АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ ИММУННОГО РЕАГИРОВАНИЯ

Пусковым моментом для включения специфического иммунного ответа является взаимодействие T–хелпера с АПК (при первичном иммунном ответе — дендритной клеткой), на поверхности которой присутствует антигенный пептид, комплексированный с молекулой MHC класса II (Петров Р.В., 1970; Germain R.N., Castellino F., Han R. et al., 1996; Madden D.R., 1995; Nicholson L.B.,Kichroo V.K., 1997). АПК лишены какой–либо специфичности в отношении представляемого Аг. На их поверхности присутствуют молекулы MHC класса II, связавшие пептидные фрагменты тех молекул, которые поступили путём эндоцитоза внутрь клетки из окружающей среды. При этом на долю комплексов MHC–II с чужеродным пептидом приходится чрезвычайно малая доля всех экспрессируемых MHC–пептидных комплексов. С другой стороны, клоны T–хелперов, которые несут Рц, способный распознать «искомый» комплекс MHC–II–пептид, составляют ничтожно малую часть всей субпопуляции CD4⁺ лимфоцитов (Janeway C.A., 1992; Madden D.R., 1995). Это делает проблематичной вероятность непосредственного контакта АПК и T–хелпера, способных взаимодействовать на основе распознавания Рц TCR комплекса MHC–II–пептид. Вероятность такой встречи повышается благодаря механизму «улавливания» рециркулирующих лимфоцитов (Picker L.J., Butcher E.C., 1993). Суть его состоит в следующем. При прорыве барьеров и начале агрессии в определённом регионе организма быстро развивается воспаление, в которое вовлекается региональный лимфатический узел. Это сопровождается временной задержкой в нем рециркулирующих лимфоцитов, по преимуществу T–класса. Параллельно в узел поступают АПК, несущие антигенный пептид. Контакт АПК с T–лимфоцитами специфического клона приводит к его иммобилизации, тогда как остальные клоны продолжают процесс рециркуляции. В результате в региональном лимфатическом узле избирательно скапливаются T–клетки тех клонов, которые распознают Аг и которым предстоит реагировать на него.

Рис. 5. Молекулярные основы межклеточной адгезии. Аг — антиген. Пояснения в тексте.

Распознаванию антигенсодержащего комплекса (рис. 5) предшествует установление между клетками слабых контактов, обеспечивающих взаимное «прощупывание». Вероятно, это контакты обусловлены взаимодействием молекул адгезии CD2 (на T–клетках) и CD58 (на АПК). Это создаёт предпосылку для специфического распознавания антигенсодержащей структуры Рц T–хелпера (Banchereau J., Steinman R.M.,1998; Cantrell D., 1996). Однако само по себе это взаимодействие слишком слабо, чтобы удержать клетки в контакте. Участие корецептора CD4 существенно повышает сродство комплексов, но всё равно требуются дополнительные межмолекулярные взаимодействия для того, чтобы сохранить контакт. Стабилизация взаимодействия T–хелперов и АПК достигается благодаря попарному взаимодействию молекул адгезии, присутствующих на их поверхности или появляющихся в процессе установления контакта (Janeway CA., 1992; Madden D.R., 1995; Zinkernagel R.M., Doherty P.C., 1997). Помимо уже упомянутой пары CD2 — CD58, эта адгезия обусловлена связыванием других молекул, в особенности b₁- и b₂-интегринов поверхности T–хелперов с их Рц (молекулами ICAM, VCAM), локализованными на АПК (рис. 5).

Взаимодействие Аг с Рц недостаточно не только для того, чтобы обеспечить прочный контакт, но и для того, чтобы вызвать активацию лимфоцитов, заставить их функционировать. Оно лишь «отмечает» те клоны, которые должны быть вовлечены в иммунный ответ. Участие корецепторов CD4 и CD8, а также ряда вспомогательных молекул, входящих в состав Рц, хотя и необходимо для запуска активационного сигнала, также недостаточно для его формирования. Ключевая роль в запуске активации T–хелперов и стимуляции АПК принадлежит взаимодействию пар костимулирующих молекул — CD28 –CD80/86 (B7.1, B7.2) и CD40L (CD154) — CD40 (в каждой паре первыми названы молекулы, экспрессируемые на T–хелперах, вторыми — на АПК) (см. рис. 5). Из этих молекул CD80 (в меньшей степени CD86) и CD40L появляются на поверхности клеток в ходе их взаимодействия. При связывании CD28 с молекулами B7 генерируемый сигнал поступает через CD28 в T–клетку, при взаимодействии CD40 и CD40L — через CD40 в АПК (в том числе B–клетку) (Chambers C.A., Allison J.P., 1997; Lenshaw D.J., Walunas T.L., Bluestone J.A., 1996; Linsey P.S., Ledbetter J.A., 1993; Stout R., Suttles J., 1996).

Сочетание сигналов, поступающих в T–хелпер через рецепторный комплекс TCR–CD3 и костимулирующую молекулу CD28, активирует клетку, выводя её из фазы покоя G0 в фазу клеточного цикла G1 (Van Seventer G.A., Simuzi Y, Shaw S., 1991). Это подготавливает клетку к пролиферации, которая лежит в основе любых форм проявления активности лимфоцитов. Особая роль пролиферации понятна: исходная численность любого клона слишком мала, чтобы эффективно обеспечить удаление Аг из организма. Но для пролиферации требуется участие ростовых факторов (в случае T–клеток — в первую очередь ИЛ–2). Основной результат активации T–клеток и состоит в индукции экспрессии генов ростовых факторов и их Рц (рис. 6).

Рис. 6. Последствия взаимодействия T–лимфоцитов и антигенпредставляющих клеток. ИЛ–2Р — интерлейкиновый Рц; ИЛ–2 — интерлейкин–2. Остальные обозначения те же, что и на рис. 1, 2.

Здесь нет возможности рассматривать природу активационных сигналов и механизмы активации лимфоцитов. Отметим лишь, что суть передачи активационного сигнала состоит в развитии каскада реакций, завершающихся формированием транскрипционных факторов, которые связываются с регуляторными участками упомянутых генов, что приводит к их экспрессии. В случае T–клеток формирующиеся в процессе передачи сигнала транскрипционные факторы АP–1, NF-АТ, NFkB вызывают экспрессию генов ростового фактора — ИЛ–2 — и его Рц, что создаёт условия для деления активированных T–клеток. Смысл костимулирующего эффекта, возникающего при связывании CD28, состоит во взаимодействии сигналов, поступающих от этой молекулы и от Рц, что приводит к усилению конечного эффекта (экспрессии ИЛ–2 и его Рц) (Lenshaw DJ., Walunas TL., Bluestone J.A., 1996; Linsey P.S., Ledbetter J.A., 1993).

Зависимость активации лимфоцитов не только от связывания Аг, но и от дополнительных сигналов проявляется и при вовлечении в иммунный ответ других типов лимфоцитов (Хаитов P.M., 1999;Cantrell D., 1996; Van Seventer G.A., Simuzi Y, Shaw S., 1991). Источником костимулирующих сигналов для них обычно служат T–хелперы. Костимуляция при этом осуществляется как в форме контактных взаимодействий, так и с участием цитокинов, секретируемых T–хелперами. T–хелперы дифференцируются из CD4⁺ T–клеток вслед за их пролиферацией, вызванной описанными выше процессами. При этом образуются две основные разновидности T–хелперов, отличающихся набором секретируемых цитокинов — Th1 и Th2 (Arai К., Lee F., Miyajima F. et al., 1990; Paul W.E.,Seder R.A., 1994; Romagnani S., 1997; Seder R.A., Paul WE., 1994). Дифференцировку T–хелперов контролируют по преимуществу цитокины: ИЛ–12 способствует развитию Тh1, а ИЛ–4 — Тh2 (рис. 7). Ключевыми цитокинами, продуцируемыми Тh1, являются ИЛ–2 и ИФН–g. Первый служит фактором роста T–клеток и обеспечивает дифференцировку цитотоксических лимфоцитов (CD8⁺, NK), второй активирует макрофаги и служит провоспалительным цитокином. В результате Th1 выполняют функции хелперов реакций клеточного типа, в том числе реализуемых при участии макрофагов (гиперчувствительность замедленного типа) и цитотоксических лимфоцитов. Th2 вырабатывают комплекс цитокинов, в котором доминируют ИЛ–4, ИЛ–5, ИЛ–6. ИЛ–4 служит фактором роста B–клеток, способствует выработке IgE (аллергических АТ) и реализации других процессов, способствующих формированию аллергических реакций; ИЛ–5 является фактором роста и дифференцировки эозинофилов и фактором роста B–клеток; среди широкого спектра эффектов ИЛ–6 — поддержка развития и пролиферации B–клеток и их потомков — плазматических клеток, образующих АТ. Таким образом, Th2 являются хелперами гуморального иммунного ответа и способствуют развитию аллергических реакций. Между Th1 и Th2 существуют отношения антагонизма, реализуемые с участием их продуктов — соответственно ИФН–g и ИЛ–4 или ИЛ–10. Поэтому возникающий перевес одного типа хелперов над другим в дальнейшем закрепляется, что определяет преобладающую форму иммунного ответа (Mossmann T.R., Sad S., 1996; Reiner S.I., Seder R.A., 1995; Romagnani S., 1997).

Рис. 7. Развитие, взаимодействие и функции T–хелперов типов Th1 и Th2. Мф — макрофаг; Nk — нормальный (естественный киллер); ИФНг — интерферон; ТК — тучная клетка; TNF — фактор некроза опухолей; ГМ–КСФ — гранулоцитарно–макрофагальный колониестимулирующий фактор. Остальные обозначения те же, что и на рис. 6.

Для развития гуморального ответа, который приводит к образованию АТ, способных специфически связывать Аг, необходимо как действие цитокинов, секретируемых Th2, так и контактные взаимодействия B–клеток и T–хелперов (Noelle R., 1995; Parker D.C., 1993; Paulnode D.M., 1992). B–лимфоциты при взаимодействии с T–хелперами обычно выполняют двойную роль — АПК и предшественников клеток, секретирующих АТ. При этом происходит рассмотренное выше взаимодействие костимулирующих молекул CD28 — B7.1/2 и CD40 — CD40L, причём для активации B–лимфоцитов важен сигнал, поступающий через молекулу CD40 (см. рис. 5).

Основные события, связанные с активацией и последующей пролиферацией B–лимфоцитов, происходят в местах сосредоточения B–клеток, а именно в фолликулах лимфоидных органов (Capra J.D., 1996; Noelle R., 1995). При воздействии Аг в эти фолликулы мигрируют T–лимфоциты. Стимулированные Аг и T–хелперами, B–лимфоциты начинают интенсивно делиться, формируя центры размножения (зародышевые центры). При этом происходит два важных процесса, затрагивающих гены иммуноглобулинов. Во-первых, происходит переключение C–генов, в результате которого на поверхности клеток появляются иммуноглобулины класса IgG, реже — IgA и IgE (вместо IgM и IgD, свойственных «наивным» B–клеткам). Во-вторых, в их V–генах резко (на несколько порядков) повышается частота мутаций. Это приводит к формированию многочисленных новых вариантов Рц и соответственно — субклонов B–лимфоцитов. Эти субклоны подвергаются селекции. В случае, если мутации приводят к ослаблению сродства Рц к Аг, клоны не получают поддерживающих сигналов со стороны дендритных клеток зародышевых центров (на которых фиксирован Аг) и гибнут. Напротив, в случае повышения сродства Рц к Аг клоны выживают и получают преимущества в отношении взаимодействия с T–хелперами и последующей пролиферации. Такие клетки впоследствии покидают фолликул, мигрируют в мозговые шнуры лимфатического узла, красную пульпу селезёнки, а также (особенно при вторичном ответе) — в костный мозг, где дифференцируются в плазматические клетки и секретируют АТ. В случае если стимуляция B–клеток произошла в пейеровых бляшках или брыжеечных лимфатических узлах, они мигрируют в подслизистый слой слизистой кишечника и дифференцируются преимущественно в IgA-секретирующие плазматические клетки. IgA–АТ осуществляют защиту слизистых оболочек и обладают способностью проникать в просвет кишечника.

Активация цитотоксических T–клеток требует, помимо связывания Аг в комплексе с молекулами MHC–I, также и воздействия ИЛ–2, источником которого служат Th1 или сами CD8⁺ T–клетки (Noelle R., 1995; Scott P., 1993). Процессы индуцированной Аг пролиферации и дифференцировки T–лимфоцитов происходят в тимусзависимых зонах — паракортикальной зоне лимфатических узлов и периартериальных муфтах селезёнки. Затем они поступают в рециркуляцию и расселяются в организме, проникая в очаги воспаления благодаря формированию в них участков повышенной проницаемости, обусловленной активацией эндотелиальных клеток и экспрессией ими молекул адгезии. T–лимфоциты, получившие сигнал от Аг в структурах кишечника и других отделах иммунной системы, связанной со слизистыми, после завершения дифференцировки возвращаются в слизистые оболочки и локализуются между эпителиальными клетками.

Результатом рассмотренных выше реакций лимфоцитов на Аг является формирование эффекторных клеток. Это плазматические клетки, секретирующие АТ, цитотоксические T–лимфоциты (CD8⁺) и эффекторы гиперчувствительности замедленного типа (CD4⁺). Мы не имеем возможности рассматривать пути и механизмы реализации эффекторных иммунных функций. Отметим лишь, что при этом происходит взаимодействие и взаимное усиление неспецифических и антигенспецифических эффекторных факторов. Антигенспецифические эффекторные факторы, сами по себе способные обусловливать иммунную защиту, при их комбинации с неспецифическими факторами придают последним прицельность и резко повышают эффективность их действия (Петров Р.В. и др., 1981; Хаитов P.M., 1999; Noelle R., 1995; Paul W.E., Seder R.A., 1994).

Дата добавления: 2014-12-12 | Просмотры: 1088 | Нарушение авторских прав