Взаимодействие клеток при иммунном ответе
Иммунный ответ возможен в результате активации клонов лимфоцитов и состоит из двух фаз. В первой фазе Аг активирует те лимфоциты, которые его распознают. Во второй (эффекторной) фазе эти лимфоциты координируют иммунный ответ, направленный на устранение Аг.
Гуморальный иммунный ответ
В гуморальном иммунном ответе эффекторными клетками являются В-лимфоциты. Регуляцию антителообразования осуществляют Т-хелперы и Т-супрессоры.
Вторгшийся в организм Аг поглощается макрофагом и подвергается процессингу — расщеплению на фрагменты. Фрагменты Аг выставляются на поверхности клетки вместе с молекулой MHC. Комплекс «Аг–молекула MHC класса II» предъявляется T‑хелперу (рис. 16‑4).
Рис. 16‑4. Распознавание антигена рецептором T‑лимфоцита. При помощи рецептора Т-лимфоцита Т‑клетка распознает Аг, но только находящийся в комплексе с молекулой MHC. В случае ТH‑клетки в процессе участвует её молекула — CD4, которая свободным концом связывается с молекулой MHC. Распознаваемый Т‑клеткой Аг имеет два участка: один взаимодействует с молекулой MHC, другой (эпитоп) связывается с рецептором Т-лимфоцита. Подобный тип взаимодействия, но с участием молекулы CD8, характерен для процесса распознавания TC‑лимфоцитом Аг, связанного с молекулой MHC класса I.
T‑хелперы
T‑хелпер распознаёт комплекс «Аг–молекула MHC класса II» на поверхности антигенпредставляющей клетки (рис. 16‑5). Для активации Т‑хелпера специфическое узнавание Т‑хелпером фрагмента Аг на поверхности антигенпредставляющей клетки оказывается недостаточным. Активацию Т‑хелперов обеспечивает взаимодействие молекулы В7 (расположена на поверхности антигенпредставляющей клетки) с молекулой CD28 на поверхности Т‑хелпера. Узнавание Т‑хелпером нужных молекул на поверхности антигенпредставляющей клетки стимулирует секрецию ИЛ1 (рис. 16‑5). Активированный ИЛ1 T‑хелпер синтезирует ИЛ2 и рецепторы ИЛ2, через которые агонист стимулирует пролиферацию Т‑хелперов и цитотоксических T‑лимфоцитов. В случае Т‑хелпера речь идёт об аутокринной стимуляции, когда клетка реагирует на тот агент, который сама же синтезирует и секретирует. Таким образом, после взаимодействия с антигенпредставляющей клеткой T‑хелпер приобретает способность отвечать на действие ИЛ2 всплеском пролиферации. Биологический смысл этого процесса состоит в накоплении такого количества Т‑хелперов, которое обеспечит образование в лимфоидных органах необходимого количества плазматических клеток, способных вырабатывать АТ против данного Аг.
Рис. 16‑5. Взаимодействие клеток при иммунном ответе. Рецептор Т‑хелпера распознаёт антигенную детерминанту (эпитоп) вместе с молекулой MHC класса II, выставленные на поверхности антигенпредставляющей клетки. В молекулярном взаимодействии участвует дифференцировочный Аг Т‑хелпера CD4. В результате подобного взаимодействия антигенпредставляющая клетка секретирует ИЛ1, стимулирующий в Т‑хелпере синтез и секрецию ИЛ2, а также синтез и встраивание в плазматическую мембрану того же Т‑хелпера рецепторов ИЛ2. ИЛ2 стимулирует пролиферацию Т‑хелперов и активирует цитотоксические T‑лимфоциты. Отбор В‑лимфоцитов производится при взаимодействии Аг с Fab‑фрагментами IgM на поверхности этих клеток. Эпитоп этого Аг в комплексе с молекулой MHC класса II узнаёт рецептор Т‑хелпера, после чего из T‑лимфоцита секретируются цитокины, стимулирующие пролиферацию В‑лимфоцитов и их дифференцировку в плазматические клетки, синтезирующие АТ против данного Аг. Рецептор цитотоксических T‑лимфоцитов связывается с антигенной детерминантой в комплексе с молекулой MHC класса I на поверхности вирус-инфицированной или опухолевой клетки. В молекулярном взаимодействии участвует дифференцировочный Аг цитотоксического T‑лимфоцита CD8. После связывания молекул взаимодействующих клеток цитотоксический T‑лимфоцит убивает клетку–мишень.
B‑лимфоциты
Активация
B‑лимфоцита (рис. 16‑5) предполагает
прямое взаимодействие Аг с Ig на поверхности
B‑клетки. В этом случае сам B‑лимфоцит
процессирует Аг и представляет его
фрагмент в комплексе с молекулой MHC II
на своей поверхности. Этот комплекс
распознаёт T‑хелпер, отобранный при
помощи того же Аг. В активации В‑клетки
участвуют две пары молекул: с одной
стороны, специфическое взаимодействие
Аг с рецептором (IgM)
на поверхности В‑лимфоцита, а с другой
стороны, молекула CD40
на поверхности В‑клетки взаимодействует
с молекулой CD40L
на поверхности Т‑хелпера, активирующего
В‑клетку. Узнавание рецептором
T‑хелпера комплекса «Аг–молекула
MHC класса II» на поверхности B‑лимфоцита
приводит к секреции из Т‑хелпера
ИЛ2, ИЛ4, ИЛ5 и ‑ИФН.
Под их действием B‑клетка активируется
и пролиферирует, образуя клон.
Активированный B‑лимфоцит
дифференцируется в плазматическую
клетку: увеличивается количество
рибосом, гранулярная эндоплазматическая
сеть и комплекс Гольджи
становятся более выраженными.
Плазматические клетки
Плазматическая клетка синтезирует Ig. ИЛ6, выделяемый активированными Т‑хелперами, стимулирует секрецию Ig. Часть зрелых В‑лимфоцитов после Аг-зависимой дифференцировки циркулирует в организме как клетки памяти.
Клеточный иммунный ответ
В клеточном иммунном ответе эффекторными клетками являются цитотоксические Т-лимфоциты, активность которых регулируют Т-хелперы и Т-супрессоры.
Реакции клеточно-опосредованного цитолиза
Эффекторные клетки при помощи своих рецепторов распознают клетку–мишень и уничтожают её. За клеточно-опосредованный цитолиз отвечают не только Т-лимфоциты, но и другие субпопуляции лимфоидных клеток, а в некоторых случаях миелоидные клетки. В процессе узнавания участвуют различные молекулы, выставленные на поверхности взаимодействующих клеточных партнеров:
• специфические Аг (например, вирусные пептиды на поверхности инфицированных клеток) в комплексе с молекулой MHC распознаются рецепторами цитотоксических Т‑клеток, преимущественно CD8+-клеток и некоторыми субпопуляциями CD4+-клеток;
• антигенные детерминанты опухолевых клеток распознаются NK-eлетками без участия молекулы MHC класса I;
• связанные с Аг АТ на поверхности клеток–мишеней, распознаются рецепторами Fc‑фрагментов NK-eлеток (феномен АТ-зависимой цитотоксичности).
Цитотоксические T‑лимфоциты
Предъявленный на поверхности клетки–мишени Аг в комплексе с молекулой MHC класса I связывается с рецептором цитотоксического T‑лимфоцита (TC, рис. 16‑5). В этом процессе участвует молекула CD8 клеточной мембраны TC. Секретируемый T‑хелперами ИЛ2 стимулирует пролиферацию цитотоксических T‑лимфоцитов.
Уничтожение клетки–мишени
Цитотоксический T‑лимфоцит раcпознаёт клетку–мишень и прикрепляетcя к ней. В цитоплазме активированного цитотоксического T‑лимфоцита присутствуют мелкие тёмные органеллы, напоминающие запаcающие гранулы cекреторных клеток. Гранулы концентрируютcя в той чаcти T‑киллера, которая расположена ближе к меcту контакта c клеткой–мишенью. Параллельно проиcходят переориентация цитоcкелета и cмещение в эту облаcть комплекса Гольджи, в котором и формируютcя гранулы. В них содержится цитолитический белок перфорин. Выделяемые T‑киллером молекулы перфорина полимеризуютcя в мембране клетки–мишени в приcутcтвии Ca2+. Сформированные в плазматической мембране клетки–мишени перфориновые поры пропуcкают воду и cоли, но не молекулы белка. Еcли полимеризация перфорина произойдет во внеклеточном проcтранcтве или в крови, где в избытке имеетcя кальций, то полимер не cможет проникнуть в мембрану и уничтожить клетку. Cпецифическое дейcтвие T‑киллера проявляется только как результат тесного контакта между ним и клеткой–мишенью, который доcтигаетcя за cчёт взаимодейcтвия Аг на поверхноcти жертвы c рецепторами T‑киллера. Cам T‑киллер защищён от цитотокcичеcкого дейcтвия перфорина.