Language
Country/Area
No result found
Путешествие лейкоцитов: в чем тайна их «перекачивания» по кровеносным сосудам?
В иммунологии экстравазация лейкоцитов, или каскад адгезии лейкоцитов, представляет собой процесс, посредством которого белые кровяные клетки (лейкоциты) перемещаются из кровотока в места повреждения тканей или инфекции. Этот процесс является важным компонентом врожденного иммунного ответа и в первую очередь включает неспецифический набор лейкоцитов. Моноциты также используют этот процесс для превращения в макрофаги при отсутствии инфекции или повреждения тканей.
Обзор процесса
Лейкоцитарная инфильтрация в основном происходит в посткапиллярных венах, где динамическая сила сдвига кровотока снижена, что способствует инфильтрации лейкоцитов. Весь процесс можно разделить на несколько этапов:
<ол>Если любой из этих этапов ингибируется, набор лейкоцитов прекращается. Лейкоциты выполняют свои функции преимущественно в тканях, включая фагоцитоз чужеродных частиц, выработку антител, секрецию триггеров воспалительной реакции (таких как гистамин и гепарин) и их нейтрализацию. В целом лейкоциты играют важную роль в защите организма от болезней.
Химическое притяжение
После распознавания и активации патогенами макрофаги в поврежденных тканях выделяют цитокины, такие как ИЛ-1, ФНОα и хемокины. Эти факторы заставляют эндотелиальные клетки, прилегающие к месту инфекции, экспрессировать молекулы клеточной адгезии (такие как селектины) и направляют циркулирующие лейкоциты к месту повреждения или инфекции.
Прикрепление прокрутки
Лейкоциты прикрепляются к стенке кровеносных сосудов подобно липким крючкам и присоединяют молекулы селектина, что заставляет лейкоциты замедляться и начинать катиться по поверхности эндотелия.
Во время этого процесса образуются и разрываются временные связи между лейкоцитами и эндотелиальными селектинами и их лигандами. Такие взаимодействия могут модулироваться паттерном гликозилирования PSGL-1, так что определенные варианты сахара имеют различное сродство, что позволяет лейкоцитам мигрировать в определенные участки тела, например, в кожу.
Тесно привязан
В то же время хемокины, выделяемые макрофагами, активируют эти подвижные лейкоциты, заставляя молекулы интегрина на их поверхности переходить из состояния с низким сродством в состояние с высоким сродством. Эти интегрины прочно и с высоким сродством связываются с лигандами, специфически экспрессируемыми на эндотелиальных клетках, тем самым фиксируя приблизительное местоположение лейкоцитов на эндотелиальных клетках.
Трансэндотелиальная миграция
Во время проникновения цитоскелет лейкоцита реорганизуется, что позволяет лейкоцитарному веществу разворачиваться на эндотелиальных клетках и образовывать псевдоподии, проходящие через межклеточные пространства эндотелия. Этот процесс называется диапедезом. Пройдя через эндотелий, лейкоцитам также необходимо проникнуть через базальную мембрану.
Весь процесс выхода крови из сосудов называется экссудацией, и лейкоциты мигрируют по химическому хемотаксическому градиенту в интерстициальной жидкости к месту повреждения или инфекции.
Молекулярная биология
Процесс диапедеза лейкоцитов можно разделить на несколько стадий: приближение, захват, перекатывание, активация, связывание, усиление связывания и расширение, перемещение по кровеносным сосудам и трансцеллюлярная миграция или трансмиграция. Экспрессия селектинов тесно связана с активностью молекул клеточной адгезии.
Селектины и интегрины
Селектины экспрессируются после активации эндотелиальных клеток сосудов, в основном это P-селектин и E-селектин, которые связываются с гликопротеиновыми цепями лейкоцитов. Интегрины в основном экспрессируются на белых кровяных клетках, где они связываются с молекулами адгезии эндотелиальных клеток и временно останавливают движение белых кровяных клеток.
Цитокины
Экссудативный процесс регулируется фоновой воспалительной реакцией цитокинов, которые вызывают вазодилатацию и снижают заряд поверхности сосудов, облегчая межмолекулярное связывание с лейкоцитами.
Недавний прогресс
В последние десятилетия появление микрофлюидных устройств предоставило более совершенные инструменты для изучения взаимодействия лейкоцитов и эндотелия. Эти новые платформы способны моделировать более реалистичные физиологические среды, способствуя дальнейшему изучению поведения белых кровяных клеток.
Исследования показали, что лейкоциты демонстрируют своеобразное поведение в условиях сильного сдвига — явление, известное как «гипотеза связи захвата». Это означает, что при определенных условиях высокие сдвиговые силы могут усиливать силу связи между лейкоцитами и эндотелиальными клетками. Заключение
Хотя движение и инфильтрация лейкоцитов в организме кажутся нормальными, за ними стоит бесчисленное множество сложных биохимических процессов и механизмов. Эти чувствительные реакции на окружающую среду не только защищают наши тела, но и раскрывают тайны того, как устроена жизнь. Можно ли все это оптимизировать еще больше, чтобы в будущем мы могли добиться большего прогресса в области медицинских технологий?
