5.3.3. Лімфоцити. Лімфопоез та імуногенез лімфоїдних клітин
Незважаючи на дуже велику роль А-клітин, головними у розвитку імунної відповіді все ж таки слід вважати лімфоїдні клітини – Т- і В-лімфоцити, які є більш спеціалізованими для розпізнавання антигенів. У розвитку і диференціації лімфоцитів виділяють дві основні стадії – лімфопоез та імуногенез. Лімфопоез – це антигеннезалежна диференціація імуноцитів і відбувається до контакту лімфоїдних клітин з антигеном. Імуногенез, навпаки, пов’язаний з антигенною стимуляцією і є антигензалежною стадією диференціації лімфоцитів.
Лімфопоез можна уявити як дозрівання і диференціювання СКК до стану стовбурної лімфоцитарної клітини (СЛК) і подальшим диференціюванням СЛК на Т-, В-лімфоцити і нульові клітини (NK і K-клітини). Цей процес відбувається у центральних (первинних) органах імунної системи: у людини – в ембріональній печінці, кістковому мозку і тимусі, у птахів – ще й у сумці Фабриціуса. Спочатку зі стовбурної гемопоетичної клітини (СГК) утворюється стовбурна лімфоцитарна клітина (СЛК), яка, у свою чергу, в процесі диференціації дає дихотомію на дві гілки – Т- і В-клітини (рис. 5.3). У подальшому шляхи лімфопоезу для В- і Т-лімфоцитів розрізняються. Розглянемо їх.
Зрілі неімунні В-лімфоцити можуть утворюватися з В-клітин вже в ембріональній печінці та у кістковому мозку. У птахів є спеціалізований орган – сумка Фабриціуса, де відбувається дозрівання В-клітин з перетворенням у В-лімфоцити. Від латинської назви цього органа (Bursa) і виникла назва В-лімфоцитів.
У кістковому мозку із стовбурної лімфоцитарної клітини поряд з В-клітинами виникають і Т-клітини – попередниці Т-лімфоцитів. Для дозрівання вони мігрують у тимус, де спочатку перетворюються на тимоцити, а пізніше під впливом тимічних гормонів – у Т-лімфоцити. Т-лімфоцити отримали позначку “Т” від назви тимуса (лат. Thymus), бо саме в ньому відбуваються найбільш важливі стадії формування цієї групи лімфоїдних клітин.
Центральні
органи
імунної системи
Ембріональна
печінка
Кістковий мозок
Тимус
Центральні
органи
імунної системи
Ембріональна
печінка
Кістковий мозок
Bursa
(у птахів) Кістковий
мозок у ссавців
Периферичні
органи:
селезінка,
лімфовузли
та ін.
Імуногенез
Аg-незалежна
диференціація
Аg-залежна
диференціація
IgM
IgG
IgE
IgA
Клітинна імунна
відповідь
Гуморальна
імунна
відповідь
Периферичні
органи:
селезінка,
лімфовузли
та ін.
Лімфопоез
Рис. 5.3. Схема лімфопоезу та імуногенезу лімфоїдних клітин
Позначення: Лімфопоез – антигеннезалежна стадія проліферації та диференціації лімфоцитів; Імуногенез – специфічна проліферація та диференціація лімфоцитів під впливом антигену; СЛК – стовбурна лімфоцитарна клітина; Ag – антиген; Bursa – сумка Фабриціуса у птахів – спеціалізований орган де відбувається лімфопоез лімфоцитів; Th – Т-хелпери; Ts – Т-супресори; Te – Т-ефектори (Т-кілери); TeРГПТ – Т-ефектори, що беруть участь у РГПТ (реакціях гіперчутливості повільного типу; П – плазмоцити (здійснюють синтез Ig); ВМ+D, ВM+D+G , ВM+D+A, ВM+D+E – В-лімфоцити, налаштовані на синтез рецепторних молекул IgМ і IgD та вільних імуноглобулінів IgM, IgG, IgA, IgE (залежно від експресії відповідних генів).
Тимічні лімфоцити (тимоцити) диференіцюються з утворенням різних субпопуляцій Т-клітин (Т-хелперів, Т-ефекторів, Т-супресорів та ін.), які потрапляють у кровообіг. Слід відзначити, що тимічні гормони (тимозин, тимопоетин та ін.) також викидаються у кров і здатні забезпечувати дозрівання Т-лімфоцитів і поза межами тимуса. Після дозрівання в центральних органах імунної системи (кістковому мозку і тимусі) Т- і В-лімфоцити потрапляють у кров’яне русло. Тільки незначна їх частина (0,2 – 2%) циркулює у крові, а основна маса (98%) приблизно через 30 хв циркуляції переноситься у тканини і заселяє периферічні лімфоїдні органи – селезінку, лімфовузли, апендикс, аденоїди, тонзили тощо. Частина їх розселяється у підслизових шарах шлунково-кишкового тракту, верхніх дихальних та сечостатевих шляхів, а також у шкірі.
Відповідно до такої властивості, як homing (від англ. home – дім) ті чи інші лімфоцити “облюбовують” різні органи і зони в цих органах. Але ж основними фільтрами для антигенів є лімфовузли, крізь них протягом години пропускається близько 109 лімфоцитів.
Імуногенез – це процес перетворення Т- і В-лімфоцитів під впливом антигену з неімунних в імунні – компетентні (або від англ. armed – озброєні чи effector – ефекторні).
Імуногенез розпочинається у вторинних органах імунної системи (лімфовузлах, селензінці та ін.), куди з лімфою і кров’ю потрапляють антигени і лімфоцити. Саме тут здійснюється так звана селекція специфічних лімфоцитів, що розпізнають даний антиген. Завдяки активації біосинтезу в лімфоцитах, відселекціонованих антигеном, розпочинається процес бласттрансформації. Він супроводжується активними мітозами і діленням клітин під впливом цитокінів – медіаторів імунної відповіді. Останні регулюють взаємодію імунокомпетентних клітин, їх проліферацію та диференціацію.
У результаті імуногенезу під впливом антигенів утворюються різні продукти імунної відповіді. Так, у процесі імуногенезу В-лімфоцити перетворюються у плазматичні клітини (плазмоцити), які здійснюють синтез антитіл.
Дозрівання
Клітини
пам’яті
Проліфе-
рація
клонів
Вибіркова
активація
інтактного
лімфоцита Ефекторні
клітини, які забезпечують імунну
відповідь
Рис. 5.4. Схема імуногенезу лімфоцитів після первинного контакту з антигеном
(утворення ефекторних клітин і клітин пам’яті)
Пояснення: частина В-лімфоцитів, а саме ті, що припиняють ділення, перетворюються у клітини пам’яті, а решта стає ефекторними клітинами імунітету. Клітини пам’яті потребують менше часу для перетворення в ефектори, і це скорочує термін, необхідний для виникнення вторинної імунної відповіді. Розвиток клону, котрий ніби пам’ятає про контакт з антигеном, лежить в основі вторинної імунної відповіді, яка більш ефективна, ніж первинна.
Імуногенез Т-лімфоцитів супроводжується не тільки їх розмноженням, але й суттєвим диференціюванням, в результаті чого формуються специфічні до антигену клони Т-хелперів, Т-супресорів, Т-ефекторів тощо. Частина Т- і В-лімфоцитів після контакту з антигеном припиняють ділення та перетворюються у клітини імунологічної пам’яті, які протягом довгого часу залишаються у циркуляції і начебто зберігають пам’ять про контакт з антигеном. Після повторного потрапляння антигенів в організм клітини імунологічної пам’яті забезпечують швидку імунну відповідь з утворенням антитіл та ефекторних клітин.