Развитие Т- и В-лимфоцитов

Тимус расположен в грудной клетке под грудиной. Он начинает функционировать в период внутриутробного развития и проявляет наибольшую активность в момент рождения. После окончания вскармливания материнским молоком тимус уменьшается в размерах и вскоре перестает функционировать. Опыты на мышах показали, что при удалении этой железы у новорожденных, в крови наблюдалась хроническая недостаточность лимфоцитов, что было причиной их гибели.

Т-лимфоциты образуются не в тимусе, а в костном мозге. Но только после пребывания в тканях тимуса они становятся способными осуществлять свои функции. Процесс созревания Т-клеток не совсем ясен. Известно, что тимус выделяет гормон тимозин, который, возможно, способствует созреванию этих клеток. Роль тимуса, как эндокринной железы практически не изучена.

В тканях тимуса находятся незрелые клетки, называемые тимоцитами. После взаимодействия с антигеном Т-клетки начинают производить сложные молекулы лимфокины, которые помогают им уничтожать чужеродные частицы. Кроме того, они образуют клоны клеток, которые способны узнавать данный антиген. Зрелые Т-лимфоциты способствуют созреванию В-клеток.

В-клетки как и Т-лимфоциты образуются в косном мозге, но созревают в другом месте – в лимфатических узлах, селезенке и печени.

Когда поверхностные рецепторы В-лимфоцитов узнают соответствующий им антиген, то эти клетки начинают делиться, давая клон плазматических клеток и "клеток памяти". Плазматические клетки генетически идентичны друг другу. Они синтезируют огромные количества антител одного вида. Клетки, образующие антитела живут всего несколько дней, но в это время они синтезируют антитела со скоростью 2000 молекул в секунду! К сожалению, нам мало, что известно о "клетках памяти".

 

Механизмы иммунитета

У млекопитающих сложились два механизма иммунитета: клеточный и гуморальный. Существование, упомянутых механизмов связано с наличием в организме нескольких типов клеток, и прежде всего, Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов.

Клеточный механизм (И.И. Мечников) иммунитета связан с Т-клетками, которые при взаимодействии с антигеном распознают его и начинают размножаться, образуя клон таких же Т-клеток. Клетки этого клона вступают в борьбу с носителем антигена и уничтожают его.

Гуморальный механизм (Пауль Эрлих) связан с В-лимфоцитами. При встрече с антигеном данные клетки также дают клон клеток, но которые синтезируют антитела. Антитела связываются с антигенами и ускоряют их захват фагоцитами.

Оба эти механизма дополняют друг друга и являются двумя неразрывными сторонами единого иммунного ответа.

К специфическим иммунным ответам относят Т-клеточные и В-клеточные ответы.

Т-КЛЕТОЧНЫЕ ОТВЕТЫ приводят к образованию эффекторных Т-лифоцитов. Первичный Т-клеточный ответ: Т-лимфоциты распознают антиген, представленный им моноцитами/макрофагами, и в результате переходят в активированное состояние; активированные Т-лимфоциты пролиферируют и дифференцируются в эффекторные клетки (Т-киллеры, Т-лимфокиновые клетки) и Т-клетки памяти (Рис. 1).

Т-киллеры уничтожают клетки, несущие антиген. Т-лимфокиновые клетки выделяют лимфокины – гормоноподобные вещества,

активирующие другие клетки организма, например, макрофаги и гемопоэтические стволовые клетки. Долгоживущие клетки Т-памяти циркулируют в крови и представляют собой не до конца дифференцированные Т-лимфоциты; в определенных случаях они могут распознавать антиген даже спустя годы после первого контакта.

Вторичный Т-клеточный ответ. При повторном контакте с антигеном долгоживущие клетки Т-памяти инициируют вторичную реакцию, в ходе которой они пролиферируют более интенсивно, чем при первичном ответе, в результате быстро образуется большое количество Т-эффекторов, T-хелперов, Т-супрессоров.

Т-хелперы, долгоживущие лимфоциты, высвобождают так называемые факторы роста В-лимфоцитов. Т-супрессоры тормозят активность В- и Т-лимфоцитов и предупреждают тем самым чрезмерные иммунные реакции.

Этот результат выражается в том, что повторный иммунный ответ гораздо эффективнее первого.

При первичном иммунном ответе сывороточные антитела определяются через 1–2 недели после того, как организм сталкивается с новым антигеном. При этом преобладают иммуноглобулины класса М. Если организм уже отвечал на данный антиген, повторная экспозиция ведет к более быстрому и мощному ответу (вторичный иммунный ответ). При этом преобладают IgG. Это возможно лишь в том случае, когда клетки существуют достаточно длительное время. Про плазматические клетки нам известно, что живут они недолго, значит, в повторном иммунном ответе должны участвовать какие-то другие клетки.

ГУМОРАЛЬНЫЕ, или B-КЛЕТОЧНЫЕ ОТВЕТЫ приводят к образованию антител. Первичный гуморальный В-клеточный ответ обеспечивается В-лимфоцитами: T-хелперы распознают АГ, представленный им моноцитами/макрофагами; активируют B-лимфоциты, которые пролиферируют и дифференцируются в антителообразующие плазматические клетки; начинается синтез антител, от их класса зависит характер последующего иммунного ответа (Рис. 2). Вторичный гуморальный иммунный ответ возникает при повторном попадании антигена. Он приводит к мощной активации плазматических клеток, происходит экспоненциальное нарастание количества антител. По скорости это реакция немедленного типа.

Реакция антиген-антитело сводится к специфическому взаимодействию активных центров антител и антигенных детерминант антигенов. В простейшем случае образуется комплекс антиген-антитело (реакция преципитации), в котором антиген теряет свои патологические свойства. Если антиген имеет несколько антигенных детерминант, то образуются высокомолекулярные агрегаты, которые выпадают в осадок (реакция агглютинации) и в последующем фагоцитируются. Участие антител в иммунном ответе состоит в реакции опсонизации антигенов.

 

Типы иммунитета

Существует несколько типов иммунитета: естественный и приобретенный.

1. Естественный:

a. пассивный иммунитет (врожденный) - это иммунитет, возникающий в утробе матери. Антитела матери, проходя через плаценту, защищают плод от инфекции. Этот тип иммунитета кратковременный, он может действовать в течение 10 дней после рождения ребенка.

b. активный иммунитет (приобретенный) – это долговременный тип иммунитета. Он вырабатывается в результате перенесенной болезни или бывает наследственным. Естественный активный иммунитет может сохраняться в течение всей жизни, как это имеет место в случае таких "детских" болезней, как корь, скарлатина, ветрянка, паротит ("свинка") и др.

2. Приобретенный:

a.  пассивный иммунитет по времени кратковременный. Он создается искусственно введением готовых антител от одного индивидуума другому. Так вводят антидифтерийную или противостолбнячную сыворотки. Сыворотка - это препарат, содержащий готовые антитела.

b. активный иммунитет достигается введением вакцин. Вакцина – это препарат, содержащий инактивированный или ослабленный антиген безопасный для человека, но вызывающий синтез антител. С помощью вакцинации удалось победить такую болезнь как оспа, сократить заболеваемость дифтерией, полиомиелитом, туберкулезом и другими. В настоящее время помимо традиционных способов получения вакцин разрабатываются генно-инженерные способы, которые сделают вакцины еще более безопасными для использования.

 

Регуляция иммунитета

Интенсивность иммунного ответа во многом определяется состоянием нервной и эндокринной систем.

Установлено, что раздражение различных подкорковых структур мозга (таламуса, гипоталамуса, серого бугра) может сопровождаться как усилением, так и торможением иммунной реакции на введение антигенов. Показано, что возбуждение симпатического отдела вегетативной нервной системы и введение адреналина усиливают фагоцитоз и повышают интенсивность иммунного ответа. Активация парасимпатического отдела вегетативной нервной системы приводит к противоположным реакциям.

Интенсивные стрессы, а также состояние депрессии угнетают иммунитет, что сопровождается повышенной восприимчивостью к различным заболеваниям, в том числе к развитию злокачественных новообразований.

За последние годы установлено, что гипофиз и эпифиз с помощью особых пептидных биорегуляторов, получивших наименование "цитомедины", контролируют деятельность тимуса. Передняя доля гипофиза является регулятором преимущественно клеточного, а задняя - гуморального иммунитета.

Система интерферона

Интерфероны – это группа белков, имеющих сходные антивирусные свойства. Вырабатываются эти белки клетками большинства типов тканей и действуют в большей или меньшей степени против всех вирусов.

Клетки при заражении вирусом, начинают производить интерферон. Этот белок сам не обладает антивирусным действием, но он запускает цепь событий в клетке, которые препятствуют размножению вируса. Образование интерферона могут вызывать не только вирусы, но и другие агенты, например двуспиральные РНК, синтетические полинуклеотиды и бактериальные эндотоксины.

Биологическая активность интерферона очень высока. У мышиного интерферона, например, она составляет 2 млрд. единиц в 1мл. Одна единица интерферона снижает образование вирусов приблизительно на 50%. Это на практике означает, что достаточно одной молекулы интерферона, чтобы сделать клетку устойчивой к вирусной инфекции. Однако беда состоит в том, что выработка этих белков начинается уже после инфицирования клеток вирусом. Поэтому интерфероны – это скорее профилактические средства, нежили лекарственные. Интерфероны вызывают ряд других биологических эффектов, в том числе подавляют размножение клеток. Это свойство пытались использовать для борьбы с раком, но без видимых успехов.

Система интерферона – это часть общей защитной системы организма и достаточно эффективная профилактика против вирусных заболеваний.

 

Контрольное задание

Ответьте письменно на вопрос: Какова роль иммунной системы в регуляции функций организма?