Макрофаги: клетки иммунной системы¶

Макрофаги — крупные клетки иммунной системы позвоночных, относящиеся к группе фагоцитов и выполняющие функции захвата и переработки чужеродных частиц, уничтожения патогенов, а также регуляции воспаления и восстановления тканей. Название происходит от греческих слов μακρός («большой») и φαγεῖν («пожирать»). Макрофаги происходят из моноцитов крови и относятся к системе мононуклеарных фагоцитов; они присутствуют практически во всех тканях организма.

¶История изучения

Основы учения о фагоцитозе заложил русский учёный Илья Ильич Мечников в 1882–1883 годах. Наблюдая за подвижными клетками у личинок морских звёзд, он установил, что эти клетки поглощают инородные частицы, и предложил термин «фагоцит». За работы по фагоцитозу и иммунитету Мечников в 1908 году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине совместно с Паулем Эрлихом.

Термин «макрофаг» ввёл в 1924 году немецкий патолог Людвиг Ашофф. В дальнейшем представления о системе мононуклеарных фагоцитов развили советские и зарубежные исследователи, в том числе в рамках работ по клеточному иммунитету.

¶Происхождение и виды

Макрофаги образуются из стволовых клеток костного мозга. Их предшественники — промоноциты — превращаются в моноциты, которые циркулируют в крови, а затем мигрируют в ткани и дифференцируются в макрофаги.

Различают две основные группы:

• Резидентные (тканевые) макрофаги — постоянно находятся в определённых органах и формируются ещё во внутриутробном периоде.
• Воспалительные макрофаги — привлекаются в очаг воспаления из крови при инфекции или повреждении.

К тканевым макрофагам относятся:

¶Строение и свойства

Макрофаг — крупная клетка диаметром 15–80 мкм с хорошо развитой цитоплазмой, множеством лизосом и фагосом. На поверхности расположены рецепторы, распознающие чужеродные антигены, компоненты комплемента и антитела. Ключевые свойства макрофагов:

• Фагоцитоз — поглощение бактерий, вирусов, погибших клеток.
• Презентация антигена — передача информации о патогене T-лимфоцитам.
• Секреция цитокинов — выброс сигнальных молекул, регулирующих воспаление.
• Хемотаксис — направленное движение к очагу повреждения.

¶Функции

Макрофаги выполняют несколько взаимосвязанных задач.

Защита от инфекций. Они первыми вступают в контакт с возбудителями, поглощают и переваривают их с помощью ферментов лизосом. При этом выделяются активные формы кислорода и азота, разрушающие патогены.

Иммунная регуляция. Макрофаги представляют антигены T-хелперам, запуская специфический иммунный ответ, и секретируют интерлейкины, фактор некроза опухоли и другие цитокины.

Очищение организма. Клетки удаляют погибшие и повреждённые клетки, а также отработанные эритроциты (в селезёнке и печени).

Восстановление тканей. Макрофаги участвуют в заживлении ран, стимулируют рост сосудов и образование соединительной ткани.

Обмен веществ. Клетки Купфера участвуют в обмене железа, остеокласты разрушают костную ткань при её перестройке.

¶Поляризация M1 и M2

В зависимости от сигналов среды макрофаги приобретают разные функциональные состояния:

• M1 (классически активированные) — провоспалительные, усиливают уничтожение патогенов.
• M2 (альтернативно активированные) — противовоспалительные, способствуют заживлению и росту тканей.

Нарушение баланса между этими состояниями связывают с хроническим воспалением и рядом заболеваний.

¶Роль в патологии

Макрофаги участвуют в развитии атеросклероза: поглощая окисленные липиды, они превращаются в «пенистые клетки», формирующие атеросклеротические бляшки. При туберкулёзе они становятся средой обитания возбудителя и образуют гигантские многоядерные клетки в гранулёмах. Опухолевые макрофаги способны как подавлять рост опухоли, так и стимулировать её развитие и метастазирование. При аутоиммунных заболеваниях избыточная активность макрофагов повреждает собственные ткани.

¶Значение в медицине и науке

Изучение макрофагов важно для разработки вакцин, противоопухолевой терапии и лечения воспалительных заболеваний. В России исследования фагоцитоза ведут институты Российской академии наук и медицинские университеты, продолжая традиции, заложенные школой Мечникова. Макрофаги рассматриваются как перспективная мишень для лекарственного воздействия при сепсисе, ревматоидном артрите и нейродегенеративных заболеваниях.

Источники: учебники по иммунологии, работы И. И. Мечникова по фагоцитозу, материалы по системе мононуклеарных фагоцитов.