В каких случаях появляются активированные лимфоциты? Активация иммунной системы Повышенный уровень лимфоцитов.
Уникальным свойством антигена, проникшего в организм, является его способность специфически связываться с лимфоцитами и активировать их.
Согласно клонально-селекционной теории, выдвинутой в 1959 г. Бернетом, при нормальном развитии в организме возникает набор из тысяч очень небольших по объему субпопуляций лимфоцитов, имеющих на наружной мембране рецепторы лишь к одной какой-то детерминанте. Иммунный ответ оказывается специфическим в силу того, что проникший в организм антиген избирательно связывается только с теми клетками, на поверхности которых имеются соответствующие рецепторы. С остальными клетками этот антиген не взаимодействует.
Связывание антигена индуцирует активацию лимфоцита, то есть запускает ряд процессов, приводящих к клеточному делению и дифференцировке. В процессе дифференцировки лимфоцитов происходит развитие таких эффекторных функций,
как антителообразование у В-клеток и появление цитотокси-ческой активности у части Т-клеток.
Под активацией лимфоцитов понимается достаточно сложный процесс перехода клетки из фазы G0 в фазу G1, вызванный взаимодействием со стимулирующим агентом (например, антигеном или митогеном). Термин «покоящийся лимфоцит» относится к лимфоцитам, которые находятся в фазе G0 (в этой фазе клеточного цикла клетки не делятся), характеризующейся низким уровнем метаболической активности, т. е. низкой скоростью синтеза белков и РНК при отсутствии синтеза ДНК. Реагирующие с антигеном клетки согласно клонально-селекционной теории Бернета обычно находятся в покоящемся состоянии до получения стимулирующего сигнала.
При взаимодействии с антигеном в ранее «покоившихся лимфоцитах» наряду с метаболическими изменениями, характерными для делящихся клеток, происходят процессы созревания, различные в разных субпопуляциях лимфоцитов. В итоге каждая субпопуляция приобретает набор присущих только ей поверхностных антигенов и специфических функций.
Последовательность процессов активации лимфоцитов в общем виде может быть представлена следующим образом. Рецепторы на поверхности лимфоцита связывают стимулирующий лиганд (например, антиген) и сшиваются друг с другом, образуя небольшие локальные кластеры сшитых рецепторов, которые становятся наиболее эффективными в передаче активирующего сигнала.
Локальные кластеры повышают проницаемость мембраны лимфоцита для одновалентных катионов, поступающих внутрь клетки, что приводит к деполяризации мембраны и локальному увеличению концентрации Na + -, K + -АТФазы. Вследствие сшивки рецепторов лимфоцита активируется мембранная метилтрансфе-раза, которая катализирует образование достаточного количества монометилфосфатидилэтаноламина, повышающего текучесть мембраны и вызывающего ее локальную перестройку. В результате этого открываются каналы, через которые ионы Са 2+ проникают (диффундируют) в лимфоцит. Вследствие такого локального увеличения концентрации Са 2+ с внутренней стороны мембраны активируется фосфолипаза А2, катализирующая образование лизо-лецитина и арахидоновой кислоты из фосфатидилхолина. Эти реакции происходят в течение первых 30 мин после контакта лимфоцита с антигеном.
Одновременно ионы Са 2+ активируют и другой цитоплазматичес-кий фермент, расщепляющий фосфатидилинозитол (по крайней мере в Т-клетках). Высвобождающаяся арахидоновая кислота при участии липоксигеназы и циклоксигеназы расщепляется с образованием лейкотриенов и простагландинов (одни продукты каскада арахидоновой кислоты регулируют синтез РНК и ДНК, другие - влияют на поглощение ионов Са 2+ или активность аденилатциклазы).
Лизолецитин с помощью ионов Са 2+ активирует гуанилат-циклазу, а активность аденилатциклазы уменьшается вследствие ее соседства с Ш + -К + -АТФазой, конкурирующей с ней за АТФ. Все это приводит к временному увеличению концентрации цГМФ, активирующего протеинкиназы, трансферазы жирных кислот и ферменты, увеличивающие синтез мембранных фосфолипидов. Из других протеинкиназ важное значение имеет активация проте-инкиназ, способствующих биосинтезу матричной РНК, полиаминов и переносу метальных групп.
Поскольку транспорт глюкозы в клетку является Са-зависи-мым процессом, то поток ионов Са 2+ играет важную роль в увеличении скорости ее транспорта, т. е. поставки исходного материала для обеспечения множества энергозависимых синтетических процессов. Повышенный транспорт аминокислот и нуклеотидов в клетку вызывает повышенное образование липо-сом, увеличение синтеза рибосомной и матричной РНК и синтеза белка в целом.
Поток ионов Са 2+ активирует сериновую эстеразу, вызывающую повышение клеточной подвижности благодаря изменениям в системе циклических нуклеотидов. Кроме того, сериновая эстера-за опосредованно активирует ядерную аденилатциклазу. Увеличение в ядре концентрации цАМФ вызывает активацию киназ, специфически фосфорилирующих кислые негистоновые белки, регулирующие транскрипцию и синтез ДНК. Это приводит к синтезу РНК и ДНК, начинающегося на 3-й сутки и достигающего максимума на 4...6-е сутки.
Среди факторов, влияющих на активацию лимфоцитов, следует отметить следующие:
антигены, к которым имеются специфические рецепторы на лимфоцитах; популяцию таких лимфоцитов называют антиген-связывающими клетками;
антитела к иммуноглобулинам; сшивка поверхностных иммуноглобулинов В-клеток с бивалентными антителами к этим иммуноглобулинам;
интерлейкины IL-1, IL-2;
инсулин; он опосредованно, через активацию аденилатциклазы, активирует лимфоциты.
Ингибирующее влияние на лимфоциты оказывают следующие факторы:
липиды; наибольшей ингибирующей способностью из липо-протеидов обладают липопротеиды очень низкой плотности (ЛОНП), обусловливающие разобщение между потоком ионов Са 2+ в клетку и концентрацией образующихся при этом циклических нуклеотидов;
фрагменты компонентов системы комплемента СЗе, СЗс и C3d; они ингибируют пролиферацию Т-клеток и синтез антител в ответ на стимуляцию с помощью антигена.
Несмотря на то что механизмы активации лимфоцитов различных популяций характеризуются определенной общностью, следует отметить и те особенности, которые наблюдаются при активации Т- и В-лимфоцитов, имеющих различные поверхностные маркеры, с помощью которых эти клетки взаимодействуют с внешними факторами.
Активация В-лимфоцитов. В-лимфоциты реагируют на три различных типа антигенов:
2. Тимуснезависимый антиген типа 2 (например, некоторые линейные антигены, имеющие часто повторяющуюся, определенным образом организованную детерминанту, - полимеры D-аминокислот, поливонил-пирролидон, полисахарид пневмококков).
Эти антигены, длительно персистируя на поверхности специализированных макрофагов краевого лимфатического узла и селезенки, специфически связываются с иммуноглобулиновыми рецепторами В-клеток. Таким образом, оба тимуснезависимых антигена способны непосредственно, т. е. без участия Т-клеток, стимулировать В-лимфоциты и вызывать преимущественно синтез IgM. Индуцируемый ими иммунный ответ практически не сопровождается формированием клеток памяти.
3. Тимусзависимый антиген. Многие антигены
относятся к группе тимусзависимых. В отсутствие Т-лимфоцитов
эти антигены лишены иммуногенности - связавшись с В-клеточ-
ным рецептором, они, подобно гаптенам, не способны активиро
вать В-клетку. Одна антигенная детерминанта тимусзависимого
антигена связывается с В-клеткой, а остальные - с Т-хелпером,
активируя его. Т-хелперы должны распознавать детерминанты но
сителя на поверхности реагирующей В-клетки.
Антиген, связавшийся с поверхностными /gA-клетками, попадает в эндосомы вместе с молекулами МНС класса II, а затем возвращается на поверхность А-клетки в процессированной форме. Он ассоциирован с молекулами МНС класса II и доступен для распознавания специфическими Т-хелперами. Носитель процессируется в В-клетках, запрограммированных на синтез антител к гаптену. После стимуляции Т-хелперами, распознающими процессированный носитель, В-клеткам удается выполнить свою программу, т. е. начать производить антитела, реагирующие с гаптеном.
Механизм активации клеток. Связывание поверхностных рецепторов (IgM) В-клеток с антигеном или антителами к этим рецепторам вызывает совокупность последовательных реакций, аналогичных реакциям при активации Т-клеток (поступление в В-лим-фоцит ионов Са 2+ и активация протеинкиназ) - это один механизм. Другой, имеющий важное значение для Т-зависимых ан-
Тигенов, - это увеличение экспрессии поверхностных молекул МНС класса II уже на самых ранних этапах активации В-клеток. С молекулами МНС класса II и процессированным антигеном связывается Т-хелпер, который продуцирует факторы (например, BSF-1 - от англ. B-cell stimulatory factor), обусловливающие переход В-клеток в фазу G-1 клеточного цикла. Как и активированная Т-клетка, стимулированный В-лимфоцит приобретает многочисленные поверхностные рецепторы для ростовых факторов, выделяемых Т-хел-перами, в этом состоянии он готов к пролиферации - основному процессу в следующей фазе иммунного ответа.
Первыми начинают делиться Т-хелперы, на поверхности которых экспрессируются высокоаффинные рецепторы к IL-2. Эти клетки пролиферируют в ответ либо на собственный IL-2, либо на IL-2, продуцируемый субпопуляцией Т-хелперов. Пролиферацию В-клеточного клона обеспечивают Т-клеточные растворимые факторы, в частности BSF-1 (фактор роста В-клеток, именуемый чаще интерлейкином-4), выделяемые активированными Т-клетками. Под влиянием других факторов (например, BCDF - от англ. B-cell differentiation factor) происходит созревание клона В-лимфобластов и ускорение их преобразования в плазматические клетки с высоким уровнем секреции IgM. Другой дифферен-цировочный фактор BCDF (также синтезируется активированными Т-хелперами) переключает синтез с IgM на IgG и индуцирует те изменения, которые необходимы для обеспечения высокой скорости синтеза антител.
Активация Т-лимфоцитов. Для активации необходимо два сигнала. Роль первого сигнала может выполнять антиген (или мито-ген), связанный с молекулой МНС класса II на поверхности анти-генпрезентирующей клетки. Тройное взаимодействие между антигеном, гликопротеином МНС и рецептором Т-лимфоцита генерирует сигнал, передаваемый через комплекс рецептора с молекулой CD-3 (это мембраносвязанный белковый комплекс, представляющий собой антигенспецифический Т-клеточный рецептор периферических Т-лимфоцитов), и одновременно обеспечивает воздействие на клетку высокой локальной концентрации IL-1 (второй сигнал), продуцируемого антигенпрезентирую-щей клеткой.
Активированные Т-клетки секретируют:
IL-2, стимулирующий деление клеток, имеющих рецептор к IL-2;
лимфокин BSF-1, активирующий В-клетки;
лимфокин BSF -2, стимулирующий клональную экспансию активированных В-лимфоцитов;
лимфокин BCDF -фактор дифференцировки В-клеток, способствующий созреванию клеток с высокой скоростью секреции IgM;
лимфокин BCDF-фактор, вызывающий переключение с синтеза IgM на IgG и высокую скорость секреции последнего.
Если вас интересует, в каких случаях назначается анализ крови на активированные лимфоциты, то ознакомьтесь со статьей.
В ней рассказывается про особенности данных клеток крови. Лимфоциты являются разновидностью белых кровяных телец, называемых лейкоцитами.
Они производятся органами, отвечающими за поддержание иммунной системы человека.
Попадая в организм здорового человека, вирус или какой-либо инфекционный агент сразу же подвергается массированному воздействию лимфоцитов, выработанных либо в зоне тимуса (у детей), либо в зоне костного мозга (у взрослых).
Взаимодействуя с потенциально опасными инородными антигенами, лимфоциты пытаются выработать адекватный механизм эффективного ответа на патогенную деятельность, тем самым защитив организм человека от проблемы.
Лимфоциты здорового человека бывают трех видов и делятся на клетки, маркируемые врачами-иммуннологами латинскими буквами B, T и NK.
Лимфоциты данных групп обладают сходным защитным действием, однако они используются организмом для решения различных, зачастую достаточно специфических проблем.
Лимфоциты группы B работают против инородных структур, проникших в тело человека. В периферической крови больного человека, циркулирующей по сосудам, в свободном виде содержится от восьми и до двадцати процентов данных клеток.
Лимфоциты T-группы относят к классу цитотоксических клеток. Они считаются наиболее распространенными, в среднем их количественное содержание в периферической крови может доходить до семидесяти процентов.
Последняя группа лимфоцитов, маркируемая NK, является самой малочисленной, но обладает достаточно серьезными «полномочиями».
NK-лимфоциты, количественное содержание которых в крови колеблется в пределах пяти – десяти процентов от общего числа исследуемых кровяных телец, борются с онкологическими клетками.
Организм может их активировать и при наличии у человека каких-либо аутоиммунных заболеваний.
Кроме того, в организме человека могут присутствовать атипичные лимфоциты, представленные O-клетками, лишенными необходимых для эффективной защиты рецепторов, K- и EK-клетками, имеющими специфические свойства.
В периферической крови здорового человека, не имеющего никаких проблем с самочувствием, содержится не более двух процентов от общего количества лимфоцитов, покоящихся в слоях лимфоидной ткани и в лимфатических узлах.
Они пробуждаются только тогда, когда организму требуется серьезная и незамедлительная защита, которая позволит победить атакующую болезнь.
О норме содержания клеток в крови
Активированными обычные, «спящие» лимфоциты становятся тогда, когда организм человека, подвергшегося какой-либо нежелательной атаке, индуцирует переход данных клеток из состояния в покоя в начальную стадию клеточного цикла.
В ходе активации в лимфоцитах происходят метаболические процессы и процессы созревания, отличающиеся по динамике у клеток разных групп.
После процесса активации в периферической крови человека оказываются лимфоциты, обладающие эффекторными и регуляторными функциями.
| Возраст | Нормативное содержание лимфоцитов в крови у детей (измеряется в г/л) |
| До 1-го года | 2,0 – 11,0 * 10 (9) |
| С 1-го года до 2-х лет | 3,0 – 9,5 * 10 (9) |
| С 2-х до 4-х лет | 2,0 – 8,0 * 10 (9) |
| с 4-х до 6-ти лет | 1,5 – 7,0 * 10 (9) |
| С 6-ти до 8-ти лет | 1,5 – 6,8 * 10 (9) |
| С 8-ти до 12-ти лет | 1,5 – 6,5 * 10 (9) |
| С 12-ти до 16-ти лет | 1,2 – 5,2 * 10 (9) |
Выявить количественное содержание лимфоцитов в крови у малыша можно, сдав общий анализ крови.
Получить направление можно у своего терапевта или просто в коммерческой поликлинике сдать анализ безо всякого направления — сейчас эти услуги предоставляются без проблем.
Рассмотрев расшифровку результатов данного лабораторного исследования, можно узнать и про другие важные показатели, отражающие биохимические характеристики крови.
Если результаты, полученные после сдачи общего анализа крови, покажутся настораживающими, то юного пациента направят на прохождение дополнительных лабораторных и аппаратных исследований.
Наиболее распространенным анализом, назначаемым при значительном повышении уровня лимфоцитов в крови у детей, является исследование, называемое иммунофенотипированием лимфоцитов, содержащихся в периферической крови.
В ходе данного исследования можно определить структуры клеток, выявляя любые изменения в их форме, способные сказаться на функционале.
Если в ходе данного анализа в крови будут обнаружены клетки, называемые пролимфоцитами или лимфобластами, то больным вновь потребуются дополнительные исследования.
В отличие от организма взрослого человека, организмы детей до пятнадцати-шестнадцати лет жизни вырабатывают увеличенное количество лимфоцитов: у взрослых общее число лимфоцитов обычно не превышает сорока процентов от общей массы лейкоцитов крови, у детей данный показатель может доходить до шестидесяти процентов.
Благодаря увеличенному количеству лимфоцитов организм защищает тело ребенка от заболеваний в период формирования его иммунитета.
Если количество активированных лимфоцитов в анализе крови у ребенка превышает положенные нормы, адекватные его возрасту, то врачи могут поставить диагноз «лимфоцитоз».
Причины лимфоцитоза
Лимфоцитозом называют состояние, при котором общее содержание лимфоцитов в биологическом материале на один или несколько пунктов превосходит нормативные значения, адекватные для фактического возраста пациента.
В подавляющем большинстве случаев лимфоцитоз у взрослых и у детей является следствием реактивного ответа иммунной системы организма на появление чужеродных инфекционных, вирусных, бактериологических или иных агентов.
«Детский» и «взрослый» лимфоцитозы отличаются между собой только референтными значениями нормы, адекватной тому или иному возрасту.
Симптомы данного состояния являются смытыми и не могут достоверно указать на наличие проблемы.
Диагностировать лимфоцитоз можно, только сдав биологический материал на общий биохимический анализ крови (или на альтернативные и более углубленные лабораторные исследования).
Лимфоцитоз может быть как абсолютным, так и относительным. При абсолютном лимфоцитозе наблюдается резкое возрастание исследуемых клеток крови.
Данная ситуация в подавляющем большинстве случаев вызывается резкой реакцией организма на появившуюся проблему.
При относительном лимфоцитозе картина несколько другая: данное состояние диагностируется тогда, когда в крови у пациента изменяется удельный вес исследуемых клеток.
Существует ряд разнообразных причин, следствием которых является лимфоцитоз. Важно понимать, что данное состояние ни в коем случае не является фактором, провоцирующим появление проблем со здоровьем.
Лимфоцитоз считается специфическим ответом иммунной системы человека. Чтобы избавиться от него, следует лечить основную причину его появления.
Список наиболее распространенных причин, способных спровоцировать возникновение лимфоцитоза:
- инфекционные, бактериологические или вирусные заболевания;
- хронические заболевания селезенки;
- аллергические реакции на различные внешние раздражители.
В некоторых случаях причинами появления лимфоцитоза могут быть значительные физические нагрузки, ранее перенесенные пациентом.
Важно знать, что увеличенное количество лимфоцитов в крови может сохраняться на протяжении некоторого времени после очевидного выздоровления ребенка или взрослого человека.
Как правило, остаточный лимфоцитоз диагностируют у тех, кто в недавнем прошлом перенесли тяжелую, изнуряющую болезнь, лечение которой требует длительного реабилитационного периода.
Как готовиться к сдаче анализа крови?
К одному из более углубленных исследований крови относится анализ, проводимый с целью выявления наличия активированных лимфоцитов.
Как правило, его назначают тем пациентам, которые страдают от длительных патологических состояний, обладающих предположительно вирусным или инфекционным характером.
В некоторых случаях прохождение данного анализа требуется для выяснения точности прописанной терапии, принимаемой пациентом.
Подготовка к сдаче анализа крови – несложное, но ответственное мероприятие. Чем точнее будут соблюдаться рекомендации, озвученные врачами, тем адекватнее будет результат расшифровки лабораторного исследования.
Сдать анализ крови, в рамках которого можно определить количественное содержание лимфоцитов в крови, можно в любой частной или государственной клинике.
Обычно сбор материала для данного исследования производят утром, однако некоторые лаборатории работают и до обеда.
Готовиться к сдаче крови следует заблаговременно, за три или за четыре дня до визита в лабораторию.
На протяжении данного времени следует воздерживаться от интенсивных занятий спортом (впрочем, как и от любых других изнуряющих нагрузок).
Кроме того, данный временной срок следует использовать и чтобы очистить организм от различных лекарственных препаратов (в том случае, когда они используются).
Перед лабораторными анализами можно пить только жизненно важные лекарственные средства, обязательно рассказав врачам об их использовании.
Специфических ограничений, касающихся питания, нет. В течение времени подготовки к сдаче анализа крови есть можно любые привычные продукты.
Однако за восемь – десять часов перед предполагаемым временем сдачи биологического материала от еды следует воздержаться.
На протяжении данного временного отрезка можно пить, но не стоит употреблять жидкость в увеличенном количестве.
Обратите внимание: пить можно только кипяченую или бутилированную воду, от употребления чаев, соков и газированных минеральных вод лучше отказаться.
В современных исследовательских лабораториях расшифровку результатов данного анализа можно получить уже через несколько часов (реже – суток) с момента сдачи биологического материала.
Как правило, в государственных муниципальных поликлиниках расшифровка исследования отправляется прямо в кабинет врача, направившего пациента на исследование крови.
Активация В-лимфоцитов – ключевое событие (точнее – цепь событий) гуморального иммунного ответа. Общая схема этого процесса приведена на рисунках 38.1-1 и 38.1-2.
Рис. 38.1-1. Принципиальная схема активации В-лимфоцитов
Рис. 38.1-2. Схема активации В-лимфоцитов (по Воробьеву, 2002)
А. В антигенпрзентирующей клетке (например, макрофаге) происходит процессинг антигена, который для сложных антигенов занимает 30-60 минут, а для менее сложных – 20-30 минут. В результате происходит ферментативная деградация антигена и его презентация на поверхности АПК в комплексе с антигенпредставляющей молекулой (как это описано выше в разделах 37.2 и 37.3).
Б. Вступивший в контакт с макрофагом нулевой (наивный) Т-хелпер активируется и додифференцируется в (в случае гуморального иммунного ответа) Т-хелпер второго типа (об активации Т-хелперов в ходе иммунного ответа был рассказано в разделе 37.4), который взаимодействует с соответствующим В-лимфоцитом.
В. В результате клон В-лимфоцита претерпевает ряд изменений, обусловленных главным образом информационными сигналами, предаваемыми ему Т-хелпером посредством цитокинов.
1. Сначала под воздействием интерлейкина-4 происходит активация В-лимфоцита.
2. Затем под воздействием интерлейкина-4 происходит пролиферация активированного В-лимфоцита (т.е. его размножение, так называемая экспансия клона).
3. И, наконец, на таких В-лимфоцитах появляется рецептор для взаимодействия с интерлейкином-6, который является сигналом дифференциации для этих клеток.
а. Под воздействием ИЛ-6 В-лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки.
б. Однако, часть В-лимфоцитов проходит путь дифференциации не до конца. Такие не до конца дифференцированный В-лимфоциты, в отличие от плазмоцитов, являются долгоживущими клетками. При повторном контакте с причинным антигеном они заканчивают процесс дифференцировки в плазмоциты, обеспечивая более быстрый и более сильный иммунный ответ на повторный контакт с антигеном, т.е. – вторичный иммунный ответ. Благодаря этому иммунная система «запоминает» антиген, с которым ей уже приходилось «иметь дело». Такие не до конца дифференцированные В-лимфоциты называются клетками иммунологической памяти (сравните со схожими процессами при клеточном иммунном ответе, раздел 37.7.Б).
Г. Единственная задача плазматической клетки – синтез иммуноглобулинов, действие которых и составляет эффекторное звено гуморального иммунного ответа.
Д. Все виды клеток, участвующих в гуморальном иммунном ответе, находятся под контролем Т-супрессоров, способных в любой момент остановить начавшуюся иммунную реакцию (например, если она по каким-либо причинам «выйдет из-под контроля»).
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ТАВРИЧЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. В.И. ВЕРНАДСКОГО
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА БИОХИМИИ
Учебная дисциплина: ИММУНОЛОГИЯ
Тема: «В-лимфоциты.Рецепторы и маркеры. Участие в иммунном ответе»
Реферат подготовила:
Студент: Левченко Наталья Николаевна
Проверила:
Залевская Ирина Николаевна
Симферополь, 2013
Введение
2 Маркеры В-лимфоцитов
Введение
лимфоцит рецептор антиген
Клетки иммунной системы, на которые возложены ключевые функции по осуществлению приобретённого иммунитета, относятся к лимфоцитам, которые являются подтипом лейкоцитов.
Лимфоциты - это единственные клетки организма, способные специфически распознавать собственные и чужеродные антигены и отвечать активацией на контакт с конкретным антигеном. При весьма сходной морфологии малые лимфоциты делятся на две популяции, имеющие различные функции и продуцирующие разные белки.
Одна из популяций получила название В-лимфоциты, от названия органа «бурса Фабрициуса», где было впервые обнаружено созревание этих клеток у птиц. У человека В-лимфоциты созревают в красном костном мозге.
В-лимфоциты распознают антигены специфическими рецепторами иммуноглобулиновой природы, которые по мере созревания В-лимфоцитов появляются на их мембранах. Взаимодействие антигена с такими рецепторами является сигналом активации В-лимфоцитов и их дифференцировки в плазматические клетки, продуцирующие и секретирующие специфические для данного антигена антитела - иммуноглобулины.
Главной функцией В-лимфоцитов также является специфическое распознавание антигена, которое ведет к их активации, пролиферации и дифференцировке в плазматические клетки - продуценты специфических антител - иммуноглобулинов, т. е. к гуморальному иммунному ответу. Чаще всего В-лимфоциты для развития гуморального иммунного ответа нуждаются в помощи Т-лимфоцитов в виде продукции активирующих цитокинов.
Глава 1. Общая характеристика B-лимфоцитов
Специфическое иммунологическое распознавание патогенных организмов - это всецело функция лимфоцитов, поэтому именно они инициируют реакции приобретенного иммунитета. Все лимфоциты происходят из стволовых клеток костного мозга, но Т-лимфоциты затем развиваются в тимусе, тогда как В-лимфоциты продолжают свое развитие в красном костном мозге (у взрослых особей млекопитающих). Термин B-лимфоциты образован по первой букве английского названия органов, в которых эти клетки формируются: bursa of Fabricius (фабрициева сумка у птиц) и bone marrow (костный мозг у млекопитающих).
Сумка Фабрициуса - один из центральных органов иммуногенеза птиц, располагающийся в области клоаки и контролирующий гуморальный иммунный ответ. Удаление этого органа приводит к отмене синтеза антител. Аналогом фабрициевой сумки у млекопитающих является красный костный мозг.
Главная функция B-лимфоцитов (а вернее плазматических клеток, в которые они дифференцируются) - это выработка антител. Воздействие антигена стимулирует образование клона B-лимфоцитов, специфического к данному антигену. Затем происходит дифференцировка новообразованных B-лимфоцитов в плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Эти процессы проходят в лимфоидных органах, регионарных к месту попадания в организм чужеродного антигена. лимфоциты составляют около 15-18% всех лимфоцитов, находящихся в периферической крови. После распознавания специфического антигена эти клетки размножаются и дифференцируются, трансформируясь в плазматические клетки. Плазматические клетки вырабатывают большое количество антител (иммуноглобулины Ig), которые являются собственными рецепторами B-лимфоцитов в растворенном виде.лимфоциты продуцируют и секретируют в кровоток молекулы антител, являющиеся измененными формами антигенраспознающих рецепторов этих лимфоцитов. Возникновение антител в крови после появления любого чужеродного белка - антигена - независимо от того, вреден он или безвреден для организма, и представляет собой иммунный ответ. Появление антител не просто защитная реакция организма против инфекционных заболеваний, но явление, имеющее широкое биологическое значение: это общий механизм распознавания "чужого". Например, иммунная реакция распознает как чужой и постарается удалить из организма любой аномальный и, следовательно, потенциально опасный вариант клетки, в которой в результате мутации в хромосомной ДНК образуется мутантная белковая молекула. лимфоциты (B-клетки) млекопитающих дифференцируются сначала в печени плода, а после рождения - красном костном мозге. В цитоплазме покоящихся B-клеток отсутствуют гранулы, но имеются расеянные рибосомы и канальцы шероховатого эндоплазматического ретикулума. Каждая B-клетка генетически запрограммирована на синтез молекул иммуноглобулина, встроенных в цитоплазматическую мембрану. Иммуноглобулины функционируют как антигенраспознающие рецепторы, специфичные к определенному антигену. На поверхности каждого лимфоцита экспрессируется около ста тысяч молекул рецепторов. Встретив и распознав антиген, соответствующий структуре антигенраспознающего рецептора B-клетки размножаются и дифференцируются в плазматические клетки, которые образуют и выделяют в растворимой форме большие количества таких рецепторных молекул - антител. Антитела представляют собой крупные гликопротеины и содержатся в крови и тканевой жидкости. Благодаря своей идентичности исходным рецепторным молекулам они взаимодействуют с тем антигеном, который первоначально активировал B-клетки, проявляя таким образом строгую специфичность.
После связывания антигена с рецепторами B-клетки клетка активируется. Активация B-клеток состоит из двух фаз: пролиферации и дифференцировки; все процессы индуцируются контактом с антигеном и T- хелперами. В результате пролиферации увеличивается число клеток, способных реагировать с введенным в организм антигеном. Значение пролиферации велико, поскольку в неиммунизированном организме очень мало B-клеток, специфичных для определенных антигенов. Часть клеток, пролиферирующих под действием антигена, созревает и дифференцируется последовательно в антителообразующие клетки нескольких морфологических типов, в том числе и плазматические клетки. Промежуточные стадии дифференцировки B-клеток отмечены меняющейся экспрессией разнообразных белков клеточной поверхности, необходимых для взаимодействия B-клеток с другими клетками.
Каждый лимфоцит, относящийся к B-лимфоцитам и дифференцирующийся в костном мозге, запрограммирован на образование антител только одной специфичности.
Молекулы антител не синтезируются никакими другими клетками организма, и все их многообразие обусловлено образованием нескольких миллионов клонов B-клеток. Они (молекулы антител) экспрессируются на поверхностной мембране лимфоцита и функционируют как рецепторы. При этом на поверхности каждого лимфоцита экспрессируется около ста тысяч молекул антител. Кроме того, B-лимфоциты секретируют в кровоток продуцированные ими молекулы антител, являющиеся измененными формами поверхностных рецепторов этих лимфоцитов.
Антитела формируются до появления антигена, и антиген сам отбирает для себя антитела. Как только антиген проникает в организм человека, он встречается буквально с войском лимфоцитов, несущих различные антитела, причем у каждого есть свой индивидуальный распознающий участок. Антиген соединяется только с теми рецепторами, которые в точности ему соответствуют. Лимфоциты, связавшие антиген, получают пусковой сигнал и дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие антитела. Поскольку лимфоцит запрограммирован на синтез антител только одной специфичности, антитела, секретируемые плазматической клеткой, будут идентичны своему оригиналу, т.е. поверхностному рецептору лимфоцита и, следовательно, будут хорошо связываться с антигеном. Так антиген сам отбирает антитела, распознающие его с высокой эффективностью.
Весь путь развития В-лимфоцитов от стволовой кроветворной клетки до плазмоцита включает несколько этапов, каждый из которых характеризуется своим клеточным типом.
Всего выделено 7 таких типов:
) стволовая кроветворная (гемопоэтическая) клетка - общий предшественник для всех ростков дифференцировки лимфомиелопоэза;
) общий лимфоидный предшественник B-клеток и T-клеток для B- и T-клеточного пути развития - наиболее ранняя лимфоидная клетка, для которой еще не определилось одно из двух направлений развития;
А) ранняя про-В-клетка - ближайший потомок предыдущего клеточного типа и предшественник последующих, продвинутых в дифференцировке клеточных типов (приставка "про" от англ. progenitor);
Б) поздняя про-В-клетка;
) пре-В-клетка - клеточный тип, окончательно вышедший на В-клеточный путь развития (приставка "пре" от англ. precursor);
) незрелая В-клетка - завершающая костномозговое развитие клеточная форма, которая активно экспрессирует поверхностный иммуноглобулин и находится в стадии отбора на способность взаимодействовать с собственными антигенами;
) зрелая В-клетка - клеточный тип периферии, способный взаимодействовать только с чужеродными антигенами;
) плазматическая клетка (плазмоцит) - эффекторная, антителопродуцирующая клеточная форма, которая образуется из зрелой В-клетки после ее контакта с антигеном.
Глава 2. Рецепторы и маркеры В-лимфоцитов
1 Антигенраспознающие рецепторы B-клеток: общая характеристика
Антигенраспознающие рецепторы В-лимфоцитов представляют собой молекулы иммуноглобулинов. Циркулирующие антитела структурно подобны основной части B-клеточных рецепторов, но лишены их трансмембранных и цитоплазматических сегментов. Основными классами мембранно-связанных иммуноглобулинов (mIg), находящихся на поверхности зрелых, нестимулированных В-лимфоцитов, являются IgM и IgD. На одной В-клетке могут одновременно присутствовать оба типа молекул, причем они имеют одинаковую специфичность, и, возможно, что эти антигенные рецепторы могут взаимодействовать между собой, осуществляя контроль за активацией лимфоцитов и супрессией лимфоцитов.
Рецептором B-лимфоцитов, узнающим антиген, является IgM. Мембраносвязанный IgM (mIgМ), как правило, представляет собой мономерный иммуноглобулин, т.е. отдельную единицу из четырех полипептидных цепей. Эта молекула имеет гидрофобную последовательность, расположенную на C-концевом участке тяжелой цепи и предназначенную для фиксации молекулы на клеточной мембране. Число молекул рецептора достигает 10 - 100тыс. на клетку.М кодируется тем же набором генов, что и сывороточные аналоги. Единственным их структурным отличием является дополнительный фрагмент на С-конце молекулы, играющий роль мембранного якоря.
В онтогенезе первые мембранные формы IgM появляются на заключительном этапе дифференцировки В-клеток в костном мозге. Зрелые В- клетки экспрессируют достаточно большое количество этого белка: 2*105 молекул на одну клетку. Такой рецепторный иммуноглобулин взаимодействует либо с белковым или корпускулярным антигеном (рис. 3.1), либо с антигенными детерминантами на поверхности антигенпрезентирующих клеток (макрофагов, дендритных клеток и др.).
Рис 1. Структура В-клеточного рецептора
Антигенраспознающие рецепторы B-клеток были обнаружены достаточно легко, в основном, с помощью антииммуноглобулиновых антител, меченных либо радиоактивными химическими элементами, либо флюоресцеином. При связывании антигена с соответствующим рецептором и под влиянием цитокинов, вырабатываемых моноцитами, макрофагами и Т-лимфоцитами, происходит активация В-лимфоцитов, которые начинают делиться и дифференцироваться в плазматические клетки. Часть активированных В-лимфоцитов превращаются в клетки памяти, которые обеспечивают более быстрый и эффективный иммунный ответ при повторном контакте с антигеном. С основной частью рецептора непосредственно связаны дополнителные компоненты (Ig-альфа (СВ79a) и Ig-бета (CD79b)), соединяющие его с путями внутриклеточной передачи сигнала.
Цитоплазматический участок у mIg невелик и не пригоден для взаимодействия с С-белками или тирозинкиназами. Роль CD3 в случае mIgМ, по-видимому, играет ассоциированный с mIgМ гетеродимер, состоящий из двух соединенных дисульфидной связью гликопротеинов с молекулярными массами 32-34кДа (IgM-альфа) и 37-39кДа (IgM-бета, IgM-гамма). Цепи бета и гамма являются продуктами одного гена и получаются в результате альтернативного сплайсинга. Обе цепи являются представителями суперсемейства иммуноглобулинов и содержат во внеклеточной части по одному домену. Цитоплазматические участки этих полипептидов имеют консервативную последовательность, включающую шесть расположенных определенным образом друг относительно друга аминокислот. Такая же последовательность обнаруживается в гамма-, дельта- и дзета-цепях CD3, что предполагает сходные функции CD3 и IgM-альфа-IgM-бета. Цитоплазматические фрагменты содержат потенциальные сайты фосфорилирования.
2 Маркеры В-лимфоцитов
На периферии (вне костного мозга) В-лимфоциты приобретают характерные для них поверхностно-клеточные маркёры.
Основные маркёры В-лимфоцитов - мембранные Ig при этом клетки одного клона (быстро формирующегося в результате серии последовательных делений потом-ства одной В-клетки) экспрессируют молекулы Ig, специфически связывающие только один эпитоп Аг. Такие клетки синтезируют моноклональные AT, способные распознавать и связывать только один Аг. Аг-связывающий участок мембранного Ig В-лимфоцита играет роль клеточного Аг-распознающего рецептора. Помимо мембранных Ig, В-лимфоцит несёт другие маркёры; рецепторы Fc-фрагмента Ig, CD10 {на незрелых В-клетках), CD19, CD20, CD21, CD22, CD23 (вероятно, участвуют в клеточной активации), рецепторы к С3b и C3d, молекулы МНС классов I и И.
Мембранный иммуноглобулин - специфический маркер В-клеток, поскольку он экспрессирован на всех зрелых В-лимфоцитах и отсутствует на других клетках. Преобладающим классом мембранных иммуноглобулинов на нативных (не контактировавших с антигеном) В-клетках является IgM. Он присутствует на поверхности всех нативных В-лимфоцитов, начиная со стадии незрелых В-клеток (см. раздел 3.3.1.2) (табл. 3.2). На зрелых нативных
В-клетках наряду с IgM присутствует IgD. Число молекул иммуноглобулинов на поверхности наивной В-клетки составляет около 150 000. В процессе иммунного ответа происходит переключение классов иммуноглобулинов на IgG, IgA и IgE. В-клетки крови и вторичных лимфоидных органов несут на своей поверхности преимущественно IgG, а В-клетки слизистых оболочек - IgA.
В состав BCR помимо иммуноглобулина входит еще несколько молекул. Две из них - СD79a и СD79b - составляют интегральную чаcть BCR, еще три - CD19, CD21 и CD81 - функционально ассоциированы с ним и формируют физическую связь с BCR только при активации клетки. Варианты молекул CD79 - a и b - называют еще Ig? и Ig?. При помощи нековалентных связей они формируют гетеродимеры, связанные с мембранным иммуноглобулином. Эти молекулы имеют сходные размеры и молекулярную массу (около 40 кДа). Участие Ig? и Ig? в передаче сигнала основано на связи их цитоплазматической части с внутриклеточными тирозинкиназами.
Молекулу CD19 относят к суперсемейству иммуноглобулинов. CD19 играет важную сигнальную функцию, поскольку эта молекула связана с киназой PI3K. CD21 - рецептор для компонентов комплемента (CR2), участвующий в усилении антигенного сигнала, а также в регуляции активности В-лимфоцитов. СD81 относят к тетраспанинам (4 раза пронизывают мембрану); функция этой молекулы точно не определена.
С цитоплазматическими участками мембранного иммуноглобулина связана тирозинкиназа Fyn, а с молекулами CD79, CD19 и CD81 - тирозин-киназы Blk, Lyn, Lck, а также Syk, участвующие в передаче активационного сигнала. Кроме того, около цитоплазматической части молекулы CD19 располагается липидная киназа PI3K. Такое обилие сигнальных ферментов, связанных с компонентами BCR, обеспечивает запуск и передачу активационных сигналов при связывании антигена.
Глава 3. Субпопуляции В-лимфоцитов
Все В-лимфоциты обладают рядом общих свойств: они продуцируют антитела и иммуноглобулин (Ig), экспрессируют антиген-распознающий Ig-рецептор (B-Cell Receptor - BCR) и поверхностные маркеры CD 19 и CD45 (В220). Вместе с тем можно выделить несколько субпопуляций В-клеток, различающихся по происхождению, дифференцировке, фенотипу и функциональным свойствам.
Выделяют 3 основные субпопуляции В-клеток (табл.1). Одна из них рассмотрена выше - В2-клетки (иногда их называют обычными В-клетками), локализующиеся преимущественно в селезенке, костном мозгу, лимфоузлах, пейеровых бляшках и отдельных фолликулах лимфоидной ткани кишечника. Гистологическая единица, являющаяся местом сосредоточения В2-клеток - лимфоидный фолликул. Эти клетки составляют подавляющеебольшинство циркулирующих В-лимфоцитов и играют основную роль в гуморальном иммунном ответе. Две другие субпопуляции - В1- и В-клетки маргинальной зоны (MZВ-клетки). Большинство данных о различных субпопуляциях В-лимфоцитов получено на мышах. Сведения о субпопуляцияхВ-клеток человека крайне скудны.
В1-клетки локализуются преимущественно в серозных полостях -
брюшной и плевральной. Небольшое количество В1-лимфоцитов, преимущественно клетки, секретирующие антитела, выявляют в селезенке, где на их долю приходится 1-5% от числа В-клеток. Некоторые В1-клетки мигрируют (через сальник) в слизистую оболочку кишечника и брыжеечные лимфоузлы (до 50% IgA-продуцентов в лимфоидной ткани кишечника - В1-клетки). В лимфатических узлах у мыши они отсутствуют. Выделяют2 субпопуляции В1-клеток. Основной дифференциальный признак при этом - экспрессия мембранной молекулы СD5 (известной как один из маркеров Т-клеток). В1а-клетки одновременно несут на поверхности молекулы IgM и CD5. CD5 отсутствует на всех остальных В-лимфоцитах, в том числе на В1b-клетках, в остальном очень схожих с В1а-клетками. Для В1-клеток характерен?активированный фенотип?, что проявляется в экспрессии на их поверхности костимулирующих молекул СD80 и СD86. Это свойство обеспечивает способность В1-лимфоцитов выполнять функции АПК.а- и B1b-клетки экспрессируют BCR, содержащий мембранную форму IgM. Известны исключения: описано переключение IgM на IgA в lamina propria кишечника. Перестроенные V-гены мембранного IgM В1а-клеток не содержат N-вставок (т.е. в их перестройке не участвует фермент TdT). Разнообразие V-генов В1-клеток существенно ниже, чем у В2-клеток. Это связано с различиями в условиях развития: В1а-клетки в онтогенезе появляются раньше других субпопуляций - еще до рождения. Они развиваются в печени плода при участии IL-5 и IL-10 из клеток-предшественников, отличных от таковых у обычных В-клеток. Еще в эмбриональном периоде В1-клетки мигрируют в серозные полости, где они существуют в течение всей жизни организма.
В1-клетки способны к самоподдержанию путем очень медленной пролиферации, восполняющей убыль клеток, погибающих по механизму апоптоза.
В1b-клетки также развиваются в печени эмбрионов, а после рождения - в костном мозгу из других клеток-предшественников. B1b-лимфоциты расселяются на периферии несколько позже В1а-клеток - непосредственно перед рождением и сразу после него. При перестройке V-генов в B1b-клетках формируется некоторое количество N-вставок. B1b-клетки также мигрируют в серозные полости и сохраняются там путем самоподдержания.
Обе разновидности В1-клеток могут дифференцироваться в антителообразующие клетки без стимуляции антигеном. При этом они секретируют преимущественно IgM-антитела (в кишечнике - также IgA). Большинство этих антител специфично к собственным белкам организма (ДНК, гистонам, коллагену, компонентам цитоскелета, антигенам групп крови и т.д.); многие из них полиспецифичны, т.е. способны взаимодействовать с несколькими антигенами, в том числе аутологичными. Эти антитела имеют низкое сродство (аффинность) к антигенам, включая аутоантигены, и не способны вызвать повреждение тканей. Примерно половина сывороточного IgM секретируется В1-клетками. Естественные антитела, продуцируемые В1а-лимфоцитами, часто специфичны к микробным антигенам и опсонизируют патогены, играя важную роль в реакциях врожденного иммунитета.
Эти клетки могут принимать участие в адаптивном иммунном ответе, что в большей степени свойственно В1b-клеткам. Ответ В1-клеток преимущественно тимуснезависимый. В1-клетки постоянно циркулируют между селезенкой и брюшной полостью, но не поступают в фолликулы, поскольку не экспрессируют CXCR5 - рецептор хемокина BLC (CXCL13). С этим связано то обстоятельство, что процессы?усовершенствования? гуморального иммунного ответа в виде переключения изотипов и повышения сродства к антигенам, не затрагивают или минимально затрагивают В1-клетки.
Еще одна разновидность В-лимфоцитов -B-клетки маргинальной зоны (MZB). Они локализуются почти исключительно в маргинальной зоне селезенки, отделяющей белую пульпу от красной. Фенотипически эти клетки более сходны с В2-, чем с В1-клетками. Они происходят от тех же костно-мозговых клеток-предшественников. Основной мембранный иммуноглобулин MZB-клеток -IgM, экспрессируемый сильнее, чем на В2-клетках. В то же время IgD присутствует на мембране в очень малом количестве. Эти клетки сходны по своему фенотипу с активированными В-лимфоцитами. На них присутcтвуют молекулы CD69, CD25, CD38, в малом количестве CD23. Обращает на себя внимание наличие молекулы CD1d, участвующей в презентации липидных антигенов.
Отделение линии MZB-клеток от общей линии В2-клеток происходит на переходной стадии транзиторных клеток (Т3), когда будущие MZB-клетки ослабляют экспрессию не IgM (как В2-клетки), а IgD и утрачивают молекулу CD23. На MZB-лимфоцитах не экспрессируется хемокиновый рецептор CXCR5, позволяющий клеткам мигрировать в фолликулы. Ключевой фактор дифференцировки MZB-клеток - Notсh-2. Под влиянием сфингозин-1-фосфата и при участии молекул адгезии LFA-1 и VLA-4 они мигрируют в маргинальные зоны селезенки. MZB-клетки не участвуют в рециркуляции, но осуществляют?челночные? миграции до лимфоидных фолликулов и обратно, получая информацию об антигенах, поступающих в селезенку с кровью. Срок жизни MZB-лимфоцитов сопоставим со сроком жизни организма. Снижение численности MZB-клеток, вызываемое повреждающими факторами, достаточно быстро устраняется.клетки участвуют в гуморальном иммунном ответе на возбудители, поступающие в кровоток. Они осуществляют тимуснезависимый иммунный ответ на инкапсулированные патогены. Благодаря сильной экспрессии молекул MHC-II и костимулирующих молекул MZB-клетки обладают выраженной способностью к взаимодействию с Т-хелперами, однако их участие в тимусзависимом иммунном ответе изучено плохо. При ответе на антигены MZB-клетки дифференцируются в короткоживущие антителообразующие клетки. V-гены MZB-клеток редко затрагиваются мутациями, что характерно для развития плазматических клеток вне зародышевых центров. В этих клетках не происходит переключения классов иммуноглобулинов и даже MZB-клетки памяти несут на своей поверхности IgM, а не IgG. IgM+ клетки памяти преобладают в маргинальной зоне селезенки человека.
Список использованной литературы
1.А. Ройт, Дж. Брюсстофф, Д. Мейл. Иммунология- М.: Мир, 2000
.Лебедев К.А. - Иммунология в клинической практике, 1996
.Иммунология(в 3 т.) / Под. ред. У. Пола.- М.:Мир, 1988
.Ярилин А.А - Иммунология, 2010
.Хаитов P.M., Игнатьева Г.А., Сидорович И.Г., Иммунология: Учебник. - М.: Медицина, 2000. 432 с: ил. (Учеб. лит. Для студ. медвузов).
.#"justify">.#"justify">.http://immuninfo.ru/immunologiya
Репетиторство
Нужна помощь по изучению какой-либы темы?
Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку
с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.
Страница 48 из 92
В-лимфоциты реагируют на три различных типа антигенов
1 Тимус-независимые антигены типа 1
Некоторые антигены, такие, как бактериальный липополисахарид, при достаточно высокой концентрации способны к поликлональной активации значительной части популяции В-лимфоцитов, т. е. для такой активации антигенная специфичность поверхностных рецепторов клетки роли не играет. При низкой концентрации подобных антигенов, не приводящей к поликлональной активации, те В-лимфоциты, у которых иммуноглобулиновые рецепторы специфичны по отношению к данным антигенам, будут пассивно фокусировать их на своей поверхности. При этом за счет собственной митогенной активности эти антигены будут стимулировать пролиферацию клеток (рис. 6.13, а).
2 Тимус-независимые антигены типа 2
Некоторые линейные антигены, медленно распадающиеся в организме и имеющие часто повторяющуюся, определенным образом организованную детерминанту, например полисахарид пневмококков, полимеры D-аминокислот, поливинил- пирролидон, тоже способны непосредственно без участия Т-клеток стимулировать В-лимфоциты т.е. относятся к тимус-независимым. Они длительное время персистируют на поверхности специализированных макрофагов краевого синуса лимфатического узла и маргинальной зоны селезенки. Связывание этих антигенов с антигенспецифическими В-клетками происходит с высокой авидностью и обусловлено перекрестным взаимодействием антигенных детерминант с иммуноглобулиновыми рецепторами (рис. 6.13,0).
Тимус-независимые антигены обоих типов вызывают преимущественный синтез IgM, и индуцируемый ими иммунный ответ практически не сопровождается формированием клеток памяти.
◄
Рис. 6.9. Биохимические механизмы активации Т-клеток. Среди процессов, стимулируемых антигеном и интерлейкином-1, по всей видимости, наиболее важна активация фосфолипазы, расщепляющей фосфатидилинозитол- дифосфат на два важных медиатора-диацилглицерол и инозитолтрифосфат. Увеличение концентрации Са2+ в клетке активирует различные ферментативные системы, что в конце концов приводит к стимуляции синтеза РНК, белка и интерлейкина-2. (5-ГПЭТЕК 5-гидропероксиэйкозотетраеновая кислота, 5-ГЭТГ К - 5-гидрокси- эйкозотетраеновая кислота, цГМФ -циклический 3",5"- гуанозинмонофосфат.) «Каскад» арахидоновой кислоты взят из обзора Hadden J. W., Coffey R. G. In: Mechanisms of Lymphocyte Activation and Immune Regulation Gupta S., Paul W., Fauci A. (eds.), Plenum Press, N. Y., In press.
Рис. 6.10. Взаимодействуя с детерминантами носителя, Т-хелперы помогают В-клеткам реагировать на гаптен или эквивалентные ему детерминанты антигена, генерируя дополнительные активирующие сигналы. Для простоты на рисунке не отражена роль продуктов МНС в Т-клеточном распознавании, но о ней не следует забывать.
3 Тимус-зависимые антигены.
Необходимость кооперации с Т-хелперами
Многие антигены относятся к группе тимус- зависимых; у животных, подвергнутых неонатальной тимэктомии и имеющих мало Т-клеток, они либо не вызывают синтеза антител, либо этот синтез очень слаб. Эти антигены в отсутствие Т-лимфоцитов лишены иммуногенности: они могут быть одновалентными в отношении специфичности каждой детерминанты, подвергаться быстрой деградации фагоцитирующими клетками, наконец, не обладать собственной митогенной активностью. Связавшись с В-клеточным рецептором, они, так же как и гаптены, не способны активировать В-клетку (рис. 6.10).
Рис. 6.11. Роль первичной иммунизации носителем в генерации вторичного ответа на гаптен. Повторная инъекция вызывает образование антител к гаптену только в том случае, если гаптен ковалентно соединен с носителем, которым животное было предварительно иммунизировано (по Rajewsky). БСА бычий сывороточный альбумин. ДНФ-динитрофенил, ОВА - овальбумин курицы.
Рис. 6.12. Вторичный В-клеточный ответ примированного динитрофенилом животного (ДНФ) зависит от помощи Т-клеток, сенсибилизированных детерминантами носителя. Фильтруя спленоциты через нейлоновую вату или удаляя В-клетки на чашках, нагруженных анти-Ig, выделяли Т-клетки. Фракции В-клеток получали, устраняя Т-клетки антителами к Thy 1 в присутствии комплемента. Смеси Т- и В-клеток переносили облученному реципиенту той же линии, которому затем инъецировали один из двух конъюгатов гаптена с носителем. БСА- бычий сывороточный альбумин, ОВА-овальбумин.
Вспомним определение гаптена-это небольшая молекула, например динитрофенил, которая может связываться с уже имеющимся антителом или поверхностным рецептором на специфической В-клетке, но не способна стимулировать продукцию антител, т. е. саму В-клетку. Как уже отмечалось, гаптены приобретают иммуногенность при соединении с подходящим белком-носителем (с. 69). В настоящее время известно, что функция носителя заключается в стимуляции Т-хелперов, помогающих В-клеткам реагировать на гаптен, стимулируя последние дополнительными сигналами (рис. 6.10). Из рис. 6.10 видно, что одна антигенная детерминанта, как правило, играет роль гаптена, связываясь с В-клеткой, а все остальные выполняют функции носителя, активируя Т-хелперы.
Рассмотрим экспериментальные факты, послужившие основой для этих выводов. Результаты первого эксперимента (рис. 6.11) показывают, что повторная иммунизация конъюгатом гаптена с носителем вызывает вторичное образование антител, что само по себе неудивительно. Как видно из последующих экспериментов, повторная иммунизация гаптеном, связанным с другим носителем, неэффективна, если животное не было предварительно иммунизировано против этого носителя (см. эксперименты 2 и 3 рис. 6.11). Последний опыт свидетельствует о том, что если гаптен и носитель ковалентно не соединены, то они не могут индуцировать вторичный ответ. Роль примированных носителем Т-лимфоцитов во вторичном ответе на конъюгат носителя с гаптеном можно выявить в экспериментах по адоптивному переносу клеток облученным мышам (рис. 6.12).
Процессинг антигена в В-клетках
Необходимость ковалентной связи гаптена с носителем заставляет предполагать, что Т-хелперы должны распознавать детерминанты носителя на поверхности реагирующей В-клетки. Лишь в этом случае они смогут генерировать соответствующие дополнительные стимулирующие сигналы. Однако, поскольку Т-клетки распознают связанный с мембраной процессированный антиген в комплексе с продуктами МНС, Т-хелперы не могут распознать нативный антиген, просто присоединенный (непроцессированный) к иммуноглобулиновому рецептору В-клетки, как это упрощенно изображено на рис. 6.10. Парадокса тут, однако, нет, поскольку В-клетки могут презентировать антиген Т-хелперам. На самом деле они могут выполнять эту функцию при гораздо меньшей концентрации антигена, чем обычные презентирующие клетки, поскольку они могут фокусировать антиген на поверхностных рецепторах. Таким образом, они должны иметь возможность «процессировать» антиген, и в настоящее время считают, что антиген, связавшийся с поверхностным Ig, попадает в эндосомы вместе с молекулами МНС класса II, а затем вновь возвращается на поверхность клетки в процессированной форме. Он ассоциирован с молекулами МНС класса II и доступен для распознавания специфическими Т-хелперами (рис. 6.13, в). Теперь понятна необходимость ковалентной связи гаптена с носителем. Из-за наличия гаптена носитель процессируется в В-клетках, запрограммированных на синтез антител к гаптену. После стимуляции Т-хелперами, распознающими процессированный носитель, этим клеткам действительно удается выполнить свою программу и производить антитела, реагирующие с гаптеном. Воистину, хитростям природы нет конца.
Рис. 6.13. Распознавание В-клетками трех типов антигенов. Красная волнистая стрелка-активирующий сигнал, красная прерывистая черта - перекрестное связывание рецепторов.
