Blood Platelets as Activators and Regulators of Inflammatory and Immune Reactions. Part 1. Basic Characteristics of Platelets as Inflammatory Cells

Abstract

Platelets are the smallest blood cells, and yet their total volume and surface area exceed those of all types of leukocytes combined. Platelets are produced by the bone marrow megakaryocytes and megakaryocytes in the lung microvessels. Approximately 50% of all platelets are produced in the lungs, which makes it possible to characterize them as the main site for the production of platelets. In small circuit of blood circulation, there are approximately 30% more platelets than in large circuit. This “excess” of platelets is necessary for the stabilization of the endothelial barrier of the lung vessels regulated by the platelet mediator sphingosine-1-phosphate, a regulator of tight junctions of endothelial cells. The circulating platelets have an amazing ability to “bud” new pro- and pre-platelets, giving rise to new platelets. The removal of platelets from circulation proceeds via their phagocytosis by spleen macrophages (if platelets are covered with IgG or are bound to immune complexes), or Kupffer liver cells and hepatocytes (if platelets have incomplete glycans or desialated proteins). In homeostatic conditions, most of the platelets are removed in liver. Platelet clearance in bacterial infections and sepsis is accelerated because of the activity of bacterial sialidases. Recognition of desialized platelet structures is carried out by the liver cells through the Asgr receptor. Despite DNA absence, the platelets are able to synthesize proteins at mRNAs that are present in majority of platelets. Activation of platelets leads to aggregation and exocytosis of the granule contents, and production of immunomodulating molecules. However, activation of platelets may be incomplete and has various consequences. In a non-classical activation model, platelets can release microparticles that contain about 600 different proteins. About 75% of microparticles in the blood of healthy donors are derived from platelets. Like as immune system cells, platelets are activated by numerous endogenous ligands (alarms), including ADP and ATP, which bind to purinergic receptors P2Y1, P2Y12 andP2X1. Platelets accumulate and retain 99% of the serotonin stored in the body. The platelets contribute to induction of inflammation by releasing proinflammatory cytokines, chemokines, and lipid mediators. In addition, platelets are the source of enzymes that accomplish the capacities of neutrophils and endothelium for production of anti-inflammatory lipid mediators that contribute to tissue repair following acute phase of inflammation.

Features of intercellular interaction of platelets and neutrophils expressing adhesion molecules in psoriasis

“…Numerous studies have established that all types of leukocytes can interact with platelets, which can facilitate their migration to the focus of inflammation [7][8][9].…”

“…The factual material available in the literature confirms that the physiological properties of platelets go beyond their conventional perception as hemocoagulation process participants [7]. Platelets, due to their adhesive properties and, entire complex of contractile actomyosin proteins, help neutrophils entering the inflammation zone, thereby dragging them into the area of the pathological process [8].…”

Non-Hemostatic Functions of Platelets and Its Application in Regenerative Medicine: from Theory to Practice

“…На сегодняшний день известно, что наряду с непосредственным участием в первичном гемостазе и прогемостатическим действием на различных фазах процесса свертывания крови кровяные пластинки обладают рядом других свойств. Тромбоциты не только участвуют в сократительной реакции сосудов поврежденной зоны посредством различных биологически активных субстанций (серотонин, эпинефрин, ТХА2, PAF), но и способствуют реэндотелизации и репарации поврежденной сосудистой стенки через секретируемые факторы роста, а также выполняют трофическую эндотелий-поддерживающую функцию [6][7][8][9]. Тромбоциты являются своеобразным резервуаром принимающих участие в процессах заживления ран и регенерации тканей факторов роста, цитохемокинов, а также плазматических белков крови (фибрина, фибронектина, витронектина и др.…”

The role of platelets in the pathogenesis of atherosclerosis

“…Также в каждом тромбоците находится около 70 гранул, самыми многочисленными и крупными из которых являются α-гранулы, содержащие различные белки, в том числе непосредственно участвующие в процессе гемостаза: фактор Виллебранда, фибронектин, фибриноген, P-селектин, тромбоцитарный фактор роста (PDGF), белок-предшественник амилоида, матриксные металлопротеиназы, различные факторы коагуляции и факторы роста. При активации тромбоциты выделяют содержимое гранул наружу с образованием провоспалительных цитокинов (IL-8, IL-1β, TNFα), различных хемокинов и липидных медиаторов, которые по механизму позитивной обратной связи еще больше усиливают активацию тромбоцитов, инициируют каскад коагуляции и способствуют развитию воспалительных реакций, повышая адгезивность лейкоцитов и их взаимодействие с клетками эндотелия и тромбоцитами [65].…”

“…Они активируют реакции воспаления за счет усиления межклеточных контактов путем переноса рецепторов клеточных поверхностей, внутриклеточных компонентов. При воспалительных и тромботических состояниях количество образуемых микрочастиц существенно увеличивается [65]. Микрочастицы тромбоцитов также индуцируют образование пенистых клеток, играющих значимую роль в развитии атеросклероза.…”