Клетки иммунной системы и типы иммунитета

Нейтрофилы — это самая многочисленная разновидность лейкоцитов в организме человека, основной функцией которых является фагоцитоз микроорганизмов и чужеродных веществ, с последующим запуском дальнейшего  иммунного ответа. Свои уникальные функции они выполняют благодаря особенностям своего строения — наличию циторецепторов на поверхности клеточной мембраны и специфически гранул в составе цитоплазмы.

РАБОТА КЛЕТОК ИММУННОЙ СИСТЕМЫ, ИММУНИТЕТ И АЛЛЕРГИЯ

  • Часть 1. Лейкоциты, гранулоциты, моноцитарно-макрофагальная система и воспаление
  • 1.1. Лейкоциты (белые клетки крови)
  • Типы белых клеток крови
  • Концентрации разных типов лейкоцитов в крови
  • 1.2. Происхождение белых клеток крови
  • Продолжительность жизни белых клеток крови
  • 1.3. Нейтрофилы и макрофаги защищают от инфекций
  • Видео: Роль фагоцитов во врожденном или неспецифическом иммунитете
  • Фагоцитоз
  • 1.4. Моноцитарно-макрофагальная клеточная система (ретикулоэндотелиальная система)
  • Тканевые макрофаги в коже и подкожных тканях (гистиоциты)
  • Макрофаги в лимфатических узлах
  • Альвеолярные макрофаги в легких
  • Макрофаги (клетки Купфера) в синусоидах печени
  • Макрофаги селезенки и костного мозга
  • 1.5. Воспаление: роль нейтрофилов и макрофагов
  • Видео: Воспалительная реакция
  • Воспаление
  • Реакции макрофагов и нейтрофилов во время воспаления
  • Образование гноя
  • 1.6. Эозинофилы
  • 1.7. Базофилы
  • 1.8. Лейкопения
  • 1.9. Лейкемии
  • Влияние лейкемии на организм
  • Часть 2. Иммунитет и аллергия
  • 2.1. Врожденный иммунитет
  • 2.2. Приобретенный (адаптивный иммунитет)
  • Видео: Типы иммунных ответов – врожденный и адаптивный. Сравнение гуморального и клеточного иммунитета
  • Основные типы приобретенного иммунитета
  • Оба типа приобретенного иммунитета инициируется антигенами
  • 2.3. Лимфоциты ответственны за приобретенный иммунитет
  • Видео: B-лимфоциты и T-лимфоциты популяций CD4 и CD8
  • Предварительная обработка Т- и В-лимфоцитов
  • Высокоспецифическая реакция Т-лимфоцитов и В-лимфоцитарных антител против определенных антигенов. Роль лимфоцитарных клонов
  • Происхождение многих клонов лимфоцитов
  • Механизм активации клона лимфоцитов
  • 2.4. Специфические свойства лимфоцитарной системы: гуморальный иммунитет и антитела
  • Видео: B-лимфоциты — B-клетки
  • Природа антител
  • Механизмы действия антител
  • Система комплемента для действия антител
  • 2.5. Особые свойства Т-лимфоцитарной системы: активированные Т-клеткии клеточно-опосредованный иммунитет
  • Видео: Цитотоксические T-лимфоциты
  • Основные типы Т-клеток и их функции
  • Т-хелперы и их роль в общей регуляции иммунитета
  • Цитотоксические Т-клетки
  • Супрессорные Т-клетки
  • 2.6. Толерантность системы приобретенного иммунитета к собственным тканям человека. Роль предварительной обработки в тимусе и костном мозге
  • Основная часть толерантности возникает в результате отбора клонов во время предварительной обработки
  • Недостаточность механизма толерантности вызывает аутоиммунные заболевания
  • 2.7. Иммунизация
  • Иммунизация путем введения антигенов
  • Пассивный иммунитет
  • 2.8. Аллергия и гиперчувствительность
  • Аллергия, связанная с активированными Т-клетками. Аллергические реакции замедленного типа
  • Аллергия у людей, имеющих избыток IgE

Что будет дальше

Довольно часто через 1-2 месяца после окончания инфекции, на контрольных компьютерных томограммах видна положительная динамика в тех участках, которые походили на пневмофиброз. Уплотнения, тяжистость, консолидации постепенно приобретают вид нормальной легочной ткани. Если удается лечить процесс эффективно, то рубцы в легких попросту не формируются. Даже при обширных поражениях, если пациенту удалось избежать искусственной вентиляции легких, шансы его на безфиброзный исход довольно высоки.

Следует помнить, что такое осложнение характерно не только для COVID-19. Другие вирусные и тяжелые бактериальные пневмонии (особенно с деструкцией или абсцедированием) тоже нередко в исходе дают замещение соединительной тканью легочной паренхимы. Предполагается, что по сравнению с коронавирусной инфекцией это происходит реже. Однако окончательную точку в этом вопросе смогут поставить только отдаленные исследования пациентов, перенесших ковид.

Что делать при диагностировании заболевания?

В этом случае стоит определить, какой характер инфильтрации у больного. Воспаления долевого типа в большинстве случаев возникают либо при туберкулезе, либо при пневмонии. При опухолевом характере заболевания доля целиком не захватывается. Воспалительные инфильтраты долевого типа характерны также при злокачественной опухоли легкого.

Читайте также:  Что делать, если долго не проходит кашель у взрослого

Однако на рентгенографии инфильтрат будет отличаться от злокачественной опухоли. Это связано с тем, что на снимке такие уплотнения будут неправильной формы. Раковые болезни же, в данном случае, практически всегда будут иметь стандартную форму. Это является одним из самых главных отличительных признаков этих двух заболеваний.

Что делать при диагностировании заболевания?

Еще одним методом диагностики болезни является бронхоскопия с дальнейшим исследованием бронха. После установки характера заболевания медицинский специалист разграничивает инфильтраты.

Долевая пневмония очень сильно напоминает туберкулезный добит, для нее характерны следующие признаки.

  1. Острое течение болезни на первоначальной стадии.
  2. Повышенная температура организма и тела.
  3. Кашель сухого типа.
  4. В некоторых случаях возможно кровохарканье.
  5. Болезненные ощущения в районе груди.

На рентгенографическом исследовании туберкулезный добит будет иметь более темные уплотнения в сравнении с долевой пневмонией. Особенно хорошо это показывает томограмма. Известны случаи обнаружения микобактерий туберкулеза у больного, когда сроки для лечения пневмонии уже прошли, а необходимый итог не был достигнут.

В целом, возникновения инфильтрата в легких характерно для большого количества заболеваний:

Что делать при диагностировании заболевания?
  1. Пневмония. Данное заболевание представляет собой воспаления ткани легких, в этом случае в обязательном порядке в процесс будут вовлечены разные доли легкого. Из симптомов стоит отметить постоянную усталость, болезненные ощущения в районе груди, а также различные симптомы дыхательной недостаточности.
  2. Туберкулез с инфильтративный характером. Данная болезнь характеризуется плавным течением, присутствием кашля и расположением образования в верхних долях легких.

Что такое токсогенная зернистость нейтрофилов

Выраженная интоксикация в организме приводит к структурным изменениям внутри нейтрофилов — их гранулы становятся более крупными, темнеют и меняют окраску до красно-фиолетовых. Такое морфологическое изменение нейтрофильных лейкоцитов в распечатке общего анализа крови обозначается как токсическая зернистость нейтрофилов (ТЗН).

Микроскопические особенности

При появлении токсической зернистости, внешний вид нейтрофилов изменяется, что хорошо видно в электронном микроскопе.

Морфологические признаки нейтрофила при ТЗН:

  1. В 2-3 раза больше зрелого эритроцита
  2. Низкое отношение ядра к цитоплазме (больше цитоплазмы, чем ядра)
  3. Ядро зрелое и разделено на 3-5 долей, соединенных тонкими нитями хроматина
  4. Нуклеолы отсутствуют
  5. Более темные (красные / фиолетовые) гранулы легко заметны (аналогично первичным гранулам, отмеченным в промиелоцитах)
Что такое токсогенная зернистость нейтрофилов

Появление грубой зернистости в цитоплазме

Если сравнить токсически измененную клетку с нормальной, то выявится одно существенное отличие — рядом с обычными гранулами нейтрофилов появляется токсическая зернистость, которая выглядит в виде более крупных округлых образований темно-красного и фиолетового цвета. Появление дополнительных гранул в нейтрофилах обусловлено коагуляцией (склеиванием) белка цитоплазмы, что под микроскопом выглядит как появление дополнительной зернистости на фоне уже имеющихся гранул.

Причины токсигенной зернистости

Уже из названия становится понятно, что зернистость нейтрофилов имеет токсическую причину своего появления. Причем интоксикация в этом случае может быть не только инфекционной природы.

Наиболее частые причины токсической зернистости нейтрофилов:

  1. Сепсис
  2. Перитонит
  3. Обширные гнойные процессы, флегмоны
  4. Крупозная пневмония
  5. Казеозная пневмония и другие обширные формы туберкулеза
  6. Грипп, ОРВИ с тяжелым течением
  7. Распад опухоли
  8. Скарлатина
  9. Флегмона
  10. Гангренозный аппендицит
  11. Облучение (лучевая терапия или радиация)
  12. Химиотерапия
  13. Отравление

На что влияет

При появлении в нейтрофилах токсогенной зернистости снижается их фагоцитарная активность, хемотаксис (движение в сторону инфекции) и способность убивать бактерии лизосомальными ферментами. В целом, нейтрофилы становятся менее активными, снижается их способность выполнять свои функции.

Появление в анализе крови и нарастание степени ТЗН — это неплагоприятный сигнал при любом заболевании и патологическом состоянии.

Обозначение в распечатке анализа

Что такое токсогенная зернистость нейтрофилов

Токсическая зернистость нейтрофилов в анализе крови обозначается следующим образом:

  • Токсогенная (токсическая, токсигенная) зернистость
  • ТЗН

Обозначение зернистости нейтрофилов в анализе крови

У токсического поражения нейтрофилов выделяют несколько степеней развития — в зависимости от выраженности в общем анализе крови ставят от 1 до 4 плюсов:

  1. + — легкая степень. В цитоплазме 25-50% нейтрофилов определяется множественная пылевидная грануляция. Дополнительно могут определяться тельца Князькова-Деле.
  2. ++ — средняя степень. В 40-60% нейтрофилов определяется зернистость средних размеров.
  3. +++ — тяжелая степень. 70-80% нейтрофильных гранулоцитов имеют дегенеративные изменения в цитоплазме — в основном в виде крупной грубой зернистости нейтрофилов.
  4. ++++ — крайне тяжелая степень. 90-100% нейтрофильных лейкоцитов имеют грубые деструктивные изменения цитоплазмы. На этом этапе также может появиться вакуолизация цитоплазмы — еще более грозный признак, чем ТЗН.

Выполняемые функции

Основной функцией нейтрофилов является фагоцитоз, т.к. именно нейтрофилы отвечают за первый «контакт» с микроорганизмами и чужеродными веществами, с последующим их внутриклеточным или внеклеточным уничтожением, а также привлечением другим разновидностей лейкоцитов и активацией дальнейшей иммунной реакции организма.

Если перечислить все функции нейтрофилов за которые они отвечают, то получится следующий список:

  1. Фагоцитарная — фагоцитоз микроорганизмов
  2. Пирогенная — выделение веществ повышающих местную температуру
  3. Привлечение и активация макрофагов
  4. Обострение воспалительной реакции
  5. Бактерицидная — внеклеточное уничтожение микробов лизосомальными ферментами
  6. Альтерирующая — повреждение собственных тканей
  7. Регуляторная — выделяют цитокины и регулируют действие других иммунных клеток

Фагоцитоз

Как уже упоминалось, функций у нейтрофилов много, но основная — фагоцитоз. В процессе фагоцитоза, нейтрофилы разрушают тканевые «обломки» и чужеродные клетки, с последующим их поглощением, разрушением и перевариванием ферментами первичных и вторичных гранул.

Воспаление

Воспаление — это реакция организма на внедрение инфицирующего агента, введение антигена или физическое повреждение тканей. Помимо усиления клеточной миграции, описанного выше, воспаление вызывает приток различных растворимых молекул из плазмы крови. В противоположность лейкоцитам, которые мигрируют через эндотелий венул, молекулы плазмы крови попадают в воспалительный экссудат главным образом из капилляров, где кровяное давление выше. Этот процесс обеспечивается двумя механизмами:

усилением кровенаполнения капилляров в области воспаления и

увеличением проницаемости капилляров. Проницаемость капилляров повышается вследствие втягивания клеток эндотелия и, возможно, также усиления транспорта везикул сквозь эндотелий. Это обеспечивает поступление в очаг воспаления более крупных молекул, чем те, которые обычно могут проникать сквозь эпителий. Таким образом в очаг воспаления поступают антитела, компоненты комплемента и другие ферментные системы плазмы крови.

Воспаление регулируется хемокинами, ферментными системами плазмы, цитокинами, а также продуктами метаболизма тучных клеток, тромбоцитов и лейкоцитов

Развитие воспалительного процесса происходит при участии 1) хемокинов,

2) продуктов активации ферментных систем плазмы и 3) вазоактивных медиаторов, выделяемых лейкоцитами. Воспалительные реакции разного типа регулируются различными медиаторами. Немедленный ответ зависит от быстродействующих вазоактивных аминов и продуктов кининовой системы. Позднее привлечение и активация лейкоцитов происходят под действием вновь синтезированных медиаторов, таких как лейкотриены.

Достигая очага инфекции или воспаления, лейкоциты ранней волны миграции выделяют медиаторы, которые обеспечивают дальнейшее накопление и активацию клеток. Однако роль главного регулятора воспалительных реакций, инициированных иммунной системой, как и иммунного ответа вообще, принадлежит самому антигену. Поэтому очаг хронической инфекции или аутоиммунных реакций существенно отличается по клеточному составу инфильтрата от очагов воспаления, быстро освобождаемых от антигена.

Ферментные системы плазмы Существенная роль в гемостазе и регуляции воспаления принадлежит четырем главным ферментным системам плазмы крови: системе свертывания, системе фибринолиза, системе кининов и системе комплемента. Система комплемента опосредует многообразные взаимодействия между иммунным ответом и воспалением. К кининовой системе относятся медиаторы брадикинин и лизилбрадикинин. Брадикинин — это функционально весьма сильный вазоактивный нонапептид, вызывающий увеличение просвета венул и сосудистой проницаемости, а также сокращение гладких мышц. Он образуется в результате активации фактора Хагемана, относящегося к системе свертывания крови, тогда как для образования каллидина необходимы активация плазминовой системы или участие ферментов, выделяемых поврежденными тканями.

Вспомогательные клетки воспаления К ним относятся тучные клетки, базофилы и тромбоциты; все эти клетки служат важным источником вазоактивных медиаторов — гистамина и 5-гидрокситриптамина, вызывающих вазодилатацию и увеличение проницаемости сосудов. Многие из провоспалительных эффектов СЗа и С5а обусловлены их способностью вызывать высвобождение содержимого гранул из тучных клеток. Об этом свидетельствует факт подавления данных эффектов антигистаминными препаратами. Кроме того, тучные клетки и базофилы могут стать непосредственной причиной воспаления, вызванного специфическим иммунным ответом, так как IgE сенсибилизирует их для дегрануляции при встрече с антигеном. Тучные клетки служат также важным источником медленнореагирующих медиаторов воспаления, в том числе лейкотриенов, простагландинов и тромбоксанов.

Тромбоциты, как и тучные клетки, могут быть активированы продуктами иммунной системы — иммунными комплексами или фактором активации тромбоцитов, выделяемым нейтрофилами, базофилами и макрофагами. Предполагается, что этот механизм важен в реакциях гиперчувствительности II и III типов.

Функции нейтрофильных гранулоцитов ( лейкоцитов ). Дефенсины. Кателицидины. Белки острой фазы. Хемотаксические факторы.

Функцией зрелых нейтрофильных лейкоцитов является уничтожение проникших в организм инфекционных агентов. Осуществляют ее они, тесно взаимодействуя с макрофагами, Т- и В-лимфоцитами

На важность функционального вклада нейтрофилов в защиту организма от инфекции указывает, например, тяжесть течения инфекционных заболеваний у больных, страдающих сниженной продукцией или качественными нарушениями этих клеток. Нейтрофилы фагоцитируют поврежденные клетки собственного организма, секретируют бактерицидные вещества и способствуют регенерации тканей, удаляя из них поврежденные клетки, а также секретируя стимулирующие регенерацию тканей вещества (нейтрофилокины)

Зрелый нейтрофил содержит сегментированное на 2—5 долей ядро, уплотненный хроматин, а в цитоплазме — многочисленные мелкие секреторные гранулы трех типов. Часть гранул, дающих положительную окраску на фермент миелопероксидазу, представлена лизосомами, которые содержат лизоцим (повреждает стенку бактерий), низкомолекулярные катионные белки — дефенсины и кателицидины (нарушают дыхание и рост микроорганизмов и грибков; дефенсины повышают проницаемость сосудов микроциркуляторного русла), протеазы и кислые гидролазы — позволяют ней-трофилам легко переваривать фагоцитированные объекты. Гранулы 2-го типа содержат лактоферрин, обладающий бактериостатическим действием, транскобаламины I и III — переносчики витамина В12 в крови и лизоцим. Вещества гранул 3-го типа содержат кислые гликозаминогликаны, участвующие в процессах размножения, роста и регенерации тканей, благодаря их способности концентрировать факторы роста в тканях костного мозга. Гранулы 2-го и 3-го типов, содержащиеся в цитоплазме нейтрофилов, постоянно секретируют биологически активные вещества даже вне фагоцитоза. К ним относятся опухольнекротизирующий фактор а, интерлейкин-1, интерлейкин-6, интерлейкин-11. Вместе с такими же цитокинами, секре-тируемыми макрофагами в острой фазе заболевания, вызванного инфекцией, травмой (например, ожоговой), они стимулируют синтез и секрецию в кровь из печени так называемых белков острой фазы (с-реактивный белок, сц-антитрипсин, а,-кислый гликопротеин, церулоплазмин), повышающих устойчивость организма к инфекции, токсичным соединениям, образуемым микроорганизмами.

Нейтрофилы осуществляют свои функции благодаря способности быстро мигрировать и накапливаться в инфицированном или поврежденном участках организма, фагоцитировать, т. е. захватывать и разрушать в фагоцитарных вакуолях внутри клетки поглощенные бактерии и поврежденные клетки. Их способность к миграции связана с хорошо развитым аппаратом движения, выбор направления их движения к воспаленным или инфицированным тканям обусловлен появлением в этих тканях вазоактивных и хемотаксических факторов.

Вазоактивные факторы (дефенсины, гистамин, секретируемый под влиянием дефенсинов тучными клетками тканей) повышают проницаемость капилляров, что способствует миграции нейтрофилов в ткань. Хемотаксические факторы взаимодействуют с рецепторами на поверхности гранулоцитов, образуя лиганд-рецепторный комплекс, определяющий движение нейтрофилов к воспаленному участку. Мощным хе-мотаксическим эффектом обладают N-формилпепетиды бактериального происхождения и лейкотриены, производные метаболизма арахидоновой кислоты в мембране клеток. Лейкотриены секретируются активированными Т-лимфоцитами и макрофагами после воздействия на них бактериальных веществ. Помимо лейкотриенов эти клетки секретируют другие хемо-аттрактанты — эндотоксины. Важными хемотакическими факторами являются продукты активации комплемента — фрагменты его молекул С3в и С5а. Некоторые из этих факторов, особенно С3в, функционируют как опсонины, т. е. вещества, облегчающие фагоцитоз бактерий (от греческого орsonein — делать съедобным). Недостаточность хемотаксической активности нейтрофилов препятствует накоплению этих лейкоцитов в очаге воспаления, что способствует распространению инфекции в организме. К таким последствиям приводит, например, нарушение хемотаксиса нейтрофилов у больных при ожоговой болезни, диабете, при низком содержании белка в рационе человека.