Bykov-_gistologia_obschaya

Преобразование моноцитов в дендритные антиген-

представляющие клетки (АПК) в тканях рассматривается многими авторами, как наиболее вероятный путь образования последних

(см. рис. 7-13); допускается также возможность развития дендритных АПК из самостоятельного костномозгового предшественника).

Основной функциональный признак дендритных АПК - наиболее высокая (по сравнению с клетками других типов) способность представления антигенов лимфоцитам. Они образуют функционально единую систему морфологически сходных клеток, распределенных по всему организму; наиболее многочисленны популяции АПК в слизистых оболочках и коже (входных воротах поступления антигенов), а также в органах иммунной системы (области наиболее активного представления антигенов).

Дендритные АПК в разных локализациях соответствуют, по-видимому, не сугубо самостоятельным клеточным типам, а клеткам одного или нескольких близких типов на различных стадиях деятельности, для которых характерны: (а) поэтапная миграция, (б) смена микроокружения и (в) изменения ряда фенотипических свойств. Так, клетки Лангерганса, являющиеся наиболее изученной и самой крупной популяцией дендритных АПК, захватывают антигены в коже и различных слизистых оболочках, после чего мигрируют в лимфатические узлы, где осуществляют их представление в переработанном виде. В тканях дендритные АПК обладают собственной подвижностью; они переносятся также пассивно с током лимфы и крови. Более подробно функция этих клеток рассматривается в главе 8.

Основной морфологический признак дендритных АПК - наличие многочисленных подвижных и меняющих форму ветвящихся цитоплазматических отростков, что послужило основанием для их наименования (от греч. dendron - дерево). Отростки АПК проникают между клетками других типов, пронизывают значительные объемы тканей и обладают большой совокупной поверхностью, посредством которой они способны воспринимать антигены. При стандартных методах гистологической окраски дендритные АПК практически не выявляются. Их наиболее надежная идентификация производится при использовании иммуногистохимических методов. Для клеток Лангерганса характерно присутствие в цитоплазме особых мембранных гранул Бирбека в форме теннисной ракетки (выявляются только

- 211 -

под электронным микроскопом), функция которых до конца не выяснена. Несмотря на высокую пиноцитозную активность, АПК, в отличие от моноцитов и макрофагов, обладают сравнительно низкой активностью лизосомальных ферментов. Ядро дендритных АПК - неправильной формы, обычно с многочисленными вдавлениями.

ЛИМФОЦИТЫ

Лимфоциты занимают второе место по численности среди лейкоцитов крови взрослого (после нейтрофильных гранулоцитов). Они представляют собой группу морфологически сходных, но функционально разнообразных лейкоцитов, относящихся к агранулоцитам. Лимфоциты различаются экспрессией ряда молекул (маркеров) на своей поверхности, которые выявляются лишь при использовании специальных иммуноцитохимических методов. Источником развития лимфоцитов служат красный костный мозг и лимфоидные органы, из которых они попадают в кровь и лимфу. Большая часть этих клеток после циркуляции в крови проникает из сосудов в различные ткани, впоследствии вновь возвращаясь в кровь (рециркулирует). Лимфоциты составляют большую часть клеток в лимфоидных органах, относящихся к иммунной системе (лимфатических узлах, миндалинах, селезенке, пейеровых бляшках, аппендиксе и др.). Общий суммарный объем лимфоцитов в организме эквивалентен размерам такого органа, как печень.

Циркуляция и рециркуляция лимфоцитов зависят от экспрессии на их плазмолемме особых хоминг-рецепторов, взаимодействующих с адгезивными молекулами на эндотелии сосудов микроциркуляторного русла. Кровь содержит лишь около 2% лимфоцитов, находящихся в организме, остальные 98% находятся в тканях. За день кровь переносит около 5-10x1011 лимфоцитов (что примерно соответствует их общему содержанию в организме); среднее время пребывания лимфоцита в кровотоке составляет около 30 мин. Из лимфоцитов, проходящих через кровь, примерно 50% мигрируют через селезенку, через грудной проток проходят только 5-10%. Часть лимфоцитов в сосудах находится в маргинальном пуле. Продолжительность жизни различных субпопуляций лимфоцитов существенно различается и варьирует от нескольких часов до многих лет. Из лимфоцитов крови 65-75% относятся к долгоживущим клеткам (продолжительность жизни - от нескольких месяцев до 5 лет), 15-35% - к короткоживущим (продолжительность жизни - от нескольких часов до 5 дней).

Функции лимфоцитов:

1) Обеспечение реакций иммунитета - специфической защиты от чужеродных и измененных собственных антигенов, которая осуществляется благодаря выработке антител (гуморальный иммунитет) или контактному

- 212 -

воздействию клеток-эффекторов иммунной системы (клеточный иммунитет). Лимфоциты являются главными клетками иммунной системы.

2) Регуляция деятельности клеток других типов в иммунных реакциях,

процессах роста, дифференцировки и регенерации тканей посредством контактных взаимодействий и секреции ряда цитокинов (лимфокинов).

Содержание лимфоцитов в крови взрослого в норме составляет:

относительное - 20-35% (по некоторым источникам - 20-50%), абсолютное - 1000-3000 клеток/мкл.

Содержание лимфоцитов в крови ребенка меняется с возрастом. Сразу же после рождения оно такое же, как у взрослого, в период с 3-6 дней до 4-5 лет существенно превышает его (достигая максимума порядка 65% в течение первого-второго года жизни), затем снижается, приближаясь к уровню, характерному для взрослого, ко времени полового созревания.

Характер возрастных изменений содержания лимфоцитов в крови обратен таковому у нейтрофилов (см. выше), причем концентрации этих клеток в детском возрасте дважды сравниваются - на 4-5-й дни и 4-5-й годы жизни, что обозначают как первый и второй "лейкоцитарные перекресты", соответственно.

Лимфоцитоз (повышенное содержание лимфоцитов в крови) характерен для некоторых инфекций, опухолей, реакций гиперчувствительности, тиреотоксикоза, лимфопролиферативных заболеваний; "физиологический лимфоцитоз" типичен для детей до 4-5 лет (см. выше).

Лимфоцитопения (сниженное содержание лимфоцитов в крови) наиболее часто связана с опухолями, инфекциями, коллагенозами. Она может быть обусловлена подавлением выработки лимфоцитов (при врожденном иммунодефиците, апластической анемии, химиотерапии опухолей, облучении), их усиленным разрушением (при инфекционных заболеваниях, например, при ВИЧ-инфекции, аутоиммунных поражениях), измененным распределением между кровью и различными тканями (при инфекциях, хирургических операциях).

Размеры лимфоцитов варьируют в широких пределах и позволяют выделить три их группы, которые различаются также по своим морфологическим и функциональным особенностям: малые, средние и большие лимфоциты.

Малые лимфоциты (диаметр на мазках - 6-7 мкм) - наиболее многочисленная группа (в крови составляют до 80-90% всех лимфоцитов). Их считают зрелыми клетками, которые, однако, способны при антигенной стимуляции или воздействии веществ, индуцирующих митоз (митогенов) превращаться в более крупные, пролиферативно активные (властные) клетки в результате так называемого процесса бласт трансформации.

- 213 -

Процесс бласт-трансформации лимфоцитов включает ряд морфологических и биохимических изменений, начинающихся с увеличения размеров ядрышка, за которым следуют увеличение объема ядра, с нарастанием в нем содержания эухроматина, увеличение массы цитоплазмы и содержания в ней органелл - рибосом, элементов грЭПС, лизосом, размеров комплекса Гольджи. Возникшие описанным путем в результате иммунной стимуляции клетки (иммунобласты) в дальнейшем пролиферируют и дифференцируются (см. ниже).

Ядро малых лимфоцитов - круглое, овальное или бобовидное, темное (с преобладанием гетерохроматина и плохо различимыми на стандартно окрашенных мазках ядрышками), занимает до 90% площади клетки (см. рис. 7-1

и 7-12).

Цитоплазма малых лимфоцитов, окружающая ядро в виде узкого ободка, окрашивается резко базофильно. Она содержит сравнительно слабо развитые органеллы - рибосомы, полисомы, цистерны грЭПС, центриоли, митохондрии, азурофильные гранулы (лизосомы), включения гликогена, отдельные вакуоли. Цитоскелет лимфоцитов сравнительно хорошо выражен; он представлен микротрубочками, промежуточными виментиновыми филаментами и микрофиламентами. Последние накапливаются по мере дифференцировки и в покоящемся лимфоците сосредоточены преимущественно под плазмолеммой. При активации клетки они концентрируются в микроворсинках и псевдоподиях (с помощью которых лимфоцит мигрирует через стенку венул).

Средние лимфоциты (диаметр на мазках - 8-9 мкм) в крови человека составляют около 10% всех лимфоцитов. Морфологически они сходны с малыми лимфоцитами, однако их ядро светлее (содержит меньше гетерохроматина), цитоплазма развита значительнее и занимает относительно больший объем в клетке.

Большие лимфоциты (диаметр на мазках - 10-18 мкм) в значительном количестве встречаются лишь в лимфоидной ткани и обычно отсутствуют в крови (за одним исключением - см. ниже). Они характеризуются относительно светлым (с преобладанием эухроматина) ядром округлой или бобовидной формы с отчетливо выявляемыми ядрышками, обширной слабобазофильной цитоплазмой со сравнительно хорошо развитыми органеллами. Они обычно являются активно делящимися (властными) формами развивающихся клеток лимфоидного ряда - лимфобластами или иммунобластами.

Большие гранулярные лимфоциты (БГЛ) - особая разновидность больших лимфоцитов, циркулирующих в крови взрослого человека. Они составляют 5-

- 214 -

10% (по некоторым источникам - до 15%) лимфоцитов крови. Ядро БГЛ - бобовидное, с вдавлениями, умеренно плотное, смещенное к одному краю клетки, что делает ее асимметричной. Цитоплазма светлая, содержит 30-50 крупных азурофилъных гранул диаметром 0.5-2.0 мкм, которые концентрируются на полюсе, противоположном тому, где располагается ядро. Гранулы содержат ряд веществ (перфорин, гранзимы и др.), обеспечивающих цитотоксическую активность этих клеток. Под электронным микроскопом в них выявляется плотный гомогенный центр, окруженный мелкозернистым матриксом низкой электронной плотности.

БГЛ выполняют функцию NK-клеток, или натуральных киллеров (от англ. killer - убийца) - особой разновидности эффекторных клеток иммунной системы (см. ниже, а также главу 8).

Классификация лимфоцитов по функциональному признаку выделяет Т- и В-

лимфоциты. Они различаются: (1) местом своей дифференцировки, (2) характером экспрессии интегральных белков (клеточных маркеров) на плазмолемме, (3) ролью в обеспечении клеточного (Т-лимфоциты) или гуморального (В-лимфоциты во взаимодействии с Т-лимфоцитами) иммунитета, (4) содержанием в крови (см. ниже) и (5) распределением в органах иммунной системы и периферических тканях.

Содержание лимфоцитов различных видов в крови

Примечание: относительное содержание лимфоцитов отдельных видов приведено в процентах от общего содержания лимфоцитов, принятого за 100%.

Помимо указанных двух основых групп лимфоцитов выделена так-же особая группа - нулевые лимфоциты, которые не обладают маркерами ни Т-, ни В-клеток. Эта группа, по-видимому, представлена несколькими различными видами лимфоцитов, основными из которых являются описанные выше Ж- клетки (БГЛ).

Функциональные особенности различных видов лимфоцитов, а также механизмы их взаимодействия между собой и с другими клетками в ходе реализации иммунного ответа описаны в главе 8.

ЛИМФА

- 215 -

Лимфа (от греч. lympha - чистая влага, ключевая вода) - биологическая жидкость, образующаяся из интерстициальной (тканевой) жидкости, проходящая по системе лимфатических сосудов через цепочку лимфатических узлов (в которых она очищается и обогащается форменными элементами) и через грудной проток попадающая в кровь.

Механизм образования лимфы связан с фильтрацией плазмы из кровеносных капилляров в интерстициальное пространство, в результате чего образуется интерстициальная (тканевая) жидкость. У молодого человека с массой тела 70 кг в интерстициальном пространстве содержится около 10.5 л жидкости. Эта жидкость частично вновь всасывается в кровь, частично поступает в лимфатические капилляры, образуя лимфу. Образованию лимфы способствует повышенное гидростатическое давление в интерстициальном пространстве и различия в онкотическом давлении между кровеносными сосудами и интерстициальной жидкостью (обеспечивающие ежедневное поступление 100-200 г белков из крови в тканевую жидкость). Эти белки через лимфатическую систему полностью возвращаются в кровь.

Объем лимфы в организме человека составляет, в среднем, 1-2 л. Различают периферическую лимфу (оттекающую от тканей), промежуточную лимфу (прошедшую через лиматические узлы) и центральную лимфу (находящуюся в грудном протоке).

Основные функции лимфы:

1)гомеостатическая - поддержание постоянства микроокружения клеток путем регуляции объема и состава интерстициальной жидкости;

2)метаболическая - участие в регуляции обмена веществ путем транспорта метаболитов, белков, ферментов, воды, минеральных веществ, молекул биологически активных веществ;

3)трофическая - транспорт питательных веществ (преимущественно липидов) из пищеварительного тракта в кровь;

4)защитная - участие в иммунных реакциях (транспорт антигенов, антител, лимфоцитов, макрофагов и АПК).

Состав лимфы. Лимфа состоит из жидкой части (плазмы) и форменных элементов. Чем ближе лимфатический сосуд к грудному протоку, тем выше в его лимфе содержание форменных элементов. Однако и в центральной лимфе форменные элементы составляют менее 1% ее объема.

- 216 -

Плазма лимфы по концентрации и составу солей близка к плазме крови, обладает щелочной реакцией (pH 8.4-9.2), содержит меньше белков и отличается от плазмы крови по их составу.

Форменные элементы лимфы. Концентрация форменных элементов варьирует в пределах 2-20 тыс./мкл (2-20х 109/л), существенно меняясь в течение суток или в результате различных воздействий.

Клеточный состав лимфы: 90% лимфоцитов, 5% моноцитов, 2%

эозинофилов, 1% сегментоядерных нейтрофилов и 2% других клеток. Эритроциты в норме в лимфе отсутствуют, попадая в нее лишь при повышении проницаемости кровеносных сосудов микроциркуляторного русла. Благодаря присутствию тромбоцитов, фибриногена и других факторов свертывания лимфа способна свертываться, образуя сгусток.

Глава 8

КЛЕТОЧНЫЕ ОСНОВЫ ИММУННЫХ РЕАКЦИЙ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ: НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ И СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ЗАЩИТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

- 217 -

Иммунитет (от лат. immunitas - освобождение, избавление от чего-либо) - эволюционно выработавшаяся способность организма защищать свою целостность. Иммунитет обеспечивается взаимодействием неспецифических и специфических защитных механизмов.

НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ЗАЩИТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Неспецифические (врожденные) защитные механизмы представляют собой совокупность всех физиологических факторов, направленных на (а) предотвращение попадания в организм или (б) нейтрализацию и разрушение проникших в него чужеродных веществ и частиц (в первую очередь, микробного происхождения), а также собственных измененных (опухолевых) клеток. Они не обладают специфичностью в отношении воздействующего агента.

Функция неспецифических защитных механизмов обеспечивается:

1)Механическими факторами - эпителиальными барьерами (кожи и слизистых оболочек), слущиванием (десквамацией) клеток поверхностных слоев многослойных эпителиев, выработкой слизи, покрывающей слизистые оболочки, биением ресничек, осуществляющим транспорт слизи по поверхности эпителия (в воздухоносных путях - мукоцилиарный транспорт). Микробы удаляются с поверхности эпителиев также током слюны, слез, мочи и др. жидкостей.

2)Химическими факторами - низкими pH большинства секретов организма, присутствием в них и в тканевых жидкостях неспепифических противомикробных веществ (лизоцима, лактоферрина, компонентов комплемента и др.) - препятствующими развитию микрорганизмов.

3)Деятельностью клеток - нейтрофилов, эозинофилов, моноцитов,

макрофагов и NK-клеток, уничтожающих микроорганизмы фагоцитарными и нефагоцитарными механизмами (см. главу 7).

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ (ПРИОБРЕТЕННЫЕ) ЗАЩИТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Специфические (приобретенные) защитные механизмы

обеспечиваются в результате контакта организма с антигенами (веществами, способными вызвать иммунный ответ). При этом происходит специфическое распознавание чужеродных и измененных собственных антигенов, которое индуцирует активацию клеток, обеспечивающих:

- 218 -

(1)гуморальный иммунитет - путем выработки антител, переносимых кровью и тканевыми жидкостями;

(2)клеточный иммунитет - путем непосредственного контактного взаимодействия клеток-эффекторов иммунной системы с клетками-мишенями, несущими чужеродные или измененные собственные антигены.

ХАРАКТЕРИСТИКА КЛЕТОК, УЧАСТВУЮЩИХ В РЕАКЦИЯХ СПЕЦИФИЧЕСКОГО ИММУНИТЕТА

Единая общепринятая классификация клеток, обеспечивающих реакции специфического иммунитета, отсутствует. Эти клетки можно объединить на основании их функциональных или морфологических особенностей.

Функциональная классификация иммунокомпетентных клеток,

основанная на их месте и роли в иммунных реакциях, выделяет:

(1)антиген-представляющие клетки (АПК), захватывающие анпигены,

перерабатывающие их и представляющие другим иммунокомпетентным клеткам;

(2)эффекторные клетки, непосредственно осуществляющие реакции иммунитета;

(3)регуляторные клетки, обеспечивающие активацию или угнетение отдельных звеньев иммунных реакций;

(4)клетки-памяти, хранящие информацию о взаимодействии конкретным антигеном и тем самым способствующие более активному развитию иммунного ответа при повторном его воздействии.

Морфологическая классификация иммунокомпетентных клеток

выделяет несколько цитологически различных клеточных типов, обеспечивающих индукцию и реализацию иммунного ответа. Она существенно отличается от функциональной, поскольку клетки, относящиеся к одному морфологическому типу, способны участвовать в нескольких звеньях иммунных реакций, а клетки различных морфологических типов могут осуществлять одну функцию (см. ниже). В соответствии с морфологической классификацией, к иммунокомпетентным клеткам относят:

- 219 -

(1)дендритные антиген-представляющие клетки (АПК), которые захватывают антигены и представляют (презентируют) их лимфоцитам в переработанном виде, обусловливая тем самым "запуск" иммунных реакций.

(2)лимфоциты - основные клетки, обеспечивающие развитие и течение иммунных реакций - путем непосредственного участия в них (эффекторные клетки) или регуляторных воздействий на другие клетки. В-лимфоциты способны выполнять роль АПК (см. ниже). Лимфоциты образуют несколько функционально специализированных групп (субпопуляций), постоянно мигрируют (рециркулируют) в организме и взаимодействуют как друг с другом, так и с клетками других типов посредством адгезивных контактов и цитокинов.

(3)макрофаги, которые, наряду с участием в реакциях неспецифической защиты, могуг выполнять функции как АПК, так и эффекторных клеток иммунных реакций (см. главу 7).

АНТИГЕН-ПРЕДСТАВЛЯЮЩИЕ КЛЕТКИ

Антиген-представляющие клетки располагаются на главных путях поступления антигенов в организм (в коже и слизистых оболочках), откуда, захватив антигены, они мигрируют в периферические органы иммунной системы, где представляют антигены лимфоцитам.

Виды антиген-представляющих клеток. Способностью представлять антигены обладают дендритные АПК (см. главу 7), моноциты и макрофаги, а также В-лимфоциты. Ранее АПК обычно полностью отожествляли с макрофагами, однако в настоящее время твердо установлено, что эффективность представления антигенов макрофагами значительно ниже, чем специализированными на этой функции дендритными АПК. Последние, в свою очередь, по сравнению с моноцитами и макрофагами обладают существенно более низкой фагоцитарной и микробицидной активностью.

Функции АПК включают:

1)захват нативного (неизмененного) антигенного материала путем фагоцитоза, пиноцитоза или рецепторно-опосредованного эндоцитоза;

2)частичный протеолиз (процессинг) антигенного материала в

эндосомах (или лизосомах) в течение 30-60 мин. при низких pH с высвобождением эпитопов антигенов (антигенных детерминант) - линейных

-220 -