Жасушалық деңгей
Иммундық жүйенің жасушалары антигендi тануы бойынша, шығу тегі мен функционалдық ерекшелігіне байланысты екi топқа бөлінуі мүмкін.
Бірінші топ – лимфоциттер әртүрлі даму сатысындағы Т-, В-лимфоциттер, сонын ішінде плазмалық жасушалар және нөлдік лимфоциттер жатады. Нөлдік лимфоциттер санына шығу тегі лимфоидты болса да қасиеттерінің көбісі бойынша туа біткен иммунитет жүесіне жататын табиғи киллерлер - NK жасушалары кіреді. Сонымен қатар, лимфоциттердің тағы да екі субпопуляциясы бар – NKT-жасушалары және γδТ-лимфоциттер. Оларды туа біткен де адаптивті де иммунитеттің сипатына қатар ие болғандықтан бұл оқулықта «Мамандандырылған лимфоциттер» деген бөлек топқа шығарып отырмыз.
Екінші топ – антигенді таныстырушы жасушалар (макрофагтар, дендриттік жасушалар, В-лимфоциттер). Өздерінің сипаттамаларының басым саны бойынша макрофагтар мен дендритті жасушалар туа біткен иммунитет жасушаларына жатса да, олардын қатысуынсыз бөгде антигеннің көпшілігіне адаптивті иммунды жауаптың басталуы мүмкін емес.
Сонымен қатар, иммундыхабарлы жасушалардың пiсiп-жетiлуiнде және олардың қызметiнiң реттелуiнде микроайналым жасушалары, бірінші кезекте, лимфоидты ағзалардың строма жасушалары (эпителий жасушалары мен коллаген және эластин талшықтарын түзетiн фибробласттар) аса маңызды.
Лимфоциттер
Ересек адамның ағзасында 1013 лимфоциттер бар, яғни дененің әрбір 10-шы жасушасы - лимфоцит.
Барлық лимфоциттердің ортақ көзі – лимфоидты бағаналы жасуша көп қабiлеттi бағаналы жасушадан дамиды да өзінің дамуының бастапқы кезеңдері сүйек кемігінде өтеді (эмбрионалдық кезеңде – сарыуыз қапшығы мен бауырда). Лимфоциттер диаметрі 7-9 мкм жасушалар, ядролары дөңгелек немесе сопақша келген, жұқа цитоплазмаларында цитоплазмалық гранулалар өте аз болады.
Иммундық жүйенiң орталық органдарында түзілу барысында осы жасушалар ерекше және өздеріне ғана тән даму сатысынан өтеді, оның иммундық арнайылығына тікелей қатысы бар: лимфоциттердің белгілі бір даму сатысында олардың бетінде антигендерге арналған рецепторлар түзіледі. Бұл рецепторлардың бірегей арнайлығы келесі ұрпаққа дарып отырады. Осының нәтижесiнде клондар түзiледi (клон – бір жасушадан тараған ұрпақ), клондар бір-бірінен рецепторларымен ерекшеленеді. Әрбір клон тек қана бір антигенді “таниды”, яғни бiр лимфоцит бөгде макромолекуланың бір ғана кеңiстiк конфигурациясына сәйкес келеді.Организмдегі клондар дүниедегі бар антигендердің барлығын арнайы түрде “тани алады”. Кейін клондарды МНС антигендері бойынша іріктеліп алатын, содан сон аутореактивті (өз тіні үшін қауіпті) клондарды жойятын сұрыптау үрдiсiтерi жүреді. Нәтижесінде тек қана бөгде антигендерді тани алатын лимфоциттер клондары аман қалады.
Қызметтері мен рецепторлары пісіп-жетілген жасушалар шеткерi лимфоидтық органдарға барып қоныстайды. Антигенмен әсерлеспеген лимфоциттер тыныштық жағдайдағы жасушалар болып табылады: олар көбеймейді, белсенді заттар бөлмейді және олардың метаболиттiк белсендiлiгi төмен болады. Олардың толық пiсiп-жетілуі үшiн сыртқы ортадан немесе ағза ішiнде (патологиялық үрдiстер нәтижесiнде) антигендер түзілуі қажет. Антигенді арнайы түрде танып алған және антигенге тәуелді дифференциялануының бiрнеше кезеңiнен өткен лимфоциттер пiсiп-жетiлуiнiң соңғы сатысында эффекторлы жасушаларға айналады да бұл антигенге қарсы адаптивті иммундық жауапты жүзеге асырады.
Антидене арнайылығы лимфоцитер клондарының болуымен түсіндіріледі деген көзқарас Ф. Бернеттің иммунитеттің клондық-сұрыптау теориясы негізінде жатыр. Бұл теорияны қазіргі заманда көпшілік мойындаған және ол заманауи молекулалық биология, биохимия және молекулалық иммунология мәліметтерімен расталады.
Бернет теориясының орталық аксиомасы: өзінікін өзгенікінен ажыратып алу - тіршіліктің шарты. Ф. Бернеттің клондық-сұрыптау теориясы төрт негізгі қағидаларға негізделген:
Лимфоидтық жасушалар популяциясы өте кең.
Лимфоидтық жасушалар популяциясы гетерогенді.
Аз мөлшердегі антиген лимфоциттер клонының көбеюін, плазмоциттерге дифференциялануын және сол антигенге қарсы антидене өндірілуін ынталандырады.
Антигеннің аса жоғары мөлшері иммундық жауапты шақырмайды және лимфоциттердің сәйкес клондарының жойылуына (немесе анергиясына) алып келеді.
Клондық-сұрыптау теориясы бойынша ағзада антигенмен жанасқанға дейін әртүрлі арнайлықтағы лимфоциттердің үлкен жиынтығы болады. Белгілі бір антигендік ерекшелігі бар лимфоциттер клонды түзеді. Бұл жағдайда лимфоциттердің клондарға бөлінуі генетикалық тұрғыда негізделетіні, яғни адаптивті иммунды жүйенің қалыптасу барысында антигенмен байланыспай тұрып дүниеде бар антигеннің барлығына, тіпті жаңадан түзілген немесе табиғатта бұрын болмаған антигендерге арнайы клон пайда болатыны ерекше маңызды.Бұл теорияның мәнісінде антиген тек іріктеу факторы ретінде табылады, оның жалғыз ғана қызметі - өзінің қатысуымен тек арнайы лимфоциттер клондарының бөлінуін және қызметін іске қосу. Бұл жағдайда сәйкес арнайы иммуноглобулиндердің өндірілуі басталады.
Ағзаға антиген түскен кезде онымен тек қана арнайы лимфоциттер клоны (антигенді танушы рецепторлардың антигендік детерминантымен жанасу кезінде) жауап береді. Осындай жанасу (тану) үрдісі барысында лимфоцит антигеннен бірінші – арнайы белгіні алады. Бірақ, бұл белгі берілген лимфоциттің антигенге қарсы жауап қайтаруы үшін жеткіліксіз. Ол үшін лимфоцит екінші – пролиферативтік-диффернциялаушы белгіні алуы қажет. Әдетте бұл белгіні лимфоцит антигенді тану үрдісі кезінде кооперацияға қатысатын басқа иммундыхабарлы жасушалардан (Т-хелперлерден) алады. Белгінің екеуін деқабылдаған лимфоцит пролиферацияға және дифференциялануға ұшырайды. Нәтижесінде, 5-7 күндері белгілі антигенге қарсы бір қатар серпілістерді (антиденелердің түзілуі, цитоулағыштық серпілістер және т.б.) іске асыратын көптеген пісіп-жетілген лимфоциттер пулы қалыптасады. Сипатталған құбылыстар реті лимфоциттердің антигенге тәуелді дифференциялануын негіздейді және клондардың сұрыпталуының көріністері болып табылады. В-лимфоциттің антигенге тәуелді дифференциялануы кезіндегі клонды сұрыптау үрдісінің үлгісі 16-шы суретте көрсетілген.
Иммундық арнайылық феноменіне қатысты гипотездік құрылымдар клонды-сұрыптау теориясынан басқа инструктивті теорияларда да келтірілген.
Инструктивті теориялар бойынша арнайы иммундық серпілістер қалыптасуында антигендер ең маңызды деп саналған. Антиген антидене түзілуіне қалыптама (матрица) қызметін атқарады. Осы теорияға сәйкес иммундыхабарлы жасушалар түзетін иммуноглобулиндер аминқышқылды қалдықтардын тізбектерінің бірдей тәртібінен тұрады, яғни ағзада барлық антиденелер алғашында бірдей. Әртүрлі антигендермен жанасқан кезде, антиген молекуласының пішініне «сәйкестеніп» антиденелердің үшіншілік құрылымы өзгереді. Сипатталған көзқарас молекулалық биология мен биохимияның мәліметтеріне қарама-қарсы келеді, себебі нәруыздардың арнайылығы хромосомада орналасқан ДНҚ нуклеотидтерінің тізбектерінің тәртібімен қатаң қадағаланады, ал нәруыздық молекуланың үшіншілік құрылымы оның біріншілік құрылымымен анықталады да сыртқы орта факторлардың әсерінен қызметін жоғалтпай еркін өзгермейді. Қазіргі уақытта бұл теориялар тек қана тарихи мағлұмат болып қалды.
16-ші сурет. В-лимфоциттердің антигенге тәуелді дифференциялану үрдісі кезіндегі клонды-сұрыптау теориясы
Т-лимфоциттер. Бұл жасушалардың осылай аталуы олардың дамуы мен клон қалыптасуының буынды кезендері тимуста өтетінімен байланысты. Адаптивті иммунды жүйенің саны ең жоғары жасушалар популяциясы. Қандағы және лимфа түйiндерiндегi барлық лимфоциттердiң 80% құрап ағзаның барлық тіндерінде кездеседі. Бұл жасуша жасушалық жауаптың негізгі қатысушысы болып келеді.
Бөтентектi жасушаны Т-лимфоциттер бетінде орналасқан Т-жасушалық рецепторлар (ТЖР) арқылы таниды.Т-лимфоциттер антигеннің өзін емес, ағзаның жасушалар бетiнде орналасқан арнайы молекулалар – негiзгi гистосәйкестік комплекс молекулаларымен (МНС - ағыл. Major Histocompatibility Complex) байланысқан «өзгерген өзінікін» - антигеннiң фрагментін таниды. МНС молекуласы «өзінікі» дегеннің эталоны болып саналады, ал эталоннан ауытқығанның бәрiн Т-лимфоцит рецепторлары бөтен деп таниды. Тану нәтижесiнде Т-жасушалар белсенiп эффекторлы цитоулағыштық CD8+ Т-лимфоциттерге (киллерге), екі түрлі CD4+ хелперлерге (Тх1 және Тх2)және CD4+ реттеуші Т-лимфоциттерге дейін пісіп жетіледі.
В-лимфоциттер – лимфоциттер популяциясының екiншi негізгі бөлігін құрайды. Бұл жасушалардың негізгі эффекторлық қызметі – адаптивті гуморалдық иммундық жауапты қалыптастыру, яғни ағзаға енген антигендердi байланыстырып, бейтараптайтын антиденелердi өндіру.
В-лимфоциттердің сүйек кемігінде пісіп-жетілген кезенде, олардың бетiнде антигендерге арналған иммуноглобулиндiк рецепторлар қалыптасады. В-лимфоциттің антигенді танушы рецепторлары BЖР (В-жасушалық рецептор) деп белгіленеді. ВЖР негізі ретінде В-лимфоциттердiң плазмалық мембранасында орналасқан иммуноглобулин молекулалары болып табылады (беткей иммуноглобулиндердi sIg – surfase Ig деп белгілейді). Бір В-лимфоцит бетінде 200-500 мың арнайылықтары бiрдей рецептор молекулалары болады. Антигенді тек қана иммуногенді қалпында тани алатын Т-лимфоциттерге қарағанда, В-лимфоциттер антигенді антигентаныстырушы жасушалардың көмегісіз тiкелей тани алады. В-лимфоциттердiң антигенмен байланысу нәтижесінде антигенге тәуелді дифференциялану екі бағытта жүреді: антидене түзетiн плазмалық жасушалар пайда болу және зерде В-жасушалардың түзілуі.
Плазмалық жасушалар (плазмоциттер)– антигенмен жанасқаннан кейiн жетiлген В-жасушалардан түзiлетiн, қысқа өмір сүретін эффекторлы антиденетүзушi жасушалар. Плазмоциттердiң сыртқы мембранасында антигендерге арналған рецепторлар болмайды.Бұл жасушалар В-лимфоциттердiң дифференциялануының соңғы пiсiп-жетiлу кезеңi болып табылады. Бiр плазмалық жасушаның иммуноглобулиндi түзу қарқындығы 1 млн. молекула/сағ. жетедi. Белсендi антидене бөлу кезеңi аяқталған соң плазмоциттер тіршілігін жояды.
NK-жасушалары немесе табиғи киллерлер. Морфологиялары бойынша бұл үлкен гранулалы лимфоциттер. NK-жасушалар популяциясында клондарға бөліну жоқ. Бұл жасушалардың осылайша аталу (ағыл. natural killer-табиғи киллер) себебі - адаптивті иммундық жауапта сияқты антигенмен алдын ала жанасу және антигенге тәуелдi дифференциялану кезеңдерінен өтпей, нысана жасушаларын ыдыратады.Осы себептен лимфоидты текті болғанымен,оларды туа біткен иммунитет жасушаларына жатқызады. Аталған жасушалардың қызметтері «Туа біткен иммунитет жасушалары және олардың қызметтері», «Мамандандырылған лимфоциттер субпопуляциясы» тарауларда кеңірек берілген.