Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Происхождение и функции клеток иммунной системы
Лимфоциты, как и другие клетки крови, ведут свое происхождение из единой стволовой гемопоэтической клетки. Лимфопоэз имеет черты сходства с общим гемопоэзом: зависит от контактов клеток-предшественниц со стромальными клетками и от влияния цитокинов. Вместе с тем лимфопоэзу присущи некоторые особенности: возникновение в процессе пролиферации клеток-предшественниц широкого разнообразия Т- и В-лимфоцитов с разными антигенраспознающими рецепторами; гибель путем апоптоза значительной части пролиферирующих клеток-предшественниц; избирательное накопление в результате пролиферации клеток — потомков одной клетки, первоначально активированной при контакте с соответствующим антигеном, «клона» клеток, все клетки которого несут одинаковые по специфичности антигенраспознающие рецепторы. Лимфоциты — это единственные клетки организма, способные специфически распознавать собственные и чужеродные антигены и отвечать активацией на контакт с конкретным антигеном. При весьма сходной морфологии малые лимфоциты делятся на две популяции, имеющие различные функции и продуцирующие разные белки (табл. 8.1). Одна из популяций получила название В-лимфоциты, от названия органа «бурса Фабрициуса», где было впервые обнаружено созревание этих клеток у птиц. У человека В-лимфоциты созревают в костном мозге. В- лимфоциты распознают антигены специфическими рецепторами иммуноглобулиновой природы, которые по мере созревания В-лимфоцитов появляются на их мембранах. Взаимодействие антигена с такими рецепторами является сигналом активации В-лимфоцитов и их дифференцировки в плаз- Таблица 8.1. Классификация лимфоцитов человека
матические клетки, продуцирующие и секретирующие специфические для данного антигена антитела — иммуноглобулины.
Другая популяция получила название Т-лимфоциты в связи с дифференцировкой их предшественников в тимусе. Эта популяция включает разные субпопуляции, среди которых наиболее отчетливо различаются Т-хелперы (CD4+) и цитотоксические Т-лимфоциты (CD8+). В отличие от В-лим- фоцитов, способных распознавать и связывать белковые, полисахаридные и липопротеидные растворимые антигены, Т-лимфоциты могут распознавать только короткие пептидные фрагменты белковых антигенов на поверхности вспомогательных антигенпредставляющих клеток (дендритных, макрофагов или В-лимфоцитов) в комплексах с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости. Связывание антигена с антиген- распознающим рецептором на клеточной мембране индуцирует активацию Т-лимфоцита, которая проявляется продукцией и секрецией цитокинов, усиливающих процессы пролиферации и дифференцировки самих Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов и макрофагов. Т-лимфоциты выполняют важнейшую функцию специфического распознавания и связывания антигена, что ведет к их активации, пролиферации и дифференцировке разных субпопуляций Т-лимфоцитов, участвующих далее во всех формах иммунного ответа. Главной функцией В-лимфоцитов также является специфическое распознавание антигена, которое ведет к их активации, пролиферации и дифференцировке в плазматические клетки — продуценты специфических антител — иммуноглобулинов, т. е. к гуморальному иммунному ответу. Чаще всего В-лимфоциты для развития гуморального иммунного ответа нуждаются в помощи Т-лимфоцитов в виде продукции активирующих цитокинов. Имеется еще один тип лимфоцитов — большие гранулярные лимфоциты, отличающиеся от меньших по величине Т- и В-лимфоцитов не только особенностями структуры, но и отсутствием антигенраспознающего рецептора. Эти клетки получили название «естественные киллеры»: они способны убивать инфицированные разными вирусами клетки-мишени или опухолевые клетки (см. табл. 8.1).
Все процессы транспортировки лимфоцитов из первичных во вторичные органы иммунной системы, из вторичных органов иммунной системы в ткани зависят от взаимодействия особого типа цитокинов — хемокинов с соответствующими рецепторами на поверхности клеток. Кроме хемокинов миграция лимфоцитов зависит от присутствия на их поверхности адгезионных молекул, которым соответствуют молекулы-лиганды на поверхности эндотелиальных клеток сосудов, на поверхности макрофагов и дендритных клеток, на элементах внеклеточного матрикса. 8.1.1. Т-лимфоциты 8.1.1.1. Характеристики Т-лимфоцитов Решающее событие в развитии Т-лимфоцитов — формирование антигенраспознающего Т-клеточного рецептора — происходит только в тимусе. Для обеспечения возможности распознавания любого антигена нужны миллионы различных по специфичности антигенраспознающих рецепторов. Формирование огромного разнообразия антигенраспознающих рецепторов возможно благодаря перестройке генов в процессе пролиферации и дифференцировки клеток-предшественниц. Таблица 8.2. Типы молекул на поверхности Т-лимфоцитов
По мере созревания Т-лимфоцитов на их поверхности появляются ан- тигенраспознающие рецепторы и другие молекулы, опосредующие их взаимодействие с антигенпредставляющими клетками. Так, в распознавании собственных молекул главного комплекса гистосовместимости (см. раздел 8.3.2) наряду с Т-клеточным рецептором участвуют молекулы CD4 или CD8. Межклеточные контакты обеспечиваются наборами поверхностных адгезионных молекул, каждой из которых соответствует молекула — лиганд на поверхности другой клетки. Как правило, взаимодействие Т- лимфоцита с антигенпредставляющей клеткой не ограничивается распознаванием антигенного комплекса Т-клеточным рецептором, а сопровождается связыванием других попарно комплементарных поверхностных «костимулирующих» молекул. Сочетание поверхностных молекул лимфоцитов, которые принято обозначать порядковыми номерами «кластеров дифференцировки» (clusters of differentiation — CD), обозначается как «поверхностный фенотип клетки», а отдельные поверхностные молекулы называют «маркерами», так как они служат метками конкретных субпопуляций и стадий дифференцировки Т- лимфоцитов. Так, например, на поздних этапах дифференцировки одни Т- лимфоциты утрачивают молекулу CD8 и сохраняют только CD4, а другие утрачивают CD4, а сохраняют CD8. Поэтому среди зрелых Т-лимфоцитов различают CD4+ (Т-хелперы) и CD8+ (цитотоксические Т-лимфоциты). Среди циркулирующих в крови Т-лимфоцитов клеток с маркером CD4 примерно в два раза больше, чем клеток с маркером CD8.
Зрелые Т-лимфоциты несут на поверхности рецепторы для разных цитокинов и рецепторы для иммуноглобулинов (табл. 8.2). При распознавании Т-клеточным рецептором антигена Т-лимфоциты получают сигналы активации, пролиферации и дифференцировки в направлении клеток-эффекторов, т. е. клеток, способных непосредственно участвовать в защитных или повреждающих эффектах. Для этого на их поверхности резко возрастает количество адгезионных и костимулирующих молекул, а также рецепторов для цитокинов. Активированные Т-лимфоциты начинают продуцировать и секретировать цитокины, активирующие макрофаги, другие Т-лимфоциты и В-лимфоциты. После завершения инфекции, сопряженной с усиленной продукцией, дифференцировкой и активацией Т-эффекторов соответствующего клона, в течение нескольких дней 90 % эффекторных клеток погибают, поскольку не получают дополнительных сигналов активации. В организме остаются долгоживущие клетки памяти, несущие соответствующие по специфичности рецепторы и способные ответить пролиферацией и активацией на повторную встречу с тем же антигеном. 8.1.1.2. Субпопуляции Т-лимфоцитов Основная функция CD4+ Т-лимфоцитов — продуцировать цитокины (см. раздел 8.4.2), активирующие функции других клеток, в связи с этим данные клетки называют помощниками (helper) и обозначают соответственно Th. Основной функцией СЕ)8+Т-лимфоцитов является цитотоксичность, т. е. способность убивать клетки-мишени, инфицированные соответствующим по специфичности вирусом, поэтому их называют цитотоксическими Т-лимфоцитами и обозначают CTL (табл. 8.3). Таблица 8.3. Характеристики трех типов эффекторных Т-лимфоцитов
С04+Т-лимфоциты после распознавания антигена начинают секретировать интерлейкины (ИЛ-2, ИЛ-4), гамма-интерферон и дифференцируются в двух направлениях. Одни — Thl — приобретают способность активировать макрофаги и участвовать в клеточном иммунном ответе. Другое направление дифференцировки ведет к формированию Th2, способных акти- Рис. 8.2. Цитокиновый баланс, от которого зависит преобладание клеточного или гуморального иммунного ответа. Превалирование Th2 приводит к усилению гуморального ответа и подавлению ТЫ. Превалирование ТЫ приводит к усилению клеточного иммунного ответа и подавлению Th2. Эти альтернативные эффекты опосредованы разными группами цитокинов.
вировать В-лимфоциты к продукции соответствующих по специфичности антител, т. е. участвуют в гуморальном иммунном ответе. Каждая из двух субпопуляций Th продуцирует аутокринно и паракринно действующие цитокины, способные помешать дифференцировке и активации альтернативной субпопуляции (рис. 8.2). 8.1.1.3. Функции Т-лимфоцитов При развитии специфического иммунного ответа Т-лимфоциты в лимфатических узлах, селезенке и мукозноассоцииросванных лимфоидных тканях выполняют секреторные и эффекторные функции. Активированные Т-лимфоциты продуцируют и секретируют молекулы цитокинов. Цитокины связываются со специфическими рецепторами на поверхности клеток-мишеней. Соединение цитокина с его рецептором порождает сигнал активации, который передается соответствующими факторами трансдукции к ядру клетки-мишени, где начинают функционировать определенные гены, контролирующие функции клеток. Таким образом, Т- лимфоциты своими продуктами цитокинами контролируют процессы пролиферации, дифференцировки и функциональную активность макрофагов, дендритных клеток, других Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов. Некоторые цитокины непосредственно участвуют в защите организма: • интерфероны обладают противовирусным действием, • туморнекротизирующий фактор (ТНФ) оказывает цитотоксическое действие на некоторые опухолевые клетки. Активированные CD8+ Т-лимфоциты выполняют эффекторную функцию цитотоксических Т-лимфоцитов (CTL): распознают своими рецепторами и убивают клетки-мишени, несущие на своей поверхности соответствующий по специфичности антигенный пептид. При непосредственном контакте CTL с клеткой-мишенью содержимое гранул CTL (цитотоксины: перфорины и грензимы) проникают в клетку-мишень и вызывают ее гибель. 8. L2. В-лимфоциты 8.1.2.1. Характеристики В-лимфоцитов Предшественники В-лимфоцитов из эмбриональной печени человека на 8—9-й неделе развития плода перемещаются в костный мозг, где они созревают под влиянием интерлейкина 7, который секретируют стромальные клетки. В ранний период созревания в костном мозге формируется и фиксируется на поверхностной мембране В-лимфоцита иммуноглобулиновый анти- генраспознающий рецептор. Незрелый В-лимфоцит уже несет мембранные В- клеточные рецепторы (IgM) определенной специфичности, т. е. способные распознать и связать конкретный антиген. При встрече незрелых В-лимфоцитов с аутоантигенами связывание последних с мембранными IgM ведет к остановке дифференцировки этих В-лимфоцитов, с последующей их гибелью путем апоптоза. На этой стадии погибают до 90 % незрелых В- клеток. Часть незрелых В-клеток после контакта с растворимым аутоантигеном не погибают, а переходят в состояние анергии по отношению к данному антигену. Этим объясняется врожденное состояние иммунологической толерантности (неспособности ответить) на собственные аутоантигены.
Выжившие в этом процессе отбора В-клетки по мере созревания покидают костный мозг, переходя в кровяное русло через венозные синусы, и поступают в периферические органы иммунной системы, где превращаются в зрелые В-лимфоциты. В кровяном русле В-лимфоциты включаются в рециркуляцию и заселяют В-зоны периферических органов и тканей иммунной системы. Около 2 • 107 В-лимфоцитов покидают костный мозг ежедневно, что составляет 5—10 % общей популяции В-клеток периферической крови. Этого достаточно, чтобы полностью обновить популяцию периферических В-лимфоцитов за 4—5 дней. Среди сохранившихся и вступивших в рециркуляцию относительно долгоживущих В-лимфоцитов (с полупериодом жизни 1—2 мес) значительную часть составляют клетки памяти, способные быстро ответить пролиферацией, активацией, продукцией и секрецией специфических антител (иммуноглобулинов) на повторную встречу с тем же антигеном. 8.1.2.2. Функции В-лимфоцитов В-лимфоциты с помощью своих иммуноглобулиновых рецепторов могут распознавать не только пептиды, но и более крупные молекулы белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, полисахаридные и липопротеидные растворимые антигены. Зрелые В-лимфоциты способны самостоятельно распознавать растворимые антигены, в отличие от Т-лимфоцитов они не нуждаются в презентации чужеродных антигенов. Более того, В-лимфоциты сами могут выполнять функцию антигенпредставляющих клеток при взаимодействии с Th2. Для этого В-лимфоциты имеют на своей поверхности адгезионные и костимулирующие молекулы, рецепторы для иммуноглобулинов, компонентов системы комплемента и для цитокинов (табл. 8.4). Распознавание антигена В-клеточным рецептором служит одним из сигналов активации В-лимфоцитов, которая проявляется их пролиферацией и дифференцировкой в продуцирующие иммуноглобулины плазматические клетки. Дополнительные сигналы активации В-клетки получают при взаимодействии с Th2, которые продуцируют и секретируют соответствующие цитокины: интерлейкины 4, 5, 6, 10. Синтез и секреция антител (иммуноглобулинов) В-лимфоцитами является завершающей стадией специфического гуморального иммунного ответа на конкретный антиген. В динамике иммунного ответа происходит переключение синтеза антител, который начинается с IgM, на другие изотипы: Таблица 8.4. Типы молекул на поверхности В-лимфоцитов
IgG, IgA или IgE. Переключение индуцируется разными цитокинами и взаимодействием костимулирующих молекул (CD40—CD40L), присутствующих на поверхности В-лимфоцитов и Th2. 8.1.3. Антигенпредставляющие клетки Способностью представлять (презентировать) антигенные пептиды Т-лимфоцитам обладают антигенпредставляющие клетки: дендритные клетки, макрофаги и В-лимфоциты. Презентации антигенных пептидов предшествуют стадии: 1) захвата поступившего в организм антигена, 2) его переработки (дезинтеграции), 3) формирования комплексов накопившихся антигенных пептидов с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости, постоянно синтезирующиеся в этих клетках (см. раздел 8.3.2), 4) транспортировки образовавшихся комплексов на мембрану антигенпрезентирующей клетки, 5) доставки во вторичные лимфоидные органы, где и происходит встреча с Т-лимфоцитами и распознавание образовавшегося комплекса Т-клеточным рецептором. Дендритные клетки, как и макрофаги и лимфоциты, имеют гемопоэтическое происхождение. Дендритные клетки локализованы в эпителии кишечника, урогенитального тракта, воздухоносных путей, легких, в эпидермисе кожи (клетки Лангерганса) и интерстициальных пространствах.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-12-09; просмотров: 76; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.43.122 (0.027 с.) |