Антигенпредставляющие клетки их роль в иммунитете

Классификация иммуноцитов

Понятие о клеточном иммунитете

Понятие о гуморальном иммунитете

Иммунитет — это защита организма от всего генетически чужеродного — микробов, вирусов, от чужих клеток или генетически измененных собственных клеток.

Значение иммунной системы

Иммунная система

Иммунная система объединяет органы и ткани, в которых происходит образование и взаимодействие клеток — иммуноцитов, выполняющих функцию распознавания генетически чужеродных субстанций (антигенов) и осуществляющих специфическую реакцию.

Иммунная система обеспечивает поддержание генетической целостности и постоянства внутренней среды организма, выполняя функцию распознавания «своего» и «чужого». В организме взрослого человека она представлена красным костным мозгом — источником стволовых клеток для иммуноцитов, центральным органом лимфоцитопоэза (тимус), периферическими органами лимфоцитопоэза (селезенка, лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани в органах), лимфоцитами крови и лимфы, а также популяциями лимфоцитов и плазмоцитов, проникающими во все соединительные и эпителиальные ткани. 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.

Специфические (приобретенные) защитные механизмы обеспечиваются в результате контакта организма с антигенами (веществами, способными вызвать иммунный ответ). При этом происходит специфическое распознаваниечужеродных и измененных собственных антигенов, которое индуцирует активацию клеток, обеспечивающих:

· гуморальный иммунитет путем выработки антител, переносимых кровью и тканевыми жидкостями;

· клеточный иммунитет путем непосредственного контактного взаимодействия клеток-эффекторов иммунной системы с клетками мишенями, несущими чужеродные или измененные собственные антигены.

Единая общепринятая классификация клеток, обеспечивающих реакции специфического иммунитета, отсутствует. Эти клетки можно объединить на основании их функциональных или морфологических особенностей.

Функциональная классификация иммунокомпетентных клеток, основанная на их месте и роли в иммунных реакциях, выделяет:

· антиген-представляющие клетки (АПК), захватывающие антигены, перерабатывающие их и представляющие другим иммунокомпетентным клеткам;

· эффекторные клетки, непосредственно осуществляющие реакции иммунитета;

· регуляторныеклетки, обеспечивающие активацию или угнетение отдельных звеньев иммунных реакций;

· клетки-памяти, хранящие информацию о взаимодействии конкретным антигеном и тем самым способствующие более активному развитию иммунного ответа при повторном его воздействии.

Морфологическая классификация иммунокомпетентных клеток выделяет несколько цитологически различных клеточных типов, обеспечивающих индукцию и реализацию иммунного ответа. Она существенно отличается от функциональной, поскольку клетки, относящиеся к одному морфологическому типу, способны участвовать в нескольких звеньях иммунных реакций, а клетки различных морфологических типов могут осуществлять одну функцию. В соответствии с морфологической классификацией, к иммунокомпетентным клеткам относят:

· дендритные антиген-представляющие клетки (АПК), которые захватывают антигены и представляют (презентируют) их лимфоцитам в переработанном виде, обусловливая тем самым «запуск» иммунных реакций.

· лимфоциты — основные клетки, обеспечивающие развитие и течение иммунных реакций — путем непосредственного участия в них (эффекторные клетки) или регуляторных воздействий на другие клетки. В-лимфоциты способны выполнять роль АПК. Лимфоциты образуют несколько функционально специализированных групп (субпопуляций), постоянно мигрируют (рециркулируют) в организме и взаимодействуют как друг с другом, так и с клетками других типов посредством адгезивных контактов и цитокинов.

· макрофаги, которые, наряду с участием в реакциях неспецифической защиты, могут выполнять функции как АПК, так и эффекторных клеток иммунных реакций.

Антиген-представляющие клетки располагаются на главных путях поступления антигенов в организм (в коже н слизистых оболочках), откуда, захватив антигены, они мигрируют в периферические органы иммунной системы, где представляют антигены лимфоцитам.

Виды антиген-представляющих клеток. Способностью представлять антигены обладают дендритные АПК, моноциты и макрофаги, а также В-лимфоциты.

Функции АПК включают:

· захват нативного (неизмененного) антигенного материала путем фагоцитоза, пиноцитоза или рецепторно-опосредованного эндоцитоза;

· частичный протеолиз (процессинг) антигенного материала в эндосомах (или лизосомах) в течение 30-60 мин. при низких pH с высвобождением эпитопов антигенов (антигенных детерминант) — линейных пептидных цепочек длиной 8-11 аминокислот, определяющих специфичность реакции антигена с антителом;

· синтезгликопротеиновыхмолекул главного комплекса гистосовместимости, или МНС (от англ. Major Histocompatibility Complex), называемого у человека также системой HLA (от англ. Human Leuko-cyte Antigens — антигены лейкоцитов человека);

· связывание синтезированных молекул МНС с эпитопами антигенов;

· транспорт комплексов молекулы МНС/эпитоп антигена на поверхность АПК, где они представляются распознающим их лимфоцитам;

· экспрессию на поверхности клетки (наряду с комплексом мо-лекулы МНС/антиген) ряда добавочных (костимулирующих) молекул, усиливающих процесс взаимодействия с лимфоцитами; наиболее важной из них является В7;

· секрецию растворимых медиаторов (преимущественно ИЛ-1), которые вызывают активацию лимфоцитов.

Соседние файлы в папке Общая гистология

• #
• #

Важнейшим этапом развития специфического клеточного иммунного ответа является активация популяции Т-лимфоцитов. Однако эти клетки не могут самостоятельно распознать попавший в организм чужеродный агент и начать выполнять свои функции. Для активации Т-лимфоциту нужны специальные помощники — антигенпрезентирующие клетки (АПК), которые представляют фрагмент чужеродного материала на своей поверхности в составе с главным комплексом гистосовместимости второго класса (MHC II).

MHC II представляют собой особые молекулы, к которым специфичны поверхностные рецепторы Т-хелперов.

Понятие об антигенпрезентирующих клетках

АПК относятся к вспомогательным клеткам иммунной системы. Среди них есть «профессионалы», которые умеют «включать» в работу нативные Т-хелперы, не только презентируя антиген, но и производя индуцирующий сигнал при контакте. Активированные Т-лимфоциты приобретают способность распознавать чужеродные фрагменты на мембранных поверхностях не только АПК, но и всех других клеток, способных к презентации. Однако в последнем случае антиген представляется в составе МНС I, а не II.

Нативные же Т-хелперы, ни разу не контактировавшие с чужеродными агентами, могут взаимодействовать только с комплексом антиген-МНС II, который формируется исключительно у АПК. Таким образом, антигенпрезентирующие клетки иммунной системы — клетки, способные экспрессировать на поверхность молекулы главного комплекса гистосовместимости именно второго класса.

Популяция АПК — это гетерогенная группа лейкоцитов, обладающих выраженными иммуностимулирующими свойствами. К ней относят несколько типов клеток, которые способны поглощать чужеродные агенты путем фаго- или эндоцитоза и выставлять их на поверхности в составе рецепторов, которые могут быть распознаны Т-хелперами при контакте. Последние же запускают целый каскад реакций иммунного ответа, что подчеркивает важность АПК.

Функционирование АПК

Функция антигенпрезентирующих клеток заключается не только в презентации, но и в индукции специфического сигнала, который при контакте активирует нативную Т-клетку, еще ни разу не встречавшуюся с антигеном.

Работа АПК состоит из двух этапов:

• процессинг — рестрикция молекулы антигена на мелкие фрагменты;
• презентация — встраивание антигенного пептида в MHC и экспортирование образовавшегося комплекса на мембранную поверхность.

Большая часть АПК образуется в костном мозге.

При контакте антигенпрезентирующей клетки с Т-лимфоцитом рецепторы последнего распознают видоизмененную встраиванием чужеродного пептида молекулу MHC. При этом осуществляется эффект костимуляции.

Какие клетки считают антигенпрезентирующими

В иммунологии антигенпрезентирующими клетками считаются клетки, которые способны:

• экспрессировать на мембранной поверхности молекулы MHC второго класса;
• индуцировать стимулирующий сигнал для популяции Т-лимфоцитов.

Особенно важным критерием является презентация антигена именно в комплексе с MHC II, который может быть распознан Т-хелпером. Процессировать чужеродную молекулу в составе MHC 1 способны практически все клетки, однако их не называют антигенпрезентирующими.

Разновидности АПК

В иммунологии антигенпрезентирующие клетки подразделяются на две большие группы: профессиональные и непрофессиональные.

К профессиональным АПК относят:

• макрофаги;
• дендритные клетки;
• В-клетки.

Популяция дендритных клеток весьма обширна и подразделяется на:

• белые отросчатые эпидермоциты (клетки Лангерганса);
• интердигитальные клетки тимуса;
• фолликулярные дентритные клетки (ФДК).

Все специализированные АПК обладают способностью доставлять костимуляторные сигналы нативным Т-лимфоцитам, что называется функцией сенсибилизации.

Непрофессиональными АПК считаются:

• клетки мозговой глии;
• клетки эпителия тимуса и щитовидной железы;
• эндотелиальные сосудистые клетки;
• бета-клетки поджелудочной железы;
• кожные фибробласты.

Неспециализированные АПК способны образовывать и экскретировать комплексы антиген-MHC II только после стимуляции цитокинами, в качестве которых могут выступать интерферон-гамма и другие вещества.

Локализация и миграция АПК в организме

Антигенпрезентирующие клетки расположены преимущественно в:

• коже;
• лимфоузлах;
• тимусе;
• эпителии и субэпителиальном слое большинства слизистых оболочек.

АПК, сосредоточенные в эпидермисе, называются клетками Лангерганса. После представления антигена на поверхности в комплексе с MHC они мигрируют в региональные лимфатические узлы, где взаимодействуют Т-лимфоцитами. Перемещение АПК Лангерганса осуществляется по афферентным лимфатическим сосудам.

Особая популяция фолликулярных дентритных клеток (ФДК), ответственная за презентацию антигенов В-лимфоцитам, сосредоточена в лимфоидной ткани слизистых оболочек и в фолликулах лимфатических узлов.

Особенность ФДК заключается в том, что они не мигрируют в ответ на инфекцию, а постоянно находятся в составе стабильной сети, образованной собственными отростками, которые соединяются друг с другом посредством десмосом.

Механизм представления антигена

Как уже было отмечено выше, презентации антигена предшествует процессинг. Вначале антигенпрезентирующая клетка поглощает чужеродный агент путем фагоцитоза или эндоцитоза. Затем в специальных органеллах (фагосомах или протеосомах) с помощью ферментов происходит разрезание антигенных белков на небольшие фрагменты длиной 8-12 аминокислотных остатков.

Экзогенные пептиды, попадающие в АПК, являются продуктами переваривания фагоцитов. В антигенпрезентирующей клетке осуществляется их дальнейшая рестрикция на более мелкие пептиды. Эндогенные пептиды процессируются в протеосомах.

Затем происходит соединение фрагмента антигена с главным комплексом гистосовместимости. В пространственной конформации молекулы MHC есть специальная полость, куда и помещается чужеродный пептид. Образовавшийся комплекс антиген-MHC транспортируется на поверхность мембраны АПК.