Сложившиеся к последней четверти XX в. представления об исполнителях иммунных защитных реакций (их можно назвать классическими представлениями) были сформулированы следующим образом.
Иммунокомпетентные клетки. К иммунокомпетентным клеткам, непосредственно обеспечивающим выполнение функций иммунной системы, относят антигенпрезентирующие клетки (АПК), T- и B-лимфоциты и NK-клетки (от англ. Natural Killer — естественный киллер, натуральный киллер).
Цитокины. Многие иммунокомпетентные клетки, а также разные типы клеток, не включённых в состав иммунной системы, принимают участие в синтезе и секреции во внутреннюю среду организма многочисленных биологически активных веществ (именуемых цитокинами), регулирующих разные стороны многообразных взаимоотношений, складывающихся между разными иммунокомпетентными клетками и другими клетками организма, прямо или опосредованно принимающими участие в его защите.
В настоящее время эти классические представления, не подвергаясь ревизии in toto, существенно расширяются и углубляются, особенно в связи с лавинообразным нарастанием суммы фактов, характеризующих молекулярные механизмы функционирования и идентификации типов и подтипов, популяций и субпопуляций иммунокомпетентных клеток. Ниже в общем виде выражены классические представления об иммунокомпетентных клетках.
• Антигенпрезентирующие клетки. К АПК относят макрофаги, отростчатые (дендритные) клетки лимфатических узлов, селезёнки и других тканей, включая клетки Лангерганса эпидермиса, М-клетки лимфатических фолликулов пищеварительного тракта и других слизистых оболочек, дендритные эпителиальные клетки тимуса, а также B-лимфоциты. АПК захватывают, обрабатывают (процессируют) и презентируют антиген на своей поверхности T-лимфоцитам-хелперам (рис. 1-3).
• T-лимфоциты обусловливают клеточный иммунный ответ, а также помогают B-лимфоцитам отвечать на антиген при гуморальном иммунном ответе. Каждый T-лимфоцит содержит иммуноглобулиноподобный интегральный мембранный гликопротеин (см. рис. 5-1, в и рис. 6-1) — рецептор Т-лимфоцитов (TCR — T Cell Receptor) строго одной специфичности, т.е. взаимодействующий только с одним антигеном. Т-клетки по экспрессии маркерных антигенов CD (Cluster Differentiation) подразделяют на CD4+ и CD8+.
◊ CD4+ Т-лимфоциты (Th — от англ. T helper). Т-клеткихелперы, экспрессирующие мембранные маркёры CD4,
Рис. 1-3. Взаимодействие клеток в ходе гуморального иммунного ответа. Рецептор T-хелпера (TCR) распознаёт антигенную детерминанту (эпитоп), экспрессированную на поверхности антигенпрезентирующей клетки вместе с молекулой главного комплекса гистосовместимости класса II (MHC-II). Во взаимодействии участвует маркёрная молекула T-хелпера — CD4. В результате подобного взаимодействия антигенпрезентирующая клетка секретирует интерлейкин-1 (ИЛ-1), стимулирующий в T-хелпере синтез и секрецию ИЛ-2, а также синтез и встраивание в плазматическую мембрану того же T-хелпера рецепторов для ИЛ-2 (ИЛ-2 также стимулирует пролиферацию T-хелперов). Отбор B-лимфоцитов происходит при взаимодействии антигена с Fab-фрагментами антител (иммуноглобулинов) на поверхности этих клеток (правая часть рисунка). Эпитоп этого антигена в комплексе с молекулой MHC-II распознаёт рецептор T-хелпера, после чего T-лимфоцит секретирует цитокины, стимулирующие пролиферацию B-лимфоцитов и их дифференцировку в плазматические клетки, синтезирующие антитела к данному антигену
подразделяют на Т-лимфоциты с эффекторными функциями (Th1, Th2, Th17) и Т-регуляторные клетки (естественные — Treg и индуцированные — Th3 или Tr1).
♦ T-хелперы при взаимодействии с АПК специфически распознают антигены и начинают вырабатывать определённый набор цитокинов соответственно типу инфекционного агента; Th2 при взаимодействии с B-клетками индуцируют гуморальный иммунный ответ (см. рис. 1-3), а Th1 — при взаимодействии с макрофагами и цитотоксическими Т-лимфоцитами (ЦТЛ) — клеточный иммунный ответ. Th17 продуцируют ИЛ-17, мощный индуктор тканевого воспаления, привлекающий и активирующий гранулоциты и макрофаги.
♦ Регуляторные T-клетки (Т-регуляторы) контролируют интенсивность иммунного ответа, подавляя активность других субпопуляций Т-лимфоцитов.
◊ CD8+ Т-лимфоциты. Субпопуляция T-клеток, экспрессирующих мембранные молекулы CD8. Это ЦТЛ. Они лизируют клетки-мишени, несущие чужеродные или видоизменённые собственные антигены — аутоантигены (например, клетки опухоли, трансплантата, инфицированные вирусом клетки, несущие поверхностные вирусные антигены). Эффекторные функции ЦТЛ реализуются через образование в клетках-мишенях пор (под действием особых белков — перфоринов) и секрецию в поры специализированных сериновых протеаз — гранзимов. Нарушение осмотического баланса с внеклеточной средой приводит к гибели клетки (рис. 1-4). Под влиянием гранзимов индуцируются процессы запрограммированной гибели клетки — апоптоза.
◊ Т-клетки памяти — долгоживущие рециркулирующие малые лимфоциты, формируемые при первичном иммунном ответе. Они «запоминают» особенности детерминант антигенов и при повторном распознавании того же антигена развивают быстрый и усиленный ответ. Т-клетки памяти отличаются от наивных и эффекторных Т-лимфоцитов большей частотой встречаемости, высокой экспрессией мембранных молекул, меньшей потребностью в провоспалительных медиаторах и корецепторных сигналах для развития вторичного иммунного ответа.
Рис. 1-4. Уничтожение клетки-мишени цитотоксическим T-лимфоцитом (Т-киллер). При сближении цитотоксического T-лимфоцита с клеткоймишенью после специфического взаимодействия мембранных молекул клеток-партнёров T-лимфоцит убивает клетку-мишень
• B-лимфоциты отвечают за гуморальный иммунный ответ. В мембране B-лимфоцитов присутствует рецептор для антигена — мономер IgM. Продолжительность жизни большинства B-лимфоцитов (если они не активируются антигеном!) не превышает 10 сут. Различают подгруппы B-клеток: антигенпрезентирующие (АПК), эффекторные и клетки памяти. ◊ Эффекторные B-лимфоциты. Активированные B-лимфоциты размножаются и дифференцируются в плазматические клетки (см. рис. 5-9), вырабатывающие антитела — иммуноглобулины всех известных классов.
◊ B-лимфоциты иммунологической памяти — долгоживущие рециркулирующие малые лимфоциты. Они не превращаются в плазматические клетки, но сохраняют иммунную «память» об антигене. Клетки памяти активируются при повторном распознавании того же антигена. В этом случае B-лимфоциты памяти (при обязательном участии T-хелперов и ряда других факторов) превращаются в плазматические клетки, обеспечивая быстрый синтез большого количества специфических антител, взаимодействующих с чужеродным антигеном, и развитие эффективного иммунного ответа.
• NK-клетки — лимфоциты, лишённые характерных для T- и B-клеток поверхностных маркёрных CD-детерминант, а также антигенраспознающих рецепторов — TCR (T Cell Receptor) и BCR (B Cell Receptor). Эти клетки играют важную роль в механизмах врождённого иммунитета (см. главу 3), уничтожают трансформированные, инфицированные вирусами и чужеродные клетки.