Приобретенный специфический (адаптивный) иммунитет реализуется лимфоцитами, и его также можно разделить на два компонента (звена); гуморальный и клеточный.
Различают две основных формы специфического иммунного ответа: клеточный и гуморальный.
Клеточный (клеточно-опосредствованный) иммунный ответ имеет в виду накопление в организме клонов Т-лимфоцитов, которые несут специфические для данного антигена антиген-распознающие рецепторы и ответственных за клеточные реакции иммунного воспаления, гиперчувствительности замедленного типа, в которых кроме Т-лимфоцитов принимают участие макрофаги.
Пусковым звеном в формировании клеточного типа иммунного ответа является продукция макрофагом, на территории которого идет процессинг антигена, интерлейкина IL-12. События развиваются следующим образом.
MHC-I макрофага презентирует пептид (антиген) Т-хелперу (CD4 ). Под влиянием IL-12, продуцируемого этим же макрофагом, Th трансформируется в Th1. IFN-γ является важнейшим из цитокинов , выделяемых Th1. Он активирует контакт Т CD 8 с рецептором MHC-I макрофага, на котором представлен тот же антиген. Выделяемый Th1 IL-2 стимулирует пролиферацию таких, уже антигенспецифических Т-цитолитических лимфоцитов (Т-супрессоры). Главной функцией Т-супрессоров в противоинфекционной защите является уничтожение соматических клеток организма, внутри которых находится возбудитель, а на поверхности — метка, комплекс MHC-I — антиген патогена . При прямом контакте с такой клеткой Т с выделят гранулы, содержащие белки — перфорин, гранзим. Перфорин встраивается в мембрану соматической клетки, образует в ней каналы «поры» и может действовать как мембраноатакующий белок. Гранзим (сериновые протеиназы ) индуцирует один из вариантов апоптоза и гибель соматической клетки вместе с находящимися в ней микробами.
Гуморальный иммунный ответ имеет в виду продукцию специфических антител в ответ на действие инородного антигена. Основную роль в реализации гуморального ответа играют В-лимфоциты, которые под воздействием антигенного стимула дифференцируются в антителопродуценты. Однако В-лимфоциты, как правило, нуждаются в помощи Т-хелперов и антиген-презентирующих клеток.
При развитии гуморального ответа В-лимфоцит может получить микробный пептид разными путями:
— Получение растворимого антигена из окружающей микросферы. Пептид не требует дополнительной обработки, так как это уже сделано другой клеткой. Происходит селекция антигеном В-лимфоцита (В-лимфоцитов), имеющего предсуществующие γ -глобулиновые рецепторы на своей поверхности, наиболее специфические к данному антигену.
— Получение растворимого антигена с помощью γ-глобулинового рецептора, его дальнейший процессинг на территории В-лимфоцита и представления на мембране В-лимфоцита в комплексе с MHC-II В-лимфоцита.
— Получение антигена с поверхности макрофага. Селекция В-лимфоцитов по γ — рецепторам. Процессинг антигена в В-лимфоцитах и его представление Т-лимфоцитам.
MHC-II макрофага презентирует антиген Т-хелперу (CD4 ), которые также имеют на своей поверхности антигены MHC II класса. Под влиянием IL-4, продуцируемого нейтрофилами, тучными клетками, базофилами, эозинофилами Тh трансформируется в Тh2 индуцирующих гуморальный тип иммунного ответа. Важнейшими из интерлейкинов , продуцируемых этими лимфоцитами, являются IL-4,5,6,10, резко стимулирующие пролиферацию избранных в результате селекции В-лимфоцитов. Синтезируемые трансформированными В-лимфоцитами (плазмоцитами) антитела специфичны к данному антигену. Гуморальный тип ответа наиболее важен в отношении внеклеточно расположенных микробов. Антитела усиливают их поглощение и переваривание фагоцитами.
Особенности специфического иммунитета состоят в том, что Т- и В-лимфоциты снабжены специальными инструментами – антиген-распознающими рецепторами, с помощью которых осуществляется процесс распознавания антигена, дифференцировки (отличия) своего (self) от чужого (non-self). Затем, при необходимости, включаются механизмы продукции антител – иммуноглобулинов или Т-лимфоцитов-киллеров, обладающих тонкой спецификой по отношению к антигенам, вызвавшим их образование.
Особенной формой специфического иммунного ответа на контакт иммунной системы с инородным антигеном является формирование иммунологической памяти, которая формируется по мере стихания иммунной реакции. Иммунологическая память заключается в способности организма отвечать на повторную встречу с тем же антигеном так называемым вторичным иммунным ответом более быстрым и более сильным. Эта форма иммунного ответа связана с накоплением клонов долгоживущих клеток памяти, способных распознать антиген и ответить ускоренно и усиленно на повторный контакт с ним.
Читайте также: Сколько нужно ткани для пошива футболки 52 размера
Альтернативной формой специфического иммунного ответа является формирование иммунологической толерантности, то есть неотвечаемость на собственные антигены организма (аутоантигенов). Такая толерантность получается организмом в период внутриутробного развития, когда функционально незрелые лимфоциты, потенциально способные распознавать собственные антигены, в тимусе вступают в контакт с этими антигенами, что приводит к их гибели или инактивации (негативная селекция).
Особенности Т-клеточного иммунного ответа:
— На мембране зрелых Т-лимфоцитов имеется антиген-распознающий рецептор с антигенной специфичностью, не зависящей от того, встречался ли ранее организм с данным антигеном или нет;
— Встреча Т-лимфоцита со антигеном включает этап антигензависимой дифференцировки Т-лимфоцита (в отличие от антигеннезависимой, которая прошла в тимусе);
— Распознавание специфического антигена приводит к активации Т-лимфоцита и последующей его пролиферации, заканчивающейся появлением в организме большого количества (клона) Т-лимфоцитов определенной специфичности, способного реализовывать специфический иммунный ответ.
Для распознавания крупной чужеродной (бактериальная, вирусная и другие клетки) или аутологичной структуры Т-лимфоцитам необходим промежуточный этап, на котором макрофаг или другая антигенпредставляющая клетка специальным образом «подготавливает» чужеродный материал для распознавания. Этот процесс подготовки носит название процессинга (переваривания) и заключается в ферментативном расщеплении поглощенного макрофагом чужеродного материала. Образующиеся в результате процессинга отдельные блоки, или пептиды, представляют собой определенной длины аминокислотные остатки – эпитопы чужеродного антигена. Эти пептиды и способны распознавать Т-лимфоциты в тот момент, когда они попадают на мембрану макрофага в сочетании с молекулами главного комплекса гистосовместимости (MHC), или трансплантационными антигенами.
Субпопуляция Т-лимфоцитов, несущая на своей поверхности кластер дифференцировки CD8+, относится к Т-киллерам/супрессорам. Такое двойное название означает, что эта субпопуляция Т-лимфоцитов может дифференцироваться либо в Т-киллер (цитотоксический Т-лимфоцит), либо в Т-супрессор и выполнять различные функции в зависимости от потребностей организма.
Т-киллер – основная эффекторная клетка клеточно-опосредованного иммунитета, которая осуществляет лизис мишеней, обеспечивает генетическое постоянство внутренней среды организма. CD8+ лимфоциты, выполняют цитотоксические функции, участвуют в механизмах отторжения аллотрансплантатов, реакциях аутоиммунитета, разрушают вирусинфицированные и опухолевые клетки.
В периферической крови и во вторичных лимфоидных органах Т-киллер находится в состоянии покоя, – так называемая зрелая покоящаяся CD8+ клетка. Для того, чтобы произошла ее дифференцировка в зрелый Т-киллер, способный осуществлять киллинговый эффект, необходимо, чтобы CD8+ Т-клетка распознала чужеродный антиген и создала клон специфических Т-киллеров, способных оказать цитотоксический эффект.
Для распознавания чужеродного антигена у CD8+ Т-клетки имеют Т-клеточный антигенраспознающий рецептор в комплексе с СDЗ-структурой. CD8+Т- клетка (киллер) распознает не весь чужеродный антиген, а его блоки, так называемые доминантные пептиды, которые находятся на поверхности антигенпредставляющей клетки в сочетании с молекулами MHC I класса. С помощью MHC I класса презентируются экзогенные пептиды, образованные из внутриклеточных паразитов, вирусов. CD8+Т- клетка (киллер) выполняет цензорную функцию, позволяющую иммунной системе осуществлять контроль за постоянством внутренней среды организма.
После распознавания чужеродного пептида CD8+Т- клетка (киллер) должна получить дополнительный сигнал от CD4+ клетки (хелпера), который позволит ей делиться, в результате чего из одной клетки образуется клон (группа) клеток, обладающих одной специфичностью и достаточным потенциалом для реализации клеточного иммунного ответа.
Читайте также: Брюки из джинсовой ткани мужские с косыми карманами
CD4+ Т-лимфоциты-хелперы могут распознать чужеродный пептид в том случае, если он находится в поверхности антигенпрезентирующей клетки в сочетании с MHC II класса. К таким клеткам относятся моноциты-макрофаги, В-лимфоциты и дендритные клетки. Эти клетки обладают способностью поглощать попавший в организм чужеродный материал, перерабатывать (процессировать) его с помощью ферментов, разрезая антиген на блоки–пептиды, а затем транспортировать их из глубины клетки на поверхность в сочетании с MHC II класса. После этого CD4+ Т-лимфоцит-хелпер может распознать чужеродный, как правило экзогенный, пептид, что влечет за собой активацию и пролиферацию CD4+ клеток с последующей их дифференцировкой на Т-хелперы 1-го или 2-го типа, осушествляющие регуляцию иммунного ответа.
Т-хелперы 1-го типа продуцируют ИНФ-γ, IL-2 и ФНО-α. Указанные цитокины активируют макрофаги, NK-клетки, созревание цитотоксических Т-киллеров, обеспечивая преимущественное развитие клеточного иммунного ответа, в том числе, при внутриклеточной и вирусной инфекции. Функция T-хелперов l-го типа преобладает у больных с рассеянным склерозом, инсулинзависимом сахарном диабете, аутоиммунном тиреоидите, болезни Крона, остром отторжении аллотрансплантата. привычном невынашивании беременности.
Т-хелперы 2-го типа продуцируют IL-4, 5, 10 и 13, которые отвечают за развитие гуморального ответа, в том числе, за продукцию IgE. Кроме того, IL-10 обладает ингибирующим эффектом по отношению к T-хелперов 1-го типа. Функция T-хелперов 2-го типа преобладает при нормально протекающей беременности, трансплантационной толерантности, а также при заболеваниях — идиопатическом легочном фиброзе, прогрессирующем системном склерозе, у ВИЧ-инфицированных больных с быстрым прогрессированием заболевания и при аллергических заболеваниях.
В сохранении и поддержке антигенного гомеостаза организма принимают участие не только антигенспецифические (собственно иммунологические), но и антигеннеспецифические факторы (неспецифическая реактивность) (табл. 2).
Таблица 2. Механизмы поддержки антигенного гомеостаза
Антигенспецифични механизмы (иммунологические)
Антигеннеспецифични механизмы (неспецифическая резистентность)
За формирование специфического иммунного ответа ответственны лимфоидная ткань
а) Клеточно-опосредованный и гуморальный иммунитеты обеспечивают два типа лимфоцитов — Т- и В-лимфоциты. Хотя при исследовании под микроскопом большинство лимфоцитов в нормальной лимфоидной ткани выглядят одинаковыми, эти клетки подразделяют на две основные популяции. Одна популяция — Т-лимфоциты — ответственна за формирование активированных лимфоцитов, обеспечивающих клеточно-опосредованный иммунитет. Другая популяция — В-лимфоциты — ответственна за формирование антител, обеспечивающих гуморальный иммунитет.
Оба типа лимфоцитов образуются у эмбриона из полипотентных гемопоэтических стволовых клеток, формирующих лимфоциты как один из наиболее важных результатов их дифференцировки. Почти все сформированные лимфоциты в результате заселяют лимфоидную ткань, однако прежде чем это произойдет, они дополнительно дифференцируются или проходят предварительную обработку.
Лимфоциты, которые в итоге станут активированными Т-лимфоцитами, сначала мигрируют к тимусу, где подвергаются предварительной обработке. Эти ответственные за клеточно-опо-средованный иммунитет лимфоциты называют Т-лимфоцитами, что подчеркивает роль тимуса.
Другая популяция лимфоцитов, В-лимфоциты, предназначенные для формирования антител, проходят предварительную обработку в печени плода в середине периода внутриутробной жизни, а также в костном мозге в конце внутриутробной жизни плода и после рождения. Эта популяция клеток впервые была открыта у птиц, имеющих специальный орган для их предварительной обработки, который называют бурсой Фабриция (фабрициевой сумкой). Ответственные за гуморальный иммунитет лимфоциты называют В-лимфоцитами, что подчеркивает роль бурсы.
На рисунке ниже показаны две лимфоцитарные системы для формирования: (1) активированных Т-лимфоцитов; (2) антител.
Формирование антител и активированных лимфоцитов в лимфатическом узле в ответ на действие антигенов.
Этот рисунок также демонстрирует происхождение лимфоцитов тимуса (Т-лимфоцитов) и бурсы (В-лимфоцитов), ответственных за клеточно-опосредованные и гуморальные иммунные процессы, соответственно
Читайте также: Требования по огнезащитной обработке ткани
Предварительная обработка Т- и В-лимфоцитов
Все лимфоциты организма происходят от коммитированных в лимфоцитарном направлении стволовых клеток эмбриона, но эти клетки не могут непосредственно превратиться в активированные Т-лимфоциты или антитела. Прежде чем это станет возможным, клетки должны подвергнуться дальнейшей дифференцировке в соответствующих областях, где они проходят специфическую обработку.
а) Т-лимфоциты проходят предварительную обработку в тимусе (вилочковой железе). После образования в костном мозге Т-лимфоциты сначала мигрируют к вилочковой железе. Здесь они быстро делятся, одновременно становясь чрезвычайно разнообразными, т.е. предназначенными для реакции против разных специфических антигенов. Это значит, что один лимфоцит, обработанный в тимусе, проявляет специфическую реактивность в отношении одного антигена. Следующий лимфоцит специфически реагирует на другой антиген. Это продолжается до тех пор, пока в тимусе не появятся тысячи разных типов лимфоцитов со специфической реактивностью в отношении тысяч разных антигенов. Эти разные типы предварительно обработанных Т-лимфоцитов оставляют тимус и распространяются кровью по всему телу, временно оседая в лимфоидной ткани.
Кроме того, благодаря обработке в тимусе любой оставляющий его Т-лимфоцит не реагирует с белками или другими антигенами собственных тканей организма (иначе Т-лимфоциты погубили бы собственное тело человека в течение всего нескольких дней). Тимус выбирает, какие Т-лимфоциты могут его покинуть, сначала смешивая их практически со всеми специфическими аутоантигенами собственных тканей тела. Если Т-лимфоцит реагирует, он разрушается и фагоцитируется, вместо того, чтобы выделяться. Это происходит с основной частью клеток (вплоть до 90%). Таким образом, клетки, выделяющиеся из тимуса, не реагируют против собственных антигенов тела; они реагируют лишь на антигены внешних источников, например бактерий, токсинов или тканей, пересаженных от другого человека.
Основная часть предобработки Т-лимфоцитов в тимусе происходит перед рождением ребенка и в течение нескольких месяцев после рождения. Удаление вилочковой железы после этого периода ослабляет (но не исключает) Т-лимфоцитарную иммунную систему. Однако удаление тимуса за несколько месяцев до рождения может нарушить развитие всего клеточно-опосредован-ного иммунитета. Поскольку именно клеточный тип иммунитета в основном отвечает за отторжение трансплантированных органов, например сердца или почек, органы можно пересаживать с меньшей вероятностью отторжения, если у животного в соответствующее время до его рождения удалить тимус.
б) В-лимфоциты проходят предварительную обработку в печени и костном мозге. О деталях предварительной обработки В-лимфоцитов известно гораздо меньше, чем о предобработке Т-лимфоцитов. Известно, что у человека предварительная обработка В-лимфоцитов осуществляется в печени в середине внутриутробного периода развития, а также в костном мозге в конце внутриутробного периода и после рождения.
Существуют два важных различия между В- и Т-лимфоцитами. Во-первых, В-лимфоциты активно секретируют реактивные агенты, называемые антителами, в отличие от Т-лимфоцитов, реагирующих с антигеном непосредственно. Антитела — это крупные белковые молекулы, способные соединяться с антигенной субстанцией и разрушать ее. Во-вторых, разнообразие В-лимфоцитов выражено больше, чем у Т-лимфоцитов, т.е. формируются миллионы типов В-лимфоцитарных антител с разными специфическими реактивностями. После предобработки В-лимфоциты, как и Т-лимфоциты, мигрируют к лимфоидной ткани по всему телу, где временно располагаются рядом, но несколько обособленно от областей локализации Т-лимфоцитов.
Видео физиология защитной функции крови (иммунитета) и группы крови — профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021