Гранулоциты
| Гранулоциты | |
|---|---|
 Виды гранулоцитов | |
| Подробности | |
| Система | Иммунная система |
| Идентификаторы | |
| МеШ | D006098 |
| ФМА | 62854 |
| Анатомические термины микроанатомии | |
Гранулоциты — это клетки врожденной иммунной системы, характеризующиеся наличием специфических гранул в цитоплазме . [1] Такие гранулы отличают их от различных агранулоцитов . Все миелобластные гранулоциты полиморфно-ядерные, т. е. имеют различную форму (морфологию) ядра ( сегментированное, неправильное; часто дольчатое на три сегмента); и называются полиморфно-ядерными лейкоцитами ( PMN , PML или PMNL ). В общих чертах, полиморфно-ядерные гранулоциты относятся конкретно к « нейтрофильным гранулоцитам». [2] самый обильный из гранулоцитов; другие типы ( эозинофилы , базофилы и тучные клетки ) имеют различную морфологию. Гранулоциты производятся посредством гранулопоэза в костном мозге .
Типы
[ редактировать ]Различают четыре типа гранулоцитов (полное название полиморфно-ядерные гранулоциты): [3]
За исключением тучных клеток, их названия происходят от их окрашивания характеристик ; например, наиболее распространенным гранулоцитом является нейтрофильный гранулоцит , который имеет нейтрально окрашивающиеся цитоплазматические гранулы. [4]
Нейтрофилы
[ редактировать ]
Нейтрофилы обычно обнаруживаются в кровотоке и являются наиболее распространенным типом фагоцитов , составляя от 60% до 65% от общего количества циркулирующих лейкоцитов. [5] и состоит из двух субпопуляций : нейтрофилов-киллеров и нейтрофилов-клеток. В одном литре человеческой крови содержится около пяти миллиардов (5х10 9 ) нейтрофилы, [6] которых составляет около 12–15 микрометров . диаметр [7] После того как нейтрофилы получили соответствующие сигналы, им требуется около тридцати минут, чтобы покинуть кровь и достичь места инфекции. [8] Нейтрофилы не возвращаются в кровь; они превращаются в гнойные клетки и умирают. [8] Зрелые нейтрофилы меньше моноцитов и имеют сегментированное ядро с несколькими участками (от двух до пяти сегментов); каждый участок соединен нитями хроматина . Нейтрофилы обычно не покидают костный мозг до зрелости, но во время инфекции предшественники нейтрофилов, называемые миелоцитами и промиелоцитами . высвобождаются [9]
У нейтрофилов есть три стратегии прямого воздействия на микроорганизмы: фагоцитоз (проглатывание), высвобождение растворимых антимикробных препаратов (включая гранулированные белки) и образование внеклеточных ловушек нейтрофилов (NET). [10] Нейтрофилы – профессиональные фагоциты : [11] они свирепые пожиратели и быстро поглощают захватчиков, покрытых антителами и комплементом , а также поврежденные клетки или клеточный мусор. Внутриклеточные гранулы нейтрофилов человека давно известны своими белковоразрушающими и бактерицидными свойствами. [12] Нейтрофилы могут секретировать продукты, которые стимулируют моноциты и макрофаги ; эти выделения усиливают фагоцитоз и образование активных соединений кислорода, участвующих во внутриклеточном уничтожении. [13]
Нейтрофилы имеют два типа гранул; первичные (азурофильные) гранулы (обнаруживаются в молодых клетках) и вторичные (специфические) гранулы (обнаруживаются в более зрелых клетках). Первичные гранулы содержат катионные белки и дефенсины , которые используются для уничтожения бактерий, протеолитические ферменты и катепсин G для расщепления (бактериальных) белков, лизоцим для разрушения стенок бактериальных клеток и миелопероксидазу (используется для выработки токсичных веществ, убивающих бактерии). [14] Кроме того, выделения первичных гранул нейтрофилов стимулируют фагоцитоз IgG . бактерий, покрытых антителами [15] Вторичные гранулы содержат соединения, участвующие в образовании токсичных соединений кислорода , лизоцима и лактоферрина (используемого для забирания незаменимого железа у бактерий). [14] Внеклеточные ловушки нейтрофилов (NET) представляют собой сеть волокон, состоящих из хроматина и сериновых протеаз , которые захватывают и убивают микробы внеклеточно. Улавливание бактерий играет особенно важную роль НЭО при сепсисе, когда НЭО образуются внутри кровеносных сосудов. [16]
Эозинофилы
[ редактировать ]ядра почковидной формы Эозинофилы также имеют дольчатые (от двух до четырех долей). Количество гранул в эозинофиле может варьироваться, поскольку они имеют тенденцию к дегрануляции в кровотоке. [17] Эозинофилы играют решающую роль в уничтожении паразитов (например, кишечных нематод), поскольку их гранулы содержат уникальный токсичный основной белок и катионный белок (например, катепсин) . [14] ); [18] рецепторы, которые связываются с IgG и IgA . Для решения этой задачи используются [19] Эти клетки также обладают ограниченной способностью участвовать в фагоцитозе. [20] они являются профессиональными антигенпрезентирующими клетками и регулируют другие функции иммунных клеток (например, функции CD4+ Т-клеток , дендритных клеток , В-клеток , тучных клеток , нейтрофилов и базофилов ), [21] они участвуют в разрушении опухолевых клеток, [17] и они способствуют восстановлению поврежденных тканей. [22] Полипептид интерлейкин-5 взаимодействует с эозинофилами и заставляет их расти и дифференцироваться; этот полипептид продуцируется базофилами и Т-хелперами 2 (TH2). [18]
Базофилы
[ редактировать ]Базофилы являются одними из наименее распространенных клеток в костном мозге и крови (встречаются менее чем в двух процентах всех клеток). Подобно нейтрофилам и эозинофилам, они имеют дольчатые ядра ; однако у них всего две доли, и соединяющие их нити хроматина не очень заметны. Базофилы имеют рецепторы, которые могут связываться с IgE , IgG , комплементом и гистамином . Цитоплазма ; базофилов содержит различное количество гранул этих гранул обычно достаточно много, чтобы частично скрыть ядро. Содержимое гранул базофилов богато гистамином, гепарином , хондроитинсульфатом , пероксидазой , фактором активации тромбоцитов и другими веществами. [23]
При возникновении инфекции зрелые базофилы высвобождаются из костного мозга и перемещаются к месту инфекции. [24] Когда базофилы повреждаются, они выделяют гистамин, который способствует воспалительной реакции , помогающей бороться с вторгающимися микроорганизмами. Гистамин вызывает расширение и повышение проницаемости капилляров, близких к базофилу. Поврежденные базофилы и другие лейкоциты выделяют другое вещество, называемое простагландинами , которое способствует усилению притока крови к месту инфекции. Оба эти механизма позволяют доставить элементы свертывания крови к зараженному участку (при этом начинается процесс выздоровления и блокируется перемещение микробов в другие части тела). Повышенная проницаемость воспаленной ткани также способствует большей миграции фагоцитов к месту инфекции, чтобы они могли потреблять микробы. [20]
Тучные клетки
[ редактировать ]Тучные клетки представляют собой тип гранулоцитов, присутствующих в тканях; [3] они опосредуют защиту хозяина от патогенов (например, паразитов ) и аллергических реакций , особенно анафилаксии . [3] Тучные клетки также участвуют в опосредовании воспаления и аутоиммунитета , а также опосредуют и регулируют нейроиммунной системы . реакции [3] [25] [26]
Разработка
[ редактировать ]Гранулоциты происходят из стволовых клеток, находящихся в костном мозге. Дифференциация этих стволовых клеток из мультипотентных гемопоэтических стволовых клеток в гранулоциты называется гранулопоэзом . В этом процессе дифференцировки существует множество промежуточных типов клеток, включая миелобласты и промиелоциты . [27]
Функция
[ редактировать ]Содержание гранул
[ редактировать ]Примерами токсичных материалов, образующихся или высвобождаемых в результате дегрануляции гранулоцитов при поедании микроорганизмов, являются:
- Антимикробные средства ( дефенсины и катионный белок эозинофилов )
- Ферменты
- Лизоцим : растворяет клеточные стенки некоторых грамположительных бактерий.
- Кислотные гидролазы : дальнейшее переваривание бактерий
- с низким pH Везикулы (3,5-4,0)
- Токсичные оксиды азота ( оксид азота )
- Токсичные продукты, производные кислорода (например, супероксид , перекись водорода , гидроксирадикалы , синглетный кислород , гипогалит )
Клиническое значение
[ редактировать ]Гранулоцитопения – это аномально низкая концентрация гранулоцитов в крови. Такое состояние снижает сопротивляемость организма многим инфекциям. Тесно связанные термины включают агранулоцитоз (этимологически «полное отсутствие гранулоцитов»; клинически уровень гранулоцитов менее 5% от нормы) и нейтропения (дефицит нейтрофильных гранулоцитов ). Гранулоциты живут в кровообращении всего один-два дня (четыре дня в селезенке или других тканях), поэтому переливание гранулоцитов в качестве терапевтической стратегии может дать очень кратковременный эффект. Кроме того, такая процедура имеет множество осложнений.
обычно имеется дефект хемотаксиса У лиц, страдающих сахарным диабетом 1 типа, гранулоцитов .
Исследования показывают, что переливание гранулоцитов для предотвращения инфекций снижает количество людей, у которых была бактериальная или грибковая инфекция в крови. [28] Дальнейшие исследования показывают, что участники, получавшие терапевтические переливания гранулоцитов, не показали различий в клиническом выздоровлении сопутствующей инфекции. [29]
Дополнительные изображения
[ редактировать ]
Кроветворение
См. также
[ редактировать ]- Анализ крови
- Кроветворение
- Иммунная система
- Врожденная иммунная система
- Трогоцитоз
- Белая кровяная клетка
Ссылки
[ редактировать ]- ^ ВебМД (2009). «гранулоцит» . Медицинский словарь Нового Света Вебстера (3-е изд.). Хоутон Миффлин Харкорт. п. 181. ИСБН 978-0-544-18897-6 .
- ^ ВебМД (2009). «лейкоцит полиморфно-ядерный» . Медицинский словарь Нового Света Вебстера (3-е изд.). Хоутон Миффлин Харкорт. п. 244. ИСБН 978-0-544-18897-6 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Бридвельд А., Грут Кормелинк Т., ван Эгмонд М., де Йонг ЕС (октябрь 2017 г.). «Гранулоциты как модуляторы функции дендритных клеток» . Журнал биологии лейкоцитов . 102 (4): 1003–16. doi : 10.1189/jlb.4MR0217-048RR . ПМИД 28642280 .
- ^ Виттекинд Д (1979). «О природе красителей Романовского и эффекте Романовского-Гимзы». Клин Лаб Гематол . 1 (4): 247–62. дои : 10.1111/j.1365-2257.1979.tb01090.x . ПМИД 94558 .
- ^ Ствртинова, Вера; Ян Якубовский и Иван Хулин (1995). «Нейтрофилы, центральные клетки при остром воспалении». Патофизиология воспаления и лихорадки: принципы заболевания . Вычислительный центр Словацкой академии наук: Академическая электронная пресса. ISBN 80-967366-1-2 . Архивировано из оригинала 31 декабря 2010 года . Проверено 28 марта 2009 г.
- ^ Хоффбранд, Петтит и Мосс 2005 , стр. 331
- ^ Аббас, Глава 12, 5-е издание. [ нужна полная цитата ] [ нужна страница ]
- ^ Перейти обратно: а б Сомпайрак 2008 , с. 18
- ^ Линдеркамп О., Рюф П., Бреннер Б., Гулбинс Э., Ланг Ф. (декабрь 1998 г.). «Пассивная деформируемость зрелых, незрелых и активных нейтрофилов у здоровых и септических новорожденных» . Педиатрические исследования . 44 (6): 946–50. дои : 10.1203/00006450-199812000-00021 . ПМИД 9853933 .
- ^ Хики М.Дж., Кубес П. (май 2009 г.). «Внутрисосудистый иммунитет: встреча хозяина и возбудителя в кровеносных сосудах». Обзоры природы. Иммунология . 9 (5): 364–75. дои : 10.1038/nri2532 . ПМИД 19390567 . S2CID 8068543 .
- ^ Робинсон и Бэбкок 1998 , с. 187
Эрнст и Стендаль, 2006 , стр. 7–10. - ^ Паолетти, Нотарио и Рицевути 1997 , стр. 62
- ^ Зенлайн О., Кенне Э., Роциус П., Эрикссон Э.Э., Линдбом Л. (январь 2008 г.). «Продукты секреции нейтрофилов регулируют антибактериальную активность моноцитов и макрофагов» . Клиническая и экспериментальная иммунология . 151 (1): 139–45. дои : 10.1111/j.1365-2249.2007.03532.x . ПМК 2276935 . ПМИД 17991288 .
- ^ Перейти обратно: а б с Майер, Джин (2006). «Иммунология — Глава первая: Врожденный (неспецифический) иммунитет» . Онлайн-учебник по микробиологии и иммунологии . Медицинская школа Университета Южной Калифорнии . Проверено 12 ноября 2008 г.
- ^ Зенлайн О., Кай-Ларсен Ю., Фритьоф Р., Соренсен О.Е., Кенне Э., Шарффеттер-Кочанек К. и др. (октябрь 2008 г.). «Белки первичных гранул нейтрофилов HBP и HNP1-3 усиливают бактериальный фагоцитоз человеческими и мышиными макрофагами» . Журнал клинических исследований . 118 (10): 3491–502. дои : 10.1172/JCI35740 . ПМК 2532980 . ПМИД 18787642 .
- ^ Кларк С.Р., Ма А.К., Тавенер С.А., Макдональд Б., Гударзи З., Келли М.М. и др. (апрель 2007 г.). «Тромбоциты TLR4 активируют внеклеточные ловушки нейтрофилов, чтобы поймать бактерии в гнойную кровь». Природная медицина . 13 (4): 463–9. дои : 10.1038/nm1565 . ПМИД 17384648 . S2CID 22372863 .
- ^ Перейти обратно: а б Гесс CE. «Сегментированный эозинофил» . Система здравоохранения Университета Вирджинии. Архивировано из оригинала 13 августа 2009 г. Проверено 10 апреля 2009 г.
- ^ Перейти обратно: а б Барон, Сэмюэл, изд. (1996). «Обзор иммунологии». Медицинская микробиология (4-е изд.). Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне. ISBN 978-0-9631172-1-2 . ПМИД 21413267 . НБК7795.
- ^ Келли Д. Стоун; Кальман Пруссин; Дин Д. Меткалф (февраль 2010 г.). «IgE, тучные клетки, базофилы и эозинофилы» . Аллергия и клиническая иммунология . 125 (2): С73-80. дои : 10.1016/j.jaci.2009.11.017 . ПМЦ 2847274 . ПМИД 20176269 .
- ^ Перейти обратно: а б Кэмпбелл и Рис 2002 , с. 903
- ^ Акутота П., Ван Х.Б., Спенсер Л.А., Веллер П.Ф. (август 2008 г.). «Иммунорегуляторная роль эозинофилов: новый взгляд на знакомую клетку» . Клиническая и экспериментальная аллергия . 38 (8): 1254–63. дои : 10.1111/j.1365-2222.2008.03037.x . ПМЦ 2735457 . ПМИД 18727793 .
- ^ Кариявасам Х.Х., Робинсон Д.С. (апрель 2006 г.). «Эозинофил: клетка и ее оружие, цитокины, ее расположение». Семинары по респираторной медицине и медицине интенсивной терапии . 27 (2): 117–27. дои : 10.1055/s-2006-939514 . ПМИД 16612762 .
- ^ Хеллман Л., Акула С., Фу З., Вернерссон С. (2022). «Протеазы тучных клеток и базофильных гранул — цели и функции in vivo» . Фронт Иммунол . 13 : 918305. дои : 10.3389/fimmu.2022.918305 . ПМЦ 9294451 . ПМИД 35865537 .
- ^ Гесс CE. «Зрелый базофил» . Система здравоохранения Университета Вирджинии. Архивировано из оригинала 13 августа 2009 г. Проверено 10 апреля 2009 г.
- ^ Ли Д.М., Френд Д.С., Гуриш М.Ф., Бенуа С., Матис Д., Бреннер М.Б. (сентябрь 2002 г.). «Тучные клетки: клеточная связь между аутоантителами и воспалительным артритом». Наука . 297 (5587): 1689–92. Бибкод : 2002Sci...297.1689L . дои : 10.1126/science.1073176 . ПМИД 12215644 . S2CID 38504601 .
- ^ Полизоидис С., Колеца Т., Панагиотиду С., Ашкан К., Теохаридес Т.С. (сентябрь 2015 г.). «Тучные клетки при менингиомах и воспалении головного мозга» . Журнал нейровоспаления . 12 (1): 170. дои : 10.1186/s12974-015-0388-3 . ПМЦ 4573939 . ПМИД 26377554 .
ТК происходят из предшественника костного мозга и впоследствии приобретают различные характеристики фенотипа локально в тканях. Спектр их функций широк и включает участие в аллергических реакциях, врожденном и адаптивном иммунитете, воспалении и аутоиммунитете [34]. В мозге человека ТК могут располагаться в различных областях, таких как ножка гипофиза, шишковидная железа, постремная область, сосудистое сплетение, таламус, гипоталамус и срединное возвышение [35]. В мозговых оболочках они обнаруживаются внутри дурального слоя в сочетании с сосудами и окончаниями менингеальных ноцицепторов [36]. Отличительной особенностью ТК по сравнению с другими гемопоэтическими клетками является то, что они расположены в головном мозге [37]. ТК содержат многочисленные гранулы и секретируют большое количество предварительно сохраненных медиаторов, таких как кортикотропин-рилизинг-гормон (CRH), нейротензин (NT), вещество P (SP), триптаза, химаза, вазоактивный интестинальный пептид (VIP), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF). , TNF, простагландины, лейкотриены и разновидности хемокинов и цитокинов, некоторые из которых, как известно, нарушают целостность гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) [38–40].
Ключевая роль ТК в воспалении [34] и разрушении ГЭБ [41–43] указывает на важные области для исследований в области новой терапии. Все больше данных также указывает на то, что ТК участвуют в нейровоспалении напрямую [44–46] и посредством стимуляции микроглии [47], способствуя патогенезу таких состояний, как головные боли, [48] аутизм [49] и синдром хронической усталости [50]. Фактически, недавний обзор показал, что периферические воспалительные стимулы могут вызывать активацию микроглии [51], таким образом, возможно, вовлекая ТК вне мозга. - ^ Кальзетти Ф., Финотти Дж., Кассателла М.А. (март 2023 г.). «Современные знания о ранних стадиях нейтропоэза человека». Иммунол Рев . 314 (1): 111–124. дои : 10.1111/imr.13177 . ПМИД 36484356 .
- ^ Эсткорт Л.Дж., Стэнворт С., Дори С., Бланко П., Хоупвелл С., Тривелла М., Мэсси Э. (июнь 2015 г.). «Переливание гранулоцитов для профилактики инфекций у людей с нейтропенией или дисфункцией нейтрофилов» . Кокрановская база данных систематических обзоров . 2018 (6): CD005341. дои : 10.1002/14651858.cd005341.pub3 . ПМЦ 4538863 . ПМИД 26118415 .
- ^ Эсткорт Л.Дж., Стэнворт С.Дж., Хоупвелл С., Дори С., Тривелла М., Мэсси Э. (апрель 2016 г.). «Переливание гранулоцитов для лечения инфекций у людей с нейтропенией или дисфункцией нейтрофилов» . Кокрановская база данных систематических обзоров . 4 (7): CD005339. дои : 10.1002/14651858.cd005339.pub2 . ПМЦ 4930145 . ПМИД 27128488 .
Библиография
[ редактировать ]- Кэмпбелл Н.А., Рис Дж.Б. (2002). Биология (6-е изд.). Пирсон Образование. ISBN 978-0-8053-6624-2 .
- Дельвес П.Дж., Мартин С.Дж., Бертон Д.Р., Ройт И.М. (2006). Основная иммунология Ройта (11-е изд.). Блэквелл. ISBN 978-1-4051-3603-7 .
- Эрнст Дж. Д., Стендаль О. (2006). Фагоцитоз бактерий и бактериальная патогенность . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-84569-6 .
- Хоффбранд А.В., Петтит Дж.Э., Мосс П.А. (2005). Основная гематология (4-е изд.). Блэквелл Наука. ISBN 978-0-632-05153-3 .
- Паолетти Р., Нотарио А., Ричевути Г., ред. (1997). Фагоциты: биология, физиология, патология и фармакотерапия . Нью-Йоркская академия наук. ISBN 978-1-57331-102-1 .
- Робинсон Дж.П., Бэбкок Г.Ф., ред. (1998). Функция фагоцитов — Руководство для исследований и клинической оценки . Уайли-Лисс. ISBN 978-0-471-12364-4 .
- Сомпайрак, Л. (2008). Как работает иммунная система (3-е изд.). Блэквелл. ISBN 978-1-4051-6221-0 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с Гранулозитом, на Викискладе?
