Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Иммунная система состоит из центральных (первичных) и периферических (вторичных) органов.

Центральные лимфоидные органы - костный мозг и тимус. Здесь лимфоциты дифференцируются из клеток-предшественниц, размножаются и созревают. Т-клетки созревают в тимусе, а В-лимфоциты - в печени плода и костном мозге взрослого организма. В ходе дифференцировки в центральных органах лимфоциты начинают экспрессировать рецепторы, которые в дальнейшем могут связываться с Аг. В центральных органах отбираются и выживают те лимфоциты (тимоциты), которые толерантны (невосприимчивы) к собственным Аг. Таким образом, в центральных органах происходит антигеннезависимое деление и созревание лимфоцитов, которые впоследствии мигрируют в периферические органы иммунной системы.

Периферические лимфоидные органы - селезенка, лимфатические узлы, лимфоидная ткань слизистых оболочек (лимфатические фолликулы, миндалины). В периферических лимфоидных органах антиген-представляющие клетки, Т- и В-лимфоциты участвуют в иммунном ответе, здесь образуются эффекторные клетки и клетки памяти. Таким образом, в периферических органах происходит и антигеннезависимая, и антигензависимая пролиферация и дифференцировка лимфоцитов. Как правило, лимфоциты впервые контактируют с АГ именно в периферических лимфоидных органах.

Клоны и циркуляция лимфоцитов. В организме здорового человека в процессе лимфопоэза образуется более 10⁹ разновидностей однородных клонов лимфоцитов (как B-, так и Т-лимфоцитов). При этом каждый клон экспрессирует только один вид специфического Аг-связывающего рецептора. Большинство лимфоцитов периферических органов иммунной системы не закрепляются в них навсегда. Они постоянно циркулируют с кровью и лимфой не только между различными лимфоидными органами, но и во всех других органах и тканях организма. Именно при циркуляции лимфоцитов реализуется функция иммунологического надзора.

К иммунокомпетентным клеткам, обеспечивающим выполнение функций иммунной системы, относятся Аг-представляющие клетки, Т- и В-лимфоциты и NK-клетки.

Антиген-представляющие клетки. К Аг-представляющим клеткам относятся макрофаги, отростчатые (дендритные) клетки лимфатических узлов и селезенки, клетки Лангерханса эпидермиса, М-клетки в лимфатических фолликулах пищеварительного тракта, дендритные эпителиальные клетки вилочковой железы. Эти клетки захватывают, обрабатывают (процессируют) и представляют Аг на своей поверхности Т-лимфоцитам-хелперам (рис. 28.6). Активация T-клеток требует взаимодействия их рецепторов с Аг. Белки межклеточной адгезии позволяют удерживать Т-клетку в связи с Аг-представляющей клеткой достаточно долго, чтобы Т-клетка успела активироваться.

Рис. 28.6. Активация T-клеток. Источник: J.E. Hall (2016)

T-лимфоциты отвечают за клеточный иммунный ответ, а также помогают реагировать на Аг B-лимфоцитам при гуморальном иммунном ответе (рис. 28.7). В организме человека содержится около 10 различных рецепторов Т-клеток. Каждый Т-лимфоцит содержит Ig-подобный интегральный мембранный гликопротеин - рецептор Т-лимфоцитов строго одной специфичности, то есть взаимодействующий только с одним Аг. В клеточной мембране рецептор Т-лимфоцитов связан с антигеном CD3. Т-клетки по экспрессии дифференцировочных антигенов CD подразделяют на CD4⁺ и CD8⁺.

► CD4⁺-лимфоциты. Т-клетки, содержащие мембранные молекулы CD4, подразделяются на регуляторные (Т-хелперы, или Т1-хелперы) и эффекторные (Т2-хелперы, или Т_ГЗТ).

• T-хелперы при взаимодействии с Аг-представляющими клетками специфически распознают Аг, а при взаимодействии с В-клетками индуцируют гуморальный иммунный ответ (см. рис. 28.6).

• Т_ГЗТ(Т-эффекторы реакций гиперчувствительности замедленного типа) опосредуют реакции гиперчувствительности замедленного типа (см. далее).

► CD8⁺-лимфоциты. Мембранные антигены CD8 экспрессируют субпопуляции Т-клеток, подразделяемые на регуляторные (супрессоры) и эффекторные (цитотоксические Т-лимфоциты).

► T-супрессоры регулируют интенсивность иммунного ответа, подавляя активность CD4⁺-клеток.

► Цитотоксические Т-лимфоциты (Т-киллеры) лизируют клетки-мишени, которые несут чужеродные Аг или видоизмененные собственные Аг - аутоантигены (например, клетки опухолей, трансплантатов, инфицированные вирусами; клетки, несущие Аг). Цитотоксический эффект Т-киллеров реализуется через образование в клетках-мишенях пор (под действием особых белков - перфоринов). Нарушение осмотического баланса с внеклеточной средой приводит к гибели клетки (рис. 28.8).

Рис. 28.7. Взаимодействие клеток в ходе гуморального иммунного ответа: ГКГ - главный комплекс гистосовместимости; Ig - иммуноглобулин. Источник: J.E. Hall (2016)

Рис. 28.8. Разрушение патогенной клетки активированными цитотоксическими Т-лимфоцитами. Источник: J.E. Hall (2016)

B-лимфоциты (менее 10% лимфоцитов крови) отвечают за гуморальный иммунный ответ. В мембране всех B-лимфоцитов содержится рецептор Аг - мономер IgM. В организме имеется около 10¹⁴ связанных с мембраной форм иммуноглобулинов. Однако каждой B-клетке присущ только один вид Ig. Продолжительность жизни большинства B-лимфоцитов (если они не активируются Аг) не превышает 10 сут. Различают две подгруппы B-клеток - эффекторные и клетки памяти.

► Эффекторные B-лимфоциты. Активированные В-лимфоциты размножаются и дифференцируются в плазматические клетки (см. рис. 28.4), вырабатывающие Ат - Ig всех известных классов.

► В-лимфоциты иммунологической памяти - 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 B-лимфоциты памяти (при обязательном участии Т-хелперов и ряда других факторов) обеспечивают быстрый синтез большого количества специфических АТ, взаимодействующих с чужеродным Аг, и развитие эффективного иммунного ответа.

NK-клетки (естественные киллеры) - лимфоциты, лишенные характерных для Т- и В-клеток поверхностных CD-детерминант. Эти клетки составляют около 5% всех циркулирующих лимфоцитов, содержат цитолитические гранулы с перфорином и уничтожают трансформированные, инфицированные вирусами и чужеродные клетки. Идентификация клеток-мишеней не связана с необходимостью для NK-клеток узнавать белки главного комплекса гистосовместимости на поверхности клеток-мишеней, как это происходит с Т-киллерами.