マクロファージ細胞: 発生、分布、機能、疾患。 食作用と食作用活性の決定 植物物質はマクロファージの活性化因子である

マクロファージは多面的で遍在しています

130年前、ロシアの素晴らしい研究者I.I. メチニコフはメッシーナ海峡のヒトデの幼生で実験を行った 驚くべき発見これは、将来のノーベル賞受賞者の人生を根本的に変えただけでなく、免疫システムについての当時の考えをひっくり返しました。

科学者は、幼虫の透明な体にピンク色のとげを刺したところ、その破片が大きなアメーバ様の細胞に囲まれて攻撃されていることを発見した。 そして、もし異物が小さければ、メチニコフが(ギリシャ語で貪食者に由来して)食細胞と呼んだこれらのさまよう細胞は、異物を完全に吸収することができます。

長年にわたり、食細胞は体内で「迅速な反応部隊」の機能を果たしていると考えられていました。 しかし、研究 近年これらの細胞は、その膨大な機能的可塑性により、正常時と病態の両方で、多くの代謝、免疫学的、炎症過程の「天候を決定する」ことを示しました。 このため、食細胞は、多くの重篤なヒト疾患の治療戦略を開発する際の有望な標的となります。

微小環境に応じて、組織マクロファージはさまざまな特殊な機能を実行できます。 たとえば、骨組織のマクロファージ、つまり破骨細胞も骨からカルシウムヒドロキシアパタイトを除去します。 この機能が不十分な場合、大理石病が発症します。骨は過度に圧縮され、同時にもろくなります。

しかし、おそらくマクロファージの最も驚くべき特性は、その巨大な可塑性、つまり転写プログラム (特定の遺伝子を「オンにする」) とその外観 (表現型) を変更する能力であることが判明しました。 この特徴の結果は、マクロファージの細胞集団の高い不均一性です。その中には宿主生物を防御する「攻撃的な」細胞だけが存在するわけではありません。 だけでなく、損傷した組織の「平和的な」修復プロセスを担う「極性」機能を持つ細胞でもあります。

脂質の「アンテナ」

マクロファージは、遺伝物質の異常な組織、いわゆるオープンクロマチンのおかげで、その潜在的な「さまざまな顔」を持っています。 この細胞ゲノム構造の研究が不完全な変異体により、さまざまな刺激に応答して遺伝子発現 (活性) レベルが急速に変化します。

マクロファージによる特定の機能の実行は、マクロファージが受け取る刺激の性質に依存します。 刺激が「異物」であると認識されると、「異物」を破壊することを目的としたマクロファージの遺伝子(およびそれに応じて機能)の活性化が起こります。 しかし、マクロファージは、この免疫細胞が代謝の組織化と調節に参加するよう誘導する、身体自体のシグナル伝達分子によっても活性化されます。 したがって、「平時」の状況、つまり病原体が存在せず、その結果として生じる病原体が存在しない状況では、 炎症過程、マクロファージは、脂質とグルコースの代謝、および脂肪組織細胞の分化を担う遺伝子の発現の制御に関与しています。

マクロファージの働きの相互に排他的な「平和」方向と「軍事」方向の間の統合は、制御タンパク質の特別なグループである細胞核内の受容体の活性を変化させることによって行われます。

これらの核内受容体の中で、いわゆる脂質センサー、すなわち脂質(例えば、酸化脂肪酸またはコレステロール誘導体)と相互作用できるタンパク質について特に言及する必要がある(Smirnov、2009)。 マクロファージにおけるこれらの脂質感知制御タンパク質の破壊は、全身性代謝障害を引き起こす可能性があります。 たとえば、PPAR-ガンマと呼ばれるこれらの核内受容体の 1 つであるマクロファージの欠損は、2 型糖尿病の発症や、体全体の脂質と炭水化物の代謝の不均衡を引き起こします。

細胞の変態

マクロファージの不均一なコミュニティでは、その基本的な機能を決定する基本的な特性に基づいて、マクロファージ M1、M2、および Mox の 3 つの主要な細胞部分集団が区別されます。マクロファージは、それぞれ炎症、損傷組織の修復、および損傷のプロセスに関与します。酸化ストレスから体を守ります。

「古典的な」M1 マクロファージは、細胞表面にある特別な受容体を使用して感染因子を認識した後に引き起こされる細胞内シグナルのカスケードの影響下で、前駆細胞 (単球) から形成されます。

M1「食べる人」の形成は、100を超えるタンパク質、いわゆる炎症因子の合成の活性化を伴う、ゲノムの強力な活性化の結果として起こります。 これらには、酸素フリーラジカルの生成を促進する酵素が含まれます。 他の細胞を炎症部位に引き寄せるタンパク質 免疫系、細菌の膜を破壊する可能性のあるタンパク質も同様です。 炎症性サイトカインは、免疫細胞を活性化し、炎症を引き起こす性質を持つ物質です。 有毒な影響残りの細胞環境に。 細胞内で食作用が活性化され、マクロファージは邪魔になるものすべてを積極的に破壊して消化し始めます (Shvarts、Svistelnik、2012)。 このようにして炎症の焦点が現れます。

しかし、すでに炎症過程の初期段階で、M1マクロファージは抗炎症物質、つまり低分子量の脂質分子を積極的に分泌し始めます。 これらの「第 2 層」シグナルは、炎症部位に到着する新しい「新入」単球の上記の脂質センサーを活性化し始めます。 一連の出来事が細胞内で引き起こされ、その結果、活性化シグナルがDNAの特定の調節セクションに送られ、代謝の調和を担う遺伝子の発現が強化され、同時に「炎症誘発性」物質の活性が抑制されます。 (つまり、炎症を引き起こす)遺伝子(Dushkin、2012)。

したがって、代替活性化の結果として、M2 マクロファージが形成され、炎症過程を完了させ、組織修復を促進します。 M2 マクロファージ集団は、その専門分野に応じて次のグループに分類できます。 獲得免疫応答に関与する細胞、および死んだ組織の結合組織への置換に寄与する因子を分泌するマクロファージ。

マクロファージの別のグループであるモスは、フリーラジカルによる組織損傷のリスクが高まる、いわゆる酸化ストレスの条件下で形成されます。 たとえば、コケはアテローム性動脈硬化症プラーク内のすべてのマクロファージの約 3 分の 1 を構成します。 これらの免疫細胞は、損傷因子自体に耐性があるだけでなく、体の抗酸化防御にも関与しています (Gui ., 2012).

泡状の神風

マクロファージの最も興味深い変態の 1 つは、いわゆる泡沫細胞への変化です。 このような細胞はアテローム性動脈硬化症のプラークで見つかり、顕微鏡で見ると石鹸の泡に似ているというその特殊な外観にちなんでその名前が付けられました。 本質的に、泡沫細胞は同じ M1 マクロファージですが、主にコレステロールと脂肪酸の水不溶性化合物からなる脂肪性封入体で溢れています。

壁の中に泡沫細胞が形成されているという仮説が提唱され、一般に受け入れられるようになりました。 アテローム性動脈硬化の血管「悪玉」コレステロールを運ぶマクロファージによる低密度リポタンパク質の制御されない吸収の結果として起こります。 しかし、その後、マクロファージにおける脂質の蓄積と、いくつかの脂質の合成速度の劇的な(数十倍!)増加が、低密度リポタンパク質の関与なしに、炎症だけによって実験的に引き起こされることが発見されました(ダシュキン、2012)。

この仮説は臨床観察によって確認されました。マクロファージの泡沫細胞への変化は、関節リウマチを伴う関節、糖尿病を伴う脂肪組織、急性および慢性不全を伴う腎臓など、炎症性のさまざまな病気で起こることが判明しました。 、脳組織内 - 脳炎を伴う。 しかし、炎症中のマクロファージが脂質で満たされた細胞に変化する仕組みと理由を理解するには、約20年の研究が必要でした。

M1 マクロファージにおける炎症促進性シグナル伝達経路の活性化は、通常の条件下で脂質代謝を制御し正常化する同じ脂質センサーの「スイッチをオフ」につながることが判明しました (Dushkin、2012)。 それらが「オフ」になると、細胞は脂質を蓄積し始めます。 同時に、結果として生じる脂質封入体は、まったく受動的な脂肪貯蔵庫ではありません。その組成物に含まれる脂質は、炎症性シグナル伝達カスケードを強化する能力を持っています。 これらすべての劇的な変化の主な目的は、あらゆる手段を使って活性化し、強化することです。 保護機能マクロファージは、「見知らぬ人」を破壊することを目的としています(Melo、Drorak、2012)。

しかし、高レベルのコレステロールと脂肪酸は泡沫細胞に代償をもたらします。これらはアポトーシス、つまりプログラムされた細胞死を通じて泡沫細胞の死を刺激します。 このような「運命にある」細胞の膜の外表面にはリン脂質のホスファチジルセリンが見られますが、これは通常細胞の内側に位置しており、その外側の外観は一種の「死の鐘」です。 これは、M2 マクロファージが感知する「私を食べてください」という信号です。 アポトーシスを起こした泡沫細胞を吸収することにより、泡沫細胞は炎症の最終段階である回復段階のメディエーターを積極的に分泌し始めます。

薬理学的標的

典型的な病理学的プロセスとしての炎症と、その炎症におけるマクロファージの主要な関与は、原虫や細菌からウイルスに至るまで、さまざまな病理学的因子によって引き起こされる感染症(クラミジア感染症、結核、リーシュマニア症、トリパノソーマ症など)の主に程度の差はあれ重要な要素である。同時に、マクロファージは、上で述べたように、いわゆる代謝性疾患、つまりアテローム性動脈硬化(主な原因)の発症において、主導的ではないにしても重要な役割を果たしています。 心血管疾患)、糖尿病、神経変性脳疾患(アルツハイマー病およびパーキンソン病、脳卒中および外傷性脳損傷の結果)、関節リウマチ、および癌。

さまざまなマクロファージ表現型の形成における脂質センサーの役割に関する現代の知識により、さまざまな疾患においてこれらの細胞を制御する戦略を開発することが可能になりました。

したがって、進化の過程で、クラミジア桿菌と結核菌は、それらにとって危険ではないマクロファージの別の(M2での)活性化を刺激するために、マクロファージの脂質センサーを利用することを学習したことが判明した。 このおかげで、マクロファージに吸収された結核菌は、バターの中のチーズのように脂質包含物の中を泳ぎながら、静かに放出を待ち、マクロファージの死後、死んだ細胞の内容物を餌として増殖することができる(メロ、ドロラック、2012)。

この場合、脂質センサーの合成活性化剤を使用すると、脂肪封入体の形成を防ぎ、したがってマクロファージの「泡状」変化を防ぐことができ、感染性病原体の増殖を抑制し、生存率を低下させることが可能です。 による 少なくとも動物実験では、脂質センサーのいずれかの刺激剤または脂肪酸合成の阻害剤を使用して、結核菌によるマウスの肺の汚染を大幅に減らすことがすでに可能でした(Lugo-Villarino) ., 2012).

別の例としては、心筋梗塞、脳卒中、壊疽などの疾患が挙げられます。 下肢これは、アテローム性動脈硬化症の最も危険な合併症で、いわゆる不安定なアテローム性動脈硬化プラークの破裂によって引き起こされ、即時の血栓の形成と血管の閉塞を伴います。

このような不安定なアテローム性動脈硬化性プラークの形成は、プラークのコラーゲンコーティングを溶解する酵素を産生する M1 マクロファージ/泡沫細胞によって促進されます。 この場合、最も効果的な治療戦略は、不安定なプラークを安定したコラーゲン豊富なプラークに変換することであり、これには「攻撃的な」M1 マクロファージを「平静化された」M2 マクロファージに変換する必要があります。

実験データは、マクロファージのそのような修飾は、マクロファージ内の炎症促進因子の産生を抑制することによって達成できることを示しています。 このような特性は、インドの有名なスパイスであるターメリックの根に含まれるバイオフラボノイドであるクルクミンなどの天然物質だけでなく、脂質センサーの多くの合成活性化剤にも備わっています。

マクロファージのこのような形質転換は、神経変性脳疾患の治療だけでなく、肥満や2型糖尿病(脂肪組織内のほとんどのマクロファージはM1表現型を有する)にも関連していることを付け加えるべきである。 後者の場合、マクロファージの「古典的な」活性化が脳組織で起こり、神経細胞の損傷と有毒物質の蓄積につながります。 M1 攻撃者を、生物学的「ゴミ」を破壊する平和的な M2 および Mox 用務員に変えることが、近いうちにこれらの病気の治療における主要な戦略となる可能性があります (Walace, 2012)。

細胞の癌性変性は炎症と密接に関連しています。たとえば、人間の肝臓の腫瘍の 90% が感染性毒性肝炎の結果として発生すると考える十分な理由があります。 そこで、予防を目的として、 がん疾患 M1 マクロファージの集団を制御する必要があります。

ただし、すべてがそれほど単純ではありません。 したがって、すでに形成された腫瘍では、マクロファージは主に M2 状態の兆候を獲得し、腫瘍自体の生存、再生、および拡散を促進します。 がん細胞。 さらに、そのようなマクロファージはリンパ球の抗がん免疫応答を抑制し始めます。 したがって、すでに形成された腫瘍の治療のために、マクロファージにおける古典的な M1 活性化の刺激兆候に基づいて、別の戦略が開発されています (Solinas) ., 2009).

このアプローチの一例は、ロシア医学アカデミーのシベリア支部のノボシビルスク臨床免疫学研究所で開発された技術である。この技術では、がん患者の血液から得られたマクロファージが、興奮剤ザイモサンの存在下で培養され、ザイモサンが蓄積する。細胞の中で。 次に、マクロファージが腫瘍に注射され、そこでザイモサンが放出され、「腫瘍」マクロファージの古典的な活性化が刺激され始めます。

今日、マクロファージの変態を引き起こす化合物には、顕著なアテローム保護作用、抗糖尿病作用、神経保護作用があり、また、糖尿病の際に組織を保護することがますます明らかになりつつあります。 自己免疫疾患そして関節リウマチ。 しかし、現在現役の医師が保有している薬剤、フィブラート系薬剤やチアゾリドン誘導体は、これらの重篤な疾患における死亡率を低下させるものの、重篤な副作用も伴います。

こうした状況は、化学者や薬学者に、安全で安全な製品を作り出す意欲を刺激します。 効果的な類似体。 海外では、米国、中国、スイス、イスラエルでは、合成および天然由来の同様の化合物を対象とした高額の費用をかけた臨床試験がすでに実施されている。 財政難にもかかわらず、ノボシビルスクを含むロシアの研究者もこの問題の解決に貢献している。

それで、ノボシビルスクの化学科で 州立大学 Mox 食細胞の形成を刺激する安全な化合物 TS-13 が得られました。これは、顕著な抗炎症効果があり、パーキンソン病の実験モデルにおいて神経保護効果があります (Dyubchenko et al., 2006; Zenkov et al., 2009) )。

ノボシビルスク有機化学研究所にて。 N. N. ヴォロジツォフ SB RAS は、複数の因子に一度に作用する安全な抗糖尿病薬および抗アテローム性動脈硬化薬を開発しました。そのおかげで、「攻撃的な」M1 マクロファージが「平和的な」M2 マクロファージに変わります(ディカロフ) .、2011)。 にも大きな関心が寄せられています ハーブ製剤、化学研究所で開発されたメカノケミカル技術を使用してブドウ、ブルーベリー、その他の植物から得られます。 固体および機械化学 SB RAS (Dushkin、2010)。

国家からの財政支援の助けにより、近い将来、マクロファージの薬理学的および遺伝子操作のための国内手段を作成することが可能になり、そのおかげで、これらの免疫細胞を攻撃的な敵から友人に変える本当の機会が生まれるでしょう。体の健康を維持または回復するのに役立ちます。

文学

Dushkin M. I. 炎症の属性としてのマクロファージ/泡沫細胞: 形成のメカニズムと機能的役割 // Biochemistry、2012. T. 77. P. 419-432。

スミルノフ A.N. アテローム発生に関する脂質シグナル伝達 // 生化学。 2010. T. 75. pp. 899-919。

Schwartz Ya. Sh.、Svistelnik A. V. マクロファージの機能表現型と M1-M2 極性の概念。 パート 1 炎症誘発性表現型。 // 生化学。 2012. T. 77. pp. 312-329。

メチニコフは、顆粒状多形核血中白血球をマイクロファージとして分類しました。 血管、主に細菌に対して精力的な食作用を示し、(マクロファージとは対照的に)程度ははるかに低いですが、 さまざまな製品組織の腐敗。

マイクロファージの貪食活性は、膿を含む細菌で特に顕著です。

マイクロファージは、重要な色を認識しないという点でもマクロファージとは異なります。

マクロファージには、貪食された物質を消化する酵素が含まれています。 これらの酵素はリソソームと呼ばれる液胞(小胞)に含まれており、タンパク質、脂肪、炭水化物、核酸を分解することができます。

マクロファージは、無機起源の粒子だけでなく、細菌、ウイルス粒子、瀕死の細胞、毒素(細胞の破壊中に形成される、または細菌によって生成される有毒物質)を人体から浄化します。 さらに、マクロファージは、いくつかの体液性および分泌性物質を血液中に分泌します。補体要素 C2、C3、C4、リゾチーム、インターフェロン、インターロイキン-1、プロスタグランジン、α-マクログロブリン、免疫応答を調節するモノカイン、細胞物質に対して有毒なサイトキシンなどです。 。

マクロファージは、抗原性の異物を認識するための微妙なメカニズムを備えています。 正常な赤血球に影響を与えることなく、古い赤血球と新しい赤血球を区別し、素早く吸収します。 長い間、マクロファージには「掃除屋」の役割が割り当てられてきましたが、特殊な防御システムの最初のリンクでもあります。 細胞質内の抗原を含むマクロファージは、酵素の助けを借りてそれを認識します。 約 30 分以内に抗原を溶解する物質がリソソームから放出され、その後抗原は体外に排泄されます。

抗原はマクロファージによって発現および認識され、その後リンパ球に渡されます。 好中球顆粒球 (好中球、またはマイクロファージ) も骨髄内で形成され、そこから血流に入り、そこで 6 ~ 24 時間循環します。

マクロファージとは異なり、成熟マイクロファージは、原核生物と同様に呼吸からではなく解糖からエネルギーを受け取ります。つまり、嫌気性菌となり、酸素のない領域、たとえば炎症中の浸出液中で活動を実行し、マクロファージの活動を補うことができます。 マクロファージとマイクロファージは、その表面に免疫グロブリン JgJ と補体要素 C3 の受容体を持っており、これらは食細胞が抗原を認識して細胞表面に付着するのに役立ちます。 食細胞の活動の障害は、慢性肺炎、膿皮症、骨髄炎などの再発性化膿性敗血症疾患の形で現れることが非常に多いです。

多くの感染症では、さまざまな食作用の獲得が起こります。 したがって、結核性マイコバクテリアは食作用中に破壊されません。 ブドウ球菌は食細胞による吸収を阻害します。 食細胞の活性の障害はまた、特定の食細胞酵素の欠乏により、食作用物質の分解によりマクロファージによって蓄積された物質が体から除去できないという事実に関連する慢性炎症や疾患の発症にもつながります。 食作用の病態は、食細胞と他の細胞免疫および体液性免疫システムとの相互作用の違反に関連している可能性があります。

食作用は、正常な抗体、免疫グロブリン、補体、リゾチーム、ロイキン、インターフェロン、および抗原を前処理して食細胞による捕捉と消化を容易にする他の多くの酵素と血液分泌物によって促進されます。

1970年代には、マクロファージが血液単球の分化の最終段階を表し、それが骨髄内の多能性血液幹細胞に由来するという単核食細胞系仮説が定式化されました。 しかし、2008年から2013年に実施された研究では、成体マウスの組織内のマクロファージは、その起源、数と機能を維持するメカニズムが異なる2つの集団で表されることが示されました。 最初の集団は組織、つまり常在マクロファージです。 それらは、卵黄嚢および胎児肝臓の赤骨髄球系前駆細胞(血液幹細胞とは無関係)に由来し、胚発生のさまざまな段階で組織に存在します。 常在マクロファージは組織特異的な特性を獲得し、単球の関与なしにその場での増殖を通じてその数を維持します。 長寿命の組織マクロファージには、肝臓のクッパー細胞、中枢神経系のミクログリア、肺の肺胞マクロファージ、腹腔の腹膜マクロファージ、皮膚のランゲルハンス細胞、脾臓の赤髄のマクロファージが含まれます。

2 番目の集団は、単球 (骨髄) 起源の比較的短命なマクロファージによって表されます。 組織内のそのような細胞の相対的な含有量は、その種類と生物の年齢によって異なります。 したがって、骨髄由来のマクロファージは、脳、肝臓、表皮のすべてのマクロファージの 5% 未満を占め、肺、心臓、脾臓のマクロファージの一部はわずかです (ただし、この割合は体の年齢とともに増加します)。腸粘膜の固有層のマクロファージの大部分。 単球由来のマクロファージの数は炎症中に急激に増加し、炎症が終わると正常に戻ります。

マクロファージの活性化

インビトロでは、外因性刺激の影響下でマクロファージが活性化されることがあります。 活性化には、遺伝子発現プロファイルの重大な変化と、各種類の刺激に特異的な細胞表現型の形成が伴います。 歴史的に、最初に発見されたのは、Th1/Th2 から類推して M1 および M2 と呼ばれる、2 つの大きく反対のタイプの活性化マクロファージでした。 M1 マクロファージは、転写因子 STAT1 の関与により、インターフェロン γ による前駆体の刺激により ex vivo で分化します。 M2 マクロファージは、インターロイキン 4 による刺激 (STAT6 経由) により ex vivo で分化します。

長い間、活性化マクロファージの既知のタイプは M1 と M2 のみであったため、それらの極性化に関する仮説を立てることが可能でした。 しかし、2014 年までに、M1 型にも M2 型にも該当しないマクロファージの活性化状態の全領域が存在することを示す情報が蓄積されました。 現時点では、インビトロで観察されるマクロファージの活性化状態がインビボで起こるものに対応すること、またこれらの状態が永続的であるか一時的であるかについて、説得力のある証拠はありません。

腫瘍関連マクロファージ

悪性腫瘍は、マクロファージなどの組織微小環境に影響を与えます。 血液単球は腫瘍に浸潤し、腫瘍によって分泌されるシグナル伝達分子(M-CSF、GM-CSF、IL4、IL10、TGF-β)の影響を受けて、「抗炎症」表現型を持つマクロファージに分化し、抗腫瘍を抑制します。免疫力を高め、新しい血管の形成を刺激し、腫瘍の成長と転移を促進します。

マクロファージ(単球、フォン・クッパー細胞、ランゲルハンス細胞、ヒスチオファージ、肺胞細胞など)は、さまざまな微生物や損傷した構造を効果的に捕捉し、細胞内で破壊することができます。

マイクロファージ (顆粒球: 好中球、好酸球、好塩基球、血小板、内皮細胞、ミクログリア細胞など) は程度は低いですが、微生物を捕捉して損傷する能力もあります。

食細胞では、微生物の食作用のすべての段階で、酸素依存性と酸素非依存性の両方の殺菌システムが活性化されます。

食細胞の酸素依存性殺菌システムの主成分は、ミエロペルオキシダーゼ、カタラーゼ、および活性酸素種 (一重項酸素 - O2、スーパーオキシドラジカル - O2、ヒドロキシルラジカル - OH、過酸化水素 - H2O2) です。

食細胞の酸素非依存性殺菌システムの主成分は、リゾチーム (ムラミダーゼ)、ラクトフェリン、カチオン性タンパク質、H+ イオン (アシドーシス)、リソソーム加水分解酵素です。

3. 体液性の殺菌因子および静菌因子:

リゾチームは、グラム陽性菌の壁にあるペプチドグリカンのムラミン酸を破壊し、浸透圧溶解を引き起こします。

ラクトフェリンは微生物の鉄の代謝を変化させ、微生物のライフサイクルを混乱させ、多くの場合死に至らしめます。

- (3-リジンはほとんどのグラム陽性菌に対して殺菌作用があります。

補体因子はオプソニン作用を持ち、微生物の食作用を活性化します。

インターフェロン系 (特に a と y) は、明確な非特異的抗ウイルス活性を示します。

気道の粘膜の微絨毛と腺細胞の両方、ならびに対応する分泌物(痰、汗、皮脂)を分泌する皮膚の汗腺と皮脂腺の活動は、気道から一定数のさまざまな微生物を除去するのに役立ちます。体。

食作用、単細胞生物または多細胞動物の特別な細胞(食細胞)による生きた粒子および無生物の粒子の積極的な捕捉と吸収のプロセス。 F.の現象は、その進化を追跡し、主に炎症と免疫中の高等動物と人間の体の保護反応におけるこのプロセスの役割を明らかにしたI.I.メチニコフによって発見されました。 F. は創傷治癒において重要な役割を果たします。 粒子を捕捉して消化する能力は、原始的な生物の栄養の基礎となっています。 進化の過程で、この能力は徐々に個々の特殊な細胞、最初は消化細胞、次に特別な結合組織細胞に移されました。 ヒトおよび哺乳動物において、活性食細胞は血液および細網内皮系の細胞の好中球(マイクロファージ、または特殊な白血球)であり、活性マクロファージに変化することができます。 好中球は小さな粒子(細菌など)を貪食し、マクロファージは大きな粒子(死細胞、その核または断片など)を吸収することができます。 マクロファージは、負に帯電した染料やコロイド状物質の粒子を蓄積することもできます。 小さなコロイド粒子の吸収は、超貪食またはコロイド固定と呼ばれます。

食作用はエネルギーを必要とし、主に細胞膜および細胞内小器官(リソソームを含む)の活性に関連しています。 たくさんの加水分解酵素。 F.では、いくつかの段階が区別されます。 まず、貪食された粒子が細胞膜に付着し、次に細胞膜がそれを包み込んで細胞内体、つまりファゴソームを形成します。 周囲のリソソームから加水分解酵素がファゴソームに入り、貪食された粒子を消化します。 状況に応じて、 物理的及び化学的性質後者の消化は完全である場合も不完全である場合もあります。 後者の場合、残留物が形成され、細胞内に長期間残留する可能性があります。

補体 - (古いアレキシン)、新鮮な血清に含まれるタンパク質複合体。 重要な要素動物と人間の自然免疫。 この用語は、1899 年にドイツの科学者 P. エールリッヒと J. モルゲンロートによって導入されました。 K.は、C「1」から「C」9まで指定される9つの成分から構成され、最初の成分には3つのサブユニットが含まれます。 K. を構成する 11 種類のタンパク質はすべて、免疫化学的および物理化学的方法で分離できます。 K. は、ホエイを加熱したり、長期間保存したり、光にさらしたりすると簡単に破壊されます。 K. は多くの免疫反応に関与します。細胞膜の表面で抗原 (抗原を参照) と抗体 (抗体を参照) の複合体を結合させることにより、細菌、赤血球、および処理されたその他の細胞の溶解を引き起こします。適切な抗体を使用して。 膜の破壊とその後の細胞溶解には、9 つ​​の構成要素すべてが関与する必要があります。 抗原の一部の成分には酵素活性があり、以前に抗原抗体複合体に結合した成分が次の成分の付加を触媒します。 体内では、K. は細胞溶解を引き起こさない抗原抗体反応にも関与します。 K.の作用は、病原性微生物に対する体の抵抗力と、感染時のヒスタミンの放出に関連しています。 アレルギー反応即時型、自己免疫プロセス。 医学では、缶詰の K. 製剤は、多くの感染症の血清学的診断や、抗原や抗体の検出に使用されます。

インターフェロンは、ウイルス感染に応答して、またはさまざまな誘導因子(たとえば、二本鎖 RNA、不活化ウイルスなど)の影響下でヒトまたは動物の細胞によって産生される一群の低分子量糖タンパク質であり、抗ウイルス効果があります。

インターフェロンは 3 つのクラスで表されます。

α-白血球、核血球(顆粒球、リンパ球、単球、低分化細胞)によって生成されます。

ベータ線維芽細胞 - 皮膚筋組織、結合組織、リンパ組織の細胞によって合成されます。

ガンマ免疫 - ナチュラルキラーであるマクロファージと協力して T リンパ球によって生成されます。

抗ウイルス効果は、インターフェロンとウイルスの相互作用によって直接起こるのではなく、細胞反応によって間接的に起こります。 インターフェロンによって合成が誘導される酵素と阻害剤は、外来遺伝情報の翻訳の開始を阻止し、メッセンジャー RNA 分子を破壊します。 免疫系の細胞と相互作用することにより、それらは食作用、ナチュラルキラー細胞の活性、および主要組織適合性複合体の発現を刺激します。 インターフェロンは、B 細胞に直接作用することにより、抗体形成のプロセスを調節します。

抗原 - 細胞膜に存在し (または埋め込まれ)、免疫応答を引き起こすことができる化学分子は抗原と呼ばれます。 それらは微分型と決定型に分けられます。 分化した抗原には CD 抗原が含まれます。 主要な組織適合性複合体には、HLA (子宮赤血球抗原) が含まれます。

抗原は次のように分類されます。

毒素;

イソ抗原;

異好性抗原;

家庭用抗原;

ダンベル;

免疫原;

アジュバント;

隠れた抗原。

毒素は細菌の老廃物です。 毒素は化学的にトキソイドに変換され、その後その毒性特性は失われますが、抗原特性は保持されます。 この機能は、多くのワクチンを調製するために使用されます。

A および B アイソ抗原は、体が常に抗体 (アプロチニン) を持っているムコ多糖抗原です。

A および B アイソ抗原に対する抗体により 4 つの血液型が決定されます。

異好性抗原は以下のものに存在します。 組織細胞多くの動物では、人間の血液中には存在しません。

家庭内抗原には自己抗原が含まれており、そのほとんどは免疫系に耐性があります。

ガンテナは、抗体と特異的に反応する物質ですが、抗体の形成には寄与しません。 ガンテナは、薬物に対するアレルギー反応によって形成されます。

免疫原(ウイルスや細菌)は、可溶性抗原よりも強力です。

アジュバントは、抗原が導入されたときに免疫応答を強化する物質です。

隠れた抗原は精子である可能性があり、精巣への外傷性損傷またはおたふく風邪による変化の場合に外来タンパク質として機能する場合があります。

抗原は次のようにも分類されます。

細胞の構成要素である抗原。

細胞の構成要素ではない外部抗原。

免疫担当細胞に侵入しない自己抗原 (隠れた)。

抗原は他の基準に従っても分類されます。

免疫応答の誘発の種類別(免疫原、アレルゲン、寛容原、移植)。

異物によるもの - ヘテロ抗原および自己抗原。

関連 胸腺- T 依存性および T 非依存性。

体内の局在化による - O 抗原 (ゼロ)、熱安定性、高活性など)。

キャリア微生物の特異性 - 種、典型、変異体、グループ、段階別。

身体と抗原との相互作用はさまざまな方法で発生します。 抗原はマクロファージに浸透し、マクロファージ内で除去されます。

別のオプションを使用すると、マクロファージの表面にある受容体と接続することができます。 抗原はマクロファージの過程で抗体と反応し、リンパ球と接触することができます。

さらに、抗原はマクロファージを迂回してリンパ球表面の抗体受容体と反応したり、細胞に侵入したりする可能性があります。

抗原の作用による特定の反応は、さまざまな方法で発生します。

体液性抗体の形成を伴う(免疫芽細胞の形質細胞への形質転換中)。

感作されたリンパ球は記憶細胞に変化し、体液性抗体の形成につながります。

リンパ球はキラーリンパ球の性質を獲得します。

リンパ球のすべての受容体が抗原に関連付けられている場合、リンパ球は非応答性細胞に変わる可能性があります。

抗原は細胞に抗体を合成する能力を与えますが、これは抗原の形態、用量、体内への侵入経路に応じて異なります。

免疫の種類

免疫には、特異的免疫と非特異的免疫の 2 種類があります。

特異的免疫は本質的に個人的なものであり、人の免疫系とさまざまな微生物や抗原との接触の結果として、人の生涯を通じて形成されます。 特異的免疫は感染の記憶を保存し、再発を防ぎます。

非特異的免疫は種特異的です。つまり、同じ種のすべての代表者でほぼ同じです。 非特異的免疫は感染症との戦いを確実にする 初期段階特異的免疫がまだ形成されていないときに発症します。 非特異的免疫の状態によって、さまざまな一般的な感染症に対する人の素因が決まります。その原因物質は日和見微生物です。 免疫には、特異的なものと先天性のもの(たとえば、犬ジステンパーの原因物質に対する人)と後天的なものがあります。

自然な受動免疫。 母親からのATは、母乳とともに胎盤を介して子供に伝わります。 抗体が消費されてその数が減少するため、感染に対する短期的な防御を提供しますが、独自の免疫が形成されるまで防御を提供します。

自然な能動免疫。 抗原と接触すると独自の抗体が産生されます。 免疫記憶細胞は、最も耐久性のある、場合によっては生涯続く免疫を提供します。

受動免疫を獲得しました。 既製のAT(血清)を導入することで人工的に作られます。 免疫微生物(ジフテリア、破傷風、ヘビ毒に対する血清)。 このタイプの免疫も長くは続きません。

獲得した能動免疫。 少量の抗原がワクチンの形で体内に導入されます。 このプロセスはワクチン接種と呼ばれます。 殺された抗原または弱められた抗原が使用されます。 体は病気にはなりませんが、ATを生成します。 反復投与は頻繁に行われ、長期にわたる保護を提供する抗体のより迅速かつ長期間の産生を刺激します。

抗体の特異性。 各抗体は特定の抗原に特異的です。 これはユニークな理由によるものです 構造的組織軽鎖と重鎖の可変領域にあるアミノ酸。 アミノ酸組織は抗原の特異性ごとに異なる空間構成を持っているため、抗原が抗体と接触すると、抗原の多数の補欠分子族が抗体の同じグループの鏡像として対応します。抗体と抗原の間には強固な結合が起こります。 抗体の特異性が高く、結合部位が多数ある場合、次のことによって抗体と抗原の間に強力な接着が発生します。(1) 疎水結合。 (2) 水素結合。 (3) イオン引力。 (4) ファンデルワールス力。 抗原抗体複合体は質量作用の熱力学的法則にもに従います。

免疫系の構造と機能。

免疫系の構造。 免疫系はリンパ組織によって代表されます。 これは特殊な解剖学的に異なる組織であり、さまざまなリンパ構造の形で体中に散在しています。 リンパ組織には、胸腺、胸腺、腺、骨髄、脾臓、リンパ節(リンパ濾胞群、またはパイエル板、扁桃腺、腋窩、鼠径部、および全身に点在するその他のリンパ組織)、および血液中を循環するリンパ球が含まれます。 。 リンパ組織は、組織の骨格を構成する網様細胞と、これらの細胞の間に位置するリンパ球から構成されます。 免疫系の主な機能細胞はリンパ球であり、T リンパ球と B リンパ球およびその亜集団に分けられます。 人体のリンパ球の総数は 1012 個に達し、リンパ組織の総質量は体重の約 1 ~ 2% です。

リンパ器官は中枢(一次)と末梢(二次)に分けられます。

免疫系の機能。 免疫系は、抗原に対する特異的保護の機能を実行します。抗原は、一連の免疫試薬を使用して実行される細胞反応と体液性反応の複合体を通じて、侵入した遺伝的に外来の抗原を中和、中和、除去、破壊できるリンパ組織です。身体の外側から、または身体自体の中に形成されたもの。

抗原を中和する免疫系の特異的な機能は、抗原を含むあらゆる異物の影響に対する身体の耐性を確保することを目的とした、非特異的な性質の複雑な機構と反応によって補完されています。

血清学的反応

抗原と抗体間の in vitro 反応、または血清学的反応は、微生物学および血清学 (免疫学) 研究室でさまざまな目的で広く使用されています。

細菌性、ウイルス性、まれに他の感染症の血清診断、

分離された細菌、ウイルス、およびその他のさまざまな微生物の培養物の血清同定

血清診断は、営利企業によって製造された一連の特定の抗原を使用して行われます。 血清診断反応の結果に基づいて、疾患過程における抗体蓄積の動態と感染後またはワクチン接種後の免疫の強さが判断されます。

微生物培養物の血清同定は、同様に営利企業が製造する特定の抗血清のセットを使用して、その種類と血清型を決定するために実行されます。

各血清学的反応は、特異性と感度によって特徴付けられます。 特異性とは、抗原または抗体が、それぞれ血清に含まれる相同抗体または相同抗原とのみ反応する能力を指します。 特異性が高いほど、偽陽性と偽陰性の結果が少なくなります。

血清学的反応には、主に IgG および IgM クラスの免疫グロブリンに属する抗体が関与します。

凝集反応は、電解質溶液中の特定の抗体(凝集素)の影響下で、小球抗原(凝集原)が凝集物の塊の形で接着および沈殿するプロセスです。

1 免疫力。 免疫の種類。

免疫は、遺伝的異物である抗原から身体を守る方法であり、身体の構造的および機能的完全性である恒常性を維持および保存することを目的としています。

1. 自然免疫は、任意の抗原に対する特定の種とその個体の遺伝的に固定された遺伝的免疫であり、系統発生の過程で発達し、生物自体の生物学的特性、この抗原の特性、および特性によって決定されます。彼らの交流の様子(例:牛の疫病)

自然免疫には絶対的なものと相対的なものがあります。 たとえば、破傷風毒素に感受性のないカエルは、破傷風毒素の投与に反応して体温を上昇させる可能性があります。

種特異的免疫は、さまざまな立場から説明できますが、主に、特定の抗原と細胞または標的分子との相互作用の第一段階を提供し、病理学的プロセスの開始または細胞の活性化を決定する受容体装置の特定の種が存在しないことによって説明できます。免疫系。 たとえば、体内の酵素による抗原の急速な破壊、または体内の微生物(細菌、ウイルス)の生着および繁殖のための条件の欠如の可能性を排除することはできません。 結局のところ、これは種の遺伝的特徴、特にこの抗原に対する免疫応答遺伝子が存在しないことによるものです。

2. 獲得免疫とは、感受性の高い人体や動物などの抗原に対する免疫であり、個体発生の過程で、例えばワクチン接種の際などに体内の抗原と自然に遭遇することにより獲得されるものです。

自然獲得免疫の例人は病気の後に起こる感染症、いわゆる感染後感染に対する免疫を持っている可能性があります。

獲得免疫には能動免疫と受動免疫があります。 能動免疫は、所与の抗原に遭遇したときのプロセスにおける免疫系の積極的な関与である能動反応によるものであり(ワクチン接種後、感染後の免疫など)、受動免疫は、既製の免疫試薬を体内に導入することによって形成されます。抗原から身を守ることができる体。 このような免疫試薬には、抗体、すなわち特異的な免疫グロブリンおよび免疫血清、ならびに免疫リンパ球が含まれる。 免疫グロブリンは受動免疫に広く使用されています。

細胞性免疫、体液性免疫、細胞性免疫、体液性細胞性免疫を区別します。

細胞性免疫の例免疫における主役が細胞傷害性キラーTリンパ球である場合、移植免疫だけでなく抗腫瘍としても機能します。 感染症(破傷風、ボツリヌス症、ジフテリア)時の免疫は主に抗体によるものです。 結核では、免疫担当細胞(リンパ球、食細胞)が主導的な役割を果たし、特異的な抗体が関与します。 一部のウイルス感染症(天然痘、麻疹など)では、免疫系の細胞と同様に特定の抗体が防御の役割を果たします。

感染性および非感染性の病理学および免疫学では、抗原の性質と特性に応じた免疫の性質を明確にするために、抗毒性、抗ウイルス、抗真菌、抗菌、抗原虫、移植、抗腫瘍、およびその他の種類の用語も使用されます。免疫。

最後に、免疫状態、つまり能動免疫は、体内に抗原が存在しない場合でも、抗原が存在する場合のみでも維持または維持できます。 前者の場合、抗原は誘発因子の役割を果たし、免疫は無菌と呼ばれます。 2 番目のケースでは、免疫は無菌ではないと解釈されます。 無菌免疫の例は、不活化ワクチンの導入によるワクチン接種後の免疫であり、非無菌免疫は結核における免疫であり、体内に結核菌が存在する場合にのみ持続します。

免疫(抗原耐性)には、全身性、つまり全身性のものと、より顕著な抵抗性が観察される局所的なものがあります。 個々の臓器上気道の粘膜などの組織(そのため粘膜と呼ばれることもあります)。

2 抗原..

抗原免疫反応を引き起こす可能性のある異物または構造物です。

抗原の特徴:

免疫原性- これは免疫反応を引き起こす抗原の特性です。

抗原特異性- これは、免疫の結果として現れる抗体または感作リンパ球と選択的に反応する抗原の能力です。 決定基 (またはエピトープ) と呼ばれるその分子の特定の部分は、抗原の特異性を担っています。 抗原の特異性は、一連の決定因子によって決定されます。

抗原の分類:

名前

抗原

微粒子抗原

さまざまな細胞と大きな粒子: 細菌、真菌、原生動物、赤血球

可溶性抗原

さまざまな複雑さのタンパク質、多糖類

移植抗原

MHCによって制御される細胞表面抗原

異種抗原(異種)

種レベル(ドナーとレシピエント)でレシピエントとは異なる組織および細胞の抗原 他の種類)

同種抗原(相同)

種内レベルでレシピエントと異なる組織および細胞の抗原(ドナーとレシピエントは、同じ種の遺伝的に同一ではない個体に属している)

同系

ドナーとレシピエントは同じ近交系の動物に属します。

アイソジェニック(同種)

個人の遺伝的同一性(一卵性双生児など)

自己抗原

身体自身の細胞の抗原

アレルゲン

反応性の増加を引き起こす、食品、ほこり、植物花粉、昆虫毒の抗原

寛容原

細胞の抗原、無反応を引き起こすタンパク質

合成抗原

人工的に合成されたアミノ酸、炭水化物のポリマー

主に芳香族系の単純な化合物

胸腺 - 依存性

これらの抗原に対する特異的免疫応答の完全な発達は、T 細胞が結合した後にのみ始まります。

胸腺 - 独立した

構造的に同一のエピトープを繰り返す多糖は B 細胞を刺激します。 ヘルパーT細胞の不在下でも免疫反応を開始することができます

細菌抗原の主な種類は次のとおりです。

体細胞抗原または O 抗原 (グラム陰性菌では、特異性は LPS 多糖のデオキシ糖によって決定されます)。

鞭毛または H 抗原 (タンパク質);

表面または莢膜の K 抗原。

3 抗体 (免疫グロブリン)

抗体は、抗原に応答して生成される血清タンパク質です。 これらは血清グロブリンに属するため、免疫グロブリン (Ig) と呼ばれます。 それらを通じて、体液性タイプの免疫応答が実現されます。 抗体には 2 つの特性があります。特異性、つまり、抗体の形成を誘導した(引き起こした)抗原と類似した抗原と相互作用する能力です。 物理的および化学的構造の不均一性、特異性、形成の遺伝的決定(起源による)。 すべての免疫グロブリンは免疫性です。つまり、免疫グロブリンは免疫化および抗原との接触の結果として形成されます。 それにもかかわらず、それらはその起源に基づいて次のように分類されます。 家庭での予防接種の結果としてあらゆる体内に見られる正常(既往)抗体。 感染症の際に体内に蓄積する感染性抗体。 感染後抗体。感染症の後に体内で発見されます。 人工免疫後に生じるワクチン接種後抗体。

4つの非特異的防御因子とその特徴

1) 体液性因子 - 補体系。 補体は血清中の 26 種類のタンパク質の複合体です。 各タンパク質は、C4、C2、C3 などのラテン文字の分数として指定されます。通常の状態では、補体系は不活性状態にあります。 抗原が侵入すると、抗原抗体複合体が活性化されます。 あらゆる感​​染性炎症は補体の活性化から始まります。 補体タンパク質複合体は微生物の細胞膜に組み込まれ、細胞溶解を引き起こします。 補体は走化性活性があるため、アナフィラキシーや食作用にも関与します。 したがって、補体は微生物やその他の外来因子から体を解放することを目的とした多くの免疫分解反応の構成要素です。

2) 細胞保護因子。

食細胞。 食作用(ギリシャ語のphagos(貪食)、cytos(細胞)に由来)はI.I.メチニコフによって最初に発見され、1908年にこの発見により彼はノーベル賞を受賞しました。 食作用のメカニズムは、特別な食細胞による身体にとって異物の吸収、消化、および不活化で構成されます。 メチニコフはマクロファージとマイクロファージを食細胞として分類しました。 現在、すべての食細胞は単一の食細胞系に統合されています。 これには以下が含まれます: 前単球 - 骨髄によって生成されます。 マクロファージ - 体中に点在しています。肝臓では「クッパー細胞」、肺では「肺胞マクロファージ」、骨組織では「骨芽細胞」などと呼ばれます。食細胞の機能は非常に多様です。死にかけている細胞を除去します。体から微生物、ウイルス、真菌を吸収して不活化します。 生物学的に活性な物質(リゾチーム、補体、インターフェロン)を合成します。 免疫系の調節に関与します。

食作用のプロセス、つまり食細胞による異物の吸収は、4 つの段階で発生します。

1)食細胞の活性化と対象物への接近(走化性)。

2)接着段階 - 対象物への食細胞の接着。

3) ファゴソームの形成を伴う物体の吸収。

4) ファゴリソソームの形成と酵素を使用した対象物の消化。

5 免疫系の器官、組織、細胞

免疫系には中枢器官と末梢器官があり、そこで免疫系の細胞が発生、成熟、分化します。

免疫系の中心器官は骨髄と胸腺です。 その中で、リンパ球は造血幹細胞から、成熟した非免疫リンパ球、いわゆるナイーブリンパ球(英語のナイーブに由来)、またはバージン(英語のヴァージンに由来)に分化します。

造血骨髄は、免疫系のすべての細胞の発祥の地であり、B リンパ球の成熟 (B リンパ球生成) の場所です。

胸腺( 胸腺)は、T リンパ球の発生、つまり T リンパ球生成(再構成、つまり TcR 遺伝子の再構成、受容体発現など)に関与します。 胸腺では、T リンパ球 (CD4 および CD8) が選択され、自己抗原に対して非常に貪欲な細胞が破壊されます。 胸腺ホルモンは T リンパ球の機能成熟を完了させ、サイトカインの分泌を増加させます。 免疫系のすべての細胞の祖先は造血幹細胞です。 リンパ系幹細胞からは、T 細胞および B 細胞の前駆体が形成され、T および B リンパ球集団の供給源として機能します。 T リンパ球は、胸腺の体液性メディエーター (チモシン、チモポエクチン、チモリンなど) の影響下で胸腺内で発生します。 その後、胸腺依存性リンパ球が末梢リンパ器官に定着し、形質転換します。 T 1 - 細胞は脾臓の動脈周囲領域に局在し、放射エネルギーの作用に弱く反応し、細胞性免疫のエフェクターの前駆体です。T 2 - 細胞はリンパ節の皮質周囲領域に蓄積し、放射線感受性が高く、抗原反応性によって区別されます。

末梢リンパ器官および組織(リンパ節、咽頭輪のリンパ構造、リンパ管および脾臓)は、成熟した非免疫リンパ球と抗原提示細胞(APC)との相互作用、およびその後の抗原依存性の分化(免疫形成)の領域です。リンパ球。 このグループには以下が含まれます:皮膚関連リンパ組織)。 胃腸、呼吸器、泌尿器系の粘膜に関連するリンパ組織(孤立性濾胞、扁桃腺、パイエル板(群リンパ濾胞)など)は、小腸壁のリンパ組織です。 抗原は腸管腔から上皮細胞(M細胞)を通ってパイエル板に浸透します。

6 免疫系の T 細胞、その特徴

T リンパ球は、遅延型アレルギー反応、移植拒絶反応などの細胞性免疫反応に関与し、抗腫瘍免疫を提供します。 T リンパ球集団は、CD4 リンパ球 (T ヘルパー) と CD8 リンパ球 (細胞傷害性 T リンパ球および T サプレッサー) の 2 つの部分集団に分けられます。 さらに、ヘルパー T 細胞には Th1 と Th2 の 2 種類があります。

Tリンパ球。 Tリンパ球の特徴。 T リンパ球の表面にある分子の種類。 Tリンパ球の発生における決定的な出来事である抗原認識T細胞受容体の形成は、胸腺でのみ起こります。 あらゆる抗原を確実に認識するには、異なる特異性を持つ何百万もの抗原認識受容体が必要です。 前駆細胞の増殖および分化中の遺伝子再構成により、非常に多様な抗原認識受容体の形成が可能です。 T リンパ球が成熟すると、抗原認識受容体およびその他の分子がその表面に現れ、抗原提示細胞との相互作用を媒介します。 したがって、CD4 または CD8 分子は、T 細胞受容体とともに主要組織適合性複合体の自己分子の認識に関与します。 細胞間の接触は表面接着分子のセットによって提供され、それぞれの分子は別の細胞の表面上のリガンド分子に対応します。 一般に、T リンパ球と抗原提示細胞との相互作用は、T 細胞受容体による抗原複合体の認識に限定されず、他の対で相補的な表面「共刺激」分子の結合を伴います。 表8.2。 T リンパ球表面の分子の種類 分子 機能 抗原認識受容体:T 細胞受容体 複合体の認識と結合:抗原ペプチド + 主要組織適合性複合体の自身の分子 共受容体:CD4、CD8 の分子の結合に関与主要組織適合性複合体 接着分子 内皮細胞、抗原提示細胞、細胞外マトリックスの要素へのリンパ球の接着 共刺激分子 抗原との相互作用後の T リンパ球の活性化に関与 免疫グロブリン受容体 免疫複合体に結合 サイトカイン受容体 サイトカイン A に結合通常「分化クラスター」(CD)の通し番号で指定されるリンパ球の表面分子の組み合わせは「細胞表面表現型」と呼ばれ、個々の表面分子は細胞表面のマーカーとして機能するため「マーカー」と呼ばれます。 T リンパ球分化の特定の部分集団と段階。 たとえば、分化の後期段階では、一部の T リンパ球は CD8 分子を失い、CD4 のみを保持しますが、他の T リンパ球は CD4 を失い、CD8 を保持します。 したがって、成熟 T リンパ球の中では、CD4+ (ヘルパー T 細胞) と CD8+ (細胞傷害性 T リンパ球) が区別されます。 血液中を循環する T リンパ球の中には、CD8 マーカーを持つ細胞の約 2 倍の CD4 マーカーを持つ細胞が存在します。 成熟した T リンパ球は、その表面にさまざまなサイトカインの受容体と免疫グロブリンの受容体を持っています (表 8.2)。 T 細胞受容体が抗原を認識すると、T リンパ球はエフェクター細胞、つまり保護効果または損傷効果に直接関与できる細胞に向かう活性化、増殖、分化シグナルを受け取ります。 これを達成するために、接着分子と共刺激分子、およびサイトカインの受容体の数がそれらの表面で急激に増加します。 活性化された T リンパ球は、マクロファージ、他の T リンパ球、および B リンパ球を活性化するサイトカインの産生および分泌を開始します。 感染が完了すると、対応するクローンの T エフェクターの産生、分化、活性化が促進され、追加の活性化シグナルを受け取らないため、数日以内に 90% のエフェクター細胞が死滅します。 長寿命の記憶細胞は体内に残り、特異性に対応する受容体を保持しており、同じ抗原との繰り返しの遭遇に対して増殖と活性化によって応答することができます。

7 免疫系の B 細胞、その特徴

Bリンパ球リンパ球全体の約 15 ~ 18% を占めます。 末梢血。 特定の抗原を認識した後、これらの細胞は増殖して分化し、形質細胞に変化します。 形質細胞は、溶解した状態の B リンパ球に対する独自の受容体である抗体 (免疫グロブリン Ig) を大量に産生します。 免疫グロブリン Ig (単量体) の主成分は、2 つの重鎖と 2 つの軽鎖で構成されます。 免疫グロブリンの基本的な違いは重鎖の構造であり、5 種類(γ、α、μ、δ、ε)で表されます。

8. マクロファージ

マクロファージは、単球から形成される大きな細胞であり、直接的な食作用に加えて、食作用が可能です。

マクロファージは免疫応答の複雑なプロセスに参加し、リンパ球や他の免疫細胞を刺激します。

実際、単球は血管床から出て組織に侵入するとマクロファージになります。

組織の種類に応じて、次の種類のマクロファージが区別されます。

組織球は結合組織マクロファージです。 細網内皮系の構成要素。

クッパー細胞 - 肝臓の内皮星細胞。

肺胞マクロファージ - それ以外の場合、塵細胞。 肺胞にあります。

類上皮細胞は肉芽腫の構成要素です。

破骨細胞は、骨吸収に関与する多核細胞です。

ミクログリアは、ニューロンを破壊し、感染性病原体を吸収する中枢神経系の細胞です。

脾臓のマクロファージ

マクロファージの機能には、食作用、抗原プロセシング、サイトカインとの相互作用が含まれます。

非免疫性食作用: マクロファージは異物、微生物、破片を貪食することができます。

免疫反応を引き起こすことなく、細胞に直接ダメージを与えます。 抗原の「処理」:

マクロファージは抗原を「処理」し、必要な形式で B および T リンパ球に提示します。

サイトカインとの相互作用: マクロファージは、T リンパ球によって生成されるサイトカインと相互作用します。

特定の有害物質から体を守るため。

9. 免疫応答における細胞の協力.

パトロールマクロファージは、血液中の外来タンパク質(細胞)を発見し、それをヘルパーT細胞に提示します。

(起こる 処理銀マクロファージ)。 ヘルパーT細胞は抗原情報をBリンパ球に伝達し、

それらは急激に変化して増殖し始め、必要な免疫グロブリンを放出します。

少数のヘルパー T 細胞 (誘導因子) がマクロファージを刺激し、マクロファージが生産を開始します。

インターロイキン – T-ヘルパーの主要部分のアクティベーター。 興奮した彼らが順番に発表する

一般動員、精力的にハイライトを開始 インターロイキン II(リンホカイン)、それが増殖を加速し、

TヘルパーとTキラー。 後者は、これらのタンパク質決定基に特化した特別な受容体を持っています。

パトロール中のマクロファージによって提示されました。

キラーT細胞は標的細胞に突進し破壊します。 同時にインターロイキンⅡも

B リンパ球の成長と成熟を促進し、形質細胞に変わります。

同じインターロイキン II が T サプレッサーに命を吹き込み、免疫応答の全体的な反応を終了させます。

リンホカインの合成を停止します。 免疫細胞の増殖は止まりますが、記憶リンパ球は残ります。

10.アレルギー

抗原性のある物質に対する病原性生物の感受性が特異的に増加すること。

分類:

1. 即時型過敏症反応: 抗ヒスタミン薬による治療が関与します。 疾患 - アトピー性気管支喘息、蕁麻疹。

2. 遅延型過敏反応: 4 ~ 6 時間後、1 ~ 2 日以内に症状が増加します。血清中には抗体はありませんが、受容体の助けを借りて抗原を認識できるリンパ球が存在します。 病気 - 細菌性アレルギー。 、接触皮膚炎、移植拒絶反応。

ゼリーとキューブの4種類の反応:

タイプ 1 アナフィラキシー反応: 体内に侵入した抗原と抗体との相互作用によって引き起こされます ( IgE)、表面に定着 肥満細胞これらの標的細胞が活性化され、そこから生理活性物質(ヒスタミン、セロトニン)が放出されることで、アナフィラキシーやアトピー性気管支喘息が発症します。

タイプ 2 細胞傷害性: 血液中を循環する抗体が細胞膜に固定された抗原と相互作用し、その結果、細胞が損傷し、自己免疫性溶血性貧血、つまり新生児の溶血性疾患が発生します。

免疫複合体のタイプ 3 反応: 循環する抗体が循環する抗原と相互作用し、結果として生じる複合体が毛細血管の壁に付着し、毎日の注射による血清酔いを引き起こします。

タイプ 4 細胞媒介免疫反応: 抗体の存在には依存しませんが、胸腺依存性リンパ球の反応に関連しており、移植、細菌性アレルギーを引き起こします。

タイプ 5 抗受容体: 抗体は細胞膜上のホルモン受容体と相互作用し、細胞の活性化 (甲状腺ホルモンの増加) を引き起こします。

11.免疫不全

免疫不全とは、ある程度の免疫不全または喪失です。 正常な機能遺伝的またはその他の種類の損傷の結果として生じる体の免疫システム。 遺伝子分析により、染色体の欠失や点突然変異から転写および翻訳プロセスの変化に至るまで、免疫不全におけるさまざまな染色体異常が明らかになります。

免疫不全状態

多くの病理学的過程を伴います。 免疫不全の一般的に受け入れられている単一の分類はありません。 多くの著者は免疫不全を「一次性」と「二次性」に分類しています。 先天性免疫不全症は遺伝的欠陥に基づいています。 染色体の異常、主に 14 番目、18 番目、20 番目の染色体が最も重要です。

どのエフェクターリンクが免疫不全症の発症につながったかに応じて、身体の抵抗力の特異的リンクと非特異的リンクの欠損を区別する必要があります。

先天性免疫不全状態

A. 特定のリンクの免疫不全:

T細胞欠損症:

さまざまな免疫不全。

Ir 遺伝子に対する選択的免疫不全。

B細胞欠損症:

複合免疫不全症:

選択的欠陥:

B. 非特異的免疫不全

リゾチーム欠乏症。

補体系の欠損:

食作用の欠損。

続発性免疫不全症

免疫系の病気。

全身性障害 骨髄.

感染症。

代謝障害と中毒。

外因性の影響。

加齢による免疫不全。

HIV感染症。 ヒト免疫不全ウイルス(HIV)の原因 感染免疫系ウイルスの一次損傷によって媒介され、明るい

顕著な二次性免疫不全症。日和見感染によって引き起こされる病気の発症を引き起こします。

HIV はリンパ組織、特にヘルパー T 細胞に対して親和性があります。 患者の HIV ウイルスは血液、唾液、精液中に存在します。 したがって、そのような血液の輸血、性行為、または垂直感染によって感染する可能性があります。

エイズにおける免疫応答の細胞および体液性成分の障害は、次のような特徴があることに注意してください。

a) 減少 総数 TヘルパーによるTリンパ球

b) Tリンパ球の機能の低下、

c) Bリンパ球の機能活性を増加させる、

d) 免疫複合体の数の増加、

k) ナチュラルキラー細胞の細胞傷害活性の低下、

f) 走化性の減少、マクロファージの細胞毒性、IL-1 の産生の減少。

免疫疾患には、αインターフェロンの増加、抗リンパ球抗体、抑制因子の出現、血清中のチモシンの減少、およびβ2-ミクログロブリンレベルの増加が伴います。

この病気の原因物質はヒトTリンパ球ウイルスです

このような微生物は通常、皮膚や粘膜に生息しており、常在微生物叢と呼ばれます。 この病気には段階的な特徴があります。 顕著な臨床症状が現れる期間は、後天性免疫不全症候群(AIDS)と呼ばれます。

マクロファージ - 彼らはどのような生き物ですか? それともフォーメーション? それらは私たちの体の中で何を担っているのでしょうか? これらの質問と同様の質問の多くについては、記事内で回答します。

一般情報

単核食細胞 (またはマクロファージ) は、食作用が可能な長命の細胞のグループです。 それらは、好中球に類似するかなりの数の共通の機能を持っています。 マクロファージは、複雑な炎症反応や免疫反応にも積極的に関与しており、分泌細胞として機能します。 それらはどのように機能するのでしょうか? マクロファージは、好中球と同様に、透析によって血管床を離れ、血液中を循環するという独自の経路をたどり始めます。 しかし、それらは生地に送られます。 この後、単球→マクロファージの変換が起こります。 そして、到着場所ではすでに、解剖学的位置に応じて特定の機能を実行します。 これは肝臓、肺、骨髄、脾臓に当てはまります。 彼らは血液から有害な粒子や微生物を除去することに従事します。 彼らは何に「変身」できるのでしょうか? クッパー細胞とミクログリア細胞、肺胞マクロファージ、脾臓のマクロファージ、リンパ節、骨髄 - これがそれらが変化するものです。

機能的

体内のマクロファージには 2 つの主な機能があり、それぞれ異なるタイプによって実行されます。

  1. 微粒子抗原の除去。 これは、いわゆる「プロフェッショナル」マクロファージによって行われます。
  2. 抗原の取り込み、処理、および T 細胞への提示。 これらの作業はすでに農産業複合体によって実行されています。 この略語は、ミクロレベルの実体である抗原提示細胞の長い名前のために使用されます。

成体形成物が骨髄前単球から形成されるとき、特にそれらの多くはリンパ球に入ります (そしてそこに残ります)。 マクロファージは、よく発達したミトコンドリアと粗面小胞体を備えた長命な細胞であるため、長期間その機能を発揮します。

タスクの詳細

しかし、宿主細胞内に存在する原虫、ウイルス、細菌との戦いには依然として最大の注意を払う必要があります。 これは、マクロファージが持つ殺菌機構の存在によって実現されます。 このため、それらは自然免疫系の最も強力なツールの 1 つとなります。 しかし、それだけではありません。 これらは、T リンパ球および B リンパ球とともに免疫応答の形成に関与します。 さらに、創傷治癒、すでに寿命を迎えた細胞の除去、およびアテローム性動脈硬化プラークの形成におけるマクロファージの役割に注目しないわけにはいきません。 彼らは文字通り私たちの体内の有害な要素をむさぼり食います。 彼らの名前はそれを物語っています。 つまり、「マクロファージ」をロシア語に翻訳すると、「大食漢」という意味になります。 そして、これらのセルは実際に非常に大きいことに注意する必要があります。

マクロファージにはどのような種類がありますか?

私たちが検討している形成は組織の食細胞であるため、 異なる部分ボディにはさまざまな「修正」が見られます。 絶対にすべてを考慮すると、多くの時間がかかるため、次のような最も重要な代表者に注意が払われます。

  1. 肺胞マクロファージ。 それらは肺に位置し、吸入した空気をさまざまな有害で汚染する粒子から浄化します。
  2. クッパー細胞。 それらは肝臓にあります。 それらは主に古い血球の破壊に対処します。
  3. 組織細胞。 に住んでいる 結合組織, そのため、体全体に見られます。 しかし、それらは、さまざまな有害な要素の破壊に直接関与するのではなく、ほとんどの体の構造の枠組みの形成に関与しているという事実から、しばしば「偽」マクロファージと呼ばれます。
  4. それらは上皮および粘膜の下に生息しています。
  5. 脾臓のマクロファージ。 それらはこの器官の類洞血管に位置し、古くなった血球を捕らえて破壊することに関与しています。 脾臓が死んだ赤血球の墓場と呼ばれるのも当然です。
  6. 腹膜マクロファージ。 彼らは腹膜に住んでいます。
  7. リンパ節のマクロファージ。 彼らがどこに住んでいるかは名前から明らかです。

結論

私たちの体は複雑です。 私たちの生活を楽にしてくれる有用な細胞がたくさん住んでいます。 マクロファージも例外ではありません。 残念ながら、免疫システムが機能するには経験だけでは不十分な場合があります。 必要に応じて。 そしてその人は病気になります。 しかし、私たちの免疫システムの重要な利点は、適応できることです。

食作用は、特別に設計された血液細胞と体組織 (食細胞) が固体粒子を捕捉して消化するプロセスです。 食作用の発見はI. I. Mechnikovに属します。 これは、血液中を循環する顆粒白血球 (顆粒球) と組織マクロファージの 2 種類の細胞によって行われます。 動物では、卵母細胞、胎盤細胞、体腔内を裏打ちする細胞、および網膜色素上皮も貪食することができます。

食作用のメカニズムは同じであり、8 つの連続した段階が含まれます。1) 走化性 (対象物に向かう食細胞の指向性の移動)。

2)付着(物体への付着)。

3)膜の活性化(食細胞のアクチン-ミオシン系)。

4)吸収された粒子の周囲に仮足の形成を伴う、適切な食作用の開始。

5)ファゴソームの形成(吸収された粒子は、食細胞の原形質膜がジッパーのように液胞上を引っ張られるため、液胞内に閉じ込められる)。

6) ファゴソームとリソソームの融合。

7) 破壊と消化。

8) 細胞からの分解生成物の放出。

食作用は、多くの場合、対象物のオプソニン化(ギリシャ語のオプソニアゾから - 食物を供給する、栄養を与える)プロセスが先行します。 オブジェクトは外来情報を運ぶ細胞です。 このプロセスの開始要因は、細胞表面での抗原抗体複合体の形成です。 外来細胞の表面に局在する抗体は、補体系タンパク質の活性化と細胞への結合を刺激します。 結果として生じる複合体は、食作用の残りの段階の活性化因子として機能します。

より詳細には、食作用の段階は次のとおりです。

1. 走化性。 外来細胞(オプソニン化または非オプソニン化)は、 環境食細胞が動き始める方向への走化性シグナル。 好中球は他の細胞より先に炎症部位に移動し、マクロファージは後に移動します。

2. 対象物への食細胞の接着。 これは、物体(それ自体またはそれに関連する)の​​表面に存在する分子に対する受容体の食細胞の表面に存在することによって引き起こされます。 接着の行為には、異物の認識 (特異的プロセス) と付着、または接着自体 (非特異的プロセス) の 2 つの段階が含まれます。 外来細胞の事前の特異的認識がない場合、貪食細胞の貪食対象への接着は非常にゆっくりと起こります。

3. 膜の活性化。 この段階で、オブジェクトは浸漬の準備が整います。 プロテインキナーゼ C が活性化され、細胞内貯蔵庫からカルシウムイオンが放出されます。 細胞コロイド系におけるゾルゲル転移とアクチンミオシン再構成は非常に重要です。

4. 浸漬。 オブジェクトは包まれています。 食作用の過程において、マクロファージの原形質膜は、マクロファージによって形成された突出ひだの助けを借りて、食作用の対象物を捕捉し、それを包みます。

5. ファゴソームの形成。 膜が閉じ、食細胞膜の一部を含む物体が細胞内に浸漬されます。 形成される小さな液胞はファゴソームと呼ばれます。

6. ファゴリソソームの形成。 ファゴソームとリソソームの融合により、溶菌と死滅細胞の破壊に最適な条件が形成されます。

7. 殺しと分裂。 ファゴソーム内では、捕捉された外来細胞が死滅します。 殺傷を実行するために、マクロファージは活性酸素誘導体を生成し、ファゴソーム内に分泌します。 溶菌に関与する主な物質:過酸化水素、窒素代謝産物、リゾチームなど。細菌細胞の破壊プロセスは、プロテアーゼ、ヌクレアーゼ、リパーゼおよびその他の酵素の活性によって完了します。

捕捉され死滅した物質の消化は、食作用の最終段階です。 これを行うには、多数の加水分解酵素を含む 25 種類以上の異なる酵素を含むリソソームを、貪食の対象を含むファゴソームと結合させます。 ファゴソームでは、これらすべての酵素が活性化され、いわゆる代謝爆発が起こり、その結果、貪食された物体が消化されます。

8. 分解生成物の放出。

食作用には次のようなものがあります。

* 完了 (殺害と消化に成功);

* 不完全 (マイコバクテリアや淋菌など、多くの病原体にとって、食作用はライフサイクルの中で必要なステップです)。

食作用指標の研究は、しばしば再発する化膿性炎症過程、長期にわたる治癒しない創傷、および術後合併症の傾向などの免疫不全状態の複雑な分析および診断において重要です。

貪食機能を研究するには、以下を使用します。

* 食細胞(好中球と単球)の絶対数を数えます。

* 食細胞による微生物吸収の強度の評価;

* 捕捉された微生物を消化する食細胞の能力の測定。

貪食数、活性な貪食細胞の数、および貪食完了指数は、貪食の活性を評価するのに最も有益であると考えられています。

好中球の形態学的欠陥を定量化し、特徴付けるための最も一般的な方法は、光学顕微鏡および電子顕微鏡を使用した白血球検査および細胞学的研究です。

好中球の走化性活性を決定するには、ボイデンチャンバーを使用して白血球の遊走を研究する方法が使用されます。 この方法は、微多孔性フィルターによる溶液中の 2 つの反応成分、つまり好中球と走化性物質 (C5a など) の分離に基づいており、これらは下部チャンバーに配置され、濃度勾配を作り出します。 上部チャンバーに配置された好中球は勾配に沿って移動し、フィルターの下面に集まります。 標準的なインキュベーションの後、フィルターが除去され、染色され、細胞数がカウントされます。 方法は非常に簡単で再現性が非常に高いです。 同じ原理が、走化性指数を決定するために使用されるアガロースゲル下での細胞遊走法の基礎となっています。

貪食数については、標準は 5 ~ 10 個の微生物粒子です。 これは、1 つの血液好中球によって吸収される微生物の平均数です。 好中球の吸収能力を特徴づけます。 患者の細胞を標準的な黄色ブドウ球菌または大腸菌の調製物とインキュベートし、得られた塗抹標本を染色した後、細胞あたりに吸収された細菌の数を計数することによって決定されます。 この試験の修正は、殺菌活性を測定する方法であり、洗浄した細胞懸濁液を細菌懸濁液とインキュベートし、次に混合物を血液寒天の表面に塗布し、 一定時間増殖した細菌コロニーの数をカウントします。 どちらの方法も、それぞれの特定の研究室で使用するための標準化と抗生物質療法に関する情報が必要であり、信頼性の低い結果や解釈の誤りを引き起こす可能性があります。

血液の貪食能力は正常です - 血液 1 リットルあたり 12.5 ~ 25x10 9 です。 これは、血液1リットル中に好中球が吸収できる微生物の数です。

正常な貪食指数は 65 ~ 95% です。 これは、食作用に関与する好中球の相対数 (パーセンテージで表示) です。

活動的な食細胞の正常な数は、血液 1 リットル中に 1.6 ~ 5.0x10 9 です。 これは、血液 1 リットル中の貪食好中球の絶対数です。

食作用完了指数は正常で、1 以上です。これは食細胞の消化能力を反映しています。

好中球の食作用活性は、通常、炎症過程の進行の開始時に増加します。 その減少は、体からの免疫複合体の破壊と除去の機能を混乱させるため、炎症過程の慢性化と自己免疫過程の維持につながります。

NBT (ニトロブルーテトラゾリウム) による自発検査 - 通常、成人では NBT 陽性好中球の数は最大 10% です。 この検査により、血液の食細胞 (顆粒球) の酸素依存性殺菌機構の状態を in vitro で評価することができます。 これは、細胞内 NADP-H オキシダーゼ抗菌システムの活性化の状態と程度を特徴づけます。 呼吸(または代謝)爆発の現象は、食作用中に白血球によって吸収される酸素の大幅な増加に関連しており、その結果スーパーオキシドラジカル(O 3-)と過酸化水素が形成されます。 これらの化合物はすべて殺菌特性を持っており、それらの同定は食細胞の機能活性を評価する上で重要なステップとなります。

NBT 検査の指標は、急性細菌感染症の初期には増加しますが、感染過程の亜急性および慢性経過中には減少します。

NBTによる自発的検査の減少は、慢性炎症、食細胞系の先天的欠陥、免疫不全、悪性新生物、重度の火傷、怪我、栄養失調、特定の薬物による治療に典型的です。 、電離放射線への曝露。

NBT による自発的検査の増加は、急性細菌性炎症、白血球増加症、貪食細胞の抗体依存性細胞毒性の増加、自己アレルギー性疾患、およびアレルギーによる抗原性刺激で注目されます。

活性化された NCT テストは、好中球の貪食代謝 (酸素依存性) 活性を測定するために使用されます。 この試験には、インビトロでの好中球とNBTのインキュベーションが含まれ、不溶性の有色ホルマザン粒子の形成は、食細胞の活性化中に形成されるスーパーオキシドラジカルによるNBTの還元を示し得る。 沈殿物の欠如は、食細胞の細胞集団が代謝できないことを示します。

通常、成人ではNBT陽性好中球の数は40〜80%です。 活性化されたNCT検査での好中球の減少が40%未満、単球の減少が87%未満であれば、食作用の欠如を示します。

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