О существовании фагоцитов мир узнал в конце XIX века благодаря биологу Илье Мечникову. Ученый, наблюдая за плоскими червями и личинками морских звезд, обнаружил у них удивительное свойство: не имея рта, они способны поглощать и растворять разные вещества. В ходе наблюдения биолог предположил, что весь «фокус» – в особых клетках, которые содержатся в подопытных организмах. Оказалось, что эти клетки быстро перемещаются внутри личинок и поглощают все, что попадает в организм. Причем как обнаружил вскоре исследователь, открытые им клетки способны поглощать не только пищу. Мечников вонзил в тельце личинки морской звезды маленькую деревянную занозу и начал наблюдать в микроскоп за поведением удивительных клеток. Вскоре они скопились вокруг занозы и начали ее пожирать. Эти «прожорливые» клетки и есть фагоциты. Кстати, их название происходит от греческих слов, которые так и переводятся – «пожирать». В ходе дальнейших исследований было обнаружено, что фагоциты продуцируются костным мозгом и содержатся в организме всех животных и людей. Они концентрируются в крови и почти всех тканях. В человеческих телах они представлены сразу в нескольких видах.
Для человека фагоциты важны тем, что они защищают организм от бактерий, токсических веществ и некоторых вирусов. Некоторые из этой группы клеток способны продуцировать разные биоактивные вещества, стимулировать воспалительные реакции, а также активизировать работу других агентов иммунной системы. По сути, фагоциты – это вторая линия обороны организма от патогенов, которые через защитные барьеры все же проникли в организм. Процесс поглощения фагоцитарными клетками опасных для человека веществ называется фагоцитозом. Чтобы было проще понять, как работают фагоциты в человеческом организме, следует вспомнить амебу – представителя одноклеточных, известного большинству со школьной программы. Как и амеба, фагоцит имеет так называемые ложные ножки, которыми обволакивает свою добычу и поглощает ее. Кстати, ученые предполагают, что амебы и фагоциты, с точки зрения эволюции, являются родственниками. Когда в организм проникает патоген, фагоциты улавливают распространяющиеся от него химические вещества и направляются к ним. Когда патоген соприкасается с рецепторами фагоцита, происходит фагоцитоз. После того, как враждебное для организма вещество проникло внутрь фагоцитарной клетки, она использует окислители или оксид азота для уничтожения «врага». Остатки «съеденного» патогена фагоцит выбрасывает обратно на свою поверхность, после чего «переваренные» вещества проникают в лимфу и выводятся из организма. Правда, в некоторых случаях фагоциты оказываются беспомощными перед «врагом». Такое обычно случается, когда патоген оказывается в месте, к которому фагоциты не способны добраться. Также некоторые «враги» могут продуцировать химические вещества, которые не дают фагоциту приблизиться к непрошенному гостю. Кроме того, иногда фагоцитарные клетки могут терять «работоспособность» из-за нарушений в иммунной системе.
МОНОЦИТЫ Мононуклеарные фагоциты, или моноциты, представляют собой разновидность лейкоцитов (белых кровяных клеток). От общего количества лейкоцитов они составляют от 3% до 8%. Их главная задача в организме – защищать кровь от патогенов. Но одним лишь уничтожением вредоносных микроорганизмов их роль не ограничивается. Если объяснять простым языком, то, помимо всего, моноциты для организма также являются неким информатором о том, что в кровь проник патоген. То есть как только моноцит обнаруживает в крови подозрительный объект, все остальные представители иммунной системы получают об этом известие и переходят, так сказать, в состояние полной боевой готовности. В кровоток моноциты попадают из костного мозга, который их и синтезирует. Эти клетки довольно быстро передвигаются и в сосудах остаются всего лишь от 24 до 48 часов, после чего проникают в другие ткани и превращаются в макрофаги. Концентрация моноцитов в крови варьируется зависимо от возраста человека. Когда их количество завышено, это может быть признаком: бактериальной, вирусной или грибковой инфекции; лимфомы Ходжкина; язвенного колита; наличия опухоли; алкогольного повреждения печени; множественной миеломы; болезни Крона. Недостаточное количество клеток из этой группы может быть связано с иммунными расстройствами – как врожденными, так и приобретенными (например, СПИД, атрофия костного мозга).
МАКРОФАГИ Макрофаги – это также мононуклеарные клетки. В обычных условиях, когда организму ничто не угрожает, они не проявляют никакой активности. Но как только в организме начинается воспаление, макрофаги немедля перемещаются в его очаг. Там эти клетки уничтожают бактерии, а также органические и неорганические частицы, ставшие причиной воспаления. Кстати, гной, который образуется в месте воспаления, это погибшие лейкоциты, в том числе и макрофаги.
НЕЙТРОФИЛЫ Нейтрофилы, как и моноциты, являются представителями группы клеток-лейкоцитов. В кровотоке на долю нейтрофилов приходится от 50% до 75% всех лейкоцитов. Продолжительность жизни каждой клетки из этой группы – около 5 суток, затем на смену отмершим приходят новые. Их основная задача – предотвратить развитие инфекции. Когда в организме все нормально, эти клетки живут в крови. Но как только они получают сигнал об опасности на каком-либо участке тела, им достаточно 30 минут для того, чтобы добраться до места проблемы. Оказавшись в эпицентре, они определяют патоген и поглощают его. Как и макрофаги, после выполнения своей миссии нейтрофилы гибнут и становятся частью гноя. Современные лабораторные методы позволяют в точности определить количество нейтрофилов в организме. Если количество клеток ниже нормы, у человека можно заподозрить такие болезни как: лейкоз; анемию (злокачественную или гемолитическую); тяжелую бактериальную или вирусную инфекцию; инфекционные заболевания печени; гипертиреоз; акромегалию (чрезмерное продуцирование соматотропина – гормона роста); аутоиммунные заболевания (например, ревматоидный артрит), на фоне которых повреждаются лейкоциты или клетки костного мозга – в таком случае организм производит белки-антитела к нейтрофилам; гиперспленизм (увеличение селезенки); синдром Фелти; синдром Чедиака-Хигаси; дефицит витаминов группы B (в основном B12 и B9). Дефицит нейтрофилов также может быть вызван приемом некоторых лекарств, например, антибиотиков или диуретиков. Снижение лейкоцитов, в том числе и нейтрофилов, случается у пациентов онкологических отделений, проходящих лучевую или химиотерапию. Тревожный признак, если количество нейтрофилов в организме существенно превышает норму. Это может указывать на следующие болезни: лейкоз; гемолитическую анемию; рак; воспаление или острую инфекцию; общий или местный некроз тканей (например, инфаркт миокарда); острое кровотечение; подагру; уремию; гиперактивность коры надпочечников; синдром Кушинга (избыточное производство гормона кортизола).
ТУЧНЫЕ КЛЕТКИ (ЛАБРОЦИТЫ) Главная задача лаброцитов – активизировать воспалительные реакции в организме, ведь именно они являются сигналом для макрофагов, нейтрофилов и других фагоцитов, которые должны защитить организм от патогена-агрессора. Любое воспаление – это своеобразная команда к действию для всех присутствующих в организме фагоцитов. То есть лаброциты повышают активность разных групп фагоцитарных клеток и выполняют незаменимые функции, от которых зависит работа всей иммунной системы. Но сами тучные клетки также не лишены фагоцитарной активности. Они, как правило, специализируются на грамотрицательных бактериях.
ФУНКЦИИ ФАГОЦИТОВ Фагоциты – незаменимое звено иммунной системы. Анализируя главные характеристики разных типов фагоцитарных клеток, можно решить, что их основная задача – защищать от инфекции. Но это далеко не единственная их функция. Они «пожирают» (процесс фагоцитоза) твердые частицы, которые в человеческом организме являются патогенными, очищают кровь, поддерживают здоровье внутренних органов и выполняют еще множество полезных функций.
1. ЗАЩИТА ОТ ИНОРОДНЫХ ТЕЛ Чтоб понять, как фагоциты выполняют эту функцию, достаточно вспомнить, что происходит, когда в тело вонзается заноза. Если ее сразу не удалить, то место вокруг инородного тела воспаляется и нагнаивается, а через некоторое время гной вместе с занозой вырывается наружу. Гной, как мы уже знаем, это отмершие фагоциты, которые таким образом создали ограждение для грязи и инородного тела от здоровой ткани организма.
2. ЗАЩИТА ОТ ОПУХОЛЕЙ В наше время ученым уже точно известно, что практически каждую минуту на разных участках человеческого тела происходят сбои, в результате которых клетки начинают неправильно делиться и перерождаются в злокачественные. Если этот процесс не остановить, образуются раковые опухоли. Но если организм здоров и иммунная система работает правильно, фагоциты немедленно отыскивают перерожденные клетки и уничтожают их, предотвращая таким образом онкологические заболевания.
3. ПОДДЕРЖАНИЕ АПОПТОЗА В среднем организм взрослого человека – это примерно 100 триллионов клеток. Некоторые могут жить не больше 1-2 суток, другие – и по несколько лет. Но в любом случае ежедневно 70 миллиардов клеток гибнет. Куда они деваются? Их «пожирают» макрофаги. Когда любая клетка гибнет, от нее исходят некие вещества, которые притягивают фагоцитов. Вот они и уничтожают старые клетки и тем самым освобождают место для новых. Этот процесс называется апоптозом.
4. ЗАЩИТА ОТ БОЛЕЗНЕЙ Фагоцитарные образования способны предотвращать заболевания, не связанные с инфекцией, опухолью или другими причинами, которые могут быть интересны для фагоцитов. Взять к примеру атеросклероз. Активность макрофагов помогает замедлить процесс развития этой болезни. Когда холестерин проникает под внутреннюю выстилку сосудов, макрофаги «поедают» частицы жира и вместо него образуются так называемые пенистые клетки. Но фагоцитарные клетки не способны полностью уничтожать липиды, поэтому холестериновые бляшки продолжают образовываться на стенках сосудов, хотя в некоторых случаях и несколько медленнее.
5. ПОДДЕРЖАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИММУНИТЕТА Фагоцитарные клетки обладают способностью стимулировать активность друг друга, а также других агентов иммунной системы. Кроме того, фагоциты выделяют специфические вещества, которые влияют на костный мозг, а тот продуцирует еще больше клеток иммунной системы.
6. СПОСОБСТВУЮТ ВОССТАНОВЛЕНИЮ ТКАНЕЙ Фагоциты могут не только «пожирать», они также принимают участие и в формировании тканей. Так, если на любом участке тела появляется серьезное повреждение, фагоциты способствую образованию рубцовых клеток (фибробластов). В результате в месте повреждения появляется «латка» в виде рубца. Этот процесс происходит не только при внешних повреждениях кожи. Фибробласты незаменимы для рубцевания язвы органов ЖКТ и заживления миокарда в постинфарктный период.
