Медицинская микробиология, иммунология и вирусология - Сергей Бабичев

Каким образом исходные стволовые клетки приобретают под влиянием тимуса иммунокомпетентность, долгое время оставалось не совсем ясным. Для объяснения этого явления было предложено три гипотезы: клеточная, гуморальная и гипотеза «обучения».

В соответствии с клеточной гипотезой, предполагалось, что в тимусе происходит образование лимфоцитов с особыми свойствами. Эти лимфоциты затем поступают в кровь, а через нее расселяются в различных лимфоидных органах. Возникающие таким образом популяции Т-лимфоцитов размножаются, длительное время сохраняются в организме и обеспечивают развитие клеточного иммунитета.

В соответствии с гуморальной гипотезой, в лимфоидные органы поступают исходные стволовые клетки, а их дифференцировка и превращение в иммунокомпетентные Т-лимфоциты индуцируется секретируемыми в кровь гормонами, которые вырабатывают эпителиальные клетки тимуса.

Третья гипотеза объединила оба эти механизма. Согласно теории «обучения», клетки, являющиеся предшественниками Т-лимфоцитов, поступают из кровотока в тимус, где и происходит их превращение в иммунокомпетентные Т-лимфоциты под влиянием гуморальных факторов, секретируемых эпителиальными клетками тимуса; затем они покидают его и циркулируют по лимфатической и кровеносной системам, а также расселяются по лимфоидным образованиям организма.

Установлено, что для приобретения иммунокомпетентности клетки необязательно должны вступать в непосредственный контакт с тканью тимуса. В частности, смягчение последствий, связанных с удалением тимуса, достигается его пересадкой в диффузионных камерах с миллипоровыми стенками, непроницаемыми для клеток, или введением экстрактов тимуса.

Таким образом, решающая роль в дифференцировке предшественников Т-лимфоцитов в иммунокомпетентные клетки принадлежит гуморальным факторам, образуемым тимусом.

Из ткани тимуса выделено несколько десятков пептидных гуморальных факторов. К их числу относятся: фракция 3 (увеличивает количество Т-лимфоцитов в крови); еще более активная фракция 5-тимозина-ТФ5 (в ее состав входит более 20 пептидов, действующих на разные субпопуляции Т-лимфоцитов и их дифференцировку и стимулирующих продукцию ИЛ-6); тимопоэтин и его аналоги; сывороточный тимусный фактор (СТФ), его комплекс с цинком получил название тимулина; тимусный гуморальный фактор γ2 – ТГФγ2; тимусный гормон. Остальные факторы тимуса представляют пептиды с неустановленной структурой или их смеси.

Гуморальные факторы тимуса делят на продукты лимфоидных и продукты нелимфоидных (эпителиальных) клеток. Например, тимозины α1, α7, β4, тимопоэтин, тимулин синтезируются и секретируются эпителиальными клетками. Однако тимозин α1 и его предшественник (протимозин α) секретируются также тимоцитами, периферическими Т-лимфоцитами и некоторыми другими лимфоидными клетками.

По характеру действия на Т-клетки гуморальные факторы тимуса делят на факторы активации, дифференцировки и размножения. Помимо этого, к числу важнейших свойств пептидов тимуса относится их способность активировать продукцию лимфокинов; некоторые тимозины, а также сывороточный тимусный фактор усиливают продукцию Т-клетками интерлейкина-2.

Тимус играет важнейшую роль не только в функционировании иммунной системы и регуляции иммунного гомеостаза, но и опосредует взаимодействие иммунной системы с другими важнейшими системами организма.

Сумка Фабрициуса

Удаление сумки Фабрициуса у птиц приводит к угнетению процесса биосинтеза антител, однако способность отвечать реакциями гиперчувствительности замедленного типа у них не страдает. У людей иногда наблюдается симптом агаммаглобулинемии, т. е. отсутствие в крови иммуноглобулинов. Такие лица не способны вырабатывать антитела, но реакции клеточного иммунитета у них не нарушаются. В свою очередь гипоплазия тимуса приводит к развитию дефицита по клеточному иммунитету, но при этом сохраняется способность вырабатывать антитела. Таким образом было установлено, что тимус является центральным органом клеточного иммунитета, а сумка Фабрициуса у птиц и ее аналог – костный мозг – у млекопитающих – центральным органом гуморального иммунитета.

В соответствии с этим, лимфоциты, ответственные за клеточный иммунитет и получившие иммунокомпетентность в тимусе, стали называть Т-лимфоцитами (лат. thymus – тимус), а лимфоциты, ответственные за развитие гуморального иммунитета и получившие иммунокомпетентность у птиц в сумке Фабрициуса, а у млекопитающих в костном мозге, – В-лимфоцитами (лат. bursa – сумка).

Печень

Функция печени как одного из центральных органов иммунитета определяется тем, что в эмбриональном периоде она служит источником первичной популяции В-лимфоцитов – предшественников антителообразующих клеток. В печени происходят их антигеннезависимая дифференцировка и превращение в зрелые В-лимфоциты. Эмбриональная печень является и местом дифференцировки суп-

рессорных В-лимфоцитов. Кроме того, печень занимает особое положение в системе кровотока, которое позволяет ей «выхватывать» патогены, антигены, опухолевые клетки, другие чужеродные вещества и обезвреживать их с помощью иммунокомпетентных клеток. К ним относятся следующие типы клеток: 1. Купферовские клетки, благодаря которым печень играет ключевую роль в захвате и удалении циркулирующих иммунных комплексов и в очищении крови от эндотоксинов. Купферовские клетки осуществляют не только фагоцитоз, но и процессинг, и представление антигена Т-клеткам; секретируют интерлейкин-1, фактор некроза опухолей, простагландины Е2 и D2; несут на себе рецепторы для Fc-фрагмента иммуноглобулинов и для C1q-комплемента. 2. В эмбриональной печени обнаружено и наличие клеток-предшественников Т-лимфоцитов, в ней происходит дифференцировка лимфоцитов-супрессоров. 3. В печени содержатся различные типы лимфоцитов, обладающих цитотоксическими свойствами: Т-киллеры, NK-клетки, Pit-клетки (англ. pit – тутовая ягода) – большие зернистые лимфоциты, «нафаршированные» крупными гранулами (они обнаружены и в других органах), аналоги природных киллеров. Pit-клетки распознают и разрушают опухолевые клетки печени, а также клетки, зараженные вирусом гепатита.

Особое место среди белков, синтезируемых клетками печени, занимают альфафетопротеины, которые обладают иммуносупрессивными свойствами.

О взаимосвязи печени с другими системами иммунитета свидетельствует также тот факт, что в регуляции функции гепатоцитов участвуют интерлейкины-1, -6, -8, а интерлейкин-8 продуцируется гепатоцитами.

Периферические отделы иммунной системы

К ним относятся: селезенка, лимфатические узлы, лимфоидные ткани желудочно-кишечного тракта (пейеровы бляшки и солитарные фолликулы), а также кровь и лимфа, в которые поступают и непрерывно в них циркулируют все иммунокомпетентные клетки. В селезенке содержится больше всего плазматических клеток, возникающих в результате дифференцировки из В-лимфоцитов и являющихся основными продуцентами антител.

Глава 34

Основные популяции иммунокомпетентных клеток. Т-лимфоциты и их функции

Основную роль в реализации иммунных функций играют следующие клетки: 1) макрофаги, а также другие антигенпредставляющие, или вспомогательные, или А-клетки (англ. accessory – вспомогательный); 2) популяции В-лимфоцитов; 3) популяции Т-лимфоцитов; 4) популяции лимфоцитов, обладающих естественными цитотоксическими свойствами – способностью разрушать опухолевые клетки, вирусинфицированные клетки, клетки трансплантата и т. п.: NK-клетки, Pit-клетки, нулевые клетки.

По морфологическим свойствам Т– и В-лимфоциты не отличаются друг от друга. Однако они существенным образом различаются по вкладу в реакции иммунитета, по многим другим свойствам, в том числе структуре и функции рецепторов и по антигенной специфичности (табл. 14).

Таблица 14

Характеристика Т– и В-лимфоцитов

Т-лимфоциты

Самый ответственный момент в процессе иммунного ответа – это распознавание химического маркера, свойственного «чужому» агенту и отличающегося от «своего». Эту роль выполняют макрофаги, антитела, Т– и В-лимфоциты. Антитела распознают антиген с помощью своих активных центров, а макрофаги, Т– и В-лимфоциты – благодаря имеющимся на их мембранах особым рецепторам.

Экспериментальное обоснование предположения о наличии у клеток лимфоидной системы специфических рецепторов было получено в 60-е гг. ХХ в. после обнаружения двух важных феноменов: цитопатического действия лимфоцитов и розеткообразования (иммуного прилипания).