Центральные и периферические лимфоидные органы

Для преподавателей

«УТВЕРЖДАЮ»:

Начальник кафедры

клинической биохимии и

лабораторной диагностики

полковник м/с

______________________/А.И.КАРПИЩЕНКО/

«____»__________1999 г.

Доктор медицинских наук, профессор, полковник м/с Пастушенков В.Л.

ЛЕКЦИЯ

по клинической лабораторной диагностике

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ.

Структура иммунной системы. Центральные и периферические лимфоидные органы. Биохимические закономерности онтогенеза иммунокомпетентных клеток. Метаболические маркеры дифференцировки иммуноцитов. Роль цитомединов в регуляции дифференцировки Т-лимфоцитов. Субпопуляционный состав Т- и В-лимфоцитов.

для слушателей I и VI факультетов и клинических ординаторов

Обсуждена на заседании

кафедры

«___»__________________________

Дополнена___________

Санкт-Петербург

Содержание

Введение.

1. Структура иммунной системы.

2. Центральные и периферические лимфоидные органы..

3. Биохимические закономерности онтогенеза иммунокомпетентных клеток..

4. Роль цитомединов в регуляции развития Т-лимфоцитов

5. Метаболические маркеры дифференцировки иммуноцитов.

6. Субпопуляционный состав Т- и В-лимфоцитов.

7. Заключение.

Литература

а) использованная при подготовке текста лекции:

1. Алмазов В.А., Афанасьев Н.Н., Зарецкий А.Ю. и др. Физиология лейкоцитов.- Л.: Наука, 1979.

2. Йегер Л. Клиническая иммунология и аллергология.- Т. 1.-М.: Медицина, 1990.

3. Королюк А.М.,Ремизов П.И. Медицинская иммунология / Учебное пособие.- Л., 1981.

4. Кульберг А.Я. Молекулярная иммунология.- М.: Высшая школа, 1985.

5. Маянский А.Н., Маянский Д.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге.- Новосибирск: Наука, 1983.

6. Маянский Д.Н. Клетка Купфера и система мононуклеарных фагоцитов.- Новосибирск: Наука, 1981.

7. Петров Р.В. Иммунология.- М.: Медицина,1987.

8. Петров Р.В., Атауллаханов Р.И. Клеточные мембраны и иммунитет.- М.: Высшая школа, 1991.

9. Сапин М.Р., Этинген Л.Е. Иммунная система человека.- М.:Медицина, 1998

10. Стефани Д.В., Вельтищев Ю.Е. Иммунология и иммунопатология детского возраста.- М.: Медицина, 1996.

11. Сохина А.А., Чернушенко Е.Ф. Прикладная иммунология. Киев: Здоровье, 1984.

12. Учитель И.Я. Макрофаги в иммунитете.- М.: Медицина,1978.

13. Чернух А.М. Воспаление.- М.: Медицина, 1979.

14. Щелкунов С.И. Основные принципы клеточной дифференцировки.- М.: Медицина, 1977.

б) рекомендуемая слушателям и курсантам для самостоятельной работы по теме лекции

1. Ройт А. Основы иммунологии. – М.: Мир, 1991.-327 с.

2. Королюк А.М.,Ремизов П.И. Медицинская иммунология / Учебное пособие.- Л., 1981.

3. Кульберг А.Я. Молекулярная иммунология.- М.: Высшая школа, 1985.

4. Маянский А.Н., Маянский Д.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге.- Новосибирск: Наука, 1983.

5. Петров Р.В. Иммунология.- М.: Медицина,1987.

Наглядные пособия: схемы, таблицы и слайды в соответствии с каталогом кафедры.

Технические средства обучения: кодаскоп.

Подпись автора______________________ Дата________________

Введение

В настоящем и будущем иммунология как фундаментальная и прикладная наука останется «точкой роста» многих важнейших биомедицинских направлений, способствуя их интеграции. Знание основ иммунологии необходимо для специалистов разной практической ориентации. Приоритетность, актуальность и быстрота обновления иммунологических знаний иллюстрируется и тем, что в последние годы за решение иммунологических проблем получено больше половины Нобелевских премий по медицине и физиологии.

Назначение иммунной системы состоит в защите организма от внешней (инфекции) и внутренней (опухоли) биологической агрессии. Для опознания агрессивных агентов эволюционно выработалась стратегия, основанная на обнаружении чужеродных для данного организма макромолекул, обычно присутствующих в составе инфекционных агентов и мутантных клеток и поэтому являющихся едва ли не самыми надежными маркерами потенциальной опасности, которая содержится в «чужом».

Структура иммунной системы

Иммунная система человека, призванная поддерживать антигенно-структурный гомеостаз индивидуума, осуществляет свои функции за счет неспецифической резистентности и иммунитета.

Неспецифическая резистентность (в настоящее время чаще употребляют термин «эффекторное звено иммунитета») определяет первый рубеж защитных сил организма. Она представлена гуморальными (комплемент, интерфероны, лизоцим, b-лизины и др.) и клеточными (нейтрофильные лейкоциты, моноциты) факторами защиты. Неспецифическая резистентность стереотипна. Она не дифференцирует антигены.

Главным гуморальным фактором эффекторного звена иммунитета является комплемент – сложный комплекс белков сыворотки крови (около 20), которые участвуют в уничтожении чужеродных антигенов, активации свертывания крови, образовании кининов. Для комплемента характерно формирование быстрого, многократно усиливающегося ответа на первичный сигнал за счет каскадности процесса. Комплемент может активироваться двумя путями: классическим и альтернативным. В первом случае активация происходит вследствие присоединения комплемента к иммунному комплексу (антиген-антитело), а во втором – в результате связывания с липополисахаридами клеточной стенки микроорганизмов или с эндотоксинами. Независимо от пути активации в итоге образуется мембраноатакующий комплекс белков комплемента, разрушающий патоген. Комплементом называют многокомпонентную самособирающуюся систему белков крови, которая играет одну из ключевых ролей в поддержании иммунного гомеостаза.

Со времени открытия комплемента как антимикробного фактора прошло 100 лет. Однако только в последние два десятилетия достижения в области биохимии, молекулярной биологии и биотехнологии позволили охарактеризовать белок и ферменты комплемента, определить их физико-химические свойства, показать биологическую и клиническую значимость комплементарной системы.

Согласно современным представлениям комплемент является многокомпонентной системой белков (более 20), ферментов, регуляторов, содержащихся в плазме крови в форме проферментов (эстеразы, протеиназы) или белков, не обладающих ферментативной активностью, и ингибиторов системы комплемента с ферментативной активностью и без таковой.

Комплемент, как физиологическая составная часть плазмы, определяется уже в эмбриональной стадии развития плода, в отличие от антител, которые в дееспособных количествах появляются только после иммунизации. Учитывая тот факт, что комплементарные белки не проникают через плацентарный барьер, наличие шести его компонентов (С1q – C5, C1h) в сыворотке крови эмбриона в первом триместре беременности доказывает наличие синтеза белков комплемента внутриутробно.

Биологическое значение комплемента очень велико. Основными функциями его являются распознавание, лизис и элиминация генетически чужеродного материала из организма. Мембраны многих подвижных и неподвижных клеток организма имеют рецепторы к соответствующим компонентам комплемента, что определяет комплемент как важный гуморальный фактор воспалительных реакций и как посредник между специфическими и неспецифическими звеньями иммунореактивности организма, а также между иммунной, кининовой и свертывающей системами.

В последние годы показано взаимодействие комплемента с бактериальными, вирусинфицированными и опухолевыми клетками. Изучение молекулярных механизмов такого рода взаимодействий ведет к пониманию причин устойчивости чужеродных клеток, а в перспективе позволит подойти к решению вопросов о создании антибактериальных, антивирусных, противоопухолевых препаратов.

Установлено патогенетическое значение комплемента при аутоиммунных заболеваниях.

Процесс активации комплемента носит характер гетерофазного катализа, т.е. каждый новый фермент каскада функционирует после спонтанного связывания с клеточной поверхностью. Последняя защищает фермент от инактивации.

Для осуществления всего каскада реакций не требуется внешних (вне системы комплемента) источников ферментов. В силу крайне малой продолжительности жизни компонентов в активированной форме образующиеся при активации комплемента протеиназы или эстеразы не оказывают определяемого влияния на другие субстраты, присутствующие в крови (например, другие сывороточные белки). Следовательно, ферменты системы комплемента «настроены» для работы только на компоненты системы.

В ходе каждой протеолитической реакции образуется два пептида: один с большой молекулярной массой, другой с меньшей. Крупный пептид представляет собой новую протеазу и, в свою очередь, способен расщеплять следующий белок сыворотки. Пептид с меньшей молекулярной массой, образующийся в результате реакции, относят к продуктам расщепления, многие из которых в качестве гуморальных медиаторов выполняют важные биологические функции.

Существуют два параллельных и независимых механизма активации комплемента: классический и альтернативный.

Классический путь активации комплемента.

Инициаторами активации классического пути являются, в первую очередь, иммунные комплексы, а также агрегированные гамма-глобулины, С-реактивный белок, некоторые бактериальные клетки.

Только два класса антител – IgM и IgG – обеспечивают активацию благодаря наличию в их молекулах эффекторных центров для С1q – первого субкомпонента первого компонента системы. После фиксации фрагмента С1q на Fc-фрагменте антител, соединенных с антигеном, образовавшийся комплекс Аг-Ат-С1q активирует С1r, который, в свою очередь, активирует C1s, приобретающий эстеразную активность. Активированный `С1s катализирует превращение С4 с образованием С4а и С4b. C4b присоединяется к С1 и образуется новый комплекс Аг-Ат-С1-С4b.

Активация С1 комплекса происходит в присутствии ионов Са2+. Активация С2 происходит в присутствии ионов Mg2+и приводит к образованию Аг-Ат-С1-С4b2а, который является С3-конвертазой. Это ключевой фермент активации классического пути, который расщепляет следующий в цепочке реакций компонент С3.

С3 C4b2a àC3b + C3a

С3b присоединяется к предыдущему компоненту, образуя новый комплекс Аг-Ат-С14b2a3b, обладающий энзиматической активностью в отношении компонента С5.

С5 расщепляется на малый фрагмент С5а и большой С5b. Фрагмент С5b соединяется с компонентами С6 и С7 и весь комплекс С5b67 присоединяется к цитомембране.

После присоединения к комплексу С1,4b,2а3b5b67 компонента С8 инициируется медленный лизис клетки путем образования функционального трансмембранного канала. Скорость лизиса значительно усиливается при связывании от одной до шести молекул С9.

С5-9 мембраноатакующий комплекс (МАК) имеет внутренний диаметр около 10нм. Его проникновение через мембрану создает канал, через который могут проходить белковые молекулы.

В процессе каскадной реакции на цитомембране клетки-мишени образуются два каталитических центра и мембраноатакующий центр, места фиксации которых не совпадают.

Повреждающее действие комплемента ограничивается только клетками, адсорбирующими комплекс Аг-Ат. Находящиеся рядом клетки не повреждаются.

Альтернативный путь активации комплемента.

Образование С3-конвертазы – центрального момента реакции связывания комплемента – может осуществляться и без участия первых трех компонентов классического пути С1, С4 и С2 и в отсутствие комплекса Аг-Ат. В середине 50-х годов P.Pillemer обнаружил возможность активирования комплемента без участия специфических антител. Другой (альтернативный) путь активации комплементного каскада начинается с расщепления С3 и является неиммунным механизмом защиты против бактерий, вирусов, вирусинфицированных клеток, грибов, опухолевых клеток и т.д.

Этот путь активации также называется пропердиновым, ввиду участия пропердина в каскаде в роли стабилизатора С3-конвертазы. В альтернативном пути активации принимают участие следующие белки: С3 компонент, факторы B и D, регулирующие белки H и I.

Активация альтернативным путем требует присоединения к поверхности клетки С3b молекулы, которая первоначально может образоваться классическим путем или же в результате расщепления С3 сывороточными или микробными протеазами. С3b- короткоживущий фрагмент: если в течение миллисекунд он не связывается с поверхностью, происходит его инактивация. В норме в плазме крови содержится активированный фактор `D, под его влиянием происходит образование Bb. Он активен только в комплексе с С3b. С3Bb характеризуется свойствами С3-конвертазы альтернативного пути. С3bBb – очень нестойкий комплекс. Он стабилизируется в результате присоединения к нему пропердина, который защищает комплекс от действия С3b инактиватора.

Последующие этапы активации не отличаются от классического пути. В дальнейшем при соединении терминальных компонентов С6, С7, С8 и С9 на клеточной мембране происходит сборка МАК, общего для обоих путей активации. В этих процессах важную роль играют ионы Са2+ и Mg2+.

Механизм альтернативного цитолиза практически ничем не отличается от классического, но он несколько слабее. Через отверстия, образуемые МАК, внутрь клетки поступает вода и содержащиеся в ней ионы,. В результате чего клетка разбухает и лопается. Установлено, что для лизиса эритроцита достаточно одного канала, в то время как для лизиса ядросодержащих клеток необходимы множественные повреждения, так как в их мембране происходят восстановительные реакции.

Интерфероны (ИФН) – второй по значимости гуморальный фактор неспецифической резистентности. Это группа белков, вырабатываемых различными клетками в ответ на индукцию микробами, вирусами, ксеногенными клетками, а также опухолевыми и вирустрансформированными клетками собственного организма. ИФН-a продуцируется в основном макрофагами и В-лимфоцитами, ИФН-b - клетками фибробластного и эпителиоидного типов, ИФН-g - Т-лимфоцитами.

Кроме комплемента и интерферонов к гуморальным факторам относятся лизоцим и b-лизины. Суть действия данных веществ заключается в том, что, являясь ферментами, они разрушают липополисахариды в составе клеточной стенки микроорганизмов. b-лизины в отличие от лизоцима вырабатываются в стрессорных ситуациях. К этой же группе факторов относятся С-реактивный белок и другие белки острой фазы, лактоферрин, пропердин.

Клеточная составляющая эффекторного звена иммунитета представлена фагоцитами: макрофагами (моноцитами) и микрофагами (нейтрофилами). Эти клетки наделены тремя свойствами, позволяющими обеспечить фагоцитоз:

1) хемотаксисом - направленным движением к объекту фагоцитоза;

2) адгезивностью – способностью фиксироваться на объекте фагоцитоза;

3) биоцидностью – способностью поглощать и переваривать объект фагоцитоза.

Биоцидность обеспечивается двумя механизмами – кислородзависимым и кислороднезависимым. Кислородзависимый механизм связан с активацией мембранных ферментов (НАД-оксидазы и др.) и выработкой биоцидных соединений - свободных гидроксильных радикалов, которые образуются из НАДФ×Н и кислорода. Кислороднезависимый механизм осуществляют ферменты лизосом, которые синтезируются в процессе костно-мозгового кроветворения. Только сочетание обоих механизмов делает возможным полное уничтожение и переваривание объекта фагоцитоза.

Кислородзависимый механизм биоцидности: в результате резкой активации фермента НАДФ-оксидазы, связанной с мембраной фагоцита, генерируется НАДФ×Н, который используется для восстановления молекулярного кислорода, связанного с уникальным мембранным цитохромом (Cyt b-245), что вызывает бурное потребление кислорода, т.н. «кислородный взрыв». В это же время активируется фермент аденилатциклаза (АЦ).

АЦ

АТФ---------àцАМФ----------àпротеинкиназа-------à фосфорилирование белков

В результате запуска этих ферментных систем генерируются:

надпероксидный анион О2-;

активный кислород 1О2;

пероксид водорода Н 2О2;

гидроксильный радикал ОН

Все они служат мощными бактерицидными агентами. Более того, сочетание пероксида, миелопероксидазы и ионов галогенов создает мощную систему галогенирования, способную вызвать гибель как бактерий, так и вирусов. При этом происходит повышение уровня перекисного окисления липидов. При гипоксии активируется образование свободных радикалов. И чем их больше, тем хуже для клетки. В клеточной мембране есть вещества, регулирующие уровень свободных радикалов. Это – антиоксиданты. Среди них есть органические соединения: ароматические, небелковые вещества, мочевая кислота, билирубин, витамины А,Е,F,D.Они связывают и нейтрализуют свободные радикалы. Неорганические антиоксиданты – это металлы переменной валентности Fe2+- Fe3+, а также белки, содержащие ионы металлов: церулоплазмин, миоглобин. Генерализация перекисного окисления липидов приводит к активации О2-зависимого фагоцитоза. И, наоборот, фагоцитарная активность клетки может приводить к активации перекисного окисления липидов.

Кислороднезависимый механизм биоцидности.

Кислороднезависимая биоцидность фагоцитов связана с их лизосомальной системой. Лизосомы содержат катионные белки, которые закладываются при костномозговом кроветворении и никогда не ресинтезируются. Поэтому уровень катионных белков характеризует функциональное состояние кроветворения и кислороднезависимую биоцидность. Эти белки разрушают бактериальную мембрану как за счет протеиназного эффекта, так и за счет непосредственного присоединения к поверхности микроорганизма. Низкие значения рН, лизоцим и лактоферрин представляют собой кислороднезависимые бактерицидные и бактериостатические факторы, которые могут действовать в анаэробных условиях. В конце концов убитые микроорганизмы расщепляются гидролитиче скими ферментами, и продукты деградации высвобождаются из клетки.

Катионные белки (+катепсин С)---------à повреждение микроорганизмов.

Лизоцим (мурамидаза)----------à расщепление муцкопептидов клеточной стенки бактерий.

Лактоферрин-------à лишение пролиферирующих бактерий железа.

Протеазы и другие гидролазы (кислые)-------à переваривание убитых микроорганизмов.

Эффективность антимикробной защиты во многом зависит от взаимной сбалансированности двух механизмов биоцидности, от условий, в которых протекает фагоцитоз, и вида микроба. Повреждение отдельных звеньев ослабляет нейтрофил, но не делает его вовсе беспомощным в защите от инфекционных агентов.

Специфическая резистентность или иммунитет обеспечивается двумя типами клеток – лимфоцитами и макрофагами. И те, и другие происходят из полипотентной стволовой клетки (ППСК) костного мозга, а их созревание под влиянием различных веществ (антигенов, гормонов, лимфокинов и др.) продолжается в иммунокомпетентных органах.

Основной клеткой иммунной системы является лимфоцит. Лимфоциты делятся на Т- и В-популяции и проходят два этапа дифференцировки: антигеннезависимый и антигензависимый. Первый этап осуществляется в центральных иммунокомпетентных органах (тимус, костный мозг), а второй – в периферических (лимфатические узлы, пейеровы бляшки, селезенка).

Т-лимфоциты осуществляют клеточные реакции иммунитета и проходят процесс дифференцировки в тимусе (вилочковой железе), отсюда их название.

В-лимфоциты созревают в костном мозге. Основная их функция – выработка антител (белков, способных связываться с чужеродными веществами, клетками и различными патогенами). Известны 5 классов иммуноглобулинов (антител): А, М, G, D, E. Иммуноглобулины взаимодействуют с комплементом, фагоцитами, тучными клетками, что в результате обеспечивает разрушение и элиминацию антигенного объекта.

Главной функцией макрофагов является подготовка антигенов, которая заключается в частичном их переваривании с последующим представлением на своей поверхности антигенных эпитопов для узнавания лимфоцитами, что получило название «репрезентация антигена». Кроме того, макрофаги вырабатывают ряд лимфокинов – регуляторных белков, медиаторов клеточного иммунитета.

Еще одна важная группа иммуноцитов – естественные (нормальные) киллеры. Они специализируются на уничтожении переродившихся клеток и играют значительную роль в противоопухолевом иммунитете.

Центральные и периферические лимфоидные органы

Различают первичные – центральные (костный мозг и тимус) и вторичные – периферические (селезенка, лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани) органы иммунной системы. Все они взаимосвязаны системой кровообращения, лимфотока и единой системой иммунорегуляции.

Костный мозг и тимус выполняют важнейшие функции, обеспечивая самообновление иммунной системы. В этих органах идут процессы пролиферации клеток-предшественников, их дифференцировка и созревание вплоть до выхода в циркуляцию и заселения периферических органов иммунной системы зрелыми иммунокомпетентными клетками. Основной функцией костного мозга является продукция всех клеток, участвующих как в неспецифической защите организма, так и в специфическом иммунном ответе.

Периферические органы иммунной системы – лимфатические узлы, селезенка и лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми, - являются местом встречи антигенов с иммунокомпетентными клетками, местом распознавания антигена и развития специфического иммунного ответа, местом взаимодействия иммунокомпетентных клеток, их пролиферации (клональной экспансии), антигензависимой дифференцировки и местом накопления продуктов иммунного ответа.

Биохимические закономерности онтогенеза иммунокомпетентных клеток

Все клетки крови, в том числе и иммунокомпетентные клетки, происходят из полипотентной стволовой клетки, которая дает начало разным росткам кроветворения, в том числе миело-моноцитарному и лимфоцитраному. Направление дифференцировки ранних предшественников зависит от влияния их микроокружения, от влияния стромальных клеток костного мозга, а также под действием цитокинов (колониестимулирующих факторов – CSF, интерлейкина 3).

У млекопитающих костный мозг выполняет дополнительную функцию, являясь местом созревания В-лимфоцитов. Стволовая клетка может дифференцироваться в сторону общего предшественника лимфоцитов, от которого впоследствии дифференцируются Т-лимфоциты, В-лимфоциты, естественные киллеры. Под действием интерлейкиов 7,3,4 и 6 стимулируется процесс созревания В-клеток. По мере пролиферации и дифференцировки В-лимфоциты приобретают поверхностные антигены HLA II класса, рецепторы для комплемента и поверхностные иммуноглобулины М. Созревание В-лимфоцитов, в отличие от Т-лимфоцитов, завершается в костном мозге и в кровь выходят малые лимфоциты, несущие на своей мембране все структуры, необходимые для участия в специфическом иммунном ответе.

Тимус – единственный орган иммунной системы, который подвергается возрастной инволюции. Самая высокая продукция Т-лимфоцитов сохраняется до двух лет, а затем она быстро падает. При этом количество Т-лимфоцитов в циркуляции сохраняется на достигнутом уровне, так как большая часть Т-лимфоцитов – долгоживущие клетки.

Роль цитомединов в регуляции и развитии Т-клеток

Ранние предшественники Т-лимфоцитов из костного мозга поступают в корковый слой тимуса. Они постепенно мигрируют в мозговой слой, взаимодействуя с эпителиальными клетками, макрофагами, дендритными клетками, испытывая влияние продуцируемых этими клетками медиаторов, среди которых пептидные гормоны тимулин, тимопоэтин, тимозины, а также интерлейкины 1, 3, 6, 7, CSF, туморнекротизирующий фактор (TNF), трансформирующий ростовой фактор b (TGFb). Интерлейкин 7 стимулирует пролиферацию тимоцитов на самой ранней стадии (до появления у них на мембране TCR CD3 CD4 CD8). Другие цитокины продуцируют и секретируют сами тимоциты: интерлейкины 2, 3, 4, g-интерферон. Интерлейкин 4 стимулирует не только пролиферацию, но и созревание Т-лимфоцитов. TGFb и g-интерферон, наоборот, ингибируют пролиферацию тимоцитов.

Метаболические маркеры дифференцировки иммуноцитов

В процессе продвижения в мозговой слой Т-лимфоциты поэтапно приобретают характерные для них поверхностные маркеры и рецепторы. Основные характерные для Т-лимфоцитов поверхностные маркеры в процессе созревания клеток появляются на их мембране в определенной последовательности: CD2,CD3, CD5, CD28, TCR, CD4 или CD8.

В результате позитивной и негативной селекции из тимуса в кровоток поступают только такие Т-лимфоциты, которые несут TCR, способные распознавать собственные антигены тканевой совместимости и не способные распознавать аутогенные пептиды в комплексе с собственными антигенами тканевой совместимости. Такие зрелые Т-лимфоциты поступают в кровь и заселяют Т-зависимые зоны периферических органов иммунной системы. Они берут на себя основные защитные функции в противовирусном и противоопухолевом иммунитете, выполняют важные регуляторные функции.

Субпопуляционный состав Т- и В-лимфоцитов

Т-лимфоциты имеют 8 больших функционально разнящихся субпопуляций. Все Т-лимфоциты имеют на клеточной мембране Т-клеточный рецептор (TCR), который может быть двух видов: ab и gd. Т-лимфоциты с TCRab дифференцируются из стволовой кроветворной клетки в тимусе. Большинство лимфоцитов с TCRgd дифференцируются экстратимически. В крови их циркулирует мало. Они пребывают в барьерных тканях, в основном в лимфоидных тканях слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. В организме в целом такие лимфоциты составляют половину всех Т-лимфоцитов.

Молекула CD4 экспрессирована на субпопуляции Т-лимфоцитов с рецептором TCRab. В последние 10 лет стало известно, что среди этой группы дифференцируются 3 или 4 функционально разнящиеся субпопуляции, которые отличаются друг от друга по продуцируемым в ходе развития иммунного ответа цитокинам. Эти субпопуляции обозначают Th0 Th1 Th2 Th3 (Т-хелперы 0,1,2 и 3 типов). Т-лимфоциты хелперы – CD4+TCRab (Тh0, Т h1, Т h2, Т h3)

Наиболее изученными являются субпопуляции Th1 и Th2.

В целом можно сказать, что Th1-лимфоциты несут воспалительную функцию, а Th2 – хелперную. Воспалительные Т-лимфоциты в результате антигензависимой дифференцировки приобретают способность активировать макрофаги и тем самым содействовать уничтожению внутриклеточных патогенных агентов. Способность активированных макрофагов убивать внеклеточные мишени распространяется не только на некоторые опухолевые клетки, но и на нормальные клетки собственного организма, с чем связывают патогенетическую роль иммунного воспаления (ГЗТ). Поэтому нужна очень тонкая регуляция функций макрофагов со стороны Th1.Т-хелперы активируют специфические В-лимфоциты к продукции соответствующих антител. Таким образом в соответствии с двумя путями дифференцировки Т-лимфоцитов может развиваться преимущественно клеточно-опосредованный или преимущественно гуморальный специфический иммунный ответ.

Наличие супрессорной субпопуляции Th3 пока дискутабельно. Ей приписывается важная роль в осуществлении супрессии иммунного ответа за счет секреции TGFb (трансформирующий фактор роста b) – главного гуморального фактора супрессии иммунного ответа.

Клонированные клетки Th3 способны индуцировать состояние толерантности в экспериментальных моделях. Очевидно не существует отдельной субпопуляции Т-лимфоцитов – супрессоров, которые развиваются в процессе лимфопоэза. Супрессия – многофакторное состояние, этап иммунного ответа, когда антиген уже элиминирован, поэтому подавляется пролиферация лимфоцитов цитокином TGFb, а простимулированные лимфоциты подвергаются апоптозу.

Пойдет дифференцировка преимущественно по пути Th1 или Th2 определяется многими факторами. Имеют значение качество, доза и пути проникновения антигена в организм. В некоторых модельных системах можно отследить, что иммунный ответ с преобладанием дифференцировки Th1 лимфоцитов развивается на малые дозы антигена, а Th2 – на большие. Однако понятие «малые - большие» надо отрабатывать для каждой конкретной системы.

СD4+Т-лимфоциты любой функциональной специализации объединяет одно общее свойство, касающееся особенности их антигенраспознающего рецептора – ТСR. TCRab в комплекте с мембранной молекулой СD4 способен связываться (т.е. распознавать) только с пептидными антигенами и только в том случае, если эти пептидные антигены связаны в комплекс с молекулами НLA II класса на поверхности клеток своего организма. Сама молекула CD4 взаимодействует с молекулами НLA II класса. Можно сказать, что на CD4+Т-лимфоцитах дееспособен рецепторный комплекс такого состава: CD4 + TCRab + CD3. Компоненты по отдельности не распознают антиген и не запускают дифференцировку лимфоцитов. Молекулы НLA –II экспрессируются на мембране только опреде -ленных клеток в организме – дендритных, В-лимфоцитов, макрофагов, эндотелия сосудов. Эти клетки имеют групповое название антигенпредстав- ляющих клеток (АРС). CD4+Т-лимфоциты способны «увидеть» своим рецептором пептидный антиген только на клеточной мембране названных АРС и в том случае, если определенная АРС предварительно поглотила антиген из внешней среды и подвергла его частичному ферментативному расщеплению и конъюгации со своими клеточными молекулами НLA-II (долимфоцитарная обработка антигена называется процессингом). Никто ни разу не описал наблюдения, чтобы CD4+Т-лимфоцит распознал (связал своим ТСRab) свободный антиген. Принято считать, что CD4+Т-лимфоциты в связи с описанными закономерностями своего функционирования предназначены для иммунного распознавания преимущественно антигенов которые проникли в межклеточные пространства внутренней среды организма. Функционально CD4+ТСRab дифференцируются в Т-хелперы (Th0, Th1, Th2, Th3).

Цитотоксические Т-лимфоциты – CD8+TCRab

СD8+Т-лимфоциты с рецептором TCRab работают с антигеном по иной программе. Молекула CD8 на клеточной мембране Т-лимфоцита предназначена для взаимодействия (связывания) с молекулами НLA-I на поверхности клеток, несущих антиген, т.е. данные лимфоциты также способны распознать свой антиген только в комплексе с НLA, но уже не II, а I класса, на клетках своего родного организма. НLA-I экспрессируется на всех клетках организма, только в разной концентрации на мембране. Поэтому антигенпредставляющими клетками для CD8+TCRab Т-лимфоцитов может стать любая клетка организма, если ее молекулы НLA-I связали некий антиген, для которого среди CD8+ Т-лимфоцитов нашелся комплементарный TCR. Молекулы НLA-I по своей внутриклеточной биохимии способны связывать пептидные фрагменты антигена в цитозоле клетки. По сути дела это и есть фрагменты белков вирусов, бактерий и простейших,которые синтезировались внутри клетки и стали объектом внимания иммунной системы.

СD8TCRab-лимфоциты предназначены для дифференцировки в цитотоксические лимфоциты (ЦТЛ). Это единственные из лимфоцитов, которые сами непосредственно своим «клеточным телом» работают над деструкцией, разрушением клетки-мишени, на мембране которой «проступили» инфекционные антигены в связке с родными молекулами НLA-I. Механизм деструкции клеток-мишеней состоит из комбинации осмотического лизиса при формировании крупных ригидных пор в клеточной мембране с помощью поры-образующих белков (перфоринов) плюс индукция апоптоза в клетке-мишени при участии пресинтезированных цитотоксинов – фрагментинов. В результате дифференцировки после контакта с антигеном ЦТЛ приобретают повышенное содержание цитолитических гранул в цитоплазме, необходимых для реализации их цитотоксической функции.

Таким образом, из изложенного выше мы видим, что Т-лимфоциты с ТСRabкак CD4+, так и CD8+, способны работать с антигеном только, если его им «поднесли» (представили) другие клетки. Такая прихотливость окупается высокой специфичностью TCRabпо антигену и, следовательно, высокой степенью избирательности иммунного ответа именно на данный антиген, не затрагивая (в норме) перекрестно-реагирующие.