stringtranslate.com

Гранулоцит

Гранулоциты — это клетки врожденной иммунной системы , характеризующиеся наличием специфических гранул в цитоплазме . [1] Такие гранулы отличают их от различных агранулоцитов . Все миелобластные гранулоциты являются полиморфноядерными, то есть имеют различную форму (морфологию) ядра ( сегментированное, нерегулярное; часто дольчатое на три сегмента); и называются полиморфноядерными лейкоцитами ( ПМН , ПМЛ или ПМНЛ ). В общих чертах, полиморфноядерный гранулоцит относится конкретно к « нейтрофильным гранулоцитам», [2] наиболее многочисленным из гранулоцитов; другие типы ( эозинофилы , базофилы и тучные клетки ) имеют различную морфологию. Гранулоциты вырабатываются посредством гранулопоэза в костном мозге .

Типы

Существует четыре типа гранулоцитов (полное название полиморфноядерные гранулоциты): [3]

За исключением тучных клеток, их названия получены из-за особенностей их окрашивания ; например, наиболее распространенным гранулоцитом является нейтрофильный гранулоцит , имеющий нейтрально окрашенные цитоплазматические гранулы. [4]

Нейтрофилы

Нейтрофил с сегментированным ядром (в центре, окружен эритроцитами ), внутриклеточные гранулы видны в цитоплазме ( окраска по Гимзе, большое увеличение)

Нейтрофилы обычно находятся в кровотоке и являются наиболее распространенным типом фагоцитов , составляя от 60% до 65% от общего числа циркулирующих белых кровяных клеток [5] и состоящих из двух субпопуляций : нейтрофилов-киллеров и нейтрофилов-клеток. Один литр крови человека содержит около пяти миллиардов (5x10 9 ) нейтрофилов, [6] которые имеют диаметр около 12–15 микрометров . [7] После того, как нейтрофилы получили соответствующие сигналы, им требуется около тридцати минут, чтобы покинуть кровь и достичь места инфекции. [8] Нейтрофилы не возвращаются в кровь; они превращаются в гнойные клетки и умирают. [8] Зрелые нейтрофилы меньше моноцитов и имеют сегментированное ядро ​​с несколькими секциями (от двух до пяти сегментов); каждая секция соединена хроматиновыми нитями. Нейтрофилы обычно не покидают костный мозг до созревания, но во время инфекции высвобождаются предшественники нейтрофилов, называемые миелоцитами и промиелоцитами . [9]

У нейтрофилов есть три стратегии для прямой атаки на микроорганизмы: фагоцитоз (поглощение), высвобождение растворимых антимикробных препаратов (включая гранулярные белки) и генерация нейтрофильных внеклеточных ловушек (НЭЛ). [10] Нейтрофилы являются профессиональными фагоцитами : [11] они являются свирепыми пожирателями и быстро поглощают захватчиков, покрытых антителами и комплементом , а также поврежденные клетки или клеточный дебрис. Внутриклеточные гранулы человеческих нейтрофилов давно известны своими разрушающими белки и бактерицидными свойствами. [12] Нейтрофилы могут секретировать продукты, которые стимулируют моноциты и макрофаги ; эти секреции усиливают фагоцитоз и образование реактивных кислородных соединений, участвующих во внутриклеточном убийстве. [13]

Нейтрофилы имеют два типа гранул: первичные (азурофильные) гранулы (находятся в молодых клетках) и вторичные (специфические) гранулы (находятся в более зрелых клетках). Первичные гранулы содержат катионные белки и дефензины , которые используются для уничтожения бактерий, протеолитические ферменты и катепсин G для расщепления (бактериальных) белков, лизоцим для расщепления стенок бактериальных клеток и миелопероксидазу (используется для выработки токсичных веществ, убивающих бактерии). [14] Кроме того, секреция первичных гранул нейтрофилов стимулирует фагоцитоз бактерий, покрытых антителами IgG . [15] Вторичные гранулы содержат соединения, которые участвуют в образовании токсичных кислородных соединений , лизоцим и лактоферрин (используется для извлечения необходимого железа из бактерий). [14] Нейтрофильные внеклеточные ловушки (NET) представляют собой сеть волокон, состоящих из хроматина и сериновых протеаз , которые захватывают и убивают микробы внеклеточно. Захват бактерий является особенно важной ролью NET при сепсисе, когда NET образуются внутри кровеносных сосудов. [16]

Эозинофилы

Эозинофилы также имеют почковидные дольчатые ядра (от двух до четырех долей). Количество гранул в эозинофиле может варьироваться, поскольку они имеют тенденцию к дегрануляции , находясь в кровотоке. [17] Эозинофилы играют решающую роль в уничтожении паразитов (например, кишечных нематод), поскольку их гранулы содержат уникальный токсичный основной белок и катионный белок (например, катепсин [14] ); [18] рецепторы, которые связываются с IgG и IgA, используются для помощи в этой задаче. [19] Эти клетки также имеют ограниченную способность участвовать в фагоцитозе, [20] они являются профессиональными антигенпрезентирующими клетками, они регулируют другие функции иммунных клеток (например, функции CD4+ T-клеток , дендритных клеток , B-клеток , тучных клеток , нейтрофилов и базофилов ), [21] они участвуют в разрушении опухолевых клеток, [17] и способствуют восстановлению поврежденной ткани. [22] Полипептид, называемый интерлейкином-5, взаимодействует с эозинофилами и заставляет их расти и дифференцироваться; этот полипептид вырабатывается базофилами и клетками Т-хелперов 2 (TH2). [18]

Базофилы

Базофилы являются одними из наименее распространенных клеток в костном мозге и крови (встречаясь менее чем в двух процентах от всех клеток). Как и нейтрофилы и эозинофилы, они имеют дольчатые ядра ; однако у них есть только две доли, и хроматиновые нити, которые их соединяют, не очень заметны. Базофилы имеют рецепторы, которые могут связываться с IgE , IgG , комплементом и гистамином . Цитоплазма базофилов содержит различное количество гранул; эти гранулы обычно достаточно многочисленны, чтобы частично скрыть ядро. Содержимое гранул базофилов в изобилии содержит гистамин, гепарин , хондроитинсульфат , пероксидазу , фактор активации тромбоцитов и другие вещества. [23]

При возникновении инфекции зрелые базофилы высвобождаются из костного мозга и перемещаются в место инфекции. [24] Когда базофилы травмируются, они выделяют гистамин, который способствует воспалительной реакции , помогающей бороться с вторгающимися организмами. Гистамин вызывает расширение и повышенную проницаемость капилляров вблизи базофила. Поврежденные базофилы и другие лейкоциты выделяют другое вещество, называемое простагландинами , которое способствует увеличению притока крови к месту инфекции. Оба этих механизма позволяют доставлять элементы свертывания крови в инфицированную область (это запускает процесс восстановления и блокирует перемещение микробов в другие части тела). Повышенная проницаемость воспаленной ткани также позволяет большему количеству фагоцитов перемещаться в место инфекции, чтобы они могли потреблять микробов. [20]

Тучные клетки

Тучные клетки — это тип гранулоцитов, которые присутствуют в тканях; [3] они опосредуют защиту хозяина от патогенов (например, паразитов ) и аллергических реакций , в частности анафилаксии . [3] Тучные клетки также участвуют в опосредовании воспаления и аутоиммунитета , а также опосредуют и регулируют реакции нейроиммунной системы , [3] [25] [26] они выделяют гистамин.

Разработка

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 дифференциации существует множество промежуточных типов клеток, включая миелобласты и промиелоциты . [27]

Функция

Содержание гранул

Примерами токсичных материалов, которые производятся или высвобождаются в результате дегрануляции гранулоцитов при попадании в организм микроорганизмов, являются:

Клиническое значение

Гранулоцитопения — это аномально низкая концентрация гранулоцитов в крови. Это состояние снижает устойчивость организма ко многим инфекциям. Близкие по смыслу термины включают агранулоцитоз (этимологически «полное отсутствие гранулоцитов»; клинически уровень гранулоцитов менее 5% от нормы) и нейтропению (дефицит нейтрофильных гранулоцитов ). Гранулоциты живут в кровотоке всего один-два дня (четыре дня в селезенке или другой ткани), поэтому переливание гранулоцитов в качестве терапевтической стратегии принесет очень кратковременный эффект. Кроме того, с такой процедурой связано множество осложнений.

У лиц, страдающих сахарным диабетом 1 типа , обычно наблюдается дефект хемотаксиса гранулоцитов .

Исследования показывают, что переливание гранулоцитов для профилактики инфекций снижает количество людей, у которых в крови обнаружена бактериальная или грибковая инфекция. [28] Дальнейшие исследования показывают, что у участников, получавших терапевтическое переливание гранулоцитов, не наблюдается никакой разницы в клиническом устранении сопутствующей инфекции. [29]

Дополнительные изображения

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ WebMD (2009). "гранулоцит". Webster's New World Medical Dictionary (3-е изд.). Houghton Mifflin Harcourt. стр. 181. ISBN 978-0-544-18897-6.
  2. ^ WebMD (2009). "лейкоцит, полиморфноядерный". Webster's New World Medical Dictionary (3-е изд.). Houghton Mifflin Harcourt. стр. 244. ISBN 978-0-544-18897-6.
  3. ^ abcd Бридвельд А., Грут Кормелинк Т., ван Эгмонд М., де Йонг EC (октябрь 2017 г.). «Гранулоциты как модуляторы функции дендритных клеток». Журнал биологии лейкоцитов . 102 (4): 1003–16. doi : 10.1189/jlb.4MR0217-048RR . ПМИД  28642280.
  4. ^ Wittekind D (1979). «О природе красителей Романовского и эффекте Романовского-Гимзы». Clin Lab Haematol . 1 (4): 247–62. doi :10.1111/j.1365-2257.1979.tb01090.x. PMID  94558.
  5. ^ Ствртинова, Виера; Ян Якубовский и Иван Хулин (1995). «Нейтрофилы, центральные клетки при остром воспалении». Воспаление и лихорадка с точки зрения патофизиологии: принципы заболевания. Вычислительный центр Словацкой академии наук: Академическая электронная пресса. ISBN 80-967366-1-2. Архивировано из оригинала 31 декабря 2010 г. . Получено 28 марта 2009 г. .
  6. ^ Хоффбранд, Петтит и Мосс 2005, стр. 331
  7. ^ Аббас, Глава 12, 5-е издание [ необходима полная цитата ] [ необходима страница ]
  8. ^ ab Sompayrac 2008, стр. 18
  9. ^ Linderkamp O, Ruef P, Brenner B, Gulbins E, Lang F (декабрь 1998 г.). «Пассивная деформируемость зрелых, незрелых и активных нейтрофилов у здоровых и септических новорожденных». Pediatric Research . 44 (6): 946–50. doi : 10.1203/00006450-199812000-00021 . PMID  9853933.
  10. ^ Хики М.Дж., Кубес П. (май 2009 г.). «Внутрисосудистый иммунитет: встреча хозяина и патогена в кровеносных сосудах». Nature Reviews. Иммунология . 9 (5): 364–75. doi :10.1038/nri2532. PMID  19390567. S2CID  8068543.
  11. ^ Робинсон и Бэбкок 1998, с. 187
    Эрнст и Стендаль, 2006, стр. 7–10.
  12. ^ Паолетти, Нотарио и Рицевути 1997, стр. 62
  13. ^ Soehnlein O, Kenne E, Rotzius P, Eriksson EE, Lindbom L (январь 2008 г.). «Продукты секреции нейтрофилов регулируют антибактериальную активность моноцитов и макрофагов». Clinical and Experimental Immunology . 151 (1): 139–45. doi :10.1111/j.1365-2249.2007.03532.x. PMC 2276935 . PMID  17991288. 
  14. ^ abc Mayer, Gene (2006). «Иммунология — Глава первая: Врожденный (неспецифический) иммунитет». Электронный учебник по микробиологии и иммунологии . Медицинская школа USC . Получено 12 ноября 2008 г.
  15. ^ Soehnlein O, Kai-Larsen Y, Frithiof R, Sorensen OE, Kenne E, Scharffetter-Kochanek K и др. (октябрь 2008 г.). «Первичные гранулярные белки нейтрофилов HBP и HNP1-3 усиливают бактериальный фагоцитоз макрофагами человека и мыши». Журнал клинических исследований . 118 (10): 3491–502. doi :10.1172/JCI35740. PMC 2532980. PMID  18787642 . 
  16. ^ Clark SR, Ma AC, Tavener SA, McDonald B, Goodarzi Z, Kelly MM и др. (апрель 2007 г.). «TLR4 тромбоцитов активирует внеклеточные ловушки нейтрофилов, чтобы заманить в ловушку бактерии в септической крови». Nature Medicine . 13 (4): 463–9. doi :10.1038/nm1565. PMID  17384648. S2CID  22372863.
  17. ^ ab Hess CE. "Сегментированный эозинофил". University of Virginia Health System. Архивировано из оригинала 2009-08-13 . Получено 2009-04-10 .
  18. ^ ab Baron, Samuel, ed. (1996). "Обзор иммунологии". Медицинская микробиология (4-е изд.). Медицинское отделение Техасского университета в Галвестоне. ISBN 978-0-9631172-1-2. PMID  21413267. NBK7795.
  19. ^ Келли Д. Стоун; Кальман Пруссин; Дин Д. Меткалф (февраль 2010 г.). «IgE, тучные клетки, базофилы и эозинофилы». Аллергия и клиническая иммунология . 125 (2): S73-80. doi :10.1016/j.jaci.2009.11.017. PMC 2847274. PMID  20176269 . 
  20. ^ ab Campbell & Reece 2002, стр. 903
  21. ^ Akuthota P, Wang HB, Spencer LA, Weller PF (август 2008 г.). «Иммунорегуляторные роли эозинофилов: новый взгляд на знакомую клетку». Clinical and Experimental Allergy . 38 (8): 1254–63. doi :10.1111/j.1365-2222.2008.03037.x. PMC 2735457 . PMID  18727793. 
  22. ^ Kariyawasam HH, Robinson DS (апрель 2006 г.). «Эозинофил: клетка и ее оружие, цитокины, ее расположение». Семинары по респираторной и интенсивной терапии . 27 (2): 117–27. doi :10.1055/s-2006-939514. PMID  16612762.
  23. ^ Хеллман Л., Акула С., Фу З., Вернерссон С. (2022). «Протеазы тучных клеток и базофильных гранул — мишени и функции in vivo». Front Immunol . 13 : 918305. doi : 10.3389/fimmu.2022.918305 . PMC 9294451. PMID  35865537 . 
  24. ^ Hess CE. "Зрелые базофилы". University of Virginia Health System. Архивировано из оригинала 2009-08-13 . Получено 2009-04-10 .
  25. ^ Lee DM, Friend DS, Gurish MF, Benoist C, Mathis D, Brenner MB (сентябрь 2002 г.). «Тучные клетки: клеточная связь между аутоантителами и воспалительным артритом». Science . 297 (5587): 1689–92. Bibcode :2002Sci...297.1689L. doi :10.1126/science.1073176. PMID  12215644. S2CID  38504601.
  26. ^ Polyzoidis S, Koletsa T, Panagiotidou S, Ashkan K, Theoharides TC (сентябрь 2015 г.). "Тучные клетки в менингиомах и воспалении мозга". Journal of Neuroinflammation . 12 (1): 170. doi : 10.1186/s12974-015-0388-3 . PMC 4573939 . PMID  26377554. MC происходят из костномозгового предшественника и впоследствии локально развивают различные фенотипические характеристики в тканях. Их спектр функций широк и включает участие в аллергических реакциях, врожденном и адаптивном иммунитете, воспалении и аутоиммунитете [34]. В человеческом мозге МК могут располагаться в различных областях, таких как стебель гипофиза, эпифиз, area postrema, сосудистое сплетение, таламус, гипоталамус и срединное возвышение [35]. В мозговых оболочках они находятся в твердой мозговой оболочке в ассоциации с сосудами и окончаниями менингеальных ноцицепторов [36]. МК имеют отличительную особенность по сравнению с другими кроветворными клетками, поскольку они находятся в мозге [37]. MC содержат многочисленные гранулы и секретируют обилие предварительно сохраненных медиаторов, таких как кортиколиберин (CRH), нейротензин (NT), вещество P (SP), триптаза, химаза, вазоактивный интестинальный пептид (VIP), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), TNF, простагландины, лейкотриены и различные хемокины и цитокины, некоторые из которых, как известно, нарушают целостность гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) [38–40]. Ключевая роль MC в воспалении [34] и в нарушении ГЭБ [41–43] предполагает области, имеющие важное значение для новых терапевтических исследований. Все больше доказательств также указывают на то, что MC участвуют в нейровоспалении напрямую [44–46] и через стимуляцию 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 МК за пределами мозга. 

  27. ^ Calzetti F, Finotti G, Cassatella MA (март 2023 г.). «Современные знания о ранних стадиях нейтропоэза человека». Immunol Rev. 314 ( 1): 111–124. doi :10.1111/imr.13177. PMID  36484356.
  28. ^ Estcourt LJ, Stanworth S, Doree C, Blanco P, Hopewell S, Trivella M, Massey E (июнь 2015 г.). «Переливание гранулоцитов для профилактики инфекций у людей с нейтропенией или дисфункцией нейтрофилов». База данных систематических обзоров Cochrane . 2018 (6): CD005341. doi :10.1002/14651858.cd005341.pub3. PMC 4538863. PMID  26118415. 
  29. ^ Estcourt LJ, Stanworth SJ, Hopewell S, Doree C, Trivella M, Massey E (апрель 2016 г.). «Переливание гранулоцитов для лечения инфекций у людей с нейтропенией или дисфункцией нейтрофилов». База данных систематических обзоров Cochrane . 4 (7): CD005339. doi :10.1002/14651858.cd005339.pub2. PMC 4930145. PMID  27128488. 

Библиография

Внешние ссылки