Клеточная основа иммунитета

Клеточный иммунитет включает два главных аспекта:

1. . Цитотоксичные клетки, несущие поверхностные антигены, вызывают прямое поражение клеток (цитотоксические или клетки-киллеры). Прямая цитотоксичность наблюдается при иммунологическом ответе на антигены на поверхности неопластических клеток, пересаженных тканей и инфицированных вирусом клеток. Цитотоксические T-клетки, возможно, вызывают лизис путем образования пор в цитоплазматических мембранах антигенположительных клеток.
2. . Выработка лимфокинов: исполнительные T-клетки играют решающую роль в формировании иммунного ответа путем образования растворимых белков (лимфокинов), которые регулируют функции определенных клеток, например, макрофагов и других лимфоцитов.

Лимфоидная система

Иммунный ответ осуществляется лимфоидной системой организма, которая делится на центральные и периферические органы иммуногенеза.

• Центральные органы иммуногенеза

К центральным органам иммуногенеза относятся тимус и костный мозг, в которых во внутриутробном периоде возникают первоначальные, полустволовые лимфоидные клетки (в этот период возникают разнообразие и толерантность). Считается, что у человека окончательное развитие разнообразия и толерантности завершатся в пределах нескольких месяцев после рождения).

• Периферические органы иммуногенеза

К периферическим органам иммуногенеза относятся лимфатические узлы, селезенка, кольцо Пирогова-Вальдейера (миндалины глотки) и лимфатические фолликулы в стенках кишечника, в которых скапливаются зрелые лимфоциты, отвечающие на антигенную стимуляцию.

Периферическая кровь также содержит лимфоциты. Циркулирующие лимфоциты составляют пул клеток, которые непрерывно обмениваются с клетками периферической лимфоидной ткани.

Лимфоциты

Лимфоциты образуются в эмбриональном периоде из лимфоидного ростка в костном мозге. Лимфоциты можно классифицировать на основе места их развития:

• T-лимфоциты (тимус-зависимые) развиваются в тимусе
• B-лимфоциты, которые развиваются вне тимуса. B-лимфоциты развиваются у птиц в сумке Фабрициуса (bursa — сумка, отсюда термин «B-клетки»); функциональный эквивалент у человека — эмбриональная печень или костный мозг.

Неактивные малые лимфоциты — клетки приблизительно 8-10 мкм в диаметре, с малым объемом цитоплазмы и сферическим ядром, занимающим почти всю клетку. Ядро содержит конденсированный хроматин, который выглядит выражено базофильным при обычной окраске препаратов. Все неактивные популяции лимфоцитов сходны друг с другом морфологически и могут дифференциро¬ваться только иммунологическими и имму¬номорфологическими методами.

T-лимфоциты (T-клетки)

• Распределение T-клеток в организме

T-лимфоциты возникают в эмбриональном тимусе. В постэмбриональном периоде после созревания T-лимфоциты расселяются в T-зонах периферической лимфоидной ткани. К этим зонам относятся:

• паракортикальная зона лимфатических узлов и пространство между лимфоидными фолликулами (70% лимфоцитов в лимфатических узлах — T-лимфоциты);
• периартериальные зоны лимфоидных фолликулов в белой пульпе селезенки (40% селезеночных лимфоцитов — T-клетки).

T-лимфоциты непрерывно и активно циркулируют между периферической кровью и периферической лимфоидной тканью . От 80 до 90 процентов периферических лимфоцитов крови — T-клетки.

Трансформация T-клеток

После стимуляции (активации) определенным антигеном, T-лимфоциты преобразовываются в большие, активно делящиеся клетки, названные трансформированными T-лимфоцитами, или T-иммунобластами, из которых затем возникает исполнительное звено T-клеток. T-иммунобласты имеют размеры 15-20 мкм в диаметре, с большим объемом цитоплазмы и неправильным ядром со светлым хроматином и ядрышком; ядро располагается в центре клетки. T-иммунобласты можно отличить от B-иммунобластов только иммуноморфологическими методами. Эффекторные T-лимфоциты морфологически сходны с неактивными малыми лимфоцитами и часто называются сенсибилизированными, цитотоксическими клетками или T-киллерами. Этот процесс преобразования Т-клеток составляет стадию развития (усиления) иммунного ответа, в течение которой несколько T-клеток, несущих рецепторы, которые распознают данный специфический антиген, формируют многочисленный клон T-клеток исполнительного звена, активных против того же самого антигена, потому что они имеют соответствующий рецептор. Полный процесс активации Т-клетки начинается тогда, когда макрофаги перехватывают антиген и с помощью определенного механизма, который еще не достаточно изучен, «обрабатывают» антиген и повторно выводят его на поверхность клетки в соединении с MHC-молекулами перед взаимодействием с T-клеткой. Распознавание происходит только тогда, когда T-клетка несет специфичный рецептор, способный распознавать комплекс «антиген — МНС-молекула».

Функции эффекторных T-клеток

Эффекторные Т-клетки играют важную роль в трех функциях иммунной системы:

• клеточном иммунитете;
• регулировании активности В-клеток;
• гиперчувствительности замедленного (IV) типа.

Регулирование активности B-лимфоцитов

Два важных подтипа T-лимфоцитов принимают участие в регулировании функции B-лимфоцитов. Хелперные T-клетки (CD4 антиген-положительные) помогают в активации и трансформации B-лимфоцитов и в синтезе иммуноглобулинов. Супрессорные T-клетки (CD8 антиген-положительные) ингибируют активацию В-клеток и регулируют синтез иммуноглобулинов. Хелперные и супрессорные T-клетки также оказывают подобные регулирующие влияния и на клеточный иммунитет. Однако, подтип CD4-положительных «хелперных» клеток может оказывать чисто супрессорное влияние, стимулируя CD8-положительные супрессорные клетки. Нормальное отношение хелперных T-лимфоцитов к супрессорным T-лимфоцитам (отношение CD4/CD8) в периферической крови составляет 0.9-2.7, с небольшими отклонениями в очень молодом и очень старом возрасте. Это отношение может быть сильно снижено при определенных болезнях, включая иммунодефицитные состояния, гиперчувствительность IV (замедленного типа) и ВИЧ-инфекцию.

Морфологическая идентификация субпопуляций Т-лимфоцитов

Т-лимфоциты и их подтипы морфологически не отличаются друг от друга или от B-лимфоцитов и характеризуются присутствием антигенов, которые действуют как иммунологические маркеры. Эти антигены могут быть обнаружены специфическими моноклональными антителами. Использование этих антител при иммунофлюоресцентном или иммунопероксидазном методе также позволяет выяснить локализацию различных T-субпопуляций лимфоцитов в лимфоидной ткани. Генетические методы, обнаруживающие перестройку рецепторных генов Т-клетки, также помогают в идентификации T-клеток. Другие методы, типа теста Е-розеткообразования, устаревают.

B-лимфоциты

Распределение В-клеток в организме:

B-лимфоциты развиваются в функциональном эквиваленте сумки Фабрициуса птиц (вероятно, в эмбриональном костном мозге у млекопитающих), проходя при этом сложный процесс, включающий в себя размножение и разделение на классы. Затем B-лимфоциты распространяются током крови в B-области периферической лимфоидной ткани. К этим областям относятся: 1) реактивные (вторичные или герминативные) центры фолликулов и синусы мозгового слоя лимфатических узлов (30% лимфоцитов в лимфатических узлах — B-клетки); 2) реактивные центры в фолликулах белой пульпы селезенки (40% селезеночных лимфоцитов — B-клетки). Термин «первичный фолликул» используется для обозначения скопления B-клеток в лимфатических узлах или селезенке, которые не проявляют пролиферативной активности. Подобно T-клеткам, B-клетки также постоянно циркулируют между лимфоидной тканью и периферической кровью, однако менее активно. В-клетки составляют 10-20% процентов от общего числа лимфоцитов периферической крови.

Трансформация В-клеток:

После стимуляции специфическим антигеном B-лимфоциты трансформируются в плазматические клетки. Этот процесс идет стадийно, с образованием ряда промежуточных форм, формирующих реактивный (герминативный) центр фолликула. Плазматические клетки синтезируют иммуноглобулины (антитела), которые являются специфичными для антигена. Образование циркулирующих антител, специфичных для антигенов — основа приобретенного иммунитета, названного гуморальным иммунитетом.

Морфологическая идентификация B-клеток:

Плазматические клетки являются эффекторными (исполнительными) B-клетками. Плазмоциты имеют характерное морфологическое строение. Плазмоциты имеют размеры 12-15 мкм в диаметре, базофильную цитоплазму (базофилия объясняется присутствием большого количества РНК, требуемой для синтеза иммуноглобулинов), в которой обнаруживается зона Гольджи, видимая как бледная область, расположенная рядом с ядром, расположенным эксцентрично; хроматин в ядре расположен в виде крупных глыбок по периферии (в виде «колеса телеги» или «циферблата»). Иммуноглобулины могут выявляться в цитоплазме иммунологическими методами.

Другие B-лимфоциты могут быть идентифицированы только иммунологическими, иммуноморфологическими и генетическими методами. Иммунофлюоресцентный или иммунопероксидазный методы, использующие антитела к человеческому иммуноглобулину, обнаруживают присутствие поверхностного иммуноглобулина (на созревающих B-клетках) и цитоплазматического иммуноглобулина (в плазматических клетках). Также используются специфические моноклональные антитела, которые реагируют с B-клетками. Генетические методы, которые обнаруживают присутствие перестроенных генов иммуноглобулинов, могут также помочь идентифицировать B-лимфоциты.

«Нулевые» клетки (NK-клетки и K-клетки)

«Нулевые» клетки — это гетерогенная группа лимфоцитов, не обладающих способностью формировать E-розетки (иммунологический тест, которые раньше использовался для идентификации T-лимфоцитов) и не несущие поверхностного иммуноглобулина (следовательно, немаркированные или «нулевые» клетки). Эта группа включает некоторые клетки, которые являются явно T- или B-клетками, что было недавно доказано генетическими методами и методом моноклональных антител, однако обозначение этих клеток было оставлено. Популяция “нулевых” клеток представляет собой Т- и В-клетки, находящиеся на ранних этапах дифференцировки, до появления большого количества маркеров на их поверхности. «Нулевые» клетки составляют 5-10% от всех лимфоцитов периферической крови.

Некоторые «нулевые» клетки обладают цитотоксической активностью и названы естественными киллерами (NK-клетками); они могут разрушать некоторые чужеродные клетки, даже если организм никогда не встречался с данным антигеном. Другие (названные K-клетками) участвуют в разрушении клеток с помощью антител (антителозависимая клеточная цитотоксичность (ADCC — antibody-dependent cell-mediated cyto¬toxicity)).

Имеются доказательства, что активность, которую проявляют NK-клетки и K-клетки,— это 2 различных функции одного типа клеток. NK клетки могут играть защитную роль при опухолевом процессе, устраняя потенциально неопластические клетки.

Макрофаги (моноциты крови и гистиоциты тканей)

• Распределение в организме: макрофаги отличаются от лимфоцитов, но также играют важную роль в иммунном ответе, и как антиген-обрабатывающие клетки при возникновении ответа, и как фагоциты в виде исполнительного звена. В крови они названы моноцитами; в тканях — гистиоцитами или тканевыми макрофагами. Исследование гемопоэза в костном мозге животных и человека установило, что все макрофаги возникают из предшественников моноцитов в костном мозге. Макрофаги найдены во всех тканях организма (гистиоциты), а также в лимфатических узлах, где они располагаются как диффузно, так и фиксировано в субкапсулярном пространстве и в синусах мозгового слоя. Тканевые макрофаги также обнаруживаются в синусах красной пульпы селезенки. В печени макрофаги известны как клетки Купфера, в легких — как альвеолярные макрофаги, а в мозговой ткани — как микроглия. В периферической крови и костном мозге они выявляются в виде моноцитов и их предшественников. Дендрити¬ческие ретикулярные клетки в фолликулах лимфатических узлов и интердигитирующие ретикулярные клетки в паракортикальной зоне — специализированные клетки «обработки» антигенов для B- и T-лимфоцитов соответственно. Хотя их происхождение не установлено, предполагается, что они относятся к макрофагам. В более старой литературе для обозначения этих типов клеток использовался термин «ретикулоэндотелиальная система».

• Идентификация макрофагов: макрофаги содержат многочисленные цитоплазматические ферменты и могут быть идентифицированы в тканях гистохимическими методами, которые обнаруживают эти ферменты. Некоторые ферменты, типа мурамидазы (лизоцима) и химотрипсина, могут обнаруживаться методом меченных антител (иммуногистохимия), при котором используются антитела против белков фермента. Такие моноклональные антитела против различных CD антигенов широко используются для идентифицикации макрофагов.

• Функции макрофагов: функции макрофагов включают в себя фагоцитоз, «обработку» антигенов и взаимодействие с цитокинами.

Фагоцитоз

• Неиммунный фагоцитоз: макрофаги способны фагоцитировать чужеродные частицы, микроорганизмы и остатки поврежденных клеток непосредственно, без вызова иммунного ответа. Однако фагоцитоз микроорганизмов и их уничтожение значительно облегчаются при присутствии специфических иммуноглобулинов, комплемента и лимфокинов, которые производятся иммунологически активированными T-лимфоцитами.

• Иммунный фагоцитоз: макрофаги имеют поверхностные рецепторы для C3b и Fc-фрагмента иммуноглобулинов. Любые частицы, которые покрыты иммуноглобулином или комплементом (опсонизированы), фагоцитируются значительно легче, чем «голые» частицы.

• «Обработка» антигенов: макрофаги «обрабатывают» антигены и представляют их B- и T-лимфоцитам в необходимой форме; Это клеточное взаимодействие включает одновременное распознавание лимфоцитами MHC молекул и «обработанных антигенов», находящихся на поверхности макрофагов.

• Взаимодействие с цитокинами: макрофаги взаимодействуют с цитокинами, производимыми T-лимфоцитами для защиты организма против определенных повреждающих агентов. Типичный результат такого взаимодействия — формирование гранулем. Макрофаги также производят цитокины, включая интерлейкин-l, b-интерферон и факторы роста T- и B-клеток. Различные взаимодействия лимфоцитов и макрофагов в тканях проявляются морфологически при хроническом воспаление.

Источник

Материал из лекция проф. В.Г.Шлопова.

http://pathology.dn.ua/index_rus.shtml

Для этой статьи очень нужны иллюстрации. Вы можете помочь проекту, добавив несколько изображений!