Морфологические особенности и биосинтез
Зрелые нейтрофилы имеют средний диаметр от 9 до 12 мкм. Их главная отличительная черта — сегментированное ядро, которое чаще всего состоит из трех сегментов. Хроматин внутри ядра очень плотно упакован в виде неактивного гетерохроматина. Цитоплазма богата специфическими нейтральными гранулами, благодаря которым данный тип клеток и получил свое название.
Из-за плотной упаковки ядерного материала промоторные участки, необходимые для связывания дифференцировочных факторов, оказываются недоступными. Это серьезно ограничивает экспрессию генов и синтез новых макромолекул de novo. Тем не менее, несмотря на столь выраженные структурные ограничения хроматина, клетки все же сохраняют способность к биосинтезу, хотя и в очень ограниченном масштабе.
Жизненный цикл и миграция в ткани
В процессе миграции нейтрофилы распределяются неравномерно. Основная масса клеток оседает в печени и костном мозге. Значительная часть (около 20%) задерживается в микроциркуляторном русле легких, а еще примерно 15% направляется в селезенку.
Направление их движения задают специфические хемотаксические факторы, в первую очередь лейкотриен B4 и интерлейкин-8 (IL-8), которые в небольших количествах вырабатываются в тканях. Сам процесс миграции через сосудистую стенку требует участия молекул адгезии (таких как β2-интегрины, P-селектины и E-селектины), а также фермента эластазы, который секретируется самими мигрирующими клетками.
В тканях нейтрофилы функционируют недолго — всего 3–5 суток. После этого они погибают путем спонтанного апоптоза (запрограммированной клеточной гибели). Чтобы предотвратить выброс токсичных ферментов и повреждение окружающих здоровых тканей, погибшие клетки быстро фагоцитируются резидентными макрофагами. Современная иммунология также допускает, что небольшая фракция тканевых нейтрофилов может превращаться в долгоживущие формы или даже дифференцироваться в макрофаги, однако точная функция таких тканевых клеток пока остается до конца невыясненной.
Мембранный фенотип
Поверхностные маркеры нейтрофилов изучаются с помощью проточной цитометрии. На мембране этих клеток представлен богатый арсенал молекул:
- CD13 (аминопептидаза N) — выполняет функцию рецептора для ряда вирусов.
- CD14 — рецептор для связывания бактериального липополисахарида (ЛПС), однако на нейтрофилах он представлен в значительно меньших количествах, чем на моноцитах.
- β2-интегрины (LFA-1, Mac-1, p155/95) — обеспечивают процессы адгезии.
- Fc-рецепторы — представлены формами FcγRII (CD32) и FcγRIII (CD16).
- Рецепторы комплемента — на поверхности присутствуют CR1, CR3 и CR4.
Особое значение имеют рецепторы, отвечающие за восприятие хемотаксических сигналов: C3aR, C5aR, рецептор для лейкотриена B4, а также CXCR1 и CXCR2 (рецепторы для главного хемоаттрактанта IL-8). Кроме того, экспрессируется CXCR4 — рецептор для фактора SDF-1, который отвечает за удержание и связь клеток с тканями. Развитие и активация регулируются рецепторами для G-CSF, IL-17 и IL-23.
Молекулы главного комплекса гистосовместимости I класса (MHC-I) присутствуют на мембране конститутивно, то есть постоянно. В то же время молекулы MHC-II появляются только при стимуляции определенными цитокинами, в первую очередь под воздействием GM-CSF.
Толл-подобные рецепторы
Нейтрофилы обладают широким спектром Толл-подобных рецепторов (TLR), что отличает их от других клеток миелоидного ряда.
| Группа молекул | Нейтрофилы | Эозинофилы | Моноциты |
|---|---|---|---|
| Толл-подобные рецепторы (TLR) | TLR-1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 | TLR-1, 4, 7, 10 | TLR-1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
Как видно из таблицы, нейтрофилы экспрессируют почти все виды TLR, за исключением TLR-3, который характерен только для моноцитов.
Вопросы с занятий и экзамена
Как долго нейтрофилы живут в тканях?
Продолжительность их пребывания в тканях составляет от 3 до 5 суток, после чего они подвергаются спонтанному апоптозу.
Почему нейтрофилы практически не синтезируют новые белки?
Из-за высокой плотности хроматина (гетерохроматина) промоторные участки генов становятся недоступными для факторов транскрипции, что резко снижает масштаб биосинтеза de novo.
Всегда ли нейтрофилы экспрессируют молекулы MHC-II?
Нет, молекулы MHC-II не представлены на их поверхности постоянно. Их экспрессия индуцируется только под влиянием специфических цитокинов, прежде всего GM-CSF.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы рецепторного связывания IL-8 через CXCR1 и CXCR2
- Роль эластазы в процессе миграции через эндотелий
- Различия в экспрессии Толл-подобных рецепторов между миелоидными клетками
- Процесс фагоцитоза апоптотических нейтрофилов макрофагами
- Влияние GM-CSF на изменение фенотипа нейтрофилов
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Нейтрофилы» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Врождённый иммунитет»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.