И. И. Мечников — основоположник учения о фагоцитозе

История открытия фагоцитоза

Основу современного метода изучения иммунитета заложил И. И. Мечников, который предложил фагоцитарную теорию иммунитета. В конце XIX века Мечников обосновал наличие клеток, которые участвуют в пищеварении и защищают от других микроорганизмов. Эти клетки Мечников назвал фагоцитами, а процесс — фагоцитозом. Фагоцитоз осуществляют лейкоциты (белые кровяные тельца), которые могут проходить через стенки капилляров и выполнять защитную функцию.

Всех фагоцитов Мечников разделил на две группы:

• микрофаги — зернистые лейкоциты крови, в большей степени поглощают и разрушают бактерии, а не продукты распада клеток;
• макрофаги — распознают частицы чужеродного характера, поглощают неорганические остатки, бактерий и вирусов, идентифицируют и удаляют старые эритроциты, выделяют в кровь гуморальные и секреторные вещества, регулирующие иммунную деятельность организма, выполняют защитную функцию.

При появлении в организме потенциально опасных или чужеродных веществ (антигенов) макрофаги выделяют антитела (белковые соединения плазмы крови), препятствующие размножению антигенов и выделению ими ядовитых веществ. Иммунные клетки запоминают антиген в результате чего в организме начинает формироваться иммунитет против чужеродного вещества. При повторном проникновении в организм антигена срабатывает защита от действий антигена.

На основе проведенных исследований И. И. Мечников доказал теорию иммунного фагоцитоза. За свое открытие Мечников получил в 1908 году Нобелевскую премию.

Основные положения современной теории иммунного фагоцитоза

Естественную резистентность организма создают макрофаги. Среди них выделяют циркулирующие (подвижные) клетки и оседлые (неподвижные) клетки. Подвижные макрофаги — это моноциты периферической крови, к неподвижным относятся макрофаги селезенки, печени, лимфатических узлов и др.

Фагоциты представлены двумя популяциями: макрофаги — моноциты, нейтрофилы — микрофаги (эозинофилы, нейтрофилы, базофилы), или полиморфноядерные гранулоциты. При определенных условиях макрофаги и микрофаги способны переходить из одной формы в другую. Базофилы преобразуются в тучные клетки, а моноциты, переходя в ткани, превращаются в макрофаги.

Основной функциональной структурой макрофагов и микрофагов являются лизосомы. Это гранулы, содержащие различные ферменты (коллагеназа, кислая фосфотаза, лизоцим, миелопептидаза, β-глюкуронидаза и др.

Фазы фагоцитарного процесса:

• активация фагоцитирующей клетки;
• хемотаксис (продвижение клетки по направлению к объекту и адгезия (прилипание) частиц к поверхности фагоцитов; клетка реагирует на хемоаттрактанты (активированные компоненты комплемента (С5а, С3а), вещества микробов, цитокины);
• захват (погружение) частиц в клетку с отделением части клеточной мембраны, образование фагосомы;
• слияние фагосомы с лизосомами и формирование фаголизосомы;
• ферментативное переваривание захваченных частиц и удаление остатков микроорганизмов.

Активность фагоцитоза зависит от опсонинов, содержащихся в сыворотке. Опсонины — это белки сыворотки крови, которые вступают в соединение с микроорганизмами и делают их доступными фагоцитозу. Завершенный фагоцитоз — это фагоцитоз, при котором наступает гибель фагоцитированного микроорганизма. Незавершенный фагоцитоз — это фагоцитоз, при котором живые организмы, находящиеся внутри фагоцитов, продолжают жизнедеятельность (в том числе, размножение). Устойчивы к фагоцитозу возбудители сибирской язвы, туберкулеза, грибы и вирусы. Фагоцитированные микроорганизмы способны длительное время находится во вторичных лизосомах.

Респираторный взрыв — это метаболические изменения, развивающиеся в клетке и вовлеченные в процесс фагоцитоза.

Респираторный взрыв характеризуется:

• стимуляцией гексомонофосфатного шунта;
• увеличением потребления кислорода;
• повышением продукции перекиси водорода, синглентного кислорода, супероксидантного аниона, окиси азота, радикала NO, веществ являющихся токсичными для бактерий.

Тканевые макрофаги внутриклеточно разрушают поглощенные микроорганизмы, способны секретировать большое количество цитокинов, биологически активных веществ, характеризующихся защитными и регуляторными свойствами.

Система комплемента, пути активации комплемента

Система комплемента — это важнейшая защитная система организма, относящаяся к неспецифическому фактору резистентности. Комплемент — это система взаимосвязанных белков, которые действуют по принципу «ферментного каскада». При этом один компонент стимулирует активность другого компонента при наличии в организме чужеродного антигена.

Основная функция системы комплемента — опсонизирующая функция, обеспечивающая прикрепление белков комплемента к рецепторам микробов или иммунных комплексов. Это обеспечивает связывание с фагоцитами, что усиливает процесс фагоцитоза.

Некоторые активированные компоненты комплемента приводят к выделению из крови биологически активных веществ, включая гистамин, что стимулирует воспалительную реакцию.

Цитотоксическая и литическая функции реализуется посредством мембраноатакующего комплекса из поздних компонентов комплемента. Комплекс внедряется в мембрану бактерии и разрушает клетку. Индукция специфических антител и процессинг иммунных комплексов указывают на то, что комплемент принимает участие в процессах приобретенного иммунитета.

Пути активации системы комплемента:

• «классический», быстрый
• альтернативный, медленный
• лектиновый.

При активации комплимента формируется мембраноатакующий комплекс, создающий в мембране клетки трансмембранный канал. Сформированные фрагменты комплемента — это опсонины (участвующие в фагоцитозе) и анафилотоксины.