Нейтрофильные сегментоядерные лейкоциты (нейтрофильные грануло- циты, или нейтрофилы) — преобладающая популяция белых клеток крови. Развитие нейтрофилов контролируется цитокинами, из которых главную роль играет G-CSF, а вспомогательную — GM-CSF, IL-3 и IL-6. Повышение содержания нейтрофилов в условиях воспаления регулируется цитокинами IL-17 и IL-23. IL-23 индуцирует образование IL-17, а он стимулирует выработку G-CSF.
В крови человека содержится 2,0—7,5х109/л нейтрофилов, что составляет 50—70% от общего числа лейкоцитов крови; также в крови присутствует некоторое количество (0,04—0,3х109/л, т.е. 1—6%) палочкоядерных форм нейтрофилов, не завершивших созревание. Ядро таких клеток не сегментировано, хотя и имеет уплотненную структуру хроматина. В кровотоке присутствует только 1—2% общего числа зрелых нейтрофилов в организме (остальные представлены в тканях, преимущественно в костном мозгу). Срок их пребывания в циркуляции составляет 7—10 ч.
После кратковременной циркуляции нейтрофилы покидают кровоток и мигрируют в ткани. Примерно 30% нейтрофилов, выходящих из кровотока, мигрируют в печень и костный мозг; около 20% — в легкие (точнее в их микроциркуляторное русло); около 15% — в селезенку. Основными хемо- таксическими факторами для нейтрофилов служат лейкотриен В4 и IL-8, в небольших количествах вырабатываемые в тканях. Миграция происходит с участием молекул адгезии (Р2-интегрины, Р- и Е-селектины), а также фермента эластазы, секретируемого самими нейтрофилами. Через 3—5 сут пребывания в тканях нейтрофилы подвергаются спонтанному апоптозу, т.е. запрограммированной гибели (см. раздел 3.4.1.5), и их фагоцитируют резидентные макрофаги, что предотвращает нанесение ущерба окружающим клеткам. В настоящее время допускается возможность превращения небольшой фракции тканевых нейтрофилов в долгоживущую форму и даже их дифференцировки в макрофаги. В целом функция тканевых нейтрофилов остается невыясненной.
Диаметр нейтрофилов составляет 9—12 мкм. Им свойственна уникальная морфология: ядро сегментированное (обычно состоит из 3 сегментов) с плотно упакованным хроматином (гетерохроматином); цитоплазма содержит нейтральные (по данным окрашивания) гранулы, что и определяет название этих клеток. Особенности хроматиновой структуры ядра (недоступность промоторных участков для дифференцировочных факторов) значительно ограничивает экспрессию генов и синтез макромолекул нейтрофилами de novo. Тем не менее, вопреки ранее существовавшим представлениям, нейтрофилы сохраняют способность к биосинтезу, хотя и в ограниченном масштабе.
Поскольку нейтрофилы имеют характерную морфологию, потребность в определении их мембранного фенотипа возникает только при специальном цитометрическом анализе (табл. 2.1). Для нейтрофилов характерна экспрессия на поверхности клетки ряда молекул: CD13 (аминопептидаза N, рецептор для ряда вирусов), CD14 — рецептора для липополисахарида (ЛПС) (представлен в меньших количествах, чем на моноцитах), в2-интегринов (LFA-1, Mac-1 и p155/95); Fc-рецепторов [FeyRII (CD32) и FeyRIII (CD16)], рецепторов для компонентов комплемента (CR1, CR3 и CR4), рецепторов для хемотаксических факторов (C3aR, С5аR, рецептор для лейкотриена B4). Под влиянием ряда цитокинов (прежде всего GM-CSF) нейтрофилы экспрессируют молекулы MHC класса II (MHC-II); молекулы МНС-I экспрессируются на них конститутивно. Наиболее важные молекулы, определяющие развитие, миграцию и активацию нейтрофилов, — рецепторы для G-CSF (основного фактора, регулирующего их развитие), а также для IL-17 и IL-23, основного хемотаксического фактора — IL-8 (CXCR1, CXCR2) и хемокина, определяющего связь нейтрофилов с тканями — SDF-1 (CXCR4).
Таблица 2.1. Мембранные молекулы нейтрофилов, эозинофилов и моноцитов

Группа молекул
Нейтрофилы
Эозинофилы
Моноциты

Толл-подобные
рецепторы
TLR-1, TLR-2, TLR-4, TLR-5, TLR-6, TLR-7, TLR-8, TLR-9, TLR-10
TLR-1, TLR-4, TLR-7, TLR-10
TLR-1, TLR-2, TLR-3, , TLR-4, TLR-5, TLR-6, TLR-7, TLR-8, TLR-9, TLR-10

Окончание табл. 2.1

Группа молекул
Нейтрофилы
Эозинофилы
Моноциты

Лектиновые
рецепторы
Дектин-1

DC-SIGN, дектин-1

Fc-рецепторы
FcyRII, FcyRIII, FcaR; при активации — FcyRI
FcyRII, FcyRIII, FceRI, FceRII, FcaR; при активации — FcyRI
FcyRI, FcyRII, FcyRIII;
при активации — FcaR

Рецепторы
комплемента
CR1, CR3; C3aR, C5aR, C5L2
CR1; C3aR
CR1, CR3, CR4; C3aR, C5aR

Цитокиновые
рецепторы
Для G-CSF, GM- CSF, IL-3, IL-17
Для GM-CSF, IL-3, IL-4, IL-5, IL-13
Для M-CSF, GM- CSF, IFNy, IFNa/p, IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-6, IL-10, IL-15, IL-21, TNFa и т.д.

Хемокиновые
рецепторы
CXCR1, CXCR2, CXCR3, CXCR4
CCR1, CCR2, CCR3, CCR5
CCR1, CCR2, CCR3, CCR5, CX3CR1

Интегрины
P2 — LFA-a, Mac-1, aDP2; рецептор — ICAM-2
Pj — VLA-4;
P2 aD?2
Р1 — VLA-1, VLA-2, VLA-4, VLA-5, VLA-6; p2 — LFA-1, Mac-1, p150, p45, aDP2; рецепторы — ICAM-2, ICAM-3

Молекулы главного комплекса гистосовместимости (MHC)
MHC-I; при активации — MHC-II
MHC-I; при активации — MHC-II
MHC-I, MHC-II (при активации усиливается)

Костимулирую- щие молекулы

При активации — CD154
CD86 (слабо); при активации — CD80, CD86

Другие молекулы
CD14, CD13
CD9
CD14, CD13

Наибольшее своеобразие свойственно гранулам нейтрофилов (табл. 2.2), представляющим разновидность лизосом. Различают 4 разновидности гранул этих клеток: азурофильные (первичные), специфические (вторичные), желатиназные (третичные) и секреторные везикулы. Специфические гранулы содержат ферменты, проявляющие свою активность при нейтральных и слабощелочных значениях рН: лактоферрин, щелочную фосфатазу, лизоцим, а также белок BPI, связывающий витамин В12. Маркерами этой разновидности гранул служат лактоферрин и мембранная молекула CD66. В специфических гранулах содержится большое количество фермента NADPН-оксидазы, катализирующего «кислородный взрыв» и образование активных форм кислорода — главных факторов бактерицидности фагоцитов. Азурофильные гранулы содержат широкий набор гидролаз и других ферментов, активных при кислых значениях рН: миелопероксидазу, а-фукозидазу, 5’-нуклеотидазу, р-галактозидазу, арилсульфатазу, а-ман- нозидазу, N-ацетилглюкозаминидазу, p-глюкуронидазу, кислую глицеро- фосфатазу, лизоцим (мурамилидазу), нейтральные протеазы (серпроциди- ны) — катепсин G, эластазу, коллагеназу, азурацидин, а также дефензины, кателицидины, лактоферрин, гранулофизин, кислые глюкозаминоглика- ны и другие вещества. Маркерами азурофильных гранул служат фермент миелопероксидаза и мембранная молекула CD63. Желатиназные (третичные) гранулы в соответствии с названием содержат желатиназу. Наконец, четвертый тип гранул — секреторные везикулы — содержат щелочную фосфатазу.
Таблица 2.2. Свойства гранул клеток врожденного иммунитета

Тип клеток
Разновидность
гранул
Состав гранул
Функциональное назначение содержимого

Нейтрофилы
Специфические
(вторичные)
NAGPH-оксидаза, лак- тоферрин, щелочная фосфатаза, лизоцим и т.д.
Быстрая фаза бактериолиза


Азурофильные
(первичные)
Миелопероксидаза, кислые гидролазы, лизоцим, дефензины, нейтральные протеазы (серпроцидины) и т.д.
Медленная фаза бактериолиза


Желатиназные
(третичные)
Желатиназа
Обеспечение миграции


Секреторные
везикулы
Щелочная фосфатаза
Взаимодействие с микроокружением

Эозинофилы
Специфические (крупные, вторичные)
Главный основный белок, катионный белок, пероксидаза, нейротоксин, коллаге- наза, миелопероксидаза, цитокины: GM-CSF, TNFa, IL-2, IL-4, IL-6
Внеклеточный
цитолиз


Мелкие
Арилсульфатаза В, кислая фосфатаза, пероксидаза
Бактерицидность


Первичные
Лизофосфолипаза (в кристаллах Шарко —Лейдена)
Липидный метаболизм


Липидные тельца
Арахидоновая кислота, липоксигеназа, циклоксигеназа
Выработка эйкозано- идов

Тучные
клетки
Базофильные
Гистамин, протеазы, пептидогликаны, гли- козаминогликаны, протеин Шарко—Лейдена, пероксидаза
Предобразованные факторы немедленной аллергии

Окончание табл. 2.2

Тип клеток
Разновидность
гранул
Состав гранул
Функциональное назначение содержимого

Базофилы
Базофильные
Гистамин, протеазы, пептидогликаны, гли- козаминогликаны, кислые гидролазы, пероксидаза
Предобразованные факторы немедленной аллергии

NK-клетки
Цитотоксичес
кие
Перфорин, гранзим В, гранулизин
Осуществление цитолиза

При стимуляции нейтрофилов в первую очередь происходит высвобождение содержимого секреторных пузырьков. Преодолевать базальные мембраны нейтрофилам позволяет секрет желатиназных гранул. Специфические, а затем азурофильные гранулы сливаются с фагосомами в процессе фагоцитоза (через 30 с и 1—3 мин после поглощения частицы соответственно). Комплекс бактерицидных факторов, присутствующих в гранулах, обеспечивает разрушение многих микроорганизмов (см. раздел 2.3.5). Наиболее эффективно содержимое гранул повреждает стрептококки, стафилококки и грибы (включая кандиды). Содержимое гранул, особенно азурофильных, может секретироваться в результате дегрануляции. После дегрануляции восстановления гранул не происходит.
Наряду с моноцитами/макрофагами нейтрофилы рассматривают как основные фагоцитирующие клетки (см. 2.3.4). При этом нейтрофилы мигрируют из крови в очаг воспаления значительно быстрее моноцитов (табл. 2.3). Скорость мобилизации нейтрофилов дополняется их способностью развивать метаболические процессы («кислородный взрыв») в течение секунд. Все это делает нейтрофилы оптимально приспособленными для осуществления ранних этапов иммунной защиты в рамках острой воспалительной реакции.
Таблица 2.3. Функциональные различия нейтрофилов и моноцитов/макрофагов

Свойство
Нейтрофилы
Моноциты/макрофаги

Сроки жизни
Короткий (3—5 сут)
Длительный (недели, месяцы)

Темп мобилизации и активации
Быстрый (минуты)
Более медленный (часы)

Длительность активации
Короткая (минуты)
Длительная (часы)

Способность к пиноцитозу
Умеренная
Высокая

Способность к фагоцитозу
Очень высокая
Высокая

Регенерация мембраны
Отсутствует
Происходит

Реутилизация фагосом
Невозможна
Возможна

Нелизосомная секреция
Отсутствует
Имеется

Fc-рецепторы
FcyII, FcyIII; при
FcyI (спонтанно), FcyII,


активации — FcyI
FcyIII