            4.1. Основы функционирования иммунной системы человека.
         Эволюция формировала систему иммунитета около 500 млн.  лет. Этот
    шедевр  природы  восхищает  нас красотой гармонии и целесообразностью.
    Настойчивое любопытство ученых разных  специальностей  раскрыло  перед
    нами  закономерности ее функционирования и создало в последние 110 лет
    науку "Медицинская иммунология".  Каждый год приносит открытия в  этой
    бурно развивающейся области медицины.
         Логика подсказывает,  что система иммунитета защищает нас от  ин-
    фекционных агентов:  бактерий, вирусов и простейших, т.е. защищает ор-
    ганизм от всего чужеродного. Но, в то же время стало понятным, что им-
    мунная система необходима,  в первую очередь,  для защиты от своего, а
    правильнее сказать,  от своего,  ставшего чужим. Дело в том, что ежед-
    невно в нашем организме возникают миллиарды мутантных клеток,  которые
    могут стать источником смертельных опухолей.
         Ответ на  вопрос  о  целесообразности  иммунной системы формально
    очень прост:  иммунная система нужна для сохранения чистоты внутренних
    сред организма, для поддержания гомеостаза.
         Какое же устройство должна иметь система, позволяющая успешно ре-
    шать такую столь сложную задачу? Очевидно, что она должна иметь доступ
    ко всем тканям и жидкостям организма,  контролировать их состав  и,  в
    случае  появления  "внештатных" биомолекул или клеток - нейтрализовать
    их.  Иммунная система человека и животных объединяет  лимфатическую  и
    кроветворную системы (рис. 4.1).
         В центральном - тимусе и периферических лимфоидных органах (селе-
    зенке, лимфотических узлах, пейеровых бляшках, аппендиксе, миндалинах,
    лимфоидных скоплениях желудочно-кишечного  и  респираторного  трактов)
    постоянно идет процесс размножения и дифференцировки лимфоцитов.
         В свою очередь,  костный мозг является источником родоначальных -
    стволовых клеток, из которых образуются все иммунокомпетентные клетки:
    Т- и В-лимфоциты, фагоциты, натуральные киллеры и другие.
         Селезенка фильтрует  кровь,  а  лимфатические  узлы - межтканевую
    жидкость и лимфу.  Поэтому, появление в жидких средах организма биомо-
    лекул с антигенными, т.е. с необычными - чужими характеристиками, рас-
    познается немедленно и чаще всего они нейтрализуются в указанных орга-
    нах.  В этом процессе участвуют фагоциты, нормальные антитела, компле-
    мент,  ферменты монооксигеназной системы и другие факторы. Но если ан-
    тиген поступает в большом количестве или, что еще опаснее, он способен
    к размножению (например инфекционные агенты, опухоли), то включается в
    работу новая линия обороны - высокоспециализированные лимфоциты и мак-
    рофаги, продуктами деятельности которых будут антитела, лимфоциты кил-
    леры-убийцы  и  эффекторные лимфоциты,  активизирующие другое защитное
    приспособление организма - воспалительную реакцию.
         После уничтожения антигена иммунный ответ затухает, но в организ-
    ме сохраняется память о контакте с ним в виде клеток  иммунологической
    памяти.  Благодаря  им,  при  повторном  появлении в организме того же
    агента, иммунная система реагирует на него намного энергичнее и эффек-
    тивнее.
         Итак, главными "героями" иммунного ответа  являются  лимфоциты  и
    макрофаги. Вся популяция лимфоцитов подразделяется на классы: Т-, В- и
    "нулевые",  которые составляют основу для трех соответствующих клеточ-
    ных систем. Такое деление продиктовано функциональными различиями и их
    рецепторным аппаратом.
         Т-система лимфоцитов  состоит  из  тимуса  и тимусзависимых зон в
    лимфоидных органах, заполненных размножающимися Т-лимфоцитами.
         Тимус -  это главный орган системы.  В нем происходит превращение
    стволовых клеток в Т-лимфоциты.  Такой метаморфоз обеспечивают  особые
    клетки-"няньки" эпителиальной природы,  а также дендритные клетки-кор-
    милицы, к отросткам которых прикрепляются стволовые клетки. Отросчатые
    клетки  вырабатывают  регуляторные белки,  в том числе тимозин.Под его
    влиянием которых происходит созревание Т-лимфоцитов,  способных выпол-
    нить различные функции.  Большинство из них получило название Т-хелпе-
    ров (от английского to help -  помогать).  Они  помогают  В-лимфоцитам
    трансформироваться  в  антителосекретирующие  клетки,  а  также другим
    Т-лимфоцитам для реализации их киллерных функций.
         Вторая по численности субпопуляция Т-лимфоцитов - это Т-супрессо-
    ры (от английского to supression - подавлять) -  подавляющие  иммунный
    ответ,  т.е. регулирующие силу и продолжительность реакции на конкрет-
    ный антиген.
         Третья -  относительно  небольшая  подгруппа  созревших  в тимусе
    Т-лимфоцитов - это предшественники Т-киллеров (от английского to  kill
    - убивать).  При необходимости эти клетки додифференцируются до килле-
    ров в лимфоидных органах.  Сформировавшись в тимусе, Т-хелперы, Т-суп-
    рессоры  и предшественники Т-киллеров покидают тимус и с током лимфы и
    крови переносятся в Т-зависимые зоны лимфоидных органов, где размножа-
    ются  и  затем  мигрируют  по всему организму через лимфо- и кровоток.
    Благодаря способности к миграции  и  рециркуляции,  Т-лимфоциты  имеют
    доступ  ко всем клеткам организма,  за исключением расположенных в так
    называемых "забарьерных" органах: головном и спинном мозге, хрусталике
    и яичке. Покинув тимус, Т-лимфоциты продолжают оставаться под его вли-
    янием,  поскольку он выделяет в кровь целый ряд регуляторных пептидов,
    к которым имеются рецепторы на мембране Т-клеток.
         Центральным органом для В-системы лимфоцитов служит костный мозг.
    В нем созревают В-клетки под влиянием миелопептидов - веществ, выраба-
    тываемых в костном мозге.  Затем В-клетки с током крови  разносятся  в
    В-зависимые зоны периферических лимфоидных органов,  где они размножа-
    ются,  и из которых постоянно выходят в лимфо-  и  кровоток.  Основная
    часть  В-клеток  выступает  в  роли антителообразующих клеток.  Другие
    В-лимфоциты: В-хелперы и В-супрессоры регулируют иммунный ответ.
         "Нулевые" лимфоциты  получили такое странное название как альтер-
    натива Т- и В-лимфоцитам.  Они дифферинцируются в костном мозге, а за-
    тем распределяются по всем периферическим лимфоидным органам. Основная
    часть из них представлена натуральными  киллерами,  которые  выполняют
    важнейшую функцию в организме - уничтожают опухолевые и зараженные ви-
    русами клетки, причем делают это быстро - в течение 4-х часов. Поэтому
    их можно сравнить с армейским подразделением "Силами быстрого реагиро-
    вания". В иммунном ответе против антигена они, по-видмому, не участву-
    ют.  Другая категория "нулевых" лимфоцитов - это К-лимфоциты. Они реа-
    лизуют свою киллерную  функцию  через  антителосвязывающие  рецепторы.
    Когда  антитело  избирает антигенсодержащую клетку-мишень,  К-лимфоцит
    присоединяется к антителу и разрушает эту клетку.
         Макрофаг -  это  обязательный  участник  иммунного ответа.  Он не
    только фагоцитирует и разрушает антигены, но перерабатывает антигенный
    материал,  выделяет из него основные компоненты и передают эту ценней-
    шую информацию Т-хелперам и В-лимфоцитам для развития следующего этапа
    иммунного ответа- межклеточных взаимодействий.  Итак, каждый член "ко-
    манды" иммуноцитов призван выполнять свою конкретную функцию в  реали-
    зации иммунного ответа против антигена.
         Иммунная реакция слагается из нескольких этапов. Первый - распоз-
    навание антигена и его переработка в более иммуногенную форму.  Второй
    - презентация,  т.е.  представление антигена другим клеткам.  Третий -
    размножение лимфоцитов с рецепторами, специфичными для данного антиге-
    на. Четвертый - межклеточные взаимодействия. Пятый - формирование кле-
    ток, разрушающих антиген, как непосредственно (киллеры), так и опосре-
    дованно через антитела или путем вовлечения других -  неиммунологичес-
    ких факторов резистентности, например, воспаления. Шестой - формирова-
    ние клеток иммунологической памяти.
         Первичное распознавание   антигена  иммунокомпетентными  клетками
    происходит с помощью специальных антигенсвязывающих рецепторов гликоп-
    ротеидной природы, расположенных на их поверхности. На эволюционно бо-
    лее древних клетках - макрофагах и Т-лимфоцитах роль рецепторов выпол-
    няют биомолекулы так называемого главного комплекса гистосовместимости
    в системе HLA от английского Human Leukocytes Antigen. На В-лимфоцитах
    имеются  более специфичные антигенсвязывающие рецепторы иммуноглобули-
    новой природы.
         Учитывая, что  один  лимфоцит  может,  как правило,  распознавать
    только одну антигенную детерминанту,  становится понятным, что в орга-
    низме человека должно предсуществовать, т.е. вырабатываться до контак-
    та с антигеном,  не менее 100 тыс.  типов лимфоцитов, различающихся по
    своей  специфичности  к  конкретному антигену.Следовательно,  исходное
    число лимфоцитов,  предназначенных для реагирования против каждого ан-
    тигена, очень невелико. Оно составляет одну антигенраспознающую клетку
    из 1 млн.  лимфоцитов.  Поэтому, для эффективного ответа на конкретный
    антиген должно увеличиваться число именно таких клеток,  а присутствие
    в организме антигена является сигналом для  размножения  данного  типа
    лимфоцитов. Причем антиген должен предварительно переработаться макро-
    фагом и получить дополнительную маркировку специальным  макрофагальным
    белком  типа DR (рис.4.2).  Только такой комплекс:  антиген + DR-белок
    способен простимулировать размножение антигенспецифических  Т-хелперов
    и  В-лимфоцитов.  Т.е.  в  ходе иммунного ответа размножаются не любые
    Т-хелперы и В-лимфоциты, а только специфичные к антигену.
         На следующем этапе ответа активированные Т-хелперы взаимодейству-
    ют с В-лимфоцитами путем продукции гликопротеинового хелперного факто-
    ра.  Приняв хелперный сигнал, В-лимфоциты дифференцируются в плазмати-
    ческие клетки,  функции которых заключаются в синтезе антител, направ-
    ленных против данного антигена. Понятно, что активность взаимодейству-
    ющих клеток (макрофага,  Т-хелпера и В-лимфоцита)  должна  контролиро-
    ваться.  Как и в любой биосистеме,  в ходе иммунного ответа существует
    обратная связь через содержание в организме конечного продукта.  В об-
    суждаемом случае - это антитела.  Их избыток сигнализирует о том,  что
    антиген нейтрализован и пора выключать иммунный ответ. В этот момент в
    работу включаются Т-супрессоры,  поскольку они имеют антителосвязываю-
    щие рецепторы. Активируясь, они вырабатывают супрессорные факторы, ко-
    торые подавляют активность Т-хелперов и В-лимфоцитов. В результате им-
    мунный ответ угасает. Нужно признать, что описаный выше принципиальный
    механизм  реализации иммунного ответа представляется довольно сложным.
    Но на самом деле он еще сложнее если принять во внимание роль интерле-
    икинов,  интерферонов,  лейкотриенов, антиидиотипов, гормонов, контра-
    супрессоров, иммуногенетических и других факторов значение которых ин-
    тенсивно изучается.
         Приведенная выше схема верна не только для  гуморального  ответа,
    т.е.  синтеза антител, но и для клеточного, с той разницей, что вместо
    В-лимфоцитов выступают предшественники  Т-киллеров  и  Т-эффекторов  с
    последующей  их дифференцировкой соответственно в Т-киллеры и Т-эффек-
    торы.  Итак, конечным этапом иммунного ответа является образование ан-
    тител,  Т-киллеров,  Т-эффекторов,  Т- и В-лимфоцитов иммунологической
    памяти. Указанные продукты иммунной системы предназначены для разруше-
    ния антигена и запоминания контакта с ним.
         В конце прошлого века, когда были обнаружены антитела, их назвали
    "золотыми  пулями" поскольку они обладали мощным разрушающим действием
    по отношению к бактериальному антигену.
         Основной частью  антитела  является  антигенсвязывающий  участок,
    распознающий антигенную специфичность. Антитела способны разрушать чу-
    жеродные клетки в комплексе с комплементом.
         Клетки киллеры используют особую тактику при убийстве  чужеродных
    антигенсодержащих клеток или собственных клеток,  ставших чужими. При-
    соединяясь к такой клетке-мишени через свои рецепторы, киллеры активи-
    руются и синтезируют перфорины - разрушающие клеточные мембраны.  При-
    чем один киллер может поочередно убить несколько клеток, что в научной
    литературе получило название "поцелуй смерти".
         Неправда ли,  работа системы иммунитета выглядит красиво? Слажен-
    ность  ее функций,  четкость принятия решений,  их реализация не могут
    нас не восхищать.  Невольно возникает чувство благодарности к  системе
    иммунитета,  самоотверженно охраняющей наше здоровье от опухолей, про-
    дуктов мутантных клеток, инфекционных агентов и других чужеродных био-
    молекул.

Дом. | Главная | Отзывы