1 Sveikatos ir socialinės plėtros ministerijos Maskvos valstybinis medicinos ir odontologijos universitetas Rusijos Federacija, Maskva

2 URAMN Bendrosios patologijos ir patofiziologijos tyrimų institutas, RAMS, Maskva

Alveoliniai makrofagai, viena iš centrinių sistemos ląstelių, vaidina svarbų vaidmenį inicijuojant ir vystant uždegimines reakcijas plaučiuose. įgimtas imunitetas. Svarbūs įgimto atsako komponentai yra makrofagų gebėjimas fagocituotis ir jų migracinis aktyvumas. Priešuždegiminio M1 fenotipo alveoliniai makrofagai, išskirti iš C57/BL6 pelių, turi didesnį fagocitinį aktyvumą prieš S.aureus, palyginti su priešuždegiminio M2 fenotipo alveoliniais makrofagais, išskirtais iš BALB/c pelių. At lyginamoji analizė migracijos aktyvumui, nustatyta alternatyvi aktyvumo indekso priklausomybė nuo naudojamo chemoatraktanto tipo.

makrofagai

makrofagų fenotipai

fagocitozė

migracinė veikla

1. Makrofagų fenotipas kaip biologinio pastolių remodeliavimosi veiksnys / S.F. Badylak, J.E. Valentinas, A.K. Ravindra ir kt. // Tissue Eng A dalis. - 2008. - T. 14. Laida 11. - P. 1835-42.

2. Benoit M., Desnues B., Mege J.L. Makrofagų poliarizacija bakterinėse infekcijose // Imunologijos žurnalas. - 2008. - T. 181. - P. 3733-3739.

3. Cairo G., Locati M., Mantovani A. Geležies homeostazės, kaip pagrindinės makrofagų poliarizacijos sudedamosios dalies, kontrolė // Haematologica. - 2010. - T. 95, 11 leidimas. - P. 1801-1803.

4. Plaučių imunobiologija ir uždegimai sergant plaučių ligomis. NHLBI seminaro santrauka / D. Crapo, A.G. Harmsen, M.P. Šermanas, R.A. Musson // Am J Respir Crit Care Med. - 2000. - T. 162. - P. 1983-1986.

5. Frevert, Wong, Goodman ir kt. Greitas fluorescencija pagrįstas neutrofilų migracijos matavimas in vitro // Imunologinių metodų žurnalas. - 1998. - T. 213. – P. 41–52.

6. Goldmann O., von Köckritz-Blickwede M., Höltje C. ir kt. Pelių makrofagų transkripto analizė reaguojant į infekciją Streptococcus pyogenes atskleidžia neįprastą aktyvinimo programą // Infect Immun. - 2007. - T. 75, 8 laida. - P. 4148-57.

7. Lasbury, M.E., Durant P.J., Lee C.H.. Alveolių makrofagų skaičius padidėja Pneumocystis pneumonijos metu pelėms // J. Eukaryot. mikrobiol. - 2003. - T. 50 (priedas). – P. 637–638.

8. Lay J.C., Alexis N.E., Zeman K.L. ir kt. Kvėpavimo takų fagocitų įkvepiamų dalelių pasisavinimas in vivo yra didesnis sergantiesiems lengva astma, palyginti su įprastais savanoriais // Krūtinė. - 2009. - T. 64. – P. 313–320.

9. Martinez F.O., Sica A., Mantovani A. ir kt. Makrofagų aktyvinimas ir poliarizacija // Front Biosci. - 2008. - T. 13. – P. 453–61.

10. Platt N., Haworth R., da Silva R.P., Gordon S. Scavenger receptoriai ir bakterijų bei apoptotinių ląstelių fagocitozė // Advances in Cellular and Molecular Biology of Membranes and Organelles. - 1999. - T. 5. – P. 71–85.

11. Stangel M., Joly E., Scolding N.J., Compston D.A.S. Normalūs polikloniniai imunoglobulinai ("IVIg") slopina mikroglijos fagocitozę in vitro // Journal of Neuroimmunology. - 2000. - T. 106 straipsnio 1 dalį. – P. 137–144

12. Tumitanas A.R., Monnazzi L.G., Ghiraldi F.R. ir kt. Makrofagų aktyvavimo modelis jersinijai atspariose ir jersinijai jautriose pelių padermėse // Microbiol Immunol. - 2007. - T. 51 straipsnio 10 dalį. – P. 1021–8.

Uždegiminės reakcijos vaidina nepaprastai svarbų vaidmenį vystantis daugeliui plaučių ligų, tokių kaip bronchų astma, ūminis kvėpavimo distreso sindromas ir bronchopulmoninė displazija. Yra žinoma, kad alveolių makrofagai atlieka vieną iš pagrindinių vaidmenų, sukeliančių ir vystant uždegimines reakcijas plaučiuose. Aktyvuotos šios ląstelės gamina laisvuosius radikalus, NO, citokinus, chemokinus ir kitus uždegiminius mediatorius, taip sukeldamos įgimtą ir adaptyvų imuninį atsaką bei neutralizuodami patogeninius mikrobus.

Imuninio atsako eigoje vietiniai makrofagai gali įgyti įvairių funkcinių fenotipų. Taigi klasikiniam M1 fenotipui būdinga priešuždegiminių citokinų ir chemokinų, tokių kaip TNF-α, IL-1ß, IL-6, IL-12, makrofagų uždegiminis baltymas 1α (MIP-1α), gamyba. padidėjęs azoto oksido (NO) susidarymas. M1 makrofagai yra efektorinės ląstelės, kurios yra integruotos į Th1 atsaką. Šis fenotipas naikina mikroorganizmus ir naviko ląsteles ir gamina daug priešuždegiminių citokinų. Alternatyvus M2 makrofagų fenotipas pasižymi priešuždegiminių citokinų, tokių kaip IL-10 ir IL-1 jauko receptorius (IL-1ra), gamyba. Funkcinė M2 fenotipo paskirtis pirmiausia yra reguliuoti uždegiminį atsaką, dalyvauti angiogenezėje, audinių remodeliavime ir atkurti uždegimo sutrikdytą imuninę homeostazę.

Akivaizdu, kad efektyvumas, kuriuo įgimtas imunitetas pašalins patogeninius mikrobus ir, jei reikia, paskatins pažeistų audinių angiogenezę, remodeliavimąsi ir atstatymą, labai priklauso nuo makrofagų fagocitinio aktyvumo ir nuo to, kaip greitai šios ląstelės gali patekti į uždegimo vietą. t.y. nuo jų migracinės veiklos.

Taigi, gebėjimas fagocitizuotis ir makrofagų migracinis aktyvumas yra svarbūs įgimto atsako komponentai, lemiantys, kaip greitai imuninė sistema gali atkurti infekcijos ir audinių pažeidimo sutrikdytą homeostazę. Tačiau svarbus klausimas, kokie yra M1 ir M2 makrofagų fenotipų fagocitinių gebėjimų ir migracijos skirtumai, vis dar atviras.

Šio darbo tikslas buvo atsakyti į šį klausimą.

Tyrimo medžiagos ir metodai

Pelės

Funkciniams atsakams tirti (fagocitinio ir migracinio aktyvumo nustatymas) buvo atlikta alveolių makrofagų išskyrimas su įvairių linijų pelėmis. Yra žinoma, kad skirtingos genetinės gyvūnų linijos gali turėti skirtingus makrofagų fenotipus. Pavyzdžiui, C57/BL6 pelės turi M1 fenotipą, o Balb/c pelės turi M2 fenotipą. Pelių linijos С57/BL6 ir Balb/c buvo gautos iš Maskvos valstybinio medicinos universiteto prie Rusijos sveikatos ir socialinės plėtros ministerijos Valstybinės biudžetinės aukštojo profesinio mokymo įstaigos vivariumo, Maskva, Rusija. Tyrimams buvo naudojami abiejų linijų patinai, kurių amžius 10-12 sav., sveria 23-28 g.Tyrimai atlikti laikantis geros laboratorinės praktikos (GLP) taisyklių. Pelės buvo laikomos vivariumo sąlygomis, kurios neleido patekti į patogeninius mikroorganizmus.

Alveolių makrofagų išskyrimas

Alveolių makrofagai buvo išskirti iš bronchoalveolių plovimas(BAL) pelėms. Anksčiau pelėms buvo švirkščiama į pilvaplėvės ertmę chloro hidrato tirpalas (32,5 ng 100 g gyvūno svorio), tada pelės buvo nužudytos perpjaunant apatinę tuščiąją veną ir nuleidus kraują. Bronchų-alveoliniam plovimui (BAL) gauti per intratrachėjinį kateterį į plaučius buvo įšvirkščiama 1 ml sterilaus fosfatinio buferio PBS 37 °C (kiekvienam gyvūnui buvo atlikti 4 plovimai). Gautas BAL centrifuguojamas 1000 aps./min. greičiu 4 min. Ląstelių nuosėdos buvo resuspenduotos 3 ml RPMI 1640 terpės, po to nustatytas makrofagų skaičius Gorjajevo kameroje ir ląstelių koncentracija RPMI 1640 terpėje padidinta iki 1–106/ml.

Alveolių makrofagų fagocitinio aktyvumo nustatymas

Makrofagų fagocitinis aktyvumas buvo nustatytas naudojant ląstelių suspensiją, gautą iš broncho-alveolių plovimo pagal aukščiau aprašytą metodą. Fagocitozės objektas buvo termiškai inaktyvuotas Staphylococcus aureus 9198. Iš kasdieninės mikroorganizmų kultūros, nužudytų 1 valandą kaitinant 56°C temperatūroje, paruošta bakterijų suspensija, po to tris kartus plaunama steriliu fiziologiniu tirpalu. Pagal standartinį drumstumo mėginį OSO 42-28-85P 10 vienetų (GISK, pavadintas L. A. Tarasevičiaus vardu), buvo nustatyta bakterijų ląstelių koncentracija iki 1∙10 9 /ml. Makrofagai buvo įvesti į pažymėtas 24 šulinėlių plokštelės duobutes RPMI 1640 terpėje, kurios koncentracija 1∙10 6 /ml, ir Staphylococcus aureus 9198 (mikroorganizmų koncentracija paruoštoje padermėje yra 1,10 9 /ml). makrofagų/stafilokokų santykis – 1:400; 1:600; 1:800; 1:1000), kad bendras tūris būtų 1 ml/šulinėlyje. Plokštelė su makrofagais ir mikroorganizmais buvo inkubuojama 3 valandas 37 ± 0,5 °C temperatūroje, esant 5 % CO2. Po 3 valandų plokštelės šuliniai buvo plaunami Hanko tirpalu (+ 4 °C), 30 minučių džiovinami kambario temperatūroje, po to fiksuojami absoliučiu etanoliu ir Romanovsky-Giemsa dėme. Makrofagų fagocitinė funkcija buvo įvertinta tiesioginiu vizualiniu prarytų mikrobų skaičiavimu. Taikant tiesioginį vizualinį metodą, buvo apskaičiuotas fagocitų indeksas (PI) - fagocitinių ląstelių procentas nuo bendro skaičiaus ir fagocitų skaičius (PF) - vidutinis mikrobų skaičius, užfiksuotas vienoje ląstelėje (jis buvo įvertintas tik fagocitinėms ląstelėms). .

Makrofagų migracijos aktyvumo nustatymas

Makrofagų migracijos aktyvumas buvo nustatytas ląstelių suspensijoje, gautoje iš broncho-alveolių plovimo pagal aukščiau aprašytą metodą, resuspenduotą chemotaktinėje terpėje (RPMI be fenolio raudonojo 96 ml, 1M HEPES - 1 ml, 7,5% NaHCO3 - 2 ml). , 200 mM L-glutamino - 1 ml, BSA - 0,5 g).

Alveolių makrofagų migracijos aktyvumo nustatymo metodas pagrįstas Boyden metodo principu, pagrįstu leukocitų perėjimu iš vienos kameros pusės su ląstelių suspensija į kitą kameros pusę, kurioje yra chemoatraktantas ir atskirta membraninis filtras. Chemotaksės analizė buvo atlikta tiesiogiai pagal Neuro Probe Protocol.

30 μl chemoatraktanto (naudota C57/BL6 ir Balb/c pelių BAL) į apatinius pažymėtus kameros mikrošulinukus, įdėtas filtras, kurio porų skersmuo 8 μm, kamera uždaryta ir 100 μl. ląstelių suspensijos (kurios koncentracija 1∙ 106/ml) chemotaktinėje terpėje. Užpildyta kamera buvo inkubuojama 3 valandas 37 ± 0,5 ° C temperatūroje, esant 5% CO2. Po 3 valandų ląstelės buvo išsiurbtos iš viršutinių kameros ląstelių, ląstelės buvo užpildytos 2 mM EDTA 1∙PBS 15 minučių, po to EDTA aspiracija. Kamera buvo atidaryta, o ląstelės viršutinėje membranos pusėje buvo pašalintos Q antgaliu. Tada membrana centrifuguojama 1500 g 15 minučių (+4 °C temperatūroje). Membrana buvo nudažyta žydru eozinu, pasak Romanovskio, 15 minučių. Migruotų ląstelių skaičius buvo skaičiuojamas kiekvienoje ląstelėje optiniu mikroskopu.

Migracijos aktyvumui įvertinti naudojome migracijos indeksą – migruojančių ląstelių skaičiaus ir nemigruojančių ląstelių skaičiaus santykį viename šulinyje.

Tyrimo rezultatai ir diskusija

Paveiksle pateikti duomenys apie dviejų fenotipų makrofagų fagocitinį aktyvumą priklausomai nuo bakterijų skaičiaus santykio makrofage.

Išskirto fenotipo M1 makrofagų fagocitinio aktyvumo lyginamasis įvertinimas
iš C57 pelių ir iš BABL/c pelių išskirtų fenotipo M2 makrofagų

Galima pastebėti, kad pagal visus santykius vidutinis vieno M1 makrofago suvartojamų bakterijų skaičius buvo žymiai didesnis nei M2 makrofagų. Tai reiškia, kad M1 fenotipas efektyviau fagocituoja S. aureus nei M2 fenotipas. Tuo pačiu metu M1 fenotipo fagocitinis aktyvumas labiau priklausė nuo S. aureus koncentracijos nei M2 fenotipo. Diagramoje tai atsispindi staigesniame M1 kreivės kilime, palyginti su M2.

Žemiau esančioje lentelėje pateikti duomenys apie M1 ir M2 fenotipų makrofagų migracinį mobilumą reaguojant į dviejų skirtingų tipų chemoatraktantus: BAL, išskirtą iš BALB/c pelių (BAL BALB/c) ir BAL iš C57 (BAL C57).

M1 fenotipo makrofagų, išskirtų iš C57 pelių, ir M2 fenotipo makrofagų, išskirtų iš BABL/c pelių, migracijos aktyvumo lyginamasis įvertinimas. Migracijos aktyvumas buvo kiekybiškai įvertintas migracijos indeksu, pateiktu kaip migruojančių ir nemigruojančių ląstelių skaičiaus santykis.

Šie duomenys leidžia padaryti keletą svarbių išvadų.

Pirma, lyginamasis M1 ir M2 fenotipų migracinio mobilumo vertinimas skiriasi priklausomai nuo to, kokio tipo BAL chemoatraktantas buvo naudojamas. Iš tiesų tuo atveju, kai BALB/c naudojamas kaip chemoatraktantas, M2 makrofagų aktyvumas yra žymiai didesnis, palyginti su 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).

Antra, M2 makrofagų, išskirtų iš BALB/c pelių, kaip atsakas į „natūralų“ BAL BALB/c, migracijos aktyvumas yra žymiai didesnis nei M1 makrofagų, išskirtų iš C57 pelių, reaguojant į jų „gimtąjį“ BAL C57 (1, 88). ± 0,13 vs 1,50 ± 0,11, p< 0,05).

Trečia, makrofagų migracijos judėjimas į savo „gimtąjį“ BAL yra žymiai didesnis nei į „svetimą“ BAL. Taigi fenotipo M2 makrofagų, išskirtų iš BALB/c pelių, migracijos aktyvumas, reaguojant į natūralų BALBALB/c, buvo du kartus didesnis nei svetimo 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).

Rezultatas, kad fenotipo M1 makrofagai, išskirti iš C57 pelių, turi didesnį fagocitinį aktyvumą prieš S. aureus, palyginti su M2 fenotipo makrofagais, išskirtais iš BALB/c pelių, yra gana nuspėjamas. Greičiausiai taip yra daugiausia dėl to, kad M1 makrofagai yra imunologiškai „orientuoti“, kad gautų tarpląstelinius mikrobus, tokius kaip bakterijos ir virusai, ir jie, palyginti su M2 fenotipu, turi didesnį mikrobų modelį atpažįstančių fagocitozės receptorių reprezentaciją.

M2 fenotipas dalyvauja pažeistų audinių remodeliavime ir taisyme, todėl labiau „orientuotas“ į negyvų negyvų ląstelių fragmentų ar svetimų negyvų dalių gaudymą –
patikrinti . Todėl gali būti, kad naudojant vietoj S. aureus, pavyzdžiui, dažų daleles ar latekso rutuliukus, M2 fenotipo fagocitozė bus efektyvesnė, palyginti su M1. Literatūroje tam tikrai yra įrodymų. Taigi buvo įrodyta, kad latekso rutuliukų ir zimozano dalelių atžvilgiu M2 fenotipo fagocitozė buvo veiksmingesnė, palyginti su M1 fenotipu.

Taigi, darant lyginamąją išvadą apie skirtingų makrofagų fenotipų fagocitinį aktyvumą, visada reikia atsižvelgti į fagocituojamo agento pobūdį: bakterijas, dažų daleles ar negyvų ląstelių fragmentus. Mūsų atveju, palyginti su S.aureus, M1 fenotipo fagocitinis aktyvumas buvo žymiai didesnis lyginant su makrofagų M2 fenotipu.

Atliekant lyginamąją migracijos aktyvumo analizę, susidaro panaši situacija, būtent, mūsų duomenys parodė, kad lyginamasis vertinimas alternatyviai priklauso nuo naudojamo chemoatraktanto tipo. Akivaizdu, kad norint išsiaiškinti šios priklausomybės priežastis, reikės išsamiai išaiškinti chemoattraktanto molekulių sudėtį dviejuose BAL tipuose ir atsakyti į klausimą, kuo skiriasi BALBALB/c ir BALS57 chemoatraktantų chemokinų kiekio požiūriu. , citokinai, paviršinio aktyvumo baltymai ir kt.

Akivaizdu, kad mūsų sąlygomis makrofagų migracijos aktyvumas priklausė nuo dviejų veiksnių:

1) tam tikro fenotipo makrofago gebėjimas judėti;

2) chemoattraktanto molekulių koncentracija ir galia tam tikrame BAL.

Todėl lyginant skirtingų fenotipų makrofagų, išskirtų iš skirtingų gyvūnų linijų, migracijos aktyvumą, patartina taikyti integralų metodą, tai yra įvertinti makrofagų migracijos aktyvumą natūraliomis jų BAL sąlygomis. Taikant šį metodą, paaiškėjo, kad BALB / c pelių M2 makrofagų migracijos aktyvumas buvo žymiai didesnis nei C57 pelių M1 makrofagų.

Ir galiausiai, dar vienas taip pat nusipelno dėmesio įdomus faktas kad tiek M1, tiek M2 fenotipų migracijos aktyvumas buvo žymiai sumažintas reaguojant į svetimą BAL. Tai atrodo keista, nes makrofagas yra būtent ta ląstelė Imuninė sistema, kuris „svetimas“ turėtų pritraukti kur kas labiau nei „savas“. Norint atsakyti į šį klausimą, taip pat būtina išanalizuoti BAL cheminę ir molekulinę sudėtį skirtingų padermių pelėse.

Apskritai mūsų rezultatai parodė, kad M1 ir M2 makrofagų fenotipų fagocitinė ir migracinė veikla labai skiriasi, tačiau išvada apie šių skirtumų kryptį turi būti daroma atsižvelgiant į specifines šių veiklų pasireiškimo sąlygas.

Recenzentai:

Chesnokova N.P., medicinos mokslų daktarė, profesorė, Saratovo valstybinio medicinos universiteto Patologinės fiziologijos katedros profesorė. Į IR. Razumovskis“ iš Rusijos Federacijos sveikatos ir socialinės plėtros ministerijos, Saratovas;

Arkhipenko Yu.V., biologijos mokslų daktaras, profesorius, vadovas. Maskvos valstybinio Lomonosovo universiteto Fundamentalios medicinos fakulteto adaptyviosios medicinos laboratorija M.V. Lomonosovas, Maskva.

Darbą redakcija gavo 2011-11-10.

Bibliografinė nuoroda

Straipsnis konkursui "bio/mol/text": Imuninė sistema yra galinga daugiasluoksnė mūsų organizmo gynyba, kuri yra nuostabiai efektyvi prieš virusus, bakterijas, grybelius ir kitus patogenus iš išorės. Be to, imuninė sistema gali efektyviai atpažinti ir sunaikinti savo transformuotas ląsteles, kurios gali išsigimti į piktybinius navikus. Tačiau imuninės sistemos sutrikimai (dėl genetinių ar kitų priežasčių) lemia tai, kad vieną dieną piktybinės ląstelės paima viršų. Peraugęs auglys tampa nejautrus kūno atakoms ir ne tik sėkmingai išvengia sunaikinimo, bet ir aktyviai „perprogramuoja“ apsaugines ląsteles, kad patenkintų savo poreikius. Suprasdami mechanizmus, kuriuos navikas naudoja imuniniam atsakui slopinti, galime sukurti atsakomąsias priemones ir pabandyti pakeisti pusiausvyrą, kad suaktyvintumėte paties organizmo apsaugą, kad būtų galima kovoti su liga.

Šis straipsnis buvo pateiktas mokslo populiarinimo darbų konkursui „bio / mol / tekstas“ -2014 nominacijoje „Geriausia apžvalga“.

Pagrindinis konkurso rėmėjas – pažangi įmonė „Genotek“.
Konkursą rėmė RVC OJSC.

Navikas ir imunitetas – dramatiškas trijų dalių dialogas su prologu

Ilgą laiką buvo manoma, kad mažo imuninio atsako efektyvumo sergant vėžiu priežastis yra ta, kad naviko ląstelės yra pernelyg panašios į normalias, sveikas, kad imuninė sistema, sureguliuota ieškoti „pašalinių“, tinkamai jas atpažinti. Tai tik paaiškina faktą, kad imuninė sistema sėkmingiausiai atsispiria virusinio pobūdžio navikams (jų dažnis labai padidėja žmonėms, kenčiantiems nuo imunodeficito). Tačiau vėliau paaiškėjo, kad tai – ne vienintelė priežastis.

Jei šiame straipsnyje kalbame apie imuninius vėžio aspektus, tai darbe "Pasaulyje nėra blogesnio nago..." Galite perskaityti apie vėžio metabolizmo ypatybes. - Red.

Paaiškėjo, kad sąveika vėžinių ląstelių su imunine sistema yra daug universalesnis. Auglys ne tik „pasislėpia“ nuo priepuolių, jis gali aktyviai slopinti vietinį imuninį atsaką ir perprogramuoti imuninės ląstelės verčiant juos tenkinti savo piktybinius poreikius.

„Dialogas“ tarp išsigimusios, nekontroliuojamos ląstelės su palikuonimis (tai yra būsimas auglys) ir organizmo vystosi keliais etapais ir jei iš pradžių iniciatyva beveik vien tik organizmo gynybos pusėje, tada galas (ligos atveju) – eina į naviko pusę. Prieš kelerius metus onkoimunologai suformulavo „imuninio redagavimo“ sąvoką. imunoredagavimas), kuriame aprašomi pagrindiniai šio proceso etapai (1 pav.) .

1 pav. Imunoredagavimas (imunoredagavimas) vystantis piktybiniam navikui.

Pirmasis imunoedicijos etapas yra pašalinimo procesas ( pašalinimas). Veikiant išoriniams kancerogeniniams veiksniams ar dėl mutacijų normali ląstelė „transformuojasi“ – įgyja galimybę neribotai dalytis ir nereaguoti į reguliuojančius organizmo signalus. Tačiau tuo pačiu metu, kaip taisyklė, jis pradeda sintetinti specialius „naviko antigenus“ ir „pavojaus signalus“ savo paviršiuje. Šie signalai pritraukia imuninės sistemos ląsteles, pirmiausia makrofagus, natūralias žudikes ir T ląsteles. Daugeliu atvejų jie sėkmingai sunaikina „pablogėjusias“ ląsteles, nutraukdami naviko vystymąsi. Tačiau kartais tarp šių „ikivėžinių“ ląstelių yra keletas, kurių imunoreaktyvumas – gebėjimas sukelti imuninį atsaką – dėl tam tikrų priežasčių susilpnėja, jos sintetina mažiau naviko antigenų, yra blogiau atpažįstamos imuninės sistemos ir, išgyvenusios pirmąją bangą. imuninio atsako, toliau dalijasi.

Tokiu atveju naviko sąveika su kūnu pereina į antrąjį etapą, pusiausvyros stadiją ( pusiausvyra). Čia imuninė sistema nebegali visiškai sunaikinti naviko, tačiau vis tiek sugeba efektyviai apriboti jo augimą. Esant tokiai „pusiausvyros“ (ir nenustatomai įprastiniais diagnostikos metodais) būsenoje, mikronavikai organizme gali egzistuoti metų metus. Tačiau tokie latentiniai navikai nėra statiški – juos sudarančių ląstelių savybės pamažu keičiasi veikiant mutacijai ir vėlesnei atrankai: pranašumą tarp besidalijančių naviko ląstelių įgyja tos, kurios geriau atsispiria imuninei sistemai, ir galiausiai atsiranda ląstelių. auglyje. imunosupresantai. Jie sugeba ne tik pasyviai išvengti destrukcijos, bet ir aktyviai slopinti imuninį atsaką. Tiesą sakant, tai yra evoliucinis procesas, kurio metu kūnas nevalingai „iškelia“ tikslią vėžio rūšį, kuri jį nužudys.

Šis dramatiškas momentas žymi naviko perėjimą į trečiąjį vystymosi etapą – vengimą ( Pabegti), – ant kurių auglys jau nejautrus imuninės sistemos ląstelių veiklai, be to, paverčia jų veiklą savo naudai. Jis pradeda augti ir metastazuoti. Būtent tokį auglį dažniausiai diagnozuoja medikai, o tyrinėja mokslininkai – dvi ankstesnės stadijos yra paslėptos, o mūsų idėjos apie jas daugiausia grindžiamos daugelio netiesioginių duomenų interpretavimu.

Imuninio atsako dualizmas ir jo reikšmė kancerogenezei

Yra daug mokslinių straipsnių, kuriuose aprašoma, kaip imuninė sistema kovoja su navikinėmis ląstelėmis, tačiau ne mažiau publikacijų rodo, kad imuninės sistemos ląstelių buvimas artimiausioje naviko aplinkoje yra neigiamas veiksnys, koreliuojantis su pagreitėjusiu vėžio augimu ir metastazėmis. Pagal imuninio redagavimo koncepciją, kurioje aprašoma, kaip imuninio atsako pobūdis kinta vystantis navikui, toks dviprasmiškas mūsų gynėjų elgesys pagaliau buvo paaiškintas.

Panagrinėsime kai kuriuos mechanizmus, kaip tai vyksta, naudodamiesi makrofagų pavyzdžiu. Navikas naudoja panašius metodus, kad apgautų kitas įgimto ir prisitaikančio imuniteto ląsteles.

Makrofagai - „kario ląstelės“ ir „gydomosios ląstelės“

Makrofagai yra bene žinomiausios įgimto imuniteto ląstelės – būtent Mechnikovas ištyrė jų gebėjimą fagocituoti, ir prasidėjo klasikinė ląstelinė imunologija. Žinduolių organizme makrofagai yra kovos avangardas: pirmieji aptikę priešą ne tik bando jį sunaikinti savo jėgomis, bet ir pritraukia į mūšio lauką kitas imuninės sistemos ląsteles, jas aktyvindami. O sunaikinus svetimus agentus, jie aktyviai dalyvauja šalinant padarytą žalą, kuria veiksnius, skatinančius žaizdų gijimą. Šį dvigubą makrofagų pobūdį navikai naudoja savo naudai.

Priklausomai nuo vyraujančio aktyvumo, skiriamos dvi makrofagų grupės: M1 ir M2. M1-makrofagai (jie taip pat vadinami klasikiniu aktyvuotais makrofagais) - "kariai" - yra atsakingi už pašalinių agentų (įskaitant naviko ląsteles) sunaikinimą tiek tiesiogiai, tiek pritraukdami ir aktyvindami kitas imuninės sistemos ląsteles (pavyzdžiui, T- žudikai). M2 makrofagai – „gydytojai“ – pagreitina audinių regeneraciją ir užtikrina žaizdų gijimą,.

Daugelio M1 makrofagų buvimas navike slopina jo augimą, o kai kuriais atvejais netgi gali sukelti beveik visišką remisiją (sunaikinimą). Ir atvirkščiai: M2-makrofagai išskiria molekules – augimo faktorius, kurie papildomai skatina naviko ląstelių dalijimąsi, tai yra, skatina vystymąsi. piktybinis navikas. Eksperimentiškai buvo įrodyta, kad naviko aplinkoje dažniausiai vyrauja M2 ląstelės ("gydytojai"). Dar blogiau: veikiami navikinių ląstelių išskiriamų medžiagų, aktyvūs M1 makrofagai „perprogramuojami“ į M2 tipą, nustoja sintetinti priešnavikinius citokinus, tokius kaip interleukinas-12 (IL12) ar naviko nekrozės faktorius (TNF) ir pradeda išlaisvinti molekules į M2 tipą. aplinka, pagreitindama naviko augimą ir kraujagyslių, kurios aprūpins jo mitybą, dygimą, pvz., naviko augimo faktorių (TGFb) ir kraujagyslių augimo faktorių (VGF). Jie nustoja pritraukti ir inicijuoti kitas imuninės sistemos ląsteles ir pradeda blokuoti vietinį (priešnavikinį) imuninį atsaką (2 pav.).

2 pav. M1 ir M2 makrofagai: jų sąveika su naviku ir kitomis imuninės sistemos ląstelėmis.

Šiame perprogramavime pagrindinį vaidmenį atlieka NF-kB šeimos baltymai. Šie baltymai yra transkripcijos faktoriai, kurie kontroliuoja daugelio genų, reikalingų makrofagų M1 aktyvavimui, aktyvumą. Svarbiausi šios šeimos nariai yra p65 ir p50, kurie kartu sudaro p65/p50 heterodimerą, kuris makrofaguose aktyvuoja daug genų, susijusių su ūminiu uždegiminiu atsaku, tokių kaip TNF, daug interleukinų, chemokinų ir citokinų. Šių genų ekspresija pritraukia vis daugiau imuninių ląstelių, „išryškindama“ joms uždegimo vietą. Tuo pačiu metu kitas NF-kB šeimos homodimeras p50/p50 pasižymi priešingu aktyvumu: jungdamasis prie tų pačių promotorių, blokuoja jų ekspresiją, mažina uždegimą.

Abi NF-kB transkripcijos faktorių veiklos yra labai svarbios, tačiau dar svarbesnė jų pusiausvyra. Įrodyta, kad navikai tikslingai išskiria medžiagas, kurios sutrikdo p65 baltymų sintezę makrofaguose ir skatina p50/p50 slopinančio komplekso kaupimąsi. Tokiu būdu (be kita ko) auglys agresyvius M1-makrofagus paverčia nevalingais savo vystymosi bendrininkais: M2 tipo makrofagai, suvokdami naviką kaip pažeistą audinio sritį, įjungia atkūrimo programą, tačiau augimas. faktoriai, kuriuos jie išskiria, tik prideda išteklių naviko augimui. Taip užbaigiamas ciklas – augantis auglys pritraukia naujus makrofagus, kurie perprogramuojami ir vietoj sunaikinimo skatina jo augimą.

Imuninio atsako suaktyvinimas yra dabartinė priešvėžinio gydymo tendencija

Taigi, artimiausioje navikų aplinkoje yra sudėtingas molekulių mišinys: tiek aktyvinantis, tiek slopinantis imuninį atsaką. Naviko vystymosi perspektyvos (taigi ir organizmo išlikimo perspektyvos) priklauso nuo šio „kokteilio“ ingredientų balanso. Jei vyrauja imunoaktyvatoriai, tai reiškia, kad auglys nesusitvarkė su užduotimi ir bus sunaikintas arba jo augimas bus labai sulėtėjęs. Jei vyrauja imunosupresinės molekulės, tai reiškia, kad navikas sugebėjo pasiimti raktą ir pradės sparčiai progresuoti. Suprasdami mechanizmus, leidžiančius navikams užvaldyti mūsų imuninę sistemą, galime sukurti atsakomąsias priemones ir pakeisti pusiausvyrą auglių naikinimo link.

Kaip rodo eksperimentai, makrofagų (ir kitų imuninės sistemos ląstelių) „perprogramavimas“ yra grįžtamas. Todėl viena iš perspektyvių onkoimunologijos sričių šiandien yra paties paciento imuninės sistemos ląstelių „reaktyvavimo“ idėja, siekiant padidinti kitų gydymo metodų veiksmingumą. Kai kurių tipų navikų (pavyzdžiui, melanomos) atveju tai leidžia pasiekti įspūdingų rezultatų. Kitas pavyzdys, kurį atrado Medžitovo grupė, yra paprastasis laktatas, molekulė, kuri susidaro, kai greitai augančiuose navikuose dėl Warburgo efekto trūksta deguonies. Ši paprasta molekulė skatina makrofagus persiprogramuoti, kad palaikytų naviko augimą. Laktatas per membraninius kanalus pernešamas į makrofagus, o galimas gydymas yra blokuoti šiuos kanalus.

Fagocitozė – tai procesas, kurio metu specialiai sukurtos kraujo ir kūno audinių ląstelės (fagocitai) fiksuoja ir virškina kietąsias daleles. Fagocitozės atradimas priklauso I. I. Mechnikovui. Jį vykdo dviejų tipų ląstelės: granuliuoti leukocitai (granulocitai), cirkuliuojantys kraujyje, ir audinių makrofagai. Gyvūnams taip pat gali fagocituoti oocitai, placentos ląstelės, kūno ertmę dengiančios ląstelės ir tinklainės pigmentinis epitelis.

Fagocitozės mechanizmas yra to paties tipo ir apima 8 iš eilės fazes: 1) chemotaksė (kryptinis fagocito judėjimas objekto link);

2) sukibimas (pritvirtinimas prie daikto);

3) membranos aktyvacija (fagocito aktino-miozino sistema);

4) pačios fagocitozės pradžia, susijusi su pseudopodijų susidarymu aplink absorbuotą dalelę;

5) fagosomos susidarymas (absorbuota dalelė uždaroma į vakuolę dėl fagocito plazminės membranos stūmimo ant jos kaip užtrauktukas);

6) fagosomų susiliejimas su lizosomomis;

7) naikinimas ir virškinimas;

8) skilimo produktų išsiskyrimas iš ląstelės.

Prieš fagocitozę dažnai vyksta objekto opsonizacijos procesas (iš graikų opsoniazo – tiekti maistą, maitinti). Objektas yra ląstelė, kuri neša svetimą informaciją. Šio proceso iniciatorius yra antigeno-antikūno komplekso susidarymas ląstelės paviršiuje. Antikūnai, lokalizuoti svetimos ląstelės paviršiuje, skatina komplemento sistemos baltymų aktyvavimą ir prisirišimą prie jų. Gautas kompleksas veikia kaip likusių fagocitozės stadijų aktyvatorius.

Išsamiau fagocitozės stadijos yra šios:

1. Chemotaksė. Svetimos ląstelės (opsonizuotos arba neopsonizuotos) siunčia į aplinką chemotaksinius signalus, kurių kryptimi fagocitas pradeda judėti. Anksčiau nei kitos ląstelės į uždegimo židinį migruoja neutrofilai, vėliau – makrofagai.

2. Fagocitų sukibimas su objektu. Taip yra dėl to, kad fagocitų paviršiuje yra objekto (savo arba su juo susijusių) paviršiuje esančių molekulių receptorių. Sukibimo veiksmas apima dvi fazes: svetimo atpažinimo (specifinis procesas) ir prisitvirtinimo arba faktinio sukibimo (nespecifinis procesas). Jei nėra išankstinio specifinio svetimų ląstelių atpažinimo, fagocitinės ląstelės sukibimas su fagocitozės objektu yra labai lėtas.

3. Membranos aktyvinimas. Šiame etape objektas paruošiamas panardinimui. Vyksta baltymų kinazės C aktyvinimas, kalcio jonų išsiskyrimas iš tarpląstelinių depų. Didelę reikšmę turi sol-gelio perėjimai ląstelių koloidų sistemoje ir aktino-miozino persitvarkymai.

4. Nardymas. Objektas suvyniotas. Fagocitozės procese makrofago plazminė membrana jo suformuotų išsikišusių raukšlių pagalba užfiksuoja fagocitozės objektą ir jį apgaubia.

5. Fagosomos susidarymas. Membrana uždaroma, objektas panardinamas su fagocitų membranos dalimi ląstelės viduje. Susidariusi maža vakuolė vadinama fagosoma.

6. Fagolizosomos susidarymas. Fagosomų susiliejimas su lizosomomis, dėl kurio susidaro optimalios sąlygos bakteriolizei ir negyvos ląstelės skilimui.

7. Nužudymas ir suskaldymas. Fagosomoje sugauta svetima ląstelė miršta. Kad galėtų žudyti, makrofagas gamina ir išskiria reaktyvius deguonies darinius į fagosomą. Pagrindinės bakteriolizėje dalyvaujančios medžiagos yra vandenilio peroksidas, azoto apykaitos produktai, lizocimas ir kt. Bakterijų ląstelių naikinimo procesas baigiamas veikiant proteazėms, nukleazėms, lipazėms ir kitiems fermentams.

Sugautos ir nužudytos medžiagos virškinimas yra paskutinė fagocitozės stadija. Norėdami tai padaryti, lizosomos, kuriose yra daugiau nei 25 skirtingi fermentai, įskaitant daugybę hidrolizinių fermentų, sujungiamos su fagosoma, kurioje yra fagocitozės objektas. Fagosomoje suaktyvinami visi šie fermentai, vadinamasis metabolinis sprogimas, dėl kurio fagocituotas objektas yra virškinamas.

8. Skilimo produktų išsiskyrimas.

Fagocitozė gali būti:

* baigtas (žudymas ir virškinimas buvo sėkmingi);

* neužbaigta (daugeliui patogenų fagocitozė yra būtinas jų gyvavimo ciklo etapas, pavyzdžiui, mikobakterijoms ir gonokokams).

Fagocitozės rodiklių tyrimas yra svarbus sudėtinga analizė ir imunodeficito būsenų diagnostika: dažnai pasikartojantys pūlingi-uždegiminiai procesai, ilgai negyjančios žaizdos, polinkis į pooperacines komplikacijas.

Fagocitinės funkcijos tyrimui naudokite:

* absoliutaus fagocitų (neutrofilų ir monocitų) skaičiaus apskaičiavimas;

* mikrobų įsisavinimo fagocitais intensyvumo įvertinimas;

* fagocitinių ląstelių gebėjimo virškinti sugautus mikrobus nustatymas.

Labiausiai informatyvus vertinant fagocitozės aktyvumą yra fagocitų skaičius, aktyvių fagocitų skaičius ir fagocitozės pilnumo indeksas.

Dažniausias neutrofilų morfologinių defektų kiekybinio nustatymo ir apibūdinimo metodas yra leukograma ir citologiniai tyrimai naudojant šviesos ir elektronų mikroskopiją.

Neutrofilų chemotaktiniam aktyvumui nustatyti naudojamas leukocitų migracijos tyrimo metodas naudojant Boyden kamerą. Metodas pagrįstas atskyrimu mikroporiniu filtru dviejų reaguojančių komponentų tirpale: neutrofilų ir chemotaktinių medžiagų (pavyzdžiui, C5a), kurie dedami į apatinę kamerą ir sukuria koncentracijos gradientą. Viršutinėje kameroje esantys neutrofilai migruoja palei gradientą ir kaupiasi apatinis paviršius filtras. Po standartinio inkubavimo filtrai išimami, nudažomi ir ląstelės suskaičiuojamos. Metodas yra gana paprastas ir pasižymi dideliu atkuriamumu. Tuo pačiu principu grindžiamas ląstelių migracijos metodas agarozės gelyje, kuris naudojamas chemotaktiniam indeksui nustatyti.

Fagocitinio skaičiaus norma yra 5-10 mikrobų dalelių. Tai yra vidutinis vieno kraujo neutrofilo absorbuotų mikrobų skaičius. Pasižymi neutrofilų absorbcijos gebėjimu. Nustatoma skaičiuojant absorbuotų bakterijų skaičių ląstelėje po paciento ląstelių inkubacijos standartiniais St.aureus arba E.coli preparatais ir gautų tepinėlių nudažymu. Šio tyrimo modifikacija – tai baktericidinio aktyvumo nustatymo metodas, kai išplauta ląstelių suspensija inkubuojama su bakterijų suspensija, po to mišinys užtepamas ant kraujo agaro paviršiaus ir po tam tikro laiko nustatomas išaugusių bakterijų kolonijų skaičius. suskaičiuota. Abu metodai reikalauja standartizacijos, kad būtų galima naudoti kiekvienoje konkrečioje laboratorijoje, ir informacijos apie gydymą antibiotikais, todėl gali atsirasti nepatikimų rezultatų arba jų interpretavimo klaidų.

Kraujo fagocitinis pajėgumas yra normalus - 12,5-25x10 9 1 litrui kraujo. Tai yra mikrobų, kuriuos neutrofilai gali absorbuoti 1 litre kraujo, skaičius.

Fagocitinis indeksas yra normalus 65-95%. Tai yra santykinis neutrofilų skaičius (išreikštas procentais), dalyvaujančių fagocitozėje.

Aktyvių fagocitų skaičius normoje yra 1,6-5,0x10 9 1 litre kraujo. Tai yra absoliutus fagocitinių neutrofilų skaičius 1 litre kraujo.

Fagocitozės užbaigtumo indeksas paprastai yra didesnis nei 1. Tai atspindi fagocitų virškinimo pajėgumą.

Fagocitinis neutrofilų aktyvumas paprastai padidėja vystymosi pradžioje uždegiminis procesas. Jo sumažėjimas lemia uždegiminio proceso chroniškumą ir autoimuninio proceso palaikymą, nes tai sutrikdo imuninių kompleksų naikinimo ir pašalinimo iš organizmo funkciją.

Savaiminis tyrimas su NBT (nitrozino tetrazoliu) – įprastai suaugusiems, NBT teigiamų neutrofilų skaičius siekia iki 10%. Šis testas leidžia įvertinti nuo deguonies priklausomo kraujo fagocitų (granulocitų) baktericidinio aktyvumo mechanizmo būklę in vitro. Jis apibūdina tarpląstelinės NADP-N-oksidazės antibakterinės sistemos būseną ir aktyvacijos laipsnį. Kvėpavimo (arba metabolinio) sprogimo reiškinys yra susijęs su reikšmingu leukocitų sugeriamo deguonies padidėjimu fagocitozės metu, todėl susidaro superoksido radikalas (O 3-) ir vandenilio peroksidas. Visi šie junginiai pasižymi mikrobicidinėmis savybėmis, o jų identifikavimas yra svarbus žingsnis vertinant fagocitinių ląstelių funkcinį aktyvumą.

NST testo rodikliai didėja pradinis laikotarpisūminės bakterinės infekcijos, o poūmiu ir lėtiniu infekcinio proceso eigoje jų mažėja.

Spontaniško tyrimo su NST sumažėjimas būdingas uždegiminio proceso chroniškumui, įgimtiems fagocitinės sistemos defektams, imunodeficitams, piktybiniai navikai, sunkūs nudegimai, traumos, netinkama mityba, gydymas tam tikrais vaistai, jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis.

Padidėjęs spontaniškas tyrimas naudojant NBT, pastebimas antigeninio dirginimo dėl ūminio bakterinio uždegimo, leukocitozės, padidėjusio nuo antikūnų priklausomo fagocitų citotoksiškumo, autoalerginių ligų ir alergijų.

Aktyvuotas testas su NBT naudojamas fagocitiniam metaboliniam (nuo deguonies priklausomam) neutrofilų aktyvumui nustatyti. Tyrimas apima neutrofilų inkubavimą su NBT in vitro, o netirpių spalvotų formazano granulių susidarymas gali būti naudojamas spręsti apie NBT redukciją superoksido radikalu, susidariusiu aktyvuojant fagocitus. Nuosėdų nebuvimas rodo fagocitų ląstelių populiacijos nesugebėjimą metabolizuotis.

Paprastai suaugusiam žmogui NBT teigiamų neutrofilų skaičius yra 40-80%. Neutrofilų aktyvuoto NBT testo sumažėjimas žemiau 40% ir monocitų mažesnis nei 87% rodo fagocitozės nebuvimą.

Autoriai

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

Pagal „M1/M2“ paradigmą išskiriami du aktyvuotų makrofagų potipiai – klasikiniai aktyvuoti (M1) ir alternatyviai aktyvuoti (M2), kurie išreiškia įvairius receptorius, citokinus, chemokinus, augimo faktorius, efektorines molekules. Tačiau naujausi duomenys rodo, kad, reaguodami į mikroaplinkos signalų pokyčius, makrofagai gali pasireikšti unikalių savybių, kurios neleidžia jų priskirti nė vienam iš šių potipių.

Makrofagai atlieka didžiulį vaidmenį organizmo reakcijoje į implantuojamą medžiagą – kateterius, stentus, endoprotezus, dantų implantus. Makrofagai fagocituoja sąnarių protezų paviršiaus dilimas daleles, sukelia uždegimą protezavimo ir osteolizės srityje, kontroliuoja pluoštinės kapsulės susidarymą aplinkui. svetimkūniai. Pateikiama trumpa makrofagų migraciją, adheziją ir aktyvaciją sukeliančių veiksnių apžvalga bei jų funkcinių charakteristikų analizė ant įvairių paviršių, įskaitant biologiškai skaidomas ir neskaidomas medžiagas in vivo ir in vitro.

Įvadas

Šiuo metu šiuolaikinė medicina neįsivaizduojama be įvairiems laikotarpiams organizme įdiegtų implantuojamų produktų, skirtų atstatyti patologinio proceso prarastų ar paveiktų organų ir audinių anatomiją ir funkcijas. Sintetinių medžiagų arba audinių inžinerijos būdu sukurtų konstrukcijų biologinis suderinamumas yra pagrindinė problema, turinti įtakos tokių implantacijų rezultatams. Reakcija į protezą vystosi tokia seka: audinių pakitimas, ūminio ląstelių infiltracija, vėliau lėtinis uždegimas, susiformuojant granuliaciniam audiniui ir pluoštinei kapsulei. Šių reakcijų sunkumas lemia implantuoto produkto biologinį suderinamumą. Makrofagai atlieka didžiulį vaidmenį organizmo reakcijoje į montuojamą medžiagą – kateterius, stentus, endoprotezus, dantų implantus ir kt.

Makrofagų morfologija

Makrofagai yra nevienalytė ląstelių populiacija. Makrofagas yra netaisyklingos, žvaigždinės, daugiašakės formos, ląstelės paviršiuje yra raukšlių ir mikrovielių, gausu endocitinių mikropūslelių, pirminių ir antrinių lizosomų. Suapvalintas arba elipsės formos branduolys yra centre, heterochromatinas yra lokalizuotas po branduolio membrana. Ląstelės struktūros ypatybės labai priklauso nuo jos organų ir audinių priklausomybės, taip pat nuo funkcinės būklės. Taigi Kupferio ląstelėms būdingas glikokaliksas, alveolių makrofaguose yra lameliniai (paviršinio aktyvumo medžiagų) kūneliai, gerai išvystytas Golgi kompleksas, šiurkštus endoplazminis tinklas ir daug mitochondrijų, o mikroglijos ląstelėse mitochondrijų yra nedaug. Pilvaplėvės ir alveolių makrofagų citoplazmoje yra daug lipidų kūnų, kuriuose yra substratų ir fermentų prostaglandinams gaminti. Prilipę ir judantys makrofagai sudaro trumpaamžes, aktino turinčias struktūras – podosomas – tankios centrinės dalies pavidalu su radialiai iš jų besitęsiančiais mikrofilamentais. Podosomos gali susilieti, kad susidarytų daugiau struktūrų aukšta tvarka- rozetės, kurios efektyviai naikina pagrindinės tarpląstelinės matricos baltymus.

Makrofagų funkcijos

Makrofagai fagocituoja pašalines medžiagas ir ląstelinio audinio detritus, stimuliuoja ir reguliuoja imuninį atsaką, sukelia uždegiminį atsaką, dalyvauja reparaciniuose procesuose ir tarpląstelinės matricos komponentų mainuose. Atliekamų funkcijų įvairovė paaiškina, kaip šios ląstelės išreiškia daugybę receptorių, susijusių su plazmos membrana, tarpląstelinių ir išskiriamų. Aktyvinami įgimto imuniteto receptoriai PRR (pattern-recognition receptors, pattern-recognition receptors). Didelis pasirinkimas ligandai (išskyrus CD163), atpažįstantys daugumos mikroorganizmų labai konservuotas struktūras, vadinamąsias PAMP (su patogenais asocijuoti molekuliniai modeliai, su patogenais susiję vaizdai) ir panašios endogeninės DAMP (su pažeidimais susijusios molekulinės struktūros) molekulinės struktūros, kurios susidaro dėl pažeidimo ir ląstelių mirties, tarpląstelinės matricos baltymų struktūrų modifikacijos ir denatūravimo. Dauguma jų tarpininkauja endocitozei ir potencialiai pavojingų endogeninių ir egzogeninių agentų eliminacijai, tačiau tuo pačiu metu daugelis jų atlieka signalines funkcijas, reguliuoja uždegimą skatinančių mediatorių sintezę, skatina makrofagų adheziją ir migraciją (lentelė).

Monocitų/makrofagų plazminėje membranoje taip pat yra išreikšti specializuoti receptoriai, kurie jungiasi su vienu ar daugiau struktūriškai panašių ligandų: imunoglobulino G Fc fragmento, augimo faktorių, kortikosteroidų, chemokinų ir citokinų, anafilotoksinų ir kostimuliuojančių molekulių. Daugelio šių receptorių funkcijoms tarpininkauja ne tik ligandų jungimasis, bet ir sąveika su kitais receptoriais (C5aR-TLR, MARCO-TLR, FcγR-TLR), kurie užtikrina tikslų priešuždegiminių ir priešuždegiminių medžiagų sintezės reguliavimą. tarpininkai. Makrofagų receptorių sistemos ypatybė yra priešuždegiminių citokinų ir chemokinų spąstų receptoriai (Il-1R2 ant M2a makrofagų; CCR2 ir CCR5 ant M2c makrofagų), kurių aktyvavimas blokuoja atitinkamų priešuždegiminių medžiagų perdavimą ląstelėse. signalas. Ląstelių receptorių ekspresija yra būdinga rūšiai, organams ir audiniams ir priklauso nuo makrofagų funkcinės būklės. Išsamiai ištirti makrofagų ląstelių receptoriai pateikti lentelėje.

Monocitų/makrofagų migracija

Audinių makrofagai daugiausia gaunami iš kraujo monocitų, kurie migruoja į audinius ir diferencijuojasi į skirtingas populiacijas. Makrofagų migraciją nukreipia chemokinai: CCL2 CCL3, CCL4, CCL5, CCL7, CCL8, CCL13, CCL15, CCL19, CXCL10, CXCL12; augimo faktoriai VEGF, PDGF, TGF-b; komplemento sistemos fragmentai; histaminas; polimorfonuklearinių leukocitų granulių baltymai (PMNL); fosfolipidai ir jų dariniai.

Ant ankstyvosios stadijos uždegiminis atsakas, PMNL organizuoja ir modifikuoja chemokinų tinklą, išskirdamas CCL3, CCL4 ir CCL19 ir išskirdamas iš anksto suformuotas azurosidino, LL37 baltymo, katepsino G, defenzinų (НNP 1-3) ir proteinazės 3 granules, kurios užtikrina monocitų adheziją. endotelį, todėl pasižymi chemoatraktantų savybėmis. Be to, PMNL granulių baltymai taip pat skatina kitų ląstelių chemokinų sekreciją: azurocidinas skatina makrofagų CCL3 gamybą, o proteinazė-3 ir HNP-1 skatina CCL2 sintezę endotelyje. PMNL proteinazės gali aktyvuoti daugelį baltymų chemokinų ir jų receptorių. Taigi, CCL15 proteolizė katepsinu G labai padidina jo patrauklias savybes. Apoptoziniai neutrofilai pritraukia monocitus per signalus, kuriuos, kaip manoma, tarpininkauja lizofosfatidilcholinas.

Bet koks audinių pažeidimas veda prie makrofagų kaupimosi. Kraujagyslių pažeidimo srityje kraujo krešulys ir trombocitai išskiria TGF-β, PDGF, CXCL4, leukotrieną B4 ir IL-1, kurie turi ryškių chemoatrakcinių savybių prieš monocitus / makrofagus. Pažeisti audiniai yra vadinamųjų alarminų, į kuriuos įeina sunaikintos tarpląstelinės matricos komponentai, baltymai, šaltinis. šilumos šokas amfoterinas, ATP, šlapimo rūgštis, IL-1a, IL-33, ląstelių liekanų mitochondrijų DNR ir kt. Jie skatina likusias gyvybingas pažeistų audinių ląsteles ir kraujagyslių endotelį sintetinti chemokinus, kai kurie iš jų yra tiesioginiai chemotaksės veiksniai. Dėl audinių infekcijos atsiranda vadinamųjų su patogenais susijusių molekulių: lipopolisacharidų, ląstelės sienelės angliavandenių ir bakterijų nukleino rūgščių. Jų prisijungimas prie membranos ir tarpląstelinių makrofagų receptorių sukelia chemokinų genų ekspresijos procesą, kuris suteikia papildomą fagocitų įdarbinimą.

Makrofagų aktyvinimas

Makrofagus aktyvuoja įvairios signalinės molekulės, dėl kurių jie diferencijuojasi į įvairius funkcinius tipus (1 pav.). Klasikiškai aktyvuotus makrofagus (M1 fenotipas) stimuliuoja IFNg, taip pat IFNg kartu su LPS ir TNF. Pagrindinės jų funkcijos yra patogeninių mikroorganizmų naikinimas ir indukcija uždegiminis atsakas. Poliarizaciją M1 kryptimi lydi uždegimą skatinančių mediatorių sekrecija. Jie ekspresuoja IL-1, IL-1R1, TLR ir kostimuliuojančių molekulių receptorius, kurių aktyvavimas sustiprina uždegiminį atsaką. Kartu su priešuždegiminiais citokinais makrofagai taip pat išskiria priešuždegiminį citokiną IL-10, būdingu dideliu IL-12/IL-10 santykiu. M1 makrofagų baktericidines savybes lemia iNOS ir NADPH oksidazės komplekso generuojamų azoto ir deguonies laisvųjų radikalų gamyba. Būdamos organizmo atsako į bakterinę infekciją efektorinės ląstelės, jos tuo pačiu metu slopina adaptyvųjį imuninį atsaką, slopindamos stimuliuojamų T ląstelių dauginimąsi. M1 makrofagų išskiriamas IL-12 vaidina pagrindinį vaidmenį Th1 poliarizacijoje, o IL-1b ir IL-23 nukreipia imuninį atsaką Th17 keliu. . Naujausi tyrimai parodė, kad M1 makrofagai, be priešuždegiminių savybių, pasižymi ir reparacinėmis savybėmis: jie išskiria VEGF, kuris skatina angiogenezę ir granuliacinio audinio susidarymą.

Alternatyvus makrofagų aktyvavimas (M2 fenotipas) stebimas stimuliuojant interleukinais, gliukokortikoidais, imuniniais kompleksais, TLR agonistais ir kt. Jie migruoja į helmintų invazijos vietas, kaupiasi fibrozės lokusuose, gyjančiose odos žaizdose ir neoplastiniuose dariniuose. M2 makrofagai gali aktyviai daugintis in situ. Palyginti su M1 makrofagais, jie pasižymi didesniu fagocitozės gebėjimu ir išreiškia daugiau su ja susijusių receptorių: CD36, apoptozinių ląstelių naikintojo receptorių; CD206, manozės receptorius; CD301, galaktozės ir N-acetilgliukozamino likučių receptorius; CD163 yra hemoglobino-haptoglobino komplekso receptorius. Šio tipo makrofagams būdingas mažas IL-12/IL-10 santykis.

Alternatyvūs aktyvuoti makrofagai skirstomi į potipius: M2a, M2b ir M2c. Makrofagų M2a fenotipo pavyzdys yra ląstelės, besikaupiančios aplink helmintų ir pirmuonių lervas, kurių alergenai sukelia imuninį Th2 atsaką, lydimą IL-4 ir IL-13 gamybos. Jie neišskiria daug priešuždegiminių citokinų ir sintetina specifinį chemokinų ir membraninių receptorių spektrą. Manoma, kad jiems būdinga IL-10 sintezė, tačiau in vitro makrofagai ne visada gamina šį citokiną ir gali turėti didelį IL-12 ir IL-6 genų transkripcijos aktyvumą. Svarbi šios populiacijos savybė yra IL-1 receptoriaus antagonisto (IL-1ra) sintezė, kuris, prisijungdamas prie IL-1, blokuoja jo priešuždegiminį poveikį.

M2a makrofagai slopina uždegiminį atsaką blokuodami M1 populiacijos formavimąsi per jų įdarbintus Tx2 limfocitų citokinus arba dėl gaminamo CCL17 chemokino, kuris kartu su IL-10 slopina makrofagų diferenciaciją M1. kryptis. M2a fenotipo ląstelės laikomos tipiškais reparatyviniais makrofagais. Jų susintetintas chemokinas CCL2 yra miofibroblastų pirmtakų – fibrocitų chemoatraktantas, jie išskiria faktorius, kurie užtikrina remodeliavimąsi. jungiamasis audinys.

Poliarizacija link M2b pasiekiama stimuliuojant Fcg receptorių kartu su TLR agonistais ir IL-1 receptorių ligandais. Funkciškai jie yra artimi M1 makrofagams, gamina uždegimą skatinančius mediatorius ir azoto monoksidą (NO), tačiau tuo pat metu jiems būdingas aukštas IL-10 sintezės lygis ir sumažėjusi IL-12 gamyba. M2b makrofagai padidina antikūnų gamybą. Jų susintetintas CCL1 chemokinas prisideda prie limfocitų poliarizacijos Tx2 kryptimi. M2s makrofagai pasižymi slopinančiomis savybėmis – jie slopina CD4+ limfocitų aktyvaciją ir dauginimąsi, sukeltą antigeninės stimuliacijos, ir prisideda prie aktyvuotų T ląstelių pašalinimo. In vitro M2c potipis gaunamas stimuliuojant mononuklearinius fagocitus gliukokortikoidais, IL-10, TGF-β, prostaglandinu E2 ir kt.. Jie nepasižymi baktericidiniu aktyvumu, gamina nedidelį kiekį citokinų, išskiria augimo faktorius ir kai kuriuos chemokinus. M2c makrofagai ekspresuoja fagocitozės ir daugelio priešuždegiminių chemokinų receptorius, kurie, tikėtina, neskatina atitinkamų signalų, bet yra priešuždegiminių mediatorių spąstai, blokuojantys jų funkcijas.

Makrofagų aktyvacijos pobūdis nėra griežtai nustatytas ir stabilus. Parodyta galimybė M1 fenotipą transformuoti į M2, pasikeitus stimuliuojančių citokinų spektrui ir dėl eferocitozės. Po apoptotinių ląstelių absorbcijos makrofagai smarkiai sumažina uždegiminių mediatorių CCL2, CCL3, CXCL1, CXCL 2, TNF-a, MG-CSF, IL-1b, IL-8 sintezę ir sekreciją ir labai padidina TGF-b gamybą. . Manoma, kad M2 fenotipo atvirkštinė transformacija į M1 vystosi nutukimui.

Daugelis autorių abejoja, ar organizme egzistuoja dvi aiškiai atskiriamos makrofagų M1 ir M2 populiacijos. Žmogaus odos žaizdų makrofagams būdingas klasikinio ir alternatyvaus aktyvavimo požymių derinys. Taigi, kartu su citokinais TNF-a ir IL-12, būdingais M1 makrofagams, jie demonstruoja makrofagų M2 žymenų: IL-10, CD206, CD163, CD36 ir IL-4 receptorių sintezę. Pelių kepenyse buvo rastas kitoks nei M1/M2 makrofagų tipas, kuriam būdingas ryškus fibrinolizinis aktyvumas. Jie ekspresuoja arginazės 1, manozės receptorių ir IGF genus, išskiria MMP-9, MMP-12, pasižymi ryškiu proliferacijos ir fagocitozės gebėjimu, tačiau nesintetina IL-10, IL-1ra, TGF-b. Pelės blužnyje, užsikrėtus mikobakterijomis, susidaro ypatinga makrofagų populiacija. Jie slopina T-limfocitų dauginimąsi ir jų Th1 ir Th2 citokinų sekreciją, stimuliuodami Th17 poliarizaciją. kryptis. Slopinamieji makrofagai turi unikalų fenotipą – jie ekspresuoja M1 makrofaguose aktyvius genus – IL-12, IL-1b, IL-6, TNF-a, iNOS ir tuo pačiu CD163, IL-10, manozės receptorių ir kitų žymenų genus. M2 makrofagų.

Šie tyrimai aiškiai rodo, kad natūraliai susidarančios makrofagų populiacijos labai skiriasi nuo in vitro M1 ir M2 populiacijų. Suvokdamas daugybę aktyvuojančių signalų, makrofagas reaguoja „pagal užklausą“, adekvačiai išskirdamas tarpininkus į aplinkos pokyčius, todėl kiekvienu konkrečiu atveju susiformuoja savas, kartais, galbūt, net unikalus fenotipas.

Makrofagų reakcija į svetimas medžiagas

Makrofagų sąlytis su pašalinėmis medžiagomis, tiek mažų dalelių, tiek didelių paviršių pavidalu, sukelia jų aktyvavimą. Vienas iš rimtų problemų traumatologijoje ir ortopedijoje, susijusi su reakcija į svetimkūnį, yra sąnario nestabilumo išsivystymas po artroplastikos, kuris, kai kuriais duomenimis, pirmaisiais metais po operacijos nustatomas 25–60% pacientų ir nėra linkęs. sumažinti.

Ortopedinių protezų paviršius susidėvi, kai susidaro dalelės, kurios prasiskverbia į minkštuosius audinius. Medžiagos cheminės savybės lemia dalelių opsonizacijos galimybę kraujo plazmos baltymais ir fagocitozę inicijuojančių paviršiaus receptorių tipą. Taigi komplementą aktyvuojantis polietilenas opsonizuojasi ir yra „atpažįstamas“ komplemento receptoriaus CR3, o titano daleles ląstelė pasisavina per nuo opsonino nepriklausomą receptorių MARCO. Metalo dalelių, sintetinių polimerų, keramikos, hidroksiapatito makrofagų fagocitozė sukelia uždegimą skatinančių mediatorių ir osteoklastogenezės induktoriaus RANKL sintezę. Makrofagų išskiriamas CCL3 sukelia osteoklastų migraciją, o IL-1b, TNF-a, CCL5 ir PGE2 skatina jų diferenciaciją ir aktyvaciją. Osteoklastai rezorbuoja kaulą protezavimo srityje, bet neoplazmą kaulinis audinys slopinamas, nes korpuskulinė medžiaga slopina kolageno sintezę, slopina osteoblastų proliferaciją ir diferenciaciją bei skatina jų apoptozę. Manoma, kad susidėvėjimo dalelių sukeltas uždegiminis atsakas yra pagrindinė osteolizės priežastis.

Audinių sąlytis su medžiaga, kurios negalima fagocituoti, inicijuoja įvykių pakopą, vadinamą organizmo reakcija į svetimkūnį arba audinių reakcija. Jį sudaro plazmos baltymų adsorbcija, uždegiminio atsako, iš pradžių ūminio, vėliau lėtinio, išsivystymas, miofibroblastų ir fibroblastų proliferacija ir pluoštinės kapsulės, skiriančios svetimkūnį nuo aplinkinių audinių, susidarymas. Pagrindinės nuolatinio uždegimo ląstelės medžiagos/audinio sąsajoje yra makrofagai, o jo sunkumas lemia fibrozės laipsnį kontaktinėje zonoje. Susidomėjimas audinių atsako tyrimais pirmiausia siejamas su plačiu sintetinių medžiagų naudojimu įvairiose medicinos srityse.

Kraujo plazmos baltymų adsorbcija yra pirmasis implantuojamų medžiagų sąveikos su kūno audiniais etapas. Cheminė sudėtis, laisva energija, paviršiaus funkcinių grupių poliškumas, paviršiaus hidrofiliškumo laipsnis lemia surištų baltymų, kurie yra tolesnio ląstelių adhezijos matrica, įskaitant makrofagus, kiekį, sudėtį ir konformacinius pokyčius. Svarbiausi šiuo atžvilgiu yra fibrinogenas, IgG, komplemento sistemos baltymai, vitronektinas, fibronektinas ir albuminas.

Beveik ant visų pašalinių medžiagų greitai susidaro fibrinogeno sluoksnis. Ant hidrofobinių paviršių fibrinogenas sudaro monosluoksnį glaudžiai surišto, iš dalies denatūruoto baltymo, kurio epitopai yra atviri sąveikai su ląstelės receptoriais. Ant hidrofilinių medžiagų fibrinogenas dažniau nusėda birios daugiasluoksnės dangos pavidalu, o išoriniai sluoksniai yra silpnai arba praktiškai nedenatūruoti, todėl surišimo vietos lieka neprieinamos makrofagų ir trombocitų ląstelių receptoriams.

Daugelis sintetinių polimerų gali adsorbuoti komplemento sistemos komponentus ir suaktyvinti ją formuodami C3-konvertazės kompleksą. Jo generuojami fragmentai C3a, C5a yra chemoatraktantai ir fagocitų aktyvatoriai, iC3b veikia kaip ląstelės adhezijos receptoriaus ligandas. Aktyvinimo kaskadą galima suaktyvinti tiek klasikiniais (tarpininkaujant adsorbuotoms JgG molekulėms), tiek alternatyviais būdais. Pastarąjį inicijuoja C3 komponento prisijungimas prie paviršių, turinčių funkcines grupes, pavyzdžiui, OH-, sukeldamas jo hidrolizę. Alternatyvus kelias taip pat gali būti įjungtas po klasikinio kelio arba kartu su juo dėl klasikinio kelio C3 konvertazės, kuri generuoja ant paviršių fiksuotus C3b fragmentus, amplifikacijos kilpos trigerio faktoriaus, darbo. Tačiau sorbcija ir net prasidedanti C3 hidrolizė ne visada sukelia stiprinimo signalo atsiradimą. Pavyzdžiui, C3 yra stipriai sorbuojamas polivinilpirolidono, tačiau jo proteolizė šiame paviršiuje yra silpnai išreikšta. Silpnai aktyvina komplemento fluorintus paviršius, silikoną ir polistireną. Ląstelių reakcijoms ant svetimų paviršių svarbus ne tik komplemento sistemos aktyvavimas, bet ir kitų jo fragmentų tarpininkaujamų baltymų surišimas.

Albumino vaidmuo yra jo gebėjimas surišti komplemento sistemos baltymus. Jis neskatina makrofagų adhezijos ir, skirtingai nei fibrinogenas, neskatina jų TNF-a sintezės. Fibronektinas ir vitronektinas, baltymai, turintys daug RGD sekų (aminorūgščių ARG-GLY-ASP regionai), dažniausiai randami ant implantuotų medžiagų.

Kalbant apie vitronektiną, nežinoma, ar jis adsorbuojamas tiesiai ant medžiagos paviršiaus, ar yra ant jo pritvirtinto inaktyvuoto membraną atakuojančio komplemento komplekso dalis. Jo reikšmė audinių reakcijos vystymuisi yra ta, kad ji užtikrina stipriausią ir ilgiausią makrofagų sukibimą. Makrofagų sąveiką su substratu užtikrina ląstelių receptoriai, skirti integrino baltymams (avβ3, a5β1, CR3), kuriuose gausu RGD sekų (lentelė). Makrofagų adhezijos blokavimas tirpiais RGD mimetikais arba CR3 receptoriaus pašalinimas nuo jų paviršiaus sumažina audinių reakcijos intensyvumą, mažėja atsirandančios pluoštinės kapsulės storis.

Prisitvirtinę makrofagai susilieja, sudarydami daugiabranduoles ląsteles (svetimkūnio milžines ląsteles – HCIT). Šio proceso induktoriai yra IFNg, IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-13 ir GM-CSF, kurie skatina manozės receptorių, vaidinančių svarbų vaidmenį ląstelių sintezėje, ekspresiją. HCIT veikia kaip makrofagai – jie gali fagocituoti, generuoti deguonies ir azoto radikalus, sintezuoti citokinus ir augimo faktorius. Šių ląstelių sintetinio aktyvumo pobūdis, matyt, priklauso nuo jų „amžiaus“: ankstyvose audinių reakcijos vystymosi stadijose išreiškiami IL-1a, TNF-a, o vėliau pereinama prie anti- uždegiminiai ir profibrogeniniai mediatoriai – IL-4, IL-10, IL-13, TGF-β.

Tiriama makrofagų reakcija į svetimas medžiagas įvairios sąlygos in vitro ir in vivo. In vitro eksperimentuose atsižvelgiama į jų sukibimo su tiriamu paviršiumi intensyvumą ir SCIT susidarymą, „įsijungiančių“ genų skaičių, susintetinamų ir išskiriamų fermentų, citokinų ir chemokinų skaičių. Monokultūrose prie skirtingų paviršių prilipę mononukleariniai fagocitai poliarizuojasi ne M1 ir M2 kryptimis, o formuojasi mišraus tipo makrofagai, išskiriantys ir priešuždegiminius, ir priešuždegiminius mediatorius, o per ilgą laiką slenka link pastarųjų. auginimas. „Aukso standarto“ nebuvimas – stabili kontrolinė medžiaga, kuri gerai pasitvirtino implantuota į gyvą organizmą, su kuria būtų galima palyginti tiriamas medžiagas, taip pat naudojamos nestandartizuotos makrofagų ląstelių linijos, skirtingi jų diferencijavimo metodai apsunkina skirtingų autorių darbų rezultatų palyginimą. Nepaisant to, in vitro tyrimai leidžia spręsti apie medžiagų citotoksiškumą, nustatyti makrofagų reakciją į jų cheminę modifikaciją. Vertingos informacijos gauta tiriant makrofagų aktyvavimą įvairių kolagenų – natūralių ir chemiškai modifikuotų – paviršiuje. Natūralūs kolagenai in vitro indukuoja makrofagų signalinių molekulių sintezę, tiek stimuliuodami uždegiminį atsaką (TNF-a, IL-6, IL-8, IL-1β, IL-12, CCL2), tiek slopindami (IL-1ra, IL-). 10), taip pat matricos metaloproteazės ir jų inhibitoriai. . Tokių medžiagų priešuždegiminės savybės priklauso nuo ląstelių pašalinimo ir žaliavos sterilizavimo metodo, o tai labai pakeičia jo savybes. Kolageno endoprotezai, gauti naudojant skirtingas technologijas iš natūralaus kolageno, skiriasi savo gebėjimu sukelti uždegimą skatinančių citokinų ekspresiją nuo beveik inertiškų iki labai aktyvių. Įvairių kolageno programinė įranga chemikalai keičia makrofagų reakcijos pobūdį. Gydymas glutaraldehidu sukelia citotoksiškumą, kuris pasireiškia citoplazminės membranos pažeidimu, adhezijos sutrikimu ir makrofagų gyvybingumo sumažėjimu. Tuo pačiu metu padidėja jų IL-6, TNF-a gamyba, o IL-1ra sintezė slopinama, palyginti su makrofagais, prilipusiais prie natūralaus ir su karbodiimidu susieto kolageno. Gydymas karbodiimidu suteikia optimalias kolageno savybes, kurios neturi citotoksiškumo, nesukelia reikšmingo uždegimą skatinančių citokinų ir metaloproteazių sekrecijos padidėjimo ir neslopina IL-10 ir IL-1ra sintezės, palyginti su natūraliu. .

Siekiant sumažinti audinių reakciją, tarpląstelinės matricos komponentai, natūralūs arba modifikuoti, įvedami į kolageno medžiagas. J. Kajahn ir kt. (2012) sukūrė in vitro endoprotezų priešuždegiminės mikroaplinkos imitaciją, kuri prisidėjo prie monocitų diferenciacijos M1 kryptimi. Tomis pačiomis sąlygomis papildomai sulfatuota hialurono rūgštis, įvesta į kolageno substratą, sumažino makrofagų priešuždegiminių citokinų sekreciją ir padidino IL-10 gamybą. Pasak autorių, tai rodo makrofagų M2 poliarizaciją, kuri prisideda prie aplinkinių audinių regeneracijos ir funkcinių savybių atkūrimo. Makrofagų reakcija į lėtai skaidomas ir stabilias medžiagas in vitro paprastai yra vienalytė ir panaši į reakciją į biomedžiagas, nors tam tikras atsako specifiškumas vis dar pastebimas. Titanas, poliuretanas, polimetilmetakrilatas, politetrafluoretilenas yra silpni uždegiminių mediatorių induktoriai, nors titanas prisideda prie didesnės TNF-a ir IL-10 sekrecijos nei poliuretanas, o polipropileno savybė yra skatinti profibrogeninio chemokino СCL18 gamybą. PEG, siūlomas kaip ląstelių pernešimo substratas, sukelia staigų, bet trumpalaikį IL-1β, TNF-a, IL-12 ekspresijos padidėjimą, tačiau jo kopolimerizacija su ląstelių adhezijos oligopeptidu pagerina medžiagos biologinį suderinamumą ir žymiai sumažina. priešuždegiminių citokinų ekspresija.

Makrofagų reakcija į įvairias medžiagas in vitro nevisiškai apibūdina jų elgesį organizme. Monokultūrose nėra sąveikos su kitomis ląstelių populiacijomis veiksnių ir neatsižvelgiama į fenotipinį polimorfizmą – natūraliomis sąlygomis į implantą migruoja ne tik monocitų pirmtakai, bet ir subrendę audinių makrofagai, kurių atsakas gali labai skirtis nuo tų. užverbuotas iš kraujo. Makrofagų, supančių gyvūnų ir žmogaus audiniuose įmontuotus endoprotezus, sekrecinio aktyvumo tyrimas yra labai sudėtingas. Pagrindinis makrofagų apibūdinimo metodas, pagrįstas M1-M2 paradigma in situ, buvo žymeninių baltymų iNOS, CD206, CD163, CD80, CD86 imunocitochemijos duomenys. Teigiama, kad šių žymenų buvimas makrofaguose in vivo lemia jų poliarizaciją M1 ir M2 kryptimis su atitinkamų cito- ir chemokinų spektrų sinteze, tačiau, atsižvelgiant į mišraus tipo makrofagų egzistavimo galimybę, charakteristika nėra visiškai teisinga.

Nepaisant to, in vivo eksperimentai leidžia atsekti implantuotos medžiagos likimą ir makrofagų reakcijos dinamiką per ilgą laikotarpį, o tai ypač svarbu visą gyvenimą trunkantiems endoprotezams ir prietaisams. Labiausiai ištirtos šiuo aspektu yra ardančios biomedžiagos kolageno pagrindu. Pirmosios uždegiminės ląstelės, migruojančios į tokias medžiagas, yra PMNL, tačiau šis poveikis yra laikinas ir antrosios bangos populiaciją atstovauja makrofagai. Jų reakcija priklauso nuo kolageno fizikinių ir cheminių savybių. Kuo sunkesnis cheminis apdorojimas, tuo labiau kolagenas skiriasi nuo vietinio, tuo jis tampa „svetimesnis“ makrofagui ir tuo ryškesnė audinių reakcija. Įdiegta tarp raumenų sluoksniaiŽiurkės pilvo sienelėje iš lėtai skaidančio kryžminio ryšio kolageno pagaminti implantų fragmentai prisideda prie HCIT susidarymo ir medžiagos kapsuliavimo. Migruojantys makrofagai, sprendžiant iš CCR7 ir CD206 receptorių ekspresijos, kai kuriais atvejais gali būti priskiriami M1 fenotipui, tačiau daugeliu atvejų neįmanoma nustatyti jų priklausymo žinomiems fenotipams.

Laikui bėgant aplink implantą atsiranda M2 makrofagų, kurie daugiausia yra pluoštinėje kapsulėje. Žiurkės kūne greitai suyrantys endoprotezai, pagaminti iš nesukryžminto kiaulių, žmogaus ir galvijų kolageno bei diizocianatu kryžminio avių kolageno, skatina naują pilnų jungiamųjų ir raumenų audinių formavimąsi. Jie neprisideda prie HCIT susidarymo ir nėra inkapsuliuoti. Kai kurie mononukleariniai fagocitai, besikaupiantys audinio/medžiagos sąsajoje, neturi M1/M2 fenotipo žymenų, kai kurie turi abu žymenis, o kai kurie yra M2 makrofagai. Ant tokių implantų nėra M1 makrofagų subpopuliacijos. Histomorfometrinė analizė parodė teigiamą koreliaciją tarp makrofagų, turinčių M2 fenotipo žymenis ankstyvose audinių reakcijos vystymosi stadijose, skaičiaus ir sėkmingo audinių remodeliavimosi implantacijos zonoje rodiklių.

Audinių reakcija į neskaidomas medžiagas egzistuoja visą jų buvimo organizme laiką. Jo intensyvumas yra moduliuojamas fizinės ir cheminės savybės medžiagos: poliesterio, politetrafluoretileno, polipropileno serijoje - pirmasis polimeras sukelia ryškiausią makrofagų uždegimą ir susiliejimą, paskutinis - minimalų, o visų šių medžiagų fibrozės sunkumas teigiamai koreliuoja su HCIT kiekiu sintetinių polimerų paviršius. Nepaisant daugybės darbų, kuriuose buvo tiriamas uždegiminis atsakas į įvairias medžiagas, ant jų besikaupiančių makrofagų charakteristikos nebuvo pakankamai ištirtos. M.T. Wolf ir kt. (2014) parodė, kad daugiausia makrofagų su M1 fenotipo žymenimis (CD86+CD206-) kaupiasi ant žiurkės pilvo sienelėje implantuoto polipropileninio tinklelio gijų ir tarp mazgų.

Gelis iš tarpląstelinės jungiamojo audinio matricos, užteptas ant polipropileno, sumažina M1 makrofagų ir HCIT skaičių ir tuo pačiu slopina mikrokraujagyslių augimą. Šis reiškinys gerai sutampa su tyrimų, įrodančių angiogeninių faktorių M1 ekspresiją žaizdos makrofagais ir vaskulogenezės slopinimą jų blokados metu, rezultatais. Mažai žinoma apie makrofagų sintetinį aktyvumą, jų biologiškai aktyvių molekulių, užtikrinančių audinių atsaką, spektrą. Pelėse makrofagai, išskiriantys IL-6 ir СCL2, IL-13 ir TGF-β, kaupiasi nailono tinklelio implantacijos zonos periferijoje, o tuo pačiu metu IL-4 ekspresuojamas ląstelių populiacijoje, įskaitant HCIT, prilipusią. į endoprotezo skaidulas., IL-10, IL-13 ir TGF-β. IL-4 ir IL-13 yra galingi profibrogeniniai tarpininkai; jie ne tik poliarizuoja makrofagus M2a kryptimi, palengvindami augimo faktorių gamybą, bet ir stimuliuoja fibroblastų kolageno sintezę, indukuodami TGF-β ekspresiją. IL-10 ir CCL2 taip pat turi profibrogeninį poveikį, suteikdami miofibroblastų pirmtakų – fibrocitų – chemotaksį. Galima daryti prielaidą, kad būtent makrofagai sukuria aplinką, palankią fibrozei vystytis aplink neskaidomas medžiagas.

Pluoštinių audinių susidarymas gali turėti neigiamą ir teigiamą poveikį paciento rezultatams. Herniologinėje praktikoje pluoštinių audinių transformacija, susijusi su polipropileno endoprotezo implantavimu, yra viena iš pagrindinių problemų (2 pav., nuosavi duomenys), kuri neracionalios chirurginės taktikos fone lemia išvaržos recidyvų vystymąsi 15–15 m. 20% atvejų. įvairios lokalizacijos.

AT pastaraisiais metais ypač intensyviai vystosi dantų implantavimo technologijos, pagrįstos įdiegtų konstrukcijų integravimu dėl jungiamojo audinio vystymosi (3 pav., savi duomenys). Nepaisant to, kad nemažai specialistų implantų fibrointegraciją pripažįsta tinkama galimybe, naujų medžiagų, skatinančių osseointegracijos procesus, paieška tęsiasi.

Šiuo atžvilgiu labai svarbus yra ląstelių populiacijų tyrimas protezavimo srityje, metodų ir metodų, kaip blokuoti pernelyg didelį uždegiminį atsaką, sukeliantį fibrozę, kūrimas ir reparatyvinės regeneracijos stimuliavimas įvairių medžiagų implantavimo vietoje. svarbą.

Išvada

Makrofagai yra polimorfinė ląstelių populiacija, kurios fenotipą lemia mikroaplinkos signalai. Jie atlieka lemiamą vaidmenį organizmo reakcijoje į pašalines medžiagas, naudojamas endoprotezavimui, kateterizacijai, stentavimui ir kitiems gydymo tipams. Reakcijos pobūdis ir sunkumo laipsnis priklauso tiek nuo implantuojamos medžiagos dydžio, tiek nuo jos fizikinių ir cheminių savybių ir gali turėti tiek teigiamų, tiek neigiamų verčių paciento organizmui. Skaidomoms medžiagoms kolageno pagrindu parodyta makrofagų aktyvacijos tipo ir jungiamojo audinio regeneracijos greičio priklausomybė nuo kolageno žaliavų apdorojimo būdo. Tai atveria dideles galimybes specialistams, kuriantiems naujus audinių deląstelėjimo, cheminio modifikavimo ir kolageno medžiagų sterilizavimo metodus, siekiant gauti regeneracinei medicinai skirtus implantus.

Akivaizdu, kad problemos, susijusios su makrofagų aktyvavimu neskaidomomis medžiagomis, turėtų būti sprendžiamos kitaip. Fagocituojantys makrofagai susidėvi sąnarinių endoprotezų paviršiaus mikrodaleles ir makrofagai, migruojantys į ekstensyvius sintetinių implantų paviršius, sukelia ilgalaikį nuolatinį uždegimą, pirmuoju atveju – osteolizę, antruoju – fibrozę. Šio poveikio išlyginimas greičiausiai bus pasiektas blokuojant nukreiptą monocitų/makrofagų migraciją, adheziją ir aktyvavimą, o tam reikės daugiau gilių žinių apie šiuos procesus nei šiuo metu.

Laba diena, mieli skaitytojai!
Paskutinį kartą pasakojau apie labai svarbią kraujo kūnelių grupę – kurios yra tikri fronto linijos kovotojai. imuninė apsauga. Tačiau jie nėra vieninteliai „priešo agentų“ mūsų kūne gaudymo ir sunaikinimo operacijų dalyviai. Jie turi pagalbininkų. Ir šiandien noriu tęsti savo istoriją ir tyrinėti funkcijas leukocitų - agranulocitai. Šiai grupei taip pat priklauso limfocitai, kurių citoplazmoje nėra granuliškumo.
Monocitas yra didžiausias leukocitų atstovas. Jos ląstelės skersmuo 10-15 mikronų, citoplazma užpildyta dideliu pupelės formos branduoliu. Jų kraujyje nedaug, tik 2 – 6 proc. Bet į kaulų čiulpai jų susidaro daug ir bręsta tose pačiose mikrokolonijose kaip ir neutrofilai. Tačiau kai jie patenka į kraują, jų keliai išsiskiria. Neutrofilai keliauja per kraujagysles ir yra visada pasiruošę #1. O monocitai greitai nusėda organuose ir ten virsta makrofagais. Pusė jų patenka į kepenis, o likusi dalis nusėda blužnyje, žarnyne, plaučiuose ir kt.

Makrofagai- tai sėslūs, galutinai subrendę. Kaip ir neutrofilai, jie gali fagocitozę, tačiau, be to, jie turi savo įtakos sferą ir kitas specifines užduotis. Žiūrint mikroskopu, makrofagas yra labai iškili ląstelė, kurios matmenys yra įspūdingi iki 40-50 mikronų skersmens. Tai tikra mobili gamykla, skirta specialių baltymų sintezei savo reikmėms ir kaimyninėms ląstelėms. Pasirodo, makrofagas gali susintetinti ir išskirti iki 80 per dieną! įvairūs cheminiai junginiai. Klausiate: kokias veikliąsias medžiagas išskiria makrofagai? Tai priklauso nuo to, kur gyvena makrofagai ir kokias funkcijas jie atlieka.

Leukocitų funkcijos:

Pradėkime nuo kaulų čiulpų. Kaulų atsinaujinimo procese dalyvauja dviejų tipų makrofagai – osteoklastai ir osteoblastai. Osteoklastai nuolat cirkuliuoja kauliniu audiniu, ieškodami senų ląstelių ir jas naikindami, palikdami laisvą erdvę būsimiems kaulų čiulpams, o osteoblastai formuoja naują audinį. Makrofagai šį darbą atlieka sintetindami ir išskirdami specialius stimuliuojančius baltymus, fermentus ir hormonus. Pavyzdžiui, jie sintetina kolagenazę ir fosfatazę, kad sunaikintų kaulus, ir eritropoetiną, kad augintų raudonuosius kraujo kūnelius.
Taip pat yra ląstelės – „slaugės“ ir ląstelės – „ordininkai“, kurios užtikrina greitą kraujo ląstelių dauginimąsi ir normalų brendimą kaulų čiulpuose. Kaulų hematopoezė vyksta salomis - tokios kolonijos viduryje yra makrofagas, o raudonieji kraujo kūneliai telkiasi aplinkui. įvairaus amžiaus. Makrofagas, atlikdamas maitinančios motinos funkciją, aprūpina augančias ląsteles maistinėmis medžiagomis - aminorūgštimis, angliavandeniais, riebalų rūgštimis.

Jie atlieka ypatingą vaidmenį kepenyse. Ten jos vadinamos Kupfferio ląstelėmis. Aktyviai veikdami kepenyse makrofagai sugeria įvairias kenksmingas medžiagas ir daleles, ateinančias iš žarnyno. Kartu su kepenų ląstelėmis jie dalyvauja apdorojime riebalų rūgštys, cholesterolis ir lipidai. Taigi jie netikėtai dalyvauja formuojantis cholesterolio plokštelėms ant kraujagyslių sienelių ir atsirandant aterosklerozei.

Dar nėra iki galo aišku, kur prasideda aterosklerozinis procesas. Galbūt čia suveikia klaidinga reakcija į „savo“ lipoproteinus kraujyje ir makrofagai, kaip budrios imuninės ląstelės, pradeda juos gaudyti. Paaiškėjo, kad makrofagų gausumas turi ir teigiamų, ir neigiamų pusių. Žinoma, mikrobų gaudymas ir sunaikinimas yra geras dalykas. Tačiau per didelis riebiųjų medžiagų įsisavinimas makrofagais yra blogas ir tikriausiai sukelia patologiją, pavojingą žmonių sveikatai ir gyvybei.

Tačiau makrofagams sunku atskirti, kas gera ir kas bloga, todėl mūsų užduotis yra palengvinti makrofagų likimą ir patiems rūpintis savo bei kepenų sveikata: stebėti mitybą, mažinti maisto, kuriame yra daug riebalų ir cholesterolio, o du kartus per metus pašalina toksinus ir toksinus.

Dabar pakalbėkime apie makrofagai, dirbantis plaučiuose.

Įkvepiamas oras ir kraujas plaučių kraujagyslėse yra atskirti ploniausiu kraštu. Jūs suprantate, kaip tokiomis sąlygomis svarbu užtikrinti kvėpavimo takų sterilumą! Tai va, čia šią funkciją atlieka ir po plaučių jungiamąjį audinį klaidžiojantys makrofagai.
Jie visada užpildyti negyvų plaučių ląstelių likučiais ir mikrobais, įkvėptais iš aplinkinio oro. Plaučių makrofagai iš karto dauginasi savo veiklos zonoje, o jų skaičius smarkiai didėja lėtinės ligos kvėpavimo takų.

Rūkančiųjų dėmesiui! Tabako dūmuose esančios dulkių dalelės ir dervos labai dirgina viršutinius kvėpavimo takus būdu, pažeisti bronchų ir alveolių gleivines ląsteles. Plaučių makrofagai, žinoma, sulaiko ir detoksikuoja šias kenksmingas chemines medžiagas. Rūkaliai smarkiai padidina makrofagų aktyvumą, skaičių ir net dydį. Tačiau po 15–20 metų jų patikimumo riba išsenka. Gležni ląstelių barjerai, skiriantys orą ir kraują, suardomi, infekcija prasiskverbia į gelmes plaučių audinys ir prasideda uždegimas. Makrofagai nebegali visiškai veikti kaip mikrobų filtrai ir užleisti vietą granulocitams. Taigi ilgalaikis rūkymas sukelia lėtinis bronchitas ir plaučių kvėpavimo paviršiaus sumažėjimas. Pernelyg aktyvūs makrofagai ardo elastines plaučių audinio skaidulas, todėl pasunkėja kvėpavimas ir atsiranda hipoksija.

Liūdniausia yra tai, kad veikiant nusidėvėjimui makrofagai nustoja veikti svarbias savybes yra gebėjimas kovoti su vėžinėmis ląstelėmis. Štai kodėl lėtinis hepatitas kupinas kepenų navikų išsivystymo, o lėtinė pneumonija - su plaučių vėžiu.

Makrofagai blužnis.

Blužnyje makrofagai veikia kaip „žudikai“, naikindami senstančius raudonuosius kraujo kūnelius. Ant raudonųjų kraujo kūnelių lukštų atsiskleidžia klastingi baltymai, kurie yra pašalinimo signalas. Beje, senų eritrocitų naikinimas vyksta ir kepenyse, ir pačiuose kaulų čiulpuose – visur, kur yra makrofagų. Blužnyje šis procesas yra ryškiausias.

Taigi makrofagai yra puikūs darbuotojai ir svarbiausi mūsų kūno tvarkdariai, kartu atliekantys kelis pagrindinius vaidmenis:

1. dalyvauja fagocitozėje
2. svarbių dalykų konservavimas ir apdorojimas maistinių medžiagų kūno poreikiams
3. kelių dešimčių baltymų išskyrimas ir kiti biologiniai veikliosios medžiagos kuris reguliuoja kraujo ląstelių ir kitų audinių augimą.

Na, mes žinome leukocitų – monocitų ir makrofagų – funkcijos. Ir vėl limfocitams nebeliko laiko. Apie juos, mažiausius mūsų kūno gynėjus, pakalbėsime kitą kartą.
Tuo tarpu būkime sveikesni ir stiprinkime imuninę sistemą klausydamiesi gydomosios Mocarto muzikos – Širdies simfonijos:

Linkiu geros sveikatos ir klestėjimo!