Клинические аспекты спортивной медицины - Коллектив авторов

Плазмолемма нейтрофильных гранулоцитов обеспечивает разнообразные процессы, связанные с поддержанием жизнедеятельности и функциональной активности этих клеток. Она воспринимает различные сигналы, участвует в распознавании других клеток и компонентов межклеточного вещества (рецепторная функция), формировании многочисленных выпячиваний различной формы (связанных с движением клетки и фагоцитозом), транспорте веществ, процессах эндо- и экзоцитоза (дегрануляции). На плазмолемме находятся рецепторы адгезивных веществ, цитокинов, колониестимулирующих факторов (КСФ), медиаторов воспаления, иммуноглобулинов класса G, (IgG), С3b-компонента комплемента, некоторых микробных продуктов.

Ядро нейтрофильных гранулоцитов имеет неодинаковое строение в клетках разной степени зрелости. По типу строения ядра различают сегментоядерные, палочкоядерные и юные нейтрофильные гранулоциты.

Сегментоядерные нейтрофильные гранулоциты – наиболее зрелые, составляют основную часть нейтрофилов (60–65 % общего числа лейкоцитов). Для них характерно дольчатое ядро, которое представлено 2–5 (наиболее часто – 3–4 сегментами), соединенными узкими нитевидными перетяжками (истончаются при созревании клетки). Оно интенсивно окрашено (преобладает гетерохроматин), что указывает на сравнительно низкую активность синтетических процессов в клетке. У женщин не менее 3 % этих клеток содержат хорошо выявляемый дополнительный мелкий придаток ядра в виде барабанной палочки, который представляет собой неактивную X-хромосому (половой хроматин, тельце Барра).

Палочкоядерные нейтрофильные гранулоциты – более молодые клетки, сравнительно немногочисленны (составляют 3–5 % общего числа лейкоцитов). Их ядро (в форме палочки, подковы или изогнутой колбаски) не сегментировано или содержит лишь намечающиеся перетяжки, которые углубляются по мере созревания клеток. В части палочкоядерных нейтрофилов ядро содержит меньше гетерохроматина, чем в сегментоядерных. Относительное содержание палочкоядерных форм является показателем скорости поступления нейтрофилов в кровоток. Оно обычно повышается при нейтрофилии, сочетаясь в выраженных случаях с нарастанием числа юных нейтрофилов (метамиелоцитов), что оценивается как «сдвиг влево» на гемограмме (юные ← палочкоядерные ← сегментоядерные), в которой молодые формы клеток записываются левее более зрелых. Выраженный сдвиг влево отмечается у новорожденных в течение 1-й недели жизни.

Юные нейтрофильные гранулоциты (метамиелоциты) – наиболее молодые клетки нейтрофильного ряда среди тех, что в норме встречаются в крови. Они обнаруживаются в чрезвычайно малом количестве (до 0,5 % общего числа лейкоцитов). Их ядро имеет бобовидную форму и светлее, чем у палочкои сегментоядерных клеток.

Цитоплазма нейтрофильных гранулоцитов на светооптическом уровне слабооксифильна. При электронно-микроскопическом исследовании в ней выявляются немногочисленные органеллы: отдельные элементы грЭПС, митохондрии, свободные рибосомы, мелкий комплекс Гольджи, центриоли. Из включений преобладают гранулы гликогена.

Цитоскелет нейтрофильных гранулоцитов представлен небольшим числом (12–20 штук на клетку) микротрубочек, умеренно развитыми виментиновыми промежуточными филаментами и многочисленными актиновыми микрофиламентами, расположенными преимущественно в периферической части цитоплазмы, образующей псевдоподии и свободной от других органелл и включений. В покоящихся нейтрофилах менее половины актина находится в виде полимера (F-актина), основная же его часть представлена неполимеризованным глобулярным G-актином. При стимуляции клетки уже в течение нескольких секунд до 90 % имеющегося актина полимеризуется с образованием филаментов в подмембранной зоне, в особенности на участке фагоцитоза.

Цитоплазматические гранулы нейтрофилов сравнительно многочисленны (по 50–200 в каждой клетке) и разделяются на три типа: первичные, вторичные и третичные. Помимо гранул выявлены также мембранные секреторные пузырьки. Согласно современным представлениям, гранулы нейтрофилов не являются сугубо изолированными образованиями, а образуют единую функциональную систему с самостоятельными, но частично перекрывающимися функциями и составом компонентов (в частности, во всех видах гранул содержится лизоцим).

Первичные (азурофильные, или неспецифические) гранулы названы так потому, что появляются первыми в ходе развития (на стадии промиелоцита). В зрелых клетках они составляют лишь 10–30 % общего числа гранул, окрашиваются азуром в розово-фиолетовый цвет и не являются специфическими для нейтрофилов, поскольку встречаются и в лейкоцитах других типов. Эти гранулы имеют самые крупные размеры (диаметр 400–800 нм, в среднем около 500 нм) и соответствуют зернистости, выявляемой на светооптическом уровне. Они имеют вид округлых или овальных мембранных пузырьков с электронноплотным содержимым и часто рассматриваются как лизосомы. В них, однако, имеется большой набор антимикробных веществ, что не характерно для обычных лизосом.

В первичных гранулах содержатся вещества: лизоцим, миелопероксидаза, нейтральные протеиназы, кислые гидролазы, дефензины (на которые приходится 30–50 % белка гранул), катионные антимикробные белки, бактерицидный белок, увеличивающий проницаемость (BPI-белок – от англ. Bactericidal Permeability Increasing), которые обладают высокой микробицидной активностью. Ферменты этих гранул активны преимущественно в кислой среде и обеспечивают внутриклеточное уничтожение микробов.

Вторичные (специфические) гранулы появляются позднее первичных в процессе развития (в конце стадии промиелоцита и особенно активно на стадии миелоцита) и становятся все более многочисленными при созревании нейтрофилов; в зрелых клетках они составляют 80–90 % общего числа гранул. Они плохо выявляются под световым микроскопом, так как имеют мелкие размеры (диаметр – 100–300 нм; в среднем – 200 нм на границе разрешения светового микроскопа). При электронной микроскопии они имеют вид мембранных пузырьков округлой, овальной или гантелевидной формы с зернистым содержимым сравнительно низкой плотности.

Вещества, содержащиеся во вторичных гранулах (лизоцим, лактоферрин, щелочная фосфатаза, коллагеназа, активатор плазминогена, частично – катионные белки), участвуют во внутриклеточном разрушении микробов, а также секре тируются в межклеточное вещество, где они играют роль в мобилизации медиаторов воспалительной реакции и активации системы комплемента. В этих гранулах содержатся также адгезивные белки.

Третичные (желатиназные) гранулы нейтрофильных гранулоцитов описаны недавно и изучены не полностью. По размерам и морфологическим характеристикам они сходны со специфическими гранулами, но отличаются от них по химическому составу. Главными компонентами содержимого этих гранул являются желатиназа (обнаружена в небольшом количестве также в специфических гранулах), небольшое число других ферментов, лизоцим и адгезивные белки. Предполагают, что они участвуют в переваривании субстратов в межклеточном пространстве, в процессах адгезии и, возможно, фагоцитоза. В частности, высказывается мнение, что эти гранулы играют важную роль в процессе миграции нейтрофила через стенку сосуда в ткани: их адгезивные молекулы участвуют в прикреплении нейтрофила к эндотелию, а желатиназа способствует прохождению базальной мембраны, вызывая переваривание содержащегося в ней коллагена IV типа.

Секреторные пузырьки – недавно описанные мембранные структуры, которые образуются в нейтрофилах в процессе их развития по завершении формирования гранул. В них не выявлено специфического содержимого, однако установлено, что их мембрана несет большое количество адгезивных белков и рецепторов хемотаксических факторов, которые они транспортируют к плазмолемме. Доказано, что начальные этапы качения нейтрофила по активированному эндотелию приводят к возникновению сигнала, мобилизующего секреторные пузырьки. Они перемещаются к плазмолемме и сливаются с ней, обеспечивая приток адгезивных молекул, необходимых для формирования прочной связи нейтрофила с эндотелием.

Цитофизиология нейтрофильных гранулоцитов. Нейтрофильные гранулоциты после выхода из сосудистого русла активно перемещаются и первыми появляются в участках повреждения тканей, где они накапливаются в значительных количествах (до 108/мл), быстро поглощают и уничтожают большую часть микроорганизмов. После выполнения своей функции они погибают и фагоцитируются макрофагами. Усиленному притоку нейтрофилов в очаги воспаления и ишемии (ограниченного участка тела со сниженным притоком крови) способствует усиление экспрессии адгезивных молекул на плазмолемме как самих лейкоцитов, так и взаимодействующих с ними клеток эндотелия при стимуляции цитокинами.