Движение фагоцита к лиганду

Всем фагоцитам присуща амебовидная подвижность. Сцепление с субстратом, по которому движется лейкоцит, носит название адгезии. Только фиксированные или адгезированные лейкоциты способны к фагоцитозу.

Фагоцит может улавливать отдаленные сигналы (хемотаксис) и мигрировать в их направлении (хемокинез). Хотя сотни продуктов оказывают влияние на подвижность лейкоцитов, их действие проявляется лишь в присутствии особых соединений – хемоаттрактантов, или хемокинов, которых в сумме немногим больше шестидесяти. Наиболее активными стимуляторами фагоцитов являются опсонизированные микроорганизмы, отдельные компоненты комплемента, иммунные комплексы, N-формилметионильные пептиды, выделяемые некоторыми бактериями, биоактивные продукты липидного метаболизма, PAF, лейкотриены (LТB₄), липополисахариды, бактериальные эндотоксины, фибрин, фактор Хагемана, плазмин, Ifg, IL-8, IL-16, TNFa, GM-CSF, белки острой фазы и др.

Следует остановиться на еще одном механизме, способствующем привлечению фагоцитов в очаг повреждения. Известно, что в физиологических условиях во всех клетках и мембранных структурах протекают свободно-радикальные реакции перекисного окисления липидов (ПОЛ), сдерживаемые жирорастворимыми антиоксидантами. Важная роль в ингибировании ПОЛ принадлежит структурной организации мембраны. В то же время любое повреждение структуры клетки приводит к усилению ПОЛ. Следовательно, активация ПОЛ является универсальной реакцией клеток и тканей на любое повреждение, что и служит пусковым механизмом фагоцитоза.

Первичными продуктами ПОЛ в мембранах являются гидроперекиси. Однако в дальнейшем в результате углубления процессов ПОЛ образуются биологически активные альдегиды – 2-алкеналь и 4-гидроксиалкеналь. Так, при окислении арахидоновой и линолевой кислот, которые входят в состав мембран всех без исключения клеток, образуется альдегид 4-гидроксиноненаль, который обладает чрезвычайно высокой хемотаксической активностью в отношении гранулоцитов. В то же время при очень большой концентрации данного альдегида практически полностью блокируется передвижение нейтрофилов в сторону очага повреждения, что крайне неблагоприятно для развития защитных фагоцитарных реакций.

Благодаря хемотаксису, фагоцит целенаправленно движется в сторону повреждающего агента. Чем выше концентрация хемоаттрактанта, тем большее число фагоцитов устремляется в зону повреждения, и тем с большей скоростью они движутся. К хемоаттрактантам имеются специфические гликопротеиновые образования – рецепторы; число их на одном нейтрофиле колеблется от 2´103 до 2´105. Движение осуществляется при взаимодействии актина и миозина. При этом выдвигается псевдоподия, которая служит точкой опоры при передвижении фагоцита. Сцепляясь с субстратом, псевдоподия перетягивает фагоцит на новое место. Важную роль в движении фагоцита играют микротрубочки. Они не только обеспечивают жесткость структуры, но и позволяют фагоциту ориентироваться в направлении движения. Функционировать трубочки начинают лишь после того, как получают информацию через специфические клеточные медиаторы, к которым относятся циклические нуклеотиды – аденозинмонофосфат (цАМФ) и гуанозинмонофосфат (цГМФ). Увеличение концентрации цАМФ приводит к уменьшению функциональной активности фагоцита, увеличение уровня цГМФ – к ее усилению. По всей видимости, в состав рецепторов фагоцита входят аденилатциклаза и гуанилатциклаза – ферменты, ответственные за синтез циклических нуклеотидов.

Лейкоцит, двигаясь, способен преодолевать преграды и, в частности, проходить через эндотелий капилляра. Прилипая к сосудистой стенке с помощью адгезивных молекул, он выпускает псевдоподию, которая пронизывает стенку сосуда. В этот выступ постепенно переливается тело лейкоцита. Далее лейкоцит отделяется от стенки сосуда и может передвигаться в тканях.

Размещение нейтрофилов в инфицированных тканях – это сложный многоэтапный процесс. Прежде всего, должна наступить реакция между нейтрофилом и клетками эндотелия, что осуществляется посредством адгезивных молекул. Нейтрофилы, двигающиеся с током крови, должны остановиться, пройти между эндотелиальными клетками сосудов, после чего они способны перемещаться в участок повреждения (воспаления). Процесс перемещения лимфоцитов мало отличается от передвижения нейтрофилов, но он всегда специфичен и направлен на целевые органы.

Адгезия нейтрофилов к эндотелиюпротекает в 4 этапа (рис. 7).

Первичная связь нейтрофила легка и вызывает его скольжение или вращение (роллинг) на поверхности эндотелиальной клетки. Этот этап длится короткий промежуток времени и осуществляется посредством селектина. Его задача – замедлить движение нейтрофила в циркуляции и вызвать экспрессию (появление) рецепторов к хемокинам на поврежденном участке. При этом на эндотелии появляются селектины Е и Р, которые с помощью селектина L связываются с лигандом (молекулами ICAM) на поверхности нейтрофила. Процесс вращения возможен лишь потому, что селектин L быстро исчезает и, следовательно, нарушается связь лейкоцита с эндотелием. Между тем, в процессе этой фазы происходит активация нейтрофилов или других лейкоцитов.

На втором этапе наступает экспрессия интегринов. В предыдущую фазу на поверхности эндотелия действовал селектин Е, а на нейтрофиле – лиганд, с которым связывался Е-селектин. Эта реакция способствовала активации интегринов на поверхности нейтрофилов и усиленной связи с молекулами IKAM. В качестве сигналов активации могли выступать различные цитокины, относящиеся к хемокинам: макрофагальный воспалительный протеин (МIР-1b), макрофагальный хемоаттрактантный протеин (МСР-1), IL-8, фактор, ингибирующий миграцию (MIF), и фактор активации тромбоцитов (PAF), С5а-фрагмент комплемента, – которые способны связаться с поверхностью (глюкозамингликанами) эндотелия и действовать на скользящие лейкоциты.

Третий этап – перемещение (стикинг) – осуществляется в результате взаимодействия интегринов и ICAM.

На четвертом этапе происходит переход нейтрофила в ткани через щели между отдельными эндотелиальными клетками. Эта стадия получила наименование трансмиграции. Контролируется она интегринами, взаимодействующими с молекулами ICAM-1, которые располагаются на внутренней, латеральной и базальной поверхности эндотелия. Другие молекулы также принимают участие в трансмиграции, например РЕСАМ-1 (СD31), выявляемые на эндотелии, нейтрофилах, моноцитах, лимфоцитах, тромбоцитах. За трансмиграцию моноцитов отвечает интегрин СD18. Если в качестве активаторов эндотелиальных клеток выступают TNFa и IL-1a, то трансмиграция будет осуществляться при обязательном участии интегринов a4b1, взаимодействующих с молекулой VCAM-1. Вполне возможно, что в переходе лейкоцитов через эндотелий важную роль играют контрактильные белки.