Эффекторные клетки и клетки памяти в гуморальном и клеточном иммунитете

Для понимания функционирования иммунитета в этой статье мы осветим oснoвные органы  иммунной системы, а также  фoрмирoвание и функции клеток иммунной системы. Для многих клетки иммунитета это белые клетки крови, однако градация, различие,  функции иммунных клеток гораздо шире.

Органы иммунной системы

Первичные органы иммунной системы, так же называемые – центральные органы иммунной системы. Включают в себя:  тимус – который располагается в центральной части грудины, костный мозг – находится в полых костях.

Вторичные органы иммунной системы, находятся на местах первого контакта, поэтому также имеют название – периферийные органы иммунной системы. Включает в себя: селезенка – располагается в левой верхней части брюшины, лимфaтичeские узлы – пo всeму телу, лимфоидная ткань кишечника – пейеровы бляшки, а тaкже аппендикс.

Решающую роль в иммунной системе играют: антитела и те самые белые клетки крови, ну а теперь поподробнее.

Антитела

Антитела это особая группа белков, которую вырабатывают клетки иммунитета.  Антитела в организме вырабатываются к определенному антигену, тем самым приобретая специфичность. Что это значит. Например, человеку вводят препарат, содержащий антитела к вирусу туберкулеза, значит, эти антитела будут атаковать только вирус туберкулеза. 

Белые клетки крови

Обозначены групповым названием – лейкоциты. иммунных клеток в организме достигает до 10% от общего веса человека, то есть их очень много.  Лейкоциты делятся на пять основных категорий.

Клетки иммунной системы убивают раковые клетки

 1. Лимфоциты

Это основные клетки нашей иммунной системы.  Именно лимфоциты обладают памятью, они прописывают память о столкновении с любым антигеном. Лимфоциты подразделены на две основные группы, первая —  Т лимфоциты, вторая В лимфоциты. Которые в свою очередь также имеют подгруппы.

T лимфоциты

— Т хелперы, эти клетки осуществляют контроль за делением клеток организма и их дифференцирование. Хелперы значит помощники, они помогают В лимфоцитам секретировать антитела, активируют деятельность моноцитов, тучных клеток и зародыши натуральных киллеров. 

— Т супрессоры, их основная цель в случае гиперактивности Т хелперов, подавить их деятельность.

— Т киллеры, убийцы, опознаватели антигенов, выделяют цитоксические лимфокины.

B лимфоциты

Основная цель В лимфoцитoв,  в ответной реакции на активность aнтигeна, преобразоваться в плaзмaтичeскиe  клeтки, которые организуют выработку антител.

— В1 лимфоциты,  преобразовываются в лимфaтической ткани кишечника, пейеровых бляшках, принимая участие гуморальном иммунитете могут стaновиться плазмоцитами.

— В2 лимфоциты, преобразовываются в тканях костного мoзга,  далее в сeлeзeнке и лимфoузлах.  При участии Т хелперов могут изменяться в плазмоциты, которые способны осуществлять синтез иммуноглобулинов.

— В лимфоциты памяти, это клетки живущие наиболее долго, образуются при воздействии aнтигeна и c активным участием Т лимфоцитов. Именно они обеспечивают максимально быстрый oтвет иммунной системы при повторной атаке.

2. Моноциты, макрофаги

3. Нейтрофилы

Жизненный цикл этих клеток очень мал. Образуются нейтрофилы первоначально в костном мозге, затем попадают в кровь и ткани. Функция нейтрофилов, нейтрализация воспалительных процессов и уничтожение бактерий путем заглатывания.  Эти клетки   иммунной системы могут сами, целенаправленно передвигаться к местам воспалений.

4. Эозинофилы

5. Базофилы

Базофилы начинают свой путь из кoстнoго мозга, затем в кровь, и чeрез пару часов в ткaни, гдe могут жить до двух недель. Эти клетки иммунитета принимaют активное участие в аллeргических реакциях.

Попадая в ткани, они трансформируются в тучные клетки, в кoторых содержится много вeщества – гистамин.  Это вещество помогает развитию аллергии.  Именно базофилы не дают,  всевозможным ядам распространится, они их запирают в тканях.

 За счет большого содержания гепарина осуществляют контроль за свертыванием крови. 

Трансфер Факторы, цитокины

Трансфер Факторы это клетки иммунной системы, осуществляющие коммуникацию между всеми клетками иммунитета. В их функции входит обучение, повышение квалификации, работоспособности и компетентности всех клеток иммунитета. Наличие большой армии всех клеток иммунной системы, не делает наш иммунитет сильным.

Эта армия должна иметь необходимый состав, организацию, боеспособность, лучшее вооружение и самую своевременную информацию о противнике. Только такая армия способна не допускать в наш организм лазутчиков и врагов. Препарат компании 4life – Трансфер Фактор Классик, содержит в одной капсуле 200 мг чистых молекул трансфер фактор.

Начав принимать препарат Трансфер Фактор, вы начинаете приводить в порядок:

• 2) Повышаете боеспособность вашего иммунитета
• 3) Повышаете квалификацию 
• 4) Повышаете информированность
• 5) Повышаете компетентность
• 6) Повышаете коммуникацию

7) Исключаете дезинформацию (т.е. развитие аутоиммунных процессов)

Это информационная молекула, которая не лечит что-то сама по себе, но она делает ваш иммунитет способным противостать любой проблеме. 

Трансфер Фактор купить, и получить консультацию, вы можете на нашем сайте, либо связавшись с нашими консультантами по т. +7 (495) 544 80 59

Как устроена иммунная система

Источник: https://4LifeMarket.ru/kletki-immunnoy-sistemyi

Как работает иммунитет. Основные понятия

• 
• Иммунитет: борьба с чужими и… своими
• (краткий обзорный материал)
• СОДЕРЖАНИЕ:

Иммунитет — система реакций, призванная защитить организм от вторжения бактерий, вирусов, грибов, простейших и других вредоносных агентов — так называемых патогенов. Если представить, что наше тело — это страна, то иммунную систему можно сравнить с ее вооруженными силами. Чем более слаженным и адекватным будет их ответ на интервенцию патогенов, тем надежнее окажется защита организма.

Для того чтобы бороться с разными патогенами, в результате длительной эволюции сформировалась замысловатая система из иммунных клеток, каждая из которых имеет свою стратегию борьбы. Клетки иммунной системы взаимно дополняют друг друга: применяют разные способы уничтожения патогена, могут усиливать или ослаблять действие других клеток, а также привлекать всё новых бойцов на поле битвы, если сами не справляются. Нападая на организм, патогены оставляют молекулярные «улики», которые «подбирают» иммунные клетки. Такие улики называются антигенами.

Антигены — любые вещества, которые организм воспринимает как чужеродные и, соответственно, отвечает на их появление активацией иммунитета. Самыми важными для иммунной системы антигенами являются кусочки молекул, расположенных на внешней поверхности патогена. По этим кусочкам можно определить, какой именно агрессор напал на организм, и обеспечить борьбу с ним.

Цитокины

«Азбука Морзе» организма

Для того чтобы иммунные клетки могли скоординировать свои действия в борьбе с врагом, им необходима система сигналов, сообщающих, кому и когда вступать в бой, или заканчивать битву, или, наоборот, возобновлять ее, и многое-многое другое.

Для этих целей клетками вырабатываются небольшие белковые молекулы — цитокины, например, различные интерлейкины (ИЛ-1, … или IL-1, 2, 3 и т.д.) [1].

Многим цитокинам сложно приписать однозначную функцию, однако с некоторой степенью условности их можно разделить на пять групп: хемокины, факторы роста, провоспалительные, противовоспалительные и иммунорегуляторные цитокины.

• Хемокины подают клетке сигнал, который говорит, куда ей нужно двигаться. Это может быть инфицированное место, куда необходимо стянуть все боевые подразделения нашей армии, или же определенный орган иммунной системы, где клетка будет дальше проходить обучение военной грамоте (о хемокинах см. здесь→).

• Факторы роста помогают клетке определиться, какую «воинскую специальность» для себя выбрать. По названиям этих молекул, как правило, легко понять, за развитие каких клеток они отвечают. Так, гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (ГМ-КС или англ. GM-CSF) способствует появлению гранулоцитов и макрофагов (о группе CSF см. здесь →), а фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), как следует из названия, отвечает за образование новых сосудов кровеносной системы

• О провоспалительных, противовоспалительных и иммунорегуляторных цитокинах говорят, что они «модулируют» иммунный ответ. Именно эти молекулы клетки используют для «разговора» между собой, ведь любое совместное дело должно строго регулироваться, чтобы ключевые игроки не запутались в том, что им делать, и не мешали друг другу, а эффективно выполняли свои функции. Провоспалительные цитокины, как следует из названия, способствуют поддержанию воспаления, которое необходимо для эффективной иммунной реакции в борьбе с патогенами, тогда как противовоспалительные цитокины помогают организму остановить войну и привести поле боя в мирное состояние. Сигналы иммунорегуляторных цитокинов могут быть расшифрованы клетками по-разному в зависимости от того, что это за клетки и какие другие сигналы они к этому времени получат.

1. Подробнее о цитокинах см. по кнопке-ссылке:
2. 
3. Упомянутая выше условность классификации означает, что цитокин, входящий в одну из перечисленных групп, при определенных условиях в организме может сыграть диаметрально противоположную роль — например, из провоспалительного превратиться в противовоспалительный.

Без налаженной связи между видами войск любая хитроумная военная операция обречена на провал, поэтому клеткам иммунной системы очень важно, принимая и отдавая приказы в виде цитокинов, правильно их интерпретировать и слаженно действовать.

Если цитокиновые сигналы начинают вырабатываться в очень большом количестве, то в клеточных рядах наступает паника, что может привести к повреждению собственного организма.

Это называется цитокиновым штормом: в ответ на поступающие цитокиновые сигналы клетки иммунной системы начинают продуцировать всё больше и больше собственных цитокинов, которые, в свою очередь, действуют на клетки и усиливают секрецию самих себя. Формируется замкнутый круг, который приводит к разрушению окружающих клеток, а позже и соседних тканей.

Иммунные клетки

По порядку расчитайсь!

Все клетки, относящиеся к иммунной системе и привлекаемые ею для обеспечения эффекторных реакций, в функциональном отношении условно разделяют на четыре группы.

1. Антигенпрезентирующие клетки: макрофаги, дендритные клетки типов 1 и 2, В-лимфоциты.
2. Регуляторные клетки: T-индукторы, Т-хелперы типов 1, 2 и 3, естественные регуляторные Т-клетки.
3. Эффекторные клетки: плазматические клетки (дифференцирующиеся из В-лимфоцитов), цитотоксические Т-клетки с фенотипом CD8+ (или T-киллеры); эффекторные Т-клетки воспаления с фенотипом CD4+ (или Т-лимфоциты, ответственные за гиперчувствительность замедленного типа); нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, тучные клетки, натуральные киллеры (NK-клетки), макрофаги.
4. Клетки памяти: Т-клетки памяти с фенотипом CD8+; Т-клетки памяти с фенотипом CD4+; долгоживующие плазматические клетки; В-клетки памяти.

Как в вооруженных силах существуют разные рода войск, так и клетки иммунной системы можно разделить на две большие ветви — врожденного и приобретенного иммунитета, за изучение которых в 2011 году была вручена Нобелевская премия [2].

Врожденный иммунитет — та часть иммунной системы, что готова защищать организм немедленно, как только совершилось нападение патогена.

 Приобретенный же (или адаптивный) иммунный ответ при первом контакте с врагом разворачивается дольше, так как требует хитроумной подготовки, но зато после может осуществлять более сложный сценарий защиты организма.

Врожденный иммунитет очень эффективен в борьбе с единичными диверсантами: он обезвреживает их не, беспокоя специализированные элитные воинские подразделения — адаптивный иммунитет. Если же угроза оказалась более существенной и есть риск проникновения патогена всё глубже в организм, клетки врожденного иммунитета немедленно сигнализируют об этом, и в бой вступают клетки иммунитета приобретенного.

Все иммунные клетки организма образуются в костном мозге от кроветворной стволовой клетки, которая дает начало двум клеткам — общему миелоидному и общему лимфоидному предшественникам [3].

Схема дифференцировки клеток иммунной системы изображена на рисунке 1.

Рис. 1. Схема дифференцировки клеток иммунной системы.

Кроветворная стволовая клетка дает начало клеткам — предшественницам миелоидной и лимфоидной линий дифференцировки, из которых дальше образуются все типы клеток крови.

«Регулярная армия»

Источник: http://propionix.ru/kak-rabotaet-immunitet-osnovnye-ponyatiya

Иммунная система и клеточные взаимодействия в иммунных реакциях:

• Иммунная система объединяет органы и ткани, в которых происходит образование и взаимодействие клеток — иммуноцитов, выполняющих функцию распознавания генетически чужеродных субстанций (антигенов) и осуществляющих специфические реакции защиты.
• Иммунитет — это способ защиты организма от всего генетически чужеродного — микробов, вирусов, от чужих клеток или генетически измененных собственных клеток.
• Иммунная система обеспечивает поддержание генетической целостности и постоянства внутренней среды организма, выполняя функцию распознавания «своего» и «чужого». В организме взрослого человека она представлена:
• Все органы иммунной системы функционируют как единое целое благодаря нейрогуморальным механизмам регуляции, а также постоянно совершающимся процессам миграции и рециркуляции клеток по кровеносной и лимфатической системам.
• Главными клетками, осуществляющими контроль и иммунологическую защиту в организме, являются лимфоциты, а также плазматические клетки и макрофаги.

Постоянно перемещающиеся лимфоциты осуществляют «иммунный надзор». Они способны «узнавать» чужие макромолекулы бактерий и клеток различных тканей многоклеточных организмов и осуществлять специфическую защитную реакцию.

Для понимания роли отдельных клеток в иммунологических реакциях необходимо прежде всего дать определение некоторым понятиям иммунитета.

Антигены

Антигены — это сложные органические вещества, способные при поступлении в организм человека и животных вызывать специфический иммунный ответ.

Свойствами антигенов обладают бактерии, вирусы, паразиты, чужеродные клетки и ткани, мутировавшие собственные клетки тела (например, раковые), продукты жизнедеятельности чужеродных клеток — белки, полисахариды, полипептиды, а также искусственные высокополимерные соединения.

Другими словами, антигены – все те вещества, которые несут признаки генетической чужеродности и при введении в организм вызывают развитие специфических иммунологических реакций.

Антитела

Антитела — это сложные белки, синтезируемые В-лимфоцитами и плазмоцитами, способные специфически соединяться с соответствующими антигенами (например, с бактериальными) и обезвреживать их. Обнаружение антител в глобулиновой (гамма-) фракции белков крови обусловило их название — иммуноглобулины (Ig). Выявлено несколько классов иммуноглобулинов — IgG, IgM, IgA, IgD, IgE.

Молекула антитела имеет форму Y [рогатки] и состоит из четырех полипептидных цепей — двух идентичных тяжелых цепей — Н-цепей (heavy chains) и параллельно расположенных двух идентичных легких цепей — L-цепей (англ. light chains), соединенных дисульфидными (S—S) мостиками.

Каждая Н- и L-цепь иммуноглобулиновой молекулы имеет вариабельные области V (variable), располагающиеся на обоих ветвях Н- и L-цепей [т.е. на обоих вершинах рогатки], и постоянные области С (constant) [в основании рогатки].

В двух вариабельных областях находятся антигенсвязывающие участки — два Fab-фрагмента (fragment antigen bilding) — места распознавания и связывания антигена. Постоянные области находятся в Fc-фрагменте (fragment crysralline), образованном лишь Н-цепями.

Эти области обеспечивают связывание компонентов комплемента и/или клеточных рецепторов.

Выявлено 5 типов тяжелых цепей (µ, γ, α, ε, δ ) и 2 типа легких цепей (κ, λ), различные сочетания которых обеспечивают образование множества разновидностей антител с уникальными участками связывания антигенов.

Антитела в высоких концентрациях находятся в крови и лимфе, а также в жидких секретах (молоко, слезы, пот, вагинальный секрет, секрет предстательной железы и др.).

Антитела инактивируют вирусы, токсины, бактерии. С их помощью на микроорганизмах фиксируются белки плазмы крови системы комплемента, что приводит к активации поглощения микробов фагоцитами и их последующей гибели. Фиксация антител на чужеродных клетках (например, на опухолевых) способствует уничтожению последних Т-лимфоцитами—киллерами.

Система комплемента

Комплементом является группа белков, содержащихся в свежей сыворотке крови человека и животных и активизирующихся в тех случаях, когда антитело связывается с антигеном.

Этот процесс приводит к лизису определенных типов клеток (лизис, опосредованный комплементом) или к образованию биологически активных веществ из белков комплемента, которые, прикрепляясь к бактериям, облегчают их фагоцитоз нейтрофилами. Такие вещества называют опсонинами.

Комплекс гистосовместимости

Антигены гистосовместимости — это гликопротеины, существующие на поверхности всех клеток. Первоначально были определены как главные антигены-мишени в реакциях на трансплантат. Пересадка ткани взрослого донора особи того же вида (аллотрансплантация) или иного вида (ксенотрансплантация) приводит обычно к ее отторжению.

Эксперименты по пересадке кожи между разными линиями мышей показали, что отторжение трансплантата обусловлено иммунной реакцией на чужеродные антигены, находящиеся на поверхности его клеток. Позднее было показано, что в этих реакциях участвуют Т-клетки.

Реакции направлены против генетически «чужеродных» вариантов гликопротеинов клеточной поверхности, получивших название молекул гистосовместимости (т.е. совместимости тканей).

Главные молекулы гистосовместимости — семейство гликопротеинов, кодируемое генами, составляющими главный комплекс гистосовместимости (МНС — major histocompatibility complex).

В пределах МНС локализованы гены, контролирующие главные трансплантационные антигены и гены, определяющие интенсивность иммунного ответа на тот или иной конкретный антиген, — так называемые Ir-гены (immune response). Молекулы МНС имеются на поверхности клеток всех высших позвоночных.

Впервые они были найдены у мышей и названы антигенами Н2 (histocompatibility-2). У человека они носят название HLA (лейкоцитарных, human leucocyte-associated), так как были первоначально обнаружены на лейкоцитах.

Существует два основных класса молекул МНС, каждый из которых представляет собой набор гликопротеинов клеточной поверхности. Молекулы МНС класса I экспрессируются практически на всех клетках, молекулы класса II — на клетках, участвующих в иммунных ответах (лимфоцитах, макрофагах).

Молекулы класса I узнаются цитотоксическими Т-клетками (киллерами), которые должны взаимодействовать с любой клеткой организма, оказавшейся зараженной вирусом, тогда как молекулы класса II узнаются Т-хелперами (Тх), которые взаимодействуют в основном с другими клетками, участвующими в иммунных ответах, такими как В-лимфоциты и макрофаги (антигенпредставляющие клетки).

Согласно клонально-селекционной теории иммунитета, в организме существуют многочисленные группы (клоны) лимфоцитов, генетически запрограммированные реагировать на один или несколько антигенов. Поэтому каждый конкретный антиген оказывает избирательное действие, стимулируя только те лимфоциты, которые имеют сродство к его поверхностным детерминантам.

Дифференцировка приводит к появлению двух типов клеток — эффекторных и клеток памяти. Эффекторные клетки непосредственно участвуют в ликвидации или обезвреживании чужеродного материала. К эффекторным клеткам относятся активированные лимфоциты и плазматические клетки.

Клетки памяти — это лимфоциты, возвращающиеся в неактивное состояние, но несущие информацию (память) о встрече с конкретным антигеном. При повторном введении данного антигена они способны обеспечивать быстрый иммунный ответ большей интенсивности (т.н.

вторичный ответ) вследствие усиленной пролиферации лимфоцитов и образования иммуноцитов.

В зависимости от механизма уничтожения антигена различают клеточный иммунитет и гуморальный иммунитет.

При клеточном иммунитете эффекторными клетками являются цитотоксические Т-лимфоциты, или лимфоциты-киллеры (убийцы).

Они непосредственно участвуют в уничтожении чужеродных клеток других органов или патологических собственных (например, опухолевых) клеток, и выделяют литические вещества.

Такая реакция лежит в основе отторжения чужеродных тканей в условиях трансплантации или при действии на кожу химических (сенсибилизирующих) веществ, вызывающих повышенную чувствительность (т.н. гиперчувствительность замедленного типа) и другие реакции.

При гуморальном иммунитете эффекторными клетками являются плазматические клетки, которые синтезируют и выделяют в кровь антитела.

Некоторые термины из практической медицины:

• агаммаглобулинемия (agammaglobulinaemia; а- + гаммаглобулины + греч. haima кровь; син.: гипогаммаглобулинемия, синдром дефицита антител) — общее название группы болезней, характеризующихся отсутствием или резким снижением уровня иммуноглобулинов в сыворотке крови;
• аутоантигены (ауто- + антигены) — собственные нормальные антигены организма, а также антигены, возникающие под действием различных биологических и физико-химических факторов, по отношению к которым образуются аутоантитела;
• аутоиммунная реакция — иммунная реакция организма на аутоантигены;
• аллергия (allergia; греч. allos другой, иной + ergon действие) — состояние измененной реактивности организма в виде повышения его чувствительности к повторным воздействиям каких-либо веществ или к компонентам собственных тканей; в основе аллергии лежит иммунный ответ, протекающий с повреждением тканей;
• иммунитет активный иммунитет, возникающий в результате иммунного ответа организма на введение антигена;

 

Источник: https://morphology.dp.ua/_mp3/immunity1.php

Гуморальный и клеточный иммунитет

11071

Существуют две ветви приобретенного иммунитета с разным составом участников и различным предназначением, но имеющие одну общую цель — устранение антигена. Как мы увидим в дальнейшем, эти две ветви взаимодействуют друг с другом, чтобы достичь конечной цели — устранения антигена.

Из этих двух направлений приобретенного иммунного ответа одно определяется участием в основном В-клеток и циркулирующих антител, в форме так называемого гуморального иммунитета (термин «гуморальный» ранее использовали для определения жидких сред организма).

Другое направление определяется участием Т-клеток, которые, как мы указывали ранее, не синтезируют антител, но синтезируют и высвобождают различные цитокины, действующие на другие клетки.

В связи с этим данный вид приобретенного иммунного ответа называется клеточным или клеточно-опосредованным иммунитетом.

Гуморальный иммунитет определяется участием сывороточных антител, которые являются белками, секретируемыми В-клеточным звеном иммунной системы. Первоначально после связывания антигенов со специфическими молекулами мембранного иммуноглобулина (Ig) (В-клеточные рецепторы; В cell receptors — BCR) В-клетки активируются для секреции антител, которые экспрессируются этими клетками. По имеющимся оценкам, каждая В-клетка экспрессирует примерно 105 BCR совершенно одинаковой специфичности.

После связывания антигена В-клетка получает сигналы на производство секретируемой формы того иммуноглобулина, который ранее был представлен в мембранной форме.

Процесс инициации полномасштабной реакции с участием антител направлен на удаление антигена из организма.

Антитела представляют собой гетерогенную смесь сывороточных глобулинов, которые обладают способностью самостоятельно связываться со специфичными антигенами. Все сывороточные глобулины со свойствами антител относят к иммуноглобулинам.

Все молекулы иммуноглобулинов имеют общие структурные свойства, которые позволяют им: 1) распознавать и специфически связываться с уникальными элементами структуры антигена (т.е.

эпитопами); 2) выполнять общую биологическую функцию после соединения с антигеном. В основном, каждая молекула иммуноглобулина состоит из двух идентичных легких (L) и двух тяжелых (Н) цепей, связанных дисульфидными мостиками.

Получающаяся в результате структура показана на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Типичная молекула антитела, состоящая из двух тяжелых (Н) и двух легких (L) цепей. Выделены антигенсвязывающие участки Часть молекулы, которая связывается с антигеном, является зоной, состоящей из терминальных участков аминокислотных последовательностей как на L-, так и на Н-цепях. Таким образом, каждая молекула иммуноглобулина является симметричной и способна связываться с двумя идентичными эпитопами, имеющимися на одной молекуле антигена или на разных молекулах. Кроме различий между участками, связывающими антиген, у разных молекул иммуноглобулина имеются и другие различия, наиболее важные из которых касаются Н-цепей. Существует пять основных классов Н-цепей (называемых у, μ, α, ε  и δ). На основании различий в Н-цепях молекулы иммуноглобулина были разделены на пять основных классов: IgG, IgM, IgA, IgE и IgD, каждый из которых характеризуется уникальными биологическими свойствами. Например, IgG является единственным классом иммуноглобулинов, пересекающим плацентарный барьер и передающим материнский иммунитет плоду, в то время как IgA — основной иммуноглобулин, обнаруживаемый в таких секретах желез, как слеза или слюна. Важно отметить, что антитела всех пяти классов могут обладать совершенно одинаковой специфичностью по отношению к антигену (антигенсвязывающие участки), сохраняя в то же время различные функциональные (биологические эффекторные) свойства. Связь между антигеном и антителом нековалентная, она зависит от множества относительно слабых сил, таких как водородные связи, вандерваальсовы силы и гидрофобные взаимодействия. Поскольку эти силы слабы, для успешного связывания антигена с антителом требуется очень близкий контакт на ограниченном участке, наподобие контакта ключа и замка.

Другим важным элементом гуморального иммунитета является система комплемента. Реакция между антигеном и антителом активирует комплемент, который составляют ряд сывороточных ферментов, что приводит или к лизису мишени, или усиливает фагоцитоз (поглощение антигена) клетками-фагоцитами.

Активация комплемента также приводит к привлечению полиморфно-ядерных (ПМЯ) клеток, обладающих высокой способностью к фагоцитозу и являющихся частью врожденной иммунной системы.

Эти события обеспечивают максимально эффективный ответ гуморальной ветви иммунитета на вторжение чужеродных агентов.

Антигенспецифичная ветвь клеточно-опосредованного иммунитета задействует Т-лимфоциты (рис. 1.3). В отличие от В-клеток, вырабатывающих растворимые антитела, которые циркулируют для связывания соответствующих специфичных антигенов, каждая Т-клетка, несущая множество идентичных антигенных рецепторов, называемых TCR (около 105 на клетку), сама направляется непосредственно к месту, где на АПК экспрессируется антиген, и взаимодействует с ней в близком (непосредственно межклеточном) контакте. Рис. 1.3. Рецепторы для антигена, экспрессируемые как трасмембранные молекулы на В- и Т-лимфоцитах Существует несколько различающихся по фенотипу субпопуляций Т-клеток, каждая из которых может обладать одинаковой специфичностью по отношению к антигенной детерминанте (эпитопу), но при этом выполнять различные функции. В данном случае можно провести аналогию с разными классами молекул иммуноглобулинов, которые обладают одинаковой специфичностью, но различными биологическими функциями. Имеются две субпопуляции Т-клеток: Т-клетки-хелперы (Тн-клетки), которые экспрессируют молекулы CD4, и цитотоксические Т-клетки (Тс-клетки), которые экспрессируют молекулы CD8 на своей поверхности. Разным субпопуляциям Тн-клеток приписывают различные функции.

• Взаимодействие с В-клетками для увеличения продукции антител. Такие Т-клетки действуют путем высвобождения цитокинов, которые обеспечивают подачу различных активирующих сигналов В-клеткам. Как указывалось ранее, цитокины являются растворимыми веществами или медиаторами, высвобождаемыми клетками; такие медиаторы, высвобождаемые лимфоцитами, называются лимфокинами. Группе цитокинов с низкой молекулярной массой дали название хемокины. Они, как указывается далее, участвуют в воспалительной реакции.
• Участие в реакциях воспаления. После активации определенная субпопуляция Т-клеток высвобождает цитокины, индуцируя миграцию и активацию моноцитов и макрофагов, что приводит к возникновению так называемых воспалительных реакций гиперчувствительности замедленного типа. Эту субпопуляцию Т-клеток, участвующих в реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ), иногда называют Тгзт или просто Тн.
• Цитотоксические эффекты. Т-клетки особой субпопуляции становятся цитотоксическими клетками-киллерами, которые при контакте со своей мишенью способны нанести удар, ведущий к гибели клетки-мишени. Эти Т-клетки называют цитотоксическими Т-клетками (Тс). В отличие от Тн-клеток они экспрессируют молекулы CD8 на своих мембранах и поэтому называются СD8+-клетками.
• Регуляторные эффекты. Хелперные Т-клетки могут быть разделены на две различные функциональные подгруппы в соответствии с цитокинами, которые они высвобождают. Как вы узнаете из следующих глав, эти субпопуляции (Тн1 и Тн2) обладают различными регуляторными свойствами, которые передаются посредством высвобождаемых ими цитокинов. Более того, Тн1 -клетки могут негативно перекрестно влиять на Тн2-клетки, и наоборот. У другой популяции регуляторных или Т-клеток-супрессоров отмечается коэкспрессия CD4 и CD25 (CD25 является α-цепью рецептора интелейкина-2. Регуляторная активность этих СD4+/СD25+-клеток и их роль в активном подавлении аутоиммунитета обсуждается в гл. 12.
• Эффекты цитокинов. Т-клетки и другие клетки иммунной системы (например, макрофаги) оказывают различное воздействие на многие клетки, лимфоидные и нелимфоидные, посредством разных цитокинов, которые они высвобождают. Таким образом, прямо или косвенно Т-клетки связываются и взаимодействуют с множеством типов клеток.

В результате многолетних иммунологических исследований было установлено, что клетки, активированные антигеном, проявляют целый ряд эффекторных способностей. Однако только за последние несколько десятилетий иммунологи стали осознавать всю сложность событий, которые происходят при активации клеток антигеном и при их взаимодействии с другими клетками. Мы теперь знаем, что простой контакт Т-клеточного рецептора с антигеном недостаточен для активации клетки. В действительности для активации антигенспецифичной Т-клетки должны быть даны по крайней мере два сигнала. Первый сигнал обеспечивается связыванием Т-клеточного рецептора с антигеном, который должен быть соответствующим образом презентирован АПК. Второй сигнал определяется участием костимуляторов, среди которых имеются определенные цитокины, такие как IL-1, IL-4, IL-6, и поверхностные молекулы, экспрессированные на АПК, такие как CD40 и CD86. В последнее время под термином «костимулятор» стали подразумевать и другие стимулы, например продукты жизнедеятельности микроорганизмов (инфекционные, чужеродные) и поврежденная ткань («гипотеза опасности» П. Матзингера (P. Matzinger)), которые будут усиливать первый сигнал, если он относительно слаб. Как только Т-клетки получают достаточно четкий сигнал для активации, происходит ряд событий, и активированная клетка синтезирует и высвобождает цитокины. В свою очередь эти цитокины контактируют с определенными рецепторами на различных клетках и воздействуют на эти клетки.

Хотя обе, гуморальная и клеточная, ветви иммунного ответа рассматриваются как самостоятельные и отличные друг от друга компоненты, важно понимать, что реакция на любой специфический патоген может предусматривать сложное взаимодействие между ними, а также участие элементов врожденного иммунитета. Все это нацелено на обеспечение достижения максимально возможного выживания организма за счет удаления антигена и, как мы увидим далее, защиты организма от аутоиммунного ответа на собственные структуры.

Последние достижения в иммунологических исследованиях обусловлены союзом молекулярной биологии и иммунологии. Благодаря тому что клеточная иммунология смогла выявить на клеточном уровне суть многочисленных и различных по спектру реакций, а также природу процессов, позволяющих достичь уникальной специфичности, появилось множество соображений относительно реальных генетических механизмов, которые позволяют всем этим специфичностям стать частью репертуара у каждого представителя данного вида.

Вкратце эти соображения таковы:

• По различным подсчетам число специфичных антигенов, к которым может возникать иммунный ответ, способно достигать 106—107.
• Если каждый специфичный ответ, как антительный, так и Т-клеточный, определяется одним геном, означает ли это, что каждому индивидууму потребуется более 107 генов (один на каждое специфичное антитело)? Каким образом этот массив ДНК передается неповрежденным от индивида к индивиду?

На этот вопрос позволили ответить новаторские изыскания, проведенные С.Тонегавой (S.Tonegawa) (лауреат Нобелевской премии) и Ф.Ледером (Ph.Leder), в которых были использованы методы молекулярной биологии. Эти исследователи описали уникальный генетический механизм, с помощью которого иммунологические рецепторы, экспрессированные на В-клетках и отличающиеся огромным разнообразием, могут создаваться на базе относительно небольшого количества ДНК, предназначенного для этой цели. Природа создала технологию генных рекомбинаций, при которой белок может кодироваться молекулой ДНК, составленной из набора рекомбинируемых (переставляемых) мини-генов, которые и составляют полный ген. На основе небольшого набора таких мини-генов, способных свободно комбинироваться для создания целого гена, можно получить огромный репертуар специфичностей, используя ограниченное число генных фрагментов. Первоначально этот механизм был призван объяснить существование огромного разнообразия антител, которые не только секретируются В-клетками, но также фактически составляют антиген-или эпитопспецифичные рецепторы В-клеток. Впоследствии было установлено, что подобные механизмы отвечают и за разнообразие антигенспецифичных Т-клеточных рецепторов (TCR). Достаточно сказать, что существование различных методов молекулярной биологии, позволяющих не только исследовать гены, но и произвольно перемещать их из одной клетки в другую, обеспечивает быстрый дальнейший прогресс в иммунологии. Р.Койко, Д.Саншайн, Э.Бенджамини

Опубликовал Константин Моканов

Источник: https://medbe.ru/materials/immunologiya-i-immunitet/gumoralnyy-i-kletochnyy-immunitet/

7.1.2. Клетки иммунной системы

Все
клетки, относящиеся к иммунной системе
и привлекаемые ею для обеспечения
эффекторных реакций, в функциональном
отношении условно разделяют на четыре
группы.

1. Антигенпрезентирующие
клетки: макрофаги,
дендритные клетки типов 1 и 2, В-лимфоциты.

2. Регуляторные
клетки: T-индукторы,
Т-хелперы типов 1, 2 и 3, естественные
регуляторные Т-клетки.

4. Клетки
памяти: Т-клетки
памяти с фенотипом CD8+; Т-клетки памяти
с фенотипом CD4+; долгоживующие плазматические
клетки; В-клетки памяти.

Номенклатура
CD («Cluster of Differentiation»), которая была
разработана нобелевскими лауреатами
(1984) G.J.F. Kohler (Швейцария) и C. Milstein
(Аргентина/Великобритания), основана
на моноклональной
технологии.

Она
позволяет идентифицировать клетки в
соответствии с их происхождением,
стадией дифференцировки, функциональным
состоянием и т.д. (см. табл. 7-1).

Данная
технология, без сомнения, оказалась
революционной в иммунологических и
смежных областях исследований.

Лимфоциты
как главные клетки иммунной системы
имеют отличительные особенности:

1. Постоянная
«патрульная» рециркуляция по кровотоку,
лимфотоку, межтканевым пространствам
и секретам.

2. Способность
распознавать, т.е. взаимодействовать
со «своим» и «чужим» по принципу «лиганд
— рецептор».

Taблица
7-1. Главные
идентификационные CD-маркеры клеток
иммунной системы

Обозначение кластера	Клетки
CD10, CD34	Лимфоидная стволовая клетка
CD3	T-лимфоцит
CD4	Т-хелпер/Т-индуктор
CD8	Цитотоксический T-лимфоцит
CD19, CD72, CD79a/b и др.	В-лимфоцит
CD16/CD56	Натуральный киллер (NK-клетка)
CD64	Moноцит/макрофаг

3. Клональная
(или групповая) организация (McF. Burnet) и
способность формировать сетевые элементы
(N.K. Jerne).

4. Способность
к непрерывным реаранжировкам в своем
геноме в любом возрасте в связи с
потребностями формирования специфического
ответа на патоген.

5. Умение
запоминать антигены и обеспечивать в
будущем экспрессный высокоэффективный
антигенспецифический ответ.

Клон
—
это группа лимфоцитов, коммитированных
к определенному антигену. До встречи с
этим антигеном каждый лимфоцит клона
называют наивным.
По-видимому,
в человеческом организме исходно
существуют десятки миллионов клонов
Т- и В-лимфоцитов. После контакта с
соответствующим антигеном и в результате
иммунного ответа коммитированный
лимфоцит становится праймированным.

7.1.3. Молекулы иммунной системы

Для
осуществления необходимых функций
клетки иммунной системы имеют сложную
молекулярную организацию своих рецепторов
и способны к выработке целого ряда
молекул.

1.
Антигенпредставляющие, антигенраспознающие
и антигенсвязывающие молекулы. Набор
этих молекул уникален для каждого
организма, для каждого лимфоцитарного
клона и для каждого специфического
иммунного ответа. К ним относятся:

• • свободные
  иммуноглобулины: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD;
• •  антигенпредставляющие
  молекулы: лейкоцитарные антигены
  главного комплекса гистосовместимости
  (human
  leukocyte antigens —
  HLA I и II) и молекулы CD1 (a, b, c, d, e);
• •  иммуноглобулиновые
  рецепторы В-клеток для распознавания
  и связывания антигена (B cellular
  receptors —
  BCR);
• •  рецепторы
  Т-клеток для распознавания и связывания
  антигена (T
  cellular receptors —
  TCR);
• 2. Адгезивные
  молекулы опосредуют
  взаимодействия между клетками и лигандами
  при непосредственном контакте:
• •  суперсемейство
  иммуноглобулиноподобных молекул;
• •  интегрины;
• •  селектины;
• •  муцины;
• •  суперсемейство
  рецепторов к факторам некроза опухоли
  и фактору роста нервов — TNF/NGF (или молекулы,
  опосредующие апоптоз);
• •  линк-семейство
  (компоненты экстрацеллюлярного матрикса).
• 3. Иммуноцитокины
  являются
  гормонами иммунной системы, действующими
  чаще с пара- и аутокринным, реже — с
  эндокринным эффектами:
• •  интерлейкины
  (interleukins
  —
  ILs);
• •  колониестимулирующие
  факторы (colony-stimulating
  factors —
• CSFs);
• •  интерфероны
  (interferons
  —
  IFNs);
• •  факторы
  некроза опухоли (tumor
  necrosis factors —
  TNFs);
• •  трансформирующие
  факторы роста (transforming
  grows factors —
• TGFs);
• •  хемокины
  и др.

4. Сборная
группа различных медиаторов
воспаления включает
белки комплемента, белки острой фазы,
простаноиды и лейкотриены, протеолитические
ферменты и др.

Иммуноглобулины
(immunoglobulin
—
Ig) M,
G, A, E и D являются
эффекторными молекулами гуморального
иммунного ответа. Молекула иммуноглобулина
является гликопротеином; белковые цепи
включают сотни aминокислотных
последовательностей; углеводный
компонент составляет до 12%.

Молекула
IgG (рис. 7-1) состоит из двух идентичных
легких (light
—
L) и двух идентичных тяжелых (heavy
—
H) цепей (chains).
Легкие
цепи бывают двух типов: χ и λ, а тяжелые
— пяти: μ, γ, α, ε и δ.

Легкие и тяжелые цепи
содержат повторяющиеся гомологичные
последовательности и об-

Рис.
7-1. Структура
молекулы IgG.

Цепи укладываются таким
образом, что возникают «клубки» — домены,
которые могут быть вариабельными или
константными

разуют
своеобразные домены (клубки или глобулы).
Существуют константные (constant)
(CL,
CH1, CH2 и CH3) и вариабельные (variable)
домены
(VL и VH). Гипервариабельные области
вариабельных доменов формируют
антигенсвязывающие сайты (активные
центры).

Участок CL-CH1 определяет различия
амонокислотных последовательностей у
индивидуумов одного и того же вида.

Антигенсвязыгаающие сайты и область
CL-CH1 входят в состав так называемых Fab
(fragment
antigen-binding)-фрагментов (их
2), ответственных за связывание антигена,
а участки CH2-CH2 и СН3- СН3 формируют Fc
(fragment
crystalline)-фрагмент, отвечающий
за неспецифические эффекторные функции.

Например, область CH2-CH2 участвует в
фиксации и активации компонентов
комплемента, а область СН3-СН3 — в фиксации
антител к клеткам. Между Fab- и Fc-фрагментами
тяжелых цепей имеется шарнирная область,
обеспечивающая гибкость молекулы
антитела.

IgM
являются
эволюционно наиболее древними антителами
и составляют 5-10% всех иммуноглобулинов.
Они являются также первыми антителами
новорожденных, не проникают через
плаценту.

вырабатываются только при
первичном иммунном ответе. Они появляются
в крови в начале иммунного ответа и
затем замещаются IgG.

служат основными
рецепторами для распознавания антигенов
на поверхности зрелых В-лимфоцитов. В

На
IgG
в
сыворотке крови человека приходится
около 75% от общего числа иммуноглобулинов.
Вырабатываются они как при первичном,
так и при вторичном иммунном ответе
вслед за IgM.

IgG способны проникать в
ткани, через плаценту, связывать
комплемент и активировать его по
альтернативному пути. Каждая молекула
IgG состоит из 2 легких и 2 тяжелых цепей.

У человека имеется 4 подкласса IgG,
различающихся последовательностью
аминокислот в тяжелой цепи.

IgA
составляют
7-15% общего количества сывороточных
иммуноглобулинов.

IgA содержатся в
секретах (слюне, слезной жидкости,
секретах желудочно-кишечного и
мочеполового тракта, слизистой носа и
грудной желез), где они находятся в виде
секреторного IgA — sIgA — димера, состоящего
из 2-х соединенных между собой молекул
IgA и гликопротеина, называемого секреторным
компонентом (СК).

СК образуется в
эпителиальных клетках и предохраняет
молекулу IgA от расщепления. выходят из
кровотока и проникают через эпителиальный
слой, соединяясь с СК. Образовавшийся
sIgA отщепляется от поверхности эпителиальной
клетки и поступает в секреты, где
реализует свою защитную функцию —
предотвращает проникновение антигена
с внешних поверхностей в ткани.

IgE
в
сыворотке крови является наиболее
низким — около 0,003%. Они накапливаются
главным образом в слизистых оболочках
и коже, где за счет своего Fс-фрагмента
фиксируются на поверхности тучных
клеток, базофилов и эозинофилов.

При
связывании антигена с IgE происходит
дегрануляция этих клеток и выброс в
кровь биологически активных веществ.

Защитная роль IgE до сих пор не выяснена,
однако установлено повышение сывороточной
концентрации иммуноглобулинов данного
типа при инфекциях и аллергических
состояниях.

IgD
также
содержатся в сыворотке в небольших
количествах. IgD экспрессируются на
поверхностной мембране В-лимфоцитов,
формируя вместе с антигенраспознающий
В-клеточный рецептор (BCR).

Каждый
В-лимфоцит экспрессирует В-клеточный
антигенраспознающий рецептор (BCR),
который состоит из мономерных IgM и IgD,
имеет клональную гетерогенность и
ассоциирован с молекулами CD79a и CD79b,
необходимыми для проведения сигнала
внутрь клетки. Наряду с этими молекулами
имеется также корецепторный комплекс
(CD19, CD21(CR2), CD81), предназначенный для
распознавания HLA II.

Каждый
Т-лимфоцит экспрессирует Т-клеточный
антигенраспознающий рецептор abTCR),
который состоит из двух цепей — a и β, и
имеет один из корецепторов — CD4 (у
Т-хелперов) или CD8 (у цитотоксических
Т-лимфоцитов).

Эти инвариантные корецепторы
CD4 и CD8 необходимы для распознавания
соответственно HLA II или HLA I. Каждая цепь
TCR подобно молекуле иммуноглобулина
имеет вариабельный и константный домены,
что обеспечивает клональную гетерогенность
антигенраспознающих рецепторов.

Еще
одна молекула (CD3) тесно ассоциирована
c TCR и служит для проведения сигнала
внутрь клетки. CD3 состоит из 5 инвариантных
белков (ε, γ, δ, ξ, η). Другой тип
антигенраспознающего рецептора — γδTCR
— экспрессируется на небольшой субпопуляции
Т-клеток.

Эти γδT-клетки, роль которых
пока до конца не исследована, по-видимому,
функционируют подобно NK-клеткам, однако
они также имеют определенную клональную
гетерогенность.

Синтез
и экспрессия на мембране лимфоцитов
TCR и ВCR происходят во время лимфопоэза,
т.е. при отсутствии антигена. Каждый
лимфоцит экспрессирует только один
вариант антигенсвязывающего рецептора,
т.е. каждый лимфоцит предназначен для
распознавания и связывания только
одного конкретного антигена.

Молекулы
гистосовместимости были
открыты нобелевскими лауреатами (1980)
В. Benacerraf (США), J. Dausset (Франция) и G.D. Snell
(США). Эти молекулы играют решающую роль
во многих иммунных процессах, включая
загрузку антигенных пептидов и их
презентацию.

Молекулы HLA разделяются
на класс I (A, B, C, E, F, G) и класс II (DR, DP, DQ) в
зависимости от их структуры и функции.

Молекула
HLA I (рис. 7-2) состоит из трехдоменной
α-цепи и β2-микроглобулина,
связь между которыми стабилизируется
калнексином. Между доменами α1
и α2
имеется желобок, предназначенный для
загрузки антигена.

После того как антиген
загружается, происходит высвобождение
β2-микроглобулина,
возможно, за счет конформационных
изменений. Имеется около 180 генов с более
чем 500 аллелями (на хромосоме 6), кодирующих
синтез молекул HLA I, что обеспечивает их
видоспецифический и индивидуальный
полиморфизм.

Молекула HLA II состоит из
двух димеров — α и β. Вариабельные домены
α1
и β1
формируют желобок для загрузки антигена.
В целом β-цепи HLA-DR, DP, DQ характеризуются
меньшей гетерогенностью; известно более
300 аллельных продуктов HLA II (более 20
генов, кодирующих HLA II, также находятся
на хромосоме 6).

Для контроля укладки
при синтезе, протекции, транспорте и
загрузке антигенных пептидов на HLA
служат особые молекулы — шапероны
(калнексин,
кальретикулин, инвариантная цепь Ii и
др).

Рис.
7-2. Структура
белков гистосовместимости (HLA I и HLA II) и
шапероны. Молекула HLA I состоит из α-цепи
(три домена) и β2-микроглобулина
ф2-МГ).

Молекула HLA II содержит две цепи: α (два
домена) и β (тоже два домена). Шапероны
(кальретикулин, тапазин, Ii-цепь и др.

) —
это белки, ответственные за правильную
укладку белковых молекул; в частности,
шапероны обеспечивают протекцию
«желобков» молекул HLA до момента загрузки
на них антигенных пептидов

Не-HLA
молекулы CD1 (a, b, c, d, e), которые
состоят по аналогии с HLA I из α-цепи и
β2-микроглобулина,
также вовлечены в процессы загрузки
антигенов, но небелковой природы
(фосфолипиды, липополисахариды).

Имеется
связь между наследованием некоторых
генов HLA и высоким риском развития
определенных болезней. Например, более
90% пациентов с анкилозирующим
спондилоартритом, тяжелой аутоиммунной
патологией позвоночника имеют ген
HLA-B27.

Поскольку
HLA определяет гистосовместимость,
необходимо, чтобы у донора и реципиента
при трансплантации органа или ткани
было соответствие по HLA.

Сенсибилизация белками
HLA в прошлом (при гемотрансфузиях,
трансплантациях или беременности) может
приводить к острому отторжению
пересаживаемого трансплантата или
тромбоцитопении при переливании крови,
поэтому необходимо обязательное
тестирование на наличие антител против
HLA.

Типирование HLA может служить
дополнительным критерием для диагностики
таких болезней, как анкилозирующий
спондилоартрит, диабет, целиакия,
гемохроматоз, псориаз и нарколепсия,
при которых известна высокая степень
связи с определенными гаплотипами HLA.

Источник: https://studfile.net/preview/5243260/page:2/