Клетки иммунной системы

Иммунная система представлена лимфоидными клетками, мононуклеарными фагоцитами и гранулоцитами.

Лимфоидные клетки включают: Т-лимфоциты, В-лимфоциты, НК-клетки. В крови человека на долю Т-лимфоцитов приходится около 70% всех лимфоцитов, на долю В-лимфоцитов – около 20%.

Т-лимфоциты выполняют следующие функции:

• являются основными эффекторами клеточного иммунитета;

• являются регуляторами воспаления, иммунных реакций и кроветворения;

• участвуют в процессах репаративной и физиологической регенерации различных тканей.

Среди Т-лимфоцитов различают две субпопуляции клеток – CD4+-клeтки и СD8+-клетки.

По функциональным характеристикам в популяции Т-лимфоцитов выделяют

• Т-хелперы гуморального иммунитета,

• Т-хелперы клеточного иммунитета,

• Т-супрессоры,

• Т-цитотоксические клетки.

В-лимфоциты – это преимущественно эффекторные иммунокомпетентные клетки, на долю которых приходится около 15% всей численности лимфоцитов. Выделяют две субпопуляции В-лимфоцитов: «обычные» В-клетки, не имеющие маркера CD5, и CD5⁺ В1-лимфоциты. Функции антигенспецифического рецептора (BCR) выполняют особые мембранные формы иммуноглобулинов. Клетки экспрессируют МНС II класса, ко-стимулирующие молекулы CD40, 80, 86, низкоаффинные FcR(к иммунным комплексам и нативным молекулам иммуноглобулина класса G), рецептор к эритроцитам мыши, иммуноцитокинам и др.

Зрелые В-лимфоциты и их потомки- плазматические клетки (плазмоциты) являются антителопродуцентами. Их основным продуктом являются иммуноглобулины. Кроме того, В-лимфоциты являются профессиональными АПК (антигенпрезентующая клетка). Они участвуют в формировании гуморального иммунитета, В-клеточной иммунологической памяти и гиперчувствительности немедленного типа.

Дифференцировка и созревание В-лимфоцитов происходят сначала в костном мозге, а затем в периферических органах иммунной системы, куда они отселяются на стадии предшественников. Потомками В-лимфоцитов являются клетки иммунологической памяти и плазматические клетки. Основные морфологические признаки последних – обширная цитоплазма, развитый эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи с большим количеством рибосом. Активно синтезирующий плазмоцит живет недолго, не более 2-3 суток.

Функциональной активностью В-лимфоцитов управляют растворимые антигены и иммуноцитокины Т2-хелпера, макрофага и других клеток, например ИЛ-4,5,6.

Т-лимфоциты

Сложная по составу группа клеток,которая происходит от полипотентной стволовой клетки костного мозга, а созревает и дифференцируется в тимусе из предшественников (пре-Т-лимфоциты). На долю этих клеток приходится около 75% всей лимфоидной популяции. Их общим маркером является CD3, а также рецептор к эритроцитам барана.

В зависимости от строения Т-клеточного антигенного рецептора (TCR) и функциональной направленности сообщество Т-лимфоцитов может быть разделено на отдельные группы.

Различают два типа TCR: альфа-бетта и гамма-дельта. Первый тип – гетеродимер, который состоит из двух полипептидных цепей – альфа и бета; он характерен для традиционных Т-лимфоцитов, известных как Т-хелперы и Т-киллеры. Второй тип обнаруживается на поверхности особой популяции гамма-дельтаТ-лимфоцитов.

Профессионально Т-лимфоциты также разделяют на две субпопуляции: иммунорегуляторы и эффекторы. Задачу регуляции иммунного ответа (в основном активирующую) выполняют Т-хелперы. Предполагалось существование Т-супрессоров, которым приписывали функцию торможения развития иммунной реакции (супрессии). Однако до сих пор клетка морфологически не идентифицирована, хотя сам супрессорный эффект существует. Эффекторную функцию осуществляют цитотоксические лимфоциты: Т-киллеры и естественные киллеры.

В организме Т-лимфоциты обеспечивают клеточные формы иммунного ответа (гиперчувствительность замедленного типа, трансплантационный иммунитет, противоопухолевый иммунитет и т.д.), определяют силу и продолжительность иммунной реакции. Их созреванием, дифференцировкой и активностью управляют цитокины.

Т-хелперы

Или Т-помощники- субпопуляция Т-лимфоцитов, которые выполняют регуляторную функцию. На долю этих клеток приходится около 75% всей популяции Т-лимфоцитов. На наружной поверхности их цитоплазматической мембраны определяются молекулы CD4, а также альфа-бетта Т-клеточные рецепторы (TCR) к антигену, представленному в комплексе с МНС II класса. При помощи специфического рецептора Т-хелпер анализирует информацию, передаваемую ему АПК (антигенпрезентующая клетка).

Рецепция антигена Т-хелпером, т.е. анализ его чужеродности,- сложный процесс, требующий высокой точности. Ему способствует множество факторов:

• Молекула CD3, комплексирующая с TCR

• Ко-рецепторные молекулы CD4, имеющие сродство к молекулярному комплексу МНС II класса

• Молекулы адгезии, стабилизирующие межклеточный контакт

• Рецепторы, взаимодействующие с ко-стимулирующими факторами АПК (CD28, 40L)

Продуктивная рецепция стимулирует Т-хелпер к продукции широкого спектра иммуноцитокинов, при помощи которых он управляет биологической активностью множества клеток, вовлеченных в иммунный ответ.

Установлена гетерогенность популяции Т-хелперов. Активированный CD4⁺ Т-лимфоцит (Т0-хелпер) дифференцируется в одного из своих потомков:Т1 или Т2-хелпер. Эта дифференцировка является альтернативной, ее направление определяют цитокиновые стимулы. Т1- или Т2-хелперы различаются лишь функционально – по спектру продуцируемых цитокинов.

Т1-хелпер образует ИЛ-2,-3,гамма-ИФН, фактор некроза опухолей (ФНО) и другие, необходимые для развития клеточного иммунного ответа, гиперчувствительности замедленного типа, иммунного воспаления. Потребность в этой клетке определяет активированный макрофаг, естественный и Т-киллеры, синтезирующие ИЛ-12 и гамма-ИФН.

Т2-хелпер продуцирует ИЛ-4,5,6,9,10,13 и др., которые поддерживают гуморальный иммунный ответ, а также гиперчувствительность немедленного типа. Дифференцировку в сторону Т2-хелперов потенцируют гамма-дельтаТ-клетки, базофилы, тучные клетки и эозинофилы, синтезирующие ИЛ-4 и -13.

В организме поддерживается баланс Т1-/Т2-хелперов. Он необходим для развития адекватного иммунного ответа. Сами клетки находятся в конкурентных взаимоотношениях, они оппозитно тормозят клональное развитие друг друга. Установлено, что в организме новорожденных преобладают Т2-хелперы. Нарушение заселения ЖКТ нормальной микрофлорой тормозит развитие субпопуляции Т1-хелперов и ведет к аллергизации организма.

T-киллеры

Т-киллер – субпопуляция Т-лимфоцитов-эффекторов. На долю их приходится примерно 25% всей популяции Т-лимфоцитов. На поверхности цитоплазматической мембраны Т-киллера определяются молекулы CD8, а также альфа-бетта TCR к антигену в комплексе с МНС I класса, по которому «свои» клетки отличаются от «чужих». В рецепции принимают участие молекула CD3, комплексирующая с TCR , и ко-рецепторные молекулы CD8, тропные к МНС I класса.

Т-киллер анализирует клетки собственного организма в поисках измененной, т.е. отличной от собственной, структуры комплекса антиген-МНС I класса. Мутантные клетки, клетки, пораженные вирусом, или клетки аллогенного трансплантата несут на своей поверхности такие признаки генетической чужеродности. Поэтому они являются мишенью Т-киллера.

Т-киллер устраняет клетки-мишени путем антителонезависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности, для чего синтезирует ряд токсических субстанций: перфорин, гранзимы и гранулизин.

Перфорин- токсический белок, который синтезируют цитотоксические лимфоциты – Т-киллеры и естественные киллеры. Обладает неспецифическим действием. Вырабатывается только зрелыми активированными клетками, незрелые неиммунные клетки перфорин не синтезируют. Перфорин образуется в виде растворимого белка-предшественника и накапливается в цитоплазме в гранулах, которые сосредотачиваются около TCR, связавшегося с клеткой-мишенью.»Ориентированность» поTCR необходима для обеспечения локального, «адресного» эффекта – повреждения только пораженных или измененных клеток-мишеней.

Содержимое гранул высвобождается в узкую щель, образованную тесным контактом цитотоксического лимфоцита и клетки-мишени. За счет гидрофобных участков перфорин встраивается в цитоплазматическую мембрану клетки-мишени, где в присутствии ионов Ca2+ полимеризуется в трансмембранную пору диаметром 16 нм. Образовавшийся дефект цитоплазматической мембраны подобно действию комплемента может вызвать осмотический лизис клетки-мишени (некроз) и/или обеспечить проникновение в нее гранзимов и гранулизина.

Гранзимы – это обобщающее название сериновых протеаз, синтезируемых зрелыми активированными цитотоксическими лимфоцитами.

Различают три типа гранзимов: А,В и С. После синтеза гранзимы накапливаются в гранулах подобно перфорину и вместе с ним выделяются из клетки в синаптическую щель. В клетку-мишень проникают через поры, образованные перфорином.

Мишенью для гранзимов являются внутриклеточные специальные ферменты, инициирующие апоптоз, которые обладают широкой нуклеазной активностью, в том числе разрушают нуклеиновые кислоты внутриклеточных паразитов. Таким образом, гранзимы индуцируют гибель клетки путем апоптоза и санацию организма от зараженных клеток.

Гранулизин – эффекторное вещество с ферментативной активностью, синтезируемое цитотоксическими лимфоцитами. Способно запускать в клетках-мишенях апоптоз, повреждая мембрану их митохондрий.

Т-киллер обладает огромным биологическим потенциалом – его называют «серийным убийцей». За короткий срок он может уничтожить несколько клеток-мишеней, затрачивая на каждую около 5 минут. Эффекторную функцию Т-киллера стимулирует Т1-хелпер, хотя в ряде случаев его помощь не требуется.

Т-киллеры обеспечивают в организме антителонезависимую клеточно-опосредованную цитотоксичность, формирование Т-клеточной иммунологической памяти и гиперчувствительности замедленного типа. Кроме того, активированный Т-киллер синтезирует гамма-ИФН и ФНО (фактор некроза опухолей), стимулирующие иммунное воспаление