2017-12-16
583Иммунитет – это выработавшаяся в ходе эволюции способность организма защищать свою целостность от живых организмов (бактерии, вирусы, простейшие, черви) и веществ, несущих на себе признаки чужеродного генома. Центральным биологическим механизмом иммунитета служит распознавание «своего» и «чужого». Специфические защитные механизмы организма обеспечиваются в результате контакта организма с антигенами.
Антигены – вещества, в основном белки и полисахариды, несущие признаки генетически чужеродной информации для данного организма. Носителями таких чужеродных веществ являются вирусы, бактерии, трансплантаты, опухолевые клетки. Антигены вызывают в организме иммунный ответ. Это их свойство называется иммуногенностью.
Главной действующей силой в защите организма от вирусов, бактерий, чужеродных клеток и тканей являются клетки лимфоциты. Выделены два важнейших функциональных класса лимфоцитов: В-лимфоциты и Т-лимфоциты. Они различаются по своему происхождению и участию в иммунной защите организма. Морфологически эти два типа лимфоцитов нераспознаваемы. Они отличаются особыми белковыми молекулами на поверхности плазматической мембраны, которые служат видоспецифическими маркерами (CD – clusters of differentiation), а также различными рецепторами.
В-лимфоциты продуцируют специфические белки (антитела), которые переносятся кровью и тканевыми жидкостями и защищают организм от внедрившихся чужеродных антигенов, то есть осуществляют гуморальный иммунный ответ. Антитела – это гликопротеины класса иммуноглобулинов, присутствующие в сыворотке крови, которые обладают способностью соединяться и прочно связываться с антигеном, тем самым его обезвреживая (инактивируя). Существует несколько классов антител, или иммуноглобулинов: IgG, IgA, IgM, IgD, IgE. Наиболее часто встречают IgG – активные в нейтрализации бактериальных токсинов и защите от вирусов. Слюна и слизь богаты IgM, они легко преодолевают клеточные барьеры. IgA располагаются на поверхности слизистых оболочек, предупреждая проникновение инфекции во внутреннюю среду организма.
Взаимодействие В-лимфоцита с антигеном вызывает его антигензависимую дифференцировку в двух направлениях:
· к короткоживущим плазмоцитам, активно продуцирующим антитела (гуморальный иммунитет);
· к долгоживущим В-клеткам памяти.
Т-лимфоциты осуществляют реакции клеточного иммунитета: они разрушают клетки-мишени, несущие чужеродные или измененные собственные антигены при непосредственном контакте с ними. Среди Т-лимфоцитов выделяют несколько субпопуляций:
· цитотоксические Т-клетки, или Т-киллеры – это эффекторные клетки, которые осуществляют иммунный ответ клеточного типа, распознают и уничтожают чужеродные клетки трансплантантов, вирус-инфицированные и опухолевые клетки собственного организма; Т-киллеры секретируют в межклеточное пространство белки – перфорины, которые встраиваются в клеточную мембрану чужеродной клетки, формируют поры, что приводит к гибели чужеродной клетки;
· Т-клетки гиперчувствительности замедленного типа – эти клетки распознают чужеродные антигены, выделяемые внутриклеточными микроорганизмами, и обнаруживаются в очагах хронического воспаления;
· Т-хелперы выделяют сигнальные молекулы, которые привлекают и активируют В-лимфоциты и Т-киллеры, то есть оказывают на них стимулирующее влияние. Вирус иммунодефицита (СПИД) человека избирательно инфицирует Т-хелперы, что приводит к нарушению иммунного ответа и, в конечном итоге, к разрушению иммунной системы.
· Т-супрессоры, ингибируют активность других клеток иммунной системы, подавляют развитие аутоиммунных реакций, блокируя антителообразование.
· Т-клетки памяти сохраняют иммунную память о первичном контакте с антигеном.
Каким образом лимфоциты отличают клетки собственного организма от чужеродных? Установлено, что все клетки отдельного организма несут на своей поверхности уникальный комплекс белковых молекул, который обозначает его биологическую индивидуальность и называется главным комплексом гистосовместимости (МНС – от английского M ajor H istocompatibility C omplex). Существует два класса таких молекулярных комплексов: МНС I, представленный на поверхности всех клеток данного организма, и МНС II, который выставлен на мембранах иммунокомпетентных клеток (Т- и В-лимфоцитов, макрофагов, моноцитов).
Сами лимфоциты «не умеют» распознавать антигены. Эту функцию выполняют антигенпредставляющие клетки: клетки системы макрофагов (особенно активно выполняют эту функцию такие типы макрофагов, как дендритные клетки). Макрофаги захватывают (фагоцитируют) вторгшиеся в организм антигены, расщепляют их (переваривают в лизосомах) на фрагменты, а затем на своей поверхности представляют молекулы МНС-II вместе с небольшим, но узнаваемым фрагментом антигена, - так называемый эпитоп или антигенный детерминант – лимфоцитам (Т-хелперам). Одновременно макрофаги выделяют биологически активные вещества – монокины (например, интерлейкин-1), которые стимулируют дифференцировку В-лифмоцитов. Т-хелперы выделяют свои биологически активные вещества – лимфокины (интерлейкин-2, фактор некроза опухолей, гамма-интерферон) необходимые для активации В-лимфоцитов. Таким образом, для начала иммунного гуморального ответа необходимо взаимодействие 3-х типов клеток: макрофагов (как антиген-представляющих клеток), Т-хелперов и В-лимфоцитов. Такое взаимодействие называется кооперацией (рис.1).
Рис.1. Кооперация клеток иммунной системы в реакции гуморального
Иммунитета
После такой антигенной стимуляции В-лимфоциты увеличиваются в размерах и начинают делиться. Этот процесс называется бласттрансформацией. Результат деления клеток - появление клонов плазматических клеток – «фабрик» по производству иммуноглобулинов – антител, специфических к данному антигену. Плазматические клетки активно синтезируют и выделяют специфические антитела, которые поступают в тканевую жидкость, лимфу и кровь.
Иммунная система объединяет органы и ткани, осуществляющие защиту организма от чужеродных веществ. Красный костный мозг и тимус являются центральными органами иммунной системы. В них происходит антиген-независимая дифференцировка стволовых клеток, развитие ранних предшественников всех категорий лимфоцитов и их клональная селекция, то есть удаление клонов, запрограммированных на взаимодействие с собственными антигенами МНС. Из центральных органов лимфоциты мигрируют через сосудистое русло в периферические лимфоидные органы: лимфатические узлы, селезёнку, лимфатические узелки стенки кишечника, дыхательных, мочевыделительных и половых путей. После некоторого времени пребывания в этих органах лимфоциты мигрируют в лимфу и кровь. Таким образом, осуществляется их рециркуляция.
Происхождение Т- и В-лимфоцитов различно. Предшественники В-лимфоцитов находятся в красном костном мозге, где делятся (пролиферируют), специализируются (дифференцируются) и с током крови переносятся в периферические органы иммунной системы. Поверхность клеточной мембраны В-лимфоцитов содержит специфические рецепторы (иммуноглобулины), распознающие, с помощью антиген-представляющих клеток, чужеродный антиген. Взаимодействие В-лимфоцита с антигеном приводит к его активации, пролиферации (делению) и антигензависимой дифференцировке в плазмоциты (плазматические клетки). Эти процессы протекают в периферических лимфоидных органах. Плазматические клетки активно продуцируют и секретируют специфические антитела, которые поступают в тканевую жидкость, лимфу и кровь.
Клетки-предшественники Т-лимфоцитов на раннем этапе развития (в эмбриогенезе) человека мигрируют из красного костного мозга в тимус. Здесь осуществляется их размножение, антигеннезависимая дифференцировка и созревание. Т-лимфоциты (тимоциты) приобретают поверхностные маркеры и рецепторы Т-лимфоцитов. Одновременно устраняются Т-клетки, с рецепторами к антигенам собственного организма. Прошедшие такой селективный отбор тимоциты покидают тимус, выходят в кровь и заселяют свои зоны в периферических органах иммунной системы.
Важнейшее свойство иммунной системы – способность хранить память о первой встрече с антигеном (первичном иммунном ответе), которая осуществляется долгоживущими Т- и В-клетками памяти. Они обеспечивают быстрый и интенсивный ответ на повторное попадание антигена в организм (вторичный иммунный ответ). Именно это свойство лежит в основе вакцинации.
Часть циркулирующих в крови лимфоцитов (5-10%) лишены характерных для Т- и В-клеток поверхностных маркёров. Эти лимфоциты называются натуральными киллерами, или NK-клетками. Они образуют первую линию защиты, действуют немедленно и уничтожают чужеродные, а также собственные злокачественно трансформированные, инфицированные вирусами или патогенными бактериями клетки, без предварительного распознавания на их поверхности белком МНС. Натуральные киллеры вырабатывают вещества, которые проделывают поры в плазмолемме зараженных клеток, что ведёт к их лизису, или запускают их апоптоз.
Натуральные киллеры обеспечивают врожденный иммунитет. Для активации и клонирования цитотоксических Т-клеток необходимо время, поэтому они вступают в действие позже натуральных и образуют вторую линию защиты.
