Эффекторные реакции клеточного иммунитета
Т-клетки это фактически приобретенный иммунитет, способный защитить от цитотоксического повреждающего воздействия на организм. Чужеродные клетки-агрессоры, попадая в организм вносят “хаос”, который внешне проявляется в симптомах заболеваний.
Клетки-агрессоры повреждают по ходу своей деятельности в организме все, что могут, действуя в своих интересах. А задача иммунной системы найти и уничтожить все чуждые элементы.
Специфическая защита организма от биологической агрессии (чужеродных молекул, клеток, токсинов, бактерий, вирусов, грибов и т.д.) осуществляется при помощи двух механизмов:
- продуцирования специфических антител в ответ на чужеродные антигены (потенциально опасных для организма веществ);
- выработки клеточных факторов приобретённого иммунитета (Т-клетки).
Как осуществляются иммунные реакции
При попадании в организм человека «клетки-агрессора», иммунная система распознаёт чужеродные и собственные измененные макромолекулы (антигены) и удаляет их из организма. Также при первичном контакте с новыми антигенами происходит их запоминание, что способствует их более быстрому удалению, в случае вторичного попадания в организм.
Процесс запоминания (презентация) происходит благодаря антиген-распознающим рецепторам клеток и работе антиген представляющих молекул (МНС молекул- комплексов гистосовместимости).
Что такое Т-клетки иммунной системы, и какие функции они выполняют
Функционирование иммунной системы обуславливается работой лимфоцитов. Это клетки иммунной системы, являющиеся
разновидностью лейкоцитов и способствующие формированию приобретённого иммунитета. Среди них выделяют:
- В-клетки (распознающие «агрессора» и вырабатывающие к нему антитела);
- Т-клетки (выполняющие функцию регулятора клеточного иммунитета);
- NК- клетки (разрушающие отмеченные антителами чужеродные структуры).
Однако, помимо регуляции иммунного ответа, Т-лимфоциты способны выполнять эффекторную функцию, разрушая опухолевые, мутировавшие и чужеродные клетки, участвовать в формировании иммунологической памяти, распознавать антигены и индуцировать иммунные реакции.
Справочно. Важной особенностью T-клеток является их способность реагировать только на презентированные антигены. На одном T-лимфоците находится только один рецептор к одному конкретному антигену. Это обеспечивает отсутствие реакции T-клеток на собственные аутоантигены организма.
Разнообразие функций Т-лимфоцитов обусловлено наличием в них субпопуляций, представленных Т-хелперами, Т-киллерами и Т-супрессорами.
Субпопуляция клеток, их стадия дифференцирования (развития), степень зрелости и т.д. определяется при помощи специальных кластеров дифференцировки, обозначаемых как СD. Наиболее значимыми являются СD3, СD4 и СD8:
- СD3 находится на всех зрелых T-лимфоцитах, он способствует передаче сигнала от рецептора к цитоплазме. Это важный маркер функционирования лимфоцитов.
- СD8 – это маркер цитотоксических T-клеток.
- СD4 является маркером T-хелперов и рецептором к ВИЧ (вирус иммунодефицита человека)
Т-хелперы
Около половины Т-лимфоцитов имеют антиген CD4, то есть являются Т-хелперами. Это помощники, стимулирующие процесс секреции антител В-лимфоцитами, стимулируют работу моноцитов, тучных клеток и предшественников Т-киллеров к «включению» в иммунную реакцию.
Справочно. Функция хелперов осуществляется за счёт синтеза цитокинов (информационных молекул, регулирующих взаимодействие между клетками).
В зависимости от продуцируемого цитокина, их разделяют на:
- T-хелперные клетки 1-го класса (продуцируют интерлейкин-2 и гамма-интерферон, обеспечивая гуморальный иммунный ответ на вирусы, бактерии, опухоли и трансплантанты).
- T-хелперные клетки 2-го класса (секретируют интерлейкины-4,-5,-10,-13 и отвечают за образование IgЕ, а также иммунного ответа, направленного на внеклеточные бактерии).
Т-хелперы 1-го и 2-го типа всегда взаимодействуют антагонистически, то есть повышенная активность первого типа угнетает функцию второго типа и наоборот.
Работа хелперов обеспечивает взаимодействие между всеми клетками иммунитета, определяя какой тип иммунного ответа будет преобладать (клеточный либо гуморальный).
Важно. Нарушение работы клеток-помощников, а именно недостаточность их функции, наблюдается у больных с приобретённым иммунодефицитом. Т-хелперы являются основной мишенью ВИЧ. В результате их гибели нарушается иммунная реакция организма на стимуляцию антигенов, что приводит к развитию тяжёлых инфекций, росту онкологических новообразований и летальному исходу.
Т-киллеры
Это так называемые T-эффекторы (цитотоксические клетки) или клетки убийцы. Такое название обусловлено их способностью уничтожать клетки-мишени. Осуществляя лизирование (ли́зис (от греч. λύσις — разделение) — растворение клеток и их систем) мишеней, переносящих чужеродный антиген или мутировавший аутоантиген (трансплантанты, опухолевые клетки), они обеспечивают реакции противоопухолевой защиты, трансплантационного и противовирусного иммунитета, а также аутоиммунные реакции.
Т-киллеры при помощи собственных МНС-молекул распознают чужеродный антиген. Связываясь с ним на поверхности клетки, они продуцируют перфорин (цитотоксический белок).
После лизирования клетки «агрессора» Т-киллеры остаются жизнеспособными и продолжают циркулировать в крови, разрушая чужеродные антигены.
Т-киллеры составляют до 25-ти процентов от всех Т-лимфоциотов.
Справочно. Помимо обеспечения реакций нормального иммунного ответа, Т-эффекторы могут участвовать в реакциях антителозависимой клеточной цитотоксичности, способствуя развитию гиперчувствительности второго типа (цитотоксической).
Это может проявляться лекарственными аллергиями и различными аутоиммунными заболеваниями (системные заболевания соединительной ткани, гемолитическая анемия аутоиммунного характера, злокачественная миастения, аутоиммунные тиреоидиты, и т.д.).
Подобным механизмом действия обладают некоторые лекарственные средства, способные запускать процессы некроза опухолевых клеток.
Важно. Препараты с цитотоксическим действием используют в химиотерапии онкологических заболеваний.
Например, к таким медикаментам относится Хлорбутин. Это средство применяют для лечения хронического лимфолейкоза, лимфогранулематоза и рака яичников.
Т-супрессоры и клетки памяти
Супрессоры подавляют функцию хелперов и В-лимфоцитарного звена. Однако современная классификация не выносит супрессоры в отдельную субпопуляцию. Поскольку доказано, что решающую роль в угнетении иммунной реакции играют апоптоз и специфические цитокины.
Помимо основных T-лимфоцитов, в организме человека существуют потомки клеток, контактировавших с антигеном и имеющих к нему рецепторы. Это клетки обеспечивающие иммунологическую память. Они способны в течение от десяти до 15 лет сохранять память об антигене, передавая её другим клеткам.
Справочно. Благодаря клеткам памяти обеспечивается быстрый иммунный ответ при повторном попадании «агрессора» в организм.
Нулевые лимфоциты
К ним относят лимфоциты, не имеющие T и B маркеров. Они составляют до 10% от всей популяции лимфоцитов. К ним относят NК-клетки (естественные киллеры) и K-клетки (киллерные).
Справочно. Основным отличием NK-клеток от T-киллеров является способность уничтожать не сенсибиллизированные клетки-мишени.
K-клетки отвечают за антителозависимую клеточную цитотоксичность. Они отражают взаимодействия гуморального и клеточного звеньев иммунитета, а также выступают в качестве «наводчиков» эффекторных (выполняющих функцию – в данном случае уничтожение) клеток на мишень.
NК- клетки обеспечивают контроль за качеством клеток и участвуют в формировании противовирусного иммунитета, обеспечиваютзащиту от роста опухолей и размножения мутировавших (дефектных) клеток.
Диагностика клеточного иммунитета
Диагностика T- и B-лимфоцитарного звена позволяет оценить состояние клеточного иммунитета. Базовое исследование с определением процентного содержания Т-, В- и нулевых клеток проводится с целью выявления первичных или вторичных иммунодефицитов, а также при контроле иммуностимулирующего лечения.
Исследование основных популяций при помощи маркеров CD3, 8, 19, 16+5б, а также соотношение между хелперами и киллерами, позволяет комплексно оценить иммунный статус. Для исследования используют венозную кровь.
Диагностика проводится при выявлении и контроле течения:
- аутоиммунных заболеваний (увеличено содержание CD3, CD4 хелперов);
- лимфолейкозов (повышено количество Т-лимфоцитов CD3);
- злокачественных новообразований (увеличено количество NK);
- ВИЧ (CD3, CD8);
- хронических инфекций, аллергических реакций, бронхиальной астмы и т.д.
Справочно. В зависимости от результатов анализа пациенту может быть рекомендована консультация иммунолога, гематолога, аллерголога, онколога или инфекциониста. С дальнейшим лечением у профильного специалиста по основному заболеванию.
Эта форма иммунного ответа необходима для уничтожение вирус-поражённых и опухолевых клеток.
Клетками-эффекторами являются Т-лимфоциты-киллеры с фенотипом CD3+CD8+, клон которых формируется в рамках Т-клеточного иммунного ответа и функционирует под регуляторным воздействием ИЛ-2,12.
Клетки-мишени (вируспоражённые или опухолевые) распознаются Т-киллером, благодаря экспрессии вирусного или опухолевого антигена в комплексе с молекулой ГКГ 1 класса на цитоплазматической мембране.
Антигенная детерминанта в данном случае поступает в комплекс Гольджи из цитозоля клетки (т.н. эндогенный антиген). Процессинг антигена в этом случае осуществляется в особых структурах – протеасомах.
Т-киллинг схож с контактным киллингом NK-лимфоцитов. Различия касаются молекул межклеточного контакта (молекула CD8 связывается с боковой цепью молекулы ГКГ 1 класса, комплексированной с антигенной детерминантной) и участия в инициации апоптоза ФНО-альфа и особой молекулы fas-лиганда.
19. Гуморальный иммунный ответ. Этапы, особенности. Первичный и вторичный иммунный ответ. Динамика синтеза иммуноглобулинов.
Клетками-эффекторами (клетками-продуцентами антител) являются плазматические клетки, антигенспецифический клон которых возникает в рамках иммуногенеза в регионарных лимфоузлах и других периферических образованиях иммунной системы. Развитие клона плазматических клеток осуществляется из предшественника – В-лимфоцита, экспрессирующего В-клеточный антигенраспознающий рецептор (ВКР, BCR), специфичный данному антигену
Гуморальный (антительный) иммунный ответ развивается на тимус-зависимые антигены и на тимуснезависимые антигены
Антигенпрезентирующими клетками могут быть как дендритные клетки и макрофаги, так и В-лимфоциты
Гуморальный (антительный) иммунный ответ на тимусзависимые антигены находится под регуляторным влиянием Т-хелперов 2 типа, продуцирующих ИЛ-4,5,6,9,13.
Для формирования клона плазматических клеток необходимы цитокины –факторы роста лимфоцитов – Ил-2,4
Гуморальный (антительный) иммунный ответ называется первичным при первом контакте с антигеном. Для него характерна определённая динамика выработки антител:
При повторном контакте с антигеном происходит более быстрое образование антител в силу имеющихся в организме лимфоцитов-памяти. Такой иммунный ответ называют вторичным.
В процессе иммунного ответа происходит переключение синтеза антител с класса на класс. Этот процесс контролируется цитокинами.
Гуморальный (антительный) иммунный ответ на тимуснезависимые антигены не требует помощи Т-хелперов. Его контролируют цитокины, вырабатываемые в-лимфоцитом, как АПК. Иммунный ответ может быть только первичным. В этом случае формируются антитела только класса Мм, не формируются лимфоциты-памяти, а потому восприимчивость к антигену восстанавливается через 2 – 4 месяца после элиминации антигена из организма
Продуцированные плазматическими клетками антитела выходят в циркуляторное русло и оказывают свои эффекты при встрече со специфичным им антигеном.
20. Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками. Понятие «мукозальный иммунитет». Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками (MALT – англ., mucosal-associated lymphoid tissue) относится к периферическим отделам органов иммунной системы. В неё входят все системы, имеющие эпителий (ЛТ, ассоциированная с желудочно-кишечным трактом; ЛТ, ассоциированная с бронхами; ЛТ, ассоциированная с поверхностью глаза; ЛТ, ассоциированная с урогенитальным трактом и др.).
Функции MALT: 1) распознавание антигена, 2) антигензависимая пролиферация и дифференцировка Т- и В-лимфоцитов, 3) активация Т- и В-лимфоцитов, 4) продукция цитокинов, 5) продукция и секреция специфических антител — секреторных антител класса IgA (IgAs) непосредственно на поверхности ее эпителия.
Строение MALT:
1. Индуктивный участок (проходят начальные этапы иммунного отвтета): Пейеровы бляшки тонкого кишечника; регионарные лимфоузлы; отдельные лимфоидные фолликулы
2. Эффекторный учаcток (осуществляются эффекторные механизмы иммунного отвтета): Lamina propria (основная пластинка); эпителиоциты и межэпителиальные лимфоциты
Попадая в кишечник, антиген проникает в Пейеровы бляшки через специализированные эпителиальные клетки (М-клетки) и стимулирует через АПК лимфоциты. После активации они с лимфой проходят через мезентериальные лимфатические узлы, попадают в грудной проток, затем в кровь и в lamina propria (основную пластинку), где В1-лимфоциты превращаются в плазматические клетки, продуцирующие IgA. IgA связывается с секреторным компонентом, синтезируемыми эпителиальными клетками. Образуется IgAs, который составляет 90% секрета и способен нейтрализовывать вирусы, бактериальные токсины и ферменты, а также участвовать в агглютинации бактерий.
Антиген-специфические лимоциты сосредотачиваются также в лимфоидной ткани легкого и в других слизистых оболочках. Миграция лимфоцитов из лимфоидной ткани в кровь и обратно регулируется хоминг-рецепторами, расположенными на поверхности клеток высокого эндотелия в посткапиллярных венулах .
Противомикробный иммунитет. Влияние особенностей антигенной структуры, локализации при размножении микроорганизмов, путей поступления инфекционных агентов в организм на формирование на преобладающие механизмы иммунного ответа.
Клеточный иммунитет при вирусной инфекции. Эффекторные и регуляторные Т-клетки во время вирусной инфекции.Антитела могут нейтрализовать вирус на месте внедрения и, тем самым, предотвратить возникновение инфекции. Однако при уже развивающейся инфекции для ее прекращения и элиминации вирусов, кроме специфических антител необходим клеточный иммунитет, под которым понимают иммунную активность самих клеток иммунной системы, тогда как под гуморальным — активность их продуктов. Однако при вирусных инфекциях у млекопитающих и птиц, как правило, имеет место интегрированный клеточный и гуморальный иммунный ответ. Клеточные иммунные реакции на инфицированные вирусом клетки могут опосредоваться антиген-специфическими субпопуляциями Т-клеток, а также клетками, неспособными распознавать специфические вирусные антигены. Следует отметить, что в выздоровлении от вирусных инфекций первым принадлежит более важная роль, чем вторым. Иными словами, основу клеточного иммунитета составляют сенсибилизированные лимфоциты. Известно, что при отсутствии клеточного иммунитета инфекции часто имеют персистирующии и прогрессирующий характер, что свидетельствует о дефекте долговременных защитных механизмов. Цитотоксические и NK-клетки узнают клетки-мишени, прочно к ним прикрепляются и выделяют на их поверхность молекулы специального белка (перфорина), которые внедряются в наружную мембрану, полимеризуются и вызывают в ней образование пор, через которые вытекает цитоплазма, и инфицированная клетка вскоре погибает. Перфорин, обладающий серин-эстеразной активностью (granzymes), напоминает компонент (С9), ответственный за комплемент-опосредованный лизис.
Возможно, что образование пор в плазматической мембране клеток-мишеней, — не единственный механизм цитотоксического действия Т-лимфоцитов, однако этот механизм весьма эффективен. Установлено, что опосредуемый антигеном апоптоз клеток приводит к более эффективной доставке антигена к антиген-представляющим клеткам, например, к дендритным клеткам. Эффекторные и регуляторные Т-клетки во время вирусной инфекцииПосле антигенной стимуляции, индуцирующей преимущественно клеточный иммунитет, в тимусзависимых областях лимфоидных органов наблюдается созревание и пролиферация антиген-специфических Т-лимфоцитов. Т-эффекторы, осуществляющие клеточно-опосредованные формы иммунного ответа, характеризуются, прежде всего, цитотоксической активностью. Цитотоксические реакции весьма неоднородны по своим механизмам и могут опосредоваться клетками, антителами, комплементом. Среди лимфоцитов, обладающих киллерной активностью, основную роль в элиминации вирусов из пораженных ими клеток играют вирусспецифические цитотоксические Т-лимфоциты (Тц-лимфоциты) и естественные киллеры (NK-лимфоциты). Хотя последние проявляют защитное действие на ранней стадии инфекции, тем не менее, ведущее значение в разрушении инфицированных клеток и освобождении организма от возбудителя принадлежит Тц-лимфоцитам. Антигенспецифические Тц-лимфоциты при вирусных инфекциях взаимодействуют с клетками-мишенями и разрушают их при помощи рецепторного аппарата в отсутствии антител и комплемента. Они имеют двойную специфичность: к вирусным антигенам на поверхности инфицированных клеток и к главному комплексу гистосовместимости клеток хозяина. Для индукции Тц-клеток необходимы Т-хелперы (Тх-лимфоциты), активизированные вирусным антигеном. При ряде вирусных инфекций клетки распознают иные антигенные структуры вирусов, чем В-клетки и антитела. Это связано с рецептором Тц-клеток, распознающим вирусные антигены на клеточной поверхности, природа которого неизвестна. Следовательно, Т-клетки и антитела распознают вирусные антигены посредством различных механизмов. При этом они, как правило, распознают различные эпитопы. На молекуле НА вируса гриппа Тц-лимфоциты и антитела реагируют, соответственно, с НА2 и НА1. Вирусные антигены, являющиеся индукторами и мишенями Тц-клеток при различных вирусных инфекциях человека и животных, исследованы недостаточно. Для многих вирусов конкретные вирусные антигены, являющиеся индукторами и мишенями Тц-клеток, не идентифицированы, а имеющиеся данные зачастую противоречивы. — Также рекомендуем «Иммунитет при гриппе. Типоспецифический иммунитет во время вирусной инфекции.» Оглавление темы «Иммунная система при вирусной инфекции.»: |