Вайнер Э. Н. - Валеология: Учебник для вузов

Система В-клеток составляет около 15% лимфоцитов крови и отвечает за гуморальный иммунный ответ. Больше всего В-лим-фоцитов находится в групповых лимфатических фолликулах, костном мозге, крови и селезенке (40—60%), в лимфатических узлах и грудном лимфатическом протоке (25%). Практически нет В-лимфоцитов только в тимусе. Диаметр зрелых В-лимфоцитов несколько больше, чем Т-лимфоцитов (8,5 мкм), поверхность их покрыта густым слоем отростков, являющихся антигенраспозна-ющими рецепторами. В клеточных мембранах В-лимфоцитов эти специфические рецепторы, или иммуноглобулины (Jg), заякорены и ориентированы на соответствующие антигены. При первом контакте с антигеном некоторые В-лимфоциты трансформируются в плазматические клетки и начинают вырабатывать специфические для данного антигена иммуноглобулины, выделяющиеся в кровь и во внеклеточную жидкость (гуморальные антитела).

Активация В-лимфоцитов первым поступлением АГ происходит только в присутствии определенных регуляторных тканевых гормонов, одни из которых секретируются Т-лимфоцитами (в частности, их разновидностью Т-хелперами) и называются лим-фокинами, другие — макрофагами и называются монокинами. Встречаются, однако, и такие АГ (например, бактериальные ли-пополисахариды), которые могут стимулировать антителообра-зование без Т-хелперов. Правда, иммунный ответ на такие АГ довольно неустойчив и повторное их воздействие на организм не сопровождается, как обычно, усиленной выработкой AT.

Развитие плазматических клеток от плазмобласта до зрелой формы занимает 5—6 суток. Жизненный цикл зрелых плазматических клеток, продуцирующий тот или иной вид AT, не превышает 2—3 суток. Плазматические клетки не циркулируют в крови, но 'в течение этих 2—3 суток мигрируют в ткани. Функционально плазматические клетки являются своеобразными одноклеточными белковыми железами, секретирующими AT одной специфичности. Более того, при наличии в молекуле АГ двух разных детерминант плазматическая клетка вырабатывает AT против одной из них (лишь 0,01% клеток способны продуцировать AT двух видов).

Другие активированные антигеном В-лимфоциты превращаются в В-клетки памяти — это юные, не закончившие полный цикл трансформаций клетки, способные к активному размножению. Все дочерние клетки одного активированного определенным антигеном В-лимфоцита, в том числе и В-клетки памяти, синтезируют антитела, специфичные именно к данному определенному антигену, так называемые моноклональные антитела.

У клеток иммунологической памяти все направления синтеза антител, за исключением одного, репрессированы, и для них лишь данный антиген служит директивным включателем уже детерминированной пролиферации и дифференцировки, которая заканчивается образованием плазматических клеток за 2—3 дня. Фаза АТ-образования применительно к одной группе (клону) продолжается около 10 суток, но по отношению ко многим из них может увеличиваться до нескольких недель. Сами же В-клетки памяти обладают длительным сроком существования — до нескольких месяцев и даже лет.

Система Т-клеток. Т-лимфоциты ответственны за клеточный иммунный ответ, к ним относят 70—80% всех лимфоцитов крови. Популяция Т-лимфоцитов весьма многочисленна. Более всего Т-клеток находится в тимусе и грудном лимфатическом протоке, где они составляют соответственно 95—100% и 80—90%, в крови и в лимфатических узлах их 55—85%, в селезенке и лимфоидной ткани слизистых оболочек — 25—40%.

Зрелые Т-лимфоциты по форме напоминают малые лимфоциты крови. Ядро у них подковообразное, плотное и интенсивно окрашенное, цитоплазма в виде узкого ободка, диаметр 6,0—6,5 мкм. На гладкой поверхности Т-лимфоцитов определяется сравнительно небольшое количество коротких отростков, представляющих собой рецепторы, состоящие из двух сцепленных друг с другом а- и (3-полипептидных цепей. В составе каждой цепи имеется по два домена (участка) — константный и вариабельный. Вариабельные участки Т-лимфоцита связываются не с гаптенами, как иммуноглобулины, а с носителем антигена.

Т-лимфоциты не циркулируют в крови и лимфе постоянно, а периодически появляются во вторичных лимфоидных органах. После активации антигеном эти клетки пролиферируют и превращаются в Т-эффекторы или в долгоживущие Т-клетки памяти.

По свойствам поверхности можно выделить две субпопуляции Т-эффекторов — Т4- и Т8-клетки. Каждая из них в свою очередь подразделяется на группы по функциональным критериям. К Т-клеткам, представляющим в основном Т4-тип. относятся:

1) Т-ЛИМфокиновые клетки, выделяющие лимфокины (гормоно-подобные вещества, активирующие другие клетки организма, например, макрофаги и гемопоэтические стволовые клетки);

2) Т-хелперы-индукторы, секретирующие интерлейкин-2 (лим-фолейкин), способствующий дифференциации дополнительных Т-клеток; 3) Т-хелперы, долгоживущие лимфоциты, высвобождающие так называемые факторы роста В-клеток. Лимфоциты, относящиеся преимущественно к Т8-типу, -- это Т-киллеры, уничтожающие клетки, несущие антиген, и Т-супрессоры, тормозящие активность В- и Т-лимфоцитов и предупреждающие тем самым чрезмерные иммунные реакции. Т-супрессоры очень чувствительны к ионизирующей радиации и имеют короткий период жизни. Все перечисленные типы клеток относятся к корот-коживущей (несколько дней) оседлой субпопуляции и обнаруживаются преимущественно в тимусе и селезенке.

Таким образом, система Т-клеток регулирует функции клеток других типов, ответственных за иммунитет, в частности В-лимфо-цитов. Долгоживущие (месяцы и годы) клетки Т-памяти циркулируют в крови и представляют собой не до конца дифференцированные Т-лимфоциты; в определенных случаях они могут распознавать антиген даже спустя годы после первого контакта. При повторном контакте с этим антигеном они инициируют вторичную реакцию, входе которой пролиферируютболее интенсивно, чем при первичном ответе, — в результате быстро образуется большое .число Т-эффекторов. Долгоживущих Т-лимфоцитов в грудном протоке 90%, в лимфатических узлах — 70%, в селезенке — 25%. В отличие от В-лимфоцитов Т-лимфоциты не несут обычного набора мембраносвязанных Jg. Вместе с тем их рецептор, воспринимающий антигены, состоит из антиген-специфического гликопротеина (Т4- или Т8-гликопротеин) и трех анти-ген-неспецифических, то есть одинаковых у всех Т-клеток белков (ТЗ-белки). Важно отметить, что Т-клетки могут связывать антигены лишь в том случае, если последние ассоциированы с определенными антигенными структурами, расположенными на поверхности всех ядросодержащих клеток организма. Эти антигенные структуры называют главным комплексом гистосовместимости. Так, когда макрофаг презентирует Т-лимфоцитам чужеродный антиген (патоген), лимфоцит распознает его в комплексе с антигеном гистосовместимости па поверхности макрофаш. Набор антигенов гистосовместимости предопределен генетически, различается у разных индивидуумов и играет важную роль в развитии иммунотолерантности, а также участвует в реакциях отторжения пересаженных органов. В хирургической практике перед операцией по пересадке органа исследуют набор антигенов гистосовместимости донора и реципиента с целью установить их антигенное сходство (для этого обычно используют легкодоступные лейкоциты).

На долю нулевых клеток приходится 10% лимфоцитов крови. К ним относятся те лимфоциты, которые на основании поверхностных свойств нельзя с определенностью отнести ни к В-, ни к Т-системам. Часть этих клеток представляет собой гемопоэтические клетки — предшественники, попавшие в кровоток из костного мозга. Сюда же относят и К-клетки (клетки-киллеры), которые имеют рецепторы для Fc-компонента Jg (о чем будет сказано ниже) и уничтожают клетки, несущие данные Jg. Таким образом, иммунная атака со стороны К-киллеров является антиген-зависимой, но не антиген-специфичной, поэтому эти клетки, в строгом смысле слова, нельзя рассматривать как составные части специфической иммунной системы. К цитоксическим нулевым клеткам относятся также естественные клетки-киллеры (ЕКК). Реакции, в которых участвуют ЕКК, не зависят от АГ и AT, однако особенно эффективно ЕКК действуют на опухолевые клетки.

Макрофаги как АГ-презентирующие клетки — основной тип клеток моноцитарной системы лимфоцитов. Они представляют собой крупные (10—20 мкм) гетерогенные по функциональной активности долгоживущие клетки с хорошо развитой цитоплазмой и лизосомальным аппаратом. На их поверхности имеются специфические рецепторы к В- и Т-лимфоцитам, Fc-фрагменту иммуноглобулина, G, Сз-фракциям комплемента, цитокинам, гистамину. Различают подвижные и фиксированные макрофаги. Первые — это моноциты крови, вторые — макрофаги дыхательных путей, купферовские клетки печени, париетальные макрофаги брюшины, селезенки и лимфатических узлов. Значение макрофагов состоит в том, что они накапливают и подвергают переработке проникающие в организм тимусзависимые АГ и презенгируют их в трансформированном виде для распознавания тимоцитам. вслед'за чем стимулируется пролиферация и дифференииация В-лимфоцитов в антителообразуюшие плазматические клетки.

Акт распознавания «чужого» агента, попавшего извне или образовавшегося в организме, выполняют иногда и лимфоциты. Недавно была открыта группа вспомогательных клеток при распознавании «чужого», объединенных названием «лимбоциты». Из этой группы клеток для реализации иммунного ответа особое значение имеют дендриты (древовидные клетки), неспособные к фагоцитозу, но тем не менее представляющие антиген лимфоцитам.

Таким образом, основными клеточными элементами; обеспечивающими приобретенный иммунитет, являются В-лимфроци-ты, Т-лимфоциты и макрофаги.

Антигены (от греческого anti — против, genes — род, происхождение) -- вещества, которые несут признаки генетической чужеродности для данного организма и являются первопричиной развития иммунного процесса. Антигены — это потенциально болезнетворные вещества (патогены, белки других видов животных, инертные соединения), которые при попадании в организм вызывают образование специфических, нейтрализующих их антител. Антигены состоят из неспецифической крупной молекулы — носителя (полисахарида, белка или липида с молекулярной массой более 10000) и структурных компонентов — детерминант, локализованных на поверхности молекулы и определяющих ее специфичность.

Высокомолекулярные соединения, индуцирующие антитело-образование и взаимодействующие с иммуноглобулинами, называются иммуногенами, а низкомолекулярные, только реагирующие с антителами, — гаптенами. Иммуногены могут быть носителями нескольких детерминант-гаптенов. Иммуногенность фактора обусловлена его молекулярной массой, поэтому наибольшей способностью индуцировать продукцию AT обладают чужеродные макромолекулярные белки. Иммуногенность белка определяется также содержанием аминокислот (не менее 10), их последовательностью, а также конфигурацией самого белка. При недостатке аминокислот антигенность белка снижается или полностью утрачивается. Существенную роль в иммуногенности играет и коллоидное состояние вещества, поэтому нативный белок как устойчивый коллоид является наиболее активным иммуноге- ном. В естественных белках — антигенах детерминантами являются аминокислотные остатки, в полисахаридных антигенах — молекулы гексозы, в более сложных антигенах - - антипирин, антибиотики, азокраски, липиды, низкомолекулярные полисахариды, химические элементы и т.д.

Судьба антигенов в организме зависит от способа введения: при внутривенном антиген быстро поступает в селезенку и печень; при подкожном и внутримышечном — в лимфоузлы и т.д. Антигены могут поступать в организм через кожу, а также через слизистые оболочки пищеварительного и дыхательного трактов.

Содержание антигена в кровотоке за счет распада белка за сутки уменьшается вдвое, после чего включается механизм иммунной элиминации антигена до его полного исчезновения из кровотока. В печени и селезенке антиген может сохраняться достаточно долго — месяцы и годы.

Flptf иммунном ответе обычно действуют механизмы как гуморального, так и клеточного иммунитета, но в разной степени. Так, при кори преобладает гуморальный ответ, а при контактной аллергии или реакциях отторжения — клеточный. Как в гуморальной, так и в клеточной системе вторичные реакции, возникающие при повторном контакте с тем или иным антигеном, протекают быстрее и интенсивнее, чем первичные, и концентрация в крови иммуноглобулина резко возрастает. Поскольку гуморальный иммунный ответ быстрее клеточного, его называют также немедленной иммунологической реакцией. К нему относят многие реакции гиперчувствительности, например, аллергические ответы на лекарства или пыльцу (сенная лихорадка), аллергические формы бронхиальной астмы и осложнения при переливании несовместимой крови.

Клеточный иммунный ответ по сравнению с гуморальным развивается сравнительно медленно, достигая максимума примерно за 48 часов, поэтому его называют отложенным ответом. К реакциям( этого типа относятся многие виды так называемой контактной аллергии (например, возникающей'у людей при воздействии на кожу некоторых синтетических веществ; ношении изделий из кожи, дубленой солями хрома, или ювелирных изделий, содержащих никель). В этом случае возникают покраснения кожи, волдыри и усиленная секреция жидкости под кожу и слизистые оболочки.

7.3. Физиология иммунитета

Иммунология рассматривает антиген ,в-качестве биологического маркера клеток, тканей, органов и жидкостей организма в процессах онто- и филогенеза. Эти структуры называют антигенами главного комплекса гистосовместимости (МНС), так как они контролируются группами генов главной системы гистосовместимости, расположенными у человека на шестой хромосоме.

МНС выполняют в организме разнообразные функции. Так, антигены МНС класса 1 и 2 определяют способность иммунной системы организма распознавать чужеродные антигены. Суть этого явления состоит в том, что микроорганизмы, продукты их распада или жизнедеятельности, другие неизмененные антигены Т-лимфоцитами не распознаются, поэтому вначале они подвергаются переработке в клетках-макрофагах, где происходит их частичная денатурация и протеолиз, как правило, до пептидов. Такой низкомолекулярный переработанный антиген перемещается на поверхность клетки, связывается с находящимися здесь молекулами МНС и становится доступным для восприятия Т-лимфоцитами. При этом комплексы антигенов с молекулами МНС класса 1 распознаются цитотоксическими Т-лимфоцитами, которые осуществляют разрушение злокачественно перерожденных или инфицированных вирусом клеток, а комплексы антигенов с молекулами МНС класса 2, образующимися в основном на В-лимфоцитах и макрофагах, распознаются Т-хелперами, которые как посредники передают сигнал и включают В- и Т-клетки в антителообразование или другие эффекторные процессы.

Антитела — это особый вид белков, называемых иммуноглобулинами, вырабатываемых под влиянием антигенов и обладающих способностью специфически реагировать с ними. Антитела могут нейтрализовать токсины бактерий и вирусы (антитоксины и вируснейтрализующие антитела), осаждать растворимые антигены (преципитины), склеивать корпускулярные антигены (агглютинины), повышать фагоцитарную активность лейкоцитов (опсонины), связывать антигены, не вызывая каких-либо видимых реакций (блокирующие антитела), совместно с комплементом лизировать бактерии и другие клетки, например, эритроциты (лизины).

Антитела представляют собой гликопротеины с молекулярной массой от 150 000 до 1 000 000. В простейшем случае молекула AT имеет форму буквы «игрек» или «рака» с меняющимся углом между двумя верхними отрезками («клешнями»), что говорит о гибкости ее структуры. Состоят антитела из четырех полипептидных цепей, связанных друг с другом дисульфидными мостиками. Две цепи — длинные и посередине изогнутые (как хоккейные клюшки), а две - - короткие и прямые - - прилегают к верхним отрезкам длинных цепей. Молекулярная масса длинных цепей 50000, их называют тяжелыми, или Н-цепями; коротких — 25.000, их называют легкими, или Z-цепями. Тяжелые и легкие цепи отличаются по аминокислотному составу и антигенным свойствам.

Обе цепи иммуноглобулина по порядку расположения в них аминокислот делятся на две части. Одна из них, С-област.ь, у всех цепей иммуноглобулина стабильна; другая, V-область, вариабельна, последовательность аминокислот в ней меняется в зависимости от вида антигена, вызывающего образование антитела. При этом на концах V-областей молекулы Y (на двух «клешнях рака») формируются два антигенсвязывающие центра. Последние у разных иммуноглобулинов имеют разную конфигурацию, комплементарную детерминантной группе того антигена, под воздействием которого выработались.

Таким образом, распознавание антигена соответствующим антителом происходит не по химической структуре, а главным образом по общей конфигурации антигена благодаря взаимной комплементарности с антигенсвязывающим центром. Антитела связываются с антигенами за счет пространственной комплементарности, которая обеспечивается межмолекулярными силами и водородными связями. Прочность взаимодействия между антигеном и одним антигенсвязывающим центром называется аффинностью (сродством). Реакция между антигеном и антителом приводит к образованию комплекса антиген-антитело (АГ-АТ). В некоторых случаях связывания антигена антителом уже достаточно для обезвреживания антигена — нейтрализации (например, обезвреживание столбнячного анатоксина). Сродство антител к соответствующим им антигенам может быть различным. В сыворотке против того или иного антигена всегда содержится смесь многих молекул антител с различным сродством к нему, и их соединение с антигеном обусловливает перекрестные реакции. Если в молекуле антигена имеются несколько детерминант с одинаковой антигенной специфичностью, то молекулярные агрегаты, образующиеся в присутствии специфических антител, могут становиться настолько крупными, что комплексы АГ-АТ уже не могут оставаться в растворе и выпадают в осадок — происходит преципитация. В диагностике преципитацию применяют для определения природы антигенов и специфичности антител. В реакциях антител с антигенами, представляющими собой частицы или клетки (частицы крови, бактерии), также могут образовываться крупные агрегаты, иногда даже видимые невооруженным глазом. Подобные реакции агглютинации («склеивания») используют для определения групп крови, идентификации бактерий, а также антител против бактериальных белков и гормонов в крови и моче. На основании этой реакции различают полные и неполные антитела. Так, соответствующие полные антитела (обычно принадлежащие к классу JgM) непосредственно вызывают агглютинацию эритроцитов, тогда как неполные антитела (преимущественно класса JgG) реагируют с расположенными на их поверхности антигенами, но в силу своих небольших размеров не могут вызывать агглютинацию.

Антигены, соединенные со специфическими участками связывания неполных антител, уже не могут реагировать с полными антителами, поэтому неполные антитела называют также блокирующими. Последние блокируют антиген, а нередко одновременно связывают комплемент, вследствие чего их уже называют и комп-лементсвязывающими. Если же реакция антиген-антитело не вызывает каких-либо изменений в организме, их называют антителами-свидетелями. Реагирование JgE и JgG с антигенами может приводить к развитию аллергий. При незначительных, бесследно исчезающих проявлениях аллергии на кожных покровах аллергические антитела называют реагинами, а при ярко выраженных повреждениях клеток кожи — агрессинами, или кожно-сенсибили-зирующими антителами. Как и все белки, иммуноглобулины являются антигенами, и по отношению к ним вырабатываются антииммуноглобулины, то есть антитела против антител.

В зависимости от строения константных областей тяжелых цепей все иммуноглобулины подразделяют на пять классов: JgG, JgM, JgA, JgE, JgD .

JgG активируют систему комплемента и связываются с некоторыми антигенами поверхности клеток, делая тем самым эти клетки более доступными для фагоцитоза. Поскольку это сравнительно мелкие мономерные молекулы, они могут проникать через плацентарный барьер из крови матери в кровь плода. Так как до рождения у плода существенной продукции антител не происходит (для этого требуется контакт с чужеродными веществами), JgG матери служат важными механизмами защиты новорожденного от инфекции. В последующем их количество пополняется при кормлении ребенка грудью (особенно в первые шесть часов после родов), что обеспечивает ему иммунитет в первые недели жизни. Содержание этих иммуноглобулинов в крови ребенка обычно даже выше, чем у матери. Они защищают организм новорожденного от вируса полиомиелита, вируса краснухи, от возбудителей менингита, коклюша, столбняка, дифтерии. Через 2—4 месяца содержание JgG заметно снижается, что связано с интенсивным распадом материнских AT и временной недостаточностью собственного синтеза. Со 2-го года жизни ребенка количество JgG в его крови начинает увеличиваться и достигает взрослого уровня к 4—5 годам.