44. Иммунная система организма. Органы иммунной системы. Т- и в-лимфоциты, макрофаги, их функции. Клеточный и гуморальный иммунный ответ.

Иммунная система — это специализированная, анатомически обособленная лимфоидная ткань. Она разбросана по всему организму в виде различных лимфоидных образований и отдельных клеток. Суммарная масса этой ткани составляет 1-2 % от массы тела. Основными функциональными клетками являются лимфоциты. Их число в организме достигает 10^12. Кроме лимфоцитов, к числу функциональных клеток в составе лимфоидной ткани относят мононуклеарные и гранулярные лейкоциты, тучные и дендритные клетки. Часть клеток сосредоточена в отдельных органах иммунной системы, другие — свободно перемещаются по всему организму. В анатомическом плане иммунная система подразделена на центральные и периферические органы. К центральным органам иммунитета относятся костный мозг и тимус (вилочковая железа), к периферическим — лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани (групповые фолликулы, миндалины), а также селезенка, печень, кровь и лимфа.

С функциональной точки зрения можно выделить следующие органы иммунной системы:

• воспроизводства и селекции клеток иммунной системы (костный мозг, тимус);

• контроля внешней среды или экзогенной интервенции (лимфоидные системы кожи и слизистых);

• контроля генетического постоянства внутренней среды (селезенка, лимфатические узлы, печень, кровь, лимфа).

Центральные органы иммунной системы.

Это органы воспроизведения и селекции клеток иммунной системы. Здесь про­

исходит лимфопоэз — рождение, размножение (пролиферация) и дифференцировка лимфоцитов до стадии предшественников или зрелых неиммунных (наивных) клеток, а также их «обучение». Внутри тела человека эти орга имеют как бы центральное расположение.

1. Костный мозг- локализуется в губчатом веществе костей (эпифизы трубчатых костей, грудина,ребра и др.).

В костном мозге находятся полипотентные стволовые клетки, которые являются родоначальницами всех форменных элементов крови и, соответственно, иммунокомпетентных клеток. В строме костного мозга происходит дифферинцировка и размножение популяции В-лимфоцитов, которые затем разносятся по всему организму кровотоком. Здесь же образуются предшественники лимфоцитов, которые впоследствии мигрируют в тимус, — это популяция Т-.лимфоцитов. Фагоциты и некоторые дендритные клетки также образуются в костном мозге. В нем можно обнаружить и плазматические клетки.

2. Вилочковая железа, или тимус, или зобная железа, располагается в верхней части загрудинного пространства.

Предшественники Т-лимфоцитов, которые образовались из стволовой клетки в костном мозге, поступают в корковый слой тимуса. Здесь под влиянием тимических факторов они активно размножаются и дифференцируются (превращаются) в зрелые Т-лимфоциты, а также «учатся» распознавать чужеродные антигенные детерминанты. Здесь происходит положительная и отрицательная селекция.

Периферические органы иммунной системы.

К периферическим органам иммунной системы относят селезенку, аппендикс, печень, миндалины глоточного кольца, групповые лимфоидные фолликулы, лимфатические узлы, кровь, лимфу и др. В этих органах локализуются иммунокомпетентные клетки, которые непосредственно осуществляют иммунный надзор. Здесь также проходит иммуногенез — размножение и окончательная дифференцировка их предшественников.

В-лимфоциты. В-лимфоциты — это преимущественно эффекторные иммунокомпетентные клетки, на долю которых приходится около 15 % всей численности лимфоцитов. Зрелые В-лимфоциты и их потомки-плазматические клетки (плазмоциты) являются антителопродуцентами. Их основным продуктом являются иммуноглобулины. Кроме того,В-лимфоциты являются профессиональными АПК. Они участвуют в формировании гуморального иммунитета, В-клеточной иммунологической памяти и гиперчувствительности немедленного типа. Дифференцировка и созревание В-лимфоцитов происходят сначала в костном мозге, а затем в периферических органах иммунной системы, куда они отселяются на стадии предшественников. Потомками В-лимфоцитов являются клетки иммунологической памяти и плазматические клетки.

Т-лимфоциты—это сложная по составу группа клеток, которая происходит от полипотентной стволовой клетки костного мозга, а созревает и дифференцируется в тимусе из предшественников (пре-Т-лимфоциты). На долю этих клеток приходится около 75 % всей лимфоидной популяции. Профессионально Т-лимфоциты разделяются на две субпопуляции: иммунорегуляторы и эффекторы. Задачу регуляции иммунного ответа (в основном активирующую) выполняют Т-хелперы. (Предполагалось существование Т-супрессоров, которым приписывали функцию торможения развития иммунной реакции (супрессия). Однако до сих пор клетка морфологически не идентифицирована, хотя сам супрессорный эффект существует.) Эффекторную функцию осуществляют цитотоксические лимфоциты: Т-киллеры и естественные киллеры. В организме Т-лимфоциты обеспечивают клеточные формы иммунного ответа (гиперчувствительность замедленного типа, трансплантационный иммунитет, противоопухолевый иммунитет и т. д.), определяют силу и продолжительность иммунной реакции. Их созреванием, дифференцировкой и активностью управляют цитокины.

Фагоциты— самая мнгочисленная фракция иммунокомпетентных клеток, гетерогенная по морфологическим свойствам. Обладают регуляторной и эффекторной активностями. Вырабатывают имуноцитокины, ферменты, ион- радикалы и другие биологически активные вещества. Осуществляют вне- и внутриклеточный киллинг и фагоцитоз. Макрофаги обеспечивают переработку и представление антигена Т-хелперам.

Их функции очень обширны:

1. удаляют из организма отмирающие клетки и их структуры (эритроциты, раковые клетки);

2. удаляют неметабилизируемые неорганические вещества, попадающие во внутреннюю среду организма тем или иным путем (например, частички угля, минеральную и другую пыль, проникающую в дыхательные пути);

3. поглощают и инактивируют микробы (бактерии, вирусы, грибы), их останки и продукты;

4. синтезируют разнообразные биологически активные вещества, необходимые для обеспечения резистентности организма (некоторые компоненты комплемента, лизоцим, интерферон, интерлейкины и др.);

5. участвуют в регуляции иммунной системы;

6. осуществляют «ознакомление» Т хелперов с антигенами, т. е. участвуют в кооперации иммунокомпетентных клеток.

Клеточный и гуморальный иммунный ответ

При клеточном иммунном ответе деструкцию и элиминацию причинного антигена осуществляют цитотоксические лимфоциты (ЦТЛ) и активированные иммунной системой лейкоциты воспалительной реакции. Основные этапы клеточного иммунного ответа следующие

1. взаимодействие с антигеном антигенпрезентирующей клетки (АПК), чаще - дендритной клетки или макрофага,

2. процессинг антигена в АПК,

3. презентация процессированного антигена антигенпрезентирующей клеткой Т-хелперу (CD4-клетке),

4. активация Т-хелперов первого типа и синтез ими активационных цитокинов (ИЛ-2 и др.),

5. действие активационных цитокинов, проявляющаяся в активации и пролиферации соответствующего клона Т-киллера, а также в активации лейкоцитов воспалительной реакции,

6. эффекторное звено клеточного иммунного ответа - уничтожение клеток, несущих комплекс [чужеродный пептид + МНС-I] ЦТЛ (Т-киллерами) с помрщью перфоринов и гранзимов, а также развитие иммунного воспаления, осуществляемое лейкоцитами,

7. завершающие процессы (в случае успешной деструкции и элиминации причинного антигена, т.е. эффективного иммунного ответа) - супрессия иммунного ответа вследствие гибели активированных клеток, а также ингибиции их активности, и появление клеток иммунологической памяти (долгоживущих и не до конца дифференцированных Т-лимфоцитов).

Гуморальный иммунный ответ обеспечивают В-лимфоциты при участии Тх и макрофагов (антигенпрезентирующих клеток).

Попавший в организм антиген поглощается макрофагом. Макрофаг расщепляет его на фрагменты, которые в комплексе с молекулами MHC класса II появляются на поверхности клетки. Такая обработка антигена макрофагом называется процессированием антигена. Для дальнейшего развития иммунного ответа на антиген необходимо участие Тх. Но прежде Тх должны быть активированы сами. Эта активация происходит тогда, когда антиген, обработанный макрофагом, распознается Тх. «Узнавание» Тх-клеткой комплекса «антиген + молекула МНС II класса» на поверхности макрофага (т.е. специфичное взаимодействие рецептора этого Т-лимфоцита со своим лигандом) стимулирует секрецию интерлейкина-1 (ИЛ-1) макрофагом. Под воздействием ИЛ-1 активизируются синтез и секреция ИЛ-2 Тх-клеткой. Выделение Тх-клеткой ИЛ-2 стимулирует ее пролиферацию. Такой процесс может быть расценен как аутокринная стимуляция, так как клетка реагирует на тот агент, который сама синтезирует и секретирует. Увеличение численности Тх необходимо для реализации оптимального иммунного ответа. Тх активируют В-клетки путем секреции ИЛ-2. Активация В-лимфоцита происходит также при прямом взаимодействии антигена с иммуноглобулиновым рецептором В-клетки. В-лимфоцит сам процессирует антиген и представляет его фрагмент в комплексе с молекулой МНС II класса на клеточной поверхности. Этот комплекс узнает уже задействованный в иммунной реакции Тх. Узнавание рецептором Тх-клетки комплекса «АГ + молекула МНС II класса» на поверхности В-лимфоцита приводит к секреции Тх-клеткой интерлейкинов ,под действием которых В-клетка размножается и дифференцируется с образованием плазматических клеток и В-клеток памяти. Так, ИЛ-4 инициирует активацию В-клетки, ИЛ-5 стимулирует пролиферацию активированных В-клеток, ИЛ-6 вызывает созревание активированных В-клеток и превращение их в плазматические клетки, секретирующие антитела. Интерферон привлекает и активирует макрофаги, которые начинают более активно фагоцитировать и разрушать внедрившиеся микроорганизмы.