Мікрогліальние клітини - гранулематозное запалення і гранулематозні хвороби

Мікрогліальние клітини. Ці клітини були детально вивчені. P. Hortega (1932). За даними S. Mori ІС. P. Leblond (1969), мікрогліальние клітини мають дрібні ядра з добре пофарбованим хроматином і великою кількістю лізосом. Ці клітини займають периваскулярное положення, т. Е. Імітують перицитам. На електроннограммах, наведених Я. Карром (1978), в цитоплазмі мікроглії видно дрібні гомогенні і великі щільні тільця, що мають гетерогенну щільність, ліпідні вакуолі і цітоплазмаi пческіе відростки.
Остеокласти і інші клітини, що мають схожість з макрофагами, мають менше значення для аналізу гистогенеза гранулематозного запалення.
Більш детально зупинимося на дендритних клітинах (табл. 3), які є в органах імуногенезу, а також в епідермісі [Schler G., 1984]. Ці клітини не є макрофагами, виконують роль стромальних і, мабуть, ідентичні ретикулярним клітинам. Дендритні клітини мають костномозговое походження, проте їх попередники в кістковому мозку відрізняються
Таблиця 3. Характерні ознаки дендритних клітин і макрофагів [Van Vookhis W. С. et al., 1983] від родоначальних клітин СФМ [Фріденштейн А, Я.]

У зв`язку з цим вимагає перегляду положення про «брюшнотифозной» гранулеме, яка описана як структура, утворена ретикулярних клітинами. Найбільший інтерес викликає та обставина, що дендритні клітини, очевидно, виконують інтенсивну антігенпредставляющіе функцію [Knigt S. С. et al., 1985 Villa М. L. et al., 1985, і ін.]. У деяких роботах навіть було показано, що дендритні клітини виконують основну антігенпредставляющіе функцію, тоді як макрофаги в основному є клітинами-фагоцитами. 4. Так, М. L. Villa і співавт. (1985) вивчали вплив макрофагів і дендритних клітин на імунну відповідь in vitro. Макрофаги придушували імунну відповідь на ерітроцітибарана, а дендритні клітини його посилювали. У той же час дендритні клітини відрізняються низькою ендоцітарной активністю, в них, мабуть, не представлені Fc- і СЗ-рецептори, важливі для фагоцитозу.
Однак в даний час немає достатніх підстав для перегляду фундаментальних уявлень про взаємодію макрофагів і лімфоцитів в імунній відповіді [Петров Р. В., 1982]. Найбільш преемлемие є точка зору G. J. Thorbecke і співавт. (1984), які пропонують виділити систему акцесорних (допоміжних) клітин, до яких автори відносять моноцити, зірчасті ретикулоендотеліоцитів, макрофаги легень, клітини Лангерганса шкіри, інтердігетірующіе і дендритні клітини. Всі зазначені типи клітин мають важливе значення в поданні антигену Т-лімфоцити і в регуляції імунної відповіді.
Антігенпредставляющіе і імунорегулюючих функції клітин СФМ, в першу чергу макрофагів, тісно пов`язані зі спеціалізованою та диференційованої здатністю цих клітин до ендоцитозу. Саме ендоцітарная активність визначає те, що зазначені клітини називають також макрофагами, або «професійними фагоцитами». Ендоцитоз в першу чергу включає пиноцитоз (поглинання крапель низькомолекулярних розчинів і найдрібніших частинок, наприклад, феритину) [Ryter A., de Chastellier Ch., 1983]. Фагоцітоз- поглинання великих частинок .. Обидві форми поглинання (ендоцитозу) завершуються попаданням поглиненого матеріалу в глиб цитоплазми клітини, причому фагоцитовані частки відділені від цитоплазматичного матриксу клітинної мембраною, яка разом з часткою перемістилася від поверхні в глиб клітки [Ryter A., de Chastellner Ch ., 1983].
Далі такий пухирець, що містить в собі поглинену клітку або крапельку рідини (фагосома або піносома), зливається з лизосомой, формуючи вторинну лизосому. Зазвичай в цей період живі організми, що поглинаються клітиною-фагоцитом, виявляються убитими. Деякі дослідники відзначають, що загибель поглинаються живих організмів, наприклад бактерій, може відбуватися ще до фагоцитозу за рах т виділення спеціальних (бактерицидних) речовин за межі клітини [Пігаревскій В. Є., 1978).
При злитті фагосоми і лізосоми на поглинені тіла або розчини починають діяти гідролітичні ферменти, які в більшості випадків розчиняють захоплені освіти. В інших випадках фагоцитовані структури виявляються стійкими до ферментам фагоцити. При цьому вони можуть пошкоджувати останній і прискорювати його природну загибель. При такій ситуації поглинені освіти знову опиняються лежать внеклеточно, але поряд з ними внеклеточно розташовуються і продукти розпаду фагоцити, лізосомні ферменти та інші речовини, здатні надавати шкідливу дію на навколишні тканини, що підтримує хронічне запалення.
Фагоцитоз починається з адгезії (прилипання) макромолекул або частинок до поверхні фагоцити (макрофаги). Таке прилипання забезпечується електростатичними силами, наявністю глікокалекса на поверхні фагоцити і полісахаридів на поверхні поглинається частки, гидрофильностью або годрофобностью останньої [Capo С. et al., 1981- Glass Е. et al., 1981- Warr G. A. et al., 1981]. Однак для фагоцитарної активності макрофагів найбільше значення має специфічне зв`язування частинок, обумовлене спеціалізованими рецепторами. Таких рецепторів у макрофагів кілька. Так, за даними I. С. Unkeless і співавт. (1980), є два типи рецепторів для Fc-ферменту IgG - стійкий до трипсину і чутливий. Ці рецептори забезпечують імунне зв`язування і поглинання часток, покритих IgG, або імунних комплексів [Griffin F. М. et al., 1975- Arend W. P., Mannik М., 1978]. Інший тип рецепторів макрофагів служить для зв`язування СЗ компонента системи комплементу, який також бере участь у зв`язуванні, а можливо, і в перетравленні поглинених часток [Muschel R. I. et al.]. Є також лектінподобние рецептори, які необхідні для захоплення ряду бактерій і грибів [Smith Н., 1977- Costerton I. W. et al., 1981- Pistel T. Ci., 1981].

Через 20-30 с після контакту макрофага з частинками останні поглинаються. У процесі поглинання змінюється плинність поверхневої мембрани макрофагів, що призводить до її переміщення разом з чужорідними частинками в глиб клітки [Bowers В., 1980 Me Rae Е. R. et al., 1980]. Важливу роль при цьому відіграють скоротливі структури макрофаги [Струков А. І. та ін., 1983]. Після зв`язування і поглинання часток відбувається стимуляція окислювальних процесів в клітині-фагоціте, що супроводжується виділенням бактерицидних продуктів [Ryter А. М., Chastellier Ch., 1983].
Бактерицидну активність мають також лізосомні ферменти, катіонні неферментний білки [Пігаревскій В. Є., 1978]. Все це в більшості випадків сприяє знищенню поглинених часток. Однак деякі частинки, зокрема частки неорганічної природи, можуть виявитися стійкими до такого впливу або навіть викликати пошкодження макрофагів, як, наприклад, частинки двоокису кремнію. Живі агенти: мікроби, гриби, рикетсії можуть володіти захисними механізмами, що дозволяють їм зберегти життєдіяльність в цитоплазмі макрофагів [Ryter А., de Chastellier Ch., 1983]. Крім того, деякі з таких живих або неживих агентів мають здатність інтенсивно впливати на імунну систему організму, в який вони потрапили: наприклад, мікобактерії або дрібні частинки окису берилію. У цій ситуації макрофаги виконують свою захисну функцію іншим способом: вони оточують важко перетравлюються частки і утворюють клітинний вузлик (скупчення) - гранульому. Таким чином, основний клітиною, яка бере участь в утворенні і прогресивному розвитку гранульоми при гранулематозному запаленні, є макрофаг - нащадок моноціта крові. Правда, при так званих Гістіоцитоз X є вузлові утворення з клітин Лангерганса, ідентифікованих за гранулам Бірбека, а при багаторазових гематогенних введениях зімозана, метилцелюлози, частинок латексу відзначені освіти вузликів з купферовских клітин [Карр Я., 1978].
Однак це окремі випадки, які не суперечать загальному принципу. Таким чином, першим етапом у формуванні гранульоми є міграція моноцитів у вогнище роздратування (пошкодження). Потрапили в осередок запалення моноцити трансформуються в так звані запальні (ексудативні) моноцити або макрофаги запального ексудату [Сєров В. В., Шехтер А.Б., 1981]. Останні захоплюють (фагоцитируют) патоген і в залежності від властивостей цього патогена або дають, або не дають початок гранулеме. У процесі формування гранульоми макрофаги дозрівають, трансформуються в зрілі макрофаги, епітеліоїдних клітини або гігантські багатоядерні клітини.
Моноцити запального ексудат а, за даними I. S. Sutton і L. Weiss (1966), Н. J. van Rhee і співавт. (1979), мають велику схожість з тими, які циркулюють моноцитами. При диференціюванні моноцитів в макрофаги запального ексудату наростають розміри клітин, збільшується кількість включень і вакуолей в цитоплазмі. Зростає активність лізосомальних ферментів, в той час як активність пероксидази зникає [Сєров В. В., Шехтер А.Б., 1981]. При дослідженні ультраструктури запальних макрофагів А. Б. Шехтер виділив два типи клітин: I тип - моноцитоїдні клітини, II тип - зрілі макрофаги. Моноцитоїдні клітини були близькі до моноцитам крові. Клітини II типу, пов`язані перехідними формами з моноцітоідних макрофагами, мали ниркоподібне або лапчастого ядро. На поверхні клітин В. В. Сєров та А. Б. Шехтер (1981) спостерігали численні пальцевидні вирости. Цитоплазма більш зрілих макрофагів була щільніше за рахунок рибосом і полісом, а також появи великого числа фагоцитарних вакуолей, первинних і вторинних лізосом, мультивезикулярні тілець. Пластинчастий комплекс і ЗЕС були більш розвиненими, ніж у моноцитів. Спостерігалося більш значна кількість мітохондрій. Н. J. van Rhee і соавт.отметілі збільшення розмірів клітинного центру і кількості філаментів і мікротрубочок. Всі ці ознаки характерні в основному для молодих (незрілих) макрофагів. У зрілих макрофагах, за даними авторів, з`являється велика кількість інвагінацій, пальцевидними форми відростків і більше 10 покритих щетинками (ворсинчастий, обрамлених) везикул. Величина зрілих макрофагів варіювала від 10 до 20 мкм. Пластинчастий комплекс гіпертрофований, в ньому було видно гладкі і облямовані везикули. Виявлялися також у великій кількості макрофагальні везикули, розташовані в основному в області пластинчастого комплексу. У великій кількості були представлені первинні і вторинні лізосоми. Радіально від періцентріолярних областей розташовувалися мікротрубочки і тяжі филаментов.

Основна ознака, який служить для диференціювання моноцитів від незрілих і зрілих макрофагів, а останніх від епітеліоїдних клітин, - структура і кількість гранул в клітці, а також кількість ворсинчастий везикул [van Rhee Н. J. et al., 1979].
Моноцити містять в цитоплазмі первинні і вторинні гранули. Первинні гранули мають продолго-
ватую форму, а вторинні округлу. Діаметр вторинних гранул близько 190 мкм, крім того, між окаймляющей їх мембраною і гомогенним внутрішнім матриксом є просвітлення (ореол). У міру дозрівання макрофагів ці гранули зникають, але з`являються макрофагальні гранули [Карр Я., 1968]. Вони мають діаметр від 280 мкм, чіткий про lt; Еол просвітлення між мембраною і внутрішнім вмістом (див. рис. 7). У цих гранулах починає проглядатися структура матриксу, який менш щільний, ніж в первинних або вторинних гранулах. Кількість макрофагальні гранул не надто велике (до 10), вони локалізовані в області пластинчастого комплексу.
Епітеліоїдних клітини з`являються на 7-у добу розвитку імунної гранульоми. Клітини мають полігональну форму. Ядро овальне з дисперсним хроматином, два ядерця або більше, велика кількість ядерних пор. В цитоплазмі цих клітин визначається безліч цитоплазматических органел, включаючи мітохондрії, лізосоми і великі вакуолі. Є велика кількість бульбашок з гомогенним вмістом, в якому помітні щільні включення (мабуть, залишки фагоцитарних вакуолей). Дуже характерно наявність псевдоподий у вигляді тонких подовжених отростков- в псевдоподиями відзначається підвищена кількість везикул.
За даними Н. J. van Rhee і співавт. (1979), в культурі тканини макрофагів при диференціюванні останніх в епітеліоїдних клітини досить часто виявляються двоядерні клітини, тісно контактують один з одним, в тому числі через пальцевидні відростки, епітеліоїдних клет_кі, злиття клітинних мембран. Існує також точка зору, що епітеліоїдних клітини безпосередньо диференціюються з моноцитів [Williams G. Т., Williams W. Y., 1983], причому до такої диференціювання, мабуть, здатна лише частина спеціалізованих в певному напрямку моноцитів. Морфологія епітеліоїдних клітин, мабуть, і функція неоднозначні. G. Т. Williams і W. Y. Williams (1983) розрізняють два типи епітеліоїдних клітин: -плазмоцитоїдні, який за структурою ядра і розвитку ЗЕС нагадує плазматичніклітини (тип А), і везікулірованние (тип В). Перші частіше зустрічаються на ранніх стадіях освіти гранульом, другі на більш пізніх. Можливо, що особливості структури везікулірованних
епітеліоїдних клітин свідчить про вираженість їх секреторної функції. Встановлено, що везикули епітеліоїдних клітин просуваються до плазмолемме з подальшим викидом їх вмісту в позаклітинне середовище. Оскільки в епітеліоїдних клітинах типу В є певний набір ферментів (кисла фосфатаза, р-галактозидаза, неспецифічна естеразз, лізоцим), а також ангіотензінконвертірующій фермент, то можна думати, що епітеліоїдних клітини відіграють важливу регуляторну функцію при утворенні гранулем. За даними Т. Williams і W. Y. Williams (1983), ангіотензінконвертірующій фермент може гальмувати міграцію макрофагів, т. Е. Грати роль фактора, ингибирующего міграцію (МІФ), що важливо для освіти клітинного агрегату при гранулемообразованіі. При саркоїдозі на поверхні епітеліоїдних клітин відбувається експресія HLA-DR (1а) S-антигену, що сприяє імунологічному взаємодії цих клітин з Т-лімфоцитами.

Епітеліоїдних клітини в порівнянні з макрофагами мають більш низьку фагоцитарну здатність, але бактерицидна, а також секреторна активність в епітеліоподібно гранулеме більш виражена. М. В. Lurie (1964) встановив, що зрілість епітеліоподібно гранульоми корелює зі здатністю знищувати бактерії туберкульозу. У цитоплазмі епітеліоїдних клітин автори виявили ліпіди - залишки убитих і переварені туберкульозних бацил.
Слід також підкреслити, що в цитоплазмі епітеліоїдних клітин виявляються кристалоїдні структури, астероїдні тільця, освіти типу фа госом. Мітохондрій в епітеліоїдних клітинах більше, ніж в. зрілих макрофагах. Вони можуть досягати 2 мкм в довжину, матрикс мембран зазвичай щільніше, ніж основна речовина цитоплазми. ЗЕС добре розвинений, проте не має впорядкованості в розташуванні. Число лізосом збільшено в порівнянні з числом моноцитів і макрофагів. Розрізняють декілька типів таких структур (гранул) [Карр Я., 1978]: 1) гомогенні лізосомальние- 2) з мієлінових тельцамі- 3) мають -структуру мультивезикулярні телец- 4) з великими нерівномірними кристалічними включеннями. Клітинний центр об`ємніший, ніж в зрілих макрофагах. Помітно зростає щільність филаментов в цитоплазмі, останні мають радіальну орієнтацію і діаметр 5-6 нм і близько 10 нм. За даними Н. J. van Rhee і співавт. (1979), для епітеліоїдних клітин характерна наявність в області пластинчастого комплексу (комплексу Гольджі) поряд з облямованими везикулами гладких везикул з щільним центром. Виявлено понад 100 великих гранул (до 340 нм) з тонкогранулярним матриксом і перігранулярним ореолом (епітеліоїдноклітинні гранули). Вторинні лізосоми і макрофагальні гранули були відсутні.
Основні дані про морфологічні особливості макрофагів і епітеліоїдних клітин представлені в табл. 4.
Гігантські багатоядерні клітини з`являються в культурі тканини на 2-му тижні. Розрізняють два типи таких клітин: I тип - клітини Пирогова-Лангханса- II тип - клітини сторонніх тіл (рис. 8, 9). Ряд авторів припускають, що гігантські клітини сторонніх тіл переходять в клітини Пирогова-Лангханса. Однак Н. J. van Rhee і співавт. (1979) висувають іншу точку зору: при імплантації під шкіру щурів пластмаси мелінекс (Melinex) їм вдалося довести існування протилежного процесу. У ранні терміни (1-й тиждень) автори виявили гігантські клітини Пирогова-Лангханса з характерним впорядкованим периферичних розташуванням ядер у вигляді кільця або півкільця. У більшості таких клітин було від 2 до 10 ядер. Найхарактернішою ознакою цього типу клітин було те, що в центральній частині цитоплазми розташовувалася гігантська центросфери з зібраними в групу (агрегованими) центриолями. Число центриолей відповідало числу ядер. При невеликому числі ядер (2, 3, 4) виявлялося невелику кількість первинних і вторинних гранул. При більшій кількості ядер ці гранули не визначались.
У пізні терміни (2-3-й тиждень формування гранульоми) були видні багатоядерні гігантські клітини з 30 ядрами і більш, які автори охарактеризували як гігантські клітини сторонніх тіл. Їх ядра були розсіяні по цитоплазмі або згруповані, іноді в центрі клітини. Центриоли було видно рідко. Спостерігалися парні центриоли, але агрегати не зустрічалися. Структури центросфери і центриолей автори вважають найбільш характерною ознакою типу гігантських клітин.
Поряд з двома відомими типами гігантських клітин автори виділяють проміжний тип з 10-30 ядрами.

Таблиця 4. Цитологічні особливості моноцитів, зрілих макрофагів і епітеліоїдних клітин

У цих клітинах більшість ядер розташовувалося по периферії цитоплазми, іноді вони збиралися в групи або лежали ближче до центру. Замість однієї, як у гігантських клітинах Пирогова-Лангханса, було видно 2-3 центросфери, кожна з них містила кілька центриолей. Іноді було видно одна центросфери, що лежить ексцентрично, і кілька ізольованих центриолей.

Мал. 8. Гігангскіе багатоядерні клітини в гранулеме.
Забарвлення гематоксиліном і еозином.
а - гігантські клітини Пирогова-Лангханса і сторонніх тіл в епітеліоідноклеточние гранулеме при туберкульозі. XI50-
б - гігантська клітина Пирогова-Лангханса з рівномірним розподілом ядер по периферії цитоплазми клітини. Забарвлення гематоксиліном і еозином Х900

Мал. 9. Типи гігантських багатоядерних клітин в гранулемах. Забарвлення гематоксиліном і еозином.
а - гігантська многоядерная клітина чужорідних тіл, ядра згруповані в центрі цитоплази. X900- б - змішана форма гігантської многоядерной клітини. X 900.
Структура центросфери і розподілу центриолей знаходяться в тісному зв`язку з кількістю микротрубочек і їх розподілом в цитоплазмі. У гігантських клітинах Пирогова-Лангханса мікротрубочки розсіяні по всій цитоплазмі, їх кількість зменшено у порівнянні з гігантськими клітинами чужорідних тіл і проміжними клітинами. Виходячи з термінів появи зазначених типів клітин, а також їх структурних особливостей, автори припустили, що всі три типи гігантських клітин пов`язані походженням і взаємними переходами: гігантські клітини Пирогова-Лангханса переходять в проміжні, а проміжні в міру дозрівання - в клітини сторонніх тіл. Це виявлено в гранулемах при запаленні, викликаному туберкульозними мікобактеріями (див. Рис. 8).
Механізм утворення гігантських клітин, мабуть, можна пояснити: 1) діленням ядер без поділу клітини і 2) злиттям макрофагів між собою і макрофагів з гігантськими клітинами. Н. J. van Rhee і співавт. детально вивчали другий механізм. Вони показали, що злиття відбувається в тій частині клітини, в якій розташований пластинчастий комплекс. Це спостереження в якійсь мірі суперечить думці тих авторів, які вважають, що злиття є результат фагоцитозу однієї і тієї ж великої частки декількома клітинами.
У зазначеному типі гранулем, викликаних імплантацією під шкіру пластмаси мелінекс, відбувалася також диференціювання макрофагів в епітеліоїдних клітини. Останні з`явилися через 7 діб від початку запалення у вигляді зрілих і незрілих епітеліоїдних клітин. Поряд з великою кількістю різноманітних везикул в епітеліоїдних клітинах виявлялися особливі епітеліоїдноклітинні гранули. Однак слід зазначити, що освіта епітеліоїдних клітин в гранулеме навколо сторонніх тіл, як зазначив W. L. Epstein - слабовираженний процес, що відрізняє ці гранульоми від епітеліоїдноклітинних гранульом. У той же час слід зазначити, що наявність в гранулеме диференційованих макрофагів і епітеліоїдних клітин поєднується з присутністю моноцитів, що свідчить про подальше притоці клітин у вогнище запалення.

Макрофаги не випадково є основними клітинами при формуванні гранульоми. Це пояснюється перш за все морфофункціональними особливостями цих клітин. Макрофаги мають виражену здатність до прилипання і распластиваніе. У зв`язку з цим вони здатні утворювати міцні конгломерати навколо патогена-подразника. При цьому макрофаги, фагоцітіруя патоген, здатні до подальшої прогресивної диференціювання і секреції біологічно активних речовин, що впливають на диференціювання і оновлення популяції макрофагів всередині гранульоми.
Макрофаги в організмі виконують різноманітні і складні функції. Поряд із секреторною функцією, яка в даний час доведено, вони відіграють певну роль у фагоцитозі і знищення збудників хвороб, яляются продуцентами інтерферону. Макрофаги беруть участь в протипухлинному імунітеті.
До секреторне продуктам макрофагів відносяться різні ферменти з оптимумом дії в нейтральному середовищі (коллагеназа, еластаза, фермент, що викликає денатурацію протеогліканів і мієліну, активатор плазміногену, фермент, що викликає конверсію ангіотензину) або кислому середовищі (кисла фосфатаза, протеази, рибонуклеази, естерази) [Adams D. О., 1983]. Поряд з цим макрофаги секретують інгібітори ферментів (гх-1-антитрипсин, інгібітор плазміну), компоненти комплементу, пропердіі, фактори В, D, окислювальні метаболіти (супероксид, перекис водню, перекисний радикал), ендогенні пірогени, біоактивні ліпіди. Остання група речовин включає в першу чергу різні похідні арахідонової кислоти, зокрема простагландини, тромбоксан, лейкотрієни, а також активатор пластинок. Макрофаги здатні виділяти фактори, що володіють вираженою опсоніни активністю (фибронектин) - цАМФ, білок, що зв`язує вітамін В12.
Найважливішими продуктами секреції макрофагів є фактори, що стимулюють або інгібують клітинну проліферацію. До перших відносяться фактори, що стимулюють проліферацію Т- і В-лімфоцитів, попередників мієлоїдного ряду (колонієстимулюючий фактор), фібробластів, ендотеліоцитів (підсилюють зростання дрібних кровоносних судин). До ингибирующим клітинну проліферацію відносяться фактори, що пригнічують проліферацію лімфоцитів, пухлинних клітин, вірусів [Adams D. О., 1983]. Таким чином, макрофаги являють собою складні поліфункціонал ьние комплекси, здатні впливати як клітин-регуляторів на різноманітні процеси в організмі. Макрофаги продукують біологічно активні речовини, які регулюють різні клітинні системи в організмі (монокіни). Короткий перелік цих речовин дано в табл. 5 [Сєров В. В., Щехтер А. Б., 1981].
Таблиця 5. Медіатори, секретуються макрофагами (монокіни)

Слід зазначити, що у безхребетних важливу роль в інкапсуляції агентів, що ушкоджують, що мають великі розміри, відіграють клітини крові, плазмоцити, подібні до макрофагами у хребетних. Мабуть, в процесі еволюції ці клітини зберегли за собою зазначену функцію, хоча поряд з нею придбали та інші.
Останнє пов`язано з ускладненням системи рецепторів на поверхні макрофагів, зокрема з появою розвиненої і складної системи Fc-рецепторів до різних імуноглобулінів.
У той же час самі макрофаги є об`єктом регуляторних впливів різних клітинних систем, в першу чергу лімфоцитів.