Клетки иммунной системы
Основными клетками, участвующими в иммунных реакциях, являются лимфоциты, плазматические клетки, тучные клетки, нейтрофилы, эозинофилы и клетки системы мононуклеарных фагоцитов (т. е. по происхождению из моноцитов крови).
Рисунок 7 — Клетки иммунной системы
Лимфоциты
Лимфоциты, согласно классификации, разделяют на В-, Т-клетки (лимфоциты) и естественные (натуральные) киллеры (NK-клетки). В- и Т-лимфоциты являются единственными клетками, которые способны среди огромного числа различных эпитопов избирательно распознавать специфический эпитоп. В- и Т-клетки различаются своей «историей жизни», поверхностными рецепторами и поведением во время иммунной реакции. Хотя В- и Т-лимфоциты морфологически неразличимы как под световым, так и под электронным микроскопом, их можно идентифицировать иммуноцитохимическими методами, поскольку они имеют различные поверхностные белки (маркеры).
Предшественники лимфоцитов всех типов развиваются в костном мозге; некоторые лимфоциты созревают и становятся функционально активными в самом костном мозге, а покинув его, попадают в кровоток и колонизируют соединительные ткани, эпителии, лимфоидные узелки и лимфоидные органы. Это — В-лимфоциты (рисунок 8). С другой стороны, предшественники Т-лимфоцитов покидают костный мозг и через кровоток достигают тимуса, где они интенсивно пролиферируют и дифференцируются, либо погибают механизмом апоптоза. После окончательного созревания Т-клетки покидают тимус и распределяются по всему организму, попадая в соединительные ткани и лимфоидные органы (рисунок 8). Благодаря той роли, которую они играют в образовании и созревании лимфоцитов, костный мозг и тимус известны как центральные органы кроветворения. Другие структуры — это периферические лимфоидные органы (селезенка, лимфатические узлы, солитарные лимфоидные узелки, миндалины, червеобразный отросток и пейеровы бляшки подвздошной кишки).
В- и Т-клетки в лимфоидной системе распределены неравномерно, а занимают определенные участки в ее органах (таблица 3).
Таблица 3 — Содержание В- и Т-лимфоцитов в лимфоидных органах
Лимфоидный орган
|
Т-лимфоциты, % |
В-лимфоциты, % |
Тимус |
100 |
0 |
Костный мозг |
10 |
90 |
Селезенка |
45 |
55 |
Лимфатические узлы |
60 |
40 |
Кровь |
70 |
30 |
Очень важным характерным признаком В- и Т-лимфоцитов являются рецепторы, которые они имеют на своей поверхности. Эти рецепторы играют основную роль в распознавании эпитопов антигенов и в запуске иммунной реакции. Т-лимфоциты распознают линейную последовательность аминокислот, тогда как для В-лимфоцитов важна также пространственная структура (т. е. молекулярная конформация) белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов или липидов. Каждый В-лимфоцит, покидающий костный мозг, или каждый Т-лимфоцит, выходящий из тимуса, имеет только один тип поверхностного рецептора, распознающего специфический эпитоп. В результате реаранжировки генов в ходе созревания В- и Т-клеток образуются многие миллионы различных клеток, причем каждый лимфоцит распознает только один специфический эпитоп.
В организме, который еще не подвергался воздействию антигенов, лишь очень малое количество отдельных лимфоцитов, способных распознавать каждый из миллионов существующих эпитопов. Их точное число неизвестно, но предположительно оно может варьировать от одного до нескольких сотен. Вскоре после того, как лимфоцит впервые встретится с эпитопом, который он способен распознавать, происходит стимуляция клеточной пролиферации, которая приводит к нарастанию (амплификации) этой конкретной популяции лимфоцитов, в результате чего возникает увеличенный клон лимфоцитов, способных распознавать данный эпитоп.
В-ЛИМФОЦИТЫ
В В-лимфоцитах поверхностные рецепторы, способные распознавать антигены, являются мономерными молекулами IgM. Каждая В-клетка несет на своей поверхности около 150 000 молекул IgM. Встреча В-лимфоцита с эпитопом, который он распознает, приводит к нескольким циклам клеточной пролиферации, за которой следует дифференцировка большей части этих лимфоцитов в плазматические клетки. Данная популяция плазматических клеток секретирует антитела к тому же эпитопу, что и В-клетка, которая их образовала. В большинстве случаев активация В-лимфоцитов требует помощи со стороны подкласса Т-лимфоцитов, которые известны как Т-хелперы. Однако не все активированные В-лимфоциты становятся плазматическими клетками, некоторые сохраняются как В-лимфоциты памяти, способные быстро реагировать при вторичном воздействии того же эпитопа.
Т-ЛИМФОЦИТЫ
Т-клетки составляют 65–75 % лимфоцитов крови. Распознавание ими эпитопов осуществляется благодаря тому, что все Т-клетки на своей поверхности содержат особую молекулу — Т-клеточный рецептор. В отличие от В-лимфоцитов, которые распознают растворимые антигены или антигены, находящиеся на клеточной поверхности, Т-лимфоциты распознают только эпитопы. Эпитопы формируют комплексы с особыми белками клеточной поверхности других клеток (белками главного комплекса гистосовместимости (МНС — от англ. major histocompatibility complex).
Дифференцировка Т-лимфоцитов
Пре-Т-клетки мигрируют из костного мозга через кровь в центральный орган иммунной системы — вилочковую железу (тимус). Еще в периоде эмбрионального развития в тимусе создается микроокружение, имеющее значение для дифференцировки Т-лимфоцитов. В формировании микроокружения особая роль отводится ретикулоэпителиальным клеткам этой железы, способным к продукции ряда биологически активных веществ. Мигрирующие в тимус пре-Т-клетки приобретают способность реагировать на стимулы микроокружения. Пре-Т-клетки в тимусе пролиферируют, трансформируются в Т-лимфоциты, несущие характерные мембранные антигены (CD4+, CD8+).
Из тимуса мигрируют не все клетки. Часть Т-лимфоцитов погибает. Гибель части лимфоцитов является генетически запрограммированной (апоптоз).
Специфическое взаимодействие с антигеном в периферических лимфоидных органах служит началом процессов их пролиферации и дифференцировки в зрелые и долгоживущие клетки (Т-эффекторные и Т-клетки памяти), составляющие большую часть рециркулирующих Т-лимфоцитов.
Дифференцировочные антигены Т-клеток. В процессе дифференцировки лимфоцитов на их поверхности появляются специфические мембранные молекулы гликопротеидов. Такие молекулы (антигены) можно обнаружить с помощью специфических моноклональных антител и идентифицировать субпопуляции лимфоцитов. Создана номенклатура дифференцировочных антигенов лейкоцитов человека, выявляемых моноклональными антителами. Эта CD-номенклатура (CD — cluster of differentiation — кластер дифференцировки) базируется на группах моноклональных антител, реагирующих с одними и теми же дифференцировочными антигенами. При определении общей популяции Т-клеток могут быть использованы моноклональные антитела специфичностей CD (CD2, CD3, CD5, CD6, CD7).
Известны дифференцировочные антигены Т-клеток, которые характерны либо для определенных стадий онтогенеза, либо для различающихся по функциональной активности субпопуляций. Так, CD1 — маркер ранней фазы созревания Т-клеток в тимусе. В процессе дифференцировки тимоцитов на их поверхности экспрессируются одновременно маркеры CD4 и CD8. Зрелые CD4+ клетки являются Тх. Субпопуляция CD8+ Т-клеток включает цитотоксические Т-лимфоциты. Антитела к гликопротеинам CD4 и CD8 широко используются для того, чтобы различать и разделять Т-клетки соответственно на Тх и Тц.
Рисунок 8 — Происхождение основных типов лимфоцитов
В-лимфоциты и естественные киллеры образуются в костном мозге и покидают его