Т-клеточный иммунитет. I. Понятие иммунная система Существует несколько групп вирусов

Ф КГМА 4/3-04/02

ИП № 6 УМС при КазГМА

КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра иммунологии и аллергологии

ЛЕКЦИЯ

Тема: «Система клеточного иммунитета. Иммунологическая толерантность »

По дисциплине: Общая иммунология

Для специальности – 5В130100 - Общая медицина

Время (продолжительность) 1 час

Караганда 2014 г.

Утверждена на заседании кафедры

«___» ____. 2014 г.Протокол № ____

Зав. кафедрой иммунологии и аллергологии, д.м.н., доцент __________Газалиева М.А.

Тема : Система клеточного иммунитета. Иммунологическая толерантность.

Цель: Дать понятие клеточной иммунологии, основные этапы развития клеток. Изучить структуру и основные функции клеток иммунной системы. Система клеточного иммунитета. Иммунологическая толерантность

План лекции

Клеточная иммунологии, основные этапы развития клеток.

Структура и основные функции клеток иммунной системы.

Система клеточного иммунитета, методы оценки.

Иммунологическая толерантность.

Система клеточного иммунитета. Иммунологическая толерантность.

Иммунная система многокомпонентна, но работает как единое целое. Она включает в себя и многочисленные эволюционно древние, малоспецифические в своей основе компоненты, и эволюционно новые элементы, определяющие высокую специфичность иммунных реакций. Все эти компоненты работают в тесной взаимосвязи.

Основной клеткой организма, определяющей работу иммунной системы является лейкоцит во всем многообразии его популяций и субпопуляций.

Специфичность иммунной реакции определяется лимфоцитами и продуцируемыми или специфическими Ig-ми (антигенами). Неспецифические функции уничтожения чужеродного выполняют клетки моноцитарного и гранулоцитарного рядов, а также неспецифические лимфоциты.

Количественно неспецифические элементы защиты во много раз превосходят специфические, специфические иммунные компоненты лишь в небольшой части сами осуществляют конечную эффекторную функцию. Основную часть работы по элиминации чужеродного осуществляют и организуют неспецифические компоненты, однако эту работу инициируют, направляют, активируют и контролируют специфические элементы системы.

К клеточным факторам относятся все лейкоциты крови: лимфоциты, нейтрофилы, моноциты, эозинофилы, базофилы (их называют иммунокомпетентными клетками - ИКК).

Все эти клетки имеют принципиальные морфологические и цитохимические отличия, связанные с различием функций, выполняемых ими в системе защиты.

Все лейкоциты происходят из единой мультипотентной стволовой кроветорной клетки. Популяция стволовых кроветорных кле­ток является самоподдерживающейся и имеет постоянный уровень за счет жесткого самоконтроля. Часть этих клеток постоянно рециркулирует через кровяное русло между различными очагами кроветворения в костной ткани. Из мультипотентной стволовой кроветворной клетки образуются продифференцированные пулы стволовых клеток, от которых берут начало лимфоидный, моноцитарный, гранулоцитарный, эритроидный, тромбоцитарный ростки клеток.

В крови человека содержится в среднем 4 – 7 тыс. лейкоцитов в 1 3 мм. На один лейкоцит приходится приблизительно 1 тыс. эритроцитов.

Морфологически различают пять типов лейкоцитов: лимфоциты, моноциты, нейтрофилы, эозинофилы и базофилы.

Лимфоциты и моноциты – незернистые лейкоциты (агранулоциты), нейтрофилы, эозинофилы и базофилы содержат цитоплазматические гранулы – зернистые лейкоциты (гранулоциты).

Лейкоциты обладают подвижностью, что обеспечивает их проникновение через стенки кровеносных сосудов и эпителий; этому способствует имеющийся у них сократительный аппарат и свойство образовывать псевдоподии. Они имеют на своей поверхности большое количество рецепторов и антигенов, которые имеют важное значение, поскольку с их помощью можно идентифицировать клетки разных субпопуляций. Рецепторы и антигены находятся в подвижном, «плавающем» положении, причем достаточно быстро сбрасываются. Подвижность рецепторов дает возможность концентрироваться им на одном участке мембраны, что способствует усилению контактов клеток между собой, а быстрое сбрасывание рецепторов и антигенов подразумевает их постоянное новообразование в клетке.

Лейкоциты в русле крови не выполняют ни каких функций, кровоток служит лишь для их транспорта; функционируют лимфо­циты в органах и тканях, куда они мигрируют. В кровотоке находится ничтожная часть всех лейкоцитов организма (не более 1 – 2%).

Лимфоциты.

Лимфоциты – это популяция иммунокомпетентных клеток, определяющая высокую специфичность ответа иммунной системы на чужеродное. Содержание их в крови в среднем составляет 1 – 4*10 9 клеток в 1 л крови. Имеются два основных типа лимфоцитов: Т-лимфоциты, обеспечивающие клеточный иммунитет, и В-лимфоциты, ответственные за антителообразование. Принципиально отличается от них особый тип лимфоцитов – естественные (нормальные) киллеры.

Образование иммунокомпетентных клеток.

Образование иммунокомпетентных клеток происходит в кроветворных (костный мозг), первичных (тимус) и вторичных лимфоидных органах (лимфоузлы, селезенка, аппендикс, пейеровы бляшки и солитарные фолликулы, глоточное кольцо, органные скопления). Клетки постоянно рециркулируют между этими органами в крово - и лимфотоке и транспортируются к месту внедрения чужеродного.

Первичным местом образования всех иммунокомпетентных клеток является орган кроветворения – костный мозг. В очагах кроветворения образуются и проходят полный цикл дифференцировки моноциты и все гранулоциты (а также эритроциты и тромбоциты), в них начинается и дифференцировка лимфоцитов.

Все типы лейкоцитов происходят из самоподдерживающейся популяции единой костномозговой полипотентной стволовой кроветворной клетки. Если В-лимфоциты весь цикл дифференцировки до зрелых В-лимфоцитов проходят в костном мозге, то Т-лимфоциты на стадии пре-Т-лимфоцитов мигрируют из него по кровотоку в первичный лимфоидный орган – тимус, в котором заканчивается их дифференцировка с образованием всех клеточных форм зрелых Т-клеток. Эта стадия дифференцировки Т- и В-лимфоцитов называется антигненезависимой и происходит независимо от внедрения в организм чужеродного агента (антигена). Последующая стадия дифференцировки этих клеток запускается только при попадании в организм антигена и называется антигензависимой фазой.

Зрелые иммунокомпетентные клетки выходят в кровоток, по которому моноциты и гранулоциты мигрируют в ткани, а лимфоциты направляются во вторичные лимфоидные органы, где происходит антигензависимая фаза их дифференцировки.

Гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы и базофилы) после созревания в костном мозге несут только эффекторную функцию, после однократного выполнения которой гибнут. Зрелые моноциты оседают в тканях, где образующиеся из них тканевые макрофаги также выполняют преимущественно эффекторную функцию, но в процессе более длинного периода жизни многократно. Лимфоциты, после созревания их в костном мозге (В-клетки) или тимусе (Т-клетки) поступают во вторичные лимфоидные органы, где основной их функцией является размножение в ответ на антигенный стимул с появлением специфических эффекторных клеток и клеток памяти. Постоянная рециркуляция лимфоцитов в кровотоке приводит к единств и определенному постоянству клеточного состава вторичной лимфоидной ткани организма в его нормальном, спокойном состоянии. При внедрении в организм чужеродного основные изменения происходят в лимфоидных органах, регионарных к месту внедрения и дальнейшего распространения чужеродного.

Кровоток – это основная магистраль транспорта и рециркуляции иммунных компонентов, в частности иммунокомпетентных клеток. Моноциты и гранулоциты, находящиеся в крови, представляют собой клетки, направляющиеся из очага кроветворения в органы и ткани, к месту внедрения чужеродного; эти клетки еще не имели контактов с антигеном, не реализовали свою функцию. Лимфоциты мигрируют из костного мозга по кровяному руслу в тимус и вторичные лимфоидные органы, кроме того, рециркулируют между вторичными лимфоидными органами или направляются к месту вне­дрения чужеродного. Эти клетки гетерогенны: они могут быть разной степени зрелости, до и после контакта с чужеродным. Таким образом, в крови в основном не происходит никаких иммунологических реакций; кровоток лишь доставляет клетки к месту их функционирования. Лимфоциты, циркулирующие с кровью, дифференцированы на субпопуляции: Т-хелперы (помощники), Т-супрессоры, В-лимфоциты (предшественники плазматических клеток), Т-киллеры, Т-эффекторы ГЗТ и др. В ответ на антигенное раздражение лимфоциты активно размножаются и дифференцируются в конечные эффекторные клетки. Эти клетки строго специфичны, каждому антигену соответствует отдельный клон лимфоцитов, также специфичны и регуляторные популяции лимфоцитов.

Морфология лимфоцитов.

Морфологически лимфоциты периферической крови в основном однотипны. По размеру их подразделяют на малые, средние и большие. В ответ на антигенный стимул лимфоцит трансформируется в бластную клетку и морфологически проходит стадии лимфобласта, большого, среднего и малого лимфоцита, а при дифференцировке В-лимфоцитов – стадии лимфобласта, юной и зрелой плазматической клетки. В периферической крови встречаются обычно малые, реже средние лимфоциты (при септическом процессе их количество возрастает). Малые лимфоциты – это округлые клетки диаметром 5 – 8 мкм с высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением. Они имеют круглое или овальное ядро с плотно агрегированным хроматином и узкий ободок цитоплазмы без отчетливых гранул. Большие и средние лимфоциты – это округлые клетки диаметром соответственно 12 – 15 и 8 – 12 мкм. Их ядра напоминают ядра малых лимфоцитов, но имеют более плотный хроматин и более выраженные ядрышки. Ободок цитоплазмы шире, чем у малых лимфоцитов и нередко содержит азурофильные гранулы. Такие лимфоциты называют БГЛ (большими гранулосодержащими лимфоцитами), их считают аналогами натуральных киллеров (NK клетки), играющих основную роль в противоопухолевой защите организма. В периферической крови встречаются лимфоциты, имеющие разный объем цитоплазмы и размеры ядра, а соотношение количества лимфоцитов разного размера отражает состояние активации иммунной системы.

Кинетика Т- и В- лимфоцитов.

В очагах костномозгового кроветворения из пула полипотентных стволовых клеток образуется общий пул стволовых лимфоид­ных клеток. Из этого пула, в свою очередь, образуется пул предшественников Т-лимфоцитов – пре-Т-клеток; у этих клеток появляется общий антиген, характерный для всех Т-лимфоцитов. Пре-Т-клетки мигрируют из костного мозга в тимус, где под влиянием тимического гормонального фактора (ТГФ) происходит их окончательная дифференцировка в зрелые Т-лимфоциты.

В тимусе происходит четкая дифференцировка на две субпопуляции – Т-хелперы и Т-супрессоры/цитотоксические клетки. Каж­дая из этих субпопуляций имеет свои специфические поверхностные маркеры и несет принципиально различные эффекторные функции. Зрелые Т-лимфоциты мигрируют через кровоток во вторичные лим­фоидные органы, где происходит антигензависимая фаза дифферен­цировки. В ответ на антигенный стимул происходит активация и пролиферация Т-лимфоцитов, имеющих рецепторы к внедрившемуся антигену. Это приводит к резкому увеличению специфического клона Т-лимфоцитов на 4 – 5 сут. при первичном иммунном ответе или на 3 – 4 сут. при вторичном иммунном ответе, после внедрения в организм чужеродного.

В периферической крови Т-лимфоциты составляют в среднем 10 – 30 % всех лейкоцитов.

В-лимфоциты образуются у взрослого человека в костном мозге, а в эмбриогенезе – в эмбриональной печени. Формирование и дифференцировка первичного пула зрелых В-лимфоцитов целиком происходит в костном мозге и не зависит от присутствия антигена. Все пулы В-клеток разной степени дифференцированности постоянно рециркулируют в крови между очагами костного мозга и лимфоидными органами. В-лимфоциты составляют 2 – 6 % всех лейкоцитов периферической крови.

В костном мозге под влияние микроокружения и происходит дифференцировка стволовой В-клетки в пре-В-лимфоцит. В цитоплазме этой клетки происходит синтез тяжелых цепей IgM, а через ряд делений – и легких цепей иммуноглобулинов. Параллельно этому появляются молекулы иммуноглобулинов и на поверхности клеток. В дальнейшем по мере созревания В-клеток количеств молекул иммуноглобулинов на поверхности клеточной мембраны увеличивается. Наряду с увеличением основных рецепторов (к Fc-фрагментам иммуноглобулинов и С3 компоненту комплемента) появляются IgD, а затем у части клеток происходит переключение на продукцию IgG, IgA или IgE (или одновременно молекул нескольких типов). Цикл дифференцировки В-лимфоцитов в костном мозге составляет 4-5 суток.

Под влиянием антигена и при помощи Т-лимфоцитов и макрофагов зрелая В-клетка, имеющая рецепторы к данному антигену, активируется и превращается в лимфобласт, который делится 4 раза и превращается в юную плазматическую клетку, превращающуюся после ряда делений в зрелую плазматическую клетку, гибнущую после 24-48 часов функционирования.

Параллельно с образованием под влиянием антигена плазматических клеток часть специфических к данному антигену В-лимфоцитов, активируясь, превращается в лимфобласты, далее в большие и малые лимфоциты, сохраняющие специфичность. Это клетки иммунологической памяти – долгоживущие лимфоциты, которые, рециркулируя в кровотоке, заселяют все периферические лимфоидные органы. Эти клетки способны более быстро активироваться антигеном данной специфичности, что определяет большую скорость вторичного иммунного ответа.

Зрелый В-лимфоцит имеет определенный набор рецепторов на своей поверхности, благодаря которым он взаимодействует с антигеном, другими лимфоидными клетками и различными веществами, стимулирующими активацию и дифференцировку В-клеток. Главными рецепторами клеточной мембраны В-лимфоцита являются иммуноглобулиновые детерминанты, с помощью которых клетка соединяется с определенным антигеном и стимулируется. Параллельно этот же антиген стимулирует специфический Т-лимфоцит. Для узнавания В-лимфоцитом активированной Т-клетки служат Ia-антигены (HLA-DR-антигены). Помимо этого, на поверхности В-лимфоцита имеются рецепторы непосредственно для специфических антигенов Т-лимфоцитов, при помощи которых осуществляется специфический контакт Т- и В- клеток. Т-хелперы передают В-лимфоцитам при контакте серию стимулирующих факторов; к каждому из этих факторов на поверхности В-лимфоцита имеется соответствующий рецептор (к фактору роста В-лимфоцитов, интерлейкину-2, фактору дифференцировки В-клеток, антигенспецифическому хелперному фактору и т.д.).

Важнейшим рецептором В- лимфоцита является рецептор к Fc-фрагменту иммуноглобулинов, благодаря которому клетка связывает на своей поверхности молекулы иммуноглобулинов разной специфичности. Это свойство В-клетки определяет ее антителозависимую специфичность, которая появляется только в том случае, если клетка специфически или неспецифически сорбировала на своей поверхности иммуноглобулины. Эффект антителозависимой клеточной цитотоксичности требует наличия комплемента; в соответствии с этим на поверхности В-лимфоцита имеется рецептор к С3 компо­ненту комплемента. Функциональная характеристика лимфоцитов.

Т-лимфоциты выполняют в организме две важнейшие функции: эффекторную и регуляторную.

Эффекторная функция Т-лимфоцитов заключается в специфической цитотоксичности этих клеток в отношении чужеродных клеток, появляющейся при отторжении трансплантата, опухолевом росте, аутоиммунных процессах и вирусных заболеваниях, когда атакуются собственные клетки организма, пораженные вирусом. Главная роль в цитотоксическом эффекте принадлежит Т-лимфоцитам-киллерам, имеющим специфические рецепторы к антигенам чужеродных (или дефектных своих) клеток. В организме имеются долгоживущие Т-киллеры, которые, по-видимому, используются на начальном этапе воспаления, до образования в ответ на антигенный стимул большого количества короткоживущих эффекторных клеток, специфических к данному антигену и исчезающих вскоре после его уничтожения. Т-киллеры разрушают клетки-мишени без помощи антител или комплемента, при непосредственном контакте с мишенью. Небольшая часть Т-киллеров имеет на своей поверхности Fc-рецепторы. Не имея специфических рецепторов к чужеродным клеткам, эти клетки, аналогично В-лимфоцитам и макрофагам, выполняют роль специфических цитотоксических клеток опосредованно, через опсонизацию клеток-мишеней (антителозависимая цитотоксичность).

Одной из важных регуляторных функций Т-лимфоцитов специфических клонов, активированных антигеном, является способность вырабатывать различные биологически активные вещества – факторы хемотаксиса и торможения миграции нейтрофилов и мак­рофагов, армирующий фактор и др. Наряду с продукцией медиаторов важнейшая регуляторная роль в индукции специфического иммунного ответа принадлежит непосредственно Т-клеткам, а точнее двум регуляторным субпопуляциям – Т-хелперам и Т-супрессорам.

Т-хелперы стимулируют к пролиферации и дифференцировке антителообразующие клетки в ответ на антигенный стимул. Ответ В-лимфоцитов на большинство белковых антигенов полностью зависит от помощи Т-лимфоцитов (тимусзависимые антигены). По отношению к другим антигенам (растворимым полисахаридам, бактериальным липополисахаридам)стимуляция В-клеток и их антителообразование могут происходит без участия Т-лимфоцитов-хелперов, однако в этих случаях присутствие клеток данной популяции усиливает процесс. Взаимодействие В-клеток с Т-хелперами осуществляется при непосредственном контакте, или в результате выработки Т-хелперами растворимых неспецифических факторов, называемых лимфокинами. К последним относятся интерлейкин-2, фактор, регулирующий пролиферацию В-клеток, фактор дифференцировки В-клеток.

Т-супрессоры угнетают иммунный ответ либо путем непосредственного угнетающего действия на В-лимфоциты и Т-хелперы, либо путем подавления активности Т-хелперов.

Таким образом, в организме имеется четкая регуляторная система Т-хелперы - Т-супрессоры, которая осуществляет контроль интенсивности развития специфической реакции иммунной системы на чужеродное.

Кроме того, Т-лимфоциты продуцируют ряд биологически активных веществ: интерферон, угнетающий активность вирусов и являющийся мощным регулятором пролиферации и дифференцировки всех кроветворных элементов, неспецифические пептиды, стимулирующие образование общих пулов предшественников кроветворных клеток и макрофагов, а также образование и дифференцировку стромальных клеточных элементов. Последнее особенно важно для регенерации ткани при окончании воспаления, ибо в начале регенерации образуется строма.

Основной эффекторной функцией В-лимфоцитов, а точнее плазматических клеток, в которые они дифференцируются, является продукция антител.

В ответ на антигенный стимул происходит новообразование клона В-лимфоцитов, специфического к этому антигену, и их дифференцировка в плазматические антителообразующие клетки. Происходит это преимущественно в лимфоидных органах, регионарных к месту внедрения чужеродного. В разных органах накапливаются клетки, продуцирующие иммуноглобулины разных классов. Так, клетки, продуцирующие антитела классов А и Е – в пейеровых бляшках и других лимфоидных образованиях слизистых оболочек. Контакт с любым антигеном стимулирует образование всех пяти классов, однако в результате включения сложных регуляторных процессов в конкретных условиях начинают преобладать иммуноглобулины определенного класса.

Антитела более эффективны для нейтрализации токсинов, продуцируемых чужеродными клетками. Важную роль в этом процессе играет комплемент, активация которого определяется в основном комплексом антиген-антитело (так называемых циркулирующих иммунных комплексов ЦИК) приводит к возникновению тяжелых сосудистых патологий. Потому образовавшийся комплекс антиген- антитело должен быть немедленно захвачен и переварен фагоцитирующими клетками (для этой цели важны Fc-рецепторы этих клеток).

Другим направлением эффекторного действия антител является лизис клеток антителами в комплексе с активированным комплементом. В этом процессе участвуют также макрофаги, неспецифические Т- и В-лимфоциты и натуральные киллеры, на поверхности клеточных мембран которых имеются рецепторы к компонентам комплемента.

В организме имеется жесткая система регуляции (остановки) антителообразования после прекращения действия антигена. Начавшееся антителообразование в плазматических клетках, образованных из В-лимфоцитов, по принципу обратной связи тормозит выход и дифференцировку новых В-лимфоцитов. Последние не выйдут в дифференцировку до тех пор, пока в данном лимфоузле не начнется гибель антителопродуцирующих клеток, и лишь при условии, что в нем еще будет антигенный стимул. Этот механизм нейтрализации активации В-клеток высокой концентрацией антител в совокупности с коротким жизненным циклом плазматической клетки осуществляет четкий контроль за ограничением синтеза антител до уровня, необходимого для эффекторной борьбы с чужеродным. В случаях, когда принцип достаточности по каким-либо причинам не срабатывает, образование антител в количествах, превышающих необходимые для обеспечения нормального течения воспалительного процесса, может привести к патологии (аллергические реакции).

Часть зрелых В-лимфоцитов оказывает супрессивное действие на функционирование Т-лимфоцитов –хелперов и цитотоксических Т-клеток, а через них на пролиферацию и диффернецировку В-лим­фоцитов. Другая часть В-клеток, напротив, стимулирует эти субпопуляции. Вероятно, этот тип регуляции является добавочным, дуб­лирующим путь регуляции пролиферации и дифференцировки В-клеток при помощи антител или при помощи Т-хелперов и Т-супрессоров.

Таким образом, многокомпонентность позволяет иммунной системе многократно дублировать свои основные функции, создавая тем самым большой «запас прочности» и большие компенсаторные возможности в плане защиты организма от повреждающего воздействия факторов внешней и внутренней среды.

На русском языке

основная:

Ройт А. «Иммунология», Москва, 2007

Хаитов Р.М. «Иммунология», Москва, 2000

Шортанбаев А.А., Кожанова С.В «Общая иммунология», Алматы, 2008

дополнительная:

Федосеев Г.Б. «Аллергология», Санкт-Петербург, 2007

Хацкий С.Б. «Аллергология в схемах и таблицах», Санкт-Петербург, 2001

Современные аспекты клинической пародонтологии// под ред. Дмитриевой Л.А., Москва, 2001.

Грудянов А.И. Пародонтология. Избранные лекции. Москва, 1997

Медуницын Н.В. «Вакцинология», Москва, 2004

На казахском языке

основная:

Шортанбаев А.А., Кожанова С.В. «Жалпы иммунология», Алматы, 2008

К.А. Жуманбаев «Клиникалык иммунология жэне аллергология», Караганды, 2008

дополнительная:

Балпанова Г.Т. «Трансплантациялық иммунитет», Алматы, 2002

Бижигитова Б.Б. «Комплемент жүйесі мен антигенді таныстырушы жасушалардың иммунды жауаптағы маңызы», Алматы, 2006

Мухамбетова С.Г., Каракушикова А.С., Кожанова С.В., Садвакасова Г.С., Балпанова Г.Т. «Иммунды статусқа баға берудің қазіргі әдістері», Алматы, 2005

Контрольные вопросы (обратная связь)

Система клеточного иммунитета, ее общая биологическая роль.

Основные этапы дифференцировки Т-клеток, интерогенность Т-лимфоцитов.

Последовательность появления маркеров на лимфоцитах тимуса.

Основные характеристики Т-хелперов, их функции.

Основные характеристики Т-супрессоров, их функции.

Основные характеристики Т-индукторов, их функции.

Основные характеристики Т-киллеров, их функции.

Доброго времени суток, дорогие читатели.

Хочу сегодня поднять очень важную тему, которая касается составляющих иммунитета. Клеточный и гуморальный не позволяют развиться инфекционным болезням, и подавляют рост раковых клеток в организме человека. От того, насколько правильно протекают защитные процессы, зависит здоровье человека. Выделяют два вида: специфический и неспецифический. Далее вы найдете характеристику защитных сил человеческого организма, а также – чем отличается иммунитет клеточный и гуморальный иммунитет.

Основные понятия и определения

Илья Ильич Мечников – тот ученый, кто открыл фагоцитоз и положил начало науки иммунологии. В клеточном иммунитете не участвуют гуморальные механизмы – антитела, и осуществляется он посредством лимфоцитов и фагоцитов. Благодаря этой защите в организме человека уничтожаются опухолевые клетки и инфекционные агенты. Главное действующее лицо клеточного иммунитета – лимфоциты, синтез которых происходит в костном мозге, после чего они мигрируют в тимус. Именно по причине их перемещения в тимус их назвали Т-лимфоцитами. При обнаружении в организме какой-то угрозы эти иммунокомпетентные клетки довольно быстро покидают места своего обитания (лимфоидные органы) и спешат на борьбу с врагом.

Выделяют три вида Т-лимфоцитов, которые играют свою важную роль в защите человеческого организма. Функцию уничтожения антигенов играют Т-киллеры. Т-хелперы первые узнают про то, что в организм проник чужеродный белок и выделяют в ответ особые ферменты, которые стимулируют образование и созревание Т-киллеров и В-клеток. Третий вид лимфоцитов – Т-супрессоры, которые при необходимости угнетают иммунный ответ. При недостатке этих клеток возрастает риск аутоиммунных заболеваний. Гуморальная и клеточная системы защиты организма тесно связаны между собой и не функционируют раздельно.

Сущность гуморального иммунитета заключается в синтезе специфических антител в ответ на каждый антиген, который попадает в человеческий организм. Он представляет собой белковые соединения, которые есть в крови и других биологических жидкостях.

Факторы неспецифического гуморального – это:

• интерферон (защита клеток от вирусов);
• С-реактивный белок, запускающий систему комплемента;
• лизоцим, который разрушает стенки бактериальной или вирусной клетки, растворяя ее.

Специфические компоненты гуморального представлены специфическими антителами, интерлейкинами и другими соединениями.

Иммунитет можно разделить на врожденный и приобретенный. К факторам врожденного относят:

• кожные покровы и слизистые;
• клеточные факторы – макрофаги, нейтрофилы, эозинофилы, дендритные клетки, естественные киллеры, базофилы;
• гуморальные факторы – интерфероны, система комплемента, антимикробные пептиды.

Приобретенный формируется при вакцинации и при перенесении инфекционных заболеваний.

Таким образом, механизмы неспецифического и специфического клеточного и гуморального иммунитета тесно связаны между собой, а факторы одного из них принимают активное участие в осуществлении другого вида. Так, например, лейкоциты участвуют как в гуморальной, так и в клеточной защите. Нарушение одного из звеньев приведет к системному сбою всей системы защиты.

Оценка видов и их общая характеристика

Микроб, попадая в организм человека, запускает сложные иммунные процессы, задействуя специфические и неспецифические механизмы. Для того чтобы развилась болезнь, микроорганизм должен пройти ряд барьеров – кожу и слизистые, субэпителиальную ткань, регионарные лимфатические узлы и кровеносное русло. Если при попадании в кровь его гибель не наступает, то он разнесется по всему организму и попадет во внутренние органы, что приведет к генерализации инфекционного процесса.

Отличия клеточного и гуморального иммунитета незначительные, так как протекают они одновременно. Считается, что клеточный защищает организм от бактерий и вирусов, а гуморальный – от грибковой флоры.

Какие бывают механизмы иммунного ответа вы можете увидеть в таблице.

Уровень действия	Факторы и механизмы
Кожа	Механическая преграда. Шелушение эпителия. Химическая защита: молочная кислота, жирные кислоты, пот, катионные пептиды. Нормальная флора
Слизистые	Механическое очищение: чихание, вымывание, перистальтика, мукоцилиарный транспорт, кашель. Факторы адгезии: секреторный Ig А, муцин. Макрофаги эпителия, мигрирующие нейтрофилы.
Субэпителиальная ткань	Клетки: макрофаги, нейтрофилы, эозинофилы, тучные клетки, лимфоциты, естественные киллеры. Факторы мобилизации: имунный ответ и реакция воспаления
Лимфатические узлы	Резидентные факторы: дендритные клетки лимфоузлов, макрофаги, гуморальные факторы. Факторы мобилизации: имунный ответ и реакция воспаления
Кровь	Клеточные факторы: макрофаги, моноциты, нейтрофилы, дендритные факторы на пути кровотока. Гуморальные факторы: лизоцим, комплемент, цитокины и липидные медиаторы. Факторы мобилизации: имунный ответ и реакция воспаления.
Внутренние органы	То же, что субэпителиальная ткань

Звенья физиологических цепочек иммунитета показаны на схеме.

Методы оценки состояния иммунной системы

Чтобы оценить имунный статус человека, придется сдать ряд анализов, а возможно даже придется сделать биопсию и отправить полученное на гистологию.

Опишем кратко все методы:

• общее клиническое исследование;
• состояние естественной защиты;
• гуморальный (определение содержания иммуноглобулинов);
• клеточный (определение Т-лимфоцитов);
• дополнительные тесты включают определение С-реактивного белка, компонентов комплемента, ревматоидных факторов.

Вот и все, что хотелось вам рассказать про защиту человеческого организма и двух основных составляющих – гуморальном и клеточном иммунитете. А сравнительная характеристика показала, что отличия между ними весьма условные.

Термин клеточный иммунитет (иммунитет, опосредованный клетками) первоначально служил для обозначения местных реакций (обычно на внутриклеточно локализующиеся возбудители), осуществляемых лимфоцитами и фагоцитами без участия антител - эффекторов гуморального иммунитета .

В настоящее время этот термин используется в более широком смысле для описания такого противоинфекционного или противоопухолевого иммунного ответа, в котором антителам принадлежит не ведущая, а вспомогательная роль.

Основу клеточного иммунитета составляют лимфоциты, которые для своего созревания переселяются из костного мозга в другой центральный орган лимфоидной системы - тимус (вилочковая железа). Эта ветвь лимфоцитов получила название тимус-зависимые, или Т-лимфоциты .

В организме человека Т-лимфоциты многократно покидают лимфоидные органы, попадая сначала в лимфу, затем в кровь, а из крови снова возвращаются в органы. За свою жизнь лимфоцит может проходить более 100 километров. Благодаря интенсивной циркуляции, лимфоциты, когда в них возникает потребность, быстро появляются в "горячих точках".

В тимусе формируются разные виды Т-клеток. Одни из них участвуют в регуляции развития В-клеток и образования антител, другие взаимодействуют с фагоцитами, помогая им разрушать поглощенные микробные клетки. Некоторые Т-лимфоциты обладают способностью разрушать клетки, содержащие чужеродный антиген, их назвали цитотоксическими или "киллерами".

Другая разновидность лимфоцитов - Т-хелперы - первыми распознают чужеродные вещества. Т-хелперы не способны вырабатывать антитела и убивать клетки-мишени, но, распознавая чужеродный антиген, они реагируют на него выработкой различных факторов, которые необходимы для размножения и созревания В-клеток и Т-киллеров.

Существуют еще Т-супрессоры, которые подавляют активность иммунного ответа, когда необходимость в нем отпадает. Если иммунные клетки будут продолжать работать, то будут поражаться собственные здоровые клетки организма, что приведет к развитию различных болезней (их называют аутоиммунными).

Центральная роль в клеточном иммунитете принадлежит Т-хелперам , координирующим работу всех клеток, задействованных в иммунной реакции. Именно Т-хелперы распознают антигены и влияют на деятельность других типов Т-клеток, оказывают помощь В-клеткам в образовании антител. По их командам иммунная система направляет Т-лимфоцитов-киллеров, задача которых убивать зараженные клетки. Для того, чтобы "киллеры" нашли и уничтожили противника, им надо отличить нормальные клетки от пораженных. Опознание происходит за счет антигена, расположенного на поверхности клетки. Подобно В-лимфоцитам, каждая T-клетка имеет специфический рецептор, распознающий антиген. С помощью рецепторов T-лимфоциты-киллеры вступают в контакт со своей мишенью. Прикрепившись, они выделяют в просвет между собой и мишенью белок, "продырявливающий" мембрану клетки-мишени, в результате чего клетка гибнет. Затем они открепляются от мишени и переходят на другую клетку, и так несколько раз.

Для различения популяций лимфоидных клеток используются специфические белки на поверхности каждой из них. Такие белки-метки получили название CD (групповой маркер). Известно около 200 маркеров. Например, маркером для Т-клеток-хелперов служит белок, названный CD4.

Т-лимфоциты способны выполнять свои функции только при определенных условиях и поддержке других клеток, таких как В-лимфоциты и различные фагоцитирующие клетки, в первую очередь макрофаги - большие по размерам клетки, поглощающие и переваривающие микробы и другие погибшие клетки. Существенную роль в работе иммунной системы играют так называемые дендритные (ветвистые) клетки, часть которых находится непосредственно под кожей и слизистой оболочкой человека. Такие клетки (антигенпредставляющие) захватывают микробы и вирусы, проникающие через слизистую, а затем переносят в лимфоузлы, где "представляют" их В- и Т- лимфоцитам, которые их атакуют.

Полностью разделить клеточный иммунитет и гуморальный невозможно: в инициации образования антител участвуют клетки, а в некоторых реакциях клеточного иммунитета важную связующую функцию выполняют антитела.

Более того, не существует, по-видимому, клеточного иммунитета без образования антител, которые способны различными путями модифицировать опосредованный клетками иммунный ответ. Вообще, при скоординированном иммунном ответе происходит многосторонний обмен сигналами между различными типами вступающих в него

Патогенные бактерии, проникая в организм человека, могут вызывать различные инфекционные заболевания. Чтобы воспрепятствовать активной деятельности микробов, организм человека защищается при помощи собственных сил. Различают два звена для борьбы – иммунитет гуморальный и клеточный. Их общая характеристика заключается в единой цели – устранение всего генетически чужого. И это вне зависимости от того, каким образом антиген появился в организме – извне либо изнутри посредством мутации.

Иммунитет клеточный

У истоков разработки теории о клеточном иммунитете стоял русский ученый – биолог Илья Мечников. Во время съезда врачей в Одессе в 1883 году он первым сделал заявление о способности иммунной системы нейтрализовать чужеродные тела. Поэтому Мечникова считают создателем клеточной теории иммунитета.

Создатель теории разрабатывал свои идеи параллельно с немецким фармакологом Паулем Эрлихом. Тот, в свою очередь, открыл факт появления белковых антител – иммуноглобулинов – в ответ на заражение организма инородными патогенными агентами. Антитела объединяются в команду и сообща противостоят антигену.

Эффективная защита организма достигается благодаря различным естественным процессам. Не последнюю роль в этой цели играют:

• достаточное насыщение клеток кислородом;
• нормализация pH среды;
• наличие необходимого количества микроэлементов и витаминов в тканях.

Внимание! Иммунитет клеточный – это вариант ответа организма на проникновение сторонних агентов. В этой реакции не задействованы антитела и группа комплемента. В процессе борьбы участвуют макрофаги и другие защитные клетки человека.

Основной механизм защиты организма обеспечивает особая группа – Т-лимфоциты. Они вырабатываются в вилочковой железе (тимусе). Происходит их активация лишь в случае проникновения чужеродных элементов. Клеточный иммунитет имеет направленное действие против патогенных бактерий. Мощной атаке подвергаются, в основном, чужеродные микроорганизмы, выжившие в фагоцитах. Также не остаются без внимания иммунной системы и вирусы, поражающие клетки человеческого организма. Клеточная иммунная система принимает активное участие в борьбе с бактериями, грибами, опухолевыми клетками, простейшими.

Механизм работы клеточного иммунитета

Специфический клеточный иммунитет представлен Т-лимфоцитами. Они имеют разделение:

• киллеры могут распознавать и уничтожать носителя антигена без сторонней помощи;
• хелперы способствуют размножению иммунных клеток в период атаки извне;
• супрессоры контролируют и, при необходимости, подавляют деятельность эффекторных клеток.

Важно! Иммунитет клеточный неспецифический отличается тем, что его клетки имеют способность к фагоцитозу. Фагоцитоз – акт захвата, переваривания и уничтожения бактерий, вирусов, собственных дефектных или отмерших клеток, инородных тел.

В случае активации клеточного иммунитета защитные функции выполняются следующим образом:

1. Цитотоксичные Т-лимфоциты активизируются, соединяются с патогенной клеткой-мишенью и выбрасывают из гранул токсический белок перфорин, который повреждает клеточную стенку и вызывают гибель чужеродной клетки.
2. Макрофаги и клетки-киллеры способствуют уничтожению внутриклеточных патогенов.
3. За счет информационных молекул оказывается влияние на другие клетки иммунитета. Именно они оказывают существенное действие на приобретенное и врожденное защитное свойство организма.

Цитокины, оказавшись в мембране одной клетки, начинают взаимодействовать с рецепторами других иммунных клеток. Так клеточное звено получает информацию об опасности. В них запускаются ответные реакции. В случае нарушения созревания лимфоцитов (с полным отсутствием функциональности) образуются врожденные дефекты Т-клеточного звена иммунитета. К внешним проявлениям заболеваний иммунодефицита относят:

• задержку физического развития;
• тяжелые формы молочницы;
• сильные поражения кожи;
• различные патологии дыхательных путей (в основном, в виде пневмоцистных пневмоний).

Знайте! Дети, у которых имеется Т-клеточный дефект, в большинстве случаев умирают на первом году своей жизни. Причины летальных исходов – осложнения после вирусных, бактериальных, протозойных инфекций, сепсиса.

В других случаях дефект может проявляться в виде гипоплазии тимуса, селезенки, лимфоузлов. У больных наблюдается отставание в умственном развитии, заторможенность. Прогноз у таких больных неблагоприятный. В будущем возможно развитие различных форм поражений некоторых систем организма, образований злокачественного характера.

Гуморальный иммунитет – это еще один вид реакции организма. При активации ответных действий защиту выполняют молекулы плазмы крови, но никак не клеточные составляющие внутренних систем.

К системе гуморального иммунитета относятся активные молекулы, которые варьируются от простых до очень сложных:

• иммуноглобулины;
• система комплемента;
• белки острой фазы (С-реактивный белок, сывороточный амилоид Р, белки сурфактанта легких и другие);
• антимикробные пептиды (лизоцим, дефензины, кателицидины).

Эти элементы производятся различными клетками организма. Они защищают внутренние системы человека от патогенных инородных агентов и собственных антигенных провокаций. Гуморальный иммунитет проявляет себя в отношении бактерий и различных патогенных раздражителей, которые проявляются в кровотоке или лимфатической системе.

Внимание! Гуморальное звено состоит из нескольких классов иммуноглобулинов. IgG и M продуцируют множество различных реакций в тканях. IgG принимает непосредственное участие в ответных действиях организма на аллергены.

Гуморальные факторы иммунитета подразделяются на две группы:

1. Специфический гуморальный. К этой категории относятся иммуноглобулины. Их вырабатывают B-лимфоциты (плазмоциты). Если в организм проникают чужеродные элементы, лимфоциты блокируют их действия, а клетки-поглотители (фагоциты) – уничтожают. Специализируются эти клетки против определенных антигенов.
2. Неспецифический гуморальный. В отличие от предыдущего типа, это вещества, которые не имеют четких специализаций под определенные антигены. Воздействуют на патогенные бактерии в целом. К этому типу относятся циркулирующие в крови интерфероны, С-реактивный белок, лизоцим, трансферрин, система комплемента.

Кроме того, иммунитет подразделяется на еще два класса:

• врожденный;
• приобретенный.

Часть антител передается человеку еще в утробе, оставшийся гуморальный врожденный иммунитет – с молоком матери. Дальше организм учится вырабатывать защиту самостоятельно. Приобретенный иммунитет формируется после перенесенного инфекционного заболевания. Также защитные клетки могут быть введены в организм искусственно путем вакцинации.

Важно! Приобрести иммунитет позволяют определенные разновидности ослабленных либо убитых микроорганизмов.

Гуморальные факторы врожденного иммунитета тесно функционируют с клеточными факторами всей иммунной системы организма. В связи с этим постоянно поддерживается точная направленность иммунной деятельности и генетическое постоянство внутренних систем человеческого тела. Врожденный иммунитет часто создает состояние невосприимчивости организма к различным патогенным атакам антигенов.

Принцип работы гуморального иммунитета

На гуморальный иммунитет работают, в основном, B-лимфоциты. Они продуцируются из стволовых клеток костного мозга. Окончательное созревание происходит в селезенке и лимфатических узлах.

О B-лимфоцитах известно, что они делятся на два типа:

• плазматические;
• клетки памяти.

Первые действуют лишь в отношении определенных антигенов. Поэтому организм вынужден производить тысячи разновидностей B-лимфоцитов (чтобы бороться с разными версиями патогенов). Клетки памяти «запоминают» антиген, с которым уже происходила встреча. При повторном контакте они довольно быстро выдают иммунный ответ, что способствует эффективной борьбе.

Знайте! О T-лимфоцитах можно сказать, что они работают с группой B-лимфоцитов сообща.

Механизм деятельности гуморального иммунитета выглядит следующим образом:

• макрофаг поглощает вторгшийся в организм антиген и расщепляет его внутри себя, после этого частички антигена выставляются на поверхности мембраны макрофага;
• макрофаг предъявляет фрагменты антигена Т-хелперу, который в ответ начинает вырабатывать интерлейкины – особые вещества, под влиянием которых начинается размножение Т-хелперов и цитотоксических Т-лимфоцитов (Т-киллеров);
• В-лимфоцит встречается с антигеном, происходит активация лимфоцита, он превращается в плазматическую клетку, вырабатывающую иммуноглобулины;
• часть плазматических клеток в дальнейшем превращается в клетки памяти, циркулирующие в крови на случай повторной встречи с антигеном.

Снижение гуморального иммунитета у ребенка объясняется несколькими факторами:

• наличием родовой травмы;
• тяжелым течением беременности;
• плохой наследственностью;
• нарушениями в работе ЖКТ;
• ранним отказом от грудного вскармливания;
• нарушением режима искусственного питания, недостаточным поступлением полезных элементов;
• неконтролируемым употреблением лекарственных препаратов;
• сильной психологической травмой;
• плохой экологической обстановкой в месте проживания.

Частые заболевания одного и того же характера требуют детального изучения. Состояние иммунитета доктор может определить, проведя анализ и проверив полученные показатели. Снижение уровня иммуноглобулинов иногда объясняется нарушением белкового синтеза. Дополнительно влияет на этот параметр увеличение их распада. Повышенный уровень гликопротеинов указывает на усиленный синтез и снижение их распада.

Витамин Д стимулирует функции макрофагов и синтеза антимикробных пептидов. Его недостаток сказывается на повышении частоты возникновения простудных и аутоиммунных заболеваний. К этим категориям стоит отнести такие опасные патологии как сахарный диабет, рассеянный склероз, волчанку, псориаз. Кроме всего прочего витамин участвует в дифференцировке иммунокомпетентных клеток. Учеными доказана прямая зависимость функционирования иммунной системы от участия витамина D.

Лекция 8

Клеточный иммунитет – это иммунитет, опосредованный клетками.

Клеточный иммунитет является основным способом защиты организма от:

1) внутриклеточных бактерий, вирусов, грибов;

2) чужеродных клеток и тканей, измененных своих клеток.

Клеточный иммунитет является основой трансплантационного и противоопухолевого иммунитета. Реакции клеточного иммунитета лежат в основе аллергий IV типа и ряда аутоиммунных заболеваний.

Клеточный иммунитет может быть перенесен в другой организм с помощью сенсибилизированных лимфоцитов.

Основными эффекторами клеточного иммунитета являются Т-цитотоксические лимфоциты. Помимо цитотоксических Т- лимфоцитов, в развитии и реализации клеточной формы защиты организма принимают участие НК-клетки и макрофаги (К-клетки).

Защитное действие клеточных иммунных реакций проявляется:

– в цитотоксическом действии иммунокомпетентных клеток на клетки-мишени (в киллинге клеток, инфицированных вирусом, чужеродных, опухолевых клеток или отторжении трансплантата);

– во внутриклеточном переваривании бактерий (внутриклеточном киллинге).

1. В цитотоксическом разрушении клеток-мишеней (клеток, инфицированных вирусом, опухолевых и аллогенных клеток) принимают участие Т-киллеры, НК-клетки, макрофаги (К-клетки), которые используют следующие механизмы (Рис 12-1.).

Р и с. 12-1. Механизмы цитотоксического разрушения клеток-мишеней в клеточных иммунных реакциях.

Т-лимфоциты (СD8 + - клетки) и НК-клетки (СD16 + - клетки) цитолиз клеток-мишеней вызывают посредством продукции перфоринов и фрагментинов. Механизм цитолиза приведен на рис.12-5, 12-6.

Распознавание ими клеток-мишеней и чужеродных антигенов не связано с представлением антигенных пептидов молекулами ГКГ. В отличие от цитотоксических Т-лимфоцитов, развитие цитотоксичности в ряду НК-клеток не требует их пролиферации и дифференцировки. НК-клеточная активность не повышается при вторичном иммунном ответе; в ряду НК-клеток не формируются клетки «иммунной памяти». Цитотоксическая активность НК-клеток усиливается под влиянием ИЛ-2, ИНФa, ИНФb, ИЛ-12, ИЛ-15. НК-клетки способны без предварительной сенсибилизации, при первой встрече вызывать лизис клеток-мишеней (оказывать прямое цитотоксическое действие). Механизм цитотоксического действия НК-клеток на клетки-мишени аналогичен тому, который используют Т-киллеры. Они, как и Т-лимфоциты, продуцируют перфорины, фрагментины и несут мембрано-связанные Fas лиганды.

Р и с. 12-5. Экзоцитоз перфоринов Т-киллером и образованние поры в мембране клетки-мишени.

Р и с 12-6. Пути индукции апоптоза клеток-мишеней Т-киллерами.

Макрофаги, К-клетки цитолиз клеток-мишеней вызывают через развитие реакции АЗКЦ. Механизм цитотоксического действия приведен на рис.12-7.

Р и с. 12-7. Антитело-зависимая клеточная цитотоксичность.

2. Клеточные иммунные реакции являются основным способом защиты организма от внутриклеточных бактерий. Переваривание бактерий, для которых основной "средой обитания" являются макрофаги, происходит в результате активации инфицированных клеток факторами (секреторным ИНФ-g и мембранным ФНОa), которые продуцируются стимулированными антигеном Т-клетками воспаления. Механизм такого процесса приведен на рисунке 12-8.

Р и с. 12-8. Механизм активации инфицированных макрофагов Т-лимфоци­тами.

В результате распознавания иммуногенного комплекса на инфицированных макрофагах CD4 + Т-клетки воспаления активизируются, и экспрессируют на своей поверхности ФНОa и усиливают продукцию ИНФg. Совместное действие этих цитокинов приводит к кислородному взрыву в макрофагах и активному накоплению в них веществ с бактерицидной активностью. Кроме того, в активированных макрофагах усиливается экспресссия молекул ГКГ 2 класса и рецептора ФНОa, что обеспечивает дополнительное вовлечение наивных Т-клеток воспаления в иммунный процесс.