju. Osteoklasti resorbiraju kost u području proteze, ali novotvorinu koštano tkivo potisnut, budući da korpuskularni materijal inhibira sintezu kolagena, inhibira proliferaciju i diferencijaciju osteoblasta i inducira njihovu apoptozu. Smatra se da je upalni odgovor izazvan česticama trošenja glavni uzrok osteolize.

Kontakt tkiva s materijalom koji se ne može fagocitirati pokreće kaskadu događaja poznatih kao reakcija tijela na strano tijelo ili reakcija tkiva. Sastoji se od adsorpcije proteina plazme, razvoja upalnog odgovora, u početku akutnog, kasnije kroničnog, proliferacije miofibroblasta i fibroblasta te stvaranja fibrozne kapsule koja odvaja strano tijelo od okolnih tkiva. Glavne stanice perzistentne upale na granici materijal/tkivo su makrofagi, a njihova ozbiljnost određuje stupanj fibroze u kontaktnoj zoni. Interes za proučavanje odgovora tkiva povezan je prvenstveno sa širokom primjenom sintetskih materijala u raznim područjima medicine.

Adsorpcija proteina krvne plazme prva je faza u interakciji implantabilnih materijala s tjelesnim tkivima. Kemijski sastav, slobodna energija, polaritet površinskih funkcionalnih skupina, stupanj površinske hidrofilnosti određuju količinu, sastav i konformacijske promjene u vezanim proteinima, koji su matrica za kasniju adheziju stanica, uključujući makrofage. Najznačajniji u tom pogledu su fibrinogen, IgG, proteini sustava komplementa, vitronektin, fibronektin i albumin.

Na gotovo svim stranim materijalima brzo se stvara sloj fibrinogena. Na hidrofobnim površinama fibrinogen tvori monosloj čvrsto vezanog, djelomično denaturiranog proteina, čiji su epitopi otvoreni za interakciju sa staničnim receptorima. Na hidrofilnim materijalima fibrinogen se češće taloži u obliku rahle višeslojne ovojnice, a vanjski slojevi su slabo ili praktički uopće ne denaturirani, ostavljajući mjesta vezanja nedostupnima receptorima stanica makrofaga i trombocita.

Mnogi sintetski polimeri sposobni su adsorbirati komponente sustava komplementa i aktivirati ga uz stvaranje kompleksa C3-konvertaze. Fragmenti C3a, C5a koje on stvara su kemoatraktanti i aktivatori fagocita, iC3b djeluje kao ligand receptora stanične adhezije. Kaskada aktivacije može se pokrenuti klasičnim (posredovanim adsorbiranim JgG molekulama) i alternativnim putovima. Potonji je iniciran vezanjem C3 komponente na površine koje nose funkcionalne skupine, na primjer, OH-, uzrokujući njezinu hidrolizu. Alternativni put se također može uključiti nakon klasičnog puta ili zajedno s njim zahvaljujući radu C3 konvertaze klasičnog puta, koja stvara C3b fragmente fiksirane na površinama, faktor okidača petlje pojačanja. Međutim, sorpcija, pa čak i početna hidroliza C3 ne dovodi uvijek do pojave signala pojačanja. Na primjer, polivinilpirolidon snažno sorbira C3, ali je njegova proteoliza na ovoj površini slabo izražena. Slabo aktiviraju komplement fluorirane površine, silikon i polistiren. Za stanične reakcije na stranim površinama nije važna samo aktivacija sustava komplementa, već i vezanje drugih proteina posredovano njegovim fragmentima.

Uloga albumina leži u njegovoj sposobnosti da veže proteine ​​sustava komplementa. Ne potiče adheziju makrofaga i, za razliku od fibrinogena, ne inducira njihovu sintezu TNF-a. Fibronektin i vitronektin, proteini bogati RGD sekvencama (regije aminokiselina ARG-GLY-ASP), obično se nalaze na implantiranim materijalima.

Što se tiče vitronektina, nije poznato je li on adsorbiran izravno na površini materijala ili je dio inaktiviranog kompleksa komplementa koji napada membranu fiksiran na njemu. Njegovo značenje za razvoj tkivne reakcije je u tome što omogućuje najjaču i najdužu adheziju makrofaga. Interakciju makrofaga sa supstratom osiguravaju stanični receptori za integrinske proteine ​​(avβ3, a5β1, CR3) bogati RGD sekvencama (tablica). Blokada adhezije makrofaga topivim RGD mimeticima ili uklanjanje CR3 receptora s njihove površine smanjuje intenzitet tkivne reakcije, smanjujući debljinu fibrozne kapsule u nastajanju.

Pričvršćeni makrofagi spajaju se u višejezgrene stanice (divovske stanice stranog tijela - HCIT). Induktori ovog procesa su IFNg, IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-13 i GM-CSF, koji stimuliraju ekspresiju receptora za manozu, koji igraju važnu ulogu u fuziji stanica. HCIT djeluju kao makrofagi - sposobni su za fagocitozu, stvaranje kisikovih i dušikovih radikala, sintezu citokina i faktora rasta. Priroda sintetičke aktivnosti ovih stanica ovisi, očito, o njihovoj "starosti": u ranim fazama razvoja tkivne reakcije eksprimiraju se IL-1a, TNF-a, a kasnije dolazi do prijelaza na anti- upalni i profibrogeni medijatori - IL-4, IL-10, IL-13, TGF-β.

Reakcija makrofaga na strane materijale proučava se u raznim uvjetima in vitro i in vivo. Pokusi in vitro uzimaju u obzir intenzitet njihovog prianjanja na površinu koja se proučava i stvaranje SCIT-a, broj "uključenih" gena, broj sintetiziranih i izlučenih enzima, citokina i kemokina. U monokulturama mononuklearnih fagocita adheriranih na različite površine, oni nisu polarizirani u smjerovima M1 i M2, već se formiraju makrofagi miješanog tipa, koji izlučuju i pro- i protuupalne medijatore s pomakom prema potonjem tijekom dugotrajnog uzgoj. Nepostojanje "zlatnog standarda" - stabilnog kontrolnog materijala koji se dobro pokazao implantacijom u živi organizam, s kojim bi bilo moguće uspoređivati ​​ispitivane materijale, kao i korištenje nestandardiziranih staničnih linija makrofaga, različite metode njihova razlikovanja otežavaju usporedbu rezultata radova različitih autora. Ipak, in vitro studije omogućuju procjenu citotoksičnosti materijala, određivanje reakcije makrofaga na njihovu kemijsku modifikaciju. Vrijedni podaci dobiveni su proučavanjem aktivacije makrofaga na površini različitih kolagena – nativnih i kemijski modificiranih. Nativni kolageni induciraju in vitro sintezu signalnih molekula od strane makrofaga, potičući upalni odgovor (TNF-a, IL-6, IL-8, IL-1β, IL-12, CCL2) i potiskujući ga (IL-1ra, IL- 10), kao i matrične metaloproteaze i njihove inhibitore. . Proupalna svojstva takvih materijala ovise o metodi decelularizacije i sterilizacije sirovine, što uvelike mijenja njezine karakteristike. Kolagenske endoproteze dobivene različitim tehnologijama iz nativnog kolagena razlikuju se u svojoj sposobnosti da induciraju ekspresiju proupalnih citokina od gotovo inertnih do vrlo aktivnih. Firmware kolagena po raznim kemikalije mijenja prirodu reakcije makrofaga. Liječenje glutaraldehidom dovodi do citotoksičnosti koja se očituje u oštećenju citoplazmatske membrane, slabljenju adhezije i smanjenoj vitalnosti makrofaga. U isto vrijeme, njihova proizvodnja IL-6, TNF-a je povećana, a sinteza IL-1ra je potisnuta u usporedbi s makrofagima adheriranim na nativni i karbodiimidom umreženi kolagen. Tretman karbodiimidom daje optimalna svojstva kolagenu, koji nema citotoksičnost, ne uzrokuje značajno povećanje lučenja proupalnih citokina i metaloproteaza, te ne suprimira sintezu IL-10 i IL-1ra u usporedbi s nativnim .

Kako bi se smanjila reakcija tkiva, u kolagene materijale uvode se sastojci međustaničnog matriksa, nativni ili modificirani. J. Kajahn i sur. (2012) stvorili su in vitro imitaciju proupalnog mikrookruženja endoproteza, što je pridonijelo diferencijaciji monocita u smjeru M1. U istim uvjetima dodatno sulfatirana hijaluronska kiselina unesena u kolagenski supstrat smanjila je izlučivanje proupalnih citokina od strane makrofaga i povećala proizvodnju IL-10. Prema autorima, to ukazuje na M2 polarizaciju makrofaga, koji pridonose regeneraciji i obnovi funkcionalnih svojstava okolnih tkiva. Reakcija makrofaga na sporo razgradive i stabilne materijale in vitro općenito je homogena i slična reakciji na biomaterijale, iako je ipak primjetna određena specifičnost odgovora. Titan, poliuretan, polimetil metakrilat, politetrafluoretilen slabi su induktori upalnih medijatora, iako titan pridonosi većem izlučivanju TNF-a i IL-10 od poliuretana, a svojstvo polipropilena je da stimulira proizvodnju profibrogenog kemokina SCL18. PEG, predložen kao supstrat za prijenos stanica, uzrokuje naglo, ali prolazno povećanje ekspresije IL-1β, TNF-a, IL-12, međutim, njegova kopolimerizacija s oligopeptidom stanične adhezije poboljšava biokompatibilnost materijala, značajno smanjujući ekspresiju proupalnih citokina.

Reakcija makrofaga na razne materijale in vitro ne karakterizira u potpunosti njihovo ponašanje u tijelu. U monokulturama nema čimbenika interakcije s drugim staničnim populacijama i fenotipski polimorfizam se ne uzima u obzir - u prirodnim uvjetima, ne samo monocitni prekursori, već i makrofagi zrelog tkiva migriraju na implantat, čiji se odgovor može značajno razlikovati od onih regrutiran iz krvi. Proučavanje sekretorne aktivnosti makrofaga koji okružuju endoproteze ugrađene u životinjska i ljudska tkiva predstavlja velike poteškoće. Glavna metoda za karakterizaciju makrofaga na temelju M1-M2 paradigme in situ bili su podaci imunocitokemije markerskih proteina iNOS, CD206, CD163, CD80, CD86. Pretpostavlja se da prisutnost ovih markera u makrofagima in vivo određuje njihovu polarizaciju u smjeru M1 i M2 uz sintezu odgovarajućih spektara cito- i kemokina, ali, s obzirom na mogućnost postojanja makrofaga miješanog tipa, ovo karakteristika nije sasvim točna.

Ipak, pokusi in vivo omogućuju praćenje sudbine implantiranog materijala i dinamiku reakcije makrofaga tijekom dugog razdoblja, što je posebno važno za doživotne endoproteze i naprave. Najviše proučavani u ovom aspektu su degradirajući biomaterijali na bazi kolagena. Prve upalne stanice koje migriraju na takve materijale su PMNL, međutim, ovaj učinak je prolazan i populaciju drugog vala predstavljaju makrofagi. Njihova reakcija ovisi o fizikalno-kemijskim svojstvima kolagena. Što je stroži kemijski tretman, to se kolagen više razlikuje od nativnog, postaje "straniji" za makrofage i reakcija tkiva je izraženija. Instaliran između mišićnih slojeva U trbušnoj stijenci štakora, fragmenti implantata izrađenih od polagano razgradljivog umreženog kolagena pridonose stvaranju HCIT-a i inkapsulaciji materijala. Migrirajući makrofagi, sudeći po ekspresiji CCR7 i CD206 receptora, mogu se u nekim slučajevima pripisati fenotipu M1, ali u mnogim slučajevima nije moguće utvrditi njihovu pripadnost poznatim fenotipovima.

S vremenom se oko implantata pojavljuju M2 makrofagi koji su uglavnom smješteni u fibroznoj kapsuli. Endoproteze izrađene od neumreženog svinjskog, ljudskog i goveđeg kolagena te ovčjeg kolagena umreženog diizocijanatom, koji se brzo razgrađuju u tijelu štakora, potiču ponovno stvaranje cjelovitog vezivnog i mišićnog tkiva. Ne doprinose stvaranju HCIT-a i nisu inkapsulirani. Neki od mononuklearnih fagocita koji se nakupljaju na granici tkivo/materijal nemaju markere fenotipa M1/M2, neki sadrže oba markera, a neki su makrofagi M2. Na takvim implantatima nema subpopulacije M1 makrofaga. Histomorfometrijska analiza pokazala je pozitivnu korelaciju između broja makrofaga koji nose markere fenotipa M2 u ranim fazama razvoja tkivne reakcije i pokazatelja uspješnosti remodeliranja tkiva u zoni implantacije.

Reakcija tkiva na nerazgradive materijale postoji cijelo vrijeme njihove prisutnosti u organizmu. Njegov intenzitet je moduliran fizička i kemijska svojstva materijali: u nizu poliester, politetrafluoroetilen, polipropilen - prvi polimer uzrokuje najizraženiju upalu i spajanje makrofaga, posljednji - minimalno, a težina fibroze za sve ove materijale pozitivno korelira s količinom HCIT-a na površina sintetičkih polimera. Unatoč velikom broju radova koji su proučavali upalni odgovor na različite materijale, karakteristike makrofaga koji se na njima nakupljaju nisu dovoljno proučene. M.T. Wolf i sur. (2014) pokazali su da se na nitima i između čvorova polipropilenske mrežice implantirane u trbušnu stijenku štakora uglavnom nakupljaju makrofagi s markerima fenotipa M1 (CD86 + CD206-).

Gel iz međustaničnog matriksa vezivnog tkiva nanesen na polipropilen smanjuje broj M1 makrofaga i HCIT te istovremeno inhibira rast mikrožila. Ovaj se fenomen dobro slaže s rezultatima studija koji pokazuju ekspresiju angiogenih čimbenika M1 pomoću makrofaga rane i supresiju vaskulogeneze tijekom njihove blokade. Malo se zna o sintetskoj aktivnosti makrofaga, spektru njihovih biološki aktivnih molekula koje osiguravaju odgovor tkiva. U miševa, makrofagi koji izlučuju IL-6 i SCL2, IL-13 i TGF-β nakupljaju se na periferiji implantacijske zone najlonske mrežice, a istovremeno se IL-4 eksprimira u populaciji stanica, uključujući HCIT, adheriranih na vlakna endoproteze, IL-10, IL-13 i TGF-β. IL-4 i IL-13 su moćni profibrogeni medijatori; oni ne samo da polariziraju makrofage u smjeru M2a, olakšavajući proizvodnju faktora rasta, već također stimuliraju sintezu kolagena od strane fibroblasta kroz indukciju ekspresije TGF-β. IL-10 i CCL2 također imaju profibrogeni učinak, osiguravajući kemotaksiju prekursora miofibroblasta - fibrocita. Može se pretpostaviti da su makrofagi ti koji stvaraju okolinu pogodnu za razvoj fibroze oko nerazgradivih materijala.

Stvaranje fibroznog tkiva može imati i negativne i pozitivne učinke na ishode bolesnika. U herniološkoj praksi transformacija fibroznog tkiva povezana s ugradnjom polipropilenske endoproteze jedan je od glavnih problema (slika 2, vlastiti podaci), što, u pozadini iracionalne kirurške taktike, dovodi do razvoja recidiva kile u 15– 20% slučajeva. razne lokalizacije.

NA posljednjih godina Posebno se intenzivno razvijaju tehnologije dentalne implantacije temeljene na integraciji ugrađenih struktura zbog razvoja vezivnog tkiva (slika 3, vlastiti podaci). Unatoč činjenici da je fibrointegracija implantata prepoznata od strane niza stručnjaka kao valjana opcija, potraga za novim materijalima koji potiču procese osteointegracije se nastavlja.

S tim u vezi, proučavanje staničnih populacija u području protetike, razvoj metoda i pristupa za blokiranje prekomjernog upalnog odgovora s ishodom u fibrozu, te stimulacija reparativne regeneracije na mjestu ugradnje različitih materijala su važni. od velike važnosti.

Zaključak

Makrofagi su polimorfna populacija stanica čiji je fenotip određen signalima iz mikrookoliša. Oni igraju odlučujuću ulogu u odgovoru tijela na strani materijal koji se koristi za artroplastiku, kateterizaciju, stentiranje i druge vrste liječenja. Priroda reakcije i stupanj njezine težine ovise o veličini implantiranog materijala i njegovim fizikalno-kemijskim svojstvima i mogu imati pozitivne i negativne vrijednosti za tijelo pacijenta. Za razgradive materijale na bazi kolagena prikazana je ovisnost tipa aktivacije makrofaga i brzine regeneracije vezivnog tkiva o načinu prerade kolagenih sirovina. To otvara velike mogućnosti stručnjacima koji razvijaju nove metode decelularizacije tkiva, kemijske modifikacije i sterilizacije kolagenih materijala kako bi dobili implantate za regenerativnu medicinu.

Problemi povezani s aktivacijom makrofaga nerazgradivim materijalima, očito, trebaju se rješavati drugačije. Makrofagi koji fagocitirajući troše mikročestice površine zglobnih endoproteza i makrofagi migrirajući na opsežne površine sintetskih implantata iniciraju dugotrajnu perzistentnu upalu, osteolizu u prvom slučaju i fibrozu u drugom slučaju. Niveliranje ovog učinka najvjerojatnije će se postići blokadom usmjerene migracije, adhezije i aktivacije monocita/makrofaga, što će zahtijevati više duboko znanje o ovim procesima od onih koje trenutno imamo.

Dobar dan, dragi čitatelji!
Prošli put sam vam govorio o vrlo važnoj skupini krvnih stanica - koje su pravi borci na prvoj liniji. imunološka zaštita. Ali oni nisu jedini sudionici operacija hvatanja i uništavanja "neprijateljskih agenata" u našem tijelu. Imaju pomagače. I danas želim nastaviti svoju priču i istraživati funkcije leukocita - agranulociti. Ova skupina također uključuje limfocite, u čijoj citoplazmi nema zrnatosti.
Monocit je najveći predstavnik leukocita. Promjer njegove stanice je 10-15 mikrona, citoplazma je ispunjena velikom jezgrom u obliku graha. U krvi ih ima malo, svega 2 - 6%. Ali u koštana srž stvaraju se u velikom broju i sazrijevaju u istim mikrokolonijama kao i neutrofili. Ali kada uđu u krvotok, njihovi se putevi razilaze. Neutrofili putuju kroz krvne žile i uvijek su spremni #1. I monociti se brzo nasele u organima i tamo se pretvaraju u makrofage. Polovina njih odlazi u jetru, a ostatak se taloži u slezeni, crijevima, plućima itd.

makrofagi- ovo su sjedeće, konačno zrele. Poput neutrofila, sposobni su za fagocitozu, ali osim toga imaju vlastitu sferu utjecaja i druge specifične zadatke. Pod mikroskopom, makrofag je vrlo istaknuta stanica impresivnih dimenzija do 40-50 mikrona u promjeru. Ovo je prava pokretna tvornica za sintezu posebnih proteina za vlastite potrebe i za susjedne stanice. Ispostavilo se da makrofag može sintetizirati i izlučiti do 80 dnevno! razni kemijski spojevi. Pitate se: koje aktivne tvari izlučuju makrofagi? Ovisi o tome gdje makrofagi žive i koje funkcije obavljaju.

Funkcije leukocita:

Počnimo s koštanom srži. Dvije su vrste makrofaga uključenih u proces obnove kostiju – osteoklasti i osteoblasti. Osteoklasti neprestano cirkuliraju kroz koštano tkivo tražeći stare stanice i uništavajući ih, ostavljajući za sobom slobodan prostor za buduću koštanu srž, a osteoblasti stvaraju novo tkivo. Makrofagi taj posao obavljaju sintetiziranjem i lučenjem posebnih stimulirajućih proteina, enzima i hormona. Na primjer, sintetiziraju kolagenazu i fosfatazu za uništavanje kostiju i eritropoetin za rast crvenih krvnih stanica.
Tu su i stanice - "medicinske sestre" i stanice - "bolničari", koje osiguravaju brzo razmnožavanje i normalno sazrijevanje krvnih stanica u koštanoj srži. Hematopoeza u kostima odvija se u otocima - u sredini takve kolonije nalazi se makrofag, a oko njega se gomilaju crvene krvne stanice. različite dobi. Obavljajući funkciju majke koja doji, makrofag opskrbljuje rastuće stanice hranom - aminokiselinama, ugljikohidratima, masnim kiselinama.

Imaju posebnu ulogu u jetri. Ondje se zovu Kupfferove stanice. Aktivno radeći u jetri, makrofagi apsorbiraju razne štetne tvari i čestice koje dolaze iz crijeva. Zajedno sa stanicama jetre uključeni su u preradu masne kiseline, kolesterola i lipida. Tako se neočekivano uključuju u stvaranje kolesterolskih plakova na stijenkama krvnih žila i pojavu ateroskleroze.

Još nije sasvim jasno gdje počinje aterosklerotični proces. Možda se ovdje pokreće pogrešna reakcija na "njihove" lipoproteine ​​u krvi, a makrofagi, poput budnih imunoloških stanica, počinju ih hvatati. Ispostavilo se da proždrljivost makrofaga ima i pozitivne i negativne strane. Hvatanje i uništavanje mikroba je, naravno, dobra stvar. Ali prekomjerna apsorpcija masnih tvari od strane makrofaga je loša i vjerojatno dovodi do patologije opasne za ljudsko zdravlje i život.

Ali makrofazima je teško razdvojiti što je dobro od lošeg, pa je naš zadatak olakšati sudbinu makrofaga i sami se pobrinuti za svoje zdravlje i zdravlje jetre: paziti na prehranu, smanjiti konzumaciju hrane koja sadrži veliku količinu masti i kolesterola, a dva puta godišnje uklanjaju toksine i toksine.

Sada razgovarajmo o makrofagi, radeći u plućima.

Udahnuti zrak i krv u plućnim žilama razdvojeni su najtanjom granicom. Shvaćate koliko je važno u ovakvim uvjetima osigurati sterilnost dišnih putova! Tako je, tu funkciju također obavljaju makrofagi koji lutaju kroz vezivno tkivo pluća.
Uvijek su ispunjeni ostacima mrtvih plućnih stanica i mikroba udahnutih iz okolnog zraka. Makrofagi pluća umnožavaju se odmah u zoni svoje aktivnosti, a njihov broj naglo raste s kronična bolest dišni put.

Pozornosti pušača! Čestice prašine i katran u duhanskom dimu jako iritiraju gornje dišne ​​puteve način, oštećuju stanice sluznice bronha i alveola. Plućni makrofagi, naravno, hvataju i detoksificiraju te štetne kemikalije. Pušači dramatično povećavaju aktivnost, broj pa čak i veličinu makrofaga. Ali nakon 15 - 20 godina granica njihove pouzdanosti je iscrpljena. Razbijaju se osjetljive stanične barijere koje razdvajaju zrak i krv, infekcija probija u dubinu plućno tkivo i počinje upala. Makrofagi više ne mogu u potpunosti raditi kao mikrobni filtri i ustupaju mjesto granulocitima. Dakle, dugotrajno pušenje dovodi do kronični bronhitis te smanjenje respiratorne površine pluća. Previše aktivni makrofagi nagrizaju elastična vlakna plućnog tkiva, što dovodi do otežanog disanja i hipoksije.

Najtužnije je to što, radeći na trošenje, makrofagi prestaju raditi jako važne karakteristike je sposobnost borbe protiv stanica raka. Zato kronični hepatitis ispunjen razvojem tumora jetre, i kronične upale pluća - s rakom pluća.

makrofagi slezena.

U slezeni makrofagi djeluju kao "ubojice" uništavajući stare krvne stanice. Na ljuskama crvenih krvnih stanica izloženi su opasni proteini koji su signal za eliminaciju. Inače, uništavanje starih eritrocita odvija se i u jetri i u samoj koštanoj srži – gdje god ima makrofaga. U slezeni je ovaj proces najočitiji.

Dakle, makrofagi su izvrsni radnici i najvažniji redari našeg tijela, a istovremeno obavljaju nekoliko ključnih uloga:

1. uključeni u fagocitozu
2. očuvanje i obrada važnih hranjivim tvarima za potrebe tijela
3. izolacija nekoliko desetaka proteina i drugi biološki djelatne tvari koji regulira rast krvnih stanica i drugih tkiva.

Pa znamo funkcije leukocita – monocita i makrofaga. I opet nije ostalo vremena za limfocite. O njima, najmanjim braniteljima našeg tijela, pričat ćemo sljedeći put.
U međuvremenu, ozdravimo i ojačajmo imunitet slušajući ljekovitu glazbu Mozarta – Simfoniju srca:

Želim vam dobro zdravlje i blagostanje!