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單核吞噬細胞系統(tǒng)
機體防御結構的組成部分
基本信息
| 中文名 | 單核吞噬細胞系統(tǒng) |
| 外文名 | mononeuclear phagocyte system |
| 別名 | 單核巨噬細胞系統(tǒng) |
| 屬于 | 機體防御結構的重要組成部分 |
相關簡介
單核吞噬細胞系統(tǒng)(mononeuclear phagocyte system)又稱單核巨噬細胞系統(tǒng)，是高等動物體內(nèi)具有強烈吞噬能力的巨噬細胞，及其前身細胞所組成的一個細胞系統(tǒng)，是機體防御結構的重要組成部分。
巨噬細胞細胞質(zhì)內(nèi)含豐富溶酶體、線粒體及粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，細胞表面形成小突起和胞膜皺褶。靜止時稱固著巨噬細胞，有趨化因子時便成為游走巨噬細胞，能進行變形運動及吞噬活動。人的巨噬細胞能生活數(shù)月至數(shù)年。許多疾病能引起單核吞噬細胞系統(tǒng)大量增生，表現(xiàn)為肝、脾淋巴結腫大。功能為吞噬清除體內(nèi)病菌異物及衰老傷亡細胞；活化T.B.淋巴細胞免疫反應。在細菌或其他因子刺激下能分泌酸性水解酶、中性蛋白酶、溶菌酶和其他內(nèi)源性熱原等。該系統(tǒng)包括單核細胞，結締組織跟淋巴組織中的巨噬細胞、肝的庫普弗細胞、肺的塵細胞、神經(jīng)組織的小膠質(zhì)細胞、骨組織的破骨細胞、表皮的朗格漢斯細胞和淋巴組織中的交錯突細胞，單核細胞穿出血管壁進入其他組織中，分別分化為上述各種細胞。
形態(tài)特征
形態(tài)結構
細胞的表面分子
1.表面受體MPS細胞表面有多達80種以上受體分子，它們與相應的配體結合，分別表現(xiàn)感應與效應功能。包括捕獲病原異物，加強調(diào)理、趨化、免疫粘連、吞噬、介導細胞毒作用等。例如，免疫球蛋白Fc受體（FcγRⅠ即CD64、FcγRⅡ即CD32、FcγRⅢ即CD16）補體受體（CD1即CD35、CD3即CD11b/18或Mac-1）可以分別與IgG的Fc段及補體C3b片段結合，從而促進單核巨噬細胞的活化和調(diào)理吞噬功能。此外，單核/巨噬細胞還表達各種細胞因子、激素、神經(jīng)肽、多糖、糖蛋白、脂蛋白及脂多糖的受體，從而可感應多種調(diào)控其功能的刺激信號。
2.表面抗原MPS細胞表面具有多種抗原分子，它們對MPS細胞的鑒定與功能有重要意義。例如，MPS細胞表達MHC抗原，尤其MHC-Ⅱ類抗原是巨噬細胞發(fā)揮抗原呈遞作用的關鍵性效應分子；單核/巨噬細胞還表達多種粘附分子（abhesionmolecule），如選擇素L（L-selectin）、細胞間粘附分子（intercellularadhesionmoleculeCAM）和血管細胞粘附分子（vascylarcelladhesionmoleculeVCAM）等，它們介導MPS細胞與其他細胞或外基質(zhì)間的粘附作用，從而參與炎癥與免疫應答過程。應用單克隆抗體鑒定出許多單核吞噬細胞的表面分化抗原，如OKM-1、Mac-120、MO1-4等，但這些抗原也可能表達在其他起源于髓樣干細胞的細胞（如中性粒細胞）表面。另外，成熟的單核細胞可表達高密度的CD14，這是一種相對特異的單核細胞表面標志。
組成結構
包括分散在全身各器官組織中的巨噬細胞、單核細胞及幼稚單核細胞。共同起源于造血干細胞，在骨髓中分化發(fā)育，經(jīng)幼單核細胞發(fā)育成為單核細胞，在血液內(nèi)停留12～102小時后，循血流進入結締組織和其他器官，轉變成巨噬細胞。
單核吞噬細胞系統(tǒng)的細胞，有骨髓中的定向干細胞、原單核細胞、幼單核細胞，血液內(nèi)的單核細胞和多種器官中的巨噬細胞。后者包括結締組織的巨噬細胞，肝的Kupffer細胞，肺的塵細胞，淋巴結和脾的巨噬細胞，胸膜腔和腹膜的巨噬細胞，神經(jīng)組織的小膠質(zhì)細胞以及骨組織的破骨細胞等。它們的特點是均來源于血中的單核細胞，細胞核為單個，細胞膜表面具有抗體和補體的受體，有活躍的吞噬作用等。
重要作用
單核吞噬細胞系統(tǒng)的功能，除吞噬、清除異物和衰老傷亡的細胞外，巨噬細胞在免疫應答中還具有重要作用：它是主要的抗原呈遞細胞，在免疫應答的起始階段，巨噬細胞能捕獲和處理抗原，巨噬細胞能把抗原最具特征性的分子基因(抗原決定基)予以保留，并與巨噬細胞自身的MHC-II類分子結合，形成抗原肽-MHC分子復合物，將抗原肽呈遞給T細胞，促進免疫應答，故巨噬細胞是抗原呈遞細胞(antigen presenting cell, APC)；在免疫應答的效應階段，它又能聚集于病灶周圍，成為破環(huán)靶細胞和吞噬細菌的重要成分。此外，此系統(tǒng)還具有分泌多種生物活性物質(zhì)(如溶菌酶、補體、腫瘤生長抑制因子)等功能。
生理特點
一般性質(zhì)
單核吞噬細胞系統(tǒng)（單核吞噬細胞結構）MPS細胞又稱大吞噬細胞，它具有吞噬細胞的一般特征，如何通過吞飲攝入液體異物，也可通過吞噬攝取顆粒性異物，還可識別某些化學刺激物的濃度，表現(xiàn)出定向運動的能力，即具有趨化性。MPS細胞在吞噬異物后，細胞內(nèi)會發(fā)生一系列代謝改變，如糖代射增強，能量產(chǎn)生增加，活性氧生成增多等。MPS細胞胞漿中還含有非特異性酯酶、堿性磷酸二酯和過氧化物酶等。在細胞分化和激活過程中，這些酶的量及細胞內(nèi)的定位可發(fā)生改變。此外，由于MPS細胞表達豐富的粘附分子，對玻璃與塑料制品具有強的粘附性，故又被稱為粘附細胞（adherentcell），借助這個特性可將MPS細胞與淋巴細胞分離。
細胞的激活
MPS細胞在環(huán)境因素刺激下，可發(fā)生形態(tài)、膜分子表達以及細胞代謝與功能的短暫、可逆性變化，這一過程稱為MPS細胞的激活，也是它有別于其他吞噬細胞（如中性粒細胞）的一個重要特征。與分化過程不同，活化是在病理條件下表現(xiàn)出的可逆性功能狀態(tài)。單核吞噬細胞的激活是一個復雜的多步驟過程，在不同的活化階段，涉及不同刺激因子的作用，細胞形態(tài)及功能也發(fā)生相應的改變。以巨噬細胞（Mф）為例，體內(nèi)的Mф一般處于靜止狀態(tài)，病原體等異物通過直接接觸激發(fā)Mф內(nèi)的生理生化反應。環(huán)核苷酸第二信使cAmp/cGMP水平升高，使靜止態(tài)Mф轉變?yōu)閼鹦訫ф。后者在IFN-γ等刺激因子啟動下轉變?yōu)橹旅舻腗ф，然后在脂多糖或某些細胞因子作用下轉變?yōu)榛罨腗ф。在上述變化過程中，Mф表現(xiàn)出形態(tài)改變（漿膜呈不規(guī)則波浪形，細胞器增加，膜分子表達改變），代謝增強（胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成與ATP生成增加，磷酸戊糖代謝增強）以及功能增強（吞噬率及吞噬速度增高，殺菌及殺瘤能力增強，分泌活性及抗原呈遞能力增強）等。
細胞的分泌活性
MPS細胞是一類重要的分泌細胞。在許多組織和器官中，MPS細胞是分泌性蛋白的主要來源，其分泌物種類之多在體內(nèi)僅肝細胞才能與之相比。一般情況下，活化的MPS細胞才有活躍的分泌能力?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)MPS細胞可分泌多達100種以上的酶類和其他生物活性物質(zhì)。這些物質(zhì)的分子量不一，從分子量僅32的超氧陰離子至分子量達440000的纖維粘連蛋白；功能也各異，參與從促進細胞生長到導致細胞死亡的全部活動。此外，由于MPS細胞的體內(nèi)分布廣泛、可以移動，以及其分泌產(chǎn)物作用的多樣性，這種分泌活性具有重要的生理與病理意義。
細胞功能
免疫防御功能
免疫處自穩(wěn)功能
機體生長、代謝過程中不斷產(chǎn)生衰老與死亡的細胞以及某些衰變的物質(zhì)，它們均可被單核吞噬細胞吞噬、消化和清除，從而維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。
免疫監(jiān)視功能
MPS細胞構成機體腫瘤免疫的重要一環(huán)。一般認為只有激活的巨噬細胞才能有效地發(fā)揮殺瘤效應，其機制可能是：①吞噬腫瘤細胞；②借助抗瘤抗體的ADCC作用殺傷瘤細胞；③產(chǎn)生TNf及IL-1等細胞因子，直接或間地發(fā)揮殺瘤作用；④產(chǎn)生某些酶及活性氧分子直接殺傷或抑制腫瘤細胞生長。
抗原呈遞功能
MPS細胞是最重要的一類抗原呈遞細胞。外來抗原經(jīng)單核吞噬細胞處理后呈遞給T細胞，這是誘發(fā)免疫應答的先決條件。此外，在抗原呈遞過程中MPS細胞產(chǎn)生的IL-1也是TH活化不可缺少的刺激信號。
免疫調(diào)節(jié)功能
MPS細胞在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要的作用。由于激活程度及分泌產(chǎn)物的不同，MPS細胞的免疫調(diào)節(jié)作用有雙相性；另一方面，體內(nèi)各種因素也可通過影響單核吞噬細胞的膜分子表達等途徑調(diào)節(jié)MPS細胞功能狀態(tài)。
1.正相調(diào)節(jié)作用MPS細胞可通過下列途徑啟動和增強免疫應答，包括：①抗原呈遞作用，誘導免疫應答啟動；②分泌具有免疫增強作用的各類生物活性物質(zhì)，如IL-1、TNF-a、補體成分、各類生長因子等。
2.負相調(diào)節(jié)作用巨噬細胞過度激活可成為抑制性巨噬細胞，后者可分泌多種可溶性抑制物如前列腺素、活性氧分子等，抑制淋巴細胞增殖反應或直接損傷淋巴細胞。
3.體內(nèi)各種因素通過調(diào)控MPS細胞功能狀態(tài)而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用多種神經(jīng)肽及激素樣物質(zhì)如P物質(zhì)、皮質(zhì)激素、性激素等均可通過相應受體而調(diào)控巨噬細胞的功能狀態(tài)；另外，某些神經(jīng)肽與細胞因子（如IL-1、TNF-a、IFN-γ）可誘導巨噬細胞MHC-Ⅱ類抗原的表達，從而調(diào)控其抗原呈遞功能。
其他功能
MPS細胞還廣泛參與炎癥、止血、組織修復、再生等過程。
分化發(fā)育
MPS細胞起源于骨髓，其分化與更新受細胞因子復雜網(wǎng)絡的調(diào)控。在某些細胞因子，如多集落刺激因子（multi-colonystimulatingfactormulti-CSF）、巨噬細胞集落刺激因子（macrophage-CSFGM-CSF）等的刺激下，骨髓中的髓樣干細胞經(jīng)原單核細胞（monoblast）、前單核細胞（pre-monocyte）分化發(fā)育為單核細胞并進入血流。外周血單核細胞占白細胞總數(shù)1%-3%，它在血流中僅存留幾小時至數(shù)十小時，然后粘附到毛細血管內(nèi)皮，穿過內(nèi)皮細胞接合處，移行至全身各組織并發(fā)育成熟為巨噬細胞。組織損傷和炎癥可加速單核細胞向組織移行。巨噬細胞在組織中壽命可達數(shù)月至數(shù)年。在不同組織中存留的巨噬細胞由于局部微環(huán)境的差異，其形態(tài)及生物學特征均有所不同，名稱也各異。一般認為除少數(shù)單核細胞或低分化的巨噬細胞外，成熟的巨噬細胞很少有或沒有增殖能力，并不斷被骨髓前體細胞分化的細胞所補充。另外，單核吞噬細胞系統(tǒng)細胞的分化發(fā)育還可受各種細胞因子如IL-2、IL-4以及干擾素等影響。
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