Выход лейкоцитов в воспаленную ткань (эмиграция лейкоцитов)

Эмиграция (emigratio; от лат. emigrare- выселяться, переселяться) - выход лейкоцитов из сосудов в ткань. Осуществляется путем диапедеза главным образом через стенку венул. Эмиграция лейкоцитов в очаг является ключевым событием патогенеза воспаления. Лейкоциты служат основными эффекторами воспаления. Внеклеточные бактерицидный и литический эффекты лейкоцитарных продуктов и фагоцитоз играют решающую роль в борьбе с флогогеном. Одновременно, оказывая влияние на клетки, сосуды и кровь, компоненты лейкоцитов выступают как важные медиаторы и модуляторы воспаления, в том числе повреждения собственных тканей. Осуществляя раневое очищение, фагоциты и их продукты создают предпосылки для репаративных явлений, в которых также играют определенную роль, стимулируя пролиферацию, дифференцировку и функциональную активность фибробластов и других клеток. Механизм эмиграции состоит в явлении хемотаксиса (И. И. Мечников).

Пусковым моментом активации фагоцитов является воздействие на рецепторы, часто специфические, их клеточных мембран разнообразных хемотаксических агентов, высвобождаемых микроорганизмами или фагоцитами, а также образующихся в ткани в результате действия воспалительного агента или под влиянием самих фагоцитов.

Наиболее важными из хематтрактантов являются фрагменты комплемента,, фибринопептиды и продукты деградации фибрина, калликреин, проактиватор плазминогена, фрагменты коллагена, фибронектин, метаболиты арахидоновой кислоты, цитокины, лимфокины, бактериальные пептиды, продукты распада гранулоцитов.

В результате связывания хематтрактантов с рецепторами и активации ферментов плазматической мембраны в фагоците развивается дыхательный (респираторный, метаолический) взрыв, состоящий в резком повышении потребления кислорода и образовании активных его метаболитов. Этот процесс не имеет отношения к обеспечению фагоцита энергией. Он направлен на дополнительное вооружение фагоцита высокореактивными токсическими веществами для более эффективного уничтожения микроорганизмов. Наряду с дыхательным взрывом в фагоците происходит ряд других изменений. Они включают повышенную выработку особых мембранных гликопротеинов, определяющих адгезивность фагоцита, понижение поверхностного натяжения мембраны и изменение коллоидного состояния участков цитоплазмы (обратимый переход из геля в золь), что создает условия для образования псевдоподий; активацию актиновых и миозиновых микрофиламентов, лежащую в основе миграции; усиленную секрецию с выделением веществ, облегчающих прикрепление лейкоцита к эндотелию, таких, как лактоферрин, катионные белки, фибронектин, интерлейкины.

Лейкоциты выходят из осевого тока крови в плазматический. Этому способствует нарушение реологических свойств крови, замедление кровотока, изменение его характера, в частности уменьшение краевой плазматической зоны. Вследствие возрастания адгезивных свойств не только лейкоцитов, но прежде всего и главным образом эндотелиальных клеток происходит приклеивание лейкоцитов к эндотелию - развивается феномен краевого стояния лейкоцитов (рис. 29).

Повышение адгезивности эндотелия может быть обусловлено усиленной продукцией им адгезивных гликопротеинов (лектинов) и других веществ, которые включаются в состав фибринной пленки, в норме покрывающей эндотелий со стороны просвета сосуда. Предполагается также, что оно может быть связано с фиксацией на эндотелиальных клетках хематтрактантов, впоследствии взаимодействующих со специфическими рецепторами на лейкоцитах, или же с усилением экспрессии на эндотелиоцитах рецепторов к иммуноглобулинам G и фрагменту комплемента С3b, что приводит к фиксации здесь сначала IgG и С3b, а уже к ним - лейкоцитов, которые также обладают рецепторами к IgG и С3b.

Первоначальный контакт лейкоцитов с эндотелием является весьма непрочным, так что под влиянием кровотока они могут перекатываться по поверхности фибринной пленки, однако контакт быстро упрочивается. Определенное значение здесь придается электростатическим силам. В результате активации отрицательный заряд лейкоцита снижается, что уменьшает силы взаимного отталкивания между ним и эндотелиоцитом, также обладающим отрицательным зарядом. Это, в свою очередь, создает условия для образования между лейкоцитом и эндотелием кальциевых мостиков.

По некоторым данным, Са²⁺ и другие двухвалентные ионы могут играть ключевую роль в прилипании лейкоцитов.

Занявшие краевое положение лейкоциты выпускают псевдоподии, которые проникают в межэндотелиальные щели, и таким образом “переливаются” через эндотелиальный слой (рис. 30). Повышенные сосудистая проницаемость и ток жидкости из сосуда в ткань играют роль способствующих факторов эмиграции: чем они сильнее, тем легче для лейкоцита прохождение сосудистой стенки. Тем не менее эмиграция - процесс полностью активный. Он требует энергии и осуществляется с усиленным потреблением кислорода и участием ионов кальция и магния, необходимых для контрактильных явлений в лейкоците.

Оказавшись между эндотелиальным слоем и базальной мембраной, лейкоцит выделяет лизосомальные протеиназы, растворяющие ее, а также катионные белки, изменяющие коллоидное состояние базальной мембраны (обратимый переход из геля в золь), что обеспечивает повышенную проходимость ее для лейкоцита. Иммигрировавшие лейкоциты отделяются от наружной поверхности сосудистой стенки и амебоидными движениями направляются к центру очага воспаления (рис. 31), что определяется градиентом концентрации хемотаксических веществ в очаге. Некоторую роль могут играть электрокинетические явления, обусловленные разностью потенциалов между отрицательно заряженным лейкоцитом и положительным зарядом ткани, характеризующейся Н⁺-гиперионией.

Первоначально среди лейкоцитов экссудата в очаге острого воспаления преобладают гранулоциты, в основном нейтрофилы, а затем - моноциты-макрофаги. Позже в очаге накапливаются лимфоциты.

Поскольку замедление кровотока в отдельных разветвлениях микроциркуляторного русла и краевое стояние лейкоцитов могут развиваться весьма быстро, а мигрирующему нейтрофилу достаточно 3-12 мин, чтобы пройти эндотелий, появление гранулоцитов в очаге может наблюдаться уже к 10-й мин от начала воспаления. Скорость аккумуляции нейтрофилов в очаге является наивысшей в первые два часа, постепенно снижаясь в последующие. Количество их достигает максимума через 4-6 ч, В этот период лейкоциты очага представлены нейтрофилами более чем на 90 %. Гранулоциты фагоцитируют бактерии или иные инородные тела и частицы отмирающих клеточных элементов, параллельно осуществляя внеклеточную поставку ферментов, катионных белков, активных метаболитов кислорода. Одновременно происходит массивное разрушение нейтрофилов, останки которых являются важным стимулом расширения инфильтрации, как нейтрофильной, так и моноцитарной. Как и в норме, большинство гранулоцитов, вышедших в ткань, никогда не возвращается в кровоток.

Моноциты обычно преобладают в очаге острого воспаления спустя 16-24 ч и достигают пика, как правило, на 3-и сут. Однако миграция моноцитов из крови в ткань начинается одновременно с миграцией нейтрофилов. Предполагается, что вначале меньшая, чем у нейтрофилов, скорость аккумуляции моноцитов связана с торможением хемотаксиса моноцитов под влиянием продуктов жизнедеятельности нейтрофилов до определенного времени, необходимого для полной выраженности нейтрофильной реакции и предупреждения ее моноцитарного контроля. В очаге воспаления наблюдаются постепенное превращение иммигрировавших моноцитов в макрофаги и созревание последних, в процессе которого объем цитоплазмы и органелл в ней увеличивается; в частности, повышается количество митохондрий и лизосом, что имеет существенное значение для полноценного выполнения макрофагами их функций в очаге. Возрастает активность пиноцитоза, в цитоплазме увеличивается количество фаголизосом. Повышается число филоподий. Моноциты-макрофаги также являются источником медиаторов воспаления (ферментов, активных метаболитов кислорода, цитокинов), фагоцитируют бактерии, но имеют преимущественное значение в фагоцитозе останков погибших клеток, в частности нейтрофилов. Поэтому понятна зависимость аккумуляции моноцитов от предыдущего выхода нейтрофилов. Так, у кроликов с нейтропенией моноциты не появляются в очаге воспаления до 16 ч, в то время как в естественных условиях воспаления обнаруживаются уже к 4-му ч, а введение в очаг воспаления лейкопеническим животным нейтрофилов восстанавливает обычную аккумуляцию мононуклеаров. Известен также хемотаксический эффект на моноциты лизатов нейтрофилов, обусловленный отчасти катионными белками лизосомальных гранул.

С другой стороны, аккумуляция нейтрофилов во многом зависит от моноцитов. Особенно, видимо, это касается той части нейтрофильной инфильтрации, которая связана с усиленным кроветворением, поскольку последнее инициируется моноцитарно-макрофагальными гемопоэтическими факторами, в частности интерлейкином-1, различными типами так называемых колониестимулирующих факторов - веществ преимущественно белковой природы, ответственных за пролиферацию и дифференцировку в костном мозге кроветворных клеток. В настоящее время выделен ряд хемотаксических пептидов из моноцитов человека для нейтрофилов, которым может принадлежать роль в механизме саморегуляции лейкоцитарной реакции очага воспаления. Однако вопрос о механизмах смены клеточных фаз в очаге воспаления, перехода от развертывания воспалительной реакции к ее разрешению относится к наименее изученным в проблеме воспаления.

Клеточный состав экссудата в большой мере зависит от характера и течения воспалительного процесса, в свою очередь определяемых воспалительным агентом и состоянием реактивности организма. Так, экссудат особенно богат нейтрофилами, если воспаление вызвано гноеродными микробами; при аллергическом воспалении в очаге содержится много эозинофилов. Хронические воспалительные процессы характеризуются незначительным содержанием нейтрофилов, преобладанием моноцитов и лимфоцитов.

Иммигрировавшие лейкоциты совместно с пролиферирующими клетками местного происхождения образуют воспалительный инфильтрат. При этом экссудат с содержащимися в нем клетками пропитывает ткань, распределяясь между элементами воспалительного участка и делая его напряженным и плотным. Инфильтрат наряду с экссудатом обусловливает припухлость и имеет значение в возникновении воспалительной боли.