单核吞噬细胞系统 编辑

机体防御结构的组成部分
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游离于血液中的单核细胞(moNOcyte)及存在于体腔和各种组织中的巨噬细胞(macrophage)均来源于骨髓干细胞,它们具有很强的吞噬能,且细胞核不分叶,故命名为单核吞噬细胞系统(mononuclearphagocytesystemMPS)。单核巨噬细胞是一类主要的抗原呈递细胞,在特异性免疫应答的诱导与调节中起着关键的作用

基本信息

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中文名:单核吞噬细胞系统

外文名:mononeuclearphagocytesystem

别名:单核巨噬细胞系统

主要特征:圆形

系统简介

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单核吞噬细胞系统(mononeuclear phagocyte system)又称单核巨噬细胞系统,是高等动物体内具有强烈吞噬能力的巨噬细胞,及其前身细胞所组成的一个细胞系统,是机体防御结构的重要组成部分

巨噬细胞细胞质内含丰富溶酶体线粒体及粗糙内质网细胞表面形成小突起和胞膜皱褶。静止时称固着巨噬细胞,有趋化因子时便成为游走巨噬细胞,能进行变形运动及吞噬活动。人的巨噬细胞能生活数月至数年。许疾病能引起单核吞噬细胞系统增生,表现为淋巴结肿大。能为吞噬清除体内病菌异物及衰老伤亡细胞;活化T.B.淋巴细胞免疫反应。在细菌或其他因子刺激下能分泌酸性、中性蛋白酶溶菌酶和其他内源性热原。该系统包括单核细胞,结缔组织跟淋巴组织中的巨噬细胞、肝的库普弗细胞的尘细胞、神经组织小胶质细胞、骨组织的破骨细胞和骨髓中的原单核细胞、幼单核细胞,单核细胞穿出血管壁进入其他组织中,分别分化为上述各种细胞。

主要特征

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形态结构

单核吞噬细胞系统单核吞噬细胞系统

单核细胞一般为圆形,直径约10-20μm;巨噬细胞大小不等,直径约10-30μm或更大,常有伪足,呈多形性。单核/巨噬细胞有圆形或椭圆形的核,胞浆中富含溶酶体及其他各种细胞器

细胞的表面分子

1.表面受体MPS细胞表面有多达80种以上受体分子,它们与相应的配体结合,分别表现感应与效应功能。包括捕获病原异物,加强调理、趋化、免疫粘连、吞噬、介导细胞毒作用等。例如,免疫球蛋白Fc受体(FcγRⅠ即CD64、FcγRⅡ即CD32、FcγRⅢ即CD16)补体受体(CD1即CD35、CD3即CD11b/18或Mac-1)可以分别与IgG的Fc段及补体C3b片段结合,从而促进单核巨噬细胞的活化和调理吞噬功能。此外,单核/巨噬细胞还表达各种细胞因子激素神经、多糖蛋白脂蛋白脂多糖的受体,从而可感应多种调控其功能的刺激信号。

2.表面抗原MPS细胞表面具有多种抗原分子,它们对MPS细胞的鉴定与功能有重要意义。例如,MPS细胞表达MHC抗原,尤其MHC-Ⅱ类抗原是巨噬细胞发挥抗原呈递作用的关键性效应分子;单核/巨噬细胞还表达多种粘附分子(abhesionmolecule),如选择素L(L-seleCTin)、细胞间粘附分子(interCELLularadhesionmoleculeCAM)和血管细胞粘附分子(vascylarcelladhesionmoleculeVCAM)等,它们介导MPS细胞与其他细胞或外基质间的粘附作用,从而参与炎症免疫应答过程。应用单克隆抗体鉴定出许多单核吞噬细胞的表面分化抗原,如OKM-1、Mac-120、MO1-4等,但这些抗原也可能表达在其他起源于髓样干细胞的细胞(如中性粒细胞)表面。另外,成熟的单核细胞可表达高密度的CD14,这是一种相对特异的单核细胞表面标志。

组成机构

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包括分散在全身各器官组织中的巨噬细胞、单核细胞及幼稚单核细胞。共同起源于造血干细胞,在骨髓中分化发育,经幼单核细胞发育成为单核细胞,在血液内停留12~102小时后,循血流进入结缔组织和其他器官,转变成巨噬细胞.

单核吞噬细胞系统的细胞,有骨髓中的定向干细胞、原单核细胞、幼单核细胞,血液内的单核细胞和多种器官中的巨噬细胞。后者包括结缔组织的巨噬细胞,肝的Kupffer细胞,肺的尘细胞,淋巴结和脾的巨噬细胞,胸膜腔腹膜的巨噬细胞,神经组织的小胶质细胞以及骨组织的破骨细胞等。它们的特点是均来源于血中的单核细胞,细胞核为单个,细胞膜表面具有抗体和补体的受体,有活跃的吞噬作用等。

重要作用

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单核吞噬细胞系统的功能,除吞噬、清除异物和衰老伤亡的细胞外,巨噬细胞在免疫应答中还具有重要作用:它是主要的抗原呈递细胞,在免疫应答的起始阶段,巨噬细胞能捕获和处理抗原,巨噬细胞能把抗原最具特征性的分子基因(抗原决定基)予以保留,并与巨噬细胞自身的MHC-II类分子结合,形成抗原肽-MHC分子复合物,将抗原肽呈递给T细胞,促进免疫应答,故巨噬细胞是抗原呈递细胞(antigen presenting cell, APC);在免疫应答的效应阶段,它又能聚集于病灶周围,成为破环靶细胞和吞噬细菌的重要成分。此外,此系统还具有分泌多种生物活性物质(如溶菌酶、补体、肿瘤生长抑制因子)等功能。

生理特点

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一般性

单核吞噬细胞系统(单核吞噬细胞结构)MPS细胞又称大吞噬细胞,它具有吞噬细胞的一般特征,如何通过吞饮摄入液体异物,也可通过吞噬摄取颗粒性异物,还可识别某些化学刺激物的浓度,表现出定向运动的能力,即具有趋化性。MPS细胞在吞噬异物后,细胞内会发生一系列代谢改变,如糖代射增强,能量产生增加,活性氧生成增多等。MPS细胞胞浆中还含有非特异性酯酶碱性磷酸二酯和过化物酶等。在细胞分化和激活过程中,这些酶的量及细胞内的定位可发生改变。此外,由于MPS细胞表达丰富的粘附分子,对玻璃与塑料制品具有强的粘附性,故又被称为粘附细胞(adherentcell),借助这个特性可将MPS细胞与淋巴细胞分离

细胞的激活

MPS细胞在环境因素刺激下,可发生形态、膜分子表达以及细胞代谢与功能的短暂、可逆性变化,这一过程称为MPS细胞的激活,也是它有别于其他吞噬细胞(如中性粒细胞)的一个重要特征。与分化过程不同,活化是在病理条件下表现出的可逆性功能状态。单核吞噬细胞的激活是一个复杂的多步骤过程,在不同的活化阶段,涉及不同刺激因子的作用,细胞形态及功能也发生相应的改变。以巨噬细胞(Mф)为例,体内的Mф一般处于静止状态,病原体等异物通过直接接触激发Mф内的生理生化反应。环核苷酸第二信使cAmp/cGMP水平升高,使静止态Mф转变为应答性Mф。后者在IFN-γ等刺激因子启动下转变为致敏的Mф,然后在脂多糖或某些细胞因子作用下转变为活化的Mф。在上述变化过程中,Mф表现出形态改变(浆膜呈不规则波浪形,细胞器增加,膜分子表达改变),代谢增强(胞内蛋白质合成与ATP生成增加,酸戊糖代谢增强)以及功能增强(吞噬率及吞噬速度增高,杀菌及杀瘤能力增强,分泌活性及抗原呈递能力增强)等。

细胞的分泌活性

MPS细胞是一类重要的分泌细胞。在许多组织和器官中,MPS细胞是分泌性蛋白的主要来源,其分泌物种类之多在体内仅肝细胞才能与之相比。一般情况下,活化的MPS细胞才有活跃的分泌能力。现已发现MPS细胞可分泌多达100种以上的酶类和其他生物活性物质。这些物质的分子量不一,从分子量仅32的超氧阴离子至分子量达440000的纤维粘连蛋白;功能也各异,参与从促进细胞生长到导致细胞死亡的全部活动。此外,由于MPS细胞的体内分布广泛、可以移动,以及其分泌产物作用的多样性,这种分泌活性具有重要的生理与病理意义。

细胞功能

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免疫防御功能

单核吞噬细胞系统单核吞噬细胞系统

MPS细胞具有重要的生物作用,不仅参与非特异性免疫防御,而且是特异性免疫应答中一类关键的细胞,广泛参与免疫应答、免疫效应免疫调节

病原微生物侵入机体后,在激发免疫应答以前即可被MPS细胞吞噬并清除,这是机体非特异免疫防御机制的重要环节。由于其吞噬能力较强,故有人将MPS细胞称为机体的清道夫。在致病微生物激发机体产生特异性抗体后,覆盖于病原体表面的IgG及补体激活片段C3b可与MPS细胞表面的FcR及CR1结合,发挥调理作用,使病原体更易被吞噬。被吞入的细菌可被细胞内的某些酶类或活性氧所杀灭;另一方面,在对异物颗粒的吞噬、杀灭过程中,可能出现酶体外漏现象,从而造成对邻近正常组织的损伤。

免疫处自稳功能

机体生长、代谢过程中不断产生衰老与死亡的细胞以及某些衰变的物质,它们均可被单核吞噬细胞吞噬、消化和清除,从而维持内环境稳定。

免疫监视功能

MPS细胞构成机体肿瘤免疫的重要一环。一般认为只有激活的巨噬细胞才能有效地发挥杀瘤效应,其机制可能是:①吞噬肿瘤细胞;②借助抗瘤抗体的ADCC作用杀伤瘤细胞;③产生TNf及IL-1等细胞因子,直接或间地发挥杀瘤作用;④产生某些酶及活性氧分子直接杀伤或抑制肿瘤细胞生长。

抗原呈递功能

MPS细胞是最重要的一类抗原呈递细胞。外来抗原经单核吞噬细胞处理后呈递给T细胞,这是诱发免疫应答的先决条件。此外,在抗原呈递过程中MPS细胞产生的IL-1也是TH活化不可缺少的刺激信号。

免疫调节功能

MPS细胞在免疫调节中发挥重要的作用。由于激活程度及分泌产物的不同,MPS细胞的免疫调节作用有双相性;另一方面,体内各种因素也可通过影响单核吞噬细胞的膜分子表达等途径调节MPS细胞功能状态。

1.正相调节作用MPS细胞可通过下列途径启动和增强免疫应答,包括:①抗原呈递作用,诱导免疫应答启动;②分泌具有免疫增强作用的各类生物活性物质,如IL-1、TNF-a、补体成分、各类生长因子等。

2.负相调节作用巨噬细胞过度激活可成为抑制性巨噬细胞,后者可分泌多种可溶性抑制物如前列腺素、活性氧分子等,抑制淋巴细胞增殖反应或直接损伤淋巴细胞。

3.体内各种因素通过调控MPS细胞功能状态而发挥免疫调节作用多种神经肽及激素样物质如P物质、皮质激素、性激素等均可通过相应受体而调控巨噬细胞的功能状态;另外,某些神经肽与细胞因子(如IL-1、TNF-a、IFN-γ)可诱导巨噬细胞MHC-Ⅱ类抗原的表达,从而调控其抗原呈递功能。

其他功能

MPS细胞还广泛参与炎症、止血、组织修复、再生等过程。

分化发育

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MPS细胞起源于骨髓,其分化与更新受细胞因子复杂网络的调控。在某些细胞因子,如多集落刺激因子(multi-colonystimulatingfactormulti-CSF)、巨噬细胞集落刺激因子(macrophage-CSFGM-CSF)等的刺激下,骨髓中的髓样干细胞经原单核细胞(monoblast)、前单核细胞(pre-monocyte)分化发育为单核细胞并进入血流。外周血单核细胞占白细胞总数1%-3%,它在血流中仅存留几小时至数十小时,然后粘附到毛细血管内皮,穿过内皮细胞接合处,移行至全身各组织并发育成熟为巨噬细胞。组织损伤和炎症可加速单核细胞向组织移行。巨噬细胞在组织中寿命可达数月至数年。在不同组织中存留的巨噬细胞由于局部微环境的差异,其形态及生物学特征均有所不同,名称也各异。一般认为除少数单核细胞或低分化的巨噬细胞外,成熟的巨噬细胞很少有或没有增殖能力,并不断被骨髓前体细胞分化的细胞所补充。另外,单核吞噬细胞系统细胞的分化发育还可受各种细胞因子如IL-2、IL-4以及干扰素等影响。

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