Гранулоциты — это клетки врожденной иммунной системы , характеризующиеся наличием специфических гранул в цитоплазме . [1] Такие гранулы отличают их от различных агранулоцитов . Все миелобластные гранулоциты полиморфно-ядерные, т. е. имеют различную форму (морфологию) ядра ( сегментированное, неправильное; часто дольчатое на три сегмента); и называются полиморфно-ядерными лейкоцитами ( PMN , PML или PMNL ). В общих чертах, полиморфно-ядерные гранулоциты относятся конкретно к « нейтрофильным гранулоцитам», [2] наиболее многочисленным из гранулоцитов; другие типы ( эозинофилы , базофилы и тучные клетки ) имеют различную морфологию. Гранулоциты производятся посредством гранулопоэза в костном мозге .
Различают четыре типа гранулоцитов (полное название полиморфно-ядерные гранулоциты): [3]
За исключением тучных клеток, их названия происходят от характеристик их окрашивания ; например, наиболее распространенным гранулоцитом является нейтрофильный гранулоцит , который имеет нейтрально окрашивающиеся цитоплазматические гранулы. [ нужна цитата ]
Нейтрофилы обычно обнаруживаются в кровотоке и являются наиболее распространенным типом фагоцитов , составляя от 60% до 65% от общего числа циркулирующих лейкоцитов [4] и состоящих из двух субпопуляций : нейтрофилов-киллеров и нейтрофилов-клеток. В одном литре человеческой крови содержится около пяти миллиардов (5х10 9 ) нейтрофилов [5] диаметром около 12–15 микрометров . [6] После того как нейтрофилы получили соответствующие сигналы, им требуется около тридцати минут, чтобы покинуть кровь и достичь места инфекции. [7] Нейтрофилы не возвращаются в кровь; они превращаются в гнойные клетки и умирают. [7] Зрелые нейтрофилы меньше моноцитов и имеют сегментированное ядро с несколькими участками (от двух до пяти сегментов); каждый участок соединен нитями хроматина . Нейтрофилы обычно не покидают костный мозг до зрелости, но во время инфекции высвобождаются предшественники нейтрофилов, называемые миелоцитами и промиелоцитами . [8]
У нейтрофилов есть три стратегии непосредственной атаки на микроорганизмы: фагоцитоз (проглатывание), высвобождение растворимых антимикробных препаратов (включая гранулированные белки) и образование внеклеточных ловушек нейтрофилов (NET). [9] Нейтрофилы являются профессиональными фагоцитами : [10] они яростно поедают и быстро поглощают захватчиков, покрытых антителами и комплементом , а также поврежденные клетки или клеточный мусор. Внутриклеточные гранулы нейтрофилов человека давно известны своими белковоразрушающими и бактерицидными свойствами. [11] Нейтрофилы могут секретировать продукты, которые стимулируют моноциты и макрофаги ; эти выделения усиливают фагоцитоз и образование активных соединений кислорода, участвующих во внутриклеточном уничтожении. [12]
Нейтрофилы имеют два типа гранул; первичные (азурофильные) гранулы (обнаруживаются в молодых клетках) и вторичные (специфические) гранулы (обнаруживаются в более зрелых клетках). Первичные гранулы содержат катионные белки и дефенсины , которые используются для уничтожения бактерий, протеолитические ферменты и катепсин G для расщепления (бактериальных) белков, лизоцим для разрушения стенок бактериальных клеток и миелопероксидазу (используется для выработки токсичных веществ, убивающих бактерии). [13] Кроме того, выделения первичных гранул нейтрофилов стимулируют фагоцитоз бактерий, покрытых антителами IgG . [14] Вторичные гранулы содержат соединения, которые участвуют в образовании токсичных соединений кислорода , лизоцима и лактоферрина (используемого для выведения необходимого железа из бактерий). [13] Внеклеточные ловушки нейтрофилов (NET) представляют собой сеть волокон, состоящих из хроматина и сериновых протеаз , которые улавливают и убивают микробы внеклеточно. Улавливание бактерий играет особенно важную роль НЭО при сепсисе, когда НЭО образуются внутри кровеносных сосудов. [15]
Эозинофилы также имеют дольчатые ядра почковидной формы (от двух до четырех долей). Количество гранул в эозинофиле может варьироваться, поскольку они имеют тенденцию к дегрануляции в кровотоке. [16] Эозинофилы играют решающую роль в уничтожении паразитов (например, кишечных нематод), поскольку их гранулы содержат уникальный токсичный основной белок и катионный белок (например, катепсин [13] ); [17] рецепторы, которые связываются с IgG и IgA, используются для решения этой задачи. [18] Эти клетки также имеют ограниченную способность участвовать в фагоцитозе, [19] они являются профессиональными антигенпрезентирующими клетками, они регулируют другие функции иммунных клеток (например, CD4+ Т-клетка , дендритная клетка , В-клетка , тучная клетка , нейтрофил , и функции базофилов ), [20] они участвуют в разрушении опухолевых клеток, [16] и способствуют восстановлению поврежденных тканей. [21] Полипептид интерлейкин-5 взаимодействует с эозинофилами и заставляет их расти и дифференцироваться; этот полипептид продуцируется базофилами и Т-хелперами 2 (TH2). [17]
Базофилы являются одними из наименее распространенных клеток в костном мозге и крови (встречаются менее чем в двух процентах всех клеток). Подобно нейтрофилам и эозинофилам, они имеют дольчатые ядра ; однако у них всего две доли, и соединяющие их нити хроматина не очень заметны. Базофилы имеют рецепторы, которые могут связываться с IgE , IgG , комплементом и гистамином . Цитоплазма базофилов содержит различное количество гранул; этих гранул обычно достаточно много, чтобы частично скрыть ядро. Содержимое гранул базофилов богато гистамином, гепарином , хондроитинсульфатом , пероксидазой , фактором активации тромбоцитов и другими веществами. [ нужна цитата ]
При возникновении инфекции зрелые базофилы высвобождаются из костного мозга и перемещаются к месту инфекции. [22] Когда базофилы повреждаются, они выделяют гистамин, который способствует воспалительной реакции , помогающей бороться с вторгающимися микроорганизмами. Гистамин вызывает расширение и повышение проницаемости капилляров, близких к базофилу. Поврежденные базофилы и другие лейкоциты выделяют другое вещество, называемое простагландинами , которое способствует усилению притока крови к месту инфекции. Оба этих механизма позволяют доставить элементы свертывания крови к зараженному участку (при этом начинается процесс выздоровления и блокируется перемещение микробов в другие части тела). Повышенная проницаемость воспаленной ткани также способствует большей миграции фагоцитов к месту инфекции, чтобы они могли потреблять микробы. [19]
Тучные клетки представляют собой тип гранулоцитов, присутствующих в тканях; [3] они опосредуют защиту хозяина от патогенов (например, паразитов ) и аллергических реакций , особенно анафилаксии . [3] Тучные клетки также участвуют в опосредовании воспаления и аутоиммунитета , а также опосредуют и регулируют реакции нейроиммунной системы . [3] [23] [24]
Гранулоциты происходят из стволовых клеток, находящихся в костном мозге. Дифференциация этих стволовых клеток из мультипотентных гемопоэтических стволовых клеток в гранулоциты называется гранулопоэзом . В этом процессе дифференцировки существует множество промежуточных типов клеток, включая миелобласты и промиелоциты . [ нужна цитата ]
Примерами токсичных материалов, образующихся или высвобождаемых в результате дегрануляции гранулоцитов при поедании микроорганизмов, являются:
Гранулоцитопения – это аномально низкая концентрация гранулоцитов в крови. Такое состояние снижает сопротивляемость организма многим инфекциям. Тесно связанные термины включают агранулоцитоз (этимологически «полное отсутствие гранулоцитов»; клинически уровень гранулоцитов менее 5% от нормы) и нейтропения (дефицит нейтрофильных гранулоцитов ). Гранулоциты живут в кровообращении всего один-два дня (четыре дня в селезенке или других тканях), поэтому переливание гранулоцитов в качестве терапевтической стратегии может дать очень кратковременный эффект. Кроме того, такая процедура имеет множество осложнений.
У лиц, страдающих сахарным диабетом 1 типа , обычно имеется дефект хемотаксиса гранулоцитов .
Исследования показывают, что переливание гранулоцитов для предотвращения инфекций снижает количество людей, у которых была бактериальная или грибковая инфекция в крови. [25] Дальнейшие исследования показывают, что участники, получавшие терапевтические переливания гранулоцитов, не показали различий в клиническом выздоровлении сопутствующей инфекции. [26]
_diagram_en.svg/1280px-Hematopoiesis_(human)_diagram_en.svg.png)
ТК происходят из предшественника костного мозга и впоследствии развивают различные характеристики фенотипа локально в тканях. Спектр их функций широк и включает участие в аллергических реакциях, врожденном и адаптивном иммунитете, воспалении и аутоиммунитете [34]. В мозгу человека ТК могут располагаться в различных областях, таких как ножка гипофиза, шишковидная железа, постремная область, сосудистое сплетение, таламус, гипоталамус и срединное возвышение [35]. В мозговых оболочках они обнаруживаются в дуральном слое в сочетании с сосудами и окончаниями менингеальных ноцицепторов [36]. Отличительной особенностью ТК по сравнению с другими гемопоэтическими клетками является то, что они расположены в головном мозге [37]. ТК содержат многочисленные гранулы и секретируют большое количество заранее сохраненных медиаторов, таких как кортикотропин-рилизинг-гормон (CRH), нейротензин (NT), вещество P (SP), триптаза, химаза, вазоактивный интестинальный пептид (VIP), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF). , TNF, простагландины, лейкотриены и разновидности хемокинов и цитокинов, некоторые из которых, как известно, нарушают целостность гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) [38–40].
Ключевая роль ТК в воспалении [34] и разрушении ГЭБ [41–43] указывает на важные области для исследований в области новой терапии. Все больше данных также указывает на то, что ТК участвуют в нейровоспалении напрямую [44–46] и посредством стимуляции микроглии [47], способствуя патогенезу таких состояний, как головные боли, [48] аутизм [49] и синдром хронической усталости [50]. Фактически, недавний обзор показал, что периферические воспалительные стимулы могут вызывать активацию микроглии [51], таким образом, возможно, вовлекая ТК вне мозга.
СМИ, связанные с Гранулозитом, на Викискладе?
