Лимфоидная система

Общая масса лимфоидной ткани сопоставима с массой печени и содержит 10¹³ лимфоцитов.

Все клетки крови, в том числе и лимфоциты, возникают из гемопоэтических стволовых клеток (ГСК), которые находятся у эмбрионов в печени и костном мозге, а у взрослых только в костном мозге. Из ГСК под влиянием различных цитокинов возникают предшественники лимфоцитов (Т- и В-типа), а также других лейкоцитов и эритроцитов (рис. 1.3).

Лимфоциты неоднородны. Различают две их популяции: Т-лимфоциты, которые дифференцируются в тимусе («тимусные») и В-лимфоциты, созревающие в костном мозге. Процесс первичной дифференцировки и созревания обозначается как лимфопоэз. Деление лимфоцитов и последующая диференцировка под влиянием антигенов с образованием иммунных лимфоцитов и антител – иммунопоэз.

Особенностью лимфоидной ткани слизистых оболочек является наличие «мукозноассоциированной лимфоидной ткани», ее тесный контакт с эпителием, через который проникают антигены и который может участвовать в представлении антигенов. Другой ее особенностью является отличие в субпопуляционном спектре лимфоцитов и их функциях. Местами общения лимфоцитов и бактерий в кишечнике служит слизистая оболочка и эпителий, покрывающий пейеровы бляшки, а в бронхах – эпителий, покрывающий места расположения бронхоассоциированной лимфоидной ткани, в миндалинах – эпителий крипт. Эти места эпителия всегда инфильтрированы лимфоцитами, которые взаимодействуют с антигенами, находящихся на нем микроорганизмов.

В-лимфоциты происходят из ГСК и дифференцируются в эмбриональной печени, затем в костном мозге.

В-1 субпопуляция возникает вне костного мозга из лимфоидной стволовой клетки (ЛСК) и локализуется в брюшной и плевральной полостях, сальнике, миндалинах. Она активно участвует в реакциях врожденного иммунитета, контролируя образование естественных антител. Маркер субпопуляции – молекула CD5.

В-2 субпопуляция – обычные В-лимфоциты, они имеют на поверхности Ig-рецепторы для распознавания антигена. При стимуляции антигенами они созревают в плазмоциты, секретирующие иммуноглобулины – антитела.

В норме в крови у человека содержится 17-30% В-клеток от общего числа лимфоцитов.

Иммуноглобулины и антитела

Иммуноглобулины (антитела) – это большое семейство белков, которые синтезируются В-лимфоцитами и плазматическими клетками. Иммуноглобулины находятся в крови и при электрофорезе сыворотки крови они образуют фракцию -глобулинов. Часть особых иммуноглобулинов – секреторных – присутствует во всех секретах, продуцируемых слизистыми оболочками (слезная жидкость, слизь носа, бронхов, кишечника, половых органов). В структуре иммуноглобулиновой молекулы различают 2 тяжелые (H – heavy) и 2 легкие (L – light) полипептидные цепи, соединенные между собою дисульфидными связями. Тяжелые цепи определяют принадлежность иммуноглобулинов к соответствующему классу: IgG – тяжелая цепь –IgA – , IgM – , IgD – , IgE –  (рис. 1.4).

Тх1

Т-клетки памяти

ТИМУС

Т-хелперы

Т-супрессоры

Тх2

Т-киллеры

Т₀

Предшественник

Т-лимфоцитов

КРОВЬ

ПК

IgM

M+D

M+D+G

ПК

IgG

M+D+A

ПК

ГСК

ЛСК



mIgM

IgA

КОСТНЫЙ

МОЗГ

M+D+E

ПК

IgE

про-В

MСК

M+D

ПК

IgD

лимфоидные органы

KOК

Мф Моноциты, макрофаги

ЕК Естественные киллеры

Г Гранулоциты

Мт Мегакариоциты-тромбоциты

ГСК - гемопоэтическая стволовая клетка

КОК - колониеобразующая клетка

ЛСК - лимфоидная стволовая клетка

МСК - миелоидная стволовая клетка

mIg - мембранные Ig

ПК - плазматические клетки

Э Эритроциты

Рис. 1.3. Этапы развития клеток, принимающих участие

в иммунном ответе

В цепях молекулы иммуноглобулинов различают константные (constant) и вариабельные (variable) участки.

Отдельные замкнутые в виде глобул части цепей иммуноглобулина получили название доменов. В константном участке различают CL, СН1, СН2 и СН3 домены, а в IgM и IgE и СН4 домены, в V-участке – VH и VL домены (в зависимости от цепи).

Гипервариабельные участки, где часты замены аминокислот, относятся к регионам, определяющим комплементарность иммуноглобулиновых молекул. Эти регионы локализованы в доменах тяжелой (VH) и легкой (VL) цепей. Они формируют активный центр молекулы иммуноглобулина (антитела).

Между СН1 и СН2 доменами тяжелой цепи локализуется подвижный – "шарнирный" участок молекулы иммуноглобулина, чувствительный к протеолитическим ферментам (папаину, пепсину, трипсину). Под действием папаина молекула иммуноглобулина расщепляется на 2 Fab-фрагмента (fragment antigen binding – фрагмент, связывающий антиген) и Fc-фрагмент (fragment crystallizable – фрагмент кристаллизующийся).

Когда молекула Ig связывает антиген, CН2 домен Fc-фрагмента иммуноглобулина активирует комплемент по классическому пути, а СH3 домен может связываться с Fc-рецепторами, имеющимися на лейкоцитах и других клетках.

Иммуноглобулины класса G составляют основную массу иммуноглобулинов сыворотки крови (75-85%) – 10 г/л (8-12 г/л). Они неоднородны по строению Fс-фрагмента и различают их четыре субкласса: G1, G2, G3, G4.

Снижение уровня IgG в крови обозначается как гипогаммаглобулинемия IgG, увеличение – гипергаммаглобулинемия IgG.

Основную массу антител против бактерий, их токсинов и вирусов составляют IgG.

Иммуноглобулины класса М (м.м. 950 кДа) содержатся в сыворотке крови в концентрации от 0.8 до 1.5 г/л, в среднем – 1 г/л. В крови они находятся в виде пентамеров. Антитела IgM синтезируются в организме при первичном иммунном ответе, низкоаффинны, но высокоавидны из-за большого числа активных центров.

Иммуноглобулины класса А (от 1,5 до 3 г/л) IgA в крови присутствуют в виде мономеров, а в секретах в форме димеров и тримеров. Секреторные IgA (sIgA), будучи антителами, формируют местный иммунитет, препятствуют адгезии микроорганизмов к эпителию слизистых оболочек, опсонируют микробные клетки, усиливают фагоцитоз.

Иммуноглобулины класса D содержатся в сыворотке крови в концентрации 0,03-0,04 г/л. Они служат рецепторами созревающих В-лимфоцитов.

Иммуноглобулины класса Е присутствуют в сыворотке крови в концентрации около 0,00005 г/л или от 0 до 100 МЕ/мл (1 МЕ ~ 2,4 нг). При аллергии их содержание в крови увеличивается и многие из них специфичны к аллергену, т.е. являются антителами.