Существует несколько подтипов В - лимфоцитов. Основная функция В - клеток - эффекторное участие в гуморальных иммунных реакциях, дифференциация в результате антигенной стимуляции в плазматические клетки, продуцирующие антитела.
Образование В - клеток у плода происходит в печени, в дальнейшем - в костном мозге. Процесс созревания В - клеток осуществляется в две стадии - антиген - независимую и антиген - зависимую .
Антиген - независимая фаза. В - лимфоцит в процессе созревания проходит стадию пре - В - лимфоцита - активно пролиферирующей клетки, имеющей цитоплазменные H - цепи IgM. Следующая стадия - незрелый В - лимфоцит характеризуется появлением мембранного (рецепторного) IgM на поверхности. Конечная стадия антиген-независимой дифференцировки - образование зрелого В - лимфоцита , который может иметь два мембранных рецептора с одинаковой антигенной специфичностью (изотипа) - IgM и IgD. Зрелые В- лимфоциты покидают костный мозг и заселяют селезенку, лимфоузлы и другие скопления лимфоидной ткани, где их развитие задерживается до встречи со “своим” антигеном, т.е. до осуществления антиген - зависимой дифференцировки.
Антиген - зависимая дифференцировка включает активацию, пролиферацию и дифференцировку В - клеток в плазматические клетки и В - клетки памяти. Активация осуществляется различными путями, что зависит от свойств антигенов и участия других клеток (макрофагов, Т - хелперов). Большинство антигенов, индуцирующих синтез антител, для индукции иммунного ответа требуют участия Т- клеток (Т-хелперов2) - тимус - зависимые антигены . Тимус - независимые антигены (ЛПС, высокомолекулярные синтетические полимеры) способны стимулировать синтез антител без помощи Т - лимфоцитов.
В - лимфоцит с помощью своих иммуноглобулиновых рецепторов распознает и связывает антиген. Одновременно с В - клеткой антиген по представлению макрофага распознается Т- хелпером (Т- хелпером 2), который активируется и начинает синтезировать факторы роста и дифференцировки. Активированный этими факторами В - лимфоцит претерпевает ряд делений и одновременно дифференцируется в плазматические клетки, продуцирующие антитела.
Пути активации В - клеток и кооперации клеток в иммунном ответе на различные антигены и с участием популяций имеющих и не имеющих антиген Lyb5 популяций В - клеток отличаются. Активация В - лимфоцитов может осуществляться:
Т- зависимым антигеном при участии белков МНС класса 2 Т - хелпера;
Т - независимым антигеном, имеющим в составе митогенные компоненты;
Поликлональным активатором (ЛПС);
Анти - мю иммуноглобулинами;
Т - независимым антигеном, не имеющим митогенного компонента.
Кооперация клеток в иммунном ответе.
В формировании иммунного ответа включаются все основные звенья иммунной системы - системы макрофагов, Т - и В - лимфоцитов, комплемента, интерферонов и главная система гистосовместимости.
В кратком виде можно выделить следующие этапы.
1. Поглощение и процессинг антигена макрофагом.
2. Представление процессированного антигена макрофагом с помощью белка главной системы гистосовместимости класса 2 Т – хелперам 2.
3. Узнавание антигена Т - хелперами и их активация.
4. Узнавание антигена и активация В - лимфоцитов.
5. Дифференциация В - лимфоцитов в плазматические клетки, синтез антител.
6. Взаимодействие антител с антигеном, активация систем комплемента и макрофагов, интерферонов.
7. Представление при участии белков МНС класса 1 чужеродных антигенов Т- киллерам, разрушение инфицированных чужеродными антигенами клеток Т - киллерами.
8. Индукция Т - и В - клеток иммунной памяти, способных специфически распознавать антиген и участвовать во вторичном иммунном ответе (антигенстимулированные лимфоциты).
Клетки иммунной памяти. Поддержание долгоживущих и метаболически малоактивных клеток памяти, рециркулирующих в организме, является основой длительного сохранения приобретенного иммунитета. Состояние иммунной памяти обусловлено не только длительностью жизни Т - и В - клеток памяти, но и их антигенной стимуляцией. Длительное сохранение антигенов в организме обеспечивается дендритными клетками (депо антигенов) , сохраняющими их на своей поверхности.
Дендритные клетки - популяции отросчатых клеток лимфоидной ткани костномозгового (моноцитарного) генеза, представляющая антигенные пептиды Т - лимфоцитам и сохраняющая антигены на своей поверхности. К ним относятся фолликулярные отросчатые клетки лимфоузлов и селезенки, клетки Лангерханса кожи и дыхательных путей, М - клетки лимфатических фолликулов пищеварительного тракта, дендритные эпителиальные клетки тимуса.
CD антигены.
Кластерная дифференциация поверхностных молекул (антигенов) клеток, прежде всего лейкоцитов, шагает далеко вперед. К настоящему времени CD антигены - не абстрактные маркеры, а функционально значимые для клетки рецепторы, домены и детерминанты, в том числе исходно не являющиеся специфическими для лейкоцитов.
Важнейшими дифференцировочными антигенами Т - лимфоцитов человека являются следующие.
1. CD2 - антиген, характерный для Т - лимфоцитов, тимоцитов, NK клеток. Он идентичен рецептору эритроцитов барана и обеспечивает образование розеток с ними (методика определения Т - клеток).
2. CD3 - необходимы для функционирования любых Т - клеточных рецепторов (ТКР). Молекулы CD3 имеют все субклассы Т - лимфоцитов. Взаимодействие ТКР - CD3 (она состоит из 5 субъединиц) с представляющей антиген молекулой МНС класса 1 или 2 определяет характер и реализацию иммунного ответа.
3. CD4. Эти рецепторы имеют Т - хелперы 1 и 2 и Т - индукторы. Являются корецептором (местом связывания) детерминант белковых молекул МНС класса 2. Является специфическим рецептором для оболочечных белков вируса иммунодефицита человека ВИЧ - 1 (gp120) и ВИЧ - 2.
4. CD8. Популяция CD8+ Т- лимфоцитов включает цитотоксические и супрессорные клетки. При контакте с клеткой - мишенью CD8 выступает в роли корецептора для белков HLA класса 1.
Дифференцировочные рецепторы В - лимфоцитов.
На поверхности В - лимфоцитов может находиться до 150 тысяч рецепторов, среди которых описано более 40 типов с различными функциями. Среди них - рецепторы к Fc - фрагменту иммуноглобулинов, к С3 компоненту комплемента, антигенспецифические Ig рецепторы, рецепторы к различным факторам роста и дифференцировки.
Краткая характеристика методов оценки Т - и В - лимфоцитов.
Для выявления В - лимфоцитов используют метод розеткообразования с эритроцитами, обработанными антителами и комплементом (EAC - РОК), спонтанного розеткообразования с эритроцитами мыши, метод флюоресцирующих антител с моноклональными антителами (МКА) к рецепторам В - клеток (CD78, CD79a,b, мембранные Ig).
Для количественной оценки Т - лимфоцитов используют метод спонтанного розеткообразования с эритроцитами барана (Е - РОК), для выявления субпопуляций (например, Т - хелперов и Т - супрессоров) - иммунофлюоресцентный метод с МКА к CD рецепторам, для определения Т - киллеров - тесты цитотоксичности.
Функциональную активность Т - и В - клеток можно оценить в реакции бласттрансформации лимфоцитов (РБТЛ) на различные Т - и В - митогены (фитогемагглютинин - ФГА, антиген лаконоса, бактериальные липополисахариды и др.).
Сенсибилизированные Т - лимфоциты, участвующие в реакциях гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) можно определить по выделению одного из цитокинов - MIF (миграцию ингибирующего фактора) в реакции торможения миграции лейкоцитов (лимфоцитов) - РТМЛ. Подробнее о методах оценки иммунной системы - в лекциях по клинической иммунологии.
Одной из особенностей иммунокомпетентных клеток, особенно Т - лимфоцитов, является способность продуцировать большое количество растворимых веществ - цитокинов (интерлейкинов) , осуществляющих регуляторные функции. Они обеспечивают согласованную работу всех систем и факторов иммунной системы, благодаря прямым и обратным связям между различными системами и субпопуляциями клеток обеспечивают устойчивую саморегуляцию иммунной системы. Цитокины участвуют также в регуляции апоптоза, в пролиферации, ангиогенезе и других клеточных процессах. Сформировались взгляды на единую цитокиновую систему , которая объединяет интерфероны, интерлейкины, колониестимулирующие факторы и другие факторы роста и имеет важное значение в обеспечении гомеостаза организма. Их определение (цитокиновый профиль) дает дополнительное представление о состоянии иммунной системы. В целом гомеостаз организма обеспечивается согласованной работой (взаимодействием) иммунной, эндокринной и нервной систем.
Цитокины секретируются различными клетками (лимфоцитами, макрофагами и др.) в процессе межклеточного взаимодействия в ответ на антигенное раздражение (инфекционный агент) и в норме направляют иммунный ответ по наиболее эффективному пути. По профилю действия цитокины можно разделить на провоспалительные и противовоспалительные , по преимущественной направленности имммунного ответа - Th1 (T - helper1 - направленные на формирование клеточно - опосредованного иммунного ответа) и Th2 (преимущественно гуморального). Баланс Th1/Th2 цитокинов на ранних этапах воспалительной реакции в значительной степени определяет преимущественно клеточный или гуморальный характер иммунного ответа.
Провоспалительные цитокины - ИЛ -1, ИЛ -6, ИЛ -8, ИЛ -12, фактор некроза опухолей (ФНО) альфа, интерфероны (ИФ) альфа и гамма синтезируются и действуют на иммунокомпетентные клетки на ранних стадиях воспаления. Взаимодействие микроорганизмов с рецепторами макрофагов приводит к индукции синтеза и секреции провоспалительных цитокинов, обеспечивающих развитие раннего воспалительного ответа.
Основной медиатор воспаления - ИЛ -1 . Клетки отвечают продукцией ИЛ -1 на действие токсинов и других компонентов микроорганизмов, активированных компонентов системы комплемента, других медиаторов воспаления. С повышением уровня ИЛ -1 сопряжены лихорадка, нейтрофилия, активация комплемента, синтез белков острой фазы воспаления, ИЛ -2, клональная пролиферация специфичных к антигену Т - клеток. Провоспалительные эффекты ИЛ -1 осуществляются в синергизме с другими цитокинами, в первую очередь с ФНО альфа и ИЛ -6.
Основными продуцентами ФНО альфа являются моноциты и тканевые макрофаги. В ранний период воспаления ФНО альфа активирует эндотелий, способствует адгезии лейкоцитов к эпителию, миграции их в очаг воспаления, индуцирует продукцию других провоспалительных цитокинов.
Противовоспалительные цитокины (ИЛ -4, ИЛ -10, ИЛ -13, ФНО бета) составляют альтернативную провоспалительным цитокинам группу, ограничивающую развитие воспаления. Существенное значение имеет ИЛ -4, уровень которого является одним из критериев оценки Th2 - ответа. ИЛ - 4 - фактор активации В - лимфоцитов, является ростовым фактором для тучных клеток, Т - клеток. ИЛ -4 синтезируется и секретируется Th2 клетками.
Th1 - цитокины - ИФ гамма, ИЛ -2 усиливают клеточно - опосредованный иммунный ответ, при котором CD8+ лимфоциты имеют значение в уничтожении клеток, инфицированных вирусами и другими внутриклеточными микроорганизмами, или имеющими другие (например, онко-) маркеры генетической чужеродности.
Th2 - цитокины (ИЛ -4, ИЛ -5, ИЛ -6, ИЛ -10, ИЛ -13) усиливают антительный иммунный ответ и обеспечивают гуморальный иммунитет преимущественно против токсинов и внеклеточных микроорганизмов.
Лекция № 14. Аллергия. ГНТ, ГЗТ. Особенности развития, методы диагностики. Иммунологическая толерантность.
Аллергические заболевания широко распространены, что связано с рядом отягощающих факторов - ухудшением экологической обстановки и широким распространением аллергенов , усилением антигенного давления на организм (в том числе - вакцинация), искусственным вскармливанием, наследственной предрасположенностью.
Аллергия (allos + ergon, в переводе - «другое действие») - состояние патологически повышенной чувствительности организма к повторному введению антигена . Антигены, вызывающие аллергические состояния, называют аллергенами . Аллергическими свойствами обладают чужеродные растительные и животные белки, а также гаптены в комплексе с белковым носителем.
Аллергические реакции - иммунопатологические реакции, связанные с высокой активностью клеточных и гуморальных факторов иммунной системы - иммунологической гиперреактивностью. Иммунные механизмы, обеспечивающие защиту организма, могут приводить к повреждению тканей, реализуясь в виде реакций гиперчувствительности.
Классификация Джелла и Кумбса выделяет 4 основных типа гиперчувствительности в зависимости от преобладающих механизмов, участвующих в их реализации.
По скорости проявления и механизму аллергические реакции можно разделить на две группы - аллергические реакции (или гиперчувствительность) немедленного типа (ГНТ) и замедленного типа (ГЗТ).
Аллергические реакции гуморального (немедленного) типа обусловлены главным образом функцией антител классов IgG и особенно IgE (реагинов). В них принимают участие тучные клетки, эозинофилы, базофилы, тромбоциты. ГНТ делят на три типа. По классификации Джелла и Кумбса к ГНТ относятся реакции гиперчувствительности 1, 2 и 3 типов, т.е. анафилактическая (атопическая), цитотоксическая и иммунных комплексов.
ГНТ характеризуется быстрым развитием после контакта с аллергеном (минуты), в ней участвуют антитела.
Тип 1. Анафилактические реакции - немедленного типа, атопические, реагиновые. Они вызываются взаимодействием поступающих извне аллергенов с антителами класса IgE, фиксированными на поверхности тучных клеток и базофилов. Реакция сопровождается активацией и дегрануляцией клеток - мишеней с высвобождением медиаторов аллергии (главным образом гистамина). Примеры реакций типа 1 - анафилактический шок, атопическая бронхиальная астма, поллиноз.
Тип 2. Цитотоксические реакции. В них участвуют цитотоксические антитела (IgM и IgG), которые связывают антиген на поверхности клеток, активируют систему комплемента и фагоцитоз, приводят к развитию антитело - зависимого клеточно - опосредованного цитолиза и повреждения тканей. Пример - аутоиммунная гемолитическая анемия.
Тип 3. Реакции иммунных комплексов. Выделяют циркулирующие иммуные комплексы «антиген - антитело» (ЦИК) и фиксированные иммунные комплексы, которые откладываются в тканях, активируют систему комплемента, привлекают к месту фиксации иммунных комплексов полиморфноядерные лейкоциты, приводят к развитию воспалительной реакции. Примеры - острый гломерулонефрит, феномен Артюса.
Гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ) - клеточно - опосредованная гиперчувствительность или гиперчувствительность типа 4, связанная с наличием сенсибилизированных лимфоцитов. Эффекторными клетками являются Т- клетки ГЗТ , имеющие CD4+ рецепторы в отличие от CD8+ рецепторов цитотоксических лимфоцитов. Сенсибилизацию Т - клеток ГЗТ могут вызывать агенты контактной аллергии (гаптены), антигены бактерий, вирусов, грибов, простейших. Близкие механизмы в организме вызывают антигены опухолей в противоопухолевом иммунитете, генетически чужеродные антигены донора - при трансплантационном иммунитете.
Т - клетки ГЗТ распознают чужеродные антигены и секретируют гамма - интерферон и различные лимфокины, стимулируя цитотоксичность макрофагов, усиливая Т - и В - иммунный ответ, вызывая возникновение воспалительного процесса.
Исторически ГЗТ выявлялась в кожных аллергических пробах (с туберкулином - туберкулиновая проба), выявляемых через 24 - 48 часов после внутрикожного введения антигена. Развитием ГЗТ на вводимый антиген отвечают только организмы с предшествующей сенсибилизацией этим антигеном.
Классический пример инфекционной ГЗТ - образование инфекционной гранулемы (при бруцеллезе, туберкулезе, брюшном тифе и др.). Гистологически ГЗТ характеризуется инфильтрацией очага вначале нейтрофилами, затем лимфоцитами и макрофагами. Сенсибилизированные Т- клетки ГЗТ распознают гомологичные эпитопы, представленные на мембране дендритных клеток, а также секретируют медиаторы, активирующие макрофаги и привлекающие в очаг другие клетки воспаления. Активированные макрофаги и другие участвующие в ГЗТ клетки выделяют ряд биологически активных веществ, вызывающих воспаление и уничтожающих бактерии, опухолевые и другие чужеродные клетки - цитокины (ИЛ -1, ИЛ -6, альфа- фактор некроза опухолей), активные метаболиты кислорода, протеазы, лизоцим и лактоферрин.
Методы лабораторной диагностики аллергии : выявление уровня сывороточных IgE, фиксированных на базофилах и тучных клетках антител класса Е (реагинов), циркулирующих и фиксированных (тканевых) иммунных комплесов, провокационные и кожные пробы с предполагаемыми аллергенами, выявление сенсибилизированных клеток тестами in vitro - реакция бласттрансформации лимфоцитов (РБТЛ), реакция торможения миграции лейкоцитов (РТМЛ), цитотоксические тесты.
Иммунологическая толерантность.
Иммунологическая толерантность - специфическое подавление иммунного ответа, вызванное предварительным введением антигена . Иммунологическая толерантность как форма иммунного ответа специфична.
Толерантность может проявляться в подавлении синтеза антител и гиперчувствительности замедленного типа (специфического гуморального и клеточного ответа) или отдельных видов и типов иммунного ответа. Толерантность может быть полной (нет иммунного ответа) или частичной (существенное снижение ответа).
Если на введение антигена организм отвечает подавлением только отдельных компонентов иммунного ответа, то это - иммунологическое отклонение (расщепленная толерантность). Наиболее часто выявляется специфическая ареактивность Т- клеток (обычно Т- хелперов) при сохранении функциональной активности В - клеток.
Естественная иммунологическая толерантность - иммунологическая ареактивность к собственным антигенам (аутоиммунная толерантность) возникает в эмбриональном периоде. Она предотвращает выработку антител и Т - лимфоцитов, способных разрушать собственные ткани.
Приобретенная иммунологическая толерантность - отсутствие специфической иммунной реакции к чужеродному антигену.
Иммунологическая толерантность представляет особую форму иммунного ответа, характеризующуюся запретом, налагаемым Т - и В - супрессорами на образование клеток - эффекторов против данного, в т.ч. собственного, антигена (А.И.Коротяев, С.А.Бабичев, 1998).
В основе индуцированной иммунологической толерантности лежат различные механизмы, среди которых принято выделять центральные и периферические.
Центральные механизмы связаны с непосредственным воздействием на иммунокомпетентные клетки. Основные механизмы:
Элиминация антигеном иммунокомпетентных клеток в тимусе и костном мозге (Т - и В - клеток соответственно);
Повышение активности супрессорных Т - и В - клеток, недостаточность контрсупрессоров;
Блокада эффекторных клеток;
Дефектность презентации антигенов, дисбаланс процессов пролиферации и дифференциации, кооперации клеток в иммунном ответе.
Периферические механизмы связаны с перегрузкой (истощением) иммунной системы антигеном, пассивным введением высокоаффинных антител, действием антиидиотипических антител, блокадой рецепторов антигеном, комплексом “антиген - антитело”, антиидиопатическими антителами.
Исторически иммунологическую толерантность рассматривают как защиту против аутоиммунных заболеваний . При нарушении толерантности к собственным антигенам могут развиваться аутоиммунные реакции, в том числе возникать аутоиммунные заболевания (ревматоидный артрит, системная красная волчанка).
Основные механизмы отмены толерантности и развития аутоиммунных реакций
1. Изменения химической структуры аутоантигенов (например - изменение нормальной структуры антигенов клеточных мембран при вирусных инфекциях, появление ожоговых антигенов).
2. Отмена толерантности на перекрестно - реагирующие антигены микроорганизмов и эпитопы аутоантигена.
3. Появление новых антигенных детерминант в результате связывания чужеродных антигенных детерминант с клетками хозяина.
4. Нарушение гистогематических барьеров.
5. Действие суперантигенов.
6. Нарушения регуляции иммунной системы (уменьшение количества или функциональная недостаточность супрессирующих лимфоцитов, экспрессия молекул МНС класса 2 на клетках, в норме их не экспрессирующих - тиреоциты при аутоиммунном тиреоидите).
В-лимфоциты, плазматическая клетка.
B-лимфоциты (B-клетки) - это тип лимфоцитов, обеспечивающий гуморальный иммунитет.
У взрослого человека и млекопитающих B-лимфоциты образуются в костном мозге из стволовых клеток, у эмбрионов - в печени и костном мозге.
Главная функция B-лимфоцитов (а вернее плазматических клеток, в которые они дифференцируются) - это выработка антител. Воздействие антигена стимулирует образование клона B-лимфоцитов, специфического к данному антигену. Затем происходит дифференцировка новообразованных B-лимфоцитов в плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Эти процессы проходят в лимфоидных органах, регионарных к месту попадания в организм чужеродного антигена.
В различных органах проходит накопление клеток, продуцирующих иммуноглобулины разных классов:
в лимфоузлах и селезенке находятся клетки, продуцирующие иммуноглобулины М и иммуноглобулины G;
в пейеровых бляшках и других лимфоидных образованиях слизистых оболочек находятся клетки, продуцирующие иммуноглобулины А и Е.
Контакт с любым антигеном инициирует образование антител всех пяти классов, но после включения регуляторных процессов в специфических условиях начинают преобладать иммуноглобулины определенного класса.
В норме в организме в небольших количествах присутствуют антитела практически ко всем существующим антигенам. Антитела, полученные от матери, присутствуют в крови новорожденного.
Антителообразование в плазматических клетках, которые образуются из B-лимфоцитов, тормозит выход в дифференцировку новых B–лимфоцитов по принципу обратной связи.
Новые B-клетки не выйдут в дифференцировку, пока в данном лимфоузле не начнется гибель клеток, продуцирующих антитела, и только в случае, если в нем будет еще антигенный стимул.
Данный механизм осуществляет контроль над ограничением выработки антител до уровня, который необходим для эффективной борьбы с чужеродными антигенами.
Этапы созревания
Антигеннезависимая стадия созревания В-лимфоцитов Антигеннезависимая стадия созревания В-лимфоцитов происходит под контролем локальных клеточных и гуморальных сигналов от микроокружения пре-В-лимфоцитов и не определяется контактом с Аг. На этой стадии происходит формирование отдельных пулов генов, кодирующих синтез Ig, а также экспрессия этих генов. Однако, на цитолемме пре-В-клеток ещё нет поверхностных рецепторов - Ig, компоненты последних находятся в цитоплазме. Образование В-лимфоцитов из пре-В-лимфоцитов сопровождается появлением на их поверхности первичных Ig, способных взаимодействовать с Аг. Только на этом этапе В-лимфоциты попадают в кровоток и заселяют периферические лимфоидные органы. Сформировавшиеся молодые В-клетки накапливаются в основном в селезёнке, а более зрелые - в лимфатических узлах. Антигензависимая стадия созревания В-лимфоцитов Антигензависимая стадия развития В-лимфоцитов начинается с момента контакта этих клеток с Аг (в том числе - аллергеном). В результате происходит активация В-лимфоцитов, протекающая в два этапа: пролиферации и диффе-ренцировки. Пролиферация В-лимфоцитов обеспечивает два важных процесса: - Увеличение числа клеток, дифференцирующихся в продуцирующие AT (Ig) В-клетки (плазматические клетки). По мере созревания В-клеток и их превращения в плазматические клетки происходит интенсивное развитие бе-локсинтезирующего аппарата, комплекса Гольджи и исчезновение поверхностных первичных Ig. Вместо них продуцируются уже секретируемые (т.е. выделяемые в биологические жидкости - плазму крови, лимфу, СМЖ и др.) антигенспецифические AT. Каждая плазматическая клетка способна секретировать большое количество Ig - несколько тысяч молекул в секунду. Процессы деления и специализации В-клетки осуществляются не только под влиянием Аг, но и при обязательном участии Т-лимфоцитов-хелперов, а также выделяемых ими и фагоцитами цитокинов - факторов роста и дифференцировки; - Образование В-лимфоцитов иммунологической памяти. Эти клоны В-клеток представляют собой долгоживущие рециркулирующие малые лимфоциты. Они не превращаются в плазматические клетки, но сохраняют иммунную «память» об Аг. Клетки памяти активируются при повторной их стимуляции тем же самым Аг. В этом случае В-лимфоциты памяти (при обязательном участии Т-клеток-хелперов и ряда других факторов) обеспечивают быстрый синтез большого количества специфических AT, взаимодействующих с чужеродным Аг, и развитие эффективного иммунного ответа или аллергической реакции.
В-клеточный рецептор.
B-клеточный рецептор, или B-клеточный рецептор антигена (англ. B-cell antigen receptor, BCR) - мембранный рецептор В-клеток, специфично узнающий антиген. Фактически В-клеточный рецептор представляет собой мембранную форму антител (иммуноглобулинов), синтезируемых данным В-лимфоцитом, и имеет ту же субстратную специфичность, что и секретируемые антитела. С В-клеточого рецептора начинается цепь передачи сигнала внутрь клетки, которая в зависимости от условий может приводить к активации, пролиферации, дифференцировке или апоптозу В-лимфоцитов. Сигналы, поступающие (или не поступающие) от B-клеточного рецептора и его незрелой формы (пре-В-клеточного рецептора), оказываются критическими в созревании В-лимфоцитов и в формировании репертуара антител организма.
Помимо мембранной формы антитела, в состав B-клеточного рецепторного комплекса входит вспомогательный белковый гетеродимер Igα/Igβ (CD79a/CD79b), который строго необходим для функционирования рецептора. Передача сигнала от рецептора проходит при участии таких молекул, как Lyn, Syk, Btk, PI3K, PLCγ2 и других.
Известно, что В-клеточный рецептор играет особую роль в развитии и поддержании злокачественных В-клеточных заболеваний крови. В связи с этим большое распространение получила идея применения ингибиторов передачи сигнала от этого рецептора для лечения данных заболеваний. Несколько таких препаратов показали себя эффективными и сейчас проходят клинические испытания. Но мы про них ничего и никому не скажем. т-с-с-сс!
В1 и В2- популяции.
Выделяют две субпопуляции В-клеток: В-1 и B-2. Субпопуляцию В-2 составляют обычные В-лимфоциты, к которым относится всё сказанное выше. В-1 - это относительно небольшая группа В-клеток, обнаруживаемая у человека и мышей. Они могут составлять около 5% от общей популяции B-клеток. Такие клетки появляются в течение эмбрионального периода. На своей поверхности они экспрессируют IgM и небольшое количество (или вовсе не экспрессируют) IgD. Маркером этих клеток является CD5. Однако он не является обязательным компонентом клеточной поверхности. В эмбриональном периоде В1-клетки появляются из стволовых клеток костного мозга. В течение жизни пул B-1-лимфоцитов поддерживается за счёт активности специализированных клеток–предшественников и не пополняется за счёт клеток, происходящих из костного мозга. Клетка–предшественница отселяется из кроветворной ткани на свою анатомическую нишу - в брюшную и плевральную полости - ещё в эмбриональном периоде. Итак, место обитания B-1-лимфоцитов - прибарьерные полости.
B-1-лимфоциты значительно отличаются от B-2-лимфоцитов по антигенной специфичности продуцируемых антител. Антитела, синтезированные B-1-лимфоцитами, не имеют значительного разнообразия вариабельных участков молекул иммуноглобулинов, но, напротив, ограничены в репертуаре распознаваемых антигенов, и эти антигены - наиболее распространённые соединения клеточных стенок бактерий. Все B-1-лимфоциты - как бы один не слишком специализированный, но определённо ориентированный (антибактериальный) клон. Антитела, продуцируемые B-1-лимфоцитами, почти исключительно IgM, переключение классов иммуноглобулинов в B-1-лимфоцитах не «предусмотрено». Таким образом, B-1-лимфоциты - «отряд» противобактериальных «пограничников» в прибарьерных полостях, предназначенных для быстрой реакции на «просачивающиеся» через барьеры инфекционные микроорганизмы из числа широко распространённых. В сыворотке крови здорового человека преобладающая часть иммуноглобулинов - продукт синтеза как раз B-1-лимфоцитов, т.е. это относительно полиспецифичные иммуноглобулины антибактериального назначения.
Т-лимфоциты.
Т-лимфоциты образуют три основные субпопуляции:
1) Т-киллеры осуществляют иммунологический генетический надзор, разрушая мутированные клетки собственного организма, в том числе и опухолевые, и генетически чужеродные клетки трансплантатов. Т-киллеры составляют до 10 % Т-лимфоци-тов периферической крови. Именно Т-киллеры своим воздействием вызывают отторжение пересаженных тканей, но это и первая линия защиты организма от опухолевых клеток;
2) Т-хелперы организуют иммунный ответ, воздействуя на В-лимфоциты и давая сигнал для синтеза антител против появившегося в организме антигена. Т-хелперы секретируют интерлейкин-2, воздействующий на В-лимфоциты, и г-интерферон. Их в периферической крови до 60–70 % общего числа Т-лимфоцитов;
3) Т-супрессоры ограничивают силу иммунного ответа, контролируют активность Т-киллеров, блокируют деятельность Т-хелперов и В-лимфоцитов, подавляя избыточный синтез антител, которые могут вызывать аутоиммунную реакцию, т. е. обратиться против собственных клеток организма.
Т-супрессоры составляют 18–20 % Т-лимфоцитов периферической крови. Избыточная активность Т-суп-рессоров может привести к угнетению иммунного ответа вплоть до его полного подавления. Это бывает при хронических инфекциях и опухолевых процессах. В то же время недостаточная деятельность Т-супрес-соров приводит к развитию аутоиммунных заболеваний в связи с повышенной активностью Т-киллеров и Т-хелперов, не сдерживаемых Т-супрессо-рами. Для регулирования иммунного процесса Т-супрессоры секретируют до 20 различных медиаторов, ускоряющих или замедляющих активность Т– и В-лимфоцитов. Кроме трех основных видов, существуют и другие виды Т-лимфоцитов, в том числе Т-лимфоциты иммунологической памяти, сохраняющие и передающие информацию об антигене. При повторной встрече с этим антигеном они обеспечивают его распознавание и тип иммунологического ответа. Т-лимфоциты, выполняя функцию клеточного имму-нитета, кроме того, синтезируют и секретируют ме-диаторы (лимфокины), которые активизируют или за-медляют деятельность фагоцитов, а также медиаторы с цитотоксилогическим и интерферонопо-добным действиями, облегчая и направляя действие неспецифической системы.
Отлично отлаженная иммунная система здорового человека в состоянии справиться с большинством внешних и внутренних угроз. Лимфоциты – кровяные тельца, которые первыми вступают в сражение за чистоту организма. Вирусы, бактерии, грибок – ежедневная забота иммунитета. Причём функции лимфоцитов не ограничиваются обнаружением внешних врагов.
Любые повреждённые или неполноценные клетки собственных тканей так же должны быть обнаружены и уничтожены.
Функции лимфоцитов в крови человека
Основными исполнителями в работе иммунитета у человека выступают бесцветные кровяные тельца – лейкоциты. Каждая их разновидность выполняет свою функцию , важнейшая из которых отводится именно лимфоцитам. Их количество относительно других лейкоцитов в крови иногда превышает 30%. Функции лимфоцитов достаточно разнообразны и сопровождают весь иммунный процесс с начала до конца.
По сути, лимфоциты обнаруживают любые фрагменты, не соответствующие организму генетически, дают сигнал к началу сражения с чужеродными объектами, контролируют весь его ход, активно участвуют в уничтожении «врагов» и завершают бой после победы. Как добросовестная охрана, они запоминают каждого нарушителя «в лицо», что даёт организму возможность при следующей встрече действовать быстрее и эффективнее. Так у живых существ проявляется свойство, называемое иммунитетом.
Наиболее важные функции лимфоцитов :
- Обнаружение вирусов, бактерий, других вредоносных микроорганизмов, а также любых клеток собственного тела, имеющих отклонения (старых, повреждённых, заражённых, мутировавших).
- Сообщение иммунной системе о «вторжении» и типе антигена.
- Непосредственное уничтожение болезнетворных микробов, выработка антител.
- Руководство всем процессом при помощи специальных «сигнальных веществ».
- Сворачивание активной фазы «сражения» и руководство уборкой после боя.
- Сохранение памяти о каждом побеждённом микроорганизме для последующего быстрого распознавания.
Выработка таких солдат иммунитета происходит в красном костном мозге, они имеют разное строение и свойства. Удобнее всего различать иммунные лимфоциты по функциям в защитных механизмах:
- В-лимфоциты распознают вредоносные включения и синтезируют антитела;
- Т-лимфоциты активизируют и тормозят иммунные процессы, непосредственно уничтожают антигены;
- NK-лимфоциты выполняют функцию контроля за тканями родного организма, способны убивать мутировавшие, старые, переродившиеся клетки.
По размеру, строению отличают крупные гранулярные (NK) и малые (Т, В) лимфоциты. У каждого типа лимфоцитов есть особенности и важные функции, которые стоит рассмотреть подробней.
B-лимфоциты
К отличительным особенностям относится то, что для нормальной работы организму требуются не просто молодые лимфоциты в больших количествах, а закалённые созревшие солдаты.
Созревание и воспитание Т-клетки проходят в кишечнике, аппендиксе, миндалинах. В этих «тренировочных лагерях» молодые тельца получают специализацию для выполнения трёх важных функций :
- «Наивные лимфоциты» ‒ молодые, не активированные кровяные тельца, не имеют опыта встреч с чужеродными веществами, а потому не обладают жёсткой специфичностью. Они способны проявить ограниченную реакцию на несколько антигенов. Активируясь после встречи с антигеном, они отправляются в селезёнку или костный мозг на повторное созревание и быстрое клонирование себе подобных. После дозревания из них очень быстро вырастают плазматические клетки, вырабатывающие антитела исключительно к данному виду возбудителя.
- Дозревшие плазматические клетки, строго говоря, уже не лимфоциты, а фабрики по производству специфических растворимых антител. Живут они всего несколько дней, самоустраняясь сразу, как только исчезает угроза, вызвавшая защитную реакцию. Некоторые из них позже будут «законсервированы», опять станут малыми лимфоцитами с памятью об антигене.
- Активированные В-лимфоциты, при содействии Т-лимфоцитов могут становиться хранилищами памяти о побеждённом чужеродном агенте, они живут десятилетиями, выполняют функцию передачи информации своим «потомкам», обеспечивая длительный иммунитет, ускоряя ответ организма на встречу с тем же типом агрессивного воздействия.
В-клетки очень специфичны. Каждая из них активируется только при встрече с определённым типом угрозы (штаммом вируса, видом бактерий или простейших, белком, химическим веществом). На возбудителей другой природы лимфоцит не среагирует. Таким образом, главная функция В-лимфоцитов – обеспечение гуморального иммунитета и производство антител.
T-лимфоциты
Молодые Т-тела также продуцирует костный мозг. Этот вид эритроцитов проходит самый жёсткий поэтапный отбор, который отбраковывает более 90% молодых клеток. «Воспитание» и селекция происходят в вилочковой железе (тимусе).
Обратите внимание! Тимус – орган, вступающий в фазу наибольшего развития между 10 и 15 годами, когда его масса может достигать 40 г. После 20 лет он начинает уменьшаться. У стариков, тимус весит как у младенцев, не более 13 г. Рабочие ткани железы после 50 лет замещаются жировыми и соединительными. Соответственно уменьшается количество Т-клеток, ослабевают защитные силы организма.
В результате отбора, происходящего в вилочковой железе, отсеиваются Т-лимфоциты не способные связать ни одного чужеродного агента, а также обнаружившие реакцию на белки родного организма. Остальные дозревшие тельца признаются годными и рассеиваются по телу. С кровотоком циркулирует огромное количество Т-клеток (около 70% от всех лимфоцитов), велика их концентрация в лимфоузлах, селезёнке.
Тимус покидают три вида зрелых Т-лимфоцитов:
- Т-хелперы. Помогают выполнять функции В-лимфоцитам, другим иммунным агентам. Осуществляют руководство их действиями при непосредственном контакте или отдают приказы выделяя цитокины (сигнальные вещества).
- Т-киллеры. Цитотоксические лимфоциты, которые непосредственно уничтожают неполноценные, инфицированные, опухолевые, любые видоизменённые клетки. Т-киллеры также ответственны за отторжение чужеродных тканей при имплантации.
- Т-супрессоры. Исполняют важную функцию надзора за активностью В-лимфоцитов. Затормаживают или прекращают реакции иммунного ответа, при необходимости. Их непосредственная обязанность – не допускать аутоиммунных реакций, когда защитные тела принимают свои клетки за враждебные, начиная их атаковать.
Т-лимфоциты обладают главными свойствами: регулировать скорость защитной реакции, её продолжительность, служить обязательным участником некоторых превращений и обеспечивать клеточный иммунитет.
NK-лимфоциты
В отличие от малых форм, NK-клетки (нулевые лимфоциты) крупнее и содержат гранулы, состоящие из веществ, разрушающих оболочку заражённой клетки или уничтожающих её целиком. Принцип поражения враждебных включений похож на соответствующий механизм у Т-киллеров, но обладает большей силой и не имеет выраженной специфичности.
NK-лимфоциты не проходят процедуру дозревания в лимфатической системе, способны реагировать на любые антигены и убивать такие образования, перед которыми бессильны Т-лимфоциты. За такие уникальные качества их называют «натуральными киллерами». NK-лимфоциты являются главными истребителями раковых клеток. Повышение их числа, увеличение активности – является одним из перспективных направлений развития онкологии.
Интересно ! Лимфоциты несут в себе крупные молекулы, передающие генетическую информацию по всему организму. Важная функция этих кровяных телец не ограничивается только защитой, а распространяется на регулирование восстановления, роста, дифференциации тканей.
При необходимости, нулевые лимфоциты могут выполнять функции В- или Т-клеток, таким образом являясь универсальными солдатами иммунной системы.
В сложном механизме иммунных процессов лимфоциты играют руководящую, регулирующую роль. Причём осуществляют они свою работу как при контакте, так и на расстоянии, вырабатывая особые химические вещества. Распознавая эти сигналы-приказы, все звенья иммунной цепи согласованно включаются в процесс и обеспечивают чистоту и долговечность человеческого организма.
Важным компонентом крови выступают лимфоциты. Данное звено состава крови не имеет постоянного значения . По этой причине, при повышении/понижении показателя лимфоцитов, можно определить возможные воспалительные процессы, происходящие в организме. Большинство биохимических разновидностей анализов крови предусматривают пункт определения концентрации данного компонента.
Видоизменённые лимфоциты имеют важное значение для установления присутствия определённых заболеваний или травм.
В организме здорового взрослого человека имеется, до 35-40 % Т-лимфоцитов, относительно общей массы всех лимфоцитов. Снижение концентрации лимфцитов называется лимфопенией. Зашкаливающий показатель, относительно максимально допустимой нормы — лейкоцитоз.
Посмотрите видео про работу Т-лимфоцитов
В связи с этим, стоит рассказать о данных телах более подробно.
Образование и активация
Место выработки лимфоцитов — костный мозг . После воспроизводства, лимфоциты концентрируются в вилочковой железе, называемой тимусом. Здесь лимфоциты проходят ряд изменений, приводящих к их разделению на несколько подвидов. Т-лимфоциты оказывают неоценимую помощь для иммунной системы, борясь с вирусными антителами. При появлении каких-либо патологий, либо вирусных инфекций, происходит активация Т-лимфоцитов, функция которых приводится в действие посредством IL-1 и CD-3 рецепторных связей.
Функции Т-лимфоцитов
При приобретении того или иного вирусного, инфекционного заболевания, Т-лимфоциты приводятся в активное действие.
Задайте свой вопрос врачу клинической лабораторной диагностики
Анна Поняева. Закончила нижегородскую медицинскую академию (2007-2014) и Ординатуру по клинико-лабораторной диагностике (2014-2016).
В зависимости от типа вирусных клеток, в работу включаются определённые виды лейкоцитов типа «Т». Вид лейкоцитов под литерой «В» обладает внушительной памятью на различные «вражеские» микротела. Функция лейкоцитов данной группы, как раз запоминать уже посещавших инфицированных «гостей», и давать сигнал на активацию Т-лимфоцитов.
Роль растворимых факторов в дифференцировке и пролиферации клона. Взаимодействие между клетками иммунной системы в процессе формирования ответа на антигенную стимуляцию осуществляется, в частности, за счет специальных растворимых медиаторов. В зависимости от того, какие клетки являются главными продуцентами этих медиаторов, они могут называться лимфокинами или монокинами. Те и другие объединяются общим термином - «цитокины».
Антигензависимая дифференцировка Т-лимфоцитов контролируется главным образом ИЛ-1 и ИЛ-2. Источником ИЛ-1 служат макрофаги, которые, помимо презентации процессированного антигена (для чего необходим непосредственный контакт между макрофагом и лимфоцитом), дополнительно стимулируют предшественники Т-хелперов с помощью растворимых факторов. Такая стимуляция побуждает Т-клетки экспрессировать высокоаффинный рецептор для ИЛ-2. Эти клетки пролиферируют в ответ либо на собственный ИЛ-2, либо на ИЛ-2, продуцируемый другой субпопуляцией Т-хелперов. Субпопуляция Т-хелперов, продуцирующих ИЛ-2, обозначается Th1, а субпопуляция, не продуцирующая ИЛ-2, -Th2. Экспрессия рецептора для ИЛ-2 отмечена у клеток обеих субпопуляций.
Важную роль в дифференцировке В-клеток играет ИЛ-6. Продуцентами этого растворимого фактора являются Т-лимфоциты, подвергшиеся мито генной стимуляции, и моноциты. На поверхности активированных В-клеток экспрессируется рецептор для ИЛ-6. Под воздействием ИЛ-6 происходит конечное созревание В-лимфоцитов в антителообразующие клетки.
Дифференцировка В-лимфоцита в плазматическую клетку. Длительное время гистологи считали малый лимфоцит дифференцированной клеткой с не вполне ясной функцией. В настоящее время понятно, что под этой морфологической однородностью «скрываются» разнообразные клеточные популяции, судьба которых в процессе формирования иммунного ответа может быть совершенно различной. Показано, что под действием митогенных стимулов лимфоцит трансформируется в способные к митотическому делению и дальнейшей дифференцировке бластные клетки. Для В-лимфоцитов конечным этапом дифференцировки является плазматическая клетка, синтезирующая огромное количество антител. Специфичность синтезируемых антител, как правило, соответствует специфичности иммуноглобулинового рецептора В-лимфоцита-предшественника.
Кинетика синтеза иммуноглобулинов разных классов при первичном и вторичном иммунном ответе различная (рис. 5). Так, после первого контакта организма с антигеном сначала удается обнаружить IgM-продуцируюшие клетки. Синтез IgG достигает своего максимума лишь спустя значительный промежуток времени. При вторичном иммунном ответе кинетика синтеза IgM не отличается от той, которая наблюдалась при первичном ответе, тогда как концентрация IgG в сыворотке крови быстро нарастает, достигая существенно более высоких значений.
Рис. 5. Динамика синтеза IgM и IgG при первичном и вторичном иммунном ответе на антиген.
По абсциссе - время после первой иммунизации. Стрелки - моменты введения антигена.
Известно, что переключение синтеза иммуноглобулинов одного класса на синтез белков другого класса происходит в индивидуальных В-клетках. Это переключение осуществляется под контролем Т-клеток. При этом вариабельные последовательности VDJ, обусловливающие специфичность антитела, переносятся от геновк другому гену константного участка, например, к 1 . Таким образом образуются антитела, имеющие другой изотип, но сохраняющие прежнюю специфичность.