Фагоцити – це спеціалізовані клітини імунної системи, які здатні до фагоцитозу, тобто поглинання та знищення сторонніх частинок, таких як бактерії, віруси, грибки, паразити, а також мертвих або пошкоджених клітин організму. Термін «фагоцит» походить від грецьких слів «phagein» (їсти) і «kytos» (клітина), що буквально означає «клітина, яка їсть». Фагоцити є ключовими гравцями вродженого імунітету, забезпечуючи першу лінію захисту від патогенів, а також беруть участь у підтримці гомеостазу шляхом очищення тканин від уламків.

Основні типи фагоцитів

Фагоцити поділяються на дві основні категорії: професійні (високоспеціалізовані) та непрофесійні (з обмеженою фагоцитарною активністю).

1. Професійні фагоцити:

• Нейтрофіли:
  • Найчисленніші лейкоцити (50–70% у крові). Гранулоцити з багатолопатевим ядром.
  • Основна функція: швидке знищення бактерій і грибків при гострих інфекціях.
  • Активуються в перші години запалення, утворюють гній при масовій загибелі.
  • Тривалість життя коротка (години в крові, до кількох днів у тканинах).
• Моноцити та макрофаги:
  • Моноцити циркулюють у крові (2–8% лейкоцитів), мають бобоподібне ядро.
  • Після міграції в тканини перетворюються на макрофаги або дендритні клітини.
  • Макрофаги: великі клітини з довгим життям (тижні-місяці), розташовані в тканинах (наприклад, альвеолярні макрофаги в легенях, клітини Купфера в печінці).
  • Функції: фагоцитоз патогенів, презентація антигенів Т-лімфоцитам, видалення апоптотичних клітин, секреція цитокінів.
• Дендритні клітини:
  • Похідні моноцитів або лімфоїдних попередників.
  • Основна роль: захоплення антигенів і їхня презентація Т-лімфоцитам для активації адаптивного імунітету.
  • Розташовані в шкірі (клітини Лангерганса), слизових оболонках, лімфовузлах.
• Еозинофіли:
  • Гранулоцити (1–5% лейкоцитів), активні проти паразитів (гельмінтів).
  • Мають обмежену фагоцитарну здатність, частіше виділяють токсичні речовини для знищення великих патогенів.

2. Непрофесійні фагоцити:

• Епітеліальні клітини, фібробласти, ендотеліальні клітини тощо.
• Здатні до фагоцитозу в особливих умовах, але це не їхня основна функція.
• Роль: допоміжна, наприклад, очищення дрібних частинок у тканинах.

Механізм фагоцитозу

Фагоцитоз – це складний багатоступеневий процес, який включає:

1. Хемотаксис:

• Фагоцити рухаються до місця інфекції чи пошкодження за градієнтом хемокінів (наприклад, IL-8, C5a) або бактеріальних продуктів (формільовані пептиди).

2. Розпізнавання та адгезія:

• Фагоцити виявляють патогени за допомогою рецепторів:
  • Толл-подібні рецептори (TLR): розпізнають молекулярні патерни патогенів (ліпополісахариди, пептидоглікан).
  • Fc-рецептори: зв’язують опсонізовані антитілами частинки.
  • Комплементарні рецептори (CR): зв’язують частинки, покриті комплементом (C3b).
• Опсонізація (покриття антитілами чи комплементом) значно полегшує розпізнавання.

3. Поглинання:

• Фагоцит оточує частинку псевдоподіями (виростами цитоплазми), утворюючи фагосому – мембранний мішечок із захопленим об’єктом.

4. Знищення:

• Фагосома зливається з лізосомами, утворюючи фаголізосому.
• Усередині фаголізосоми патоген руйнується за допомогою:
  • Реактивних форм кисню (ROS), утворених у процесі «дихального вибуху» (оксидативний стрес).
  • Ферментів (мієлопероксидаза, лізоцим, протеази).
  • Антимікробних пептидів (дефензини, кателіцидини).

5. Елімінація:

• Залишки патогена виводяться з клітини (екзоцитоз) або утилізуються.

Додаткові механізми дії фагоцитів

• Секреція цитокінів: макрофаги та дендритні клітини виділяють IL-1, IL-6, TNF-α для залучення інших імунних клітин.
• NETosis (у нейтрофілів): викид ДНК-сіток із антимікробними білками для уловлювання патогенів.
• Презентація антигенів: макрофаги та дендритні клітини передають фрагменти патогенів Т-лімфоцитам через молекули MHC.

Роль у фізіології та патології

• Фізіологія:
• Захист від інфекцій: нейтрофіли – при гострих бактеріальних, макрофаги – при хронічних.
• Очищення тканин: видалення апоптотичних клітин (наприклад, еритроцитів у селезінці).
• Загоєння ран: макрофаги стимулюють регенерацію тканин.
• Патологія:
• Надмірна активність: при автоімунних захворюваннях (ревматоїдний артрит) або сепсисі фагоцити можуть пошкоджувати власні тканини через ROS і ферменти.
• Дефіцит: нейтропенія (зниження нейтрофілів) підвищує ризик інфекцій; порушення функції макрофагів – ризик хронічних інфекцій (туберкульоз).
• Хронічне запалення: фагоцити сприяють атеросклерозу, фіброзу.

Утворення та локалізація

• Нейтрофіли: утворюються в кістковому мозку, циркулюють у крові, швидко мігрують у тканини.
• Моноцити: утворюються в кістковому мозку, після виходу в кров диференціюються в макрофаги чи дендритні клітини в тканинах.
• Макрофаги: резидентні (постійно живуть у тканинах) або залучаються з крові при запаленні.
• Дендритні клітини: локалізуються в шкірі, слизових, лімфоїдних органах.

Діагностика активності фагоцитів

• Загальний аналіз крові: підвищення нейтрофілів (нейтрофільоз) при інфекціях, моноцитоз – при хронічних станах.
• Фагоцитарний індекс: оцінка здатності фагоцитів поглинати частинки в лабораторних умовах.
• Нітроблакитний тетразолій-тест (NBT): вимірювання «дихального вибуху» у нейтрофілах.

Цікаві факти

• Фагоцитоз був відкритий Іллею Мечниковим у 1882 році, за що він отримав Нобелівську премію (1908).
• Макрофаги можуть «пам’ятати» попередні контакти з патогенами (тренований імунітет).
• Нейтрофіли складають до 90% клітин у гної.

Фагоцити – це незамінні «прибиральники» та «воїни» організму, які забезпечують як захист, так і відновлення.