Макрофаги — клетки иммунной системы¶

Макрофаги — клетки врождённой иммунной системы, происходящие из моноцитов крови и способные к фагоцитозу — поглощению и перевариванию чужеродных частиц, погибших клеток и микроорганизмов. Термин введён Ильёй Мечниковым в 1882 году (от греч. μακρός — «большой» и φαγεῖн — «пожирать»). Макрофаги выполняют функции «санитаров» тканей, антигенпрезентирующих клеток и источников сигнальных молекул, координирующих иммунный ответ.

¶Происхождение и классификация

Макрофаги образуются из гемопоэтических стволовых клеток костного мозга. Из них дифференцируются моноциты, которые с током крови мигрируют в ткани и там созревают в макрофаги. Часть тканевых макрофагов (альвеолярные макрофаги лёгких, купферовские клетки печени, микроглия мозга, остеокласты кости) развивается из эмбриональных предшественников ещё до рождения и обновляется за счёт собственной пролиферации.

По фенотипу и функциям различают два основных полярных состояния:

• M1 (классически активированные) — стимулированные интерфероном-γ и липополисахаридом; продуцируют провоспалительные цитокины, активные формы кислорода и азота, участвуют в уничтожении микроорганизмов.
• M2 (альтернативно активированные) — стимулированные интерлейкинами-4 и -13; участвуют в заживлении ран, подавлении воспаления, ремоделировании тканей и могут способствовать опухолевому росту.

¶Устройство и молекулярные маркеры

Макрофаги — крупные клетки диаметром 20–80 мкм с богатой органеллами цитоплазмой, множеством лизосом и развитой системой эндоплазматического ретикулума. На их мембране присутствуют рецепторы:

• CD14 — распознаёт липополисахарид грамотрицательных бактерий;
• TLR-рецепторы (Toll-подобные рецепторы) — распознают консервативные структуры патогенов;
• Fc-рецепторы — связывают антитела, опсонизирующие микробы;
• рецепторы комплемента — участвуют в узнавании опсонизированных частиц;
• макрофагальный маннозный рецептор — распознаёт маннозные остатки на поверхности микроорганизмов.

Внутри клетки ключевую роль играют фагосомы — пузырьки с поглощённым материалом, которые сливаются с лизосомами, формируя фаголизосому, где содержатся гидролитические ферменты, перекись водорода и оксид азота.

¶Функции

¶Фагоцитоз

Основная функция макрофагов — поглощение и переваривание частиц размером от 0,5 мкм до 10–15 мкм: бактерий, вирусных частиц, апоптотических клеток, кристаллов, инородных тел. Процесс включает узнавание, прикрепление, погружение частицы в клетку с образованием фагосомы и последующее переваривание.

¶Антигенпрезентация

После переработки чужеродного белка макрофаги представляют его фрагменты (пептиды) на поверхности в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости II класса (MHC-II) Т-лимфоцитам. Это запускает адаптивный иммунный ответ. Макрофаги относятся к профессиональным антигенпрезентирующим клеткам наряду с дендритными клетками и В-лимфоцитами.

¶Секреция сигнальных молекул

Макрофаги выделяют ряд биологически активных веществ:

• провоспалительные цитокины — фактор некроза опухоли-α, интерлейкины-1, -6, -12;
• хемокины — привлекают нейтрофилы, лимфоциты и другие иммунные клетки в очаг воспаления;
• факторы роста — стимулируют пролиферацию фибробластов и ангиогенез;
• интерферон-I типа — противовирусная защита;
• ферменты — коллагеназа, эластаза, металлопротеиназы, участвующие в ремоделировании тканей.

¶Ремоделирование тканей и гомеостаз

Макрофаги удаляют погибшие клетки, участвуют в заживлении ран, регенерации печени, костном ремоделировании (в виде остеокластов). Микроглия мозга обеспечивает нейропротекцию и синаптический прайминг.

¶Роль в патологии

В очагах хронического воспаления макрофаги могут поддерживать повреждение тканей. В атеросклеротической бляшке макрофаги, накопившие окисленные липопротеины низкой плотности, превращаются в «пенные клетки» (foam cells), формируя основу бляшки. В опухолях ассоциированные с опухолью макрофаги (ТАМ) часто поляризуются в M2-состояние, подавляя противоопухолевый иммунитет и способствуя ангиогенезу и метастазированию. При нейродегенеративных заболеваниях активированная микроглия участвует в формировании нейровоспаления.

¶Исследования и применение

В современной иммунологии макрофаги изучаются как мишень для противовоспалительной терапии, а также как платформа для доставки лекарств — наночастицы, покрытые мембраной макрофагов, способны проникать через гематоэнцефалический барьер. Вакцинальные стратегии используют способность макрофагов к антигенпрезентации для усиления иммунного ответа.

¶Примечания

Илья Мечников получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1908 году за теорию фагоцитоза, в которой макрофаги играют центральную роль.

Источники: учебник «Иммунология» под ред. Р. М. Хаитова; «Лекции по иммунологии» (И. С. Гущин); статьи в журналах Nature Reviews Immunology, Journal of Experimental Medicine; материалы ВОЗ по иммунологии.