Физиология и патология системы крови

81

дифференцировки В-лимфоцитов, образования АТ и активации системы комплемента.

Существует взаимосвязь между HLA 1 и 2 классов и предрасположенностью к самым различным заболеваниям. Иногда даже у здоровых людей в крови отсутствуют иммуноглобулины класса А. Такие люди чрезвычайно подвержены заболеваниям дыхательной системы. Оказалось, что у 80% таких людей имется антиген В8, а почти у 50% – антиген DR3.

Нередко при наличии HLA-A1, B8 у детей очень рано выявляется бронхиальная астма и одновременно отмечается дефицит секреторного IgA.

В группе больных ишемической болезнью сердца (ИБС) более часто, чем у здоровых, определяются антигены A10, DR2 и DR5. У детей при наличии антигенов A10, DR2 и DR5 выявлены неблагоприятные сдвиги в показателях углеводного и липидного обменов, а также торможение фибринолиза, что является ведущими факторами для возникновения атеросклероза и ИБС.

Установлено, что антиген HLA B27 связан с иммунокомплексными заболеваниями – анкилозирующим спондилоартритом, болезнью Рейтера (триада – артрит, уретрит и конъюнктивит), диффузными болезнями соединительной ткани, болезнью Бехтерева. У больных острым панкреатитом установлено повышение частоты А1, В8, В18. В то же время у больных острым деструктивным панкреатитом отсутствует антиген В16, а при отечной форме острого панкреатита – антиген В27.

Убольных системной красной волчанкой (СКВ) существенно повышена частота распределения Аг HLA-B27, B8 и В17. Хронический характер течения СКВ наблюдается при наличии антигенов Cw6-Cw7. Сочетание этих признаков с антигенами В8В27 или В12-В18 повышает возможность развития именно хронического варианта течения СКВ до 99%.

Улюдей, страдающих ревматизмом, наблюдается довольно значительное повышение частоты HLA-B7 и HLA-B8, наряду со снижением частоты антигенов HLAA3, HLA-A19, HLA-B13, HLA-B14 и HLA-B21.

Среди населения России рак легких значительно чаще выявляется у лиц, имеющих антиген HLA-DR4, а рак желудка – при сочетании антигенов HLA-A1-B27, A3-B12, A9-B35. Более того, некоторые Аг или их сочетание – HLA-В51, HLA-B5, DR2, HLA-B13, DR1, HLA-A9, DR1 – не выявляются у здоровых лиц и с различной частотой определяются у больных раком желудка.

Умужчин с различным исходом клещевого энцефалита неблагоприятный прогноз ассоциируется с антигенами HLA-A3 и HLA-B35 и сочетанием антигенов HLA- A3-A9. Для прогнозирования неблагоприятного исхода для женщин значимыми являются признаки А28-В28, В7-В16, В13-В16.

При перенашивании беременности чаще встречаются антигены А2, А11, В8, В40, DR6. При невынашивании беременности превалируют антигены А3, А23, А29, А9, В12, В5, В7, В52, DR7, DR3. При ЕРН-гестозе (токсикозе беременных) чаще выявляются антигены А1, А9, А10, В5, В7, В12, В27, DR2, DR3.

Установлена пародонтит-протективная роль антигенов HLA-A1, A9, A26, B13 и С4. Предрасположенность к генерализованному пародонтиту связана с антигенами А28, В7 и В27. Повышенная восприимчивость к возникновению кариеса обусловлена антигенами А26 и В27.

Выявив в детстве гаплотип ребёнка (составив карту иммуногенетического обследования – HLA 1 и 2 классов), можно со значительной долей вероятности предсказать, к каким заболеваниям предрасположен человек, и применить комплекс профилактических мер, направленный на предупреждение этих патологических состояний.

81

82

3.11.3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ КЛАССОВ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ

Образующиеся в организме в ответ на появление Аг антитела делятся на 5 классов: IgG, IgA, IgM, IgD и IgE. Все иммуноглобулины, независимо от классов, построены из нескольких субъединиц и имеют общий тип пространственной организации полипептидных цепей. Прототипом структуры всех Ат является молекула IgG, состоящая из 4-х цепей – 2-х легких (L) и 2-х тяжелых (H), удерживаемых вместе посредством сильных межмолекулярных взаимодействий, а также дисульфидными связями. Одной из примечательных особенностей строения иммуноглобулинов является укладка полипептидных цепей, образующих компактные и пространственно четко разделенные области, получившие наименование домены. С помощью рентгеноструктурного анализа установлено, что в состав иммуноглобулинов входят Fabфрагменты, связывающие Аг и константный фрагмент Fc. К последнему на многих клетках имеются рецепторы, благодаря чему иммуноглобулины способны присоединяться к различным структурам (рис. 10).

Иммуноглобулинам присущи следующие функции: 1. Распознавание поступившего в организм Аг специфическими клетками памяти, что сопровождается переходом В-лимфоцитов в антителопродуценты. 2. Активация системы комплемента, благодаря чему образуются хемоаттрактанты и наступает лизис чужеродных клеток. 3. Активация фагоцитоза. 4. Стимуляция хелперной и супрессорной функции отдельных видов лимфоцитов. 5. Развитие гиперчувствительности немедленного типа, проявляющейся в выделении тучными клетками и базофилами гистамина и других биологически активных веществ. 6. Стимуляция реакций клеточного иммунитета. 7. Связывание Аг с образованием иммунных комплексов. 8. Осуществление антителозависимой клеточной цитотоксичности.

Остановимся вкратце на функции отдельных классов иммуноглобулинов. Иммуноглобулины класса G (IgG) – у человека являются наиболее актив-

ными. Их концентрация в крови колеблется от 9 до 18 г/литр. IgG обеспечивают противоинфекционную защиту, связывают токсины, усиливают фагоцитарную активность, активируют систему комплемента, вызывают агглютинацию бактерий и вирусов. Они способны переходить через плаценту, обеспечивая новорожденному ребенку пассивный иммунитет. Если мать переболела детскими инфекциями (корью, скарлатиной, коклюшем, ветряной оспой и др.), то новорожденный ребёнок в первые 3-6 месяцев после появления на свет ими болеть не будет.

На основе тонких отличий в аминокислотной последовательности Н-цепей Fcфрагмента среди IgG различают 4 подкласса или субтипа: IgG1, IgG2, IgG3 и IgG4. Действие их значительно отличается друг от друга. Так, классическим носителем свойств Ат является IgG1, образующийся в ответ на поступление в организм белковых Аг и связывающий комплемент. Такими же свойствами обладает и IgG3. IgG2 плохо проникает через плаценту и не участвует в обеспечении пассивного иммунитета ребенка к детским инфекционным заболеваниям. Ат этого класса образуются в ответ на действие полисахаридных Аг. IgG4 не способен связывать комплемент и не может взаимодействовать с белком А золотистого стафилококка. Вместе с тем, IgG4, с одной стороны, так же, как и IgE, обладает цитотропными свойствами, а с другой – способен блокировать связывание IgE, снижая его мембранатакующее действие на эозинофилы и базофилы. IgG2 и IgG4 относятся к слабоопсонирующим, а IgG1 и IgG3 – к сильноопсонирующим Ат. По сродству к специфическим рецепторам они располагаются в следующей последовательности: G1>G3>G4>G2. Процентное соотношение субклассов IgG приблизительно таково: IgG1 – 58%, IgG2 – 32%, IgG3

– 6% и IgG4 – 4%.

Иммуноглобулины класса А (IgA) делятся на 2 разновидности: сывороточные и секреторные. Первые из них находятся в крови (концентрация колеблется от

82

83

1,5 до 4,0 г/литр), вторые – в секретах. Соответственно этому сывороточный IgA принимает участие в общем иммунитете, а секреторный (SIgA) обеспечивает местный иммунитет, создавая барьер на пути проникновения инфекции и токсинов в организм.

У человека по последовательности аминокислот в тяжелых цепях Fcфрагмента различают 2 субтипа IgA – IgA1 и IgA2, обладающие различными барьерными функциями. До 60% сывороточного IgA относится к подклассу IgA1, в секреторном IgA оба варианта представлены приблизительно одинаково.

SIgA находится в наружных секретах – в слюне, слизи трахеобронхиального дерева, мочеполовых путей, молоке, молозиве, поту, слезах, ушной сере и др. Молекулы IgA, присутствующие во внутренних секретах и жидкостях (синовиальная, плевральная, цереброспинальная и др.), существенно отличаются от молекул IgA в наружных секретах. Секреторный компонент, по всей видимости, образуется эпителиальными клетками и в дальнейшем присоединяется к молекуле IgA.

IgA нейтрализуют токсины и вызывают агглютинацию бактерий и вирусов. Содержание IgA резко возрастает при заболеваниях верхних дыхательных пу-

тей, пищеварительной системы (в том числе и полости рта), пневмониях, инфекционных заболеваниях и других.

Иммуноглобулины класса М (IgM) принимают участие в нейтрализации токсинов, опсонизации, агглютинации и бактериолизисе, осуществляемом системой комплемента. К этому классу также относятся некоторые природные Ат, например к чужеродным (гетерогенным) эритроцитам. Концентрация IgM колеблется в пределах от 0,8 до 1,2 г/литр. Содержание его повышается при инфекционных и воспалительных заболеваниях у взрослых и детей.

Иммуноглобулины класса E (IgE) обладают способностью фиксироваться на базофилах и тучных клетках и в комплексе с Аг вызывать их дегрануляцию. Концентрация их в сыворотке мала и может быть уловлена лишь с помощью иммуноферментного анализа. Содержание IgE увеличивается при аллергических заболеваниях.

Иммуноглобулины класса D (IgD) локализуются на мембране плазматических клеток, в сыворотке их концентрация крайне мала. Значение не выяснено. Предполагают, что они принимают участие в аутоиммунных процессах (рис. 11).

3.11.4. Представление о клеточном и гуморальном иммунитете

Известно, что существуют две системы иммунитета. Если организм инфицируется бактериями, то основная нагрузка падает на В-систему иммунитета, то есть осуществляется так называемый гуморальный иммунитет. Если же организм столкнулся с вирусами, то в работу вступает Т-система иммунитета. При этом разрушаются клетки, инфицированные вирусом (протекают реакции клеточного иммунитета), а сам вирус нейтрализуется Ат.

Для того чтобы Аг был уничтожен, он должен быть распознан иммунокомпетентными клетками, то есть должно произойти иммунологическое распознавание, представляющее физическое взаимодействие колоссального количества разнообразных молекул Аг с антигенраспознающими рецепторами лимфоцитов. Каждому реально присутствующему Аг, способному попасть в организм, или присутствующему в нём, предназначен определенный лимфоцит и его клональные дочерние потомки. Иммунологическое распознавание – это уникальное свойство лимфоцитов, оно возникает в процессе лимфопоэза, в результате чего на лимфоците появляется особый рецептор для Аг.

На деструкцию и элиминацию Аг лимфоциты (за исключением цитотоксических лимфоцитов – CTL) себя не тратят. Для этой цели они “нанимают” посредством цитокинов другие клетки: моноциты/макрофаги, нейтрофилы (микрофаги), базофи-

83

84

лы, тучные клетки. Каждый вид из перечисленных клеток имеет свой набор соединений, способных разрушать и удалять антиген. Однако этот процесс не специфичен и осуществляется по отношению к любому Аг. Единственными же клетками иммун-

ной системы являются лимфоциты.

3.11.5. Лимфоциты

Различные лимфоциты, имеющие одинаковое строение, отличаются по своим рецепторам, которые специфичны для определенного Аг (рис. 12). Кроме того, они различаются своими маркерами, которые представляют собой определенные молекулы, расположенные на мембране и получившие наименование CD (от англ. cluster designation или cluster of differentiation). И, наконец, разным лимфоцитам присущ свой, строго определенный набор цитокинов.

Для каждой клетки нашего организма характерен свой кластер – СD. Последний может быть представлен одной полипептидной цепью, но может состоять из двух или трех полипептидных цепей. CD способен выполнять роль рецептора, сигнальной или опорной (армирующей) молекулы. Кластеру по международной номенклатуре присваивается порядковый номер.

Лимфоциты делятся на Т-, В- и 0-лимфоциты.

3.11.5.1. Характеристика лимфоцитов

0-лимфоциты могут быть предшественниками Т- и В- лимфоцитов. Кроме того, к 0-лимфоцитам относятся натуральные киллеры или NК-лимфоциты. Последние представляют собой крупные (большие) лимфоциты. Их кластером является CD56+, СD16+ и CD122+. Они могут убивать опухолевые клетки, а также клетки, пораженные некоторыми бактериями и вирусами. Однако их распознающие способности относительно невелики. NK-лимфоциты могут узнавать клетки, покрытые антителами. В то же время они являются главными защитниками от внутриклеточных микробов на стадии раннего индуцибильного ответа. Убивают NK-лимфоциты клет- ку-мишень с помощью соединений, получивших наименование перфорины и цитолизины. Перфорины «высверливают» отверстие в мембране клетки, а цитолизины, проникая через это отверстие внутрь клетки, приводят к её разрушению. Активируются NK-лимфоциты IL-2, TNF и If , которые выделяются Тх1. Такие лимфоциты получили наименование лимфокинактивированные клетки, или ЛАК. Активность их при этом резко возрастает. Кроме того, ЛАК сами способны выделять If , действующий на вирус и вызывающий фрагментацию ДНК.

За последнее время показано, что мощными активаторами NК-лимфоцитов, кроме If , является IL-12. Под воздействием IL-12 и If активность NК-лимфоцитов по отношению к инфицированным клеткам возрастает в 100 раз.

Важной особенностью NK-лимфоцитов является способность продуцировать цитокины, обладающие хемокиновой активностью, – IL-3, IL-8, GM-CSF, If , If и др., что вовлекает фагоциты в борьбу с возбудителями воспалительных, инфекционных и других заболеваний. Отсюда ясно, что задолго до вступления в битву с микробами главных продуцентов If – Т-лимфоцитов – NK-клетки начинают вырабатывать и секретировать этот цитокин.

Т-лимфоциты делятся на 8 субпопуляций и еще на целый ряд минорных субпопуляций. Все Т-лимфоциты имеют на клеточной мембране молекулу СD3, которая состоит из 3 полипептидных цепей. Эти цепи армируют, т.е. укрепляют, специфические рецепторы по бокам на поверхности лимфоцита.

Т-лимфоциты делятся на Т-хелперы (Тh) и Т-киллеры (Тk). Параметры, определяющие Т-лимфоциты, следующие: состав ТсR (cell Receptor), мембранные молекулы CD4, CD8 и CD45, а также основные Т-клеточные цитокины.

84

85

Обучение незрелых Т-лимфоцитов осуществляется непосредственно в тимусе. Распознающий рецептор лимфоцитов формируется в процессе их дифференцировки, получившей наименование иммунопоэз. Последний для Т-лимфоцитов осуществляется в тимусе, а для В-лимфоцитов – в костном мозге. Следовательно, дифференцировка антигенраспознающих рецепторов, в том числе и к тем антигенам, которые в дальнейшем способны попасть в организм, происходит исключительно при взаимодействии со своими Аг.

Эта реакция осуществляется следующим образом. Незрелые Т-лимфоциты, или предшественники Т-лимфоцитов (CD4-, CD8-), лишенные не только специфических кластеров, но и Т-клеточных антигенраспознающих рецепторов (TcR), мигрируют в субкапсулярную зону тимуса. Здесь на поверхности лимфоцита появляются его маркеры и он становится CD4+, CD8+, т.е. приобретает маркеры или хелпера, или киллера. Но здесь не приобретается TcR. Этот рецептор начинает экспрессироваться лишь в корковой зоне тимуса. Строму коркового слоя составляют гигантские эпителиальные клетки, имеющие множество отростков, которые со всех сторон окружают тимоцит, за что они получили название «клетки-няньки». Из множества пришедших в кору тимуса лимфоцитов выживают лишь те, чьи рецепторы способны взаимодействовать с aнтигенами MHC (HLA), обильно представленными на клеткахняньках. Те же клетки, которые по каким-либо причинам не способны связываться с Аг MHС (не соответствует конформация рецептора), подвергаются апоптозу, или запрограммированной смерти. Таких приблизительно 95-98%. Выживают 2-5, максимум 7% лимфоцитов. Если рецептор способен реагировать с HLA-2, то появляются Тh (СD4+), если с HLA-1, то Тk (CD8+). По мере созревания Т-клеток, они продвигаются в мозговой слой, где встречаются с другими клетками стромы тимуса – дендритными, макрофагами, фибробластами. Все эти клетки вступают в контакты с мигрирующими тимоцитами и влияют на них своими биологически активными соединениями – цитокинами, гормонами, а также антигенами. На поверхностных мембранах этих клеток широко представлены антигены MHC, с которыми комплексируются антигенные пептиды. Это могут быть фрагменты аутоантигенов. Предполагается, что узнавание «своего» происходит не всем рецептором, а лишь его частью. Оставшаяся часть рецептора будет контактировать с «чужим» Аг, с которым в дальнейшем лимфоцит встретится. Только в этом случае принцип двойного распознавания найдет свое воплощение.

Для выполнения основной своей функции Т-лимфоциты должны научиться распознавать собственные антигены MHC, специфичные для каждого индивидуума. Одновременно Т-лимфоциты не должны узнавать аутоантигенные пептиды самого организма, связанные с собственными антигенами HLA. Для этого в тимусе наряду с процессом созревания идут процессы селекции (отбора) нужных организму лимфоцитов.

Как же осуществляется такой отбор?

Если рецепторы тимоцита “узнают” свои собственные HLA, то они получают сигнал для дальнейшей дифференцировки. На границе коркового и мозгового слоя тимоциты встречаются с дендритными клетками и макрофагами. Эти клетки и должны презентировать антигенные пептиды в комплексе с HLA. В отличие от зрелого лимфоцита, который при встрече с антигенным пептидом, специфичным для его TcR, получает сигнал активации, незрелые тимоциты в тимусе получают сигнал к генетически запрограммированной смерти – апоптозу. В результате в кровоток поступают только такие Т-лимфоциты, которые распознают пептиды чужеродных Аг в комплексе с HLA и не распознают комплекс с собственными аутоантигенами.

Иногда Ат, образующиеся на внедрение какого-либо микроорганизма, оказываются способными реагировать также на компоненты своего организма, т.е. приоб-

85

86

ретают свойства аутоантител. Такая перекрестная реакция становится возможной из-за сходного строения отдельных участков молекул своего и чужого Аг (эпитопов). Это явление получило наименование молекулярной мимикрии и наблюдается, например, при ревматизме, когда Ат, направленные против стрептококка, взаимодействуют и с нормальными Аг сердечной мышцы и суставов. Введение лекарственных средств или попадание вирусов может также приводить к реакции иммунной системы на аутоантигены клеточной мембраны, образующие комплексы с Аг лекарств или вирусов.

Недавно было показано, что при системной красной волчанке аутоантитела атакуют ДНК, РНК, гистоны и другие компоненты ядер. При этом оказалось, что ДНКсвязывающие аутоантитела, образующиеся при волчанке, обладают способностью расщеплять ДНК, т.е. являются каталитическими антителами, или абзимами. Связанные с ядерными Аг антитела вместе с белками системы комплемента образуют крупные аутоиммунные комплексы, накопление которых приводит к патологическим реакциям.

В тимусе и в костном мозге Т-лимфоциты в процессе иммунопоэза приобретают хоминг-рецептор. По-видимому, в тимусе на Т-лимфоцитах появляется еще один рецептор к хемокинам, соединениям, способствующим продвижению лимфоцитов к очагу воспаления. Однако роль хемокинов и рецепторов к ним на различных клетках более значительна, чем это предполагалось до сих пор. При выключении генов хемокинов, а также их рецепторов, нарушаются миграционные процессы самых различных клеток костного мозга, эмбриональных сосудов, формирующегося мозга и других органов. Мышиные эмбрионы при выключении указанных генов погибают на ранних стадиях внутриутробного развития; у них нарушается лимфогенез и гемопоэз, образование лимфоузлов и лимфоцитов, не формируются крупные сосуды желудочно-кишечного тракта, нарушается формирование мозжечка, позвоночного столба, а также возникает “рептильное” сердце (не происходит образование межжелудочковой перегородки).

Т-лимфоциты хелперы (СD4+) по продукции цитокинов распределяются на 3 субпопуляции или клона – Тh0, Тh1 и Тh2. Иногда выделяется чрезвычайно активная фракция Т-хелперов, обозначаемая как Тh3 (Г.А. Игнатьева).

Тh0 секретируют различные цитокины, присущие другим клонам, однако интенсивность этого процесса невелика.

CD4+ дифференцируются в Тh1 под влиянием IL-12, продуцируемого макрофагами, и If , синтезируемого и секретируемого NK-клетками. Тh1 – единственные среди хелперов, образующие и секретирующие IL-2, IL-12, If , TNF, лимфотоксин и гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор – GM-CSM. Кроме того, они способны продуцировать IL-3. Благодаря этим цитокинам определяется и функция Тh1 – они стимулируют пролиферацию Т- и В-лимфоцитов, а также способствуют активации моноцитов/макрофагов, ибо If является самым сильным их активатором. Сами по себе Тh1 абсолютно безвредны для внедрившихся Аг, но они подключают к своему взаимодействию с Аг фагоцитоз и воспаление.

Тh2 образуются из СD4+ (Th0) под влиянием IL-4, продуцируемого тучными клетками, базофилами, а возможно, и эозинофилами. Тh2 по ходу иммунного ответа продуцируют такие цитокины, как IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-13, IL-14, IL-16, GM-CSF. Эти лимфоциты ответственны за пролиферацию и развитие В- лимфоцитов. IL-5 является сильнейшим активатором для эозинофилов, тогда как IL- 4 и IL-5 организуют защитную реакцию против паразитов. Тх2 относительно немного: если взять за 100% неразделенные по субпопуляциям лимфоциты, то в норме на Тh2 приходится не более 1-3%, а на Тh1 – до 20-40%. При аллергических заболеваниях число Тх2 резко возрастает и может достигать 90% в слизистых, а в крови –

86

87

более 40%.

Тh3 – к ним, по мнению Г.А. Игнатьевой, могут быть отнесены СD4+- лимфоциты, которые продуцируют в высокой концентрации IL-4 и IL-10, а также трансформирующий фактор роста бета (GTF ). Последний является главным фактором, способствующим торможению иммунитета – его супрессии. В этом и заключается супрессорная функция лимфоцитов.

Из приведенных данных видно, что различные клоны хелперов способны продуцировать и секретировать одни и те же цитокины.

Следует также отметить, что один и тот же клон лимфоцитов вырабатывает цитокины, которые могут стимулировать деятельность этого же клона. Сказанное, в частности, относится к IL-4, который выделяется Тh2 и стимулирует их функцию. В то же время IL-4 тормозит функцию Тh1.

Дифференцировка Тh1 усиливается If , который вырабатывает этот клон хелперов.

СD8+ – это Т-лимфоциты киллеры (Тk), или цитотоксические лимфоциты (CTL). Эти клетки также взаимодействуют с Аг, но для этого молекула СD8+ на клеточной мембране Т-лимфоцита должна вступить во взаимодействие с HLA 1 класса.

Следует обратить внимание, что молекулы МНС-I способны по своим биохимическим свойствам связать пептидные фрагменты Аг в цитозоле клетки. Это могут быть белки, которые синтезировались внутри клетки, а могут быть белки вирусов, бактерий, гельминтов, простейших, которые инфицировали клетку.

Тк способны действовать самостоятельно, без участия системы комплемента. Они распознают чужеродные Аг, синтезируемые или находящиеся внутри клетки, т.е. Аг любых вирусов и некоторых опухолевых клеток в комплексе с HLA 1 класса. Тк разрушают только те клетки-мишени, на мембране которых имеются Аг в связке с MHC-I. Механизм деструкции заключается в формировании пор, осмотическом лизисе и индукции апоптоза. Установлено, что один Тк способен лизировать несколько клеток мишеней со средней скоростью 4 клетки в час. Лизис осуществляется быстро и завершается в среднем за 1-3 часа. Процесс разрушения клеток мишеней протекает в 3 стадии: 1. Распознавание клеток мишеней и контакт с Тк – на это уходит не более 1 минуты. 2. Летальный удар – необратимая стадия, осуществляемая в среднем за 5 минут. 3. Гибель клетки мишени длится от нескольких минут до нескольких часов, но уже не требует присутствия Т-лимфоцита.

Существует несколько механизмов гибели клетки-мишени. Основной из них заключается в выделении CD8+ особых литических белков, получивших наименование перфорины и цитолизины. К цитолизинам, в частности, относится сериновые протеазы – гранзимы. И перфорины и цитолизины содержатся в лизосомах CTL. Попадают они в клетку-мишень (КМ) в стадии летального удара. Происходит это следующим образом. Перфорин и гранзимы покидают CTL по механизму экзоцитоза в сторону клетки-мишени. При этом молекулы перфорина встраиваются в мембрану КМ в форме мономера, а затем, полимеризуясь (проходя стадию полимеризации), образуют в ней поры. В сформированные перфорином отверстия в мембране в КМ проникают гранзимы. Кроме того, гранзимы способны поступать в КМ путём эндоцитоза.

Одним из механизмов, приводящих к гибели клетки-мишени под воздействием CTL, является запуск апопотоза. Благодаря взаимодействию так называемого Fas лиганда на CTL с молекулами Fas на клетке-мишени происходит активация цитоплазматических белков. Последние связываются с доменами смерти, вызывающими гибель клетки-мишени (см. 3.11.14).

Последующие процессы разрушения КМ под воздействием гранзимов и активации доменов смерти чрезвычайно сходны. В КМ происходит активация особых

87

88

протеаз, подобных ферменту, разрушающих IL-1.

Недавно показано, что CTL содержат особый фермент, получивший название

специфическая для Т-клеток протеиназа-1. Это сериновая протеиназа, также сконцентрированная в гранулах, способная разрушать мембрану клетки мишени.

К добавочным механизмам разрушения клетки мишени относятся механизмы килинга, осуществляемого с помощью фактора некроза опухолей (см. 3.11.7.1).

Т -лимфоциты (СD4,CD8) не нуждаются в сотрудничестве с МНС и локализуются в слизистых и коже. Эти лимфоциты способны распознавать непереработанные Аг и в довольно большом ассортименте. Дологое время предполагалось, что Т распознают так называемые суперантигены. Известно, что некоторые бактерии и вирусы (стафилококки, стрептококки, ретровирусы) продуцируют суперантигены – токсические белки, которые способны неспецифически стимулировать лимфоциты, вызывая мощный иммунный ответ. Если нормальные Аг активируют только один Т- лимфоцит из 10000, то суперантигены – 4 из 5, т.е. большое количество Т- лимфоцитов. Логично предположить, что среди них наверняка найдутся аутоиммунные и, будучи «злее и подвижнее» после воздействия суперантигена, они начнут разрушать ткани собственного организма. Такой механизм активации вовлечен, вероятно, в развитие ревматоидного артрита.

Однако к настоящему времени выяснено, что суперантигены распознаются лишь лимфоцитами, несущими в своем рецепторы -цепи и относящиеся к Тх. В связи со сказанным прежнее предположение о распознавании Т -лимфоцитами суперантигенов опровергается большинством исследователей.

Т -лимфоциты различают пищевые и инфекционные Аг. Такие лимфоциты могут работать как Тh1 или Тh2, или как CТL – в зависимости от условий. Как и СD8+, они способны продуцировать If . Вероятно, этим лимфоцитам принадлежит важная роль в развитии аутоиммунных заболеваний.

Следует, однако, заметить, что для возникновения аутоиммунных заболеваний необходима генетическая предрасположенность. Чувствительность к аутоиммунизации не зависит от какого-либо одного гена, а определяется сочетанием нескольких генов (около десяти), контролирующих как иммунный ответ, так и особенности структуры компонентов органа-мишени. Важная роль в формировании генетической предрасположенности принадлежит генам MHC (НLA). Особенно ярко такая связь выявлена для ревматоидного артрита и других заболеваний опорно-двигательной системы.

Среди В-лимфоцитов выделяют 2 субпопуляции: В-1 и В-2. В-1 лимфоциты дифференцируются вне костного мозга и продуцируют иммуноглобулины без взаимодействия с Т-лимфоцитами. Их иммуноглобулины всегда, или почти всегда относятся к классу М. Значительное число плазматических клеток желудочно-кишечного тракта, секретирующих IgA, имеет происхождение от В-1-лимфоцитов. В-1- лимфоциты широко распространены в брюшной полости, в небольшом количестве содержатся в селезенке и практически отсутствуют в лимфоузлах и пейеровых бляшках. В-2 – это лимфоциты, прошедшие обучение в костном мозге и способные, после перехода в плазматические клетки, продуцировать иммуноглобулины всех классов. Параметры, отличающие В-лимфоциты, следующие: наличие кластеров CD19, CD20, СD22 и СD72, а также набор цитокинов. На поверхности макрофага В- лимфоциты распознают Аг с помощью своих антигенраспознающих рецепторов (поверхностных IgM) и тем самым подготавливают себя к продукции Ат.

В организме взрослого человека приблизительно 1013 лимфоцитов, но только 1-2% находятся в циркуляции, остальные в лимфоидных (иммунных) органах, к которым относятся кроветворный костный мозг, тимус, селезенка, лимфоузлы и лимфоидные подсистемы барьерных тканей (слизистых и кожи).

88

89

На территории тимуса происходит дифференцировка более половины всех Т- лимфоцитов. В настоящее время установлено, что значительная часть Т- лимфоцитов дифференцируется экстратимически, преимущественно в стенке кишечника.

Вкроветворном костном мозге осуществляется дифференцировка В- лимфоцитов (от слов Bursa – сумка или Bone marrow – костный мозг).

Врезультате пожизненно идущего лимфопоэза в организме человека форми-

руется 109 вариантов клонов лимфоцитов. Каждый один клон лимфоцитов экс-

прессирует один единственный вариант антигенсвязывающего рецептора, т.е. лимфоциты обладают специфичностью к Аг.

Из СD4+ тимоцита в дальнейшем получится какой-либо из 4 типов хелперов: Th0, Th1, Th2, Th3. Из СD8+ формируются цитотоксические лимфоциты (CTL или киллеры). Такие тимоциты мигрируют в ткани и там ждут встречи со своим Аг, тождественным или подобным тому, с которым этот тимоцит контактировал в период лимфопоэза в тимусе. После встречи с Аг в периферических тканях начинается второй этап дифференцировки Т-лимфоцитов – иммунопоэз.

Где же встречается лимфоцит с Аг?

Если Аг попадает извне во внутреннюю среду организма через покровные барьеры (кожа, слизистые), то встреча с ним происходит в регионарных лимфоузлах. Если Аг попадает через кровь, то таким органом является селезенка.

Время рециркуляции лимфоцитов приблизительно один час. За этот срок лимфоцит выходит из крови в ткани и возвращается снова в кровь. Через 1 лимфоузел за сутки проходит примерно 25 109 лимфоцитов. При этом лимфоцит должен попасть в строго определенный лимфоузел или в строго определенную нелимфоидную ткань, для чего на лимфоците должны быть экспрессированы homingрецепторы.

3.11.6. Моноциты и макрофаги Макрофаги и моноциты представляют собой систему мононуклеарных фаго-

цитов. Это своеобразный биологический фильтр крови и лимфы, удаляющий из них микроорганизмы, опухолевые и пораженные вирусами клетки, токсины, различные метаболиты и циркулирующие иммунные комплексы. Тканевые макрофаги весьма многочисленны и составляют до 25% клеточных элементов соединительной ткани. Макрофаги делятся на 2 основных класса: антигенперерабатывающие, или профессиональные фагоциты (CD4+, CD11+, CD14+) и антигенпредставляющие дендритные клетки, или иммунные акцессоры (CD14+).

Профессиональные фагоциты включают макрофаги соединительной ткани, подкожного жирового слоя, серозных полостей, альвеолярные макрофаги, фиксированные макрофаги печени, ЦНС, костного мозга, селезенки, лимфоузлов и другие. Основное их назначение – поглощение и уничтожение внедрившихся микробов, поврежденных, дегенерирующих, инфицированных вирусами и злокачественно перерожденных клеток, иммунных комплексов и других объектов органической и неорганической природы, попавших в организм. В процессе фагоцитоза, а также при действии Аг, бактериальных продуктов и цитокинов макрофаги выделяют в окружающую среду набор гидролитических лизосомальных ферментов – коллагеназу, эластазу, лизоцим, которые не только осуществляют переваривание чужеродных веществ, но и способны повреждать ткани. Под воздействием Т-лимфоцитов макрофаги резко усиливают свою бактерицидную активность. Они также секретируют цитокины и презентируют антиген лимфоцитам, но в последнем значительно уступают акцессорам.

Иммунные акцессоры включают дендритные ретикулярные клетки, интердигитирующие ретикулярные клетки и клетки Лангерганса, специфической функцией

89

90

которых является захват, переработка и представление Аг лимфоцитам. Дендритные ретикулярные клетки концентрируются в фолликулах лимфоузлов и селезенки и представляют Аг В-лимфоцитам. Интердигитирующие ретикулярные клетки и клетки Лангерганса в небольшом количестве присутствуют во всех тканях, но в основном сосредоточены в лимфоузлах и селезенке. Значительное количество клеток Лангерганса находится в эпидермисе, а потому по классификации ВОЗ они получили наименование внутриэпидермальные макрофаги. Число этих клеток в коже здоровых людей варьирует от 460 до 1000 в 1 мм2. Клетки Лангерганса обладают фагоцитарной активностью, содержат лизосомальные ферменты, с помощью которых разрушают чужеродные вещества. Благодаря своему явно стратегическому расположению в эпидермисе и высокой функциональной активности, эти клетки расцениваются как передовая линия иммунной защиты организма, или наружный иммунологический барьер.

К иммунным акцессорам относятся также внутриэпидермальные макрофаги (клетки Гренстейна), которые представляют Аг Т-лимфоцитам CD8+. Наконец, антигенпрезентирующую функцию способны выполнять и эпидермоциты, которые, как и другие иммунные акцессоры, несут на себе антигены HLA DR, секретируют IL-1 и так называемый тимоцитактивирующий фактор, без которого невозможно осуществление клеточного иммунитета.

Все приведенные факты говорят о том, что кожа является не только механическим барьером для проникновения инфекции в организм, но и мощным иммунологическим органом.

Иммунные акцессоры выполняют следующие функции: 1. Представляют антиген Т- и В-лимфоцитам и регулируют межклеточные взаимоотношения в иммунном ответе; 2. Участвуют в противоинфекционной защите; 3. Разрушают клетки-мишени с помощью соединений, получивших наименование цитотоксины. 4. Очищают эпидермис и слизистые от чужеродных химических антигенов.

И фагоциты, и иммунные акцессоры способны синтезировать и выделять в окружающую среду катехоламины, интерфероны, С2, С3, С4 компоненты комплемента, пироген, лизоцим, простагландины, IL-1 и другие цитокины. И те, и другие макрофаги несут на поверхности кластер СD14, хотя на акцессорах он может отсутствовать.

3.11.7. Цитокины Цитокины – обширное семейство биологически активных пептидов, секрети-

руемых различными клетками организма – Т- и В-лимфоцитами, моноцитами, макрофагами, эндотелиоцитами, фибробластами, эпителиальными клетками, астроцитами и многими другими. При помощи них лимфоциты взаимодействуют между собой, а также с другими клетками в пределах и за пределами иммунной системы. Цитокины являются связующим звеном между иммунитетом, гемостазом, неспецифической резистентностью, гемопоэзом и другими процессами, обеспечивающими гомеостаз и защитные функции организма. Каждый вид клеток продуцирует свой набор цитокинов в строго определенной последовательности.

Все цитокины объединяются следующими общими свойствами:

1.Синтезируются в процессе реализации неспецифических механизмов защиты, или иммунного ответа;

2.Проявляют, как и гормоны, свою активность при очень низких концентрациях (10-10 – 10-11 моль/литр);

3.Служат медиаторами иммунного ответа и воспалительной реакции и обладают паракринной, аутокринной и эндокринной активностью;

4.Действуют как факторы роста и факторы дифференцировки различных кле-

90