Честь открытия одного из основных механизмов иммунитета принадлежит нашему соотечественнику И. И. Мечникову, создавшему и обосновавшему учение о фагоцитозе - клеточном иммунитете, согласно которому в основе невосприимчивости организма лежит фагоцитарная деятельность его клеточных элементов, захватывающих и переваривающих микробов. Фагоцитоз осуществляется в основном подвижными клетками крови - лейкоцитами, а также неподвижными клетками эндотелия кровеносных сосудов, ретикулоэндотелиальных клеток селезенки, печени, костного мозга, лимфатических узлов и других органов. При внедрении в организм микробов фагоцитоз резко усиливается, и течение инфекционного процесса приобретает специфический характер.
Параллельно с клеточной теорией создавалась теория гуморального иммунитета (Эрлих и др.), которая усматривает причину невосприимчивости в бактерицидном действии особых веществ, находящихся в крови и других жидкостях организма человека и животных. Некоторые из этих веществ находятся в сыворотке крови постоянно и оказывают губительное неспецифическое действие на микробов. Другие образуются только в процессе развития инфекции и остаются в организме на более или менее продолжительное время, оказывая специфическое губительное действие на микробы, выделяемые ими токсины и другие чужеродные для данного организма вещества, объединяемые под общим названием антигенов.
Образующиеся в организме специфические защитные вещества получили название антител. К ним относятся: агглютинины - склеивающие бактерий; бактериолизины - растворяющие бактерий; преципитины - осаждающие бактерий и створаживающие чужеродную сыворотку; антитоксины - нейтрализующие токсины; гемолизины - растворяющие эритроциты чужеродной крови и др.
Около 30 лет продолжались дискуссии между сторонниками клеточной и гуморальной теорий иммунитета, пока наконец не выяснилось, что ни та, ни другая теория, взятая в отдельности, не в состоянии объяснить всего многообразия явлений при иммунитете. Как фагоцитоз, так и защитные гуморальные реакции организма стали твердо установленными, не вызывающими сомнений фактами; в то же время установлено, что фагоцитарная деятельность и антитела находятся между собой в неразрывной взаимосвязи и взаимодействии, что фагоцитоз усиливается при одновременном воздействии гуморальных факторов иммунитета.
Оба эти явления регулируются и направляются центральной нервной системой.
За последние годы обнаружено, что в крови человека и животных циркулируют два типа лимфоцитов: 1) В-лимфоциты, - образующиеся в костном мозге, способные вырабатывать антитела, соединяющиеся с бактериальными антигенами или с бактериальными токсинами и обезвреживающие их; 2) Т-лимфоциты, образующиеся в тимусе (вилочковой железе), под воздействием которых осуществляется отторжение чужеродных тканей и уничтожение собственных клеток организма, изменивших свою наследственную (генетическую) структуру под влиянием, например, нуклеиновой кислоты вирусов и других малоизученных причин. Вилочковая железа может осуществлять свои функции только во взаимодействии с костным " мозгом.
Помимо уже известных белковых антител (иммуноглобулинов), обнаружен особый тип антител - иммуноглобулины Е, которые дают резко усиленные, искаженные реакции с различными антигенами. Этот I тип антител является одним из основных факторов, вызывающих аллергические реакции организма и заболевания аллергического характера (крапивница, ревматизм, бронхиальная астма, бруцеллез и др.). Причина образования в организме иммуноглобулина Е пока неизвестна.
Иммунитет, как важная составляющая система человека, очень многообразна по своему строению, по классификации иммунологических явлений и определенных форм иммунитета, механизму и несколько другим видам особенностей.
Механизмы иммунитета условно поделены на несколько групп:
кожные и слизистые барьеры, воспаление, фагоцитоз, ретикуло-эндотелиальная система, барьерная функция лимфатической ткани, гуморальные факторы, реактивность клеток организма.
Также для упрощения и большего понимания механизмы иммунитета можно разделить на группы: гуморальные и клеточные.
Гуморальный механизм иммунитета
Основное действие гуморального иммунитета происходит в момент, когда антигены проникают в кровь и другие биологические жидкости организма. В этот момент происходит выработка антител. Сами антитела делятся на 5 основных классов, различных по функциям, тем не менее, они все обеспечивают защиту организма.
Антитела белки, или сочетание белков, к ним относятся интерфероны, которые помогают клеткам в противостоянии вирусам, С- реактивный белок способствует запуску системы комплемента, лизоцим - фермент, способный растворять стенки антигенов.
Вышеперечисленные белки относятся к неспецифическому виду гуморального иммунитета. Интерлейкины- часть специфического гуморального механизма иммунитета. Помимо этого существует и другие антитела.
Одну из составляющих иммунитета составляет гуморальный иммунитет. В свою очередь, в своих действиях он очень тесно связан с клеточным иммунитетом. В основе работы гуморального иммунитета лежит работа совершаемая В- лимфоцитами по выработке антител.
Антитела - это белки, которые вступают и постоянно взаимодействуют с чужеродными белками - Антигенами. Выработка антител происходит по принципу полного соответствия антигену, т.е. для каждого вида антигена вырабатывается строго определенный вид антител.
К нарушениям гуморального иммунитета относятся наличие длительных заболеваний респираторного типа, хронические синуситы, отиты и т.д. Для лечения очень часто используются иммуноглобулины.
Клеточный механизм иммунитета
Клеточный механизм обеспечивается наличием лимфоцитов, макрофагами и другими иммунными клетками, но при этом вся их деятельность происходит без антител. Клеточный иммунитет представляет собой совокупность нескольких видов защиты. В первую очередь это также клетки кожи и слизистая, которые первыми препятствуют проникновению антигенов в организм. Следующий барьер это гранулоциты крови, которые стремятся сцепиться с чужеродным агентом. Следующий фактор клеточного иммунитета это лимфоциты.
На протяжении своего существования лимфоциты почти постоянно перемещаются по телу. Они представляют наибольшую группировку иммунных клеток, вырабатываются в костном мозге, проходят «обучение» в вилочковой железе. Отсюда они получили название тимус-зависимых лимфоцитов, или Т- лимфоцитов. Т- лимфоциты делятся на 3 подгруппы.
У каждого свои задачи и специализация: Т- киллеры, Т- хелперы, Т- супрессоры. Т- киллеры сами способны уничтожать чужеродные агенты, Т- хелперы в большей степени обеспечивают уничтожение, первыми поднимают тревогу по поводу проникновения вирусов. Т- супрессоры обеспечивают снижение и остановку иммунного ответа, когда уже нет необходимости в определенном конкретном случае.
Большую работу по уничтожению чужеродных агентов проводят макрофаги, непосредственно поглощая их, и затем путем выброса цитокинов «оповещают» о противнике другим клеткам.
При всех своих различиях гуморальный иммунитет и клеточный иммунитет постоянно очень тесно взаимодействуют для обеспечения защиты организма.
Инфекционный и противовирусный иммунитет
Рассмотрим еще одно условное деление видов иммунитета. Инфекционный иммунитет, он же нестерильный, в основе этого иммунитета стоит то, что у человека переболевшего или зараженного определенным вирусом не может быть повторное возникновение заболевания. В данном случае не имеет значение, является ли болезнь пассивной, или активной.
Инфекционный иммунитет также можно разделить на несколько видов: антимикробный (антибактериальный), противовирусный и антитоксичный, к тому же его можно разделить на кратковременный и длительный. Также можно разделить на врожденный и приобретенный иммунитет.
Инфекционный иммунитет развивается он тогда, когда в организме происходит период размножения возбудителей. Он обладает основными механизмами как клеточного, так и гуморального.
Противовирусный иммунитет представляет собой весьма сложный процесс, для которого используется значительное количество ресурсов иммунной системы.
Первый этап противовирусного иммунитета представлен кожными и слизистыми покровами тела. Если вирусу удается проникнуть дальше в тело, в дело вступают части гуморального и клеточного механизма иммунитета. Начинается выработка интерферонов, способствующих обеспечению невосприимчивости клеток к вирусам. Далее подключаются остальные виды защиты организма.
На данный момент существует огромное количество других препаратов, но они большей своей частью имеют или противопоказания к применению, или их нельзя применять длительно, чего не скажешь об иммуномодуляторе Трансфер фактор. Средства для поднятия иммунитета по многим параметрам проигрывают этому иммуномодулятору.
По не всегда известным причинам иногда происходят сбои в работе противовирусного и инфекционного иммунитета. Правильным шагом в этом случае будет укрепление иммунитета, хотя не всегда нам нужно именно усилить иммунитет.
Правильней будет сказать необходимо модуляция иммунитета - некоторая оптимизация иммунитета и всех его видов: противовирусного и инфекционного; его механизмов - гуморального и клеточного иммунитета.
Лучше всего для этих целей начать использовать иммуномодулятор Трансфер фактор, в отличии от других аналогичных средств он не является продуктом фармкомпаний, и даже не растительным продуктом, а это сходные с нашими наборы аминокислот, взятые у других видов позвоночных: коров и кур.
Использование при комплексном лечении любых заболеваний: будь -то иммунное или аутоиммунное заболевание; ускоряет процесс реабилитации и положительную динамику в период лечения, снимает побочные действия лекарств, восстанавливает иммунную систему.
Формирование специфических иммунологических реакций на антиген происходит с участием ИКК. Их взаимоотношения реализуются через:
1) антигенраспознающий рецептор;
2) непосредственный контакт;
3) комплекс «Аг + Ат»;
4) сеть медиаторов.
Перечисленные события и составляют собственно иммунный ответ.
Эффективность иммунологических реакций определяется полноценностью рецепторного аппарата, участвующего в иммунном ответе клеток, сетью медиаторов с регулирующим влиянием центральной нервной и эндокринной систем. Передача информации от клетки к клетке в зависимости от ее характера или происхождения осуществляется с помощью биологически активных веществ (медиаторов).
1. Медиаторы - сложный динамический комплекс клеток, белков крови, секретов ИКК, обладающих регулирующими функциями других клеток, участвующих в реакциях организма. К ним относятся все активные гуморальные, клеточные и неклеточные факторы (БОФ и др.).
2. Цитокины - более узкое понятие, включающее все медиаторы, синтезируемые ИКК в процессе их взаимодействия.
3. Интерлейкины (интер - между, греч. - лейкос - белый) - медиаторы, синтезируемые ИКК и регулирующие их взаимодействие. Нумерация интерлейкинов устанавливается по мере их открытия с 60-70-х гг. прошлого столетия: ИЛ-1 открыт в 1976 г.; ИЛ-3 - в 1981 г. и т.д.).
4. Трансмиттеры (лат. transmittere - пересылать, передавать), как и медиаторы, биологически активные вещества, участвующие в передаче возбуждения с одной клетки на другую.
В воспалительном процессе носителями медиаторов воспаления могут быть базофилы, тучные клетки, эозинофилы.
Синтез и влияние медиаторов на клетки ИС характеризуются ритмичностью. Ритмичность изменений гормональных факторов, нейромедиаторов обуславливают ритм пролиферативно-дифференцировочных процессов в ИС и их сбалансированность. Становится понятным, что любое нарушение этого ритма (инфекция, вакцинация, стресс и т.д.) способно вызвать изменения, результатом которых может быть формирование заболевания.
Регуляция иммунного ответа происходит за счет проявления конкретных функций цитокинов, их стимулирующее или ингибирующее влияние. Восприятие сигналов реализуется через рецепторный аппарат клеточных мембран, специфических поверхностных молекул, проводящих информацию к ядру клетки. Направленность иммунного ответа зависит от природы антигена и реализуется через комплекс «МНСI + АГ» - преимущественно клеточный тип реакций или «МНСII + АГ» - преимущественно гуморальный тип ИО. Экспрессия молекул МНС активируется комплексом «АГ+АТ». Сила ИО контролируется не только Iг-геном, но и соотношением активирующих и ингибирующих медиаторов.
Существует путь непосредственного контакта ИКК между собой с использова-нием адгезивных молекул. Целесообразность наличия различных путей специфических защитных реакций определяется единственной целью - сохранение индивидуума, т. е. постоянства антигенного состава, или гомеостаза.
Как говорилось выше, одним из путей взаимодействия ИКК может быть путь непосредственного контакта. Вместе с тем, четкую границу между дистанционным и контактным взаимодействием провести трудно, поскольку экспрессия и активация специальных молекул адгезии подчиняется влиянию медиаторов. Так, ИЛ-8 активирует прикрипление ПМЯЛ к стенке сосуда, участвуя таким образом в хемотаксисе и миграции клеток. Сами адгезивные молекулы, в конечном счете, можно рассматривать как антигенраспознающие рецепторы.
Интенсивное изучение молекул адгезии началось в 60-е гг. XX в. Основное функциональное значение этих молекул заключается в усилении процессов соединения ИКК, ответственности за их кооперацию, прикрепление клеток к кровеносным сосудам и миграционные способности.
Адгезивные молекулы расположены практически на всех клетках: неиммунный лимфоцит, нейтрофилы, моноциты, эозинофилы, эндотелий сосудов, стволовые крове-творные клетки, макрофаги, дендритные клетки и т.д. Миграция предшественников Т-клеток из одних зон лимфоидных органов в другие осуществляется молекулами адгезии, без которых трудно представить процесс дифференцировки клеток.
На разных этапах миграции клеток и заселения соответствующих зон действуют разные адгезивные молекулы. На первом этапе иммунного ответа - этапе воспаления, активизируются селектины и муциноподобные молекулы. На втором этапе для прохождения через стенку сосуда (диапедез) активизируются интегрины и супер-семейство иммуноглобулинов. Таким образом, лимфоидная ткань заселяется лимфоци-тами. В процессе активации возможны конформационные изменения молекул адгезии, что способствует усилению степени сродства (аффинности) молекул адгезии взаимодействующих клеток. Это необходимо для осуществления последовательности иммунологических реакций.
Наиболее важную роль в процессах миграции клеток играют молекулы адгезии- интегрины, в частности интегрин LFA-I. Он активирует практически любой Т-лимфоцит, имеет максимальное функциональное значение для проникновения иммунного Т-лимфоцита в очаг воспаления.
Селектины обеспечивают избирательное (селективное) прохождение определен-ных клеток через стенку сосудов и их хомминг, обладают слабой адгезивной способностью.
Таким образом, иммунный ответ как активная иммунологическая реакция на внедрение антигена обусловлен кооперацией основных типов ИКК, реализуемой через рецепторную, медиаторную, адгезивную сеть. Экспрессия распознающих или передающих сигнал молекул возможна лишь после активации ИКК антигеном, комплексом «АГ+АТ».
Полноценный иммунный - ответ развивается при представлении антигена в иммунногенной форме, что обеспечивается его комплексацией с молекулами МНС. Все этапы взаимодействия ИКК контролируются соответствующими специфическими и неспецифическими медиаторами, активностью адгезивных молекул, генетическим аппаратом ГКГС и системой АВО.
Первичный иммунный ответ (I тип)
Динамика и тип антител характеризуются ранним накоплением IgМ антител с момента встречи с антигеном с пиком на 4-6-й день. Более эффективные IgG антитела нарастают медленно с пиком на 14-21-й день. Затем после состояния «плато» количество антител постепенно снижается. Под действием Т-лимфоцитарных цитокинов в ходе первичного ответа формируются классоспецифические клетки памяти (В-памяти).
Последовательность событий при первичном ИО можно представить следую-щим образом:
- Проникновение антигена во внутреннюю среду организма.
- Выброс медиаторов неспецифического воспаления.
- Эндоцитоз антигена (дендритная клетка, макрофаг).
- Миграция клеток с антигеном в региональные лимфоидные органы.
- Процесс презентации антигена Т- и В-лимфоцитам (комплексы АГ с МНС I или МНС II).
- Активация Т-зависимых зон лимфоидного органа.
- 7. Контакт АПК с комплементарным рецептором Т-клетки.
- Пролиферация, дифференцировка, формирование антигенспецифических Т-лимфоцитов
- Экспрессия специфических мембранных рецепторов, синтез цитокинов, активирующих В-лимфоцит, взаимодействие Т-лимфоцита с клетками-мишенями.
- Взаимодействие Т-клеток с В-клетками в Т-зависимых зонах.
- Миграция активных В-клеток в зону фолликула.
- Пролиферация, дифференцировка В-лимфоцитов, взаимодействие с Тх2, образование плазматических клеток в зародышевых центрах фолликулов.
- Миграция плазмоцитов в костный мозг, где они активно синтезируют специфические иммуноглобулины.
- Иммунные Т-лимфоциты из региональных лимфоузлов мигрируют через эфферентный лимфатический сосуд в очаг воспаления, воздействуют на клетки-мишени. Активация фагоцитоза, ЕК и т.д.
- Фагоцитоз, элиминация микроорганизма.
- Регуляция иммунного ответа, направленная на его снижение.
Вторичный иммунный ответ (II тип)
При повторной встрече с тем же антигеном клетки памяти активизируются, пролифилируют и синтезируют определенный специфический класс антител в более короткие сроки. Вторичный тип иммунного ответа характеризуется преимущественной выработкой IgG-антител уже с 3-4-го дня с пиком на 9-11-и день.
Динамика IgМ-антител при вторичном иммунном ответе практически не отличается от таковой при первичном ИО. Вторичный ИО ускоренный, повышенный, интенсивный. Антитела характеризуются высокой специфической активностью, называемой авидностью, или аффинностью, т.е. силой связи с антигеном. Установлено, что с увеличением времени после иммунизации аффинность антител повышается. Это связано с отбором В-лимфоцитов, секретирующих аффинные антитела. Биологический смысл явления заключается в возможности минимальному количеству антител более эффективно связывать антиген. Наиболее важное значение аффинитет имеет при повторной встрече с антигеном (иммунный ответ, II тип), когда продуцируются преимущественно IgG, IgА, IgЕ.
Вторичный иммунный ответ обусловлен феноменом иммунологической памяти Т- и В-лимфоцитов. До конца механизмы формирования иммунологической памяти не ясны. В процессе пролиферации В-лимфоцитов происходит отбор специфических клонов. Большая часть В-лимфоцитов погибает. Часть В-лимфоцитов по завершении ИО сохраняется и персистирует. При повторной встрече требуется гораздо меньшее количество антигена для запуска ИО. Не на все антигены формируется иммунологическая память. Носителями иммунологической памяти являются В- и Т-лимфоциты, отличающиеся большей частотой встречаемости и большим количеством (плотности) активных антигенраспознающих рецепторов, молекул адгезии, молекул активации и др.
Из вышеперечисленного можно выделить четыре основные стадии иммунного ответа.
1-я стадия - стадия индукции (афферентная). В это время осуществляется переработка антигена, представление его в иммуногенной форме Т- или В-лимфоцитам.
2-я стадия - пролиферативная - происходит активация ИКК, их взаимодействие, пролиферация клеток-предшественников.
3-я стадия - продуктивная (эффекторная) - отмечается дифференцировка клеток-предшественников; В-клетка - плазмоцит с синтезом иммуноглобулинов, Т-клетка - Т-цитотоксические и др.
4-я стадия - стадия формирования иммунологической памяти - накопление Т- и В-клеток памяти.
МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИММУНИТЕТАВведение
Введение
Главная функция иммунной системы - сохранять "свое" и устранять чужеродное. Носители "чужого" с которыми иммунная система сталкивается повседневно, - это прежде всего микроорганизмы. Кроме них, она способна устранять злокачественные новообразования и отторгать трансплантанты чужеродных тканей. Для этого иммунная система обладает сложнейшим набором постоянно взаимодействующих неспецифических и специфических механизмов. Неспецифические механизмы относятся к врожденным, а специфические приобретаются в процессе "иммунологического обучения".
Специфический и неспецифический иммунитет
Неспецифический (врожденный) иммунитет обуславливает однотипные реакции на любые чужеродные антигены. Главным клеточным компонентом системы неспецифического иммунитета служат фагоциты, основная функция которых - захватывать и переваривать проникающие извне агенты. Для возникновения подобной реакции чужеродный агент должен иметь поверхность, т.е. быть частицей (например, заноза).
Если же вещество молекулярно-дисперсное (например: белок, полисахарид, вирус), и при этом не токсичное и не обладает физиологической активностью - оно не может быть нейтрализовано и выведено организмом по вышеописанной схеме. В этом случае реакцию обеспечивает специфический иммунитет. Он приобретается в результате контакта организма с антигеном; имеет приспособительное значение и характеризуется формированием иммунологической памяти. Его клеточными носителями служат лимфоциты, а растворимыми - иммуноглобулины (антитела).
Первичный и вторичный иммунный ответ
Специфические антитела продуцируются специальными клетками - лимфоцитами. Причем для каждого вида антител существует свой тип лимфоцитов (клон).
Первое взаимодействие антигена (бактерии или вируса) с лимфоцитом вызывает реакцию, названную первичным иммунным ответом, в ходе которого лимфоциты начинают развиваться (пролиферировать) в виде клонов, претерпевая затем дифференцировку: некоторые из них становятся клетками памяти, другие превращаются в зрелые клетки, продуцирующие антитела. Главные особенности первичного иммунного ответа - существование латентного периода до появления антител, затем выработка их лишь в небольшом количестве.
Вторичный иммунный ответ развивается при последующем контакте с тем же самым антигеном. Основная особенность - быстрая пролиферация лимфоцитов с дифференцировкой их в зрелые клетки и быстрая выработка большого количества антител, которые высвобождаются в кровь и тканевую жидкость, где могут встретиться с антигеном и эффективно побороть болезнь.
Естественный и искусственный иммунитет
К факторам естественного иммунитета относят иммунные и неиммунные механизмы. К первым относятся гуморальные (система комплемента, лизоцим и др. белки). Ко вторым относятся барьеры (кожа, слизистая), секрет потовых, сальных, слюнных желез (содержит разнообразные бактерицидные вещества), желез желудка (соляная кислота и протеолитические ферменты), нормальная микрофлора (антагонисты патогенных микроорганизмов).
Искусственный иммунитет вырабатывает при введении в организм вакцины или иммуноглобулина.
Активный и пассивный иммунитет
Существует два вида иммунитета: активный и пассивный.
Активная иммунизация стимулирует собственный иммунитет человека, вызывая выработку собственных антител. Вырабатывается у человека в ответ на возбудитель. Образуются специализированные клетки (лимфоциты), которые продуцируют антитела к конкретному возбудителю. После инфекции в организме остаются "клетки памяти", и в случае последующих столкновений с возбудителем начинают снова (уже быстрее) продуцировать антитела.
Активный иммунитет может быть естественным и искусственным. Естественный приобретается в результате перенесенного заболевания. Искусственный вырабатывается при введении вакцин.
Пассивный иммунитет : в организм вводятся уже готовые антитела (гамма-глобулин). Введенные антитела в случае столкновения с возбудителем "расходуются" (связываются с возбудителем в комплекс "антиген-антитело"), если встречи с возбудителем не произошло, они имеют некий период полужизни, после чего распадаются. Пассивная иммунизация показана в тех случаях, когда необходимо в короткие сроки создать иммунитет на непродолжительное время (например, после контакта с больным).
Когда ребенок появляется на свет, он обычно имеет иммунитет (невосприимчивость) к некоторым инфекциям. Это заслуга борющихся с болезнями антител, которые передаются через плаценту от матери к будущему новорожденному. Передаются антитела против возбудителей тех болезней, которыми мать переболела или против которых была иммунизирована. Впоследствии, вскармливаемый грудью младенец постоянно получает дополнительную порцию антител с молоком матери. Это естественный пассивный иммунитет . Он также носит временный характер, угасая к концу первого года жизни.
Стерильный и нестерильный иммунитет
После заболевания в некоторых случаях иммунитет сохраняется пожизненно. Например корь, ветряная оспа. Это стерильный иммунитет. А в некоторых случаях иммунитет сохраняется только до тех пор, пока в организме есть возбудитель (туберкулез, сифилис) - нестерильный иммунитет.
Иммунитет. Иммунологическая память.
Иммунитет – это эволюционно обусловленная совокупность реакций взаимодействия между системой иммунитета и биологически активными агентами (антигенами). Эти реакции направлены на сохранение фенотипического постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма и результатом их могут быть различные феномены и реакции иммунитета. Одни из них являются полезными, защитными, другие обусловливают патологию. К первым относятся:
§ Противоинфекционный иммунитет – приобретенная специфическая невосприимчивость организма к конкретным инфекционным агентам возбудителям заболеваний (микробам, вирусам).
§ Толерантность – терпимость, неотвечаемость системы иммунитета на эндогенные или экзогенные антигены.
Другие реакции иммунитета, патологического, «стрессового уровня» приводят к развитию патологии:
§ гиперчувствительность – повышенная иммунная («иммунитетная») реакция на антигены-аллергены служит причиной двух видов заболеваний: аллергических – на экзогенные аллергены (аллергия) ; аутоаллергических (аутоиммунных ) – на эндогенные, собственные биомолекулы (аутоаллергия); при аутоиммунных болезнях "свои" молекулы узнаются системой иммунитета как "чужие" и на них развиваются реакции; система иммунитета в норме не отвечает на "свое" и отторгает "чужое".
§ анергия , т.е. отсутствие реакции на антигены (вариант толерантности), обусловлена недостаточностью различных видов иммунитета.
Основой реализации всех реакций иммунитета является иммунологическая память . Суть ее в том, что клетки системы иммунитета "помнят" о тех чужеродных веществах, с которыми они встречались и на которые реагировали. Иммунологическая память лежит в основе феноменов противоинфекционного иммунитета, толерантности и гиперчувствительности.
Система иммунитета (СИ) – это совокупность молекул, клеток, тканей и органов, осуществляющих иммунные реакции. Она включает несколько самостоятельных подсистем, которые реагируют как единое целое:
1. Лимфоидная система включает Т- и В-лимфоциты, которые образуют специфические факторы иммунитета (антитела и Т-клеточные рецепторы к антигену).
2. Система естественные киллерных клеток (ЕКК) .
3. Система антигенпредставляющих клеток (АПК) включает дендритные клетки, клетки Лангерганса, интердигитирующие клетки и др.
4. Система гранулоцитов объединяет нейтрофильные лейкоциты, базофильные лейкоциты/тучные клетки, эозинофильные лейкоциты.
5. Система мононуклеарных фагоцитов (моноциты, макрофаги тканей и органов).
6. Гуморальные факторы неспецифического естественного иммунитета: лизоцим, С-реактивный белок (СРБ), интерфероны, фибронектин, β-лизины, лектины и др.
7. Система комплемента .
8. Система тромбоцитов
К центральным органам системы иммунитета относятся красный костный мозг и тимус. К периферическим – циркулирующие лимфоциты крови, лимфатические узлы, селезенка, миндалины, лимфоидная ткань кишечника (пейеровы бляшки, солитарные фолликулы, лимфоидные образования аппендикса и др.), бронхоассоциированная лимфоидная ткань (в области бифуркации трахеи), лимфоидные образования кожи, печени.
На молекулярном уровне центральными понятиями иммунологии являются антигены, антитела, рецепторы и цитокины.
Антигены – любые вещества, чаще белки или гликопротеиды, которые, попадая в организм, вызывают образование специфических антител и/или Т-клеточных рецепторов. Антитела – белковые молекулы, иммуноглобулины, которые образуются В-лимфоцитами и плазмоцитами и специфично взаимодействуют с антигенами. Рецепторы – макромолекулы на клетках, специфически связывающие различные биологически активные вещества (лиганды ). Цитокины – медиаторы межклеточных взаимодействий, обеспечивающие взаимосвязь клеток как внутри системы иммунитета, так и их многочисленные связи с другими системами макроорганизма.
Виды иммунитета
Существуют механизмы «неиммунитетной», естественной неспецифической резистентности организма . К ним относятся защита организма от внешних агентов: наружными покровами (кожа, слизистые оболочки), механическими (слущивание эпителия, движение ресничек и секретов, слизистых оболочек, чихание, кашель), физическими механизмами (барьеры), химическими веществами (бактерицидное действие соляной, молочной, жирных кислот, ряда ферментов, особенно лизоцима – мурамидазы).
Видовая невосприимчивость (конституциональный, наследственный иммунитет) – это вариант неспецифической резистентности организма, генетически обусловленный особенностями обмена веществ данного вида. Он в основном связан с отсутствием условий, необходимых для размножения возбудителя. Например, животные не болеют некоторыми болезнями человека (сифилис, гонорея, дизентерия), и, наоборот, люди невосприимчивы к возбудителю чумы собак. Данный вариант резистентности не является истинным иммунитетом, так как он не осуществляется системой иммунитета.
От неспецифической, "неиммунитетной" резистентности, следует отличать неспецифические естественные факторы иммунитета или естественный врожденный иммунитет (innate natural immunity ). Они включают клетки и гуморальные факторы.
Среди гуморальных факторов важными являются естественные, предсуществующие антитела. Такие антитела исходно имеются в организме в небольшом количестве против многих бактерий и вирусов.
Неспецифическими гуморальными факторами иммунитета служат система комплемента, С-реактивный белок, фермент лизоцим, интерфероны, цитокины и др. Клеточные факторы – это фагоциты (моноциты, макрофаги, полиморфноядерные лейкоциты), которые проявляют свою активность во всех тканях, полостях, могут выходить на поверхность слизистых оболочек и там выполнять защитную функцию.
Приобретенный (адаптивный) иммунитет возникает в течение жизни в результате стимуляции клеток СИ антигенами микроорганизмов или получения готовых иммунных факторов. Поэтому он бывает естественным и искусственным , каждый из которых может быть активным и пассивным .
Естественный активный иммунитет появляется в результате контакта с возбудителем (после перенесенного заболевания или после скрытого контакта без проявления симптомов болезни).
Естественный пассивный иммунитет возникает в результате передачи от матери к плоду через плаценту (трансплацентарный) или с молоком готовых защитных факторов – лимфоцитов, антител, цитокинов и т.п.
Искусственный активный иммунитет индуцируется после введения в организм вакцин и анатоксинов, которые содержат микроорганизмы или их субстанции – антигены.
Искусственный пассивный иммунитет создается после введения в организм готовых антител или иммунных клеток. В частности, такие антитела содержатся в сыворотке крови иммунизированных доноров или животных.
4.CD-антигены-Молекулы дифференцировки клеток системы иммунитета
В процессе дифференцировки на мембранах клеток системы иммунитета появляются различные макромолекулы, соответствующие определенной стадии развития клеточных популяций. Они получили название CD-антигенов В настоящее время таких молекул известно более 250. Все они выполняют функции рецепторов, после взаимодействия с которыми внутрь клетки поступает сигнал и происходит ее активация, супрессия или апоптоз (программируемая клеточную гибель ).
Все CD-молекулы являются мембраннымифенотипическими маркерами соответствующих клеток. CD-антигены выявляют с помощью меченых моноклональных антител иммунофлюоресцентной микроскопией или проточной цитометрией .
Цитокины и интерлейкины
Дифференцировка и взаимодействие клеток системы иммунитета между собой, а также с клетками других систем организма, осуществляется с помощью регуляторных молекул – цитокинов .
Цитокины – это секретируемые активированными клетками пептидные медиаторы, осуществляющие регуляцию взаимодействий, активацию всех звеньев самой СИ и влияющие на различные органы и ткани.
Общие свойства цитокинов
1. Являются гликопротеинами с молекулярной массой 15-25 кД.
2. Действуют ауто - и паракринно (т.е. на саму клетку и на ее ближайшее окружение). Это короткодистантные молекулы
3. Действуют в минимальных (пико- и фемтомолярных) концентрациях.
4. Цитокины имеют соответствующие им специфические рецепторы на поверхности клеток
5. Механизм действия цитокинов заключается в передаче сигнала после взаимодействия с рецептором с мембраны клетки на ее генетический аппарат. При этом изменяется экспрессия клеточных белков с изменением функции клетки (например, выделяются другие цитокины).
Классификация цитокинов
Цитокины разделяются на несколько основных групп.
1. Интерлейкины (ИЛ)
2. Интерфероны
3. Группа факторов некроза опухоли (ФНО)
4. Группа колониестимулирующих факторов (например, гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор – ГМ-КСФ )
5. Группа факторов роста (эндотелиальный фактор роста, фактор роста нервов и т.д.)
6. Хемокины
Интерлейкины
Цитокины, выделяемые преимущественно клетками системы иммунитета , получили название интерлейкинов (ИЛ ) – факторов межлейкоцитарного взаимодействия .
Они нумеруются по порядку (ИЛ-1 – ИЛ-31). Выделяются лейкоцитами при стимуляции продуктами микробов и другими антигенами. Ниже приводятся основные интерлейкины, которые играют важнейшую роль в системе иммунитета как в норме, так и при развитии патологических состояний.
Фагоцитоз.
Процесс фагоцитоза происходит в несколько стадий.
Стадия хемотаксиса представляет собой целенаправленное движение макрофагов к объекту фагоцитоза (например, микробная клетка), который выделяет хемотаксические факторы (бактериальные компоненты, анафилатоксины, лимфокины и т.д.). Компоненты бактериальных клеток, продукты активации комплемента, например С5а, и локально выделяемые цитокины и хемокины привлекают фагоцитарные клетки в очаг инфекции и воспаления.
Стадия адгезии реализуется 2 механизмами: иммунным и неиммунным . Неиммунный фагоцитоз осуществляется за счет адсорбции антигена на поверхности макрофага при помощи различных молекул (например, лектинов). В иммунном фагоцитозе участвуют Fc-рецепторы макрофагов к иммуноглобулинам и C3b-компоненту комплемента. В одних случаях макрофаг несет на своей поверхности антитела, за счет которых прикрепляется к клетке-мишени. В других – с помощью Fс-рецептора он сорбирует уже образовавшийся иммунный комплекс. Антитела и факторы комплемента, усиливающие фагоцитоз, называют опсонинами .
Стадия эндоцитоза (поглощения ).
При этом происходит инвагинация мембраны фагоцита и обволакивание объекта фагоцитоза псевдоподиями с образованием фагосомы . В дальнейшем фагосома сливается с лизосомами и образуется фаголизосома .
Стадия переваривания .
В эту стадию происходит активация многочисленных ферментов, разрушающих объект фагоцитоза.
Фагоцитарные клетки обладают разнообразными механизмами уничтожения микробов.
Главный из них – продукция активных форм кислорода (АФК) через активацию гексозомонофосфатного шунта.
При этом восстанавливается молекулярный кислород с образованием супероксидного анион-радикала ("O2), из которого образуются потенциально токсичные гидроксильные радикалы (-ОН), синглетный молекулярный кислород и H 2 O 2 . В нейтрофилах под действием миелопероксидазы (и каталазы, содержащейся в пероксисомах, из перекисей в присутствии галоидов образуются дополнительные токсичные оксиданты, например гипоиодит и гипохлорит (производные НOI и HClO).
Дополнительный бактерицидный механизм основан на образовании токсичного для бактерий и опухолевых клеток оксида азота NO.
Кроме того, в фагоцитах имеются катионные белки , обладающие антимикробным действием. Важную роль играют дефензины – богатые остатками цистеина и аргинина катионные пептиды. Они вызывают образование ионных каналов в мембране микробной клетки.
Другие антимикробные механизмы : после слияния лизосом содержимое фаголизосомы временно подщелачивается, после чего рН ее содержимого падает, т. е. происходит подкисление, необходимое для действия лизосомных ферментов. Hекоторые грамположительные бактерии чувствительны к действию фермента лизоцима.
Различают завершенный и незавершенный фагоцитоз. При завершенном фагоцитозе происходит полное переваривание и бактериальная клетка погибает. При незавершенном фагоцитозе микробные клетки остаются жизнеспособными. Это обеспечивается различными механизмами. Так, микобактерии туберкулеза и токсоплазмы препятствуют слиянию фагосом с лизосомами; гонококки, стафилококки и стрептококки могут быть устойчивыми к действию лизосомальных ферментов, риккетсии и хламидии могут долго персистировать в цитоплазме вне фаголизосомы.
Последняя стадия фагоцитоза – удаление непереваренных фрагментов бактерий и других объектов фагоцитоза.
13.Классы иммунноглобулинов
Иммуноглобулины класса G составляютосновную массу иммуноглобулинов сыворотки крови (75-85%) – 10 г/л (8-12 г/л). Они неоднородны по строению Fс-фрагмента и различают их четыре субкласса: G1, G2, G3, G4.
Снижение уровня IgG в крови обозначается как гипогаммаглобулинемия IgG, увеличение – гипергаммаглобулинемия IgG.
Основную массу антител против бактерий, их токсинов и вирусов составляют IgG.
Иммуноглобулины класса М (м.м. 950 кДа) содержатся в сыворотке крови в концентрации от 0.8 до 1.5 г/л, в среднем – 1 г/л. В крови они находятся в виде пентамеров. Антитела IgM синтезируются в организме при первичном иммунном ответе, низкоаффинны, но высокоавидны из-за большого числа активных центров.
Иммуноглобулины класса А (от 1,5 до 3 г/л) IgA в крови присутствуют в виде мономеров, а в секретах в форме димеров и тримеров. Секреторные IgA (sIgA), будучи антителами, формируют местный иммунитет, препятствуют адгезии микроорганизмов к эпителию слизистых оболочек, опсонируют микробные клетки, усиливают фагоцитоз.
Иммуноглобулины класса D содержатся в сыворотке крови в концентрации 0,03-0,04 г/л. Они служат рецепторами созревающих В-лимфоцитов.
Иммуноглобулины класса Е присутствуют в сыворотке крови в концентрации около 0,00005 г/л или от 0 до 100 МЕ/мл (1 МЕ ~ 2,4 нг). При аллергии их содержание в крови увеличивается и многие из них специфичны к аллергену, т.е. являются антителами.
Иммуноглобулины
Иммуноглобулины – это большое семейство белков, которые синтезируются В-лимфоцитами и плазматическими клетками. Иммуноглобулины находятся в крови и при электрофорезе сыворотки крови они образуют фракцию g-глобулинов. Часть особых иммуноглобулинов – секреторных – присутствует во всех секретах, продуцируемых слизистыми оболочками (слезная жидкость, слизь носа, бронхов, кишечника, половых органов). В структуре иммуноглобулиновой молекулы различают 2 тяжелые (H – heavy) и 2 легкие (L – light) полипептидные цепи, соединенные между собою дисульфидными связями.
В цепях молекулы иммуноглобулинов различают константные и вариабельныеучастки .
Отдельные замкнутые в виде глобул части цепей иммуноглобулина получили название доменов . Гипервариабельные участки , где часты замены аминокислот, относятся к регионам, определяющим комплементарность иммуноглобулиновых молекул. Эти регионы локализованы в доменах тяжелой (VH) и легкой (VL) цепей. Они формируют активный центр молекулы иммуноглобулина (антитела).
Между СН1 и СН2 доменами тяжелой цепи локализуется подвижный – "шарнирный" участок молекулы иммуноглобулина, чувствительный к протеолитическим ферментам (папаину, пепсину, трипсину). Под действием папаина молекула иммуноглобулина расщепляется на 2 Fab-фрагмента (fragment antigen binding – фрагмент, связывающий антиген) и Fc-фрагмент (fragment crystallizable – фрагмент кристаллизующийся).
Когда молекула Ig связывает антиген, CН2 домен Fc-фрагмента иммуноглобулина активирует комплемент по классическому пути, а СH3 домен может связываться с Fc-рецепторами, имеющимися на лейкоцитах и других клетках.
Т-лимфоциты
После поступления в тимус (вилочковую железу) происходит антигеннезависимая дифференцировка Т-клеток под влиянием гормонов тимуса (a- и b-тимозины, тимулин, тимопоэтин). Здесь Т-лимфоциты дифференцируются в иммунокомпетентные клетки и приобретают способность к распознаванию антигена.
Основные молекулы-маркеры, присутствующие на поверхности Т-лимфоцитов: CD2 (один эпитоп-рецептор к эритроцитам барана), СD3, СD4 (у Т-хелперов), СD8 (у Т-цитотоксических (Тц)).
В норме у человека Т-лимфоциты составляют 60% (50-75%) всех лимфоцитов крови.
Т-лимфоциты неоднородны по функциям. Различают следующие основные их субпопуляции: Т 0 (нулевые, тимические, «наивные», незрелые), Т-хелперы, Т-супрессоры и Т-клетки памяти (см. рис. 1.1).
Т-хелперы (Тх) стимулируют пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов, выделяя интерлейкины. На поверхности Т-хелперов имеются те же маркеры, что и на остальных Т-лимфоцитах (СD2, СD3), а также свойственная им СD4-молекула адгезии, которая участвует как вспомогательная при взаимодействии с антигеном Т-клеточного рецептора (см. ниже), служит рецептором к ВИЧ-вирусу и к молекулам главного комплекса гистосовместимости II класса (МНС-II) других клеток. В норме у человека Тx составляют 34-45% лимфоцитов крови. Среди них различают Тx первого типа (Тx1) , выделяющие ИЛ-2, g-интерферон и другие, и в итоге обеспечивающие реакции Т-клеточного иммунитета; Тx второго типа (Тx2), секретирующие ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-10, ИЛ-13 и стимулирующие синтез антител.
Тх 3-регуляторная субпопуляция (фенотип CD4 + CD25 +) при активации синтезирует ИЛ-10 и TGFb (трансформирующий фактор роста b). Синтез этих цитокинов и продукта гена Foxр4 + – белка скурфина ассоциирован с супрессией иммунного ответа.
Т-цитотоксическими называют те Т-лимфоциты (18-22% в крови), которые несут антиген СD8 и рецептор к IgG (Fcg). Макромолекула CD8 служит рецептором для антигенов главного комплекса гистосовместимости I класса (МНС-I). После активации антигеном Т-супрессоры/цитотоксические клетки – Т-киллеры связываются с ним на поверхности клеток и, выделяя цитотоксин (белок перфорин), разрушают их. При этом Т-киллер остается жизнеспособным и может разрушать следующую клетку.
Т-клеточный рецептор
На поверхности Т-лимфоцитов имеется около 3 х 10 4 прочно связанных с мембранами Т-клеточных рецепторов (ТКР) к антигену, чем-то напоминающих антитела. Т-клеточный рецептор является гетеродимером и состоит из альфа- и бета- (молекулярная масса 40-50 кDа) и, реже, из g/d-цепей (1-5%-клеток в крови).
У Тх и Тц ТКР одинаковы по строению. Однако Т-хелперы взаимодействуют с антигеном, ассоциированным с HLA-молекулами II класса, а Т-цитотоксические распознают антиген в комплексе с HLA-молекулами I класса. Причем белковый антиген должен быть переварен антигенпредставляющими клетками и представлен в виде пептида длиной 8-11 аминокислот для Т-цитотоксических и 12-25 для Т-хелперов. Такое различие в связывании Тх и Тс пептидов обусловлено участием во взаимодействии молекул – CD4 у Тх и CD8 у Тц.
8.Антигены (АГ)
– это любые простые или сложные вещества, которые при попадании внутрь организма тем или иным путем, вызывают иммунную реакцию, и способны специфично взаимодействовать с продуктами этой реакции: антителами и иммунными Т-клетками.
Иммунизация – введение антигенов в организм с целью создания искусственного активного иммунитета или для получения препаратов антител.
Различают:
ксеногенные (гетерологичные) антигены – межвидовые антигены, например – биомолекулы животных при их введении человеку, наиболее сильные антигены;
аллогенные антигены или изоантигены, внутривидовые, отличающие людей (и животных) друг от друга;
аутоантигены – собственные молекулы организма, на которые из-за нарушения аутотолерантности развивается иммунная реакция.
Основными свойствами антигенов являются иммуногенность и специфичность . Под иммуногенностью понимают способность антигена индуцировать в организме иммунную реакцию. Специфичность определяется взаимодействием антигена только с комплементарными ему антителами или рецепторами Т-лимфоцитов определенного клона.
Полноценными антигенами являются природные или синтетические биополимеры, чаще всего белки и полисахариды, а также комплексные соединения (гликопротеиды, липопротеиды, нуклеопротеиды).
Неинфекционные антигены
К неинфекционным антигенам относятся АГ растений, лекарственные препараты, химические, природные и синтетические вещества, антигены клеток животных и человека.
Антигены растений часто вызывают у чувствительных к ним людей аллергические реакции, т.е. являются аллергенами. Пыльца растений - причина поллинозов (пыльцевой аллергии). Пищевые продукты растительного происхождения индуцируют пищевую аллергию.
Практически все химические вещества, особенно ксенобиотики (синтетические вещества не встречающиеся в природе) и лекарства - это гаптены, которые индуцируют аллергию у длительно контактировавших с ними людей.
Среди антигенов тканей и клеток животных и человека различают стромальные антигены, поверхностные клеточные – мембранные АГ, цитоплазматические (микросомальные, микротубулярные), митохондриальные, ядерные (нуклеопротеиды, нуклеиновые кислоты).
Антигены животных по отношению к человеку являются ксеногенными антигенами. Поэтому при введении, например, белков сыворотки животных (лошадиной противодифтерийной и др.) всегда возникает иммунная реакция, которая будет аллергической при повторном их поступлении. Шерсть и перхоть животных (кошек, собак) являются сильными аллергенами для человека.
Инфекционные антигены
Инфекционные антигены – это антигены бактерий, вирусов, грибов, простейших. Все они могут служить аллергенами, так как вызывают аллергические реакции.
В зависимости от локализации в бактериальной клетке различают К-, Н- и О-антигены (обозначают буквами латинского алфавита).
К-АГ (М.М. около 100кД) – это гетерогенная группа наиболее поверхностных, капсульных АГ бактерий. Характеризуют групповую и типовую принадлежность бактерий.
О-АГ – полисахарид, входит в состав клеточной стенки бактерий, являясь частью липополисахарида (ЛПС). Он особенно выражен у грамотрицательных бактерий. О-АГ определяет антигенную специфичность ЛПС и по нему различают много серовариантов бактерий одного вида.
В целом ЛПС является эндотоксином . Уже в небольших дозах вызывает лихорадку из-за активации макрофагов через CD14 и TLR-4 с выделением ИЛ-1, ИЛ-12, ФНОa и других цитокинов, поликлональную тимуснезависимую активацию В-лимфоцитов и синтез антител, дегрануляцию гранулоцитов, агрегацию тромбоцитов. Он может связываться с любыми клетками организма, но особенно с макрофагами. В больших дозах угнетает фагоцитоз, вызывает токсикоз, нарушение функции сердечно-сосудистой системы, тромбозы, эндотоксический шок. ЛПС некоторых бактерий входит в состав иммуностимуляторов (продигиозан, пирогенал).
Пептидогликаны клеточной стенки бактерий, особенно полученные из них фракции мурамилпептидов обладают сильным адъювантным эффектом на клетки СИ, неспецифически усиливая ответ на различные антигены.
Н-АГ входит в состав бактериальных жгутиков, основа его – белок флагеллин, термолабилен.
Антигены вирусов. У большинства вирусов имеются суперкапсидные – поверхностные оболочечные, белковые и гликопротеидные АГ (например, гемагглютинин и нейраминидаза вируса гриппа), капсидные – оболочечные и нуклеопротеидные (сердцевинные) АГ.Определение вирусных антигенов в крови и других биологических жидкостях широко используется для диагностики вирусных инфекций. Наиболее иммуногенные, протективные пептиды вирусов используются для создания синтетических вакцин. По строению они вариабельны даже у одного вида вирусов.
Система HLА-онтигенов
На лимфоцитах выявлена целая система молекул лейкоцитарных АГ – HLA , которая контролируется генами главного комплекса гистосовместимости. Комплекс включает около 4х10 6 пар нуклеотидов и состоит из множества тесно сцепленных генетических структурных единиц – локусов, представленных разными генами. Каждый из них может существовать в нескольких вариантах, называемых аллелями. Этот комплекс генов находится у человека в 6 хромосоме.
Продукты этих HLA-генов – HLA-молекулы (антигены ) – это белки клеточных мембран. Их набор у каждого человека индивидуален и только у однояйцевых близнецов он одинаков.
Основные функции HLA-молекул (антигенов):
участвуют в распознавании экзогенных антигенов;
межклеточных взаимодействиях и развитии иммунного ответа;
определяют предрасположенность к заболеваниям;
являются маркерами «своего» – собственных неизмененных клеток;
вызывают реакцию отторжения антиген-несовместимых трансплантатов тканей донора и только тогда они и являются антигенами.
Гены главного комплекса гистосовместимости или у человека – гены HLA системы и соответствующие им HLA-молекулы определяют силу и специфичность иммунного ответа. По существу обычное название – «HLA-антигены» неточно, так как эти молекулы служат антигенами, лишь поступая в другой организм (пересадка тканей, переливание лейкоцитов). Аутологичные HLA-молекулы неантигенны для самого организма и, более того, служат рецепторами для первичного распознавания процессированных антигенов , и в этом их важнейшая физиологическая роль .
Основное значение в иммунорегуляции имеют гены I и II классов гистосовместимости . Локусы генов I класса локализуются в периферическом плече 6 хромосомы, II класса – ближе к центромере.
HLA-АГ I класса имеются на всех ядросодержащих клетках: лимфоцитах, в меньшей степени – на клетках печени, легких, почек, очень редко на клетках мозга и скелетных мышц. Антигены I класса контролируются генными локусами: HLA-A , HLA-B , HLA-C и другими. Они взаимодействуют с антигенными пептидами вирусов, опухолевыми и другими АГ внутри цитоплазмы пораженных клеток. Далее комплекс HLA-АГ – антигенный пептид представляется на клеточной мембране СВ8+ Т-цитотоксическим лимфоцитам (киллерам), которые разрушают измененные клетки.
HLA-AГ II класса (HLA- DR , HLA- DP , HLA- DQ и др.) экспрессированы на В-лимфоцитах, ДК, макрофагах, активированных Т-лимфоцитах, а также появляются на эндотелиальных и эпителиальных клетках после стимуляции их g-интерфероном. Они участвуют в распознавании чужеродных антигенов – пептидов размером до 30 остатков аминокислот. Их основная функция – процессинг (ферментативная переработка) и презентация экзоантигенов CD4+ хелперным клеткам для их последующей активации. Активация Т-хелперов обеспечивает развитие эффективного клеточного и гуморального иммунного ответа на представленный АГ.
6.В-лимфоциты: дифференцировка, функции
В-лимфоциты происходят из ГСК и дифференцируются в эмбриональной печени, затем в костном мозге. У птиц эти клетки созревают в Фабрициевой сумке (bursa). Отсюда они и получили название "В-лимфоциты".
Различают В-1 и В-2 субпопуляции лимфоцитов.
Особая В-1 субпопуляция имеет маркер CD5, возникает из лимфоидной стволовой клетки (ЛСК) и локализуется в брюшной и плевральной полостях, сальнике, миндалинах. Рецепторы этих лимфоцитов и образуемые ими иммуноглобулины класса IgM служат антителами к полисахаридам различных бактерий. Вероятно, это клетки естественного иммунитета, а образуемые иммуноглобулины – естественные антитела. Кроме того, IgM, продуцируемые В-1 лимфоцитами могут быть аутоантителами.
В-2 субпопуляция – обычные В-лимфоциты имеют на поверхности Ig-рецепторы для распознавания антигена. При стимуляции антигенами они созревают в плазмоциты, секретирующие иммуноглобулины – антитела.
На всех этапах дифференцировка В-лимфоцитов определяется активацией и перестройкой соответствующих генов, контролирующих синтез тяжелой и легкой цепей IgM и других молекул. Реаранжировка генов определяет разнообразие этих молекул.
Предсуществует 10 9 -10 16 вариантов В-клеток, исходно запрограммированных на синтез иммуноглобулинов – антител определенной специфичности.
На зрелых В-лимфоцитах имеются мембраносвязанные иммуноглобулины (mIg), преимущественно mIgM и mIgD. В крови 5-15% В-лимфоцитов несут IgM, на многих дополнительно (или только один) присутствует mIgD. Только на 0,3-0,7% находится mIgG (к нему не относятся IgG, связанные через Fcg-рецептор, их больше), редко встречается mIgA – 0,1-0,9% лимфоцитов.
В-лимфоциты через свои рецепторы могут стимулироваться Т-независимыми антигенами (липополисахаридами или полисахаридами) Эти антигены имеют линейно повторяющиеся структуры. С помощью Т-хелперов В-лимфоциты реагируют на остальные антигены.
В норме в крови у человека содержится 17-30% В-клеток от общего числа лимфоцитов.
Итак, В-клетки:
в эмбриогенезе развиваются в печени, а постнатально в костном мозге
аутореактивные В-клетки удаляются в результате «делеции клона» и клональной анергии
стадии дифференцировки проходят путем реаранжировки генов тяжелых цепей иммуноглобулинов
созревание сопровождается изменением экспрессии молекул адгезии и рецепторов под влиянием цитокинов стромы
В-клетки созревают в герминальных центрах лимфоузлов, селезенки и др. при участии ДК и несут IgM-молекулы, IgD и другие иммуноглобулины – рецепторы на поверхности, которые могут взаимодействовать с антигенами
конечная стадия дифференцировки – плазматические клетки – продуцируют иммуноглобулины – антитела различных изотипов (классов)
локализуются в зародышевых центрах лимфоидных органов; Ig-несущие В-клетки циркулируют в крови и лимфе
Динамика иммунного ответа
В условиях реального иммунного ответа при попадании сложного комплексного антигена (например, бактериальной клетки или вируса) в организм иммунные реакции развертываются по неспецифическим и специфическим механизмам.
Неспецифические механизмы иммунного ответа
Первоначально на антиген реагируют неспецифические гуморальные и клеточные факторы иммунной защиты. Более чем в 90% случаев этого бывает достаточно, чтобы предупредить развитие заболевания.
Главную роль в этих процессах играют мононуклеарная система фагоцитов, система гранулоцитов, ЕК-клетки, система комплемента, белки острой фазы воспаления (например, С-реактивный белок), естественные антитела.
После внедрения микробной клетки в макроорганизм одновременно развиваются несколько процессов.
Происходит активация комплемента по альтернативному пути через С3-компонент. В результате образуется мембраноатакующий комплекс С5b-С9, который лизирует микробную клетку. Образуется много антигенных фрагментов. В результате активации комплемента также образуются другие биологически активные компоненты комплемента С3b, а также С3а и С5а – анафилотоксины .
Эти компоненты усиливают иммунный ответ разными путями.
С3b связывается с поверхностью микробной клетки. Далее этот комплекс связывается с мембраной макрофага через рецептор для комплемента CD35. Тем самым он выступает в роли опсонина , вызывая накопление макрофагов в очаге воспаления и стимулируя их адгезию к клетками-мишеням.
Анафилотоксины, особенно С5а, являются наиболее мощными хемоаттрактантами. Они привлекают нейтрофилы и макрофаги, вызывая их оседание в очаге воспаления.
Белки острой фазы воспаления (С-реактивный белок, фибронектин и др) связываются с микробной клеткой, препятствуя процессам микробной инвазии. Кроме того, С-реактивный белок активирует комплемент через С1 компонент по лектиновому пути с последующим образованием МАК и лизисом микробной клетки.
Естественные антитела обычно обладают низкой аффинностью к АГ и полиреактивностью. Обычно они продуцируются особой субпопуляцией СD5+ В-лимфоцитов. Вследствие разности в зарядах такие АТ связываются с АГ микробной клетки и могут активировать комплемент по классическому пути. Кроме того, они связываются с СД16 на поверхности нейтрофилов и макрофагов и вызывают адгезию фагоцитов и клеток-мишеней, выступая в роли опсонинов (иммунный фагоцитоз ).
Также естественные АТ могут обладать собственной каталитической (абзимной ) активностью, что приводит к гидролизу поступившего антигена.
Однако наибольшее значение в динамике иммунного ответа на первых этапах имеют неспецифические клеточные реакции.
Основную роль здесь играет фагоцитоз микробных клеток нейтрофилами и макрофагами. Под действием хемокинов (анафилотоксинов, ИЛ-8) они мигрируют и оседают в очаге воспаления. Сильным стимулятором хемотаксиса фагоцитов являются также компоненты клеточной стенки микроба Далее происходит адгезия фагоцитов на клетках-мишенях. Она обеспечивается взаимодействием лектиновых рецепторов макрофага с полисахаридами клеточной стенки микроба, в результате процессов опсонизации микробов антителами и компонентами комплемента, а также через систему Toll-like рецепторов. Последнее взаимодействие играет особую роль, так как в зависимости от своей природы, АГ активирует определенный вид TLR. Это перенаправляет иммунный ответ либо по клеточному, либо по гуморальному пути.
Одновременно макрофаги выделяют комплекс провоспалительных цитокинов (ИЛ-1, aФНО, гамма-интерферон), которые активируют преимущественно Тх1 с развитием воспаления.
Этот процесс может существенно усиливаться вследствие связывания ЛПС бактерий с CD14 рецептором макрофага и TLR-4. При этом массивный выброс провоспалительных цитокинов вызывает лихорадку и может приводить к эндотоксическому шоку.
Важным компонентом неспецифического ответа является действие ЕК-клеток. Установлено, что они могут атаковать большинство клеток-мишеней независимо от их происхождения. Однако в организме на мембранах ядросодержащих клеток имеются HLA АГ I класса. При взаимодействии с ними ЕК получают сигнал, который в норме подавляет их активацию. При изменении экспрессии HLA АГ I класса в результате поражения клетки вирусом или ее опухолевой трансформации происходит активация ЕК, выделение перфорина и лизис измененной клетки-мишени. Кроме того, ЕК активируются, взаимодействуя своими Fc-рецепторами с антителами, адсорбированными на мембранных АГ чужеродных клеток (антителозависимая клеточная цитотоксичность ).
