Общая характеристика. Определение понятий

Иммунная система объединяет органы и ткани, в которых происходит образование и взаимодействие клеток — иммуноцитов, выполняющих функцию распознавания генетически чужеродных субстанций (антиге­нов) и осуществляющих специфическую реакцию.

Иммунитет — это защита организма от всего гене­тически чужеродного — микробов, вирусов, от чужих клеток или генетически измененных собственных клеток.

Иммунная система обеспечивает поддержание генетической целост­ности и постоянства внутренней среды организма, выполняя функцию распознавания «своего» и «чужого». В организме взрослого человека она представлена красным костным мозгом — источником стволовых клеток для иммуноцитов, центральным органом лимфоцитопоэза (тимус), пери­ферическими органами лимфоцитопоэза (селезенка, лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани в органах), лимфоцитами крови и лим­фы, а также популяциями лимфоцитов и плазмоцитов, проникающими во все соединительные и эпителиальные ткани. Все органы иммунной системы функционируют как единое целое благодаря нейрогуморальным механизмам регуляции, а также постоянно совершающимся процессам миграции и рециркуляции клеток по кровеносной и лимфатической системам.

Главными клетками, осуществляющими контроль и иммунологичес­кую защиту в организме, являются лимфоциты, а также плазматические клетки и макрофаги.

Постоянно перемещающиеся лимфоциты осуществляют «иммунный надзор». Они способны «узнавать» чужие макромолекулы бактерий и кле­ток различных тканей многоклеточных организмов и осуществлять спе­цифическую защитную реакцию.

Для понимания роли отдельных клеток в иммунологических реакциях необходимо прежде всего дать определение некоторым понятиям иммуни­тета.

Антигены — это сложные органические вещества, способные при поступлении в организм человека и животных вызывать специфический им­мунный ответ. Свойствами антигенов обладают бактерии, вирусы, парази­ты, чужеродные клетки и ткани, мутационно изменившиеся собственные клетки тела (например, раковые), продукты жизнедеятельности чужерод­ных клеток — белки, полисахариды, полипептиды, а также искусственные высокополимерные соединения.

Антитела — это сложные белки, синтезируемые В-лимфоцитами и плазмоцитами, способные специфически соединяться с соответствующими антигенами (например, с бактериальными) и обезвреживать их. Обнаруже­ние антител в глобулиновой фракции белков крови обусловило их назва­ние — иммуноглобулины (lg). Выявлено несколько классов иммуноглобу­линов — IgG, IgM, IgA, IgD, IgE.

Молекула антитела имеет форму Y и состоит из четырех полипептид­ных цепей — двух идентичных тяжелых цепей — Н-цепей (heavy chains) и параллельно расположенных двух идентичных легких цепей — L-цепей (англ. light chains), соединенных дисульфидными (S—S) мостиками (рис. 223). Каж­дая Н- и L-цепь иммуноглобулиновой молекулы имеет вариабельные облас­ти V (variable), располагающиеся на обоих ветвях Н- и L-цепей, и посто­янные области С (constant). В вариабельных областях находятся антигенсвя- зывающие участки — два Fob-фрагмента (fragment antigen bilding) — места

аспознавания и связывания антигена. Постоянные области находятся в Fc- фрагменте (fragment crystalline), образованном лишь Н-цепями. Эти области обеспечивают связывание компонентов комплемента и/или клеточных ре­цепторов.

Выявлено 5 типов тяжелых цепей (р, у, а. А, Е) и 2 типа легких це­пей (к. К), различные сочетания которых обеспечивают образование мно­жества разновидностей антител с уникальными участками связывания ан­тигенов.

Антитела в высоких концентрациях находятся в крови и лимфе, а так­же в жидких секретах (молоко, слезы, пот, вагинальный секрет, секрет предстательной железы и др.).

Антитела инактивируют вирусы, токсины, бактерии. С их помощью на микроорганизмах фиксируются белки плазмы крови системы комплемента, что приводит к активации поглощения микробов фагоцитами и их последу­ющей гибели. Фиксация антител на чужеродных клетках (например, на опу­холевых) способствует уничтожению последних Т-лимфоцитами — килле­рами. Рассмотрим некоторые характеристики и функции различных видов антител (табл.3).

Комплементом является группе белков, содержащихся в свежей сы­воротке крови человека и животных и активизирующихся в тех случаях, когда антитело связывается с антигеном. Этот процесс приводит к лизису определенных типов клеток (лизис, опосредованный комплементом) или к образованию биологически активных веществ из белков комплемента, ко­торые, прикрепляясь к бактериям, облегчают их фагоцитоз кейтрофклами. Последние вещества называют опсонинами.

Субкласс	Содержание Ig в сыворотке, %	Функция
igG	75 %	Циркулирующее антитело в крови и лимфе. Fc-фраг- мент распознается рецепторами клеток (макрофаги и др.). Соединяется с антигенами и активизирует сис­тему комплемента (опсонизация) и лизис клеток. Спо­собен проходить через плаценту и из плазмы крови в тканевую жидкость (здесь - 48 %). Период полужизни 21 сут. Содержание повышается при инфекциях, сни­жается при недостатке гуморального иммунитета
igA	15 %	Преобладает в секретах желез (пот, слезы, слизь, мо­локо, вагинальный и простатический секреты), в слизистых оболочках (lgA:lgG=20:1), в лимфатических узлах и селезенке (lgA:lgG=1:3). Имеется секреторный IgA (полимер). Его полипептидные димеры связыва­ются поверхностным протеином эпителиоцитов (сек­реторный компонент) и транспортируются через клет­ку (противостоит действию кишечных протеаз) Пери­од полужизни — 5—8 сут. Уровень IgA в крови повы­шается при респираторных и кишечных заболеваниях. Это первая линия противомикробной защиты
igM	10 %	Экслрессируется на поверхности В-клеток (маркер), секретируется плазмоцитами. Мощный активатор кас­када комплемента. Не проходит через плаценту (его появление свидетельствует о внутриматочной инфек­ции)
igO	0,2 %	Маркер В-лимфоцитов, опосредует дифференцировку В-клеток. Не проходит через плаценту. Не связывает комплемент. Период полужизни — 2,8 сут
IgE	Следы	Активируют тучные клетки (ТК) и базофилы в аллерги­ческих реакциях. IgE связывается с Fc-рецептором ТК. Синтезирует IgE — при действии аллергенов (пыльца растений, пчелиный яд и др). При вторичном воздей­ствии аллергена IgE, связанный с ТК, «распознает» аллерген и вызывает немедленную дегрануляцию ТК, выделение гистамина. (Местно — приступ астмы, отек, сыпь; системно — анафилактический шок.}. Не связывает комплемента. Не проходит через плаценту. Связывается с аллогенными тканями. Плазмоциты с IgE находятся в бронхиальных и перитонеальных лим­фатических узлах, слизистой оболочке желудочно-ки­шечного тракта, немного в селезенке. Период полу­жизни — 2,3 сут

Вопрос.

При первой встрече с антигеном (первичный ответ) лимфоциты стимулируются и подвергаются трансформации в бластные фор- м ы, которые способны к пролиферации и дифференцировке в иммуноци- ты. В результате пролиферации увеличивается число лимфоцитов соответ­ствующего клона, «узнавших» антиген. Дифференцировка приводит к появ­лению двух типов клеток — эффекторных и клеток памяти. Эффекторные клетки непосредственно участвуют в ликвидации или обезвреживании чу­жеродного материала. К эффекторным клеткам относятся активированные лимфоциты и плазматические клетки. Клетки памяти — это лимфоциты, воз­вращающиеся в неактивное состояние, но несущие информацию (память) о встрече с конкретным антигеном. При повторном введении данного ан­тигена они способны обеспечивать быстрый иммунный ответ большей ин­тенсивности (вторичный ответ) вследствие усиленной пролиферации лимфоцитов и образования иммуноцитов.

В зависимости от механизма уничтожения антигена различают клеточ­ный иммунитет и гуморальный иммунитет.

При клеточном иммунитете эффекторными клетками являются цитотоксические Т-лимфоциты, или лимфоциты-киллеры (убийцы), которые непосредственно участвуют в уничтожении чужеродных клеток других орга­нов или патологических собственных (например, опухолевых) клеток и выделяют литические вещества. Такая реакция лежит в основе отторжения

чужеродных тканей в условиях трансплантации или при действии на кожу химических (сенсибилизирующих) веществ, вызывающих повышенную чув­ствительность (гиперчувствительность замедленного типа) и др.

При гуморальном иммунитете эффекторными клетками являют­ся плазматические клетки, которые синтезируют и выделяют в кровь анти­тела.

Вопрос

Гуморальный иммунитет обеспечивают лимфоциты, которые дифференцируются из стволовых клеток мозга не в тимуса, а в других местах (в тонкой кишке, лимфатических узлах, глоточных миндалинах и т.д.) и называются В-лимфоцитами. Такие клетки составляют до 15% всех лейкоцитов. При первом контакте с антигеном чувствительны к нему Т-лимфоциты интенсивно размножаются. Некоторые из дочерних клеток дифференцируют в клетки иммунологической памяти и на уровне лимфоузлов в £-зонах превращаются в плазматические клетки, далее способны создавать гуморальные антитела. Способствуют этим процессам Т-хелперы. Антитела представляют собой большие протеиновые молекулы, имеющие специфическое родство к тому или иному антигену (на основе химической структуры соответствующего антигена) и называются иммуноглобулинов. Каждая молекула иммуноглобулина составлена ​​из двух тяжелых и двух легких цепей связанных друг с другом дисульфидных связей и способных активизировать клеточные мембраны антигенов и присоединять к ним комплемент плазмы крови (содержит 11 протеинов, способных обеспечивать лизис или растворения клеточных мембран и свя Связывание белков клеток-антигенов). Комплемент плазмы крови имеет два пути активизации: классический (от иммуноглобулинов) и альтернативный (от эндотоксинов или ядовитых веществ и от лекарств). Выделяют 5 классов иммуноглобулинов (lg): G, A, M, D, E, различающихся по функциональным особенностям. Так, например, lg М привычно первым включается в иммунный ответ на антиген, активизирует комплемент и способствует поглощению этого антигена макрофагами или лизису клетки; lg А размещается в городах наиболее вероятного проникновения антигенов (лимфоузлах желудочно-кишечного тракта, в слезных, слюнных и потовых железах, в аденоидах, в молоке матери и т.д.) чем создает прочный защитный барьер, способствуя фагоцитозу антигенов; lg D способствует пролиферации (размножению) лимфоцитов при инфекциях, Т-лимфоциты “распознают” антигены при помощи включенных в мембрану гаммаглобулина, образующих антитело, связывая звена, конфигурация которых соответствует трехмерной структуре антигенных детерминированных групп (гаптенов или низкомолекулярных веществ, которые могут связываться с белками антитела, передючы им свойства белков антигена), как ключ соответствует замку (Г. Вильям, 2002; Г. Ульмер и др.., 1986). Активированные антигеном В-и Т-лимфоциты быстро размножаются, включаются в процессы защиты организма и массово погибают. В то же время не многие из активированных лимфоцитов превращаются в В-и Т-клетки памяти, которые имеют длительный срок жизни и при повторном инфицировании организма (сенсибилизации) В-и Т-клетки памяти “вспоминают” и распознают структуру антигенов и быстро превращаются в эффекторные (активные) клетки и стимулируют клетки плазмы лимфоузлов на изготовление соответствующих антител.

Иммунная реакция организма может иметь различный характер, но всегда начинается с захвата антигена макрофагами крови и тканей или же со связывания со стромой лимфоидных органов. Нередко антиген адсорбируется также на клетках паренхиматозных органов. В макрофагах он может полностью разрушаться, но чаше подвергается лишь частичной деградации. В частности, большинство антигенов в личосомах фагоцитов в гечение часа подвергается ограниченной денатурации и протеолизу. Оставшиеся от них пептиды (как правило, два-три остатка аминокислот) ком-плексируются с экспрессированными на внешней мембране макрофагов молекулами МНС.

Макрофаги и все другие вспомогательные клетки, несущие на внешней мембране антигены, называются антигенпрезентирую-щими, именно благодаря им Т- и В-лимфоциты, выполняя функцию презентации, позволяют быстро распознавать антиген.

Иммунный ответ в виде антителообразования происходит при распознавании В-клетками антигена, который индуцирует их пролиферацию и дифференциацию в плазмоцит. Прямое воздействие на В-клетку без участия Т-клеток могут оказать только тимуснезависимые антигены. В этом случае В-клетки кооперируются с Т-хелперами и макрофагами. Кооперация на тимусза-висимый антиген начинается с его презентации на макрофаге Т-хелперу. В механизме этого распознавания Ключевую роль имеют молекулы МНС, так как рецепторы Т-хелперов распознают номинальный антиген как комплекс в целом или же как модифицированные номинальным антигеном молекулы МНС, приобретшие чужеродность. Распознав антиген, Т-хелперы сек-ретируют у-интерферон, который активирует макрофаги и способствует уничтожению захваченных ими микроорганизмов. Хелперный эффект на В-клетки проявляется пролиферацией и дифференциацией их в плазмоциты. В распознавании антигена при клеточном характере иммунного ответа, кроме Т-хелперов, участвуют также Т-киллеры, которые обнаруживают антиген на тех антигенпрезентирующих клетках, где он комплексируется с молекулами МНС. Более того, Т-киллеры, обусловливающие цитолиз, способны распознавать не только трансформированный, но и нативный антиген. Приобретая способность вызывать цитолиз, Т-киллеры:

— связываются с комплексом антиген + молекулы МНС класса 1 на клетках-мишенях;

- привлекают к месту соприкосновения с ними цитоплазма-тические гранулы;

- повреждают мембраны мишеней после экзоцитоза их содержимого.

В результате продуцируемые Т-киллерами лимфотоксины вызывают гибель всех трансформированных клеток организма, причем особенно чувствительны к нему клетки, зараженные вирусом. При этом наряду с лимфотоксином активированные •Т-киллеры синтезируют интерферон, который препятствует проникновению вирусов в окружающие клетки и индуцирует в клетках образование рецепторов лимфотоксина, тем самым повышая их чувствительность к литическому действию Т-киллеров.

Кооперируясь в распознавании и элиминации антигенов, Т-хелперы и Т-киллеры не только активируют друг друга и своих предшественников, но и макрофагов. Те же, в свою очередь, стимулируют активность различных субпопуляций лимфоцитов.

Регуляция клеточного иммунного ответа, как и гуморального, осуществляется Т-супрессорами, которые воздействуют на пролиферацию цитотоксических и антигенпрезентирующих клеток.

Цитокины. Все процессы кооперативных взаимодействий им-мунокомпетентных клеток, независимо от характера иммунного ответа, обусловливаются особыми веществами с медиаторными свойствами, которые секретируются Т-хелперами, Т-киллерами, мононуклеарными фагоцитами и некоторыми другими клетками, участвующими в реализации клеточного иммунитета. Все их многообразие принято называть цитокинами. По структуре ци-токины являются протеинами, а по эффекту действия — медиаторами. Вырабатываются они при иммунных реакциях и обладают потенциирующим и аддитивным действием; быстро синтезируясь, цитокины расходуются в короткие сроки. При угасании иммунной реакции синтез цитокинов прекращается.

Вопрос

Дата добавления: 2015-11-14