4) Клетки, тормозящие начало и осуществляющие прерывание, окончание иммунной реакции организма, их называют супрессоры;

5) В-клетки, вырабатывающие иммуноглобулины. Всего у человека 10¹² лимфоцитов или 10⁶ клонов. Число же возможных антигенов — около 10⁴. Это означает, что часть лимфоцитов «свободна» и готова к встрече с неизвестными еще антигенами.

Суть теории иммуногенеза, которая на сегодня является наиболее признанной, сводится следующим положениям:

1. В эмбриональном периоде закладывается столько лимфоцитов (или даже больше), сколько есть в среде антигенов. Каждый лимфоцит содержит антитела против предполагаемого антигена. Эти антитела продуцируются лимфоцитом в небольших количествах, и локализуются они на поверхности лимфоцита, выполняя роль рецептора антигена.

2. Когда в организме появляется антиген, то он взаимодействует только с одним видом лимфоцитов, который соответствует ему по рецепторам-антителам. В результате начинается пролиферация этого вида лимфоцитов (популяция), клонирование отдельных видов лимфоцитов, наработка ими соответствующих количеств антител (отшнуровка рецепторов) последующая элиминация антигена либо путем связывания его, либо за счет цитотоксического повреждения клетки-антигена.

3. Лимфоциты, имеющие рецепторы к собственным (нечужеродным) антигенам и бывшие в контакте с этими антигенами в эмбриональном периоде, не способны к пролиферации, так как это им запрещено соответствующими Т-супрессорами. Не исключено, что этот

189

запрет осуществляется за счет выработки Т-супрссорными клетками антител к собствен­ным антигенам, которые и блокируют рецепторы на обычных лимфоцитах.

Фазы иммунного ответа. Различают три фазы иммунного ответа: 1) афферентная фаза — распознавание антигена и активация иммунокомпетентных клеток;

2) центральная фаза — вовлечение в процесс клеток-предшественниц, пролиферация, дифференциация, в том числе в клетки памяти и клетки-эффекторы;

3) эффекторная фаза — разрушение, элиминация антигена из организма либо гумо­ральным путем за счет реакции антитело + антиген, либо клеточным — цитотоксическая реакция.

Антигены. Это одно из основных понятий в иммунологии. К антигенам относятся: бел­ки, полисахариды, липополисахариды, нуклеиновые кислоты как в очищенном виде, так и в виде структурных компонентов различных биологических структур (клеток, тканей, виру­сов). Обычно это молекулы с большой массой. На поверхности молекулы сложного антиге­на имеются функциональные группы, которые определяют особенность и специфичность данного вещества. Они получили название антигенных детерминант. Число детерминант на поверхности молекулы определяет валентность антигена.

Для иммунного ответа обычно нужно несколько молекул антигена, сконцентрирован­ных в виде обоймы. Такую концентрацию антигенов, циркулирующих в крови или находя­щихся в тканях, осуществляет Т-лимфоциты-хелперы и макрофаг. Макрофаг за счет нали­чия иммуноглобулиновых рецепторов захватывает антиген, 90% его переваривается, а 10^е» идет на поверхность макрофага — происходит процессинг, концентрация антигенных де­терминант. В результате такой работы слабый антиген повышает свою антигенность в 1000 раз, а сильный — увеличивает ее в 10 раз. Затем эта информация представляется Т-лимфоцитам-хелперам, которые в последующем передают ее на В-лимфоциты или на Т-киллеры.

Для представления антигена В-лимфоциту необходимо двойное распознавание, смысл которого сводится к следующему: В-лимфоцит узнает детерминанту антигена. Одновре­менно Т-хелпер с помощью своих рецепторов опознает макрофаг, который представляет антиген, и сам антиген, находящийся на макрофаге. Распознав «чужое», Т-хелпер продуци­рует интерлейкин-II, который вызывает превращение В-лимфоцита в плазматическую клет­ку — непосредственный производитель антител против узнанного антигена. Макрофаг в ответ на данное взаимодействие начинает продуцировать интерлейкин-1, который активи­рует наработку В-лимфоцитов из стволовой кроветворной клетки.

Такое взаимодействие макрофага, Т-хелперов и В-лимфоцитов получило название про­цесса кооперации. Ему уделяется большое внимание в иммунологии, так как нарушение этого процесса приводит к блокаде выработки антител.

Судьба антигенов. Существуют различные способы «нейтрализации», или элиминации антигена. В процессе эволюции были отобраны наиболее надежные и адекватные для каж­дого антигена способы. Можно выделить как минимум шесть таких способов.

1. Нейтрализция, или детоксикация антигена, за счет связывания его антителом.

2. Опсонизация — связывание антигена антителом, образование единого комплекса, который захватывается макрофагом и в последующем фагоцитируется им.

3. Контактный лизис, или цитотоксичность — этот способ ценен в отношении чужеродных клеток.

4. Реакция связывания комплемента, или комплемент-зависимый цитолиз, когда клетка-антиген уничтожается путем цитотоксического эффекта, но предварительно на клетку-антиген «садится» комплемент, облегчающий киллинг.

5. Воспалительная реакция: вокруг чужеродного антигена-клетки собираются фагоциты и пожирают его.

6. Элиминация циркулирующих комплексов «антиген-антитело» через почки, кишеч­ник, печень.

Рассмотрим более подробно функцию В-лимфоцитов и плазмоцитов, продуцирующих антитела. Как уже отмечалось выше, популяция В-лимфоцитов неоднородна с точки зрения

190

выполнения ими функций. Различают антител-продуценты, или плазматические клетки, киллеры, или цитотоксические клетки, супрессоры и клетки иммунологической памяти.

Все В-лимфоциты содержат на своей проверхности специфические рецепторы. Это ан­титела, которые с момента развития В-лимфоцита он продуцирует — специфические иммуноглобулины, узнающие только один антиген (один рецептор, или один иммуноглобулин

— один антиген). В каждом лимфоците на его плазматической мембране таких однородных рецепторов примерно 10⁴—10⁵, благодаря чему один В-лимфоцит способен связывать до 150 тыс. молекул антигена. После узнавания начинается процесс пролиферации и дифференцировки В-лимфоцитов и усиление продукции антител — тех же самых иммуноглобулинов, которые выступали в роли рецепторов.

Кроме специфических рецепторов, каждый В-лимфоцит на своей поверхностной мемб­ране имеет и неспецифические рецепторы, в том числе для связывания комплемента, а точ­нее его С3 -компонента, рецепторы для Фс-фрагментов любых иммуноглобулинов.

Антитела. Они выполняют в организме две основные функции. Первая — распознавание и специфическое связывание соответствующих антигенов, вторая — эффекторная: антите­ло индуцирует физиологические процессы, направленные на уничтожение антигена, — ли­зис чужеродных клеток через активацию системы комплемента, стимуляцию специализи­рованных иммунокомпетентных клеток, выделение физиологически активных веществ и т.п. По своей химической природе все антитела относятся к гликопротеидам. Белки, состав­ляющие основу антител, относятся к глобулинам. В составе антитела имеются константные области и вариабельные. Вариабельная область имеет абсолютную специфичность, благо­даря которой антитело способно узнать соответствующий антиген.

Все антитела можно разделись на пять больших классов — IgG, IgM, IgA, IgD, IgE.

Иммуноглобулины IgG содержатся в сыворотке, имеют два участка для связывания ан­тигена, преципитируют (осаждают) растворимые в воде антигены, вызывают агглютинацию (склеивание) корпускулярных антигенов, вызывают их лизис, но при условии, что на анти­гене будет комплемент. В силу особенностей строения IgG способны проходить через пла­центу. Благодаря этому плод во время беременности получает от матери антитела против ряда возбудителей инфекционных болезней.

Все остальные виды иммуноглобулинов не способны в норме проходить через плацен­тарный барьер.

Иммуноглобулины IgM содержатся в сыворотке и лимфе. Они способны преципитировать, агглютинировать и лизировать антигены. Этот класс иммуноглобулинов обладает на­ибольшей способностью к связыванию комплемента.

Иммуноглобулины IgA обнаружены в сыворотке и слизистых оболочках. Они не могут преципитировать, агглютинировать и лизировать корпускулярные антигены. Под их влия­нием активируется комплемент, в результате чего происходит опсонизация бактерий, что облегчает их захват фагоцитами (нейтрофилами и макрофагами).

Иммуноглобулины IgD находятся в сыворотке, они не способны связывать комплемент. Роль их до настоящего времени не ясна.

Иммуноглобулины IgE выявляются в сыворотке, не связывают комплемент, очевидно, участвуют в аллергических реакциях, так как при этих состояниях их концентрация в кро­ви существенно возрастает.

Динамика накопления антител. При первичной встрече антигена с В-лимфоцитами спус­тя несколько дней (около 10) происходит повышение уровня иммуноглобулинов IgM, кото­рые специфически связывают введенный антиген. В последующем синтез этого вида анти­тел снижается и на смену ему приходит синтез специфических антител, принадлежащих к иммуноглобулину IgG. После завершения инвазии данного микроба концентрация антител к нему снижается. При вторичном поступлении, например, через год, возникает, так назы­ваемый, вторичный ответ: буквально через сутки начинается быстрый синтез антител к этому антигену, которые принадлежат к классу IgG. Такой быстрый и окончательный ответ обусловлен существованием клеток-памяти, которые сохраняли информацию о данном антигене в течение всего этого года. •

191

Механизм действия антител. Антитела распознают антиген и связываются с ним. Если антиген — это корпускулярная частица (клетка), то антитело совместно с комплементом образует отверстие в мембране клетки-мишени, в результате чего открывается доступ внутрь клетки ферментов сыворотки или лизосомальных ферментов, и это в конечном итоге при­водит к гибели клетки. Если антиген является растворимым, то под влиянием антитела он осаждается, становится нерастворимым. Для корпускулярных частиц существует еще один способ их элиминации — в результате присоединения антител антигены склеиваются меж­ду собой (агглютинируют) и выпадают в осадок.

Клеточный иммунитет. Физиология Т-лимфоцитов. Выше уже отмечалось, что популя­ция Т-лимфоцитов неоднородна: имеются клетки-киллеры, или убийцы; Т-хелперы, или по­мощники; Т-супрессоры, или ингибиторы иммунных реакций; Т-памяти.

Кроме такого деления выделяют антигенреактивные Т-лимфоциты. Они имеют рецепто­ры к антигену для его распознавания. При распознавании «своего» антигена Т-лимфоцит превращается в иммунобласт и начинает продуцировать медиатор, благодаря которому активируется ход последующих иммунных реакций, в том числе активация и размножение Т-хелперов. После окончания реакции бласт вновь превращается в малый лимфоцит.

Механизмы Т-клеточного иммунитета разнообразны: отторжение трасплантата, реак­ция трансплантата против хозяина, реакция против некоторых бактерий, вирусов, грибов, реакция противоопухолевого иммунитета. В основе всех этих реакций лежит цитотоксический эффект Т-лимфоцитов, а точнее — Т-киллеров. После того, как Т-киллер получает информацию о наличии чужеродного антигена, он совершает цитотоксическое действие (цитолиз), например цитолиз клетки-трансплантата или клетки-опухоли. Цитолиз может проходить при непосредственном контакте Т-киллера с клеткой-мишенью, либо опосредо­ванно — через среду. В обоих случаях Т-лимфоцит совершает «укол» клетки: выпускает из своей цитоплазмы либо продукты активации кислорода (супероксидный ион), пероксид во­дорода, либо лимфотоксин, либо специфические гранулы. Все эти «стрелы» нарушают це­лостность мембраны клетки-мишени, что приводит к осмотическому шоку этой клетки - гибели. Такие удары по клеткам-мишеням один и тот же Т-киллер может совершать неодно­кратно. Существует еще один вариант цитотоксического действия Т-киллера: выделение лимфокинов, благодаря которым макрофаги повышают свою чувствительность к конкрет­ной клетке-мишени и фагоцитируют ее.

Все Т-лимфоциты содержат на своей поверхности специфические и неспецифические рецепторы. Специфические рецепторы — это особый вид иммуноглобулинов (IgT), кото­рые состоят только из тяжелых цепей. Они предназначены для связывания с антигенами. На одном Т-лимфоците примерно 100—200 таких рецепторов, благодаря чему один Т-лим­фоцит способен связать до 500—3000 молекул антигена. У хелперов, киллеров, супрессо-ров свои специфические рецепторы. Неспецифические рецепторы призваны связывать лю­бые иммуноглобулины, а также различные гуморальные факторы, активирующие или тор­мозящие ответ Т-лимфоцита на антиген.

Т-хелперы предназначены для активации В-лимфоцитов или Т-лимфоцитов. Механизм активации реализуется либо за счет прямого контакта Т-хелпера с активируемым лимфоци­том, либо опосредованно, за счет продукции так называемых хелперных факторов.

Т-супрессоры регулируют направление и объем иммунологической реакции путем огра­ничения пролиферации клонов лимфоцитов, путем угнетения образования антител В-лимфоцитами, путем угнетения дифференцировки киллеров. Второй важный аспект деятельно­сти Т-супрессоров — это обеспечение иммунологической толерантности к определенным антигенам, в том числе к «своим» антигенам.

Иммунологический надзор. Постоянно в организме погибают, стареют и повреждаются различные клетки, в том числе — эритроциты, миоциты, нервные клетки. Непрерывно в организме образуются опухолевые клетки, т. е. клетки, утратившие контроль за развитием и стремящиеся к безудержному размножению. Все эти клетки становятся чужеродными в генетическом отношении. Поэтому необходим постоянный иммунный надзор за «домаш-

192

ним хозяйством». Механизм, обеспечивающий иммунный надзор, осуществляется за счет трех видов реакций, в основе которых лежит процесс узнавания «чужого», цитолиз и элиминация. Все эти процессы возникают под влиянием специфических гуморальных факторов, выделяемых участниками этих реакций. Итак, три вида реакций.

1) СКЦ — спонтанная клеточная цитотоксичность. Это основная реакция. В ней участвуют макрофаги, нейтрофилы и НК (натуральные киллеры).

2) АЗКЦ — антителозависимая клеточная цитотоксичность — реализуется с участием клеток, Т-лимфоцитов, макрофагов, нейтрофилов и при наличии антител к данной чужеродной клетке.

3) АКЦ — активированная клеточная цитотоксичность — осуществляется Т-лимфоцитами, активированными и превращенными в киллеры под влиянием определенных факторов — митогенов, интерферонов, интерлейкинов.

Как узнается «чужое» при иммунологическом надзоре? Вероятнее всего, за счет распоз­нания антигенных детерминант, которые появляются на клетках, требующих элиминации. Например, при старении эритроцита на его поверхности появляются новые антигенные детерминанты, которые и служат сигналом для связывания этих эритроцитов и их удаления.

Торможение иммунного надзора. В нормальных условиях Т-супрессоры регулируют течеиие иммунологических реакций, подавляют излишнюю активность иммунокомпетентных клеток.

Однако при патологии возможно появление дополнительного количества супрессоров. Так, показано, что опухоли вырабатывают эндогенные супрессоры типа а-глобулина, а-фетопротеина, которые снижают или блокируют иммунный надзор. Ряд веществ также подавляет этот надзор, в частности, простагландины, альбумин, липопротеиды, кеилоны, С-реактивный белок, мочевина, цистеин. Известно более 100 гуморальных регуляторов иммунного ответа, которые делят на две большие группы: факторы, активирующие функции иммунокомпетентных клеток (иммуноактиваторы) и факторы, подавляющие эти функции (супрессоры).

Иммунологическая толерантность — это иммунологическая ареактивность организма со стороны В- и Т-лимфоцитов по отношению к какому-либо антигену. Различают врожденную, или естественную, и приобретенную толерантность.

Врожденная толерантность приобретается в результате «знакомства» с антигеном во внутриутробном периоде. Поэтому не возникает ответ на собственные антигены. Аналогичная ситуация — в раннем постнатальном периоде.

Приобретение толерантности возможно за счет иммунодепрессантов, облучения, воздействия малых или, наоборот, больших доз антигена. Механизмы толерантности различны.

1) Активация Т-супрессоров, которые тормозят функцию соответствующего клона Лимфоцитов или Т-киллеров.

2) Гибель клона иммунокомпетентных клеток, способных реагировать с данным антигеном.

3) Иммунный «паралич» данного клона клеток или В-толерантность — это механизм активации путем блокады иммунных рецепторов избыточным количеством антигена.

4) Появление эндогенных супрессоров, снижающих иммунный надзор, например, фстопротеина при беременности, опухолевом росте, а-глобулинов при опухоли, С-реактивного белка, интерферонов, мочевины, цистеина, гуанидина, кейлонов, декстрана, сывороточного альбумина, простагландинов, депрессантов.

В крови здорового человека всегда есть аутоантитела к аутоантигенам в малых количествах. Иначе говоря, в организме каждого человека есть В-лимфоциты, которые продуци­рует антитела к собственным антигенам. Однако их активность заторможена и, вероятнее всего, с помощью Т-супрессоров. Если же в свою очередь затормозить действие таких супрессоров, то возникает аутоиммунное заболевание: в крови появляются аутоантитела к собственным тканям, т.е. в результате накопления «запрещенного» клона.

Наличие в крови здоровых людей небольшого количества аутоантител объясняется тем, что эти аутоантитела нужны для элиминации поврежденных и отмирающих клеток.

193