Взаимодействие клеток в клеточном иммунитете

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.

Источник

ИММУННАЯ СИСТЕМА.

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

Иммуннаясистемаобъединяет органы и ткани, в которых происходит образование и взаимодействие иммунных клеток – иммуноцитов (центральные и периферические органы кроветворения, Т-лимфоциты, В-лимфоциты, плазматические клетки и макрофаги), выполняющие роль распознавания чужеродного антигена.

Полноценный иммунитет складывается из неспецифической резистентности и специфического иммунного ответа (клеточного и гуморального иммунитета).

Антигены – сложные органические вещества при поступлении в организм вызывающие специфический иммунный ответ. Свойствами антигенов обладают бактерии, вирусы, паразиты, чужеродные клетки и ткани, переродившиеся собственные клетки организма, продукты жизнедеятельности чужеродных клеток.

Неспецифическая резистентность представлена стереотипными механизмами, возникла раньше в онтогенезе и включается раньше других при попадании антигена в организм.

Неспецифическая резистентность представлена следующими факторами:

1. механические барьеры. Такими барьерами являются кожа, обладающая бактерицидностью за счет наличия собственной нормальной микрофлоры, кислой реакции, влажности; слизистые оболочки, с теми же факторами, что и кожа, содержащими лизоцим,Ig A; кислое содержимое желудка и др. К механическим факторам относится также удаление микроорганизмов при кашле, чихании, рвоте, диарее, потоотделении, слущивании эпителия и др. Повышение температуры тела, которая мобилизует защитные силы организма.

2. гуморальные факторы, которые находятся в сыворотке крови, секрете слизистых, тканях. Нормальные антитела – в сыворотке крови, образуются либо в результате скрытой иммунизации или наследуются. Интерферон – противовирусное вещество. Лизоцим – антибактериальное и бактериостатическое вещество (разрушает мембраны бактерий). Комплемент – группа белков, содержащаяся в свежей сыворотке крови человека и животных и активизирующаяся при связывании антител с антигенами. 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 называются опсонинами.

3. фагоцитоз и воспаление. Воспаление – это ответная реакция организма на внедрение инфекционного агента. Воспаление характеризуется местными (гиперемия, отек, повышение температуры, боль, нарушение функции) и общими факторами.

Стадии воспаления:

· 1 стадия– микрофагическая –характеризуется сосудистой и клеточной реакцией. Вначале сосудистой реакции наблюдается спазм сосудов, который затем сменяется их дилатацией. Это приводит к замедлению кровотока, краевому стоянию лейкоцитов, пропотеванию жидкости и лейкоцитов в окружающую соединительную ткань. На границе с инородным телом нейтрофилы образуют лейкоцитарный вал, отграничивая тем самым здоровые ткани. Нейтрофилы фагоцитируют разрушенные клетки, инородные тела, микроорганизмы и при этом сами погибают, образуя гной.

· 2 стадия– макрофагическая – характеризуется активацией макрофагов соединительной ткани, моноциты выходят из кровотока и преобразуются в макрофаги, которые мигрирую к очагу воспаления. Макрофаги – это своеобразные «дворники», которые фагоцитируют бактерии, гной, измененные ткани и полностью очищают очаг воспаления.

· 3 стадия – фибробластическая – характеризуется активацией и размножением фибробластов соединительной ткани. Они синтезируют межклеточное вещество, состоящее из коллагеновых волокон и аморфного вещества, образуют соединительнотканный рубец, а вокруг инородного тела – капсулу.

Специфический иммунный ответ представлен клеточным и гуморальным иммунитетом.

При клеточном иммунитете эффекторными клетками являются цитотоксические Т-лимфоциты (Тц или Т-киллеры), которые непосредственно уничтожают чужеродные клетки или патологически измененные клетки собственного организма, выделяя литические вещества. При гуморальном иммунитете эффекторными клетками являются плазматические клетки, синтезирующие и выделяющие в кровь антитела. Кроме цитотоксических лимфоцитов имеются так называемые натуральные киллеры (Нк), участвующие в клеточном иммунитете. Они образуют первую линию защиты, действуют немедленно, быстро разрушая антигены. Тц образуют вторую линию защиты, т.к. для их развития требуется время и они вступают в действие позже Нк.

ГЛАВНЫЕ МОЛЕКУЛЫ ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ – это гликопротеиды, кодируемые генами, составляющими ГЛАВНЫЙ КОМПОНЕНТ ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ (МНС –major histocompatibiliti complex). В молекулах МНС находятся гены, контролирующие главные трансплантационные антигены, которые определяют интенсивность иммунного ответа. Молекулы МНС имеются на поверхности клеток всех высших позвоночных. Существует два основных класса молекул МНС.

Молекулы I класса находятся практически на всех клетках и узнаются цитотоксическими Т-клетками, взаимодействующими с любой клеткой организма, зараженной вирусом.

Молекулы II классанаходятся на клетках, участвующих в иммунных ответах – лимфоцитах, макрофагах и узнаются Т-хелперами, взаимодействуя с В-лимфоцитами и макрофагами (антигенпредставляющими клетками).

Клеточный иммунитетформируется при трансплантации органов и тканей, инфицированных вирусами, злокачественном опухолевом росте. В клеточном иммунитете участвует Т-киллеры (Тц), реагирующие с антигеном в комплексе с гликопротеинами МНСI класса в плазматической мембране клетки-мишени. Т-киллер разрушает клетку, инфицированную вирусом, при обнаружении на ее поверхности фрагментов вирусных белков в комплексе с МНСI класса, что приводит к высвобождению Т-киллерами порообразующих белков (перфоринов), которые встраиваются в мембрану клетки-мишени и преобразуются в трансмембранные каналы. Каналы делают мембрану проницаемой, что способствует гибели клетки, пораженной вирусом.

При гуморальном иммунитете эффекторные клетки выделяют в кровь антитела.

Антитела – сложные белки, синтезируемые плазматическими клетками, способные специфически соединяться с соответствующими антигенами и их обезвреживать. Обнаружение антител в глобулиновой фракции белков крови обусловило их название – иммуноглобулины. Выявлено несколько классов иммуноглобулинов IgG, IgM, IgA, IgD, IgE.

Молекула антитела имеет форму Y и состоит из 4 полипептидных цепей – двух идентичных тяжелых цепей – Н-цепей и параллельно расположенных двух идентичных легких L – цепей, соединенных дисульфидными (S-S) мостиками. Каждая Н- и L-цепь иммуноглобулиновой молекулы имеет вариабельные области (V), располагающиеся на обеих ветвях Н- и L –цепей, и постоянные области С. В вариабельных областях находятся антигенсвязывающие участки – два Fab – фрагмента – места распознавания и связывания антигена. Постоянные области находятся в Fc – фрагменте, образованном лишь Н-цепями. Эти области обеспечивают связывание компонентом комплемента и клеточных рецепторов. Выявлено 5 типов тяжелых и 2 типа легких цепей, различное сочетание которых обеспечивает образование множества разновидностей антител с уникальными участками связывания антигенов. Антитела инактивируют вирусы, токсины, бактерии.

Виды Ig.

Ig G (75%)– циркулирует в крови и лимфе. Способен проходить через гемато-плацентарный барьер и из плазмы крови в тканевую жидкость. Соединяется с антигенами, активизирует систему комплемента и лизис клеток. Содержание повышается при инфекциях и снижается при недостатке гуморального иммунитета.

Ig A (15%)– преобладает в секретах желез (пот, слезы, слизь, молоко, вагинальный и простатический секреты), в слизистых оболочках, в лимфатических узлах и селезенке. Это первая линия противомикробной защиты.

Уровень в крови повышается при респираторных и кишечных заболеваниях.

Ig M (10%)– секретируется плазмоцитами, активирует комплемент, не проходит через плаценту.

Ig D(0,2%) – опосредует дифференцировку В-клеток, являясь маркером В-лимфоцитов. Не проходит через плаценту, не связывает комплемент.

Ig E (следы)– активирует тучные клетки и базофилы в аллергических реакциях. Не связывает комплемент, не проходит через плаценту. При повторном воздействии аллергена распознает его и вызывает выделение гистамина тканевыми базофилами, что приводит к местному отеку, сыпи и возникновению приступа астмы и анафилактическому шоку. Плазмоциты с Ig E встречаются в бронхиальных и перитонеальных лимфатических узлах, слизистой оболочке ЖКТ и селезенке.

При первой встрече с антигеном (первичный ответ) лимфоциты стимулируются и превращаются в бластные формы, которые пролиферируют и дифференцируются в иммуноциты, что увеличивает количество лимфоцитов, «узнавших» антиген. В результате образуется два типа клеток – эффекторные и клетки памяти. Эффекторные клетки непосредственно участвуют в ликвидации антигенов (активированные лимфоциты и плазматические клетки), а клетки памяти – это лимфоциты, превращающиеся в неактивные формы и несущие информацию о данном антигене. При повторном попадании данного антигена они обеспечивают быстрый иммунный ответ большей интенсивности (вторичный ответ).

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КЛЕТОК В ИММУННОМ ОТВЕТЕ.

В гуморальном иммунном ответе принимают участие макрофаги (антигенпродуцирующие клетки), Т-хелперы и В-лимфоциты.

Попавший в организм антиген поглощается макрофагом, который расщепляет его на фрагменты, которые в комплексе с молекулами МНС класса II появляются на поверхности клетки. Такая обработка антигена макрофагом называется процессированием антигена. Антиген, обработанный макрофагом распознается Тх, что стимулирует секрецию интерлейкина 1 (ИЛ-1) макрофагом. При воздействии ИЛ-1 активизируется синтез ИЛ-2 Т-хелпером. В свою очередь ИЛ-2 активирует В-лимфоциты.

Активации В-лимфоцита способствует также непосредственному взаимодействию его с антигеном. В-лимфоцит процессирует антиген и представляет его фрагмент в комплексе с молекулой МНС II класса. Этот комплекс узнается Тх, что приводит к секреции Тх –клеткой интерлейкинов ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6 и интерферона. Под воздействием ИЛ-4 происходит активация В-лимфоцитов, ИЛ-5 стимулирует их пролиферацию, ИЛ-6 способствует превращению В-лимфоцитов в плазматические клетки. Активация В-лимфоцитов приводит к их усиленному размножению и дифференцировке в эффекторные клетки (плазматические клетки) и В-клетки памяти. При этом плазматические клетки синтезируют антитела. Интерферон активирует макрофаги, которые начинают более активно фагоцитировать и разрушать микроорганизмы

Т-супрессоры (Тс) подавляют способность лимфоцитов участвовать в выработке антител и таким образом обеспечивают иммунологическую толерантность, т.е. нечувствительность к определенным антигенам. Тс регулируют количество образующихся плазматических клеток и количество антител, ими синтезируемых. Известно, что Тс могут подавлять также и реакции клеточного иммунитета.