7.2. Структура імунної системи

Імунна система, яка оберігає постійність внутрішнього середовища, розмі­щена по всьому організму. Розрізняють центральні та периферичні органи іму­нітету. До центральних органів належать вилочкова залоза (тимус) і сумка (бурса) Фабриціуса у птахів (bursa — сумка). Вважають, що її функцію у людини виконує кістковий мозок та пейєрові бляшки, які знаходяться в стінці кишечника. Пе­риферичні органи імунітету представлені селезінкою, лімфатичними вузлами, а також всіма лімфатичними скупченнями організму. Центральною клітиною імунної системи є лімфоцит.

Перед ознайомленням із механізмом імунного захисту організму, необхідно з'ясувати зміст таких основних імунологічних понять, як антигени й антитіла.

Антигени — це біополімери, природні або синтетичні сполуки, які розпі­знаються лімфоїдними клітинами й здатні викликати імунну відповідь. Остання може проявитись синтезом антитіл, підвищеною чутливістю (гіперчутливістю), імунологічною пам'яттю, імунологічною толерантністю (tolerantia — переноси-мість, терпимість). Антигени характеризуються двома основними взаємопо'яза-ними властивостями: 1) вибірково взаємодіють із рецепторами лімфоцитів, викликаючи синтез антитіл; 2) специфічно реагують із цими антитілами. За хі­мічною будовою антигенами є переважно білки, деякі полісахариди, ліпіди та їх сполуки. Розрізняють повноцінні антигени та гаптени. Останні, на відміну від антигенів, не здатні індукувати синтез антитіл, проте вступають з ними в ре­акцію при певних умовах.

Антитіла. Існує п'ять класів імуноглобулінів ( антитіл ): G, М, А, Е, D. Мо­лекули кожного класу складаються з важких (Н) і легких (L) поліпептидних лан­цюгів. Вони мають активні центри — місця контакту з комплементарними структурами антигенів, рецептори для фактору неспецифічного імунітету — ком­плементу. Антитіла синтезуються плазматичними клітинами — трансформова­ними під впливом антигену Б-лімфоцитами.

В процесі формування імунної відповіді спостерігається тісне кооперування клітинних і гуморальних факторів імунної системи. В імунній відповіді беруть участь В-лімфоцити, Т-лімфоцити і макрофаги. Лімфоцити — одні з найважли­віших клітин імунної системи. Вони здатні реагувати лише на окрему групу структурно подібних антигенів. Ця здатність існує ще до першого контакту імун­ної системи з даним антигеном і зумовлена наявністю мембранних рецепторів до його детермінант. Кожен клон лімфоцитів відрізняється від іншого будовою цих рецепторів. Таким чином, кожен клон здатний реагувати тільки на певні, відповідні йому антигени. В результаті лімфоцити людини складають виключно неоднорідну популяцію клітин, у яких різноманіття рецепторів перевищує 10⁶.

Лімфоцити відрізняються між собою не тільки за специфічністю своїх ре­цепторів, а й за функціональними властивостями. Розрізняють два основних класи лімфоцитів: В-лімфоцити й Т-лімфоцити (рис. 7.2.).

В-лімфоцити. Попередники антитілопродукуючих клітин розвиваються із гемопоетичної стовбурової клітини кісткового мозку. При цьому вони проходять свій цикл розвитку, в результаті якого на їх поверхні з'являються рецептори. Зрілі В-клітини відзначаються тим, що на їх мембранах є імуноглобулінові ре­цептори до антигену. При зв'язуванні антигену цими рецепторами, клітини ак­тивуються, проліферують і диференціюють у плазмоцити, які є продуцентами антитіл.

Т-лімфоцити. Попередники Т-лімфоцитів із кісткового мозку й ембріональ­ної печінки мігрують у тимус і зазнають серії перетворень.

У процесі дозрівання і проліферації виникають різні види Т лімфоцитів. Роз­різняють Т-лімфоцити хелпери (помічники) з CD4 антигеном, Т-супресори, Т-ефектори (кілери) з CD8 антигеном. Серед Т-хелперів теж є різновидності: кла­сичні Т-хелпери, які активуються, проліферують під впливом антигена і стиму­люють В-лімфоцити до поділу і перетворення їх у плазмоцити; Т хелпери гіперчутливості сповільненого типу, що виконують функцію помічників шляхом вивільнення біологічно активних речовин — лімфокінів; Т-хелпери-підсилювачі стимулюють інші Т-лімфоцити до продукції факторів, які виконують роль по­мічників.

Таким чином, основною функцією Т-хелперів є стимуляція В лімфоцитів, Т-лімфоцитів і макрофагів.

До клітин, що здатні пригнічувати різні ланки імунопоезу, належать Т-су­пресори. Розрізняють специфічні та неспецифічні Т-супресори. Специфічні Т-супресори пригнічують імунну відповідь організму на конкретні антигени, в той час, як неспецифічні супресори пригнічують відповідь незалежно від виду ан­тигена.

Від функціонального стану Т-супресорів залежить розвиток аутоімунних, алергічних, імунодефіцитних станів, вираженість трансплантаційних реакцій тощо.

Наприклад, при функціональній недостатності Т-супресорів В лімфоцити й Т-кілери одержують широку можливість реагувати проти власних клітин і тка­нин, що зумовлює розвиток аутоімунних і алергічних реакцій. Однак, якщо ак­тивність Т-супресорів переважає функціональну здатність Т-хелперів, створюється благодатний фон для розвитку імунодефіцитних станів.

Особливу роль відіграють Т-контрсупресори. Вони здатні пригнічувати вплив Т-супресорів на Т-хелиери.

Важливою групою Т-лімфоцитів є Т-ефектори, кілери. Ці клітини здатні розпізнавати чужорідний антиген у комплексі з рецепторами власних клітин і знищувати ці клітини разом з патогенними агентами, що в них знаходяться.

У крові людини на долю Т-лімфоцитів припадає біля 75% лімфоцитів, 15% складають В клітини і 10% — К-клітини.

Велике значення для дослідження стану імунної системи має підрахунок Т- і В-лімфоцитів і визначення їх функціональної здатності.

Для підрахунку цих клітин до недавнього часу користувались методом спон­танного розеткоутворення. Розеткоутворення — це процес взаємодії лімфоцитів і чужорідних еритроцитів з утворенням комплексів клітин, що складаються із цент­рально розміщеного лімфоцита й розташованих навколо нього еритроцитів.

Т-лімфоцити людини, маючи рецептори до баранячих еритроцитів, утворю­ють з ними розетки, і тому вони позначаються Е-РУК (Е — еритроцити, РУК — розеткоутворюючі клітини). За кількістю Е-РУК можна підрахувати кількість Т-лімфоцитів.

В-лімфоцити мають на своїй поверхні рецептори до еритроцитів мишей і фор­мують з ними спонтанні розетки. Іноді цей тест використовують для визначення В-лімфоцитів. Проте частіше для цього поки що використовують методики ро­зеткоутворення з урахуванням інших рецепторів. Такими маркерами є рецептори до Fс-фрагменту імуноглобуліну і до СЗ компоненту комплементу. При зв'язу­ванні комплексу еритроцит — антиеритроцитарні антитіла з рецептором і Fс-фраг-мента виникають ЕА-розетки (Е — еритроцит, А — антитіло). Коли ж до рецептора СЗ приєднується комплекс еритроцити-антиеритроцитарні антитіла-СЗ-компо-нент, утворюються ЕАС-розетки (Е — еритроцит, А — антитіло, С — комплемент). Відповідно В-лімфоцити часто позначають як ЕА-РУК або ЕАС-РУК.

Для визначення імунорегуляторних клітин Т-хелперів і Т-супресорів, беручи до уваги присутність у перших рецепторів до Fс-фрагмента IgM, а в других — до Fс фрагмента IgG, навантажують лімфоцити відповідно комплексами еритро-цит-IgM, еритроцит-IgG. Підраховуючи розетки, визначають кількість Т-хел­перів і Т-супресорів. Крім того, знаючи, що теофілін гальмує активність більшості Т-лімфоцитів, крім Т-хелперів, досліджують розеткоутворення до і після обробки Т-клітин теофіліном. Клітини, які зберігають здатність форму­вати розетки, вважаються Т-хелперами, а ті, які втрачають цю здатність, розгля­даються як сукупність Т-супресорів і Т ефекторів.

Тепер у науково-дослідних і діагностичних лабораторіях широкого розпов­сюдження набувають більш досконалі й чутливі методики підрахунку кількості Т- і В-лімфоцитів та їх субпопуляцій. З цією метою використовують флуорес­ціюючі моноклональні антитіла, що дозволяють виявляти на популяціях лімфо­цитів специфічні антигени, характерні для цієї різновидності клітин.

Для вивчення функціональної здатності лімфоцитів використовується реак­ція бласттрансформації (РБТЛ). Перехід малих лімфоцитів із стану спокою в бластні форми, які здатні до проліферації та диференціації, називається бласт-трансформацією. Цей процес супроводжується морфологічними змінами лім­фоцитів — збільшенням розмірів, кількості мітохондрій, рибосом. Згодом одна бластна клітина може започатковувати клон із значної кількості клітин, які мають ту ж імунологічну специфічність, що й вихідна клітина.

Ті речовини, що викликають бласттрансформацію, одержали назву мітоге-нів, які бувають специфічними та неспецифічними. Специфічними мітогенами виступають антигени, які впливають тільки на ті лімфоцити, що несуть відпо­відні йому рецептори. Неспецифічні — залучають у процес значну частину лім­фоцитів незалежно від їх імунологічної специфічності. Причому одні з них вибірково активують тільки Т-клітини, інші — В-клітини. Найбільш часто в клі­нічній практиці використовують такі мітогени, як фітогемаглютинін (ФГА), Конканавалин А (КонА), ліпополісахарид (ЛПС), мітоген лаконосу, туберкулін. ФГА і КонА вибірково активують лише Т-клітини, ЛПС -тільки В-клітини.

Роль макрофагів у імунній відповіді. Макрофаги (мононуклеарні фагоцити) — це третій тип клітин, які безпосередньо беруть участь у формуванні гуморальної і клітинної імунної відповіді та мають багатогранні функції. Вони всюдисущі й знаходяться в усіх органах і тканинах. Будучи активно рухливими клітинами, макрофаги мігрують до чужорідних агентів, старіючих, пошкоджених клітин і руйнують їх. На їх поверхні є багато рецепторів: Рс-рецептори для імуноглобу-лінів, до компонентів комплементу, інтерферону та інших цитокінів.

Макрофаги здійснюють одну з важливих імунологічних функцій — розще­плюють і переробляють антиген і представляють його Т- і В-лімфоцитам. На відміну від останніх, макрофаги не мають клонально запрограмованих власти­востей і не володіють антигенною специфічністю, а реагують як неспецифічні допоміжні клітини.

Головний комплексгістосумісності (ГКГ) — це основна генетична система, що обумовлює функціонування імунної системи і в першу чергу Т-системи імуні­тету. Вона кодує здатність розпізнавати «своє» й «чуже», синтезувати антитіла, відторгати чужорідні клітини, визначає схильність до захворювань. Однак ці ан­тигени виконують в організмі й інші біологічно важливі функції. Наприклад, знаходячись на В-клітинах і макрофагах, зумовлюють їх взаємодію з Т хелпе-рами. Поверхневі антигенні структури клітин, які стимулюють реакції відторг­нення трансплантата, одержали назву антигенів гістосумісності, а гени, які їх кодують, генів гістосумісності.