Антигеннезависимая дифференцировка

Дифференцировка Т-лимфоцитов

Развитие Т- и В-лимфоцитов

· Родоначальником всех клеток иммунной системы является кроветворная стволовая клетка (СКК). СКК локализуются в эмбриональном периоде в желточном мешке, печени, селезенке. В более поздний период эмбриогенеза они появляются в костном мозге и продолжают пролиферировать в постнатальной жизни. Из СКК в костном мозге образуется клетка—предшественник лимфопоэза (лимфоидная мультипотентная родоначальная клетка), которая генерирует два типа клеток: пре-Т-клетки (предшественники Т-клеток) и пре-В-клетки (предшественники В-клеток).

· Пре-Т-клетки мигрируют из костного мозга через кровь в центральный орган иммунной системы — вилочковую железу (тимус). Еще в период эмбрионального развития в вилочковой железе создается микроокружение, имеющее значение для дифференцировки Т-лимфоцитов. В формировании микроокружения особая роль отводится ретикулоэпителиальным клеткам этой железы, способным к продукции ряда биологически активных веществ. Мигрирующие в вилочковую железу пре-Т-клетки приобретают способность реагировать на стимулы микроокружения. Пре-Т-клетки в вилочковой железе пролиферируют, трансформируются в Т-лимфоциты, несущие характерные мембранные антигены (CD4+, CD8+). Т-лимфоциты генерируют и «поставляют» в кровообращение и в тимусзависимые зоны периферических лимфоидных органов 3 типа лимфоцитов: Тц, Тх и Тс. Мигрирующие из вилочковой железы «девственные» Т-лимфоциты (виргильные Т-лимфоциты) являются короткоживущими. Специфическое взаимодействие с антигеном в периферических лимфоидных органах служит началом процессов их пролиферации и дифференцировки в зрелые и долгоживущие клетки (Т-эффекторные и Т-клетки памяти), составляющие большую часть рециркулирующих Т-лимфоцитов.

· Из вилочковой железы мигрируют не все клетки. Часть Т-лимфоцитов погибает. Существует мнение, что причиной их гибели служит присоединение антигена к антигенспецифическому рецептору. В вилочковой железе нет чужеродных антигенов, поэтому данный механизм может служить для удаления Т-лимфоцитов, способных реагировать с собственными структурами организма, т.е. выполнять функцию защиты от аутоиммунных реакций. Гибель части лимфоцитов является генетически запрограммированной (апоптоз).

· Дифференцировочные антигены Т-клеток. В процессе дифференцировки лимфоцитов на их поверхности появляются специфические мембранные молекулы гликопротеидов. Такие молекулы (антигены) можно обнаружить с помощью специфических моноклональных антител. Получены моноклональные антитела, которые реагируют лишь с одним антигеном клеточной мембраны. С помощью набора моноклональных антител можно идентифицировать субпопуляции лимфоцитов. Имеются наборы антител к дифференцировочным антигенам лимфоцитов человека. Антитела составляют относительно немного групп (или «кластеров»), каждая из которых узнает один единственный белок клеточной поверхности. Создана номенклатура дифференцировочных антигенов лейкоцитов человека, выявляемых моноклональными антителами. Эта CD-номенклатура (CD — cluster of differentiation — кластер дифференцировки) базируется на группах моноклональных антител, реагирующих с одними и теми же дифференцировочными антигенами.

· Получены многоклональные антитела к ряду дифференцировочных антигенов Т-лимфоцитов человека. При определении общей популяции Т-клеток могут быть использованы моноклональные антитела специфичностей CD (CD2, CD3, CDS, CD6, CD7).

· Известны дифференцировочные антигены Т-клеток, которые характерны либо для определенных стадий онтогенеза, либо для различающихся по функциональной активности субпопуляций. Так, CD1 — маркер ранней фазы созревания Т-клеток в вилочковой железе. В процессе дифференцировки тимоцитов на их поверхности экспрессируются одновременно маркеры CD4 и CD8. Однако в последующем маркер CD4 исчезает с части клеток и сохраняется только на субпопуляции, переставшей экспрессировать антиген CD8. Зрелые CD4+ клетки являются Тх. Антиген CD8 экспрессируется примерно на ⅓ периферических Т-клеток, которые созревают из CD4+/CD8+ Т-лимфоцитов. Субпопуляция CD8+ Т-клеток включает цитотоксические и супрессорные Т-лимфоциты. Антитела к гликопротеинам CD4 и CD8 широко используются для того, чтобы различать и разделять Т-клетки соответственно на Тх и Тц.

· Кроме дифференцировочных антигенов, известны специфические маркеры Т-лимфоцитов.

· Т-клеточные рецепторы для антигенов представляют собой антителоподобные гетеродимеры, состоящие из полипептидных α- и β-цепей. Каждая из цепей имеет длину в 280 аминокислот, большая внеклеточная часть каждой цепи свернута в два Ig-подобных домена: один вариабельный (V) и один константный (С). Антителоподобный гетеродимер кодируется генами, которые собираются из нескольких генных сегментов в процессе развития Т-клеток в вилочковой железе.

· Различают антигеннезависимую и антигензависимую дифференцировку и специализацию В- и Т-лимфоцитов.

· Антигеннезависимая пролиферация и дифференцировка генетически запрограммированы на образование клеток, способных давать специфический тип иммунного ответа при встрече с конкретным антигеном благодаря появлению на плазмолемме лимфоцитов особых «рецепторов». Она совершается в центральных органах иммунитета (тимус, костный мозг или фабрициева сумка у птиц) под влиянием специфических факторов, вырабатываемых клетками, формирующими микроокружение (ретикулярная строма или ретикулоэпителиальные клетки в тимусе).

· Антигензависимая пролиферация и дифференцировка Т- и В-лимфоцитов происходят при встрече с антигенами в периферических лимфоидных органах, при этом образуются эффекторные клетки и клетки памяти (сохраняющие информацию о действовавшем антигене).

· Образующиеся Т-лимфоциты составляют пул долгоживущих, рециркулирующих лимфоцитов, а В-лимфоциты — короткоживущих клеток.

66. Хар-ка В-лимфоцитов.

• В-лимфоциты являются основными клетками, участвующими в гуморальном иммунитете. У человека они образуются из СКК красного костного мозга, затем поступают в кровь и далее заселяют В-зоны периферических лимфоидных органов — селезенки, лимфатических узлов, лимфоидные фолликулы многих внутренних органов. В крови их содержится 10—30% от всей популяции лимфоцитов.

• Для В-лимфоцитов характерно наличие на плазмолемме поверхностных иммуноглобулиновых рецепторов (SIg или MIg) для антигенов. Каждая В-клетка содержит 50000…150000 антигенспецифических молекул SIg. В популяции В-лимфоцитов находятся клетки с различными SIg: большинство (⅔) содержат IgM, меньшее число (⅓) — IgG и около 1—5 % — IgA, IgD, IgE. В плазмолемме В-лимфоцитов имеются также рецепторы для комплемента (С3) и Fc-рецепторы.

• При действии антигена В-лимфоциты в периферических лимфоидных органах активизируются, пролиферируют, дифференцируются в плазмоциты, активно синтезирующие антитела различных классов, которые поступают в кровь, лимфу и тканевую жидкость.

• Дифференцировка В-лимфоцитов

• Предшественники В-клеток (пре-В-клетки) развиваются в дальнейшем у птиц в фабрициевой сумке (bursa), откуда произошло название В-лимфоциты, у человека и млекопитающих — в костном мозге.

• Сумка Фабрициуса (bursa Fabricii) — центральный орган иммунопоэза у птиц, где происходит развитие В-лимфоцитов, находится в области клоаки. Для ее микроскопического строения характерно наличие многочисленных складок, покрытых эпителием, в которых расположены лимфоидные узелки, ограниченные мембраной. В узелках содержатся эпителиоциты и лимфоциты на различных стадиях дифференцировки. В период эмбриогенеза в центре фолликула формируется мозговая зона, а на периферии (снаружи от мембраны) — корковая зона, в которую, вероятно, мигрируют лимфоциты из мозговой зоны. В связи с тем что в сумке Фабрициуса у птиц образуются исключительно В-лимфоциты, она является удобным объектом для изучения строения и иммунологических характеристик этого вида лимфоцитов. Для ультрамикроскопического строения В-лимфоцитов характерно наличие в цитоплазме групп рибосом в виде розеток. Эти клетки имеют более крупные ядра и менее плотный хроматин, чем у Т-лимфоцитов, в связи с увеличением содержания эухроматина.

• В-лимфоциты отличаются от других типов клеток способностью синтезировать иммуноглобулины. Зрелые В-лимфоциты экспрессируют Ig на клеточной мембране. Такие мембранные иммуноглобулины (MIg) функционируют как антигенспецифические рецепторы.

• Пре-В-клетки синтезируют внутриклеточный цитоплазматический IgM, но не имеют поверхностных иммуноглобулиновых рецепторов. Костномозговые виргильные В-лимфоциты имеют IgM-рецепторы на своей поверхности. Зрелые В-лимфоциты несут на своей поверхности иммуноглобулиновые рецепторы различных классов — IgM, IgG и др.

• Дифференцированные В-лимфоциты поступают в периферические лимфоидные органы, где при действии антигенов происходят пролиферация и дальнейшая специализация В-лимфоцитов с образованием плазмоцитов и В-клеток памяти (ВП).

• В ходе своего развития многие В-клетки переключаются с выработки антител одного класса на выработку антител других классов. Этот процесс называется переключением класса. Все В-клетки начинают свою деятельность по синтезу антител с выработки молекул IgM, которые встраиваются в плазматическую мембрану и служат рецепторами для антигена. Затем, еще до взаимодействия с антигеном, большая часть В-клеток переходит к одновременному синтезу молекул IgM и IgD. Когда виргильная В-клетка переходит от выработки одного лишь мембраносвязанного IgM к одновременному синтезу мембраносвязанных IgM и IgD, переключение происходит, вероятно, благодаря изменению процессинга РНК.

• При стимуляции антигеном некоторые из этих клеток активируются и начинают выделять антитела IgM, преобладающие в первичном гуморальном ответе.

• Другие стимулированные антигеном клетки переключаются на выработку антител классов IgG, IgE или IgA; В-клетки памяти несут эти антитела на своей поверхности, а активные В-клетки их секретируют. Молекулы IgG, IgE и IgA в совокупности называются антителами вторичных классов, так как они, по-видимому, образуются только после антигенной стимуляции и преобладают во вторичных гуморальных ответах.

• При помощи моноклональных антител удалось выявить определенные дифференцировочные антигены, которые еще до появления цитоплазматических µ-цепей позволяют отнести несущий их лимфоцит к В-клеточной линии. Так, антиген CD19 является самым ранним маркером, позволяющим отнести лимфоцит к В-клеточному ряду. Он присутствует на пре-В-клетках в костном мозге, на всех периферических В-клетках.

• Антиген, выявляемый моноклональными антителами группы CD20, специфичен для В-лимфоцитов и характеризует более поздние стадии дифференцировки.

• На гистологических срезах антиген CD20 выявляется на В-клетках герминативных центров лимфоидных узелков, в корковом веществе лимфатических узлов. В-лимфоциты несут также ряд других (например, CD24, CD37) маркеров.

67. Макрофаги играют важную роль как в естественном, так и в приобретенном иммунитете организма. Участие макрофагов в естественном иммунитете проявляется в их способности к фагоцитозу и в синтезе ряда активных веществ — пищеварительных ферментов, компонентов системы комплемента, фагоцитина, лизоцима, интерферона, эндогенного пирогена и др., являющихся основными факторами естественного иммунитета. Их роль в приобретенном иммунитете заключается в пассивной передаче антигена иммунокомпетентным клеткам (Т- и В-лимфоцитам), в индукции специфического ответа на антигены. Макрофаги также участвуют в обеспечении иммунного гомеостаза путем контроля над размножением клеток, характеризующихся рядом отклонений от нормы (опухолевые клетки).

Для оптимального развития иммунных реакций при действии большинства антигенов необходимо участие макрофагов как в первой индуктивной фазе иммунитета, когда они стимулируют лимфоциты, так и в его конечной фазе (продуктивной), когда они участвуют в выработке антител и разрушении антигена. Антигены, фагоцитированные макрофагами, вызывают более сильный иммунный ответ по сравнению с теми, которые не фагоцитированы ими. Блокада макрофагов введением в организм животных взвеси инертных частиц (например, туши) значительно ослабляет иммунный ответ. Макрофаги способны фагоцитировать как растворимые (например, белки), так и корпускулярные антигены. Корпускулярные антигены вызывают более сильный иммунный ответ.

Некоторые виды антигенов, например пневмококки, содержащие на поверхности углеводный компонент, могут быть фагоцитированы лишь после предварительнойопсонизации. Фагоцитоз значительно облегчается, если антигенные детерминанты чужеродных клеток опсонизированы, т.е. соединены с антителом или комплексом антитела и комплемента. Процесс опсонизации обеспечивается присутствием на мембране макрофага рецепторов, которые связывают часть молекулы антитела (Fc-фрагмент) или часть комплемента (С3). С мембраной макрофага у человека непосредственно могут связываться только антитела класса IgG, когда они находятся в комбинации с соответствующим антигеном. IgM могут связываться с мембраной макрофага в присутствии комплемента. Макрофаги способны «распознавать» растворимые антигены, например гемоглобин.

В механизме распознавания антигена выделяют два этапа, тесно связанных друг с другом. Первый этап заключается в фагоцитозе и переваривании антигена. Во втором этапе в фаголизосомах макрофага накапливаются полипептиды, растворимые антигены (сывороточные альбумины) и корпускулярные бактериальные антигены. В одних и тех же фаголизосомах может быть обнаружено несколько введенных антигенов. Изучение иммуногенности различных субклеточных фракций выявило, что наиболее активное антителообразование вызывает введение в организм лизосом. Антиген обнаруживается также в мембранах клеток. Выделяемая макрофагами большая часть переработанного материала антигенов оказывает стимулирующее влияние на пролиферацию и дифференцировку клонов Т- и В-лимфоцитов. Небольшое количество антигенного материала может длительное время сохраняться в макрофагах в виде химических соединений, состоящих не менее чем из 5 пептидов (возможно, в связи с РНК).

В В-зонах лимфатических узлов и селезенки имеются специализированные макрофаги (дендритные клетки), на поверхности многочисленных отростков которых сохраняются многие антигены, попадающие в организм и передающиеся соответствующим клонам В-лимфоцитов. В Т-зонах лимфатических фолликулов расположены интердигитирующие клетки, влияющие на дифференцировку клонов Т-лимфоцитов.

Таким образом, макрофаги принимают непосредственное активное участие в кооперативном взаимодействии клеток (Т- и В-лимфоцитов) в иммунных реакциях организма.

Дифференцировка Т-лимфоцитов.

В процессе дифференцировки Т-лимфоцитов выделяют два основных этапа (как Вы помните, такие же два этапа выделяют в процессе дифференцировки В-лимфоцитов):

1. Антигеннезависимая дифференцировка – происходит постоянно в тимусе.

2. Антигензависимая дифференцировка – происходит в периферических органах иммунной системы только при контакте Т-лимфоцита с антигеном.

АНТИГЕННЕЗАВИСИМАЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВКА Т-ЛИМФОЦИТОВ

Родоначальной клеткой Т-лимфоцитов, как и всех клеток крови, является полипотентная стволовая гемопоэтическая клетка. Её маркером является CD 34

Ранние предшественники Т-лимфоцитов мигрируют из костного мозга в тимус, где происходитантигеннезависимая дифференцировка Т-клеток под влиянием

«клеток нянек», эпителиальных клеток тимуса, а так же гормонов тимуса (α- и β-тимозины, тимулин /сывороточный фактор тимуса/, тимопоэтин, тимический гуморальный фактор).

Самыми ранними маркерами тимоцитов являются CD7, CD2. В тимусе Т-лимфоциты дифференцируются в иммунокомпетентные клетки и приобретают важную способность к распознаванию антигена. На их наружной мембране появляется (экспрессируется) особый рецептор — Т- клеточный рецептор (ТКР, англ. — TcR, T-cell receptor) для антигена. Причем для каждого антигена (эпитопа) в организме предназначен отдельный лимфоцит или его клональные дочерние лимфоциты-потомки, которые имеют специфичный антигену TcR. Тимоциты одновременно с TcR в процессе дифференцировки приобретают CD3, который тесно связан с Т-клеточным рецептором. CD3 необходим для передачи сигнала от ТКР в цитоплазму.

По своему строению молекулы TcR (ТКР) напоминают иммуноглобулины (Fab-фрагмент) и состоят из альфа- и бета- цепей (TcR αβ их подавляющее большинство) или гамма- и дельта- цепей (TcR γδ). αβ- и γδ – формы TcR весьма сходны по структуре. Каждая цепь ТКР состоит из двух областей (доменов): наружный вариабельный (V) , второй – константный (С). Отдельные гены кодирующие всю вариабельную область (V) α и β цепей TcR отсутствуют. Фрагменты вариабельных доменов кодируются тремя группами генов обозначаемых V, D, J. В клеточном геноме гены, кодирующие V-, J- и D-сегменты вариабельной области, представлены в виде многочисленных вариантов. Именно различные сочетания V-, J- и D-сегментов V области, образующиеся в процессе генной перестройки, называемой реаранжировкой, обеспечивают разнообразие молекул ТКР. Таким образом, ограниченное число генов (около 400) может кодировать рецепторы для почти бесконечного числа антигенов (многих миллионов). Причем различные комбинации генов V, D, J –сегментов — это только один из способов достижения многообразия антигенных рецепторовТ-лимфоцитов.

Основная функция зрелых Т-лимфоцитов – распознавание чужеродных антигенных пептидов в комплексе с собственными антигенами главного комплекса гистосовместимости (ГКГС) на поверхности антигенпрезентирующих клеток или на поверхности любых клеток-мишеней организма. Для выполнения этой функции Т-лимфоциты должны быть способны распознавать собственные антигены ГКГС. В то же время, Т- клетки не должны распознавать аутоантигены самого организма, связанные с собственными антигенами ГКГС. В связи с этим в тимусе молодые тимоциты проходят селекцию («отбор»), TcR которых соответствует вышеуказанным условиям.

,Позитивная селекция. Т-лимфоциты, ТКР которых обладает способностью распознавать HLA (молекулы ГКГС) стромальных клеток тимуса, выживают, а если нет – то гибнут путем апоптоза. Позитивная селекция – поддержка избирательной выживаемости. Таким образом, выживают только лимфоциты способные распознавать собственные HLA! И эта способность в последующем является важной в функционировании Т- клеток.

Кроме этого в тимусе погибают путем апоптоза аутореактивные лимфоциты (лимфоциты имеющие ТКР к антигенным детерминантам собственных тканей). Важно, что при контакте с эпителиоидными клетками тимуса Т-лимфоциты, реагирующие на «своё», разрушаются путем запуска апоптоза (запрограммированной клеточной смерти при активации через CD95 – Fas рецептор). Это отрицательная селекция. В итоге, исчезают аутореактивные клоны клеток и возникает толерантность (неотвечаемость) к «своему». В тимусе около 95 – 97% лимфоцитов погибают в результате процесса селекции.

В последующем одна из молекул CD4 или CD8 утрачивается и клетки становятся зрелыми. Клетки сохранившие CD4 являются Т-хелперами (Тh) и их ТКР распознает HLAII класса, а сохранившие CD8 – цитотоксическими Т-лимфоцитами и их ТКР обладает способностью распознавать HLAI класса. Из тимусаони мигрируют в периферические лимфоидные органы, где заселяют преимущественно Т-зависимые зоны. В частности в лимфоузлах – паракортикальную. Зрелые лимфоциты рециркулируют.

Таким образом, АНТИГЕННЕЗАВИСИМАЯ дифференцировка Т-лимфоцитов включает в себя пролиферацию, приобретение специфических маркеров Т-лимфоцитами и образование дифференцированных, зрелых субпопуляций, способных осуществлять характерные для той или иной субпопуляции функции (индукция иммунного ответа, его регуляция, цитотоксичность). В процессе антигеннезависимой дифференцировки образуются лимфоциты, которые генетически детерминированы к взаимодействию с определенным антигеном и иммунному ответу на этот антиген.

АНТИГЕНЗАВИСИМАЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВКА Т-ЛИМФОЦИТОВ

Антигензависмая дифференцировка происходит в периферических органах иммунной системы, если Т- лимфоцит провзаимодействовал с антигеном. Начинается она с момента распознавания антигена и заканчивается образованием клона лимфоцитов, способных оказывать специфическое действие как по отношению к антигену, так и к другим иммунокомпетентным клеткам, вступившим во взаимодействие с антигеном. Причем хелперы и цитотоксические лимфоциты распознают антиген по-разному. Так, ХЕЛПЕРЫ (CD4–клетки) распознают АНТИГЕН в комплексе с HLA II КЛАССА, КИЛЛЕРЫ (CD8-клетки) — в комплексе антиген с HLA 1 КЛАССА. Распознавание антигена Т-хелпером является центральным процессом, как в гуморальном иммунном ответе, так и в усилении клеточной формы иммунного ответа.

Специфическими МАРКЕРАМИ для ВСЕЙ ПОПУЛЯЦИИ Т-ЛИМФОЦИТОВ являются имеющиеся на наружной мембране этих клеток антигены CD 3. (Раньше использовался маркер CD 2 — рецептор для эритроцитов барана, что не совсем корректно. Параметры CD антигенов смотри вприложении.)

CD8+ — на Т-цитотоксических

СD4+ — на Т-хелперах

Все Т- лимфоциты CD3+

Маркер Т-лимфоцитов — структура, которая свойственна только Т-лимфоцитам (всем субпопуляциям Т-лимфоцитов) – CD3.

СУБПОПУЛЯЦИИ ЛИМФОЦИТОВ:

Тh лимфоциты. Примерно половина из числа циркулирующих Т-лимфоцитов несут на своей поверхности антиген CD4 . Эти Т-лимфоциты функционируют как ХЕЛПЕРЫ, то есть помощники (от англ. tohelp — помогать), «включающие» популяцию В-лимфоцитов в процесс выработки антител, а Т-эффекторы – в реализацию клеточного иммунитета. Т-хелперы опосредуют свою функцию гуморальными факторами — цитокинами, которые синтезируются этими лимфоцитами в ответ на антигенный стимул.

Недостаточность хелперной функции Т-лимфоцитов, наблюдаемая при синдроме приобретенного иммунодефицита (СПИД, одной из важнейших мишеней ВИЧ являются Т-лимфоциты хелперы), приводит к

«неотвечаемости» организма на антигенную стимуляцию, что, в конечном итоге, способствует персистенции в организме человека микроорганизмов, развитию злокачественных новообразований и является причиной летального исхода.

Т-хелперы (Th) – стимулируют пролиферацию и дифференцировку как Т-, так и В-лимфоцитов, выделяя цитокины. В зависимости от того, какие цитокины они продуцируют (в зависимости от цитокинового профиля) среди них различают:

Th1 (Т-хелперы первого типа), выделяют ИЛ-2 и γ-интерферон, и в итоге обеспечивают реакции Т- клеточного иммунитета – стимулируют иммунный ответ против внутриклеточных бактерий, противовирусный, противоопухолевый, трансплантационный иммунитет.

Th2 (Т-хелперы второго типа), секретируют ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-13 и стимулируют синтез антител, способствуют развитию гуморального иммунного ответа против внеклеточных бактерий, их токсинов, а также образованиеIgE-антител.

Между Th1 и Th2 существует антагонизм: при повышении активности одних, угнетается функция других. В итоге преобладает Т-клеточный (Th1T киллеры) или В-клеточный (Th2  В-лимфоциты 

антитела) иммунитет, что во многом зависит от вида антигена. Таким образом, Т-

хелперы выполняют хелперно-регуляторную функцию во взаимодействии иммунокомпетентных клеток, направленную на развитие эффекторной фазы иммунного ответа. Именно от Th зависит будет преобладать гуморальный или клеточный иммунный

ответ.

Тk. Среди субпопуляций Т-лимфоцитов различают эффекторные клетки. В связи с тем, что эти эффекторные клетки способны специфически разрушать клетки-мишени, их называют ЦИТОТОКСИЧЕСКИМИ Т-ЛИМФОЦИТАМИ, или Т-КИЛЛЕРАМИ — убийцами (от англ. tokill — убивать).

Т-киллер —одна из основных эффекторных клеток клеточноопосредованного иммунитета, которая наряду с другими клетками способна осуществлять лизис клеток мишеней. Роль Т-киллеров очень велика в реализации трансплантационного иммунитета, развитии аутоиммунных заболеваний, в противоопухолевой защите. Тk- лимфоциты (CD8+ клетки) составляют около 20 – 25% от числа циркулирующих Т-лимфоцитов (абсолютное количество — 500 – 1200 в 1 мм3 (мкл)), они несут маркерный антиген CD8 . Макромолекула CD8 служит корецептором для антигенов главного комплекса гистосовместимости I класса (ГКГС-1).

Активированные антигеном цитотоксические клетки – Т- киллеры связываются с антигенами на поверхности клеток и, выделяя белок перфорин, разрушают их. При этом Т-киллер остается жизнеспособным и может разрушать следующую клетку. Действие перфорина подобно МАК системы комплемента. Белок перфорин, полимеризуясь в мембране клетки-мишени, образует поры – каналы, тем самым, вызывая её осмотический лизис. Кроме того, цитотоксический Т-лимфоцит через пору, образованную перфорином в клетке-мишени, вбрасывает гранзимы (ферменты – сериновые протеазы), которые запускают программу апоптоза. Установлено также, что своё цитотоксическое действие Т- лимфоциты могут реализовывать путем экспрессии FasL и с его помощью индуцировать Fas-опосредованный апоптоз мишени.

«Наивные» Т-лимфоциты – это те лимфоциты, которые не встретились с антигеном и они составляют часть общего пула рециркулирующих Т-клеток.

Т-клетки иммунологической памяти – это долгоживущие лимфоциты, потомки клеток, встречавшихся с антигенами и сохраняющие к ним рецепторы.

Т-ЛИМФОЦИТЫ ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ — после стимуляции антигеном способны сохранять информацию о нем до 10—15 лет и передавать ее другим клеткам. Эти клетки защищены от апоптоза. Благодаря наличию в организме Т-клеток памяти обеспечивается ускоренный иммунный ответ по вторичному типу при повторном попадании данного антигена в организм. Этим объясняется форсированная динамика вторичного иммунного ответа. Маркером Т- лимфоцитов памяти является мембранный антигенCD45RO.

Раньше ошибочно выделяли субпопуляцию Т-супрессоров, которые считались ответственными за подавление иммунного ответа. Однако в настоящее время показано, что самостоятельной субпопуляции Т- супрессоров нет. В угнетении, подавлении иммунного ответа решающее значение играет апоптоз простимулированных лимфоцитов, а также цитокин – трансформирующий фактор роста β.

Около 10 % лимфоцитов не имеют ни Т-, ни В-маркеров, они не относятся ни к Т-, ни к В-лимфоцитам и ранее получили название НУЛЕВЫЕ ЛИМФОЦИТЫ . Эта разнородная популяция лимфоцитов в зависимости от их морфофункциональных особенностей подразделяется на:

l ЕСТЕСТВЕННЫЕ (natural) КИЛЛЕРНЫЕ КЛЕТКИ (сокращенно ЕКК=ЕК=NK-клетки) и

l КИЛЛЕРНЫЕ КЛЕТКИ (К-клетки).

Общей особенностью НК- и К-клеток является способность лизировать клетки-мишени без предварительной сенсибилизации, что необходимо Т-лимфоцитам-киллерам. Морфологически это лимфоциты большого размера с зернистой цитоплазмой. Дифференцируются из общей клетки предшественника лимфоцитов (LSC).

Естественные киллеры не зависят в своем развитии от вилочковой железы. Экспрессируют на своей поверхности рецепторы к интерферону-γ и интерлейкину-2 (ИЛ 2). Функционально они являются цитотоксическими клетками киллерами, но на NK нет антигенраспознающих рецепторов, которые обязательно присутствуют на Т-киллерах. Натуральных киллеров на клетку мишень наводят антитела IgG специфичные к мембранным антигенам клетки-мишени. Первоначально антитела связываются с антигеном на клетке, а затем с помощью Fc рецептора к IgG (FcγRIII) NK присоединяется к этому комплексу АТ — АГ-клетки-мишени. Функция НК-клеток в организме заключается в защите от развития опухолей, вирусов и др.

Основными их маркерами являютсяCD16 и CD56. (FcγRIII по CD- номенклатуре это CD16).

Разрушение клетки-мишени ЕК осуществляет с помощью перфорина. Содержание ЕК (CD16+ клеток) у здоровых людей – 8 – 22%.

К-клетки неоднородная группа клеток, несущая на своей поверхности рецепторы к Fc- фрагменту Ig G и способны к антителозависимой клеточной цитотоксичности. К ним относятся моноциты, нейтрофилы, макрофаги, эозинофилы, конечно НК и некоторые лимфоциты.

Антителозависимая клеточноопосредованная цитотоксичность (АЗКЦ) является своеобразным отражением связи между гуморальным и клеточным звеньями иммунной системы. Антитела выступают в роли»наводчиков» клеток-эффекторов на клетки-мишени, несущие чужеродные антигены.

Все лимфоциты (Т-, В-, НК- и К-клетки) обладают способностью к миграции и рециркуляции (см. методическую, что обеспечивает повсеместный контроль за размножением клеток собственного организма, а при проникновении чужеродного антигена —генерализированный иммунный ответ и сохранение иммунологической памяти обантигене.

Лимфоциты

Клетки иммунной системы, на которые возложены ключевые функции по осуществлению приобретённого иммунитета, относятся к лимфоцитам, которые являются подтипом лейкоцитов. Большая часть лимфоцитов отвечает за специфический приобретённый иммунитет, так как могут распознавать возбудителей инфекции внутри или вне клеток, в тканях или в крови. Основными типами лимфоцитов являются B-клетки и T-клетки, которые происходят из плюрипотентных гемопоэтических стволовых клеток; у взрослого человека они образуются в костном мозге, а T-лимфоциты дополнительно проходят часть этапов дифференцировки в тимусе. B-клетки отвечают за гуморальное звено приобретённого иммунитета, то есть вырабатывают антитела, в то время как T-клетки представляют собой основу клеточного звена специфического иммунного ответа. В организме предшественники лимфоцитов непрерывно продуцируются в ходе дифференциации стволовых кроветворных клеток, при этом вследствие мутаций генов, кодирующих вариабельные цепи антител, возникает множество клеток, чувствительных к множеству потенциально существующих антигенов. На этапе развития лимфоциты проходят отбор: остаются только значимые с точки зрения защиты организма, а также те, которые не несут угрозы собственным тканям организма. Параллельно с этим процессом лимфоциты разделяются на группы, способные выполнять ту или иную функцию защиты. Существуют разные виды лимфоцитов. В частности, по морфологическим признакам их разделяют на малые лимфоциты и большие гранулярные лимфоциты (БГЛ). По структуре внешних T-клетки распознают чужеродные («не-свои») мишени, такие как патогенные микроорганизмы, только после того, как антигены (специфические молекулы чужеродного тела) будут обработаны и презентированы в сочетании с собственной («своей») биомолекулой, которая называется молекулой главного комплекса гистосовместимости(англ.main histocompatibility complex, MHC). Среди T-клеток различают ряд подтипов, в частности, Т-киллеры, Т-хелперы и регуляторные Т-клетки. цитотоксичность — естественные киллеры.

Этапы дифференцировки Т- и В-лимфоцитов.

Часть лимфоидных стволовых клеток мигрирует в вилочковую железу (тимус) и созревает там до Т-лимфоцитов; другая их часть остается в костном мозге и созревает до В-лимфоцитов. На пути созревания (дифференцировки) в центральных органах иммунитета стволовая клетка проходит несколько этапов. Эти этапы созревания Т- и В-лимфоцитов происходят без участия антигена и поэтому получили название антиген независимой дифференцировки.Первый этап – это появление на стволовой клетке структур, указывающих, по какому пути дифференцировки (Т- или В-лимфоцитов) пойдет ее развитие; он происходит еще в костном мозге.Ранний предшественник В-лимфоцитов имеет на своей мембране так называемую суррогатную L-цепь молекулы иммуноглобулина, а ранний предшественник Т-лимфоцитов – гликопротеин с молекулярной массой 3,3*104 D (ГП-33), который впоследствии ассоциируется с бета-цепью Т-клеточного антигенораспознающего рецептора.Указанные структуры, определяющие дальнейшую судьбу гемопоэтической стволовой клетки, играют важную роль: 1) задают путь дифференцировки Т- и В-лимфоцитов; 2) передают сигнал ранним предшественникам Т- и В-лимфоцитов, по которому начинается их пролиферация.Например, на этапе появления суррогатной L-цепи и ГП-33 таких клеток в костном мозге и тимусе у мышей насчитывается по 3-5*106. Однако уже через 4 недели их количество увеличивается в 10-100 раз и составляет 5*107 – 108 клеток. Таким образом, наличие суррогатной L-цепи и ГП-33 является тем инструментом, с помощью которого количество пре-В- и пре-Т-клеток достигает необходимого уровня.Второй этап дифференцировки лимфоцитов- это появление незрелых предшественников В- и Т-лимфоцитов.Он определяется появлением на мембране В- и Т-лимфоцитов антигенраспознающих рецепторов, с помощью которых В- и Т-лимфоциты после этого этапа дифференцировки приобретают способность распознавать антигены.Для В-лимфоцита антигенраспознающим рецептором (ВАГРР) является мембранный IgM, а для Т-лимфоцита (ТАГРР) – специальная димерная молекула, имеющая альфа- и-бетацепи, и относящаяся к супер семейству иммуноглобулинов (подробно об антигенраспознающих рецеп-торах будет сказано в разделах о Т- и В-лимфоцитах).Между I и II этапом есть еще несколько стадий дифференцировки, о которых здесь не упоминается.Таким образом, появление на поверхности ранних предшественников лимфоидных клеток определенных структур (рецепторов) служит тем сигналом, который позволяет клеткам дифференцироваться в специфическую линию лимфоцитов. Имеющие такие рецепторы клетки-предшественники мигрируют в определенную область центральных иммунных органов, а затем взаимодействуют со специфическим микроокружением, необходимым для того, чтобы в этой области произошла дифференцировка данной клетки. В ответ на контакт с клеткой-предшественником, в стромальных клетках локального микроокружения в свою очередь развиваются молекулярные процессы, которые направлены на “обучение” (коммитирование) клеток-предшественников для дальнейшей их дифференцировки в отдельно взятую линию.

~Значение местного иммунитета в иммунном процессе.

местный иммунитет — это комплекс приспособлений, который защищает поверхности, соприкасающиеся с внешней средой, от чужеродных биологических агентов. Тем самым местный иммунитет участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма, его целостности и является неразрывной и соподчиненной частью общего иммунитета. В то же время механизмы местного иммунитета отличаются значительным своеобразием. Поэтому он представляет собой достаточно хорошо очерченную автономную систему организма. Обезвреживание болезнетворных микробов и вирусов — далеко не единственная и, возможно, не главная функция местного иммунитета. Эта система участвует и в предупреждении распространения возбудителей заразных болезней от больных к здоровым. Поэтому местному иммунитету принадлежит исключительно важное значение в популяционной устойчивости. Местная устойчивость не может быть сведена только к действию антител и имеет сложную комплексную природу. Ее основу составляют защитные приспособления, отличающиеся между собой. Одни из них — врожденные и существуют постоянно, независимо от того, встречался ли организм с возбудителем данного заболевания, или нет. К ним можно отнести некоторые белки, содержащиеся в выделениях желез внутренней оболочки дыхательного и пищеварительного трактов, способные подавлять (ингибировать) болезнетворную активность вирусов и бактерий. Такими приспособлениями можно считать и клетки, поглощающие и переваривающие различные микроорганизмы (макрофаги). К приспособлениям другого рода принадлежат специфически реагирующие Т — клетки-лимфоциты и антитела. В зависимости от состояния организма, свойств возбудителя, условий, при которых протекает их взаимодействие, ведущее значение может приобрести одно или группа этих приспособлений. Рассмотрим это на примере местной устойчивости дыхательной системы к возбудителем острых инфекционных заболеваний. Она складывается из трех основных комплексов: структурно-физиологических приспособлений устойчивости, неспецифических факторов иммунитета и специфических факторов иммунитета (рис.6). Первая группа защитных приспособлений — структура и функции верхних дыхательных путей. Нос и носоглотка представляют собой совершенный «кондиционер», очищающий воздух, согревающий и увлажняющий его. Следующее приспособление того же порядка — внутренние поверхности воздухоносных путей, выстланные реснитчатым эпителием. Непрерывно колеблющиеся реснички и покрывающая их жидкость — «эскалатор», работающий днем и ночью. Верхний его участок — нос и носоглотка, нижний — трахея и бронхи. Оба участка транспортируют жидкость вместе с микроорганизмами и другими частицами в одном и том же направлении — к глотке. Газы и мелкие частички загрязнения воздуха, болезнетворные микроорганизмы подавляют движения ресничек, ослабляя тем самым устойчивость дыхательной системы.

~Возрастные особенности тимуса.

Тимус формируется раньше других органов иммунной системы и к моменту рождения имеет значительную массу-в среднем 13,3 г (от 7,7 до 34,0 г). После рождения в течение первых 3 лет жизни ребенка тимус растет наиболее интенсивно. В периоде от 3 до 20 лет масса тимуса довольно стабильна (в среднем 25,7-29,4 г, по В. И. Пузик). После 20 лет масса тимуса постепенно уменьшается вследствие возрастной инволюции. У пожилых людей и стариков масса тимуса 13-15 г. По мере увеличения возраста изменяется микроскопическое строение тимуса. После рождения (примерно до 10 лет) в тимусе преобладает корковое вещество. Паренхима тимуса занимает до 90 % объема органа. К 10 годам размеры коркового и мозгового вещества примерно равны. В дальнейшем зона коркового вещества становится тоньше, уменьшается количество тимоцнтов. В органе разрастается жировая ткань вместе с соединительной тканью, у людей старше 50 лет она составляет до 90 %. Паренхима тимуса в процессе возрастной инволюции полностью не исчезает, а сохраняется в виде островков, окруженных жировой тканью, лежащей позади грудины.Кровоснабжение и иннервация тимуса. К тимусу от внутренней грудной артерии, дуги аорты и плечеголовного ствола отходят rr. thymici. В междольковых перегородках они делятся на более мелкие ветви, которые проникают внутрь долек, где разветвляются до капилляров. Вены тимуса впадают в плечеголовные вены, а также во внутренние грудные вены.

~Определение антигенов и их химическая природа.

Антигенами называются вещества или тела, несущие на себе отпечаток чужеродной генетической информации. Это те самые вещества, то «чужое», против которого «работает» иммунная система. Любые клетки (ткани, органы) не собственного организма (не свои) являются для его иммунной системы комплексом антигенов. Даже некоторые собственные ткани (хрусталик глаза) являются антигенами. Это так называемые «забарьерные ткани». В норме они не контактируют с внутренней средой организма.Химическая природа антигенов различна. Это могут быть белки:полипептиды, нуклеопротеиды, липопротеиды, гликопротеидыполисахариды, липиды высокой плотности, нуклеиновые кислоты. Антигены делят на сильные, которые вызывают выраженный иммунный ответ, и слабые, при введении которых интенсивность иммунного ответа невелика.Сильные антигены, как правило, имеют белковую структуру. Антигены обладают двумя свойствами:во-первых, они способны индуцировать развитие иммунного ответа, это свойство называют антигенностью, или антигенным действием; во-вторых, они способны взаимодействовать с продуктами иммунного ответа, индуцированного аналогичным антигеном, это свойство называют специфичностью, или антигенной функцией. Некоторые (обычно небелковые) антигены не способны индуцировать развитие иммунного ответа (не обладают антигенностью), но могут вступать во взаимодействие с продуктами иммунного ответа. Их называют неполноценными антигенами, или гаптенами. Многие простые вещества и лекарственные средства являются гаптенами, при попадании в организм они могут коньюгировать с белками организма-хозяина или другими носителями и приобретать свойства полноценных антигенов.

~Понятия об чужеродности, антигенности, иммуногенности и специфичности антигенов.

Чужеродность — неотделимое от антигена понятие. Без чужеродности нет антигена применительно к данному организму. например, альбумин кролика не является антигеном для этого животного, но генетически чужероден для морской свинки.Антигенность — мера антигенного качества, например большая или меньшая способность вызывать образование антител. Так, на бычий сывороточный гамма-глобулин у кролика вырабатывается большее количество антител, чем на бычий сывороточный альбумин. Иммуногенность — способность создавать иммунитет. Это понятие относится главным образом к микробным А., обеспечивающим создание иммунитета (невосприимчивость) к инфекциям. Например, возбудитель дизентерии обладает высокой антигенностью, но выраженного иммунитета против дизентерии получить не удается. Возбудитель брюшного тифа является и высокоантигенным, и высокоиммуногенным. Поэтому брюшнотифозная вакцина создает выраженный иммунитет. Специфичность — антигенные особенности, отличающие А. друг от друга. Существуют вещества, имеющие свой специфический облик, но не вызывающие иммунных реакций (в частности, выработку антител) при введении в организм. Однако с готовыми антителами они взаимодействуют. Такие вещества получили название гаптенов, или неполноценных антигенов. Гаптены имеют признаки чужеродности, но не обладают определенными качествами, необходимыми для проявления полноценных антигенных свойств. Гаптены приобретают свойства полноценных А после соединения с крупномолекулярными веществами°— белками, полисахаридами или искусственными высокомолекулярными полиэлектролитами.

~Тимусзависимые, тимуснезависимые антигены, особенности строения, распространения в природе и развитие иммунного ответа на них.

Большинство природных антигенов является тимусзависимыми. Это означает, что полноценное развитие специфического иммунного ответа к таким антигенам начинается только после подключения Т-клеток. Подобные представления сложились на основании опытов как in vivo, так и in vitro. Действительно, неонатально тимэктомированные мыши либо вообще не отвечают наполноценный антиген продукцией IgG, либо такой ответ крайне низкий. Трансплантация мышам тимуса восстанавливает специфический ответ. При использовании конъюгата гаптена с различными белками в качестве носителя установлено, что Т-клетки отвечают на носитель (Т-клеточный эпитоп), в то время как В-клетки — на гаптен (В-клеточный эпитоп). В опытах in vitro показано Кроме основной группы тимусзависимых антигенов имеются антигены, способные инициировать иммунный ответ в отсутствие Т-клеток. Они получили название тимуснезависимых антигенов. Антигены этой группы в основном относятся к полисахаридам и характеризуются многократным повторением структурно идентичных эпитопов. Подобное однообразие приводит к многоточечному взаимодействию с В-клеткой, что и обеспечивает их полноценное развитие до зрелых, продуцирующих антитела плазмоцитов. Кроме того, в структуре некоторых тимуснезависимых антигенов имеются последовательности с поликлональной, митогенной активностью (например, бактериальные липополисахариды), что также вносит свой вклад в развитие В-клеток, минуя помощь со стороны Т-клеток Способ введения антигена также является ограничивающим фактором для проявления иммуногенности. Так, например, некоторые бактериальные антигены при непосредственном попадании в желудочно-кишечный тракт не способны преодолеть кислотность желудочного сока как естественного барьера. В то же время эти бактерии,

~Пути внедрения антигенов в организм.

Экзогенные антигены поступают во внутрен­ние среды преимущественно через покровные ткани. Кожные покровы проницаемы для жирора­створимых продуктов, способных комплекси- роваться с белками и тем самым превращать­ся в антигены.

Слизистая оболочка дыхательных путей в интактном состоянии легко проницаема для ряда патогенных вирусов (грипп и др.), бакте­риальных токсинов (ботулизм) и микроорга­низмов (чума и др.). Проницаемость слизи­стой оболочки для антигенов резко возрастает при нарушениях механической защиты, угне­тении защитных рефлексов (чихательных, кашлевых), ослаблении параиммунитета и специфического иммунитета. Экзогенные антигены могут проникать в организм парентеральным путем, минуя по­кровные ткани (парентеральные инъекции антиген содержащих лечебных препаратов, внедрение антигенных субстанций при укусах насекомых, ядовитых животных). Эндогенные антигены органов, обладающих мощными барьерами, могут проникать в жид­кие среды и контактировать с лимфоидной тканью лишь при повреждении барьерных структур. В других случаях эндогенные анти­гены образуются при: а) нарушении белково­го синтеза в клетках и экзоцитозе неадекват­ных по составу белков в жидкие среды; б) при денатурации клеточных и внеклеточных бел­ков под воздействием физических факторов; в) при комплексировании с инородными хи­мическими соединениями. Желудочно-кишечный тракт у детей ранне­го постнатального периода имеет высокую физиологическую проницаемость для антиге­нов из-за недоразвития кишечного барьера. У детей этого возраста могут легко всасывать­ся из химуса белки, не утратившие антиген­ной специфичности (белки коровьего молока, растительные белки и др.)

~Строение основных классов иммуноглобулинов и их функции.

  • gG является основным иммуноглобулином сывороткиздорового человека (составляет 70-75 % всей фракции иммуноглобулинов), наиболее активен во вторичномиммунном ответеи антитоксическом иммунитете. Благодаря малым размерам (коэффициент седиментации7S, молекулярная масса 146 кДа) является единственной фракцией иммуноглобулинов, способной к транспорту черезплацентарный барьери тем самым обеспечивающей иммунитет плода и новорожденного. В составе IgG 2-3 %углеводов; два антигенсвязывающих Fab-фрагмента и один FC-фрагмент. Fab-фрагмент (50-52 кДа) состоит из целой L-цепи и N-концевой половины H-цепи, соединённых между собой дисульфидной связью, тогда как FC-фрагмент (48 кДа) образован C-концевыми половинами H-цепей.

  • IgM представляют собой пентамер основной четырёхцепочечной единицы, содержащей две μ-цепи. При этом каждый пентамер содержит одну копию полипептида с J-цепью (20 кДа), который синтезируется антителообразующей клеткой и ковалентно связывается между двумя соседними FC-фрагментами иммуноглобулина. Появляются при первичном иммунном ответе B-лимфоцитами на неизвестный антиген, составляют до 10 % фракции иммуноглобулинов. Являются наиболее крупными иммуноглобулинами (970 кДа). Содержат 10-12 % углеводов.

  • IgA сывороточный IgA составляет 15-20 % всей фракции иммуноглобулинов, при этом 80 % молекул IgA представлено в мономерной форме у человека. Основной функцией IgA является защита слизистых оболочек дыхательных, мочеполовых путей и желудочно-кишечного тракта от инфекций. Секреторный IgA представлен в димерной форме в комплексе с секреторным компонентом, содержится в серозно-слизистых секретах (например вслюне, слезах,молозиве,молоке, отделяемом слизистой оболочки мочеполовой и респираторной системы). Содержит 10-12 % углеводов, молекулярная масса 500 кДа.

  • IgD составляет менее одного процента фракции иммуноглобулинов плазмы, содержится в основном на мембране некоторых В-лимфоцитов. Функции до конца не выяснены, предположительно является антигенным рецептором с высоким содержанием связанных с белком углеводов для В-лимфоцитов, ещё непредставлявшихся антигену. Молекулярная масса 175 кДа.

  • IgE в свободном виде в плазме почти отсутствует. Способен осуществлять защитную функцию в организме от действия паразитарных инфекций, обуславливает многие аллергическиереакции. Механизм действия IgE проявляется через связывание с высоким сродством (10−10М) с поверхностными структурами базофилов и тучных клеток, с последующим присоединением к ним антигена, вызывая дегрануляцию и выброс в кровь высоко активных аминов (гистаминаисеротонина— медиаторов воспаления), на чем основано примен

~Антигензависимая и антигеннезависимая дифференцировка В-лимфоцитов.

Дифференцировка В-лимфоцитов условно делится на две стадии — антигеннезависимую (в которую происходит перестройка генов иммуноглобулинов и их экспрессия) и антигензависимую (при которой происходит активация, пролиферация и дифференцировка в плазматические клетки). Выделяют следующие промежуточные формы созревающих В-лимфоцитов: Антигензависимая дифференцировка В-лимфоцитов происходит в периферических лимфатических органах в зародышевых центрах. Образование этих центров начинается сразу после рождения, хотя способность к синтезу антител класса М существует уже в эмбриональном периоде и проявляется при ряде внутриутробных инфекций. Подготовка к началу синтеза антител в период новорожденности заключается не только в быстром накоплении В-лимфоцитов, но и в подготовке плацдарма для их дифференцировки. Таким плацдармом становится селезенка с наибольшей относительной массой в период новорожденности, а количество фолликулов в ней быстро нарастает в течение первого года жизни. В ходе антигеннезависимой дифференцировки В-лимфоцита происходит после­довательное формирование генов вначале для Н-цепи, затем для L-цепи, сборка полного гена иммуноглобулина М, образование вначале цитоплазматического IgM и, наконец, мембранных иммуноглобулиновых рецепторов IgM и IgD.

~Гуморальный иммунный ответ на тимусзависимые и тимуснезависимые антигены.

Антигены, в иммунном ответе на которые участвуют сопряженно T- и B-клетки, называют T-зависимыми антигенами . Однако некоторые антигены способны активировать B-клетки без помощи T-клеток. Это T-независимые антигены . Для этих антигенов характерен ряд общих свойств. Так, все они представляют собой крупные полимерные молекулы с повторяющимися антигенными детерминантами. Многие из них (при условии высокой их концентрации) способны активировать клоны B-клеток, специфичных к другим антигенам (феномен поликлональной специфичности ). Нередко они обнаруживают повышенную устойчивость к деградации.

Первичный гуморальный ответ на T-независимые антигены обычно несколько слабее, чем на T-зависимые, и достигает пика несколько раньше. В обоих случаях продуцирутся главным образомIgM . Однако вторичные иммунные ответы на антигены этих двух типов резко различаются. При повторном введении T-независимого антигена ответ напоминает первичный, тогда как вторичная реакция на T-зависимые антигены гораздо сильнее первичной, и большую часть образующихся антител составляе IgG , т.е. происходит переключение изотипа на IgG и повышение аффинностиантител. Однако, следует при этом учесть, что T-независимая активация B-клеток обеспечивает преимущество для выживания, поскольку позволяет организму быстрее реагировать на микробные агенты. Многие бактериальные антигены действуют независимо от T-клеточной помощи, так как являются чрезвычайно сильными индукторами синтеза цитокинов ИЛ-1 , ИЛ-6 иФНО-альфа макрофагами .

~Участие иммуноглобулинов в первичном и вторичном иммунном ответе.

Динамика выработки антител. Первичный и вторичный иммунный ответ.

Первичный ответ- при первичном контакте с возбудителем (антигеном), вторичный- при повторном контакте. Основные отличия:

— продолжительность скрытого периода (больше- при первичном);

— скорость нарастания антител (быстрее- при вторичном);

— количество синтезируемых антител (больше- при повторном контакте);

— последовательность синтеза антител различных классов (при первичном более длительно преобладают IgM, при вторичном- быстро синтезируются и преобладают IgG- антитела).

Вторичный иммунный ответ обусловлен формированием клеток иммунной памяти. Пример вторичного иммунного ответа- встреча с возбудителем после вакцинации.

Роль антител в формировании иммунитета.

Антитела имеют важное значение в формировании приобретенного постинфекционного и поствакцинального иммунитета.

1. Связываясь с токсинами, антитела нейтрализуют их, обеспечивая антитоксический иммунитет.

2. Блокируя рецепторы вирусов, антитела препятствуют адсорбции вирусов на клетках, участвуют в противовирусном иммунитете.

3. Комплекс антиген- антитело запускает классический путь активации комплемента с его эффекторными функциями (лизис бактерий, опсонизация, воспаление, стимуляция макрофагов).

4. Антитела принимают участие в опсонизации бактерий, способствуя более эффективному фагоцитозу.

5. Антитела способствуют выведению из организма (с мочой, желчью) растворимых антигенов в виде циркулирующих иммунных комплексов.

IgG принадлежит наибольшая роль в антитоксическом иммунитете, IgM- в антимикробном иммунитете (фагоцитоз корпускулярных антигенов), особенно в отношении грамотрицательных бактерий, IgA- в противовирусном иммунитете (нейтрализация вирусов), IgAs- в местном иммунитете слизистых оболочек, IgE- в реакциях гиперчувствительности немедленного типа.

Нет сходных материалов(

~Система комплемента, функции и ее биологическая роль.

Система комплемента — комплекс сложных белков, постоянно присутствующих в крови. Это каскадная система протеолитических ферментов, предназначенная для гуморальной защиты организма от действия чужеродных агентов, она участвует в реализации иммунного ответаорганизма. Является важным компонентом как врождённого, так и приобретённого иммунитета. Биологические функции]Сейчас выделяют следующие функции:Опсонизирующая функция. Сразу вслед за активацией системы комплемента образуются опсонизирующие компоненты, которые покрывают патогенные организмы или иммунные комплексы, привлекая фагоциты. Наличие на поверхности фагоцитирующих клеток рецептора к С3b усиливает их прикрепление к опсонизированным бактериям и активирует процесс поглощения. Солюбилизация (то есть растворение) иммунных комплексов (молекулой C3b). При недостаточности комплемента развивается иммунокомплексная патология (СКВ-подобные состояния). Участие в воспалительных реакциях. Активация системы комплемента приводит к выделению из тканевых базофилов (тучных клеток) и базофильных гранулоцитов крови биологически активных веществ (гистамина, серотонина, брадикинина), которые стимулируют воспалительную реакцию (медиаторов воспаления). Фукнции С3а:выступать в роли хемотаксического фактора, вызывая миграцию нейтрофилов по направлению к месту его высвобождения;индуцировать прикрепление нейтрофилов к эндотелию сосудов и друг к другу;активировать нейтрофилы, вызывая в них развитие респираторного взрыва и дегрануляцию;стимулировать продукцию нейтрофилами лейкотриенов.Цитотоксическая, или литическая функция. В конечной стадии активации системы комплемента образуется мембраноатакующий комплекс (МАК) из поздних компонентов комплемента, который атакует мембрану бактериальной или любой другой клетки и разрушает её.Фактор С3е, образующийся при расщеплении фактора С3b, обладает способностью вызывать миграцию нейтрофилов из костного мозга, и в таком случае быть причиной лейкоцитоза.

Тесты, характеризующие В-систему иммунитета.

Обнаруженные данные о стимулирующем воздействии монарды на Т-систему иммунитета удалось подтвердить в экспериментах на низкоотвечающей на эритроциты барана линии мышей C57BL6, т.е. летучие фракции эфирного масла монарды повышали иммунный ответ у низкореагирующих на эритроциты барана линии мышей до уровня, отмеченного у животных линии СВА, высокореагирующих на этот антиген.

Костный мозг — центральный орган иммунитета — контролирует созревание В-клеток.

Выделяют две популяции лимфоцитов: Т-лимфоциты (тимусзависимые лимфоциты) и В-лимфоциты (бурсазависимые лимфоциты). Предшественники Т-клеток выходят из костного мозга в кровь и попадают в вилочковую железу. Предшественники В-клеток остаются в костном мозге, где и происходит формирование В-системы иммунитета.

Т-лимфоциты ответственны за отторжение чужеродных тканей и клеточных форм иммунитета, В-лимфоциты — за гуморальный иммунитет. На поверхности Т- и В-лимфоцитов находятся антигенраспознающие рецепторы. Среди Т-лимфоцитов выделяют три разновидности клеток: Т-киллеры (убийцы), Т-хелперы (помощники), Т-супрессоры (регуляторы иммунной системы).

Иммунный ответ осуществляется в результате взаимодействия Т- и В-клеток и макрофагов. Их совместная работа составляет основу иммунологической реакции организма, при этом каждая группа клеток выполняет свои строго определенные функции. При изучении В-системы иммунитета относительное количество В-лимфоцитов в периферической крови у всех обследованных основной группы было сходным, а именно — достаточно выраженное возрастание ЕАС-РОК (В-лимфоцитов). У испытуемого К. число ЕАС-РОК возросло в 1,5 раза, у испытуемого Т. — в 3,8 раза, у испытуемого Ф. — в 2 раза. Отмечена статистически значимая разница (Р<0,05) между средним числом В-лимфоцитов у лиц основной группы до начала исследований и после окончания эксперимента (соответственно 18,3 против 40,0; Р<0,05). Относительное количество В-лимфоцитов в группе кратковременного пребывания в условиях ИА достоверно не изменялось. Отмечалось некоторое снижение функциональной активности В-системы иммунитета после длительного пребывания испытуемых в условиях ИА: уровень нормальных гетерофильных антител в сыворотке крови у всех 3 обследованных не превышал 1:3. Другой показатель, характеризующий функциональную активность В-системы иммунитета, — концентрация в сыворотке крови — у всех обследованных после окончания эксперимента оставалась в пределах нормы.

Определение концентрации сывороточных и секреторных иммуноглобулинов;

Концентрация иммуноглобулинов IgG, IgA, IgM

Концентрация иммуноглобулинов трех основных классов – G, А, M – позволяет оценить потенциал гуморального (антительного) иммунного ответа без учета антигенной специфичности.

Повышение концентрации иммуноглобулинов одного (G), двух (G, M) или всех трех (G, A, M) классов может наблюдаться при некоторых аутоиммунных, лимфопролиферативных заболеваниях, СПИДе.

Определение содержения сывороточного иммуноглобулина G имеет клиническое и диагностическое значение при: рецидивирующих инфекциях, гепатитах, ДЗСТ, миеломной болезни, ВИЧ-инфекции, онкологической патологии, для мониторинга заместительной иммуотерапии (при первичных и вторичных иммунодефицитах антителообразования).

Определение содержения сывороточного иммуноглобулина А имеет клиническое и диагностическое значение при: хронической диарее, синдроме мальабсорбции; рецидивирующих бактериальных респираторных инфекциях, отитах, менингитах; бронхиальной астме; анафилактических посттрансфузионных реакциях; ДЗСТ (системная красная волчанка, ревматоидный артрит, дерматомиозит); опухолевых заболеваниях лимфоидной системы (миелома, лейкозы, лимфомы, ретикулосаркомы); хроническом гепатите, циррозе печени.

Определение содержения сывороточного иммуноглобулина М имеет клиническое и диагностическое значение при: возвратных, хронических или тяжелых инфекциях; ревматоидном артрите и аутоиммунных заболеваниях; опухолевых заболеваниях; хроническом гепатите, циррозе печени; для контроля за лечением макроглобулинемии Вальденстрема.

3.Виды т-лимфоцитов, их антигензависимая и антигенезависимая дифференцировка, характеристика рецепторов.

Дифференцировка Т-лимфоцитов

Пре-Т-клетки мигрируют из костного мозга через кровь в центральный орган иммунной системы — вилочковую железу (тимус). Еще в период эм­брионального развития в вилочковой железе создается микроокружение, имеющее значение для дифференцировки Т-лимфоцитов. В формировании микроокружения особая роль отводится ретикулоэпителиальным клеткам этой железы, способным к продукции ряда биологически активных веществ. Мигрирующие в вилочковую железу пре-Т-клетки приобре­тают способность реагировать на стимулы микроокружения. Пре-Т-клетки в вилочковой железе пролиферируют, трансформируются в Т-лимфоциты, несущие характерные мембранные антигены. Т-лимфоциты генерируют и «поставляют» в кровообращение и в тимусзависимые зоны пе­риферических лимфоидных органов 3 типа лимфоцитов: Тц, Тх и Тс. Миг­рирующие из вилочковой железы «девственные» Т-лимфоциты (виргильные Т-лимфоциты) являются короткоживущими. Специфическое взаимодей­ствие с антигеном в периферических лимфоидных органах служит началом процессов их пролиферации и дифференцировки в зрелые и долгоживущие клетки (Т-эффекторные и Т-клетки памяти), составляющие большую часть рециркулирующих Т-лимфоцитов. Из вилочковой железы мигрируют не все клетки. Часть Т-лимфоцитов погибает. Существует мнение, что причиной их гибели служит присоединение антигена к антигенспецифическому рецептору. В вилочковой железе нет чу­жеродных антигенов, поэтому данный механизм может служить для удаления Т-лимфоцитов, способных реагировать с собственными структурами организ­ма, т.е. выполнять функцию защиты от аутоиммунных реакций. Гибель части лимфоцитов является генетически запрограммированной (апоптоз).

Дифференцировочные антигены Т-клеток. В процессе диф­ференцировки лимфоцитов на их поверхности появляются специфические мембранные молекулы гликопротеидов. Такие молекулы (антигены) можно обнаружить с помощью специфических моноклональных антител. Получены моноклональные антитела, которые реагируют лишь с одним антигеном клеточной мембраны. С помощью набора моноклональных антител можно идентифицировать субпопуляции лимфоцитов. Имеются наборы антител к дифференцировочным антигенам лимфоцитов человека. Антитела составля­ют относительно немного групп (или «кластеров»), каждая из которых уз­нает один-единственный белок клеточной поверхности. Создана номенкла­тура дифференцировочных антигенов лейкоцитов человека, выявляемых моноклональными антителами. Эта CD-номенклатура (CD — cluster of differentiation — кластер дифференцировки) базируется на группах моно­клональных антител, реагирующих с одними и теми же дифференцировочными антигенами. Получены многоклональные антитела к ряду дифференцировочных ан­тигенов Т-лимфоцитов человека. При определении общей популяции Т-клеток могут быть использованы моноклональные антитела специфичностей. Известны дифференцировочные антигены Т-клеток, которые характер­ны либо для определенных стадий онтогенеза, либо для различающихся по функциональной активности субпопуляций. Кроме дифференцировочных антигенов, известны специфические маркеры Т-лимфоцитов. Различают антигеннезависимую и антигензависимую дифференцировку и специализацию В- и Т-лимфоцитов.

Антигеннезависимая пролиферация и дифференцировка генетически запрограммированы на образование клеток, способных давать специфичес­кий тип иммунного ответа при встрече с конкретным антигеном благодаря появлению на плазмолемме лимфоцитов особых «рецепторов». Она совер­шается в центральных органах иммунитета (тимус, костный мозг) под влиянием специфических факторов, вырабатываемых клетками, формирующими микроокружение. Антигензависимая пролиферация и дифференцировка Т- и В-лимфоцитов происходят при встрече с антигенами в периферических лимфоидных органах, при этом образуются эффекторные клетки и клетки памяти. Образующиеся Т-лимфоциты составляют пул долгоживущих, рециркулирующих лимфоцитов, а В-лимфоциты – короткоживущих клеток

4Морфофункциональная характеристика В-лимфоцитов и плазматических клеток. Их участие в иммунных реакциях. Дифференцировка В-лимфоцитов. В-лимфоциты отличаются от других типов клеток способностью синте­зировать иммуноглобулины. Зрелые В-лимфоциты экспрессируют Ig на кле­точной мембране. Такие мембранные иммуноглобулины функциони­руют как антигенспецифические рецепторы. Пре-В-клетки синтезируют внутриклеточный цитоплазматический IgM, но не имеют поверхностных иммуноглобулиновых рецепторов. Костномозговые виргильные В-лимфоциты имеют IgM-рецепторы на своей поверхности. Зрелые В-лимфоциты несут на своей поверх­ности иммуноглобулиновые рецепторы различных классов — IgM, IgG и др. Дифференцированные В-лимфоциты поступают в периферические лимфоидные органы, где при действии антигенов происходят пролиферация и дальнейшая специализация В-лимфоцитов с образованием плазмоцитов и В-клеток памяти. В ходе своего развития многие В-клетки переключаются с выработки антител одного класса на выработку антител других классов. Этот процесс называется переключением класса. Все В-клетки начинают свою деятельность по синтезу антител с выработки молекул IgM, которые встраиваются в плазматическую мембрану и служат рецепторами для анти­гена. Затем, еще до взаимодействия с антигеном, большая часть В-клеток переходит к одновременному синтезу молекул IgM и IgD. Когда виргильная В-клетка переходит от выработки одного лишь мембраносвязанного IgM к одновременному синтезу мембраносвязанных IgM и IgD, переключение происходит, вероятно, благодаря изменению процессинга РНК. При стимуляции антигеном некоторые из этих клеток активируются и начинают выделять антитела IgM, преобладающие в первичном гумораль­ном ответе. Другие стимулированные антигеном клетки переключаются на выработ­ку антител классов IgG, IgE или IgA; В-клетки памяти несут эти антитела на своей поверхности, а активные В-клетки их секретируют. Молекулы IgG, IgE и IgA в совокупности называются антителами вторичных классов, так как они, по-видимому, образуются только после антигенной стимуляции и преобладают во вторичных гуморальных ответах. При помощи моноклональных антител удалось выявить определенные дифференцировочные антигены, которые еще до появления цитоплазматических цепей позволяют отнести несущий их лимфоцит к В-клеточной линии. Он присутствует на пре-В-клетках в костном мозге, на всех периферических В-клетках. Дифференцировка клеток плазматического ряда

Этот процесс проходит в несколько этапов и продолжается в течение суток. Из стимулированных В-лимфоцитов образуются В-лимфобласты, ко­торые размножаются, часть из них приобретает способность к синтезу ан­тител и становится плазмобластами, превращающимися в последующем в проплазмоциты и плазмоциты. Плазмобласт— крупная клетка, характеризуется нали­чием большого количества рибосом и небольшим числом уплощенных ци­стерн гранулярной эндоплазматической сети. Ядро содержит деконденсиро-ванный хроматин и 1—2 больших ядрышка. Проплазмоцит характеризуется меньшим размером тела клеток, увели­чением количества концентрически расположенных узких канальцев грану­лярной эндоплазматической сети. Ядро лежит эксцентрично, хроматин бо­лее компактный, расположен группами около ядерной мембраны (имеет вид спиц колеса). Около ядра видна зона более светлой цитоплазмы, в ко­торой расположен увеличенный аппарат Гольджи. Плазмоцит характеризуется появлением большого коли­чества расширенных цистерн гранулярной эндоплазматической сети, запол­ненных продуцируемыми клеткой иммуноглобулинами. Ядро компактное, расположенное эксцентрично. Процесс плазмоцитогенеза сопровождается потерей способности клеток к делению и движению и уменьшением количества поверхностных иммуногло­булинов в цитолемме. Продолжительность жизни плазмоцитов составляет не­сколько недель. Лимфобласты и незрелые плазматические клетки из лимфати­ческих узлов, где они образуются, способны проникать в выносящие лимфа­тические сосуды и заселять соседние лимфатические узлы. Часть образованных из них мелких клеток, напоминающих по виду лимфоциты, проникает в кро­веносные сосуды. Они имеют центрально расположенное ядро, окруженное узким ободком цитоплазмы, в которой видна развитая гранулярная эндоплаз-матическая сеть. Эти клетки получили название лимфоплазмоцитов. Синтез иммуноглобулинов (антител) происходит при участии инфор­мационной РНК на рибосомах гранулярной эндоплазматической сети В-лимфоцитов и образуемых из них плазмоцитов. Синтезированные моле­кулы поступают в просвет цистерн. В В-лимфоцитах первые антитела выяв­ляются в перинуклеарных цистернах. В процессе дальнейшей дифференци­ровки плазмоцитов антитела находятся во всех цистернах гранулярной эн­доплазматической сети плазмоцитах антитела в перинуклеарных пространствах отсут­ствуют и исчезают из некоторых цистерн гранулярной сети. К полипептид­ным частям тяжелых цепей антител присоединяются углеводы (N-ацетил-глюкозамин), и этот комплекс транспортируется в аппарат Гольджи, где и происходит присоединение дополнительных углеводов (галактоза). Из плас­тинчатого аппарата антитела переносятся на поверхность клетки и выделя­ются. Наиболее раннее выделение антител на месте действия антигена осу­ществляется лимфоцитами. Плазмоциты начинают секретировать антитела несколько позднее, но в гораздо большем количестве. Одна плазматическая клетка может продуцировать 3000 молекул антител в сутки. Часть иммуно­глобулинов может депонироваться в растянутых цистернах гранулярной эн­доплазматической сети

B-лимфоциты

Лимфоциты – один из подвидов лейкоцитов агранулоцитарной группы. Относятся к иммунной системе. В организме взрослого человека занимают от 20 до 39% всей массы лейкоцитов в крови, а у ребёнка в разные периоды жизни процентное соотношение может доходить до 70%, к примеру, у новорождённых малышей. Такой высокий процент содержания лимфоцитов у ребёнка обусловлен тем, что иммунная система у маленького человечка – реактивного типа. Лимфоциты реагируют на любой чужеродный раздражитель. Выполняется формирование собственного иммунитета и отход от материнского. У детей школьного возраста и подростков – до 50%.

Отклонение от нормы бывает ситуативным. У женщин во время беременности и критических дней процент содержания лимфоцитов доходит до 50-55%. Также количество лимфоцитов увеличивается при аллергической реакции на чужеродный белок либо при стрессовой ситуации, когда срабатывает инстинкт под названием «бей и беги».

Виды b-лимфоцитов

В-лимфоциты – это разновидность лимфоцитов, обеспечивающая гуморальный иммунитет. Название клетки получили по местонахождению органа продуцирования у человека и птиц. У птиц b-клетки продуцируются в bursa of Fabricius – фабрициевой сумке, у человека созревают в bone marrow – костном мозге. Подразделяются на три вида.

В-лимфоцит борется с антигенами

Наивные b-лимфоциты

«Наивный» b-лимфоцит – клетка созревает и выходит в кровь, направляется к месту дислокации, к примеру, в один из лимфатических узлов. Уместно сравнение с чистым диском, на котором ещё нет кода на определённый антиген. У клеток отсутствуют тельца Голла, играющие ведущую роль в производстве цитокинов, монорибосомы в цитоплазме рассеяны. На раздражители реагируют слабо. Взрослые продуценты аккумулируются в лимфоузлах, молодые – в селезёнке. При затяжной болезни, если лимфоциты в крови пациента повышены, это преимущественно «наивные» b-лимфоциты, которые активно вырабатывает костный мозг.

Активированные b-лимфоциты

В-лимфоциты памяти, или активированные b-лимфоциты, переходят в фазу малых лимфоцитов после встречи с t-лимфоцитами. Являются лимфоцитами с максимально продолжительным сроком жизни, доходящим от трёх-четырёх до двадцати лет. Благодаря долгой жизни этот тип получил название «клетки памяти». На протяжении всего периода они «помнят» тот антиген, против которого запрограммированы. Задача клеток памяти – обеспечить иммунный ответ путём продуцирования мегаколичества защитных белков при попадании определённого антигена, на который запрограммирована b-клетка, в организм. По происхождению делятся на две группы:

  • Потомки b-лимфоцитов, уже однажды сталкивавшиеся с антигеном и вырабатывающие иммуноглобулины под конкретного возбудителя заболевания.
  • «Наивные» клетки, пережившие контакт с t-лимфоцитами. От них b-лимфоциты получают информацию о чужеродных пептидах, которые иммунитет «переварил». После состоявшегося контакта в b-клетке происходят изменения биохимического, анатомического характера.

В-лимфоцит человека

Обеспечивают долговременный иммунитет.

Плазматические клетки

Это клетки, являющиеся последней стадией дифференциации, прошедшие активацию антигенами. Способны продуцировать мегаколичество растворимых аналоговых антител. По строению значительно отличаются от других лимфоцитов. Плазмоциты больше по размеру, ядро клетки имеет смещённый центр, чрезмерно раздут шероховатый эндоплазматический ретикулум (шероховатый из-за большого количества рибосом на мембране ретикулума) и аппарат Гольджи. Активно участвуют в обеспечении гуморального иммунитета. Срок жизни указанного типа ограничивается 2-4 сутками, если отсутствует антиген, против которого они работают. Это если плазмоциты находятся в крови. Клетки костного мозга способны жить годами.

После ликвидации угрозы часть b-лимфоцитов возвращается в депо в виде клеток без активации через лимфоидный путь (частью по лимфатическим сосудам). Указанные клетки способны храниться в депо достаточно долго в ожидании определённого антигена и давать аналогичное потомство. В случае повторного заражения либо проникновения чужеродного белка в организм такие клетки моментально производят массу иммуноглобулина. Описанное явление называется вторичным гуморальным ответом. Этот механизм работает гораздо быстрее, чем первичный вариант, поскольку антиген распознается сразу – благодаря структуре самой клетки. На внешней клеточной мембране иммуноглобулины формируют рецептивный антигенраспознающий комплекс, специальные рецепторы, которые распознают антигены.

Антитела в крови человека

Вдобавок на мембранах расположены системы, помогающие контактировать с t-лимфоцитами и играющие роль в активации b-клеток. Белки-маркеры:

  • тип cd19;
  • тип cd20;
  • тип cd22.

Нужны, чтобы t-лимфоциты смогли немедленно определять назначение b-лимфоцита.

Также b-лимфоциты делятся на две субпопуляции: b1 и b2.

  • Клетки субпопуляции b2 – «наивные» лимфоциты, клетки памяти, которые приобрели специфичность после столкновения и активации t-клетками, а также плазмоциты.
  • Клетки субпопуляции b1 – клетки-клоны. Их мало – содержание в организме может составлять до 5-6% от общего числа b-лимфоцитов. Появляются из стволовых клеток костного мозга в эмбриональном периоде, имеют узкую специализацию – играют роль «пограничников» в прибарьерных полостях брюшной и плевральной. Их функция – борьба с чужеродными бактериями. На вирусы и аллергены не реагируют.

Образование, дифференцирование и профилирование

Формирование b-лимфоцитов начинается в кроветворном органе – костном мозге. Дозревание, дифференциация и профилирование происходит в периферийных органах. Это крупные лимфоузлы и селезёнка. Ещё в эмбриональный период развития человека эти лимфоцитарные образования содержатся в печёночной ткани зародыша.

Путь развития b-лимфоцитов делится на два этапа:

  • Антигеннезависимый этап – из стволовой кроветворной предшественницы путём иммуноглобулиновой генной перестройки формируются клоны b-лимфоцитов, транскрибирующие и транслирующие на поверхности мембраны иммуноглобулины-рецепторы, встраивают в лимфоциты разную специфическую направленность. После образования они выходят из костного мозга и мигрируют в лимфоидную ткань и лимфоузлы.
  • Антигензависимый этап – собственно активация лимфоцитов путём распознавания вредоносного патогена. Проходит указанная стадия в селезёнке и лимфоузлах с помощью гистоцитов, макрофогов, моноцитов, образований дендритарного типа, с посредничеством t-лимфоцитов. После активации происходит трансформация в антигенспецифичный лимфобласт. Через деление образуются аналогичные клоны. Большее количество таких клонов становится плазмоцитами, меньшая часть – становится мнемоцитами.

Дальнейший процесс дифференциации после костного мозга проходит в герминальных и/или зародышевых центрах. Окончательная дифференциация и развитие b-клеток лимфы заканчивается в мозговом веществе в ткани внутри лимфоузла.

Функции и значение

Ответ на вопрос о функциях и значении цитообразований b-типа даёт иммунология – наука, занимающаяся изучением функций и строением лимфоцитов, об образовании их в кроветворных органах. Наука рассказывает, какую роль играет указанная клетка в защите человека от бактерий, вирусов, чужеродных белков. Это важный элемент в системе иммунной охраны. Человек благодаря этой системе сумел выжить как биологический вид.

В-лимфоцит под микроскопом

Основные функции основаны на свойствах упомянутых клеток:

  • Обеспечение иммунитета гуморального типа – производство антител к чужеродным пептидам, которые воспринимаются иммунной системой как вредоносные. Антитела могут носить белковый характер – иммуноглобулины или растворимые их аналоги.
  • Обеспечение долгосрочного, иногда пожизненного иммунитета к определённым заболеваниям.
  • Обеспечение защиты против атипичных клеток собственного организма, вредоносных бактерий и вирусов в комплексе с клетками-киллерами.

Иммунологией даётся характеристика любому виду вышеописанных клеток. Отмечаются физиологические свойства, увеличение либо уменьшение общего количества в клиническом анализе крови помогают медикам установить точный диагноз и назначить адекватное лечение.

Если по показаниям анализа крови b-лимфоциты повышены, это может говорить об остром заболевании, наличии острых инфекций в организме. Подозревается коклюш, ветряная оспа, корь, мононуклеоз, гепатит. Также возможно наличие аутоиммунных болезней, туберкулёза, онкологических новообразований типа лимфолейкоза и лимфосаркомы.

Если по показаниям анализа крови b-лимфоциты понижены, речь идёт о лимфопении. Показатель может говорить:

  • об истощении костного мозга;
  • болезни эндокринного характера (сахарный диабет, тиреотоксикоз);
  • протекающей лучевой болезни;
  • наличие отклонений генетического характера.

Работа с токсическими химическими реактивами типа бензола и пестицидов создаёт эффект уменьшения лимфоцитов в формуле.

Средство, стимулирующее антигеннезависимую дифференцировку b-лимфоцитов

Изобретение относится к медицине и медицинской промышленности и заключается в применении пептида формулы Tyr-Clu-Gly (L-тирозил-L-глутамил-L-глицин) в качестве средства, стимулирующего антигеннезависимую дифференцировку В-лимфоцитов. Сущность изобретения состоит в том, что в качестве средства, стимулирующего антигеннезависимую дифференцировку В-лимфоцитов, используют синтетический пептид структурной формулы: L-тирозил-L-глутамил-L-глицин (Tyr-Glu-Gly). Изобретение направлено на расширение арсенала и повышение биологической активности средств, стимулирующих антигеннезависимую дифференцировку В-лимфоцитов. 3 табл.

Изобретение относится к медицине и медицинской промышленности и заключается в применении пептида формулы Tyr-Glu-Gly (L-тирозил-L-глутамил-L-глицин) в качестве средства, стимулирующего антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов.

Антигеннезависимая дифференцировка B-лимфоцитов представляет собой процесс образования функционально полноценных B-лимфоцитов из клеток-предшественников, который протекает на территории центральных органов иммунитета. Антигеннезависимая дифференцировка заканчивается образованием зрелого B-лимфоцита, имеющего определенные мембранные маркеры (иммуноглобулиновые рецепторы, антигены CD21, CD22 и др.), отсутствующие на ранних стадиях развития . Одним из механизмов развития иммунодефицита по B-системе иммунитета является угнетение антигеннезависимой дифференцировки B-лимфоцитов. Применение в таких случаях стимуляторов антигеннезависимой дифференцировки может привести к нормализации иммунного статуса организма. Известен ряд веществ, обладающих способностью стимулировать антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов. Впервые такое свойство было описано у экстрактов из центральных органов иммунитета — бурсы Фабрициуса птиц и костного мозга млекопитающих. Известны работы, в которых описывается экстракт из ткани сумки Фабрициуса птиц, способный стимулировать антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов и представляющий собой грубый экстракт животного сырья, из которого не было выделено и идентифицировано активное начало . Методом уксуснокислой экстракции из ткани сумки Фабрициуса птиц выделено вещество, стимулирующее созревание B-лимфоцитов , которое представляет собой комплекс щелочных полипептидов с молекулярной массой от 2 до 12 кД, относящихся к классу «цитомединов» и названное впоследствии «бурсилин». Данное вещество обладает низкой активностью и стимулирует антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов в культуре клеток лишь в концентрации 100 мкг/мл . К стимуляторам антигеннезависимой дифференцировки B-клеток относятся и гемолимфопоэтические ростковые факторы, полученные из супернатанта культуры клеток костного мозга и имеющие белковую природу с ММ 110-140 кД, что придает веществу дополнительные аллергогенные свойства. Кроме того, данное вещество стимулирует антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов лишь в концентрации от 5 до 10 мг/мл . Вышеописанные вещества состоят из комплекса пептидов, которые способны стимулировать антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов. Использование их в качестве лекарственных средств затруднено в связи со сложностью способов получения, малым выходом активных веществ, значительной вариабельностью их физико-химических свойств, а также из-за возможности возникновения у больных побочных реакций вследствие присутствия в данных препаратах из сумки Фабрициуса и костного мозга балластных высокомолекулярных компонентов. Предпочтительнее использовать низкомолекулярные синтетические пептидные соединения. Они эффективны в чрезвычайно малых дозах, не оказывают аллергогенного и токсического действия на организм. Известен синтетический пептид, имеющий формулу Lys-His-Gly-NH2 (L-лизил-L-гистидил-глицинамид), способный стимулировать антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов , выпускаемый под фирменным названием «бурсин» («Sigma», Швеция). Данное средство по технической сущности и достигаемому эффекту является наиболее близким к предлагаемому решению и является его прототипом. Согласно прототипу, синтетический трипептид Lys-His-Gly-NH2 дозозависимо и избирательно стимулирует дифференцировку предшественников B-клеток в зрелые B-клетки, другими словами стимулирует антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов, но не влияет на T-клеточную дифференцировку. Однако данный пептид обладает низкой биологической активностью. Так, максимальная активность вещества проявляется в концентрации 1 мкг/мл in vitro и 1 мг/кг веса тела при парентеральном введении in vivo. Настоящее изобретение направлено на расширение арсенала и повышение биологической активности средств, стимулирующих антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов. Решение поставленной задачи достигается тем, что в качестве средства, стимулирующего антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов, предлагаются использовать синтетический пептид структурной формулы L-тирозил-L-глутамил-L-глицин (Tyr-Glu-Gly). Трипептид формулы Tyr-Glu-Gly был обнаружен нами в ткани сумки Фабрициуса — центральном органе гуморального иммунитета птиц и в дальнейшем синтезирован. Трипептид синтезировали твердофазным методом, путем наращивания пептидной цепи с N-конца. При экспериментальном изучении биологической активности заявляемого вещества выявлена его способность стимулировать антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов. Специфическую активность предлагаемого средства оценивали по способности последнего вызывать экспрессию дифференцировочных антигенов, являющихся маркерами зрелого B-лимфоцита. Уровень экспрессии дифференцировочных антигенов оценивали методом непрямой мембранной иммунофлюоресценции с использованием моноклональных антител (МкАТ) LT21, LT22 и CH2 («Сорбент», Москва) к дифференцировочным антигенам CD21, CD22 и IgM, являющихся маркером зрелой B-клетки — завершающего этапа антигеннезависимой дифференцировки B-лимфоцитов. Исследование проводили на лимфоцитах ожоговых больных, поскольку известно, что при ожоговой болезни нарушается антигеннезависимая дифференцировка B-лимфоцитов и в периферической крови резко снижается количество зрелых форм B-клеток . Лимфоциты периферической крови больных с ожогами IIIб — IV степени 15 — 30% поверхности тела инкубировали в течение 2 часов при температуре 37oC в полной питательной среде с исследуемым средством в концентрациях от 0,01 до 1 мкг/мл. В качестве контроля исследовали лимфоциты больных с ожогами с добавлением аналогичного объема физиологического раствора. Полученные данные представлены в таблицах 1 и 2. Установлено, что у больных с ожогами снижено количество лимфоцитов, несущих поверхностный IgM. Предлагаемый пептид Tyr-Glu-Gly дозозависимо стимулирует экспрессию иммуноглобулиновых рецепторов. Так, заявляемое средство эффективно в концентрациях от 0,05 до 1 мкг/мл, причем максимальная активность наблюдается при концентрации пептида 0,1 мкг/мл. В то же время известное средство бурсин проявляет аналогичную активность лишь в концентрации 0,5-1 мкг/мл. Таким образом, предлагаемое средство — синтетический пептид Tyr-Glu-Gly — увеличивает количество зрелых B-лимфоцитов, несущих IgM-рецепторы в дозах, в 10 раз меньших, чем бурсин. Установлено, что у больных с ожогами снижено количество лимфоцитов, несущих маркеры зрелого B-лимфоцита CD21 и CD22. Инкубация лимфоцитов ожоговых больных с пептидом Tyr-Glu-Gly приводит к достоверному увеличению числа CD21+ и CD22+ клеток в концентрации от 0,05 до 1 мкг/мл, приближая эти показатели к нормальным, причем максимальная активность пептида Tyr-Glu-Gly наблюдается в концентрации 0,1 мкг/мл. В то же время известное средство бурсин проявляет свою активность лишь в концентрации 0,5-1 мкг/мл. Таким образом, пептид Tyr-Glu-Gly увеличивает количество зрелых B-лимфоцитов, несущих антигены CD21 и CD22 в дозах, в 10 раз меньших, чем бурсин. Специфическую биологическую активность заявляемого средства изучали также в опытах in vivo на модели эмбриональной бурсэктомии. Известно, что в сумке Фабрициуса происходит антигеннезависимая дифференцировка B-лимфоцитов и ее удаление сопровождается нарушением этого процесса . При этом наблюдается выраженное угнетение гуморального иммунитета, что связано с отсутствием у бурсэктомированных птиц зрелых B-лимфоцитов, способных вовлекаться в иммунный ответ. Бурсэктомированные цыплята значительно отстают в росте и практически полностью погибают после 7-8 недели жизни. Эмбриональную бурсэктомию выполняли хирургическим путем на 19 день эмбрионального развития, контрольная группа эмбрионов в эти же сроки подвергалась ложной операции с воспроизведением всех этапов оперативного вмешательства за исключением удаления бурсы Фабрициуса. Начиная с месячного возраста в течение недели бурсэктомированные цыплята внутримышечно получали пептид Tyr-Glu-Gly и бурсин в дозах 0,01, 0,05, 0,1 и 1 мг/кг массы тела. Контролем служили бурсэктомированные цыплята, получавшие физиологический раствор в аналогичном объеме. Количество зрелых B-лимфоцитов, имеющих поверхностные иммуноглобулины, определяли в реакции непрямой мембраной иммунофлуоресценции с использованием антител к куриным IgG

-цепи) и легким цепям иммуноглобулинов курицы («Sigma», Швеция). Известно, что Ig-рецепторы являются дифференцировочным маркером B-клеток и определяются у B-лимфоцитов на заключительных этапах антигеннезависимой дифференцировки, но отсутствуют на стадии пре-B-клетки . Полученные результаты приведены в таблице 3. Установлено, что при эмбриональной бурсэктомии у цыплят резко снижается количество B-лимфоцитов, несущих на своей поверхности Ig-рецепторы , в частности мембранный IgG. Введение трипептида Tyr-Glu-Gly в дозах от 0,01 до 1 мг/кг веса бурсэктомированным птицам приводит к повышению количества зрелых B-лимфоцитов, имеющих Ig-рецепторы на своей поверхности, причем максимальная активность пептида Tyr-Glu-Gly зарегистрирована в концентрации 0,1 мг/кг веса тела. Аналогичный эффект достигается и введением бурсина в дозах от 0,1 до 1 мг/кг веса, а максимальная активность бурсина проявляется в концентрации 1 мг/кг веса тела цыпленка. Таким образом, пептид Tyr-Glu-Gly стимулирует антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов в концентрациях, в 10 раз меньших, чем известный пептид Lis-His-Gly-NH2. У бурсэктомированных цыплят вследствие нарушения дифференцировки B-лимфоцитов значительно угнетается гуморальный иммунный ответ, развивается лейкопения, уменьшается вес тела и лимфоидных органов. Введение заявляемого пептида приводит к индукции антигеннезависимой дифференцировки B-клеток, увеличению количества функционально полноценных B-лимфоцитов, что выражается в нормализации иммунного ответа, возрастании числа лейкоцитов периферической крови, веса тела, селезенки и тимуса. Результаты экспериментального изучения заявляемого средства свидетельствуют о его высокой специфической активности. Предлагаемый синтетический пептид Tyr-Glu-Gly оказывает выраженное стимулирующее действие на дифференцировку B-лимфоцитов. Это демонстрируется в следующих примерах. Пример 1. Синтетический пептид Tyr-Glu-Gly стимулирует антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов in vitro на модели лимфоцитов больных с ожогами. Кровь больных с ожогами IIIб-IV степени 15-30% поверхности тела стабилизировали гепарином (25 Ед/мл). Лимфоциты периферической крови выделяли на градиенте плотности фиколл-верографин (плотность 1,077 г/мл). Количество клеток в суспензии при подсчете в камере Горяева составило 2106/мл, жизнеспособность клеток при окрашивании трипановым синим 98%. Лимфоциты инкубировали в среде RPMI-1640 («Flow») с добавлением 5% эмбриональной телячьей сыворотки («Flow»), 2 мМ L-глютамина («Flow»), 40 мкг/мл гентамицина («Фармахим») и 5 мМ HEPES-буфера в течение 2 часов при температуре 37oC. Трипептид Tyr-Glu-Gly добавляли в культуру лимфоцитов в концентрации 0,1 мкг/мл. В качестве контроля использовали физиологический раствор в соответствующем объеме. Уровень экспрессии дифференцировочных антигенов оценивали в реакции непрямой иммунофлюоресценции с использованием моноклональных антител анти-СD21, анти-СD22 и анти-IgM. В качестве вторых антител использовали антитела, меченные ФИТЦ («Сорбент», г.Москва). Регистрацию зеленой флюоресценции ФИТЦ проводили с помощью микроскопа «ЕС Люмам-РПО 11» (окуляр х3, объектив х90) при подсчете минимум 200 клеток в препарате. У больных с ожогами по сравнению со здоровыми донорами значительно снижается количество клеток, несущих на своей поверхности дифференцировочные антигены CD21 (с 8,90,8 до 5,90,9%), CD22 (с 9,90,9 до 5,61,1%) и IgM (с 7,90,5 до 4,70,6 %). При инкубации лимфоцитов ожоговых больных с пептидом Tyr-Glu-Gly достоверно увеличивалось количество зрелых B-лимфоцитов, экспрессирующих дифференцировочные антигены CD21, CD22 и IgM, и составило соответственно 8,6 0,6% (p<0,01), 9,0 0,8% (p<0,01) и 7,2 0,6% (p<0,01). На 19 день инкубации эмбрионы цыплят-бройлеров породы «Леггорн» подвергали хирургической бурсэктомии в асептических условиях. В эти же сроки контрольную группу эмбрионов подвергали ложной операции с воспроизведением всех этапов оперативного вмешательства за исключением удаления бурсы Фабрициуса. Начиная с 4-недельного возраста в течение недели бурсэктомированным цыплятам 1 раз в сутки внутримышечно вводили пептид Tyr-Glu-Gly в дозе 0,1 мг/кг массы тела. Контролем служили бурсэктомированные цыплята, получавшие физиологический раствор в аналогичном объеме. Оценку эффективности антигеннезависимой дифференцировки В-лимфоцитов у экспериментальных животных производили в реакции непрямой мембраной иммунофлуоресценции с использованием антител к куриному IgG и легким цепям иммуноглобулинов курицы («Sigma», Швеция). Для этого у птиц по окончании курса лечения забирали кровь, стабилизировали гепарином (25 Ед/мл). Далее из гепаринизированной периферической крови выделяли лимфоциты путем центрифугирования на градиенте плотности фиколл-верографин. Полученные клетки трижды отмывали средой 199 без ионов кальция при 37oC. Жизнеспособность клеток в тесте с поглощением трипанового синего составила 96-98%. Затем лимфоциты инкубировали с моноклональными антителами против IgG и легких цепей иммуноглобулинов кур при температуре 37oC в течение 30 минут. После этого клетки трижды отмывали PBS, инкубировали с ФИТЦ-мечеными антителами («Sigma», Швеция) в течение 30 минут при 4oC, отмывали PBS. Клетки помещались на предметное стекло в смесь равных частей глицерина и PBS и исследовались под люминисцентным микроскопом «ЕС Люмам-РПО 11». В каждом препарате подсчитывалось от 200 до 500 клеток. При бурсэктомии наблюдается достоверное снижение числа общих sIg+ клеток, а также sIgG+ клеток. Так у ложнооперированных и эмбрионально бурсэктомированных птиц количество клеток, несущих поверхностный IgG, составило 9,6 0,9 и 3,4 0,5% (p<0,01), общий Ig 19,1 1,1 и 8,7 0,5% (p<0,01) соответственно. Установлено, что при введении пептида Tyr-Glu-Gly бурсэктомированным цыплятам увеличивается количество зрелых B-лимфоцитов, имеющих иммуноглобулиновые рецепторы. Число sIgG+ клеток возрастало с 3,4 0,5 в контроле до 7,8 0,6% в опыте (p<0,01), а количество sIg+ клеток с 8,7 0,5 до 14,6 0,7% (p<0,01), приближаясь к нормальным показателям, хотя и не достигая их. По сравнению с известным средством Lis-His-Gly-NH2 (прототип) заявляемый пептид Tyr-Glu-Gly способен стимулировать антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов в дозах, в 10 раз меньших, что свидетельствует о его большей специфической активности. Уменьшение дозировки пептида для достижения аналогичного эффекта дает возможность уменьшить риск побочного влияния. Таким образом, при экспериментальном изучении специфической активности заявляемого вещества установлено, что трипептид Tyr-Glu-Gly обладает свойством стимулировать антигеннезависимую дифференцировку B-лимфоцитов. Источники информации 1. Самойлова Р.С. Онтогенез нормальных B-лимфоцитов человека // Гематол. и трансфузиол. — 1993. — N 4. — С. 18-22. 2. Burrows P.D., Cooper M.D. B cell development and differentiation // Curr. Opin. Immunol. — 1997. — Vol. 9 — N 2 — pp. 239-244. 3. Brand A. , Gilmour D. G., Goldstein G. Lymphocyte-differentiating hormone of bursa of Fabricius // Science. — 1976. — Vol. 193. — P. 319-321. 4. Goldstein G. , Scheid M., Boyse E.A. et al. Thymopoietin and bursopoietin: induction signals regulating early lymphocyte differentiation // Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol., — 1977. — N 41. — P. 5-8. 5. Авторское свидетельство СССР N 1438044, МКИ5 A 61 K 39/00, 1985. 6. Степанов А.В. Полипептидные факторы из сумки Фабрициуса и их влияние на иммуногенез и гемостаз: Автореф. дис. канд. мед. наук. — Чита, 1988. — 22 с. 7. Патент США N 5264418, МКИ5 C 07 K 3/20, 1993. 8. Патент США N 4584284, МКИ4 A 61 K 37/24; C 07 K 5/08; C 08 F 283/00, 1986. 9. Колкер И.И., Вишневская С.М., Панова Ю.М. и др. Содержание T- и B-лимфоцитов у больных с термическими ожогами // Клинич. медицина. — 1985. — N 7. — С. 87-93. 10. Белоцкий С.М., Борисова Т.Г., Снастина Т.И. и др. Характеристика фагоцитов, T- и B-лимфоцитов у обожженных // Иммунология. — 1983. — N 6. — С. 51-54. 11. Jalkanen S., Granfors K., Jalkanen M. et al. Immune capacity of the chicken bursectomized at 60 hr of incubation: surface immunoglobulin and B-L (Ia-like) antigen-bearing cells // J. Immunol. — 1983. — Vol. 130. — N 5. — P. 2038-2041.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *