Несколько в стороне стоят NK-клетки (нормальные киллерные клетки) - большие бластные, гранулярные лимфоциты. Функционально они не относятся к клеточным элементам специфического иммунитета, поскольку не имеют основного инструмента, который позволил бы им войти в категорию специфических клеточных факторов иммунитета, - антигенраспознающих рецепторов. Их участие в иммунном процессе - неспецифическое разрушение чужеродных клеток (некоторых опухолевых клеток, вирусинфицированных клеток, неродственных трансплантатов).
Основная помощь в делении лимфоцитов на отдельные типы (популяции) и субпопуляции пришла из анализа их поверхностных молекулярных структур (рецепторов, маркеров), определяемых с помощью моноклональных антител.
Поскольку в отдельно взятой молекуле образуется несколько таких антител, выявляющих отличающиеся антигенные детерминанты одной и той же молекулы, и, более того, в разных лабораториях идентичные антитела получили различные обозначения, решено было все обнаруженные антигенные специфичности одной молекулы объединить под общим названием CD-антигены с определенным порядковым номером. Свое обозначение они получили от английского словосочетания «cluster designation». К настоящему времени известно более 150 таких кластеров. Изучая динамику появления CD-антигенов, удалось не только четко разделить все лимфоциты на определенные популяции и субпопуляции, но и проследить процессы дифференцировки лимфоцитов, изменение поверхностных клеточных структур в результате выполнения той или иной функции и выявить предназначение самих CD-антигенов в процессах становления и развития клеточных участников иммунного ответа.
В-клетки
Как уже отмечалось, В-клетки - малые лимфоциты, проходят практически полностью весь путь своего развития в костном мозге.
После прошедших дифференцировок они покидают место основного развития и перемещаются в периферические лимфоидные органы, где заселяют так называемые В-зоны или Т-независимые зоны этих органов. Периферические В-лимфоциты, потенциально способные к выполнению своей защитной функции - синтезу антител, представляют собой сферические клетки диаметром 7 - 9 мкм, с узкой каймой цитоплазмы, гетерохроматиновым бобовидным или округлым ядром, заполняющим практически весь объем клетки. Цитоплазматическая мембрана характеризуется наличием небольших выростов - микроворсинок.
Созревание и функция В-клеток неразрывно связаны с экспрессией на их поверхности самых разнообразных поверхностных молекул, которые обеспечивают им взаимодействие как с другими клетками, так и с лигандами, что и лежит в основе «жизненного обеспечения» этого типа клеток. Особое внимание следует обратить на те поверхностные структуры, которые экспрессируются только на В-клетках. Это в первую очередь поверхностный, или мембранный, иммуноглобулин (slg, или mlg).
При наличии меченых антител к иммуноглобулину легко вычленить В-клетки из общей популяции лимфоцитов. На мембране клетки slg связан с другими молекулярными структурами, образуя В-клеточный антигенраспознающий рецепторный комплекс BCR (от англ. - В cell receptor). Среди них необходимо отметить CD79-a и -Ь, а также CD 19, CD20, CD21, CD81, Leul3. Другая группа антигенов CD характеризуется более широкой клеточной экспрессией. Эти молекулярные структуры встречаются не только на В-клетках и участвуют в таких общих с другими клетками лимфомиелоидного комплекса процессах, как обеспечение дифференцировки, миграции и рециркуляции, костимуляции, клеточного взаимодействия и др.
Т-клетки
Т-клетки практически неотличимы по своей морфологии от В-лимфоцитов. Единственное, подчас трудно уловимое различие касается микроворсинок плазматической мембраны, которые у данного типа клеток выражены несколько слабее по сравнению с В-клетками и напоминают скорее небольшие вздутия цитоплазмы, чем собственно ворсинки.
Как и в случае с В-клетками, единственный достоверный способ отличить Т-клетки от остальных лимфоцитов состоит в регистрации на их поверхности маркеров и в первую очередь тех, которые специфичны только для данного типа лимфоцитов. Среди них главным является Т-клеточный антигенраспознающий рецептор - TCR (от англ. - Т cell receptor), который совместно с дополнительными молекулярными структурами-корецепторами (CD3, CD4, CD8, CD45) образуют Т-клеточный антигенраспознающий комплекс.
Самые первые этапы дифференцировки Т-клеток совершаются в костном мозге. Здесь от общего лимфоидного предшественника происходит дивергенция развития по двум самостоятельным путям: В- и Т-клеточным направлениям. Однако если В-клетки для своего формирования почти полностью довольствуются микроокружением костномозговой ткани, то основным местом развития Т-клеток является тимус. На этом этапе дифференцировки в костном мозге ранние предшественники Т-клеток несут общие антигены с тканью головного мозга: Sca-1 и Sca-2, а также в малом количестве наиболее характерный антиген Т-клеток - CD90 (Thy-1).
Основным антигеном, позволяющим обнаружить ранние предшественники Т-клеток, является Sca-1. Экспрессия антигена Thy-1 слишком слаба, чтобы быть надежным маркером при изучении процессов развития. В тимусе как основном органе формирования фенотипически (но не функционально) зрелых Т-клеток осуществляются главные события, связанные с экспрессией на поверхности тимоцитов основного маркера - рецептора TCR и сопутствующих ему белков, маркеров-корецепторов CD4 и CD8 (молекул, определяющих деление Т-клеток на субпопуляции Т-хелперов и Т-киллеров соответственно). Здесь же происходит усиление экспрессии маркера всех Т-клеток - антигена Thy-1. В тимусе в результате положительной и отрицательной селекции Т-клетки приобретают два существенных свойства: клональность - экспрессию отдельно взятой клеткой и ее потомством TCR только одной определенной специфичности и неспособность реагировать на собственные антигены за счет элиминации клеток, несущих TCR к таким антигенам.
NK-клетки
Среди лимфоцитов периферии имеется популяция, получившая название натуральных киллерных клеток (NK). Характерной особенностью этих лимфоцитоподобных клеток является отсутствие у них структур, способных к специфическому распознаванию антигена, подобных тем, которыми обладают Т- и В-клетки. В то же время они, как и Т-киллеры, разрушают определенную категорию чужеродных клеток, но в отличие от последних неспецифическим образом. Способность к такому лизису объединяет их с активированными макрофагами. В организме NK-клетки составляют около 15 % от всех лимфоцитов.
Наиболее характерными, функционально значимыми молекулами клеточной поверхности NK, обеспечивающими их контакт с чужеродными клетками и последующий лизис этих клеток-мишеней, являются CD56 (NKH1) - изоформа адгезивного белка N-CAM, CD 161 (NKR.P-1), и KAR (от англ. - killer activation receptor). Кроме этих рецепторов как специфических молекулярных структур NK имеются и такие, которые являются общими с другими клетками. Не обладая эффектом киллинга, они способствуют взаимодействию NK с клеткой-мишенью. К ним относится CD 16 (FcyRIII) - низко аффинный рецептор К-клеток (субпопуляции NK), связывающий агрегированный IgGl и IgG3. В реализации цитолиза в качестве вспомогательных структур участвуют также молекулы адгезии: CD11/CD18 (LFA-1, Мас-1, CR4), CD44, CD2 (LFA-2) и др.
Уникальным свойством NK является их способность быть инертными к собственным (аутологичным) клеточным антигенам гистосовместимости при сохранении агрессивности по отношению к клеткам, несущим гомологичные аллоантигены. В иммунологии это явление получило название «метка своего». Значение подобной дискриминационной функции состоит в контроле за возможными мутационными изменениями собственных антигенов. В таком контроле за неизменностью собственных антигенов, по крайней мере тех, которые относятся к молекулам I класса МНС, принимают участие структуры, относящиеся к суперсемейству иммуноглобулинов (см. гл. 5). Среди них: NKB. 1 (распознавание молекулы I класса HLA-B у человека), группа белков KIR (от англ. - killer inhibitory receptor), которые распознают молекулы HLA-C. Белки группы KIR представлены несколькими изоформами, т. е. гены, контролирующие их, образуют целые полигенные семейства. В каждой конкретной клетке экспрессируется только одна из возможных изоформ, что позволяет говорить об определенной клональной организации NK.
Гистогенез NK связан с развитием лимфоцитов вообще и Т-клток в частности. Предполагается, что NK являются ответвлением от самых ранних этапов Т-клеточного пути дифференцировки вкостном мозге. О близости между NK- и Т-клетками говорит ряд фактов: наличие общих маркеров и ростстимулирующих факторов, присутствие предшественников NK в тимусе, функциональная идентичность по конечному результату - разрушение чужеродных клеток, наличие (3-цепи Т-клеточного антигенраспознающего рецептора (TCR) у NK. Незрелые, еще не начавшие экспрессию основных дифференцировочных маркеров-корецепторов CD4- и СБ8-тимоциты (CD4-CD8-) эмбрионального тимуса, попадая в микроокружение селезенки, развиваются в NK-клетки. Из 24 маркеров CD у NK-клеток 5 являются общими только с Т-клетками. В категорию общих маркеров входят, с одной стороны, такой мажорный антиген NK, как CD56, а с другой - специфический антиген Т-киллеров CD8, представленный у NK в формеции этих эволюциоино наиболее древних клеток крайне разнообразны: участие в неспецифическом иммунном ответе, удаление отживших и разрушенных клеток собственного организма (функция мусорщика), специфический иммунный ответ в качестве презентирующей антиген клетки, выполнение функции цитотоксической клетки, продукция большого арсенала цитокинов и иных эндогенных соединений, регулирующих иммунный процесс.
Морфологически макрофаги детально охарактеризованы. Они представляют собой крупные полиморфные клетки диаметром 15 - 25 мкм, с ядром неправильной формы, имеющим тонко структурированный хроматин. Зрелые макрофаги подразделяются на подвижные, мигрирующие в очаги воспаления, места тканевой деструкции, и резидентные, локализованные в отдельных органах и тканях. К резидентным макрофагам относятся гистиоциты соединительной ткани, звездчатые ретикулоэндотелиоциты печени (купферовские клетки), альвеолярные макрофаги легких, макрофаги костного мозга, макрофаги селезенки и лимфатических узлов, клетки микроглии нервной системы.
Гистогенез макрофагов, как и других клеток лимфомиелоидного комплекса, начинается от стволовой кроветворной клетки костного мозга. Весь путь развития макрофагов проходит под влиянием клеточных и гуморальных факторов микроокружения. Первый этап дифференцировки приводит к образованию клетки-предшественницы для всех ростков миелоидного пути развития. На этом этапе действуют в первую очередь интерлей-кин-3 (ИЛ-3) и гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (ГМ-КСФ). Эти же факторы оказывают влияние и на последующие этапы дифференцировки, приводящие к образованию общего предшественника макрофагов и гранулоцитов, монобластов, промоноцитов. При образовании моноцитов определенная роль принадлежит ИЛ-6. Костномозговой путь развития завершается образованием промоноцита, который, мигрируя в кровь, трансформируется в моноцит. В крови моноцит в качестве самостоятельной клетки существует около 2 -6 ч, после чего мигрирует в периферические органы, где через стадию незрелого макрофага завершает свой путь развития, превращаясь в зрелую, не способную к пролиферации форму.
Среди мембранных белков макрофаги в отличие от других клеток имеют рецепторы ко всем классам иммуноглобулинов (CD 16, CD23, CD32, CD64). Важными для макрофагов как антигенпрезентирующих клеток являются корецепторы CD80 и CD86, хотя их полноценная экспрессия начинается только после стимуляции клеток. Два рецептора - CD1 lb/CD18 и CDllc/CD18 - существенны не только для связи с компонентами комплемента, но и для распознавания опсонизированных микробных и иных клеток, что приводит к эффективному их поглощению макрофагами. Для полноценной реализации своей основной функции - поглощения микробных тел, важен также рецептор CD 14, взаимодействующий с липополисахаридами бактерий. При взаимодействии с межклеточным матриксом и другими клетками макрофаги используют рецепторы, относящиеся к группе интегринов, например CD1 la/CD18, CD1 lb/ CD18, CD49 и др. Являясь активными эффекторными и регуляторными клетками в проявлении как неспецифического, так и специфического иммунного ответа, макрофаги обладают также набором рецепторов к цитокинам и другим биологически активным соединениям.
Дендритные клетки
Значительная роль на начальных этапах формирования специфического иммунного ответа принадлежит дендритным клеткам (ДК), способным представлять антиген в иммуногенной форме и сохранять его для ускоренного развития вторичного иммунного ответа, т.е. поддерживать иммунологическую память. Различают несколько типов дендритных клеток. Основными являются дендритные клетки тимуса, лимфатических узлов, слизистых оболочек, а также зародышевых центров - мест концентрации В-лимфоцитов в лимфоидной ткани. Предполагается, что клетки Лангерганса (белые отростчатые эпидермоциты) и вуалевые клетки лимфы представляют собой предшествующие, этапные формы дендритных клеток тимуса и лимфатических узлов. В то же время дендритные клетки зародышевых центров рассматриваются как самостоятельная субпопуляция локального происхождения.
Основной морфологической характеристикой всех дендритных клеток является наличие длинных выростов цитоплазмы (отсюда и название клеток - древовидный, ветвящийся). В строме лимфоидных органов эти клетки прочно фиксированы и окружены контактирующими с ними лимфоцитами. Гистогенез дендритных клеток точно не охарактеризован. Ясно только то, что они, за возможным исключением фолликулярных дендритных клеток, имеют костномозговое происхождение. При этом требуется дальнейшее внимательное изучение их полного пути развития. Клетки, ткани и органы иммунной системы входят в состав лимфомиелоидного комплекса. Комплекс включает костный мозг, тимус, селезенку, лимфатические узлы, лимфоидную ткань, ассоциированную с кишечником, соединительную ткань. Одна из определяющих функций комплекса состоит в обеспечении кроветворения (миелопоэза) и образовании клеток иммунной системы (лимфопоэза). Клетки крови (эритроциты, мегакариоциты, гра нулоциты, моноциты) и лимфоциты имеют общего родоначального предшественника - стволовую кроветворную клетку, локализованную в костном мозге. Однако на самом раннем этапе костномозговой дифференцировки происходит дивергенция общего стволового элемента на стволовую клетку для миелопоэза и стволовую клетку для лимфопоэза. Именно с данного момента лимфоидная (иммунная) система вступает в самостоятельный ранг, при этом ее автономия не означает полного разрыва с другими функциональными системами организма. Объединяющим моментом является в первую очередь набор общих регуляторных молекул (цитокинов, гормонов, медиаторов нервной системы и т.д.).
Широкое распространение по организму клеток лимфоидной системы роднит ее с кровеносной системой. «Оккупация» организма лимфоцитами проявляется в формах организации лимфоидной ткани: наличии диффузной инфильтрации лимфоцитами различных тканевых образований, скопления лимфоцитов в слизистых покровах, разветвленной сети лимфатических узлов и соединяющих их сосудов. Основные клетки иммунной системы - это Т- и В-лимфоциты, NK-клетки, макрофаги, дендритные клетки. Каждый из этих клеточных типов имеет свое, свойственное лишь ему сочетаниеповерхностных рецепторов и маркеров, что позволяет дифференцировать их не только морфологически, но и по особенностям экспрессии поверхностных молекул.
Лимфобласт (4 класс) – первая морфологически распознаваемая клетка лимфатического ряда. Его ядро округлой или слегка овальной формы с нежно-сетчатой структурой хроматина, содержит 1-3 ядрышка, располагается в центре клетки, иногда эксцентрично. Цитоплазма бледно-синего цвета, вокруг ядра более светлая.
5 класс - пролимфоцит - несколько меньше по величине. Ядро имеет рыхлую, грубую структуру, цитоплазма нежно-базофильная, иногда с азурофильной зернистостью (у Т-пролимфоцитов).
6 класс - лимфоцит - ядро округлой формы, иногда почковидное или бобовидное с глыбчатой, компактной структурой хроматина, местами с просветлениями. Цитоплазма узкая, иногда едва заметная, базофильная. Реже встречаются широкоцитоплазменные лимфоциты с менее базофильной цитоплазмой и азурофильной зернистостью.
К клеткам лимфоидного ряда относятсяплазматические клетки, происходящие из В-лимфоцитов через молодую предстадию - плазмобласт .
Плазмобласт – крупная клетка с эксцентрично расположенным ядром округлой или овальной формы. Структура ядра нежная, с мелкими зернами хроматина и 3-4 ядрышками. Цитоплазма интенсивно базофильная, не гомогенная, иногда несколько вытянута в одном направлении, с перинуклеарной зоной просветления.
Проплазмацит характеризуется эксцентрично расположенным ядром, с рыхлой структурой хроматина, который может приобретать характерное колесовидное расположение, могут наблюдаться нуклеолы. Цитоплазма не всегда имеет черты клеток этого ряда. Перинуклеарная зона просветления может отсутствовать. Окраска цитоплазмы может быть не интенсивно синей, а с сероватым оттенком.
Плазмоцит – зрелая плазматическая клетка удлиненной формы со специфическими чертами. Ядро пикнотическое, колесовидной структуры, как правило, расположено эксцентрично, ядрышки отсутствуют. Цитоплазма интенсивно базофильная с просветлением вокруг ядра, часто ячеистая (вакуолизированная).
Функции клеток лимфоидного ряда.
Лимфоциты представляют собой уникальную по разнообразию популяцию клеток, происходящих из различных поэтинчувствительных предшественников и объединенных единой морфологией. Подразделение лимфоцитов связано с их происхождением, функциональными особенностями и иммуноморфологической характеристикой.
Варианты классификации лимфоцитов:
А. По происхождению:
Т-лимфоциты (тимусзависимые) - предшественником является КОЕ КМ, ее дифференцировка происходит под влиянием тимозина (гормона тимуса),
В-лимфоциты - происходят из КОЕ КМ, но развиваются под влиянием активаторов, не связанных с тимусом,
В периферической крови выделяется третья сборная группа, не имеющая основных признаков (маркеров) Т- и В-лимфоцитов и обозначаемая как "ни Т- ни В-" или "0-субпопуляция". Эти клетки морфологически сходны с лимфоцитами, но различаются по происхождению и функциональным особенностям.
Б. По функциональным особенностям, связанным с их участием в иммунологической реакции:
лимфоциты, узнающие чужеродный АГ и дающие сигнал к началу иммунного ответа (антиген-реактивные клетки, клетки иммунной памяти),
лимфоциты, осуществляющие непосредственный ответ - эффекторы (цитотоксические клети - киллеры, эффекторы ГЗТ, антителопродуценты),
лимфоциты, помогающие образованию эффекторов - хелперы (помощники),
лимфоциты, тормозящие начало и осуществляющие окончание иммунной реакции (супрессоры).
В. Иммуноморфологическая классификация - разграничение их по функциональной принадлежности и происхождению с помощью определения на мембране набора рецепторов и антигенов, различного у каждой субпопуляции. С помощью мембранных структур клетка "узнает" АГ и взаимодействует с другими иммунокомпетентными клетками. Комплекс антигенных и рецепторных структур мембраны лимфоцита является иммуноморфологической характеристикой клетки. В него входят иммуноглобулины, АГ гистосовместимости, рецепторы для компонентов комплемента, гетерогенных эритроцитов, митогенов и т.д.
Среди мембранных структур лимфоцита наиболее изученными являются АТ - Ig. По наличию поверхностных Ig (SmIg) различают SmIg + -лимфоциты и SmIg - -лимфоциты.
Наиболее постоянно присутствуют на лимфоцитах антигены тканевой совместимости (Human Leukocytic Antigens - HLA). Кроме лимфоцитов HLA-АГ встречаются на многих других ядросодержащих клетках организма, но особое значение они имеют для иммунокомпетентных клеток.
Т-лимфоциты.
Т-лимфоциты представляют собой сложную систему различных в функциональном отношении клеток, объединяемых происхождением и присутствием на поверхности общего АГ - тимусного человеческого лимфоцитарного АГ.
Среди зрелых Т-лимфоцитов, образующихся после контакта с АГ, различают:
антигенреактивные клетки,
Т-хелперы,
Т-киллеры,
эффекторы ГЗТ,
Т-супрессоры,
клетки иммунологической памяти,
особый тип Т-клеток, объектом действия которых является СКК КМ и первые этапы ее дифференцировки.
Антигенреактивные Т-лимфоциты первыми реагируют на присутствие АГ, запускают в реакцию хелперы и супрессоры и способствуют их пролиферации, но сами эффекторами не являются. Эти клетки представляют собой основную массу Т-лимфоцитов периферической крови и лимфы. Им свойственна высокая способность к миграции. После встречи с АГ эта клетка превращается в иммунобласт, который, выделяя медиаторы, способствует запуску иммунной реакции в ближайшем л/узле.
При отсутствии или резком снижении количества антигенреактивных клеток нарушается процесс распознавания, что проявляется снижением иммунного ответа на бактериальные, вирусные и грибковые АГ, появляются аутоиммунные расстройства. Это может быть следствием отсутствия тимуса, хронической потери лимфы из грудного протока, глубокой кахексии и др.
Клетки иммунологической памяти , относящиеся также к антигенреактивным клеткам, узнают АГ в фазу вторичного иммунного ответа, при повторном контакте с АГ, реагируя на АГ раньше и значительнее интенсивнее, чем при первом контакте.
Т-хелперы неоднородны по дифференцировке:
а) более зрелые - хелперы Т-В, функция которых заключается в воздействии на определенный клон В-лимфоцитов,
б) хелперы Т-Т более ранние по дифференцировке, способствуют пролиферации Т-киллеров и эффекторов ГЗТ.
Т-хелперы расположены преимущественно в селезенке и л/узлах. Их действие на другие клетки осуществляется как при непосредственном контакте, так и при помощи гуморальных медиаторов с обязательным участием макрофагов. Основная задача Т-хелперов - представить В-лимфоцитам АГ в специальной связанной форме. Рецепторы хелперов Т-В соединяются с АГ, образуя комплекс, названный иммуноглобулином Т (IgT).
Хелперы Т-Т вырабатывают хелперный фактор клеточного иммунитета. Его функция заключается в усилении цитотоксического действия и дифференцировки киллеров, увеличении противоопухолевой активности макрофагов.
Т-хелперы играют исключительно важную роль, определяя направление и силу иммунного ответа. Снижение их количества и угнетение функции наблюдается при старении и опухолях. Увеличение хелперов характерно для аутоиммунных заболеваний, СКВ, рассеянном склерозе, отторжении трансплантата.
Т-эффекторы ГЗТ - эта субпопуляция лимфоцитов предназначена в основном для секреции лимфокинов.
К лимфокинам относятся:
фактор стимуляции бласттрансформации - усиливает сенсибилизацию к АГ, действует на незрелые клетки тимуса,
фактор торможения бласттрансформации и синтеза ДНК - по действию близок к лимфотоксину,
фактор переноса - усиливает сенсибилизацию ко всем видам АГ-нов, препятствует развитию толерантности,
факторы, усиливающие цитотоксичность, бактериостатическую активность, бактерицидность, а также агрегацию макрофагов,
фактор торможения миграции макрофагов - способствует концентрации фагоцитирующих клеток в районе внедрения АГ и усиливает их бактерицидность,
фактор, тормозящий адгезию макрофагов, фактор пролиферации макрофагов, фактор усиления миграции макрофагов,
фактор торможения миграции лейкоцитов,
хемотаксические факторы - осуществляют хемотаксис макрофагов, нейтрофилов, базофилов, эозинофилов, фибробластов,
колониестимулирующие факторы - влияют на рост гранулоцитарного и эритроцитарного ростков,
фибробластактивирующий фактор - вызывает разрастание соединительной ткани вокруг зоны иммунной реакции.
Основная задача лимфокинов - обеспечить взаимодействия различных типов клеток и вовлечение их в иммунную реакцию. Большинство эффекторов ГЗТ находится в селезенке.
Т-супрессоры - регуляторы направления и объема иммунной реакции, главным образом за счет ограничения пролиферации клонов лимфатических клеток, угнетения АТ-образования, дифференцировки киллеров, аллергический процесс и развитие ГЗТ.
Под влияние супрессоров развивается состояние иммунологической толерантности (иммуноа реактивности) к АГ.
Т-супрессоры делятся на Т-Т-супрессоры (более ранние) и Т-В-супрессоры (более зрелые). Супрессоры Т-В пролиферируют, образуя клон клеток, вырабатывающие супрессорные факторы, с помощью которых подавляются В-лимфоциты.
Количество Т-супрессоров увеличивается с возрастом (особенно у женщин), при инфекционном мононуклеозе, остром гепатите, приживлении трансплантата, при ряде врожденных иммунодефицитов, при опухолях.
Т-киллеры (цитотоксические Т-лимфоциты) являются основными эффекторными клетками, оказывающими цитотоксическое действие на клетки-мишени. Образуются из Т 2 лимфоцитов после стимуляции клеточными АГ-ми. Основными АГ, на которые реагируют хелперы, являются АГ HLA системы (гистосовместимости) чужеродных или измененных клеток своего организма. Т-киллеры уничтожают клетки трансплантата и мутантные клетки организма, в том числе опухолевые. Кратковременного контакта чужеродной клетки с Т-киллерами достаточно, чтобы вызвать необратимые изменения в клетке-мишени за счет осмотических нарушений в них. Больше всего Т-киллеров в л/узлах.
Т-дифференцирующиеся - лимфоциты, непосредственно влияющие на стволовые и колониеобразующие гемопоэтические клетки.
В-лимфоциты - система клеток, объединяемая происхождением из костномозгового предшественника В-лимфоцитов. В функциональном отношении В-клетки, как и Т-лимфоциты, очень разнообразны. Среди В-клеток различают антителопродуценты, киллеры, супрессоры, клетки иммунологической памяти. Все В-лимфоциты несут В-АГ, который исчезает при дифференцировке В-лимфоцита до плазмоцита.
Различают несколько этапов дифференцировки от стволовой клетки и общего предшественника лимфоцитов до зрелых. Первые этапы дифференцировки происходят в структурах КМ и являются антигеннезависимыми. Самой первой стадией считают пре-пре-В-лимфоцит , не имеющий цитоплазматических и поверхностных иммуноглобулиновых молекул, но обладающий В-АГ и общим АГ, свойственным острому лимфобластному лейкозу. Пре-В-лимфоцит , отличатся от предыдущего тем, что в цитоплазме определяются тяжелые μ-цепи. На стадии ранних В-лимфоцитов появляются молекулы иммуноглобулина на мембране клетки, принадлежащие к классу М. Следующие стадии дифференцировки В-лимфоцит проходит вне КМ (промежуточный и зрелый В-лимфоцит). Конечным этапом дифференцировки является плазматическая клетка, которая лишена всех В-АГ и поверхностных Ig и содержит в больших концентрациях цитоплазматический Ig.
Среди В-лимфоцитов наиболее многочисленны В-лимфоциты-антителопродуценты . Основная их функция синтез и секреция Ig (АТ) в ответ на АГ.
К иммуноглобулинам относятся белки животного происхождения, которые обладают активностью АТ, а также белки, сходные с ними по химической структуре. В эту группу включены также белки, не имеющие активности АТ - миеломные белки, белки Бенс-Джонса и др.
Молекула иммуноглобулина является тетрамером, состоящим из 4-х полипептидных цепей двух типов: тяжелых (Н) и легких (L), соединенных между собой дисульфидными связями. Структурно-антигенные различия Н-цепей позволили разделить все известные Ig на 5 классов: IgG, IgA, IgM, IgD, IgE соответственно известным классам тяжелых Н-цепей (γ, α, μ, δ, ε).
IgM - синтез их начинается уже в первые 2-3 дня после рождения под влиянием естественной антигенной стимуляции. Он отвечает за первичный иммунный ответ. Располагается в основном в кровеносном русле, в небольшом количестве в секретах. К IgM-антителам принадлежат изогемагглютинины, холодовые агглютинины, РФ, высокоавидные бактерицидные антитела. IgM не проходит через плаценту, поэтому групповые и резус-изогемагглютинины не попадают от матери ребенку.
IgG - отвечают за вторичный иммунный ответ. Синтез их начинается на 1-4-ом месяце рождения и к 3-м годам достигает уровня синтеза взрослого. В-лимфоциты и плазмоциты, синтезирующие IgG, находятся в селезенке и л/узлах. В больших количествах находятся в сыворотке, легких, ЖКТ, печени. Молекулы IgG легко проходят через плаценту, создавая иммунитет у плода.
IgA - в значительном количестве находится в секретах и на поверхности барьеров. Выполняет функцию местной защиты всех слизистых оболочек. В-лимфоциты и плазмоциты, синтезирующие IgА, расположены в лимфатической ткани под слизистыми оболочками. В тканях его больше, чем в крови более чем в 6 раз.
Антитела, синтезируемые антителопродуцирующими В-лимфоцитами и плазматическими клетками, составляют первую гуморальную систему иммунной защиты организма.
Кроме специфической гуморальной защиты Ig-ны участвуют в клеточных реакциях, прикрепляясь к рецепторам лимфоцитов, макрофагов, тучных клеток, базофилов и др.
В-лимфоциты также участвуют в выработке медиаторов (вторая гуморальная система иммунной защиты), синтезируя ряд лимфокинов: стимулятор В-клеток, митогенный фактор В-клеток, супрессорный фактор В-клеток КМ, супрессорный фактор более зрелых В-лимфоцитов, фактор торможения миграции макрофагов и др.
В-лимфоциты-супрессоры - это строго специфичные к антигену клетки. Эффект супрессии проявляется только к однородным по гистосовместимости клеткам и направлен против хелперов, киллеров и активированных макрофагов. В-супрессоры расположены главным образом в КМ и селезенке, при активации они пролиферируют и продуцируют антитела.
В-лимфоциты иммунологической памяти имеют на мембране комплексы АГ-АТ. Они активизируются при вторичном иммунном ответе и пролиферируют с образованием плазматических клеток, синтезирующих Ig того же класса, что и клетка иммунологической памяти.
Цитотоксические В-лимфоциты (киллеры) отличаются от других В-лимфоцитов отсутствием поверхностных Ig. Цитотоксическая функция В-киллеров - антителозависимая и связана с прикреплением к В-лимфоцитам цитотоксических антител.
В-киллеры находятся в конкурентных отношениях с блокирующими АТ-ами, т.е. не дающими достаточного цитотоксического эффекта. Соединяясь с АГ клетки-мишени, блокирующие АТ делают ее недоступной для действия киллеров всех видов. В-киллеры, присоединяя к своей поверхности большое количество цитотоксических АТ, способны повреждать клетку-мишень. Направленность специфического иммунитета в каждом конкретном случае зависит от соотношения между содержанием В-киллеров и блокирующих АТ.
Ни Т ни В-лимфоидные клетки. Лимфоидные клетки, не имеющие Т- и В-маркеров, представляют собой отдельную субпопуляцию. Несмотря на немногочисленное представительство этой субпопуляции в периферической крови (не более 5-10 % от общего числа лимфоцитов), все входящие в нее группы клеток имеют большое значение для гемопоэза и иммунного ответа.
В пределах собственной пластинки слизистой оболочки расположены, главным образом, плазматические клетки . Большинство этих клеток, обнаруживаемых при рождении, содержат IgM с небольшим количеством IgG или IgA. После того, как индивидуум становится способным отвечать на антигены окружающей среды (это происходит приблизительно к двухлетнему возрасту), в lamina propria в основном обнаруживаются плазматические клетки, содержащие IgA. Такая же картина наблюдается и у взрослых. Известно, что кишечная флора является очень важным фактором, стимулирующим продукцию плазматическими клетками IgA. Это подтверждается пониженным содержанием плазматических клеток в lamina propria у животных, которых выращивали в безмикробной среде.
Лимфоциты в слизистой оболочке имеют специализированные функции и локализуются в специфических участках. В пределах эпителиального слоя они находятся между эпителиальными клетками и получили название интраэпителиальных лимфоцитов (ИЭЛ; по некоторым авторам -интерэпителиальные).
Интраэпителиальные Т-лимфоциты фенотипически и функционально отличаются от Т-лимфоцитов периферической крови. Почти все ИЭЛ имеют на своей поверхности антиген 1 лимфоцитов слизистых оболочек человека (HML-1 -human mucosal lymphocyte antigen 1), которого нет на Т-лимфоцитах периферической крови. Среди интраэпителиальных Т-лимфоцитов большинство клеток имеет CD8 маркер (75%) и только 6% - CD4 маркер. Часть интраэпителиальных Т-лимфоцитов относится к гамма-, дельта- Т-лимфоцитам (подробней о γδ Т-лимфоцитах сказано в конце главы).
В собственной пластинке слизистой оболочки помимо плазматических клеток и Т-лимфоцитов обнаружены также В-лимфоциты, ЕК-клетки, тканевые базофилы и макрофаги. Количество Т-клеток в 4 раза больше, чем В-клеток. Среди Т-клеток lamina propria, в противоположность интраэпителиальным, 80% имеют фенотип Т-хелперов (CD4) и только 20% фенотип Т-киллеров (CD8). Следует отметить, что роли интраэпителиальных Т-лимфоцитов, несущих гамма-, дельта- Т-клеточный распознающий рецептор, как "сторожевых" клеток, расположенных на территории слизистых оболочек, сегодня уделяется большое внимание. Кроме интраэпителиальных гамма-, дельта-Т-лимфоцитов CD8+ в слизистых оболочках имеются также интраэпителиальные В-лимфоциты, но они располагаются, в основном, в пределах тех участков, где больше всего присутствуют М-клетки.
Лимфоциты, расположенные в собственной пластинке слизистых оболочек, по функциональным особенностям сходны с лимфоцитами периферической крови. 1. И те, и другие выполняют как стимулирующую, так и супрессивную функцию при синтезе иммуноглобулинов. 2. Лимфоциты и той, и другой локализации, могут реализовывать цитотоксическую активность. 3. На поверхности лимфоцитов, расположенных в lamina propria и в периферической крови, имеются одинаковые структуры и почти в тех же пропорциях. Так, соотношение CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов для клеток обоих типов составляет 2:1. Однако, нельзя сказать, что это одни и те же клетки, поскольку лимфоциты периферической крови имеют несколько фенотипических поверхностных признаков, отличающих их от лимфоцитов lamina propria. Например, функциональное отличие Т-лимфоцитов-хелперов lamina propria и Т-лимфоцитов-хелперов периферической крови состоит в том, что только первые могут оказывать помощь В-лимфоцитам слизистых оболочек в их продукции секреторного IgA; Т-лимфоциты-хелперы периферической крови такой способностью не обладают.
Слизистая оболочка кишок в норме содержит активированные макрофаги, которые отличаются от моноцитов сыворотки крови, прежде всего тем, что находятся в состоянии высокой степени активации фагоцитоза и киллинговой способности. До сих пор не установлено, отчего это происходит: от большого количества инфекционных агентов в кишках либо от лимфокинов, вырабатываемых лимфоидной популяцией в пределах lamina propria. Действительно, присутствие микроорганизмов и их продуктов может усиливать высвобождение лимфокинов лимфоидными клетками слизистой оболочки. Важнейшими функциями макрофагов lamina propria является презентация антигенов и продукция цитокинов в этом участке.
Общее у всех лимфоидных клеток: базофилия цитоплазмы различной степени, облаковидный характер хроматина, зернистость имеет вид гранул.
Предшественники лимфоцитов образуются в костном мозге, затем в ходе дифференцировки и созревания они заселяют центральные органы иммунной системы, где происходит созревание B-лимфоцитов (гуморальный иммунитет), и T-лимфоцитов (клеточный иммунитет). После чего В-лимфоциты и Т-лимфоциты заселяют селезенку и лимфатические узлы, где размещаются в хорошо дифференцируемых В-зависимых и Т-зависимых зонах.
Пролимфоцит - клетка круглой формы, с достаточно трудной дифференциацией и морфологической характеристикой. Содержит ядро с нежной структурой с остатками ядрышек. Цитоплазма базофильная, без гранул.
Лимфоцит - имеет разнообразную морфологическую характеристику, поскольку популяции лимфоцитов, находящихся в периферической крови достаточно разнообразны. Имеет ряд четких признаков: цитоплазма клетки светло-базофильная, ядро круглое или овальное, эксцентрично расположенное, характер хроматина облаковидный, окраска ядра интенсивная. При окраске по Романовскому ядрышки в лимфоцитах не определяются, но различимы 1-3 ядрышка при специальной окраске метиленовым синим.
В зависимости от ядрерно-цитоплазматического соотношения различают лимфоциты:
- узкоцитоплазменные, среднецитоплазменные - малые лимфоциты (6-9 мкм), ядро круглое (овальное), темное с плотным хроматином, занимает большую часть клетки, цитоплазма в виде узкого ободка вокруг ядра или в виде серпа;
- широкоцитоплазменные - большие лимфоциты (9-15 мкм), цитоплазма занимает значительную часть клетки, светло-голубая, с азурными гранулами, хроматин ядра грубый не такой плотный, как у остальных лимфоцитов.
В периферической крови в норме не встречается, находится в костном мозге. Цитоплазма резко базофильная, ядро эксцентрично расположено, наличие вакуолей в цитоплазме.
Причины лимфоцитоза (повышенного содержания лимфоцитов):
- острые инфекции: коклюш, инфекционный мононуклеоз, инфекционный гепатит;
- хронические инфекции: бруцеллез, туберкулез, сифилис;
- лимфоцитарный лейкоз, волосатоклеточный лейкоз, лимфосаркома.
Причины лимфопении (сниженного содержания лимфоцитов):
- большинство острых инфекций;
- сердечная недостаточность;
- острый туберкулез;
- карциномы, лимфомы, коллагенозы, агранулоцитоз, иммуннодефицитные состояния;
- следствие некоторых терапевтических процедур: введение кортикостероидов, рентгеновское облучение, некоторые химиотерапевтические средства.
При некоторых заболеваниях популяция лимфоцитов приобретает морфологическое разнообразие.
ВНИМАНИЕ! Информация, представленная сайте сайт носит справочный характер. Администрация сайта не несет ответственности за возможные негативные последствия в случае приема каких-либо лекарств или процедур без назначения врача!
Лимфоциты - ключевые клетки адаптивного иммунитета. Они несут антигенраспознающие рецепторы и выполняют основные эффекторные и регуляторные функции. Лишь естественные киллеры, или NK-клетки, не способны распознавать индивидуальные антигены и относятся к клеткам врожденного иммунитета, занимая в нем обособленное место. К клеткам врожденного иммунитета или к «промежуточной зоне» между врожденным
и адаптивным иммунитетом относят также у8Т-, NKT-, В1- клетки, а также В-лимфоциты маргинальной зоны селезенки. Тем не менее, учитывая общность происхождения этих лимфоцитов и «классических» Т- и В-клеток, рассмотрим их в разделе, посвященном адаптивному иммунитету.
В главе 1 были приведены основные характеристики лимфоцитов и в общих чертах охарактеризована их роль в иммунитете. Лимфоциты - клетки малого размера (6-8 мкм), имеющие округлую форму с большим бобовидным ядром, занимающим почти всю клетку, и слабо выраженной цитоплазмой, бедной гранулами. Однако морфология не может служить специфичным и надежным признаком для идентификации лимфоцитов, поскольку сходной морфологией обладают и другие клетки в период функционального покоя (например, кроветворные стволовые клетки). Специфическим признаком Т- и В-лимфоцитов является наличие на их поверхности антигенраспознающих рецепторов. Популяции Т- и В-кле- ток имеют клональную структуру: в процессе дифференцировки каждая клетка приобретает рецептор уникальной специфичности. При встрече с антигеном и активации лимфоциты пролиферируют, образуя клон, каждая клетка которого несет рецептор точно такой же специфичности, что и «материнская» клетка. Клетки разных клонов отличаются по структуре и специфичности антигенраспознающих рецепторов. Напомним, что Т-лим- фоциты дифференцируются в тимусе, а В-лимфоциты развиваются у птиц в бурсе (сумке) Фабриция, а у млекопитающих - в костном мозгу.
Наиболее общие свойства и маркеры клеток, принадлежащих к основным популяциям лимфоцитов, а также внутриклеточные факторы, определяющие их дифференцировку (дифференцировочные факторы), представлены в табл. 3.10 и на рис. 3.35. На рис. 3.36 показана сравнительная характеристика мембранного фенотипа зрелых Т- и В-лимфоцитов.
Таблица 3.10. Характеристика основных популяций лимфоцитов человека
|
Признак |
В-лимфоциты |
Т-лимфоциты |
NK-клетки |
|
Органы, в которых развиваются клетки |
Костный мозг |
Тимус |
Костный мозг |
|
Рецептор для антигена |
В-клеточный рецептор |
Т-клеточный рецептор (ар или у8) |
Нет |
|
Распознаваемые молекулы |
Свободный антиген |
Пептиды или липиды в составе молекул гистосовместимости |
Стрессорные молекулы, молекулы главного комплекса гистосовместимости |
|
Основные мембранные маркеры |
CD19, мембранный иммуноглобулин (менее специфичны CD20, CD21, CD72) |
Комплекс CD3- TCR (менее специфичны CD2, CD7) |
CD56 (менее специфичны NKG2, KIR и др.) |
|
Маркеры субпопуляций |
CD5, CD43 |
CD4, CD8 |
CD16 |
|
Содержание в крови, % |
10-18 |
65-75 |
10-20 |
|
Рециркуляция |
Слабая |
Сильная |
Отсутствует |
Рис. 3.35. Ранние этапы дифференцировки Т- и В-лимфоцитов с указанием дифферен- цировочных факторов и мембранных маркеров. Эллипсы означают клетки (указаны их мембранные маркеры), в прямоугольниках указаны дифференцировочные факторы
Рис. 3.36. Мембранные маркеры Т- и В-клеток. Мембранные молекулы отмечены линиями, пересекающими круг. Цветом выделены разные функциональные группы молекул