Специфические эффекторы 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.

Зрелые вирионы способны инфицировать другую клетку-хозяина. Эти макрофаги питают вирус и, как известно, являются источником вирусных белков. Однако инфицированные макрофаги теряют способность глотать и убивать чужеродные микробы и представлять антиген Т-клеткам.

Эти клетки представляют обработанные антигены Т-лимфоцитам в лимфатических узлах. Это приводит к снижению виремии после первичной инфекции. Гуморальный иммунный ответ возникает позже при заражении; поэтому уровень антител во время острой инфекции очень низок. Позднее будут генерироваться нейтрализующие антитела, специфичные к белкам, вовлеченные в проникновение вируса в клетки.

Иммунные ответы на антигены могут быть классифицированы как первичные или вторичные ответы. Первичный иммунный ответ организма на антиген происходит в первый раз, когда он встречается. В зависимости от природы антигена и места входа этот ответ может занять до 14 дней для решения и приводит к генерации клеток памяти с высокой специфичностью для индуцирующего антигена. Гуморальный ответ, опосредуемый В-клетками с помощью Т-клеток, продуцирует высокоаффинные и антигенспецифические антитела.

Это имеет некоторые количественные и качественные отличия от основного ответа. Когда это нарушается, адаптивная иммунная система обеспечивает более эффективный ответ на очищающие патогены. Адаптивная иммунная система обладает способностью «запоминать» предыдущие антигены, процесс, называемый иммунологической памятью. Антигенспецифические Т-клетки выбираются во время первичного иммунного ответа и расширяются для получения клонов Т-клеток с высокой специфичностью для активирующего антигена. В первичной реакции В-клеток на тимус-зависимый антиген иммунная система выбирает В-клетки с высокой аффинностью и специфичностью для антигена, и они становятся ячейками памяти. Выбор В-клеток с высоким сродством к данному антигену происходит в зародышевых центрах вторичных лимфоидных фолликулов и требует индуцированной ферментами цитидиндезаминазы и взаимодействия с другими иммунными клетками. Во вторичной реакции на тот же антиген клетки памяти быстро активируются. Этот процесс быстрее и эффективнее первичного ответа. Врожденная иммунная система — первая линия защиты от инфекционных агентов.
. Ключевые слова: антигены; ячейки памяти; клональное расширение; зародышевые центры; созревание аффинности; переключение класса.

Тем не менее, адаптивный иммунитет более специфичен для заражающего патогена и может сопротивляться гораздо быстрее, чем врожденный ответ, если раньше он видел патоген. Адаптивный иммунитет возникает после контакта с антигеном либо от патогена, либо от вакцинации. Антиген представляет собой молекулу, которая связывается с конкретным антителом, часто стимулируя реакцию в иммунной системе.

Адаптивный иммунный ответ активируется, когда врожденный иммунный ответ недостаточно контролирует инфекцию. Фактически, без информации из врожденной иммунной системы адаптивный ответ не мог быть мобилизован. Существует два типа адаптивных ответов: клеточный иммунный ответ, который контролируется активированными Т-клетками, и гуморальный иммунный ответ, который контролируется активированными В-клетками и антителами. При инфицировании активированные Т и В-клетки, которые имеют участки связывания с поверхностью со специфичностью к молекулам на патогенезе, значительно увеличивают число и атакуют проникающий патоген.

Их атака может убить патогены напрямую или они могут выделять антитела, которые усиливают фагоцитоз патогенов и нарушают инфекцию. Адаптивный иммунитет также включает в себя память, которая дает хозяину долгосрочную защиту от повторного заражения одним и тем же типом патогена; при повторном экспонировании память этого хоста будет способствовать быстрому и мощному реагированию.

Лимфоциты, которые являются лейкоцитами, образуются с другими клетками крови в красном костном мозге, обнаруженном во многих плоских костях, таких как плечевые или тазовые кости. Является ли незрелый лимфоцит В-клеткой или Т-клеткой, зависит от того, где в организме она созревает.

В-клетки остаются в костном мозге, чтобы созревать, тогда как Т-клетки мигрируют к тимусу, где они созревают. Т и В клетки неотличимы от световой микроскопии, но их можно дифференцировать экспериментально путем зондирования их поверхностных рецепторов.

В В-клетках эти рецепторы содержат антитела, которые ответственны за связывание антигена. Антитело специфично для одного конкретного антигена; как правило, он не будет связываться ни с чем другим. В-клеточные рецепторы: В-клеточные рецепторы внедряются в мембраны В-клеток и связывают различные антигены через их вариабельные области или антитела. Область передачи сигнала передает сигнал в ячейку.

Между тем, рецепторы Т-клеток ответственны за распознавание патогенных антигенов Т-клетками. В отличие от В-клеток, Т-клетки непосредственно не распознают антигены. Вместо этого они распознают антигены, представленные на основных комплексах гистосовместимости, которые клетки используют для отображения того, какие белки находятся внутри них.

Останутся только те клетки, которые слабо реагируют на собственные клетки организма. Этот процесс происходит во время развития плода и продолжается на протяжении всей жизни. Когда они иммунокомпетентны, клетки Т и В мигрируют в селезенку и лимфатические узлы, где они остаются до тех пор, пока они не будут вызваны во время инфекции. В-клетки участвуют в гуморальном иммунном ответе, который нацеливает патогены, свободные от крови и лимфы, тогда как Т-клетки участвуют в клеточно-опосредованном иммунном ответе, который нацелен на инфицированные клетки.