Клетки иммунной системы

Моноциты крови и макрофаги ткани

1. Моноциты - это лейкоциты, не содержащие гранул (4 - 8% лейкоцитов крови)

2. Совокупность тканевых макрофагов, объединенных общим происхождением, строением и функцией называется системой мононуклеарных фагоцитов

3. Основные поверхностные маркеры - CD11a CD11b CD11c CD18

Основные цитокины:

вырабатывают некоторые белки сыворотки, активные формы кислорода, простагландины и лейкотриены, лизирующие ферменты (лизоцим, нейтральные протеазы, кислые гидролазы, аргиназу, многие компоненты комплемента), ингибиторы ферментов (антиактиватор плазминогена, a2-макроглобулин), транспортные белки (трансферрин, транскобаламин II) нуклеозиды и цитокины (фактор некроза опухолей a (a-ФНО), ИЛ-1, ИЛ-8, ИЛ-12), продуцируют фактор активации тромбоцитов, колониестимулирующие факторы, факторы стимулирующие пролиферацию фибробластов и разрастание мелких сосудов

• ИЛ-1 действует на гипоталамус, вызывая лихорадку (пироген), стимулирует выход нейтрофилов в кровь, активирует лимфоциты и нейтрофилы

• a-ФНО - пироген, увеличивает образование макрофагами и нейтрофилами перекиси водорода и других свободных радикалов

• ИЛ-8 –вызывает экспрессию молекул межклеточной адгезии, усиливает прилипание нейтрофилов к эндотелиальным клеткам и субэндотелиальным матричным белкам

Функция

1. распознавание

2. фагоцитоз

3. антиген-презентирующая

4. регуляторная

Нейтрофилы

• полиморфноядерные лейкоциты

• Составляют от 47% до 72% общего количества лейкоцитов крови

• живут 2-3 суток, время нахождения в кровеносном русле -6 - 8 ч

• Основные маркеры -  MHC II, CD13 , CD14 (в небольшой концентрации), CD15 , СD29 , лейкоцитарные интегрины , рецепторы комплемента, CD16 

• Основные цитокины - набор антибиотических белков, которые содержат большое количество миелопероксидазы, лизосомные ферменты (протеазы, пептидазы, оксидазы, дезоксирибонуклеазы и липазы).

Функции

1. распознавание патерн рецепторов к опсонинам

2. фагоцитоз

3. секретируют бактерицидные вещества

4. способствуют регенерации тканей

Эозинофилы

1. гранулярные лейкоциты

2. в крови и тканях у здоровых людей в небольших количествах (до 6% всех лейкоцитов)

3. продолжительность жизни 10–12 дней

4. в основном в тканях - легкие, желудочно-кишечный тракт, кожа

5. Основные маркеры - антиген МНС I класса, CD45. Нативные эозинофилы не экспрессируют FcyRIII (CD16), наличие рецепторов для IgE

Роль в иммунном ответе:

1. способны к фагоцитозу

2. экспрессия Fc-рецепторов, специфичных для IgE

3. имеют рецептор для C3b (компонент системы комплемента)

4. способны поглощать и связывать гистамин и ряд других медиаторов аллергии и воспаления

5. способность при необходимости высвобождать гистамин и ряд других медиаторов аллергии и воспаления

6. стимулируют секреторную активность тучных клеток

Базофилы и тучные клетки

1. в циркулирующей крови - менее 0,2%, тучные клетки не встречаются в циркуляции

2. способны к 

   1. дегрануляции - высвобождению содержимого гранул во внешнюю среду

   2.  аутолизу - растворению, лизису клетки при контакте с антигеном-аллергеном

3. Содержат: гистамин, гепарин, гликозаминогликаны, хемотаксические факторы, ферменты триптазы, медиаторы: фактор некроза опухоли альфа, IL-4, IL-5, IL-6, IL8, хемотаксический фактор миграции эозинофилов, фактор роста фибробластов, фактор стволовых клеток, фактор сосудистой проницаемости, фактора роста эндотелия сосудов. При стимуляции высвобождаются простагландин GD2 (PGD2), лейкотриен С4 (LTC4), лейкотриен D4 (LTD4), фактор активации тромбоцитов (PAF)

Функции

1. координация врожденных и адаптивных реакций

2. синтез медиаторов воспаления, хемотаксических факторов, мобилизация клеток воспаления

3. могут функционировать непосредственно как антиген-представляющие клетки особенно для CD8+ Т-клеток

4. ускоряют созревание незрелых дендритных клеток и активируют презентацию  антигена и экспрессию костимулирующих молекул

5. базофилы обладают способностью к хемотаксису и фагоцитозу

6. Онкопротекторные клетки

7. большая часть этих соединений повышает проницаемость сосудов и участвует в воспалении. Выделяя гепарин, базофилы активируют липолиз и уменьшают свертываемость крови

8. несут на своей поверхности рецепторы IgE и играют важнейшую роль в аллергических реакциях немедленного типа. Аллергены служат стимулом дегрануляции базофилов. Они перекрестно "сшивают" соседние молекулы IgE, связанные высокоафинными рецепторами для IgE на плазматической мембране базофила. В результате дегрануляции происходит быстрое освобождение всего содержимого гранул.

9. секретируемые базофилами медиаторы (гистамин) ответственны за проявления аллергии, но играют положительную роль в антипаразитарном иммунитете.

10. дегрануляцию тучных клеток вызывают и физические факторы, например, холод, ультрафиолетовое излучение, причем функциональные изменения тучных клеток и гистологическая картина при этом также неодинаковы. В зависимости от стимулятора реакция тучных клеток может быть одно- или двухфазной. Так, при стимуляции тучных клеток, опосредованной рецепторами к IgE, наблюдаются ранняя и поздняя реакции, а при стимуляции опиоидами и холодом - только ранняя.

Базофилы обладают способностью к хемотаксису и фагоцитозу. Кроме того, по всей видимости, фагоцитоз не является для базофилов ни основной, ни естественной (осуществляемой в естественных физиологических условиях) активностью. Единственная их функция - мгновенная дегрануляция, ведущая к усилению кровотока, увеличению проницаемости сосудов. росту притока жидкости и прочих гранулоцитов. Другими словами, главная функция базофилов заключается в мобилизации остальных гранулоцитов в очаг воспаления.

Тромбоциты

• 30% депонируются в селезенке

• Средняя продолжительность жизни 5-9 дней

• Поверхностные маркеры - белки MCH 1, рецепторы IgG и низкоафинные рецепторы IgЕ, рецепторы для фактора VIII свертывания крови

Функции:

1. формирование тромбоцитарного агрегата

2. участие в воспалительном процессе (серотонин и фибриноген – повышение проницаемости капиляров, активация комплемента, привлечение лейкоцитов)

Дендритные клетки

• Гетерогенная субпопуляция лейкоцитов с выраженной иммуностимулирующей активностью,

• Локализация – кожа, лимфатические узлы, селезенка, эпителиальные и субэпителиальные слои слизистых оболочек, тимус

Типы рецепторов дендритных клеток:

• Толл-подобные рецепторы — рецепторы к различным компонентам патогенов, распознают набор (паттерн) молекул, ассоциированных с патогенами, включая липополисахариды (LPS), флагеллины, нуклеиновые кислоты

• Лектины С типа - рецепторы к углеводной части гликопротеинов

• NLRs — внутриклеточные цитоплазматические рецепторы PAMPs

Функции

1. презентация антигенов Т-клеткам

2. иммунорегуляторные функции - контроль за дифференцировкой Т-лимфоцитов, регуляция активации и супрессии иммунного ответа.

3. способность захватывать из окружающей среды различные антигены при помощи фагоцитоза,пиноцитоза и рецептор-опосредованного эндоцитоза. 

Лимфоциты

1. Клетки округлой формы 7-9 мм с округлым или бобовидным ядром, узкой цитоплазмой, бедной цитоплазматическими гранулами

2. На поверхности присутствует рецептор для распознавания антигена

3. Имеют клональную структуру

Характеристики субпопуляций лимфоцитов

Признак	В-лимфоцит	Т-лимфоцит	NK-клетки
Органы в которых развиваются	Костный мозг	Костный мозг, тимус	Костный мозг, селезенка
Рецептор для антигена	Иммуноглобулин	Два типа димеров TCR	Отсутствует
Основные мембранные маркеры	СD19, 20, 21, 72, CD5	CD3, 2, 5, 7 CD4 и CD8	СD16, 56, 57
Содержание в крови	8-20%	65-80%	5-20%
Рециркуляция	Слабая	Сильная	Умеренная
Функция	Предшественники клеток, секретирующих антитела (плазмоцитов)	Предшественники эффекторов клеточного иммунитета, регуляторные клетки	Естественные киллеры

В таблице представлены основные характеристики субпопуляций лимфоцитов. Основной характеристикой В-лимфоцитов является наличие на их поверхности рецепторов для распознавания антигенов, основу которых составляют молекулы иммуноглобулинов.

• СD – «кластеры дифференцировки» - белки, которые служат рецепторами или лигандами, участвующими во взаимодействии клеток между собой и являются компонентами каскада определённых сигнальных путей

• Рецептор – поверхностные внутриклеточные структуры, которые позволяют клеткам взаимодействовать

• Антигены – поверхностные структуры клеток которые позволяют клетки быть индивидуальной

• Фенотип – набор поверхностных молекул свойственных определенным клеткам

В-лимфоцит

Основная характеристика – наличие на их поверхности рецепторов для распознавания антигенов, основу которых составляют иммуноглобулины

Рецептор В-клеток для распознавания антигена BCR (B cell receptor):

Его главная часть – молекула иммуноглобулина, встроенная в мембрану – mIg и sIg.

1. Два гетеродимера – CD79а и b – передача сигнала и связывание антигена внутри клетки

2. Корецептор – СD19, CD20, рецептор для комплемента CD21, лектин Leu13 и молекула ТАРА-1(CD8), часть комплексов имеет в своем составе молекулу CD22

Особенность ВСR

1. рецепторы равномерно располагаются на поверхности В-лимфоцитов;

2. рецепторы обладают подвижностью и могут перемещаться по поверхности В-лимфоцита (присоединение антигена ведет к концентрированию комплексов рецептор-антиген на одном из полюсов клетки в виде шапочки с последующим поглощением ее клеткой)

3. характеризуются высокой специфичностью

Характеристика В-лимфоцитов

Признаки и свойства	Субпопуляция В1	Субпопуляция В2
Происхождение у взрослых	Из сальника, самоподдерживаются в брюшной полости	Из костного мозга
Локализация	В брюшной полости и миндалинах. Крови, селезенке (маргинальных зонах), лимфоузлах -25-35%	В крови, слезенке (фолликулы), лимфоузлах – 65-75%
Маркеры	СD5+,IgM+,IgD+,CD45+, CD23-, ИЛ-5P+	СD5-,IgM+,IgD+,CD45+, CD23+, ИЛ-5P-
Класс образуемых антител	IgM, IgA	IgM, затем IgG и другие классы

Субпопуляции В-лимфоцитов

• В1-лимфоциты отвечают на Т независимые антигены, не нуждаются в помощи Т-клеток при синтезе антител, продуцируют антитела класса Ig M. Не образуют В-клеток памяти

• В2-лимфоциты отвечают только на Т зависимые антигены, продуцируют антитела различных классов только при участии T-клеток, образуют В-клетки памяти

• В-клетки памяти — активированые В-лимфоциты, позволяют иммунной системе «помнить» антиген на протяжении многих лет после прекращения его действия

Функция: обеспечивают долговременный иммунитет.

Иммунологическая память – это способность лимфоидных клеток сохранять информацию об антигене и отвечать усиленной и ускоренной реакцией на повторную встречу с гомологичным антигеном.

• В-супрессоры - это категория незрелых В-лимофцитов (пре-В), которые тормозят выработку антител, функции эффекторных Т-лимфоцитов.

• В - хелперы - оказывают помощь Т-лимфоцитам, при активации их митогенами

• Плазматические клетки — являются последним этапом дифференцировки активированных антигеном В-клеток. Являются короткоживущими клетками (2-3 дня) и быстро элиминируются при отсутствии антигена, вызвавшего иммунный ответ

Маркеры дифференцировки В-лимфоцитов

• BCR разные класса иг

• CD19 - самый ранний маркер В-клеток, экспрессируется до появления IgM в ЦП.

• CD20 - маркер В-клеток, характеризующий поздние сроки стадии дифференцировки.

• CD21 – рецептор для С3 компонента комплемента и вируса Эпштейна - Барр

• CD22 – маркер зрелых В-клеток

• CD23 – рецептор для Ig E

• CD40 – рецептор для взаимодействия В-клеток с Т-лимфоцитами (через лиганд CD40L), следствием чего является активация и дифференцировка в плазматические клетки

• Антигены МНС II класса

Т-лимфоциты

Основная характеристика – наличие на их поверхности рецепторов для распознавания антигенов, которые распознают пепетидные фрагменты чужеродных белков, встроенных в аутологичные молекулы гистосовместимости

Т-клеточный рецептор (TCR)

• Т-клеточный рецептор состоит это гетеродимерный белок, состоящий из двух субъединиц — α и β либо γ и δ, представленных на поверхности клетки Субъединицы закреплены в мембране и связаны друг с другом дисульфидной связью

• N-концевые домены являются вариабельными (V)

• Второй домен — константный (C) и его структура одинакова у всех субъединиц данного типа

• 6 дополнительных полипептидных цепей: γ, δ, 2ε и 2ζ

Комплекс CD3.

Функции:

• экспрессия α- и β-цепей,

• стабилизация

• проведение сигнала внутрь клетки

корецепторные молекулы - CD4 или CD8,

• Функция: участвует в проведение сигнала внутрь клетки при распознавании антигена

Субпопуляции T-лимфоцтов

1. Th0 -лимфоциты

   1. CD4+ Т-лимфоциты образуются на ранних стадиях развития иммунного ответа

   2. Поверхностный маркер – СD3, CD4

   3. Основные цитокины – IL-2,

   4. Роль в иммунном ответе – пролиферация в Th1 или Th2

2. Th1-лимфоциты

   1. CD4+ Т-лимфоцитов,

   2. Поверхностный маркер – CD4, CD3

   3. Основные цитокины – IFN-γ, IL-2, TNF-α,

   4. Роль в иммунном ответе:

• осуществляет регуляцию реакций клеточного иммунитета и активацию ЦТЛ.

• стимулирует продукцию В-лимфоцитами опсонизирующих антител класса IgG, запускающих каскад активации комплемента.

• регулирует синтез антител разных классов

• является участником любого воспалительного процесса

3. Th2-лимфоциты

   1. CD4+ Т-лимфоцитов

   2. Основные поверхностный маркер – CD3, CD4,

   3. Цитокины – IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13 (маркеруются)

   4. Роль в иммунном ответе :

• участвует в активации В-лимфоцитов в секреции антител разных классов

• Опосредованно влияют на образование эозиннофиллов и их участие в воспалительных ответах любого происхождения