Фагоцити центральної нервової системи

Від | 23.02.2025
0 Коментарів

Фагоцити центральної нервової системи (ЦНС) — це клітини, які виконують функцію фагоцитозу, тобто поглинання та знищення патогенів, уламків клітин, мертвих нейронів або інших чужорідних частинок у мозку та спинному мозку. У ЦНС основними фагоцитами є мікроглія, хоча в певних умовах до цього процесу можуть залучатися й інші клітини, такі як астроцити чи периферичні макрофаги (за порушення гематоенцефалічного бар’єру). Оскільки мікроглія є головним гравцем у цій ролі, я зосереджуся на ній, але також згадаю інші можливі фагоцити. Розглянемо це докладно.

Мікроглія як основні фагоцити ЦНС

Мікроглія — це резидентні імунні клітини ЦНС, які спеціалізуються на фагоцитозі й становлять її головну фагоцитарну популяцію.

Будова та походження

  • Походження: Мікроглія походить із йолкового мішка (макрофагальні попередники), заселяючи мозок на ранніх стадіях ембріогенезу.
  • Морфологія:
  • У спокійному стані: Дрібне тіло з довгими, розгалуженими відростками.
  • При активації: Перетворюється на амебоїдну форму, подібну до макрофагів, із короткими або відсутніми відростками.

Механізм фагоцитозу

1. Розпізнавання:

  • Мікроглія має рецептори для виявлення “сигналів небезпеки”:
    • Toll-подібні рецептори (TLR): Реагують на патогени (PAMPs).
    • Рецептори комплементу (CR3): Виявляють уламки клітин.
    • Пуринергічні рецептори (P2Y, P2X): Реагують на АТФ від ушкоджених клітин.
  • “Сигнали їжі” (eat-me signals), як фосфатидилсерин на поверхні апоптотичних клітин, також активують фагоцитоз.

2. Активація:

  • При виявленні патогена чи ушкодження мікроглія переходить у стан M1 (прозапальний) або M2 (протизапальний), залежно від контексту.
  • Виділяє цитокіни (IL-1β, TNF-α) для залучення інших клітин або загоєння.

3. Поглинання:

  • Відростки або амебоїдне тіло оточують мішень, утворюючи фагосому.
  • Фагосома зливається з лізосомами, де ферменти (лізоцим, катепсини) розщеплюють вміст.

4. Очищення:

  • Уламки виводяться або переробляються, мікроглія повертається до спокійного стану (якщо запалення стихає).

Функції фагоцитозу

  • Розвиток: У період формування мозку мікроглія “обрізає” надлишкові синапси (синаптичний прунінг), що важливо для нейронних мереж.
  • Захист: Видаляє патогени (бактерії, віруси) при інфекціях (наприклад, менінгіті).
  • Регенерація: Очищає уламки після травм (інсульт, ЧМТ), сприяючи відновленню.
  • Гомеостаз: Усуває апоптотичні клітини та аномальні білки (наприклад, амілоїд у хворобі Альцгеймера).

Патологічна роль

  • Хронічне запалення: Надмірна активація мікроглії може пошкоджувати здорові нейрони (нейротоксичність через ROS і цитокіни).
  • Нейродегенерація: У розсіяному склерозі мікроглія фагоцитує мієлін, посилюючи демієлінізацію.

Інші фагоцити ЦНС

Хоча мікроглія є основними фагоцитами, у певних умовах інші клітини також беруть участь у цьому процесі:

1. Астроцити:

  • Зазвичай підтримують нейрони й гематоенцефалічний бар’єр, але можуть набувати фагоцитарних властивостей.
  • Механізм: Поглинають дрібні уламки, синапси чи нейротрансмітери (наприклад, глутамат) через рецептори (ABCA1).
  • Роль: Допоміжна, активізується при травмах чи нейродегенерації (наприклад, у хворобі Альцгеймера фагоцитують амілоїд разом із мікроглією).
  • Відмінність: Менш агресивні й мобільні, ніж мікроглія.

2. Периферичні макрофаги:

  • У нормі не проникають у ЦНС через гематоенцефалічний бар’єр (ГЕБ).
  • Умови залучення: При значному порушенні ГЕБ (інсульт, інфекція, травма) макрофаги з кровотоку інфільтрують мозок.
  • Функція: Подібна до мікроглії — фагоцитоз уламків і патогенів, але менш адаптована до середовища ЦНС.
  • Відмінність: Експресують інші маркери (CD68) і можуть викликати сильніше запалення.

3. Олігодендроцити:

  • Основна функція — мієлінізація, але в окремих випадках можуть поглинати дрібні частинки.
  • Роль незначна й суперечлива, зазвичай не вважаються фагоцитами.

Порівняння фагоцитів ЦНС і ПНС

  • ЦНС: Мікроглія — головний фагоцит, адаптований до замкнутого середовища з ГЕБ.
  • ПНС: Клітини Шванна виконують фагоцитоз після травм нервів, очищаючи уламки й сприяючи регенерації. Макрофаги з кровотоку також залучаються швидше через відсутність бар’єру, подібного до ГЕБ.

Патології, пов’язані з фагоцитами ЦНС

  1. Розсіяний склероз: Мікроглія фагоцитує мієлін у бляшках, але хронічна активація погіршує стан.
  2. Хвороба Альцгеймера: Мікроглія й астроцити намагаються очистити амілоїд, але з віком їхня ефективність падає.
  3. Інсульт: Фагоцити очищають некротичні зони, але надмірна активність викликає вторинне пошкодження.
  4. Інфекції: При енцефаліті чи менінгіті мікроглія бореться з патогенами, але може спричинити набряк мозку.

Цікаві факти

  • Мікроглія може “пам’ятати” попередні активації, змінюючи свою реакцію на майбутні подразники (імунна пам’ять).
  • У мишей із генетично видаленою мікроглією порушується формування синапсів, що впливає на поведінку.
  • Астроцити, хоч і менш активні фагоцити, можуть “перебирати” функцію мікроглії в експериментальних умовах.

Фагоцити ЦНС, насамперед мікроглія, — це “прибиральники” і “захисники” мозку, які підтримують його чистоту й безпеку, але за дисбалансу стають джерелом проблем.

Переглядів: 17