Plaušu makrofāgi jeb alveolārie makrofāgi

Nosaukums „plaušu makrofāgi" apvieno vairākas populācijas, kas atrodas dažādās plaušu telpās un pilda atšķirīgus uzdevumus. Praktiski svarīgi, ka bronhoalveolārā lavāža iegūst gandrīz tikai alveolārās šūnas, tāpēc analīzes rezultāts attiecas tieši uz tām.

Šīs populācijas atšķiras arī pēc izcelsmes un pēc tā, cik ātri tās tiek nomainītas. Alveolārie makrofāgi lielā mērā uztur paši sevi, bet starpaudu populācija tiek biežāk papildināta no asins monocītiem.

Ilgu laiku uzskatīja, ka visi makrofāgi ir asins monocīti, kas izgājuši no asinsvadiem un audos pārvērtušies. Pēdējos gadu desmitos kļuvis skaidrs, ka audu makrofāgi lielā mērā ir citas izcelsmes: tie rodas jau augļa attīstības laikā no dzeltenuma maisa un augļa aknu priekštečiem, apmetas plaušās ap dzimšanas brīdi un pēc tam dalās uz vietas.

Pārtapšanai par nobriedušu alveolāro makrofāgu nepieciešams vietējais signāls, ko sauc par granulocītu un makrofāgu koloniju stimulējošo faktoru. Bez tā šūnas nenobriest un nespēj pildīt surfaktanta pārstrādes funkciju, un tieši šī atkarība ir vienas konkrētas plaušu slimības pamatā.

Smaga iekaisuma vai infekcijas laikā vietējā populācija tiek papildināta no asins monocītiem. No monocītiem atvasinātie makrofāgi sākotnēji uzvedas agresīvāk un ražo vairāk iekaisuma vielu, bet ar laiku, ja plaušas atveseļojas, tie pielāgojas videi un pārņem klusāko, uzturošo darbības veidu.

Fagocitoze nav vienkārša norīšana, bet gan secīgs, ar receptoriem vadīts process. Makrofāgam ir plašs atpazīšanas receptoru klāsts, kas reaģē uz mikrobiem raksturīgām molekulām, piemēram, baktēriju sienas sastāvdaļām, kā arī uz opsonīniem, tas ir, antivielām un komplementa fragmentiem, kas jau pieķērušies mērķim.

Atsevišķa un nedaudz negaidīta funkcija ir eferocitoze, tas ir, apoptozē gājušu savējo šūnu aizvākšana. Šī uzņemšana norit klusi un pat aktīvi nomāc iekaisumu, tāpēc tā ir viens no galvenajiem mehānismiem, kā plaušas pēc infekcijas atgriežas mierīgā stāvoklī.

1. Makrofāgs ar virsmas receptoriem atpazīst daļiņu, mikrobu vai bojāgājušu šūnu.
2. Šūnas membrāna izstiepjas ap mērķi un noslēdzas ap to, veidojot fagosomu.
3. Fagosoma saplūst ar lizosomām, un rodas fagolizosoma ar skābu vidi un noārdošiem fermentiem.
4. Tiek saražoti reaktīvie skābekļa un slāpekļa savienojumi, kas iznīcina mikroorganismu.
5. Noārdītā materiāla fragmenti tiek izvadīti vai uzrādīti uz virsmas T limfocītiem.
6. Atkarībā no atpazītā signāla makrofāgs izdala vai nu iekaisumu veicinošas, vai iekaisumu apslāpējošas vielas.
7. Nesadalāmās daļiņas, piemēram, ogles vai kvarca putekļi, paliek šūnā, un daļa šādu šūnu aizceļo uz limfmezgliem.

Ja alveolārie makrofāgi reaģētu ar pilnu iekaisumu uz katru ieelpoto daļiņu, gāzu apmaiņas virsma būtu pastāvīgi pietūkusi un elpošana neiespējama. Tāpēc veselās plaušās šīs šūnas atrodas apzināti nomāktā stāvoklī.

Nomākumu uztur vairāki vietējie signāli: surfaktanta olbaltumvielas, alveolu epitēlija šūnu virsmas molekulas, kas makrofāgam dod „nomierinošu" signālu, un pārveidojošais augšanas faktors beta. Rezultāts ir šūna, kas daļiņas aizvāc, bet trauksmi neceļ.

Šī pieklusinātība ir arī ievainojamība. Daļa patogēnu to izmanto un tieši makrofāgā atrod patvērumu. Tuberkulozes izraisītājs spēj bloķēt fagosomas saplūšanu ar lizosomu un gadiem dzīvot šūnas iekšienē; ap šādām šūnām veidojas granuloma, kas baktēriju norobežo, bet neiznīcina.

Surfaktants ir lipīdu un olbaltumvielu maisījums, ko ražo otrā tipa alveolocīti un kas neļauj alveolām izelpā salipt. Tas nepārtraukti tiek ražots, tāpēc tam nepārtraukti jātiek arī aizvāktam. Daļu atpakaļ uzņem paši epitēlija šūnas, bet ievērojamu daļu sašķeļ alveolārie makrofāgi.

Ja šī funkcija atteic, surfaktants alveolās uzkrājas un gāzu apmaiņa pasliktinās. Tieši tā rodas plaušu alveolārā proteinoze, kuras biežākajā formā organisms izveido antivielas pret koloniju stimulējošo faktoru, makrofāgi nenobriest un surfaktanta pārstrāde apstājas.

Šī slimība ir labs piemērs tam, ka makrofāgs plaušās nav tikai sargs. Ja tas būtu tikai imūnšūna, tā trūkums izpaustos ar infekcijām, nevis ar pakāpenisku alveolu piepildīšanos ar bālganu, biezu materiālu un pieaugošu aizdusu.

Bronhoalveolārās lavāžas un krēpu paraugos makrofāgu ārējais izskats bieži ir tiešs pavediens uz diagnozi. Šūnā uzkrātais materiāls saglabājas ilgi un to var iekrāsot ar speciālām krāsvielām.

Šādi atradumi nekad nav pietiekami paši par sevi, bet tie ievērojami sašaurina iespējamo cēloņu loku un palīdz izvēlēties tālākos izmeklējumus.

• Melnas, ar oglekli pildītas šūnas: smēķēšana vai ilgstoša gaisa piesārņojuma ietekme.
• Šūnas ar dzelzi saturošu pigmentu: iepriekšēja asiņošana alveolās vai ilgstoša sastrēguma sirds mazspēja.
• Putojošas, ar taukiem pildītas šūnas: eļļainu vielu aspirācija vai zāļu izraisītas izmaiņas.
• Šūnas ar dvīņu formas ieslēgumiem un stikla gļotām: noteiktu vīrusu infekcijas pazīmes.
• Pārmērīgi liels makrofāgu īpatsvars ar bālganu, putainu fona materiālu: aizdomas par alveolāro proteinozi.

Smēķēšana maina alveolāro makrofāgu uzvedību ilgstoši. Tie kļūst skaitliski vairāk, bet sliktāk aprij baktērijas un vairāk izdala audus noārdošus fermentus. Tieši šo fermentu pārsvars pār organisma pašu bremzēm ir viens no emfizēmas rašanās mehānismiem hroniskas obstruktīvas plaušu slimības gadījumā.

Neorganisku putekļu ieelpošana rada citu scenāriju. Kvarca vai azbesta daļiņa makrofāgā nesadalās, bet bojā lizosomu, šūna iet bojā un izdala iekaisuma vielas, kuras piesaista nākamos makrofāgus. Cikls atkārtojas gadiem, un rezultāts ir plaušu rētaudi jeb fibroze.

Smagas infekcijas gadījumā problēma var būt pretēja: pārāk spēcīga makrofāgu atbilde ar lielu iekaisuma vielu izdali bojā pašu alveolu sienu un veicina akūtu elpošanas mazspēju. Tāpēc mērķis ārstēšanā ne vienmēr ir imūnsistēmu pastiprināt, bet bieži gluži otrādi, to samērot.

Galvenā metode ir bronhoalveolārā lavāža. Bronhoskopijas laikā bronhiolā ievada siltu fizioloģisko šķīdumu un tūlīt atsūc atpakaļ; iegūtajā šķidrumā laboratorija saskaita šūnu veidus un vērtē to izskatu. Veselā cilvēkā makrofāgi šajā šķidrumā ir izteikti dominējošā šūnu grupa.

Vienkāršākos gadījumos pietiek ar krēpu izmeklēšanu, arī ar provocētām krēpām. Plaušu audu izmaiņas kopumā vērtē ar augstas izšķirtspējas datortomogrāfiju, elpošanas funkciju ar spirometriju un difūzijas kapacitātes mērījumu, bet šaubu gadījumā veic plaušu biopsiju.

Ar šiem izmeklējumiem strādā pulmonologs, bieži kopā ar radiologu un patologu. Arodslimību gadījumos iesaistās arodveselības ārsts. Ilgstošs klepus, kas neizzūd vairākas nedēļas, pieaugoša aizdusa, asinis krēpās vai svara zudums bez izskaidrojuma ir iemesls apmeklēt ārstu.

Makrofāgu bieži sajauc ar neitrofilo leikocītu. Abi ir fagocīti, bet neitrofils dzīvo tikai dažas dienas, ierodas iekaisuma vietā masveidā un pēc darba iet bojā, veidojot strutas, turpretī makrofāgs dzīvo ilgi, uzvedas atlasīgāk un pēc iekaisuma vada tā izbeigšanu. Dendrītiskā šūna savukārt fagocitozi veic mazāk, bet daudz labāk uzrāda antigēnu limfmezglos.

Otra sajaukšana notiek ar otrā tipa alveolocītu, kas arī ir liela, apaļa šūna alveolā. Alveolocīts ir epitēlija šūna, kas ražo surfaktantu un ir piestiprināta pie sienas, bet makrofāgs ir brīvi kustīga imūnšūna alveolas dobumā. Tos nošķir pēc krāsojuma un šūnas marķieriem.

Mazāk zināms fakts ir tas, ka pēc plaušu transplantācijas donora alveolārie makrofāgi vēl ilgi paliek saņēmēja plaušās, jo tie atjaunojas uz vietas, nevis tiek nomainīti no asinīm. Tikpat negaidīts ir tas, ka alveolārās proteinozes ārstēšanā izmanto tieši šo šūnu bioloģiju: plaušas skalo ar lielu šķidruma daudzumu, lai uzkrāto materiālu izvadītu mehāniski, un daļai pacientu lieto trūkstošo koloniju stimulējošo faktoru.