Моноцит имеет несегментированное округлое или овальное ядро и цитоплазму, обычно лишенную гранул. После короткого периода циркуляции в крови (20-40 ч) эти клетки мигрируют в ткани, где созревают в макрофаги.
Моноциты и мононуклеарные макрофаги в норме обнаруживаются в крови, костном мозге, лимфатических узлах, селезенке, печени, других тканях. Отношение содержания этих клеток в тканях и циркулирующей крови 400:1. Одна четверть всех моноцитов крови составляет циркулирующий пул, остальная часть относится к маргинальному пулу.
Макрофаги в зависимости от места обитания (легкие, брюшная полость, печень) приобретают специфические свойства, позволяющие отличать их друг от друга. В норме обмен макрофагов в тканях происходит медленно, например купферовские клетки печени и альвеолярные макрофаги обмениваются через 50-60 дней. Хотя основной источник макрофагов - циркулирующие моноциты, при некоторых патологических состояниях допускается возможность их репродукции на месте, особенно в легких и печени. Для всех макрофагов, и фиксированных и свободных, характерна высоко выраженная способность к фагоцитозу, пиноцитозу и распластыванию на стекле.
Макрофаги (моноциты) осуществляют фагоцитоз чужеродных частиц, макромолекул, коллагена, клеток крови и гемоглобина, играя в организме роль "мусорщиков". Макрофаги фагоцитируют и убивают бактерии тем же способом, что и нейтрофилы, но они играют и другую важную роль, перерабатывая и представляя чужеродные белки (антигены) Т-лимфоцитам для того, чтобы мог начаться клеточный иммунный ответ.
Способность к фагоцитозу определяет участие нейтрофилов и макрофагов в воспалении, причем нейтрофильные гранулоциты являются главными клетками острого воспаления, а макрофаги рассматривают как центральное клеточное звено хронического воспаления, в том числе и иммунного. Участие этих клеток в воспалительной реакции многообразно: фагоцитоз возбудителя, иммунных комплексов, продуктов клеточного распада, выделение биологически активных веществ (простагландинов), взаимодействие с плазменными (компоненты комплемента, свертывающая, фибринолитическая, кининовая системы) и тканевыми факторами, образование активных пирогенов, выделение ингибиторов воспаления и т. д. В настоящее время широко рассматривается роль макрофагов в реализации иммунного ответа. Макрофаг вступает в кооперацию с различными классами Т- и В-лимфоцитов и, хотя механизмы этой кооперации не полностью расшифрованы, считают, что макрофаг в этой системе служит для переработки антигена в более иммуногенную форму и удержания его на поверхности, где он доступен для лимфоцитов.
Сущность фагоцитоза
Фагоцитоз – сложный процесс, изучение которого было начато сто лет назад И.И. Мечниковым и продолжается до сего времени. Процесс фагоцитоза можно разделить на четыре большие фазы: хемотаксис, распознавание, поглощение и переваривание объекта фагоцитоза.
Хемотаксис – направленное движение фагоцитов в очаг воспаления под влиянием хемотаксических факторов. Хемотаксическими свойствами обладают многие продукты экзо- и эндогенного происхождения: вещества, выделяемые бактериями и вирусами, компоненты активированного комплемента (С5а, С3а, С567), активатор плазминогена, калликреин, продукты деградации фибрина, фибринопептид В, факторы самих лейкоцитов (нейтрофилов, ативированных лимфоцитов), продукты тканевого распада. Существуют ингибиторы и инактиваторы хемотаксиса, играющие важную роль в ограничении воспаления, главные из них обнаруживаются в сыворотке (нейтрализаторы хемотаксической активности комплемента, калликреина, активатора плазминогена), но выделяются также нейтрофилами (при фагоцитозе), лимфоцитами (фактор, угнетающий миграцию макрофагов – ФУМ).
Для распознавания и последующего поглощения имеет большое значение опсонизация объектов фагоцитоза. Опсонины, фиксируюсь на частицах, связывают ее с поверхностью фагоцитирующей клетки и таким образом способствуют процессу поглощения. Основными опсонинами являются компоненты активированного классическим или альтернативным путем комплемента (С3в и С5в) и иммуноглобулины класса G и М, особенно если они специфичны против данного микроорганизма и фиксируют комплимент, при этом Fab-фрагмент иммуноглобулина связывается с микроорганизмом, а Fс-фрагмент со специфическим рецептором на мембране фагоцита (нейтрофилы и моноциты имеют также и поверхностные рецепторы для комплемента).
После прикрепления клетка окружает своими псевдоподиями частицу, концы их смыкаются на ее дистальной стороне и частица оказывается полностью заключенной внутри цитоплазматической мембраны – во вновь сформированной фагоцитарной вакуоли. Движения всевдоподий осуществляется с помощью актинполимерных микрофиламент, являющихся контрактильными структурами клетки. Азурофильные и специфические гранулы нейтрофила и гранулы макрофагов мигрируют к фагосоме, сливаются с ней, выделяя в нее (и за пределы клетки) свое содержимое, - явление так называемой дегрануляции. Поглощение – активный энергозависимый процесс, сопровождается усилением АТФ-генерирующих механизмов – специфического гликолиза в нейтрофилах и окислительного фосфорилирования в макрофагах.
В нейтрофилах существует несколько бактерицидных систем для убивания поглощенных микроорганизмов. Одна из них тесно связана с "респираторным взрывом", который состоит в активизации гексозо-монофосфатного шунта и повышении потребления кислорода, ведущее к образованию перекиси водорода. Медиатором этих реакций является НАДФН-оксидаза, активность которой повышается одновременно с поглощением. Взаимодействие между образованной перекисью водорода, галидами (йодиды и хлориды), проникающими в фагосому путем диффузии, и миелопероксидазой, освобождающейся при дегрануляции, приводит к образованию бактерицидных продуктов.
Кроме того, в нейтрофиле имеются бактерицидные системы, связанные с активностью основных катионных белков (один из них – фагоцитин, действует и на грамположительную и на грамотрицательную микрофлору) и лизосомальных ферментов, изливающихся в фагосому при дегрануляции, - лизоцима, лактоферрина и кислых гидролаз.
Механизмы убивания в моноцитах и мононуклеарных макрофагах сходны с описанными у нейтрофилов за исключением того, что эти клетки не содержат бактерицидных катионных протеинов и лактоферрина. Кроме того, моноциты и некоторые макрофаги имеют мало миелопероксидазы, а альвеолярные макрофаги не содержат ее совсем (однако имеют каталазу, которая может действовать как миелопероксидаза, катализируя окисление субстратов в присутствии перекиси водорода). Стимулированные макрофаги, например культивируемые в присутствии лимфокинов (фактора, активирующего макрофаги – ФАМ), обладают более высокой поглотительной и бактерицидной активностью, чем нестимулированные.