Т – лимфопоэз, структура антигенраспознающих рецепторов Т – лимфоцитов, эффекторные реакции Т – клеток

1. Т – лимфопоэз, структура антигенраспознающих рецепторов Т – лимфоцитов, эффекторные реакции Т – клеток

 

Лимфопоэз начинается с того, что плюрипотентные предшественники Т-клеток крови попадают из костного мозга в корковое вещество тимуса. Далее происходит дифференцировка Т-лимфоцитов - они приобретают специфические маркеры Т-супрессоров и Т-хелперов и мигрируют через мозговое вещество тимуса во вторичные лимфоидные органы (лимфатические узлы, селезенка). Также небольшая популяция Т-лимфоцитов  попадает  в кровоток, минуя мозговое вещество. В структурах тимуса происходит дифференцировка Т-лимфоцитов.

Т-клеточные элементы - ключевое звено развития иммунологического ответа организма. Зрелые Т-лимфоциты разделяются на ряд подклассов. Они могут "помогать" (хелперы) или "подавлять" (супрессоры) развитию иммунного ответа, в том числе образованию антител В-лимфоцитами.  Т-лимфоциты также выполняют эффекторные функции, например, выработка растворимых веществ, запускающих разнообразные воспалительные реакции, или осуществление прямого разрушения клеток, несущих на себе антигены ("киллерная" функция). В соответствии с этим различают Т-хелперы, Т-супрессоры, Т-киллеры, а также Т-клетки, участвующие в реакции  гиперчувствительности замедленного типа и связанных с нею иммунологических явлениях.

Т-киллеры ищут в других клетках признаки вирусной инфекции и аномалий (например, злокачественная трансформация). При встрече предшественника Т-киллера с антигенным комплексом (антиген, связанный с молекулой главного комплекса гистосовместимости (МНС)) на поверхности зараженной клетки прекиллер претерпевает многократное деление. Дочерние клетки, несущие рецепторы для этого антигена, становятся активными киллерами и разрушают клетки, зараженные этим вирусом.  Этим они делают его уязвимым для антител, связывающих вирусные частицы. Распознавание антигена Т-киллерами специфично. Специфичность обусловлена Т-клеточными рецепторами (TCR). Для полной активации прекиллера недостаточно связывания ТСR с антигенным комплексом. Необходимо связывание еще одной молекулы - CD8-корецептора. Этот белок, принимающий участие в распознавании антигена киллерными клетками. Активация Т-киллера наиболее эффективна тогда, когда TCR и CD8 связываются с одной и той же молекулой. Т-хелперные клетки тоже имеют TCR и корецептор CD4, которые совместно обеспечивают активацию Т-хелперов. ТСR и CD8 киллерных клеток связываются с молекулой I класса гистосовместимости и пептидами из белков, синтезирующихся в самой клетке. TCR и CD4 хелперов связываются с белками II класса гистосовместимости и антигенными пептидами из белков, поглощенных клеткой. Т-хелперы кооперируются с В-клетками в антительном ответе на такие антигены, как бактериальные токсины. Токсичный белок, попадающий в кровь, захватывается макрофагом. В-лимфоциты тоже поглощают молекулы токсинов, связавшиеся со специфичными рецепторами типа антител на их поверхности. Внутри макрофагов и В-лимфоцитов токсин расщепляется, а образующиеся пептиды презентируются на поверхность клетки белками II класса гистосовместимости. Т-лимфоциты начинают делиться, образуя активные хелперы тогда, когда ТСR и СD4 связываются с одной и той же молекулой II класса гистосовместимости на поверхности клетки. Активные Т-хелперы секретируют интерлейкины, которые стимулируют В-лимфоциты к делению и секреции больших количеств антител. Свободные антитела связывают токсин и нейтрализуют его.

Антигенраспознающие рецепторы T-клеток - TCR(от англ. — Т cell receptor, TCR) состоят из цепей, принадлежащих к суперсемейству иммуноглобулинов. Выступающий над поверхностью клетки антигенраспознающий участок TCR - гетеродимер, т.е. он состоит из двух разных полипептидных цепей. Известно два типа Т-клеточных антигенраспознающих рецепторов: αβTCR и γδTCR. Эти варианты отличаются составом полипептидных цепей антигенраспознающего участка. Каждый T-лимфоцит экспрессирует только 1 вариант рецептора. αβT-лимфоциты были открыты раньше и изучены подробнее, чем γδT-клетки.

Строение антигенраспознающего рецептора T-лимфоцитов лучше описывать на примере αβTCR.

Трансмембранно расположенный комплекс TCR состоит из 8 полипептидных цепей (гетеродимера α- и β-цепей собственно TCR, двух вспомогательных цепей ζ, а также по одному гетеродимеру ε/δ- и ε/γ-цепей молекулы СD3) (рис. 1).

 

Рис. 1. Схема Т-клеточного рецептора и связанных с ним молекул

1)Трансмембранные цепи α и β TCR - это 2 приблизительно одинаковые по размеру полипептидные цепи. Каждая из этих цепей содержит по 2 гликозилированных домена во внеклеточной части рецептора, гидрофобную  трансмембранную часть и короткий (из 5-12 остатков аминокислот) цитоплазматический участок. Внеклеточные части обеих цепей соединены одной дисульфидной связью.

2)  Наружные внеклеточные (дистальные) домены обеих цепей имеют вариабельный аминокислотный состав. Они гомологичны V-области молекул иммуноглобулинов и составляют V-область TCR.

3) C-области TCR – это проксимальные домены обеих цепей гомологичные константным областям иммуноглобулинов.

4) Короткий цитоплазматический участок обеспечивает проведение сигнала внутрь клетки. Для этого и служат 6 дополнительных полипептидных цепей: γ, δ, 2ε и 2ζ.

5)  Цепи γ, δ, ε между собой образуют гетеродимеры γε и δε. Вместе они образуют комплекс CD3. Этот комплекс необходим для экспрессии α- и β-цепей, их стабилизации и проведения сигнала внутрь клетки.

6) ζ-Цепи соединены между собой дисульфидным мостиком. Большая часть этих цепей расположена в цитоплазме. Эти цепи осуществляют проведение сигнала внутрь клетки.

7) ITAM-последовательности. Цитоплазматические участки полипептидных цепей γ, δ, ε и ζ содержат 10 последовательностей ITAM, взаимодействующих с Fyn - тирозинкиназой цитозоля, активация которой инициирует начало биохимических реакций по проведению сигнала.

Теоретически каждый TCR способен связывать порядка 105 разных антигенов, причём не обязательно родственных по строению (перекрёстно реагирующих), но и не гомологичных по структуре. Однако в реальности полиспецифичность TCR ограничивается распознаванием всего лишь нескольких структурно схожих антигенных пептидов.

 

 

 

  2. Болезни иммунных комплексов, классификация, особенности иммунного ответа

 

Болезни иммунных комплексов (гиперчувствительность III типа) возникают в результате отложения в тканях растворимых комплексов антиген-антитело, что приводит к воспалению.

Повреждение при этом типе аллергической реакции вызывается иммунными комплексами АГ-АТ. В организме постоянно происходят реакции с образованием комплекса АГ-АТ. Эти реакции являются выражением защитной функции иммунитета и не сопровождаются повреждением. Но в определенных условиях комплекс АГ-АТ может вызывать повреждение и развитие заболевания. Иммунные комплексы образуются при избытке антигена или антител. Концепция о том, что иммунные комплексы (ИК) могут играть роль в патологии, была высказана еще в 1905 г. Пирке и Шиком. С той поры группа заболеваний, в развитии которых основная роль принадлежит ИК, стала называться болезнями иммунных комплексов.

Иммунокомплексные заболевания могут быть:

- системными – которые вызываются циркулирующими антителами (например, сывороточная болезнь);

- местными – в результате  формирования иммунных комплексов  в месте проникновения антител (например, феномен Артюса).

            Могут быть также замедленные  аллергические реакции с участием  антител класса  Ig G, которые также фиксируются на тучных клетках при участии C3 компонента комплемента. Они также являются проявлением реакций гиперчувствительности 3 типа.

 Условиями развития  иммунокомплексного механизма иммунопатологии  являются:

1) наличие длительного (хронического) инфекционного процесса, предполагающего постоянное поступление  антигенов в кровь;

2) преобладание  антительных реакций, т.е. преимущество  Т-хелперов 2-го типа, контролирующих  развитие гуморального иммунного  ответа;

3) относительная недостаточность факторов разрушения и элиминации ЦИК из кровеносного русла, а именно – системы комплемента и фагоцитарной реакции нейтрофилов и макрофагов;

4) свойства ЦИК. Патогенные свойства ЦИК определяются  совокупностью их физико-химических свойств, к которым относятся размеры, концентрация, состав, растворимость, способность фиксировать комплемент. Молекулярная масса ЦИК определяет их размер, который является важнейшим показателем патогенности. Также молекулярная масса определяет скорость элиминации ЦИК из организма: крупные ЦИК быстро элиминируются и сравнительно малопатогенны; мелкие ЦИК плохо элиминируются, могут откладываться субэндотелиально, не способны активировать систему комплемента; ЦИК среднего размера обладают высокой комплементсвязывающей способностью и являются наиболее патогенными.

Иммунные комплексы при 3-м типе аллергических реакций откладываются на сосудистой стенке или на базальных мембранах. Такое отложение иммунных комплексов вызывает иммунокомплексное воспаление. Его суть сводится к активации классического пути системы комплемента с образованием  С3а-, С5а- компонентов комплемента. Они привлекают к месту отложения иммунного комплекса макрофаги, нейтрофилы, тучные клетки, которые определяют повреждение тканей. Помимо этого, внутрисосудистые отложения иммунных комплексов приводят агрегации тромбоцитов с формированием микротромбов, усиливающих накопление медиаторов воспаления, в результате чего происходит деструкция сосудов и замещение их соединительной тканью.

В патогенезе реакций иммунных комплексов различаются следующие стадии:

I. Иммунологическая  стадия. В ответ на появление  аллергена или антигена начинается  синтез антител, преимущественно IgM- и IgG-классов. Эти антитела еще называются преципитирующими за их способность образовывать преципитат при соединении с соответствующими антигенами. 
При соединении AT с АГ образуются ИК. Они могут образовываться местно, в тканях либо в кровотоке, что определяется путями поступления или местом образования антигенов (аллергенов). Патогенное значение ИК определяется их функциональными свойствами и локализацией вызываемых ими реакций.

II. Патохимическая  стадия. Под влиянием ИК и в  процессе его удаления образуется  ряд медиаторов, основная роль  которых заключается в обеспечении  условий, способствующих фагоцитозу  комплекса и его перевариванию. Однако при неблагоприятно сложившихся условиях процесс образования медиаторов может быть чрезмерным, и тогда они начинают оказывать и повреждающее действие.

Основными медиаторами являются:

1. Комплемент, в  условиях активации которого  различные компоненты и субкомпоненты  оказывают цитотоксическое действие. Ведущую роль играет образование  СЗ, С4, С5, которые усиливают определенные  звенья воспаления (СЗв усиливает  иммунную адгезию ИК к фагоцитам, СЗа и С4а играют роль анафилатоксинов).

2. Лизосомальные  ферменты, освобождение которых  во время фагоцитоза усиливает  повреждение базальных мембран, соединительной ткани и т. д.

3. Кинины, в частности  брадикинин. При повреждающем действии  ИК происходит активация фактора  Хагемана; в результате из альфа-глобулинов  крови под влиянием калликреина  образуется брадикинин.

4. Гистамин и серотонин играют большую роль в аллергических реакциях III типа. Их источником являются тучные клетки, тромбоциты и базофилы. Они активируются СЗа- и С5а-компонентами комплемента.

5. Супероксидный  анион-радикал также принимает  участие в развитии аллергических реакций III типа.

Все перечисленные  медиаторы усиливают протеолиз.

III. Патофизиологическая стадия. В результате действия медиаторов развивается воспаление с альтерацией, экссудацией и пролиферацией. Развиваются васкулиты, приводящие к появлению, например, гломерулонефрита. Могут возникать цитопении, например, гранулоцитопении. Вследствие активации фактора Хагемана и/или тромбоцитов может происходить внутрисосудистое свертывание крови.

Третий тип аллергических реакций является ведущим в развитии сывороточной болезни, некоторых случаев лекарственной и пищевой аллергии, в ряде случаев аутоиммунных заболеваний и др. При значительной активации комплемента развивается системная анафилаксия в виде шока.

 

3. Фагоцитоз  и определение фагоцитарной активности 

 

Фагоцитоз — процесс, при котором специально предназначенные для этого клетки крови и тканей организма (фагоциты) захватывают и переваривают твёрдые частицы. Открытие фагоцитоза принадлежит И. И. Мечникову. Он осуществляется двумя разновидностями клеток: циркулирующими в крови зернистыми лейкоцитами (гранулоцитами) и тканевыми макрофагами. У животных фагоцитировать могут также ооциты, плацентные клетки, клетки, выстилающие полость тела, пигментный эпителий сетчатки глаза.

Механизм фагоцитоза однотипен и включает 8 последовательных фаз: 1) хемотаксис (направленное движение фагоцита к объекту); 2) адгезия (прикрепление к объекту); 3) активация мембраны (актин—миозиновой системы фагоцита); 4) начало собственно фагоцитоза, связанное с образованием вокруг поглощаемой частицы псевдоподий; 5) образование фагосомы (поглощаемая частица оказывается заключенной в вакуоль благодаря надвиганию на нее плазматической мембраны фагоцита подобно застежке—молнии; 6) слияние фагосомы с лизосомами; 7) уничтожение и переваривание; 8) выброс продуктов деградации из клетки.

Фагоцитозу часто предшествует процесс опсонизации (от греч. opsoniazo — снабжать пищей, питать) объекта. Объектом является клетка, которая несет чужеродную информацию. Инициатором этого процесса является образование на поверхности клетки комплекса антиген—антитело. Антитела, локализуясь на поверхности чужеродной клетки, стимулируют активацию и присоединение к ним белков системы комплемента. Образующийся комплекс действует как активатор остальных стадий фагоцитоза.