Глава 9 интерфероны

Интерфероны представляют собой семейство гликопептидов, ко­торые делятся на два типа.

Тип I в свою очередь подразделяется на альфа- и бета-интерферо-ны. Семейство альфа-интерферона состоит из ~ 20 белков, которые продуцируются в основном лейкоцитами и макрофагами, поэтому аль­фа-интерферон еще называют лейкоцитарным.

Бета-интерферон продуцируется в основном фибробластами, по­этому получил название фибробластного. Известно два бета-интер­ферона: бета! и бета2. В настоящее время бета2-интерферон иденти­фицируют с интерлейкином-6. Способностью продуцировать альфа, бета-интерфероны обладают также Т- и В-лимфоциты, эндотелиаль-ные и эпителиальные клетки, ЕК-клетки.

Тип II интерферонов получил название гамма-интерферона. Он продуцируется активированными Т-лимфоцитами хелперами 1-го типа и ЕК-клетками.

Различают следующие биологические эффекты интерферонов: а) противовирусный; б) антипролиферативный (противоопухолевый); в) иммуномодулирующий; г) антибактериальный.

Противовирусный эффект интерферонов представлен на схеме 8. Как видно из схемы, связывание интерферона с рецептором индуцирует в клет­ке три одновременно протекающих процесса, которые заканчиваются:

1). Активацией латентной эндорибонуклеазы, приводящей к раз­рушению вирусной РНК;

107

CDH	Рецептор для ЛПС	Моноциты-макрофаги
CD19	Маркер В-лимфоцитов	В-лимфоциты
CD71	Рецептор для трансферрина	Активированные Т-, В-лимфоциты, ЕК-клетки, моноциты, макрофаги
CD16	Маркер ЕК-клеток	ЕК-клетки

В настоящее время роль адгезивных молекул в развитии воспале ния представляется следующим образом (рис. 6).

этап

Э ндотелий посткапиллярной венулы

Рис. 6. Роль адгезивных молекул в миграции клеток при развитии воспаления

(объяснение в тексте).

I. Этап атаки. На этом этапе под влиянием цитокинов на повер­хности эндотелия и лейкоцитов появляются молекулы семейства се-лектинов. Под их влиянием лейкоцит замедляет движение, прибли­жается к эндотелию и начинает "катиться" по его поверхности.

П. Этап адгезии (прикрепления). По мере приближения под влияни­ем хемокинов к месту воспаления лейкоциты прилипают к эндотелию (распластываются).

III. Этап трансмиграции. На этом этапе лейкоциты с помощью интегринов проникают между клетками эндотелия и попадают в ткань.

112

Глава 11 иммунная система слизистых оболочек

Известно, что в пище, которую мы потребляем, в воде и в воздухе, содержится большое количество различного рода экзогенных бакте­рий, которые при попадании в организм могут вызвать его заболева­ние. Первым барьером, который принимает на себя основной удар при контакте с этими микроорганизмами, является поверхность слизистых оболочек нашего организма: глаз (конъюнктива), полости носа, ды­хательных путей, пищеварительного канала и мочеполовых путей.

Существует большое количество неспецифических и специфических механизмов, которые берут участие в предотвращении заболевания. Об этом шла речь в одной из первых глав настоящей книги. Неспеци­фические факторы защиты включают механизмы, которые влияют на рост микроорганизмов или их способность прикрепляться к поверх­ности эпителия и проникать через него в организм. Слюна, желудоч­ный сок (кислотность), желчь, слизь, перистальтика кишок — все это относится к неспецифическим факторам, которые помогают поддер­живать гомеостаз организма.

Главным специфическим механизмом для защиты указанных повер­хностей слизистых оболочек является продукция антигенспецифиче-ского секреторного IgA. Эти антитела локализуются, главным образом, вдоль поверхности слизистых оболочек и на ней и практически не пред­ставлены в сыворотке крови. Оптимальная стимуляция продукции секреторного IgA требует другого пути иммунизации, других доз ан­тигена, других адъювантов, отличающихся от тех, хорошо извест­ных и высокоэффективных, которые используются при системной им­мунизации. При парентеральном введении антигенов индивидууму развивается сильный иммунный ответ в виде продукции IgG и IgM, которые определяются в сыворотке крови, — то, что называют сис­темным иммунитетом. Однако при этом фактически, очень мало или почти не продуцируется секреторный IgA. Следовательно, хотя па­рентеральное введение антигена является эффективным для индукции потенциального протективного системного иммунного ответа в виде продукции IgG, однако это неэффективно для индукции выработки секреторного IgA на поверхности слизистых оболочек против такого антигена.

Иммунная система слизистых оболочек формирует защитный ба­рьер, предохраняющий организм хозяина от болезнетворного воздейст-

113

вия различной патогенной и условно-патогенной микрофлоры. За­щитные механизмы на уровне слизистых оболочек протекают при! развитии минимальных воспалительных реакций и, как правило, не сопровождаются повреждением тканей, чему во многом способствуй ет то обстоятельство, что IgA не активирует систему комплемента. Слизистые оболочки имеют общую поверхность более чем 400 м² ( да как кожа— 1,8 м²), а их иммунная система может быть условг разделена на два участка: индуктивный и эффекторный.

В индуктивном участке происходят процессы иммунологическо­го распознавания, презентации антигена и формируется небольшая популяция антигенспецифических лимфоидных клеток.

В эффекторном участке продуцируется секреторный IgA (slgA) и на­капливаются эффекторные Т-лимфоциты, обеспечивающие клеточно-опос-редованные формы защиты поверхности слизистых оболочек.

Большинство антигенов попадают в организм ингаляционным пу­тем и через пищеварительный канал, где и происходит их первич­ный контакт с лимфоретикулярной тканью этих органов. Лимфоре-тикулярная ткань бронхов и кишок составляет значительную часть всей иммунной системы слизистых оболочек. Антигенная стимуля­ция, независимо от того, где она произошла, в кишках или в брон­хах, ведет к последующей диссеминации антигенспецифических В- и Т-лимфоцитов во все эффекторные участки слизистых оболочек, вклю­чая желудок, кишечник, дыхательные и мочеполовые пути, а также различные секреторные железы.

11.1. ЛИМФОИДНАЯ ТКАНЬ, АССОЦИИРОВАННАЯ С ЖЕЛУДКОМ И КИШЕЧНИКОМ

Как уже упоминалось, все поверхности слизистых оболочек за­щищаются секреторным IgA. В этом разделе рассматривается иммун­ная система желудка и кишечника как наиболее изученная. Она по­лучила название лимфоидной ткани, ассоциированной с желудком и кишечником (GALT — gut associated lymphoid tissue).

Выделяют также лимфоидную ткань, ассоциированную с бронхами (BALT), лимфоидную ткань, ассоциированную с кожей (SALT) и др.

GALT — это организованная лимфоидная ткань, расположенная вдоль поверхности желудка и кишок (в собственной пластинке), ко­торая включает изолированные лимфоидные фолликулы и сгруппи­рованные (пейеровы бляшки), лимфоидную ткань червеобразного отростка, миндалины и мезентериальные (брыжеечные) лимфатичес­кие узлы.

114

Эпителий

Собственная пластинка слизистой оболочки (lamina propna)

И нтраэпителиальные ф—Т-лимфоциты 7,5 Т-ли_Мфоциты о _ _в._{лимфоциты}

Сгруппированный лимфоидный фолликул (пейерова бляшка) Мышечная пластинка слизистой оболочки

Подслизистая основа

Мышечная оболочка

lllllllllllllllllllllIllllllllllIlllllllllMlinillllllllllllllllllllllll

Серозная оболочка

Рис. 1'. Строение слизистой оболочки тонкой кишки и лимфоидного фолликула.

Слизистая оболочка кишок включает поверхностный эпителий, поддерживающий слой соединительной ткани— собственную плас­тинку (lamina propria) и тонкий мышечный слой — мышечную плас­тинку, которая расположена на поверхности подслизистой основы (рис. 7).

Ниже подслизистой основы находится мышечная оболочка, состо­ящая из циркулярных (внутренних) и продольных (наружных) мы­шечных волокон. И, наконец, последний тонкий слой представляет собой серозную оболочку.

В слизистой оболочке имеется много мелких лимфоидных фолли­кулов (см. рис. 7), содержащих, главным образом, В-лимфоциты с не­которым количеством Т-лимфоцитов-хелперов и Т-лимфоцитов-супрессоров. Наибольшее количество таких собранных вместе лимфо­идных фолликулов обнаружено в тонкой кишке. Эти фолликулы получили название сгруппированных (пейеровых бляшек) (см. рис. 7)

115

Пиноцитоз

антигена

М-кпетками

Транспорт с помощью везикул

Захват антигена лимфоцитом

Высвобожде­ние антигена в экстраклеточ­ное пространство

Миграция лимфоцита

Антиген

Микроскладки Микроворсинки

Рис 8 Схематическое изображение транспорта антигена с помощью М-клеток из

просвета кишечника во внеклеточное пространство, где антиген захватывается

антигенпрезентирующими клетками и Т-лимфоцитами (Owen, 1977)

и анатомически могут быть условно разделены на три основные зоны: купол, В-клеточную и Т-клеточную зоны.

Зона купола представлена лимфоцитами, макрофагами и неболь­шим числом плазматических клеток. Эта зона выстлана уникальны­ми эпителиальными образованиями, называемыми фолликулассоци-ированным эпителием, или микроскладчатыми клетками (М-клетка-ми; см. рис. 7, 8), которые имеют короткие микроворсинки, небольшие цитоплазматические отростки и небольшое число лизосом. М-клетки ответственны за поглощение антигена из просвета кишок и транс­порт внутрь лимфоидного фолликула (рис. 8).

В-клеточная зона сгруппированного лимфоидного фоллику­ла располагается под куполом и содержит большое число В-клеток, предшественников продуцентов IgA.

116

Т-клеточная зона содержит все основные субпопуляции Т-лим-фоцитов.

Доставленный М-клетками в лимфоидный фолликул (зона купола) антиген освобождается, захватывается антигенпредставляющими клетками, переваривается и представляется Т-лимфоцитам, в резуль­тате чего происходит распознавание антигена. В-лимфоциты, несу­щие поверхностный IgM, переключаются на синтез IgA.

Все типы иммунокомпетентных клеток, включая CD4+ Т-клетки (хелперы), CD8+ цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ), s!gA+ В-клет-ки и антигенпредставляющие клетки (В-клетки, дендритные клетки и макрофаги), присутствуют в индуктивном участке иммунной сис­темы слизистых оболочек и обеспечивают, тем самым, развитие им­мунного ответа на начальных его этапах. Мигрируя в эффекторные зоны, прежде всего в собственную пластинку (lamina propria) слизи­стых оболочек, антигенспецифические Т- и В-лимфоциты являются источником накопления эффекторных клеток, которые в последую­щем обеспечивают клеточные и гуморальные формы иммунного от­вета в эффекторном участке иммунной системы слизистых оболочек.

Червеобразный отросток также содержит лимфоидные фоллику­лы, покрытые М-клетками. Считают, что миндалины и аденоиды тоже являются частью организованной лимфоидной ткани (GALT), хотя их роль в индукции секреторного иммунного ответа пока что не со­всем ясна. У больных, которым была произведена тонзилэктомия, уровень сывороточного IgA существенно ниже, чем у тех, кому эта операция не проводилась. Это является подтверждением интеграль­ной роли миндалин в гомеостазе IgA. Мезентериальные (брыжееные) лимфатические узлы также являются частью GALT и содержат, глав­ным образом, В-лимфоциты, которые представляют собой клетки-предшественники продуцентов IgA. В них осуществляется распозна­вание антигенов, поглощенных в просвете кишок.

Лимфоидные клетки слизистой оболочки, их функция. В пределах собственной пластинки слизистой оболочки расположены, главным образом, плазматические клетки. Большинство этих клеток, обнару­живаемых при рождении, содержат IgM с небольшим количеством IgG или IgA. После того, как индивидуум становится способным отвечать на антигены окружающей среды (это происходит приблизительно к двухлетнему возрасту), в lamina propria в основном обнаруживаются плазматические клетки, содержащие IgA. Такая же картина наблюда­ется и у взрослых. Известно, что кишечная флора является очень важ­ным фактором, стимулирующим продукцию плазматическими клет­ками IgA. Это подтверждается пониженным содержанием плазма-

117

тических клеток в lamina propria у животных, которых выращивали в безмикробной среде.

Лимфоциты в слизистой оболочке имеют специализированные функции и локализуются в специфических участках. В пределах эпи­телиального слоя они находятся между эпителиальными клетками и получили название интраэпителиальных лимфоцитов (ИЭЛ; по не­которым авторам — интерэпителиальные).

Интраэпителиальные Т-лимфоциты фенотипически и фун­кционально отличаются от Т-лимфоцитов периферической крови. Почти все ИЭЛ имеют на своей поверхности антиген 1 лимфоцитов слизистых оболочек человека (HML-1—human mucosal lymphocyte antigen 1), которого нет на Т-лимфоцитах периферической крови. Сре­ди интраэпителиальных Т-лимфоцитов большинство клеток имеет CD8 маркер (75%) и только 6% — CD4 маркер. Часть интраэпители­альных Т-лимфоцитов относится к гамма-, дельта- Т-лимфоцитам (СО4-СО8-Т-лимфоциты). (Подробней о гамма-, дельта- Т-лимфоци­тах сказано в конце главы).

В собственной пластинке слизистой оболочки помимо плазмати­ческих клеток и Т-лимфоцитов обнаружены также В-лимфоциты, ЕК-клетки, тканевые базофилы и макрофаги. Количество Т-клеток в 4 раза больше, чем В-клеток. Среди Т-клеток lamina propria, в проти­воположность интраэпителиальным, 80% имеют фенотип Т-хелперов (CD4) и только 20% фенотип Т-киллеров (CD8). Следует отметить, что роли интраэпителиальных Т-лимфоцитов, несущих гамма-, дель-та-Т-клеточный распознающий рецептор, как "сторожевых" клеток, расположенных на территории слизистых оболочек, сегодня уделя­ется большое внимание. Кроме интраэпителиальных гамма-, дель-та-Т-лимфоцитов CD8+ в слизистых оболочках имеются также инт-раэпителиальные В-лимфоциты, но они располагаются, в основном, в пределах тех участков, где больше всего присутствуют М-клетки.

Лимфоциты, расположенные в собственной пластинке слизистых оболочек, по функциональным особенностям сходны с лимфоцитами периферической крови. 1. И те, и другие выполняют как стимулиру­ющую, так и супрессивную функцию при синтезе иммуноглобули­нов. 2. Лимфоциты и той, и другой локализации, могут реализовы­вать цитотоксическую активность. 3. На поверхности лимфоцитов, расположенных в lamina propria и в периферической крови, имеются одинаковые структуры и почти в тех же пропорциях. Так, соотноше­ние CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов для клеток обоих типов составляет 2:1. Однако, нельзя сказать, что это одни и те же клетки, поскольку лимфоциты периферической крови имеют несколько фенотипических поверхностных признаков, отличающих их от лимфоцитов lamina propria. Например функциональное отличие Т-лимфоцитов-хелперов

118

lamina propria и Т-лимфоцитов-хелперов периферической крови состоит в том, что только первые могут оказывать помощь В-лимфоцитам слизистых оболочек в их продукции секреторного IgA; Т-лимфоциты-хелперы периферической крови такой способностью не обладают.

Слизистая оболочка кишок в норме содержит активированные мак­рофаги, которые отличаются от моноцитов сыворотки крови прежде всего тем, что находятся в состоянии высокой степени активации фа­гоцитоза и киллинговой способности. До сих пор не установлено, от­чего это происходит: от большого количества инфекционных агентов в кишках либо от лимфокинов, вырабатываемых лимфоидной попу­ляцией в пределах lamina propria. Действительно, присутствие микро­организмов и их продуктов может усиливать высвобождение лимфо­кинов лимфоидными клетками слизистой оболочки. Важнейшими функци­ями макрофагов lamina propria является презентация антигенов и продукция цитокинов в этом участке.

Что касается эозинофилов, то они чаще всего обнаруживаются в lamina propria тонкой кишки и играют важную роль в защите хозяина от микроорганизмов, особенно паразитов. Количество нейтрофилов (нейтрофильных гранулоцитов) в нормальном кишечнике невелико и значительно увеличивается в эпителиальном слое только в период ос­трого воспалительного ответа.

Тканевые базофилы (тучные клетки) присутствуют, главным обра­зом, в подслизистой основе, но они могут обнаруживаться в неболь­шом количестве и в Lamina propria. Эти клетки содержат рецепторы к IgE и способны высвобождать свои гранулы после стимуляции специ­фическим антигеном. Таким образом, высвобождение гранул из тка­невых базофилов ассоциируется с аллергическими заболеваниями или с наличием в организме паразитов.

К числу важнейших клеточных элементов слизистых оболочек от­носятся естественные киллеры (ЕК-клетки), которые обеспечивают противовирусную защиту.

Процессинг антигена в GALT. В стимуляции иммунного ответа сли­зистых оболочек принимают участие микробные антигены (в боль­шей степени) и пищевые. Указанные антигены, находящиеся в просвете желудка и кишок, поглощаются специализированными поверхност­ными эпителиальными клетками (М-клетками), покрывающими еди­ничные (солитарные) и сгруппированные лимфоидные фолликулы (см. рис. 7, 8). Как уже упоминалось, М-клетки формируют тонкий мембранный барьер, отделяющий слизистую оболочку от просвета кишок. При изучении безмикробных животных оказалось, что у них количество М-клеток на поверхности лимфоидной ткани кишечни-

119

альфа-, бета-Т-лимфоцитов развиваются реакции специфического (адаптивного) иммунитета.

Получены данные о повышении количества гамма-, дельта-Т-лим-фоцитов у больных с аллергическим ринитом, туберкулезом и спон-дилоартропатией. Интересно, что у больных хроническим тонзил­литом количество гамма-, дельта-Т-лимфоцитов оказалось понижен­ным. Предполагается, что в острой фазе заболевания количество гамма-, дельта-Т-лимфоцитов в эпителиальной ткани увеличено; эти клетки обеспечивают защиту от внедрившегося возбудителя и, од­новременно, удаляют стрессированные собственные эпителиальные клетки. Если заболевание принимает затяжной, хронический харак­тер, их количество уменьшается. Не исключено, что изначально хро-низация заболевания может быть обусловлена первичной слабостью интраэпителиальных гамма, дельта-Т-лимфоцитов.