Гуморальный иммунитет

Попадание в организм человека антигена, ранее неизвестное этому индивидууму, приводит к первичному антительному ответу. Выделяют 5 классов антител (иммуноглобулинов): IgG, IgM, IgA, IgD и IgE. Во время развития антительного ответа, примерно через 7 дней после попадания антигена, в крови появляется небольшое количество специфических антител IgM, а через две недели — высокая концентрация антител, в основном класса IgG. Повторное попадание того же антигена в организм в более отдалённый срок приводит к вторичному, или анамнестическому ответу (ответ памяти). В этом случае в короткий срок появляется много специфического IgG. Такой вторичный ответ развивается примерно через 3–4 дня и может продолжаться в течение нескольких недель.

Образование антител требует пролиферации и дифференцировки B-клеток. Антитела, циркулирующие в кровотоке, вырабатываются в основном плазматическими клетками селезёнки, костного мозга и лимфатических узлов, а также в лимфатических образованиях слизистых оболочек. Их много в зонах воспаления.

КЛЕТОЧНО-ОПОСРЕДОВАННЫЙ ИММУНИТЕТ

Содержание раздела «Клеточно-опосредованный иммунитет» смотрите в книге.

РАСПОЗНАВАНИЕ АНТИГЕНА T-КЛЕТКАМИ

Несмотря на то, что распознавание антигена с помощью МНС и T-клеточного рецептора даёт первоначальный стимул для активации T-лимфоцитов, этого ещё недостаточно, чтобы вызвать пролиферацию клеток. Размножение T-лимфоцитов требует наличия определённых неспецифических костимулирующих факторов (CD28, CD80/CD86, CD54, CD40L). Некоторые из таких факторов, в частности ИЛ-1 и CD40, вырабатываются антигенпредставляющими клетками после взаимодействия с T-лимфоцитами.

Антигенпредставляющие клетки экспрессируют антигены МНС класса II и способны поглощать, обрабатывать сложные антигены. Среди антигенпредставляющих клеток наилучшим образом изучены интердигитирующие дендритические клетки, выявляемые в T-клеточных зонах лимфоидных органов. Сходные дендритические клетки макрофагальной природы можно обнаружить и в других тканях. Одним из наиболее изученных типов дендритических элементов является клетка Лангерганса эпидермиса. Дендритические клетки не единственные антигенпредставляющие элементы, способные к активации T-хелперов. При определённых обстоятельствах макрофаги сами могут действовать на антигенпредставляющие клетки. Поскольку макрофаги экспрессируют молекулы МНС класса II после активации медиаторами T-клеток — например, ИФ-γ — представление антигена на их поверхности происходит, главным образом, в очагах хронического воспаления.

B-клетки тоже способны представлять антиген T-хелперам. Это может иметь существенное значение для индукции большинства первичных иммунных ответов. В результате, представление B-лимфоцитами специфического антигена CD4⁺ T-хелперам оценивается как в тысячи раз более эффективное, нежели представление других неспецифических антигенов.

В иммунном ответе T-лимфоциты играют двоякую роль: иммунорегуляторную и эффекторную. Среди эффекторных T-клеток, определяющих клеточно-опосредованный иммунный ответ, помимо цитолитических T-лимфоцитов, имеются и T-лимфоциты, вырабатывающие цитокины (T-клетки, участвующие в гиперчувствительности замедленного типа).

Цитолитические T-клетки представляют собой популяцию полностью дифференцированных, антигенспецифических T-лимфоцитов, функция которых состоит в реализации антигенспецифического лизиса клеток-мишеней путём непосредственного межклеточного контакта. Эти лимфоциты зачастую содержат немногочисленные цитоплазматические гранулы и, как правило, относятся к T-клеткам, ограниченным типом CD8 МНС класса I.

Благодаря экспрессии МНС класса I на всех клетках, содержащих ядра, и способности МНС связываться с эндогенно синтезированными мембранными гликопротеинами CD8, цитолитические T-лимфоциты выполняют важные защитные функции в тканях при вирусных инфекциях. Более того, поскольку многие вирусные антигены, распознаваемые цитотоксическими T-лимфоцитами, синтезируются на ранних стадиях вирусной репликации, элиминация инфицированных клеток может происходить до освобождения и выделения инфицирующего вируса. Менее изученной, но тоже важной представляется роль цитотоксических T-лимфоцитов в отторжении трансплантатов и клиренсе от бактериальных и паразитарных патогенных возбудителей.

Реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) и T-лимфоциты, принимающие в них участие относят ко второму компоненту клеточно-опосредованного иммунитета. Типичным примером механизмов таких реакций и работы лимфоцитов ГЗТ является кожная реакция на введение туберкулина. Ответы ГЗТ характеризуются выраженной инфильтрацией тканей T-лимфоцитами и макрофагами. Как следует из названия, реакции развиваются медленно, в течение 24–48 ч.

В основе тканевых проявлений ГЗТ лежат значительно более сложные процессы, нежели изменения при ответах с помощью цитотоксических T-лимфоцитах. В большинстве случаев местная реакция инициируется популяцией T-лимфоцитов, ограниченных типом CD4⁺ МНС класса II. Важнейшей функцией этих клеток является выделение множества цитокинов, которые дополняют и активируют функции других клеток воспалительного инфильтрата: макрофагов, эозинофилов, базофилов и тучных клеток. Наиболее изученным из цитокинов является ИФ-γ. Он важен для реализации эффективного клеточно-опосредованного иммунного ответа. ИФ-γ активирует макрофаги, стимулируя тем самым их фагоцитарную активность. Он повышает экспрессию молекул МНС класса II и стимулирует выработку других воспалительных цитокинов, включая: ИЛ-1, ФНО-α и ИФ-α/β. В результате, ИФ-γ усиливает не только воспалительные и антимикробные функции макрофагов, но и их способность к обработке и представлению антигенов T-клеткам. ИФ-γ вызывает также факультативную экспрессию антигенов МНС класса II на тканевых клетках и обладает противовирусными и антипролиферативными свойствами.

Биологическая роль ГЗТ выражается в защите от устойчивых инфекций и микробов, способных размножаться внутри фаголизосом макрофагов. Продукция цитокинов лежит в основе способности небольшого числа антигенспецифических T-клеток индуцировать заметный воспалительный ответ, направленный против ограниченных количеств антигена, «ускользающего» от лизосом. Однако сильная активация таких неспецифических иммунных механизмов таит в себе риск нежелательных тканевых повреждений уже в процессе первоначального защитного ответа.

Естественные киллеры (NK) в ходе клеточно-опосредованных ответов тоже способны проявлять цитотоксическую активность. NK клетки являются лимфоцитами среднего размера, содержащими цитоплазматические гранулы. Эти клетки раньше называли «большими гранулярными лимфоцитами». Из-за отсутствия у них наиболее типичных маркёров T- и B-клеток их относят к группе нулевых клеток («ни T-, ни B-клеточных лимфоцитов», null cells). NK реализуют тот же механизм, что и «классические» цитотоксические T-лимфоциты. Цитотоксичность NK не ограничена МНС и не является антигенспецифичной. Таким образом, NK явно представляют собой третью популяцию лимфоцитов. Но выделяют ещё одну линию киллерных клеток, представляющих собой популяцию, родственную NK и тоже относимую к нулевым лимфоцитам. Киллерные клетки обладают Fc-рецепторами и обеспечивают своё киллерное действие посредством антителозависимых механизмов.

Кроме механизмов цитотоксичности и реакций ГЗТ, T-клетки отвечают и за регуляцию других компонентов иммунного ответа. Благодаря своей способности непосредственно активировать B-клетки, некоторые и нечасто встречающиеся антигены способны индуцировать ответ антител при отсутствии T-клеток. Указанные тимуснезависимые антигены обычно являются полимерными молекулами, содержащими множество идентичных детерминант. Они позволяют им формировать перекрёстные связи с поверхностным иммуноглобулином на B-клетках. Поскольку тимуснезависимые антигены включают в себя многие бактериальные поверхностные молекулы — эндотоксины, полимеризованный флагеллин, пневмококковый полисахарид и некоторые другие, этот тип T-независимого антительного ответа занимает важное место в иммунитете человека.

Вместе с тем, тимуснезависимые антигены встречаются редко и вызывают лишь продукцию IgM. Для инициирования продукции IgG-антител и развития гуморального ответа также на воздействие других уже тимусзависимых антигенов, нужны антигенспецифические CD4⁺-клетки.

Для воспроизведения эффективного антительного ответа необходим тесный контакт между специфическими T-хелперами (Тh) и B-клетками.

В начале этой главы упоминалось, что стабильная специфическая невосприимчивость организма к собственным тканям относится к иммунологической толерантности. Неспособность отвечать на воздействия аутоантигенов лежит в основе предотвращения аутоиммунных болезней. Напомним, что такая «аутотолерантность» зависит, прежде всего, от клональной селекции аутореактивных T-клеток в тимусе плода. «Безответность» аутореактивных B-клеток тоже может являться частью феномена аутотолерантности.

Способность иммунной системы к развитию приобретённой толерантности такого типа может быть необходима для предотвращения реакций гиперчувствительности во время первоначально защитного ответа на воздействие патогенного агента. Организму выгоднее становиться толерантным к некоторым типам чужеродных антигенов, нежели проявлять иммунологическую реактивность к ним. Например, приём через рот растворимых белковых антигенов вызывает оральную толерантность, поскольку иммунный ответ на пищевые антигены может спровоцировать нежелательные реакции гиперчувствительности на повторные контакты с антигенами.