Иммунная система

Иммунные процессы осуществляются клетками костномозгового про-

исхождения, относящимися к двум кроветворным линиям — миелоидной

и лимфоидной. Миелоидные клетки ≪ отвечают≫ за реакции врожденного,

лимфоидные — преимущественно за реакции адаптивного и только час-

тично — врожденного иммунитета (рис. 1.2).

Врожденный иммунитет реализуется клетками (преимущественно фаго-

цитами), практически не нуждающимися в межклеточных контактах и ком-

муникациях. В связи с этим отсутствует необходимость их локализации в

специализированных органах иммунной системы: амебоциты беспозвоноч-

ных и миелоидные клетки позвоночных широко распределены по организ-

му; особенно богаты ими барьерные ткани. До формирования адаптивного

иммунитета (например, у беспозвоночных) специальные органы иммунной

системы отсутствовали.

Адаптивный иммунный ответ основан на постоянных межклеточных

контактах и кооперации между клетками. Кроме того, в связи с клональной

природой ответа возникает необходимость в особых механизмах концент-

рации (рекрутирования) клеток конкретных клонов в определенном месте.

Обеспечение диалога между клетками и их вовлечение в иммунный ответ

возможно лишь в условиях органной структуры. Поскольку адаптивный

иммунный ответ обеспечивается лимфоидными клетками, органы иммун-

ной системы являются прежде всего лимфоидными органами.

Иммунная система состоит из центрального и периферического отде-

лов (рис. 1.3).

Центральный отдел содержит органы (первичные, или цент-

ральные, лимфоидные органы), в которых происходят дифференцировка и

созревание лимфоцитов: костный мозг и тимус (вилочковая железа).

Костный мозг — основной орган лимфо- и гемопоэза. Кроме того, он служит местом

сосредоточения эффекторных клеток адаптивного иммунитета (например,

плазмоцитов). Таким образом, только тимус является чисто центральным

лимфоидным органом. Основная его функция — обеспечение развития

Т-лимфоцитов (см. ниже). У птиц, некоторых рептилий, а также у жвачных

млекопитающих имеется особый тип центральных лимфоидных органов или

лимфоидных структур, в которых развиваются В-лимфоциты (у птиц иреп-

тилий — сумка, или бурса Фабриция).

Название центральных лимфоидных органов определило обозначение основных типов лимфоцитов: Т (тимусзависимые) и В (бурсазависимые).

Название третьего типа лимфоидных клеток —

NK-клеток — происходит от выполняемой ими функции(естественные кил-

леры — naturalkillers).

Периферический отдел иммунной системы образован вторичными (пери-

ферическими) лимфоидными органами: неинкапсулироваными лимфоид-

ными структурами, связанными со слизистыми оболочками, диффузно

распределенными лимфоидными и миелоидными клетками и инкапсули-

рованными (т.е. истинными, морфологически изолированными) лимфоид-

ными органами. Лимфоидные органы взаимосвязаны путями рециркуляции

лимфоцитов (лимфатическая и кровеносная системы). Выделяют 3 раз-

новидности инкапсулированных лимфоидных органов — лимфатические

узлы, селезенка и пейеровы бляшки. Все лимфоидные органы организова-

ны сходным образом. В качестве примера можно рассмотреть структуру

лимфатических узлов (см. рис. 3.68). В них выделяют зоны сосредоточения

Т-лимфоцитов (паракортикальные зоны), В-лимфоцитов (фолликулы), а

также сегменты, в которых В- и Т-клетки соседствуют друг с другом.

В селезенке аналогично структурирована белая пульпа. Собственно, именно

белая пульпа представляет вторичный лимфоидный орган, тогда как крас-

ная пульпа имеет иную структуру и ее функции только частично относятся

к иммунитету. Аналог лимфатических узлов — пейеровы бляшки кишеч-

ника, содержащие структуры, связанных с транспортом антигенов через

эпителиальный барьер; их главным компонентом являются эпителиальные

М-клетки. Лимфоидные образования слизистых оболочек (миндалины,

одиночные фолликулы, аппендикс) соответствуют отдельным структур-

ным элементам лимфоидных органов, чаще всего лимфоидным фолли-

кулам. Комплекс этих образований вместе с диффузно распределенными

лимфоцитами, пейеровыми бляшками и региональными лимфатическими

узлами формирует лимфоидную ткань, связанную со слизистыми оболочками

(Mucosa-associated lymphoidtissue — MALT). Стромальныеклетки лимфоид-

ных органов и MALT способны привлекать клетки соответствующих типов

и поддерживать их жизнеспособность, т.е. формируют для них нишу.

Завершив развитие в костном мозгу, миелоидные клетки поступают в

кровь и некоторое время (обычно короткое) циркулируют в кровотоке.Из

кровотока они мигрируют в ткани, в которых живут от нескольких сутокдо

месяцев или лет. Кроме такого конститутивного пути миграции, существует

экстренная миграция клеток (в основном миелоидных) из кровотока вместа

контакта с патогеном и очаг воспаления. Миелоидные клетки, участвую-

щие в иммунных процессах, представлены моноцитами, нейтрофильными,

эозинофильными и базофильными гранулоцитами. Некоторые разновидности

миелоидных клеток практически не выявляются в кровотоке (хотя онитоже

проходят стадию циркуляции), но присутствуют в тканях: тучные клетки

и 2 типа тканевых клеток, образующихся из моноцитов, — макрофаги и

дендритные _клетки. Последние играют роль посредника между врожденным

и адаптивным иммунитетом. Миелоидные клетки экспрессируют комплекс

рецепторов, распознающих PAMP.

Как уже было упомянуто, выделяют 3 основных типа лимфоцитов —

Т-, В- и естественные киллеры. NK-клетки относят к клеткам врожденного

иммунитета. Естественные киллеры распознают молекулы (стрессорные

молекулы), отличные от распознаваемых миелоидными клетками(PAMP).

Как отмечалось, В- и Т-лимфоциты распознают антигены, однако это

распознавание происходит по-разному. Иммуноглобулиновый рецептор

В-клеток (BCR) дает им возможность распознавать нативный антигенкак

в свободной, так и в связанной с мембранами формах. Рецептор Т-клеток

(TCR) распознает только фрагменты антигена, связанные с молекулами

MHC. В процесседифференцировки в Т- и В-лимфоцитах происходит

перестройка генов, кодирующих рецепторы для антигенов. В результате

каждая клетка экспрессирует рецептор, уникальный по специфичности.

Рецепторы такой же специфичности имеют все потомки этой клетки (клон).

В процессе селекции погибает большинство опасных аутоспецифических

клонов как Т-, так и В-клеток. Популяции Т- и В-лимфоцитов участвуют в

иммунных реакциях клонального типа, при которых в ответ вовлекаются

только клетки клонов, экспрессирующих рецепторы нужной специфичнос-

ти (в отличие от естественных киллеров, не отличающихся друг от другапо

специфичности).

Популяции лимфоцитов гетерогенны не только по структуре анти-

генраспознающего рецептора. К естественным (т.е. формирующимся в

процессе нормальной дифференцировки, не связанной с действием чуже-

родных антигенов) относят 3 субпопуляции В-клеток. В1-клетки локали-

зованы в серозных полостях и барьерных тканях, несут рецептор с низкой

специфичностью к антигену, спонтанно вырабатывают низкоаффинные

антитела преимущественно IgM-изотипа, в том числе к аутоантигенам.

В- клетки маргинальной зоны — клетки, сходные с В1, но локализующиеся в

маргинальной зоне селезенки. В2-клетки, которые мы привыкли называть

обычными В-клетками, локализованы в селезенке и лимфатических узлах

(в том числе в фолликулах), костном мозгу, лимфоидных тканях кишечни-

ка; эти клетки отвечают за образование высокоспецифичных и высокоаф-

финных антител разных изотипов.

Число естественных субпопуляций Т-лимфоцитов значительно боль-

ше. Прежде всего это — γ δ Т и α β Т-клетки, отличающиеся типом TCR,

а следовательно специфичностью распознавания и спектром функ-

ций. Среди α β Т-клеток выделяют NKT-лимфоциты, совмещающие боль-

шинство функций NK клеток и некоторые функции Т-лимфоцитов.

От обычных α β Т-клеток они отличаются ограниченностью репертуара спе-

цифичностей TCR и преимущественным участием в распознавании липид-

ных (а не пептидных) эпитопов. Среди ≪ классических≫ α β Т-клетоквыделя-

ют субпопуляции CD4+ и CD8+ Т-клеток, отличающиеся двумя основными

особенностями — распознаванием антигенных пептидов в составе разных

молекул MHC (соответственно классов II и I) и функцией: после стиму-

ляции антигеном CD4+ Т-клетки выступают в качестве хелперов, а CD8+

Т-клетки — в качестве цитотоксических Т-лимфоцитов. Если CD8+ Т-клетки

в процессе иммунного ответа функционируют как единая субпопуляция,

то среди CD4+ клеток выделяют несколько ≪ адаптивных≫ субпопуляций, о

которых будет сказано ниже. Однако существует одна естественная субпо-

пуляция CD4+ Т-клеток, существенно отличающаяся от остальных Т-хелпе-

ров — естественные регуляторные Т-клетки. Их функция состоит в контроле

активности аутоспецифических клонов Т-лимфоцитов, не удаленных в про-

цессе отрицательной селекции, мигрировавших в периферический отдел

иммунной системы и создающих опасность аутоагрессии.

Лимфоциты, особенно Т-клетки, постоянно рециркулируют — выходят

из лимфоидных органов в лимфу, мигрируют с ней в кровоток и возвраща-

ются через посткапиллярные венулы обратно в орган. При этом благодаря

экспрессии молекул адгезии и рецепторов для хемокинов (хемотаксических

факторов, определяющих направление миграции клеток) рециркулирую-

щие клетки при каждом ≪ витке≫ рециркуляции с высокой избирательнос-

тью попадают в участки лимфоидных органов, специализированные для

этого типа клеток. Некоторые миелоидные и лимфоидные клетки (в осо-

бенности ранее контактировавшие с антигеном) диффузно распределяются

в барьерных и в меньшей степени — в других нелимфоидных тканях.

Клетки иммунной системы существенно различаются по сроку жизни.

В соответствии с этим варьирует скорость их обновления.

Численность клеток каждого типа строго контролируется гомеостатическимимеханизмами.