Фагоцитоз как клеточный фактор иммунитета

К клеточным факторам врожденного иммунитета относят все фагоциты, объединенные в единую мононуклеарную фагоцитирующую систему. В нее включены:

макрофаги — это фиксированные или тканевые, например, альвеолярные, перитонеальные клетки, эпидермоциты кожи (клет­ки Лангерганса и Гренстейна), звездчатые ретикулоэндотелиоциты в печени (клетки Купфера) и подвижные мигрирующие макрофаги (моноциты).

микрофаги – полиморфно-ядерные лейкоциты (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы) или циркулирующие микрофаги.

Микрофаги способны захватывать частички не менее 0,1 мк; макрофаги могуг поглощать молекулы биополимеров, вирусы (размеры меньше 0,1 мк).

Функции фа­гоцитов:

1) удаляют из ор­ганизма отмирающие клетки и их структуры (эритроциты, раковые клетки);

2) удаляют неметабилизируемые неорганические вещества, попадающие во внутреннюю среду организма тем или иным путем (например, частички угля, минеральную и другую пыль, проника­ющую в дыхательные пути);

3) поглощают и инактивируют микробы (бактерии, вирусы, грибы);

4) синтези­руют разнообразные биологически активные вещества, необходимые для обеспечения ре­зистентности организма (некоторые компо­ненты комплемента, лизоцим, интерферон, интерлейкины и др.);

5) участвуют в регу­ляции иммунной системы;

6) осуществляют «презентацию» антигенов Т-хелперам, т. е. участвуют в кооперации иммунокомпетентных клеток.

Фагоцитоз(от греч. phages — пожираю, cytos — клетка) – процесс, открытый и изученный И. И. Мечниковым (Нобелевская премия 1908 года), обеспечивает резистентность организма, защиту от ино­родных веществ, в том числе микробов. Это наиболее древняя форма иммунной защиты, которая появилась уже у кишечнополостных организмов. Механизм фагоцитоза состоит в поглощении, переваривании, инактивации инород­ных для организма веществ специализиро­ванными клетками — фагоцитами.

Стадии фагоцитоза:

1) хемотаксис (от греч. chymeia — искусство сплавления металлов и taxis — расположение, построе­ние)- фагоциты способны активно пе­ремещаться к объекту фагоцитоза по гради­енту концентрации особых биологически ак­тивных веществ хемоаттрактантов. Это АТФ-зависимый процесс, в кото­ром участвуют сократительные белки актин и миозин. К числу хемоаттрактантов относятся, например, фрагменты компонентов компле­мента (СЗа и С5а), интерлейкин 8, продукты распада клеток и бактерий.

2) адсорбция микроорганизмов на поверхности фа­гоцита осуществляется за счет слабых хи­мических взаимодействий и происходит ли­бо спонтанно, неспецифически, либо путем связывания со специфическими рецепторами (к иммуноглобулинам, компонентам компле­мента). Кроме того, поверхность бактерий имеет гидрофобные группы, которые способствуют их взаимодействию с рецепторами фагоцитов.

3) поглощение объекта путем инвагинации клеточной мембраны с об­разованием в протоплазме фагосомы, содержащей поглощенный объект. Поглощение адсорбированного на фаго­ците вещества происходит путем эндоцитоза. Это энергозависимый процесс, связан­ный с преобразованием энергии химических связей молекулы АТФ в сократительную ак­тивность внутриклеточного актина и мио­зина. Фагоцитируемый объект окружается цитоплазматической мембраной и образуется внутриклеточ­ная вакуоль — фагосома.

4) слияние фагосомы с лизосомой клетки с образованием фаголизосомы;

5) киллинг (уничтожение жизнеспособных микробов), осуществляемый при участии кислородзависимых и кислороднезависимых механизмов, и переваривание (процессинг) объекта в фаголизосоме с помощью протеаз, нуклеаз и др.;

6) презентация (представление) антигенных пептидов Т-хелперам — антигенные пептиды в цитоплазме макрофага образуют комплекс с молекулами II класса главного комплекса гистосовместимости, которые перемещаются на поверхность клетки и, в последующем, связываются с соответствующими рецепторами Т-хелперов.

Различают завершенный и незавершенный фагоцитоз. Завершенным фагоцитоз считается в том случае, если произошли все стадии процесса. Однако в ряде случаев фагоцитоз носит неза­вершенный характер: поглощенные бактерии (например, иерсинии), вирусы (например, возбудитель ВИЧ-инфекции, натуральной оспы), риккетсии блокируют ферментативную активность фагоцита, не погибают, не разрушаются и да­же размножаются в фагоцитах. Такой процесс получил название незавершенный фагоцитоз.

1. Иммунная система организма. Основные клетки иммунной системы и их характеристика

Иммунная система — это совокупность клеток лимфоидной ткани, которая производит специфический контроль генетического постоянства внутренней среды, гомеостаза и постоянно взаимодействует с другими органами и системами.

Клетки иммунной системы называются иммунокомпетентными клетками (ИКК) или иммуноцитами, постоянно циркулируют в крови, проникают в другие ткани и органы.

Основными особенностями иммунной системы являются:

1) генерализована по всему организму;

2) интегрирована с другими системами (нервной, эндокринной) и органами (печень, лёгкие, кишечник);

3) способна отвечать на молекулы веществ, отражающих генетически чужеродную информацию (АГ), специфическими иммунными реакциями и образованием антител.

Иммунная система включает совокупность органов и отдельно расположенных ИКК. Органы иммунной системы подразделяют на:

1) центральные органы — тимус, сумка или bursa Fabriciusa у птиц, у человека — костный мозг

2) периферические органы — пейеровы бляшки, лимфатические узлы, селезенка, аппендикс, миндалины.

Лимфоциты выполняют основную функцию иммунной системы – высокоспецифичное распознавание антигенов. Распределение лимфоцитов в лимфоидных органах и их миграция упорядочены и отражают функции конкретных клеток.

CD-антигены. На мембране клеток обнаруживаются груп­повые антигены, объединяющие клетки, име­ющие сходные морфофункциональные харак­теристики или находящиеся на определенной стадии развития. Эти маркерные молекулы получили название антигенов кластеров дифференцировки клетки, или CD-антигенов (англ. Cell Differentiation Antigens). По структуре они пред­ставляют собой гликопротеиды, многие из которых относятся к суперсемейству имму­ноглобулинов. CD-антигены используют для иммунофенотипирования клеток. Например, CD3+ экспрессируется на попу­ляции Т-лимфоцитов, CD4+ характерен для субпопуляции Т-хелперов, a CD8+ — для цитотоксических Т-лимфоцитов (Т-киллеров). CD19-22 являются маркерами В-лимфоцитов. Список CD-маркеров насчитывает более 200 вариантов. CD-антигены имеют диагностическое зна­чение при иммунодефицитных состо­яниях, при аллергических заболеваниях, аутоиммунных заболеваниях, гемобластозах.

Т-лимфоциты – их предшественники развиваются в корковом слое тимуса. Все зрелые Т-клетки экспрессируют (содержат) поверхностный CD3+ антиген. На основании поверхностных маркеров (CD) различают несколько субпопуляций Т-лимфоцитов (рис 18):

CD4+ лимфоциты, условно разделяемые на регуляторные (Т-хелперы) и эффекторные (Т-клетки ГЗТ):

·Т-хелперы – стимулируют пролиферацию лимфоцитов и трансформацию в плазматические клетки;

·Т-клетки ГЗТопосредуют реакции гиперчувствительности замедленного типа.

CD8+ лимфоциты, мембранные Аг CD8+ экспрессируют субпопуляцииТ-клеток, разделяемые на регуляторные (супрессоры) и эффекторные (цитотоксические).

· Т- супрессоры (регуляторные) – угнетают пролиферацию В-лимфоцитов и продукцию антител, способствуют развитию иммунологической толерантности;

· Т-киллеры (цитотоксические или эффекторные) – разрушают чужеродные клетки без участия антител и системы комплемента (цитотоксичность); имеют поверхностный маркер CD8+.

Т-лимфоциты памяти – сохраняют информацию об антигенах и передают ее другим клеткам, экспрессируют CD4+ и узнают антиген, связанный с молекулой МНС II на Аг-представляющих клетках.

Иммунологическая намять —это способность организма реагировать ускорением и усилением ответа на повторное введение АГ. Носители ИП могут быть Т- лимфоциты и В- лимфоциты памяти.

Рис.18. Субпопуляции Т-лимфоцитов

В-лимфоциты – их предшественники развиваются в костном мозге. Основными мааркерами являются CD19, 20, 21, 72. Выделяют следующие субпопуляции:

• В-Т-независимые – участвуют в образовании антител без взаимодействия с Т-лимфоцитами

• В—Т-зависимые – превращаются в плазматические клетки при помощи Т-хелперов

• В-киллеры – разрушают клетки-мишени без комплемента, но при участии антител

• В—супрессоры – угнетают пролиферацию Т-лимфоцитов

• В—лимфоциты памяти.

NK-клетки (Natural Killer Cells)– большие зернистые лимфоциты, уничтожающие опухолевые клетки, а также клетки, инфицированные вирусами, бактериями и простейшими, дифференцируются из общей лимфоидной клетки предшественника. Они составляют до 15% всех мононуклеарных клеток крови, в тканях локализованы в печени, красной пульпе селезёнки, слизистых оболочках особенно репродуктивных органов. NK-клетки не имеют основных маркеров Т- или В-лимфоцитов (поэтому их также называют нулевые лимфоциты), но экспрессируют дифференцировочные CD2+, CD56+ и CD16+ (рецептор Fc-фрагмента Ат). В отличие от цитотоксических лимфоцитов (Т-киллеров), способность NK-клеток к цитолизу связана с самостоятельным распознаванием «свое-чужое» на поверхности мишени. NK-клетки уничтожают клетку-мишень после установления с ней прямого контакта при помощи специальных белков — перфоринов. Перфорины проникают в клеточные мембраны, агрегируются там, формируя неконтролируемые осмотические каналы, что приводит к осмотическому лизису клетки. Наряду с макрофагами и нейтрофилами они также участвуют в антителозависимом клеточно-опосредованном цитолизе. NK клетки не формируют клеток иммунологической памяти.