Рецепторы т лимфоцитов


Рецепторы Т-лимфоцитов (TCR1)

РЕЦЕПТОРЫ ЛИМФОЦИТОВ

ГЛАВНЫЙ КОМПЛЕКС ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ

·Особенности представления антигенов В- и Т-лимфоцитам. Понятие о В- и Т-эпитопах в структуре антигенов.

·Антигенраспознающие рецепторы В-лимфоцитов: базисные рецепторы и их перестройка в ходе иммунного ответа.

·Основная категория антигенраспознающих рецепторов Т-лимфоцитов. Строение, сходство и различия с рецепторами В-лимфоцитов. Принцип двойного распознавания антигенов Т-лимфоцитами.

·Механизмы усиления антигенного сигнала (понятие о рецепторных комплексах В- и Т-лимфоцитов).

·Молекулярные и субмолекулярные основы клонированности В- и Т-лимфоцитов.

·Главный комплекс гистосовместимости (МНС/HLA): гены и их продукты. Этимология акронима «HLA». Иммунологические функции основных классов МНС.

·MHС и антигенная индивидуальность. Генетические основы МНС-полиморфизма. МНС-полиморфизм как основа для отторжения аллогенных тканей. HLA-фенотип и патология.

·Молекулы МНС/HLA-I. Принцип строения, подклассы, структурный (аллельный) полиморфизм, тканевая локализация, иммунологическая функция.

·МолекулыМНС/HLA-II. Принцип строения, подклассы, структурный (аллельный) по­лиморфизм, распространение в организме, иммунологическая функция.

·Понятие об МНС/HLA-рестрикции иммунного ответа (двойное распознавание антигенов). Молекулярные основы избирательного взаимодействия CD4 и СD8 Т-лимфоцитов c антигенами, представляемыми молекулами МНС-I и MHC-II. «Профессиональные» и «непрофессиональные» антигенпредставляющие клетки.

·Процессинг и презентация антигенов Т-лимфоцитам. Особенности МНС-I и МНС-II зависимого представления антигенов. Понятие об антигенных пептидах, представляемых молекулами МНС (МНС/HLA-пептиды).

·МНС-зависимая регуляция иммунного ответа. Связь с экспрессией молекул МНС и МНС-рестрикцией иммунных реакций. Понятие об Ir-генах.

Рецепторы В-лимфоцитов (BCR1)

Иммуноглобулины (антитела) не только секретируются во внешнюю среду, но входят в состав плазматической мембраны В-лимфоцитов. В этом случае они функционируют как рецепторы, которые распознают антигены и запускают активацию клеток. До контакта с антигеном (наивные В-лимфоциты) преобладающим изотипом мембранных иммуноглобулинов является IgM (mIgM)2. В отличие от сывороточной (пентамерной) формы, mIgM представляет собой мономер, снабженный дополнительным гидрофобным доменом, который обеспечивает заякоривание на плазматической мембране3. По ходу иммунного ответа происходит смена изотипа рецепторов на IgG, IgA и IgE. Это совпадает с переключением класса секретируемых антител: после короткого IgM-всплеска начинают доминировать IgG-антитела. При повторном контакте с антигеном IgG-антитела преобладают с самого начала, отражая перестройку рецепторов в клетках памяти. Специфичность рецепторов каждой клетки одинакова, совпадая со специфичностью секретируемых антител. Это связано с унификацией и уникальностью генов, детерминирующих синтез иммуноглобулинов дискретными клонами лимфоцитов.

Рекогносцировочная функция иммуноглобулиновых рецепторов получает развитие благодаря трасляции антигенного сигнала внутрь клетки. В этом участвуют две вспомогательных молекулы, контактирующие с mIg – CD79a и CD79b4. Их цитоплазматические фрагменты ассоциированы с внутриклеточными ферментами (тирозинкиназами), активация которых запускает каскадный процесс, ведущий к поэтапному изменению экспрессии генов, т.е. к реакциям, характерным для рецепторзависимой стимуляции любых клеток. Здесь это выражается в пролиферации и дифференицировке наивного В-лимфоцита в клетки-эффекторы (антителопродуцирующие плазмоциты) и клетки памяти.

Рецепторы Т-лимфоцитов (TCR1)

Мембранные структуры Т-лимфоцитов, распознающие антигены, имеют много общего с иммуноглобулинами и, следовательно, с рецепторами В-лимфоцитов. Рецептор большинства (более 95%) Т-лимфоцитов представляет гетеродимер, состоящий из двух пептидных (точнее гликопептидных) цепей – α и β (рис. 1). Они скреплены дисульфидной связью и имеют м. м. 40-50кДа. Каждая из цепей состоит из двух функционально различных участков – вариабельного ((Vα, Vβ) и константного (Сα, Сβ). Вариабельные участки оформлены в виде доменов, которые образуют антигенсвязывающий центр TCR. Это означает, что они клоноспецифичны, т.е. отличаются у Т-лимфоцитов, реагирующих на разные антигены.

Небольшая фракция Т-лимфоцитов располагает рецепторами типа γ/δ. По своему устройству они аналогичны α/β рецепторам, но отличаются по первичной структуре и имеют ряд функциональных особенностей. Их вариабельность гораздо ниже (ограниченная клоноспецифичность), они распознают антигены в комплексе с «неклассическими» (не МНС) антигенпредставляющими молекулами (например, CD1) или даже свободные антигены. В качестве антигенных детерминант могут выступать производные липидов, гликолипидов и других непептидных соединений. γ/δ-клетки имеют тенденцию к локализации в определенных анатомических зонах, прежде всего в слизистых оболочках. Закономерности и значение их реакций стали исследоваться недавно.

Так же, как у антител, структурная индивидуальность (клоноспецифичность) вариабельных доменов (Vα и Vβ) сконцентрирована в трех гипервариабельных участках – CDR1-CDR3 (от англ. Complementarity Determining Regions). Именно из их комбинации образуется «ловушка» для связывания антигена. Константные фрагменты (Сα, Сβ) обеспечивают фиксацию TCR на клеточной мембране и функциональные контакты с медиаторными (транслирующими антигенный сигнал) молекулами.

Домены TCR аналогичны иммуноглобулиновым доменам. Для них характерна глобулярная конформация с укладкой пептидной цепи (70- 110 аминокислот) в виде антипараллельной β-складчатой структуры, скрепленной дисульфидной связью. Известно много молекул, которые содержат элементы, сходные с вариабельными или константными доменами иммуноглобулинов. Обычно это мембранные гликопротеины, выполняющие различные функции внутри и за пределами иммунной системы (рецепторы, молекулы контактного взаимодействия и пр.) Они объединены в «суперсемейство иммуноглобулинов», а их гены ( имеющие эволюционное родство) – в «суперсемейство иммуноглобулиновых генов».

В отличие от рецепторов В-лимфоцитов, TCR не секретируются во внешнюю среду и не меняются в процессе иммуногенеза (отсутствие изотипии, постоянная аффинность). Но главной особенностью является механизм распознавания антигенов: мишенью для Т-лимфоцитов служат антигены, связанные с поверхностью собственных клеток; свободные антигены не воспринимаются. Информация о структурной чужеродности для Т-лимфоцитов формируется при участии мембранных молекул, “специализирующихся” на представлении (презентации) антигенов. Они относятся к системе главного комплекса гистосовместимости – MHC (от англ. Major Histocompatibility Complex) и экспрессируются на поверхности антигенпредставляющих клеток, “прихватывая” фрагменты антигенов. Не меняясь в классическом смысле, понятие “антиген” для Т-лимфоцитов является более сложным, чем для В-клеток, реагирующих на свободные антигены. Полноценный Т-антиген представляет комплекс антигенного пептида (Т-эпитопа) и молекулы МНС. Только такая комбинация из “чужого” и “своего” воспринимается рецепторами Т-клеток. Это означает, что TCR обладает двойной специфичностью, или двойным распознаванием. Говорят также, что Т-лимфоциты рестриктированы по МНС, так как их реакции напрямую зависят от продуктов МНС-генов (лат. restrictio – ограничение). МНС-рестрикция нацеливает Т-лимфоциты на клетки, ставшие чужеродными и потенциально опасными для организма, устраняя (или по крайней мере сокращая) вероятность случайной атаки.

Восприняв информацию об антигене, TCR не может самостоятельно

превратить ее в сигнал, активирующий клетку. Для этого требуются вспомогательные (костимулирующие) молекулы. Наиболее тесной является связь между TCR и комплексом из четырех трансмембранных полипептидов (g, d, e и x), собирательно обозначаемых как CD31. Они контактируют с С-участками TCR, улавливая конформационные изменения, вызываемые связыванием антигена МНС-пептида). Растормаживая активационный каскад, СD3-комплекс содействует трансляции антигенного сигнала внутрь клетки, наполняя его функциональным содержанием.

Цитоплазматические концы молекул CD3-комплекса связаны с тирозинкиназами, инициирующими.эстафетное фосфорилирование-дефосфорилирование внутриклеточных белков, в том числе регуляторов транскрпции генов, поддерживающих активационный процесс. Это один из стандартных механизмов рецепторзависимой стимуляции клеток. Он характерен для большинства костимулирующих и рецепторных молекул Т- , В-лимфоцитов и других клеток иммунной системы.

Формирование активационного сигнала зависит от прочности связи между TCR и МНС-презентируемым антигеном. В ее укреплении существенную роль играют корецепторы, прежде всего молекулы CD4 и CD8, альтернативно представленные на двух основных категориях зрелых Т-клеток (см. лекция 1). Они обладают сродством к молекулам МНС, многократно повышая эффективность антигенной стимуляции Т-лимфоцитов антигеном (см. рис. 2).

Кроме стабилизации физических контактов, CD4 и CD8 участвовуют в формировании активационного сигнала, т.е. обладают костимулирующей активностью. Это происходит благодаря связи их цитоплазматических фрагментов с тирозинкиназой.

Кроме CD4 и CD8, которые взаимодействуют с антигенпрезентирующими молекулами, фиксация Т-лимфоцитов на вспомогательных клетках и клетках-мишенях усиливается адгезивными молекулами (молекулами контактного межклеточного взаимодействия). Их действие физически дистанцировано от TCR, хотя костимулирующий эффект может быть значительным (см. “Индукция иммунного ответа”).

megaobuchalka.ru

Лекция № 13. Т - и В - лимфоциты. Рецепторы, субпопуляции. Кооперация клеток в иммунном ответе.

К клеткам иммунной системы относят лимфоциты, макрофаги и другие антиген- представляющие клетки (А - клетки, от англ. accessory - вспомогательный), а также так называемую третью (О-) популяцию клеток (т.е. клеток, не имеющих основных поверхностных маркеров Т - и В - лимфоцитов, А - клеток).

По функциональным свойствам все иммунокомпетентные клетки разделяют на эффекторные и регуляторные. Взаимодействие клеток в иммунном ответе осуществляется с помощью гуморальных медиаторов - цитокинов. Основные клетки иммунной системы - Т - и В - лимфоциты.

Лимфоциты.

В организме лимфоциты постоянно рециркулируют между зонами скопления лимфоидной ткани. Расположение лимфоцитов в лимфоидных органах и их миграция по кровеносному и лимфатическому руслу строго упорядочены и связаны с функциями различных субпопуляций.

Лимфоциты имеют общую морфологическую характеристику, однако их функции, поверхностные CD (от cluster differentiation) маркеры, индивидуальное (клональное) происхождение, различны.

По наличию поверхностных CD маркеров лимфоциты разделяют на функционально различные популяции и субпопуляции, прежде всего на Т -(тимусзависимые, прошедшие первичную дифференцировку в тимусе) лимфоциты и В -(bursa - зависимые, прошедшие созревание в сумке Фабрициуса у птиц или его аналогах у млекопитающих) лимфоциты.

Т- лимфоциты.

Локализация.

Обычно локализуются в так называемых Т - зависимых зонах периферических лимфоидных органов (периартикулярно в белой пульпе селезенки и паракортикальных зонах лимфоузлов).

Функции.

Т- лимфоциты распознают процессированный и представленный на поверхности антиген - представляющих (А) клеток антиген. Они отвечают за клеточный иммунитет, иммунные реакции клеточного типа. Отдельные субпопуляции помогают В - лимфоцитам реагировать на Т - зависимые антигены выработкой антител.

Происхождение и созревание.

Родоначальницей всех клеток крови, в том числе лимфоцитов, является единая стволовая клетка костного мозга. Она генерирует два типа клеток - предшественников - лимфоидную стволовую клетку и предшественника клеток красной крови, от которой происходят и клетки - предшественники лейкоцитов и макрофагов.

Образование и созревание иммунокомпетентных клеток осуществляется в центральных органах иммунитета (для Т - лимфоцитов - в тимусе). Клетки - предшественники Т - лимфоцитов попадают в тимус, где пре - Т - клетки (тимоциты) созревают, пролиферируют и проходят дифференцировку на отдельные субклассы в результате взаимодействия с эпителиальными и дендритными клетками стромы и воздействия гормоноподобных полипептидных факторов, секретируемых эпителиальными клетками тимуса (альфа1 - тимозин, тимопоэтин, тимулин и др.).

При дифференцировке Т - лимфоциты приобретают определенный набор мембранных CD - маркеров. Т - клетки разделяют на субпопуляции в соответствии с их функцией и профилем CD - маркеров.

Т- лимфоциты распознают антигены с помощью двух типов мембранных гликопротеинов- Т - клеточных рецепторов (семейство Ig - подобных молекул) и CD3, нековалентно связанных между собой. Их рецепторы, в отличие от антител и рецепторов В - лимфоцитов, не распознают свободно циркулирующие антигены. Они распознают пептидные фрагменты, представляемые им А - клетками через комплекс чужеродных веществ с соответствующим белком главной системы гистосовместимости 1 и 2 класса.

Выделяют три основные группы Т - лимфоцитов - помощники (активаторы), эффекторы, регуляторы.

Первая группа - помощники, в состав которых входят Т - хелперы1, Т - хелперы2, индукторы Т - хелперов, индукторы Т - супрессоров.

1. Т - хелперы1 несут рецепторы CD4 (как и Т - хелперы2) и CD44, отвечают за созревание Т - цитотоксических лимфоцитов (Т - киллеров), активируют Т - хелперы2 и цитотоксическую функцию макрофагов, секретируют ИЛ -2, ИЛ -3 и другие цитокины.

2. Т - хелперы2 имеют общий для хелперов CD4 и специфический CD28 рецепторы, обеспечивают пролиферацию и дифференцировку В - лимфоцитов в антителпродуцирующие (плазматические) клетки, синтез антител, тормозят функцию Т - хелперов1, секретируют ИЛ -4, ИЛ -5 и ИЛ -6.

3. Индукторы Т - хелперов несут CD29, отвечают за экспрессию антигенов HLA класса 2 на макрофагах и других А - клетках.

4. Индукторы Т - супрессоров несут CD45 специфический рецептор, отвечают за секрецию ИЛ -1 макрофагами, активацию дифференцировки предшественников Т - супрессоров.

Вторая группа- Т- эффекторы. В нее входит только одна субпопуляция.

5. Т - цитотоксические лимфоциты (Т - киллеры). Имеют специфический рецептор CD8, лизируют клетки - мишени, несущие чужеродные антигены или измененные аутоантигены (трансплантант, опухоль, вирус и др.). ЦТЛ распознают чужеродный эпитоп вирусного или опухолевого антигена в комплексе с молекулой класса 1 HLA в плазматической мембране клетки - мишени.

Третья группа - Т-клетки - регуляторы. Представлена двумя основными субпопуляциями.

6. Т - супрессоры имеют важное значение в регуляции иммунитета, обеспечивая подавление функций Т - хелперов 1 и 2, В - лимфоцитов. Имеют рецепторы CD11, CD8. Группа функционально разнородна. Их активация происходит в результате непосредственной стимуляции антигеном без существенного участия главной системы гистосовместимости.

7. Т - контсупрессоры. Не имеют CD4, CD8, имеют рецептор к особому лейкину. Способствуют подавлению функций Т - супрессоров, вырабатывают резистентность Т - хелперов к эффекту Т - супрессоров.

В - лимфоциты.

Существует несколько подтипов В - лимфоцитов. Основная функция В - клеток - эффекторное участие в гуморальных иммунных реакциях, дифференциация в результате антигенной стимуляции в плазматические клетки, продуцирующие антитела.

Образование В - клеток у плода происходит в печени, в дальнейшем - в костном мозге. Процесс созревания В - клеток осуществляется в две стадии - антиген - независимую и антиген - зависимую.

Антиген - независимая фаза. В - лимфоцит в процессе созревания проходит стадию пре - В - лимфоцита - активно пролиферирующей клетки, имеющей цитоплазменные H - цепи IgM. Следующая стадия - незрелый В - лимфоцит характеризуется появлением мембранного (рецепторного) IgM на поверхности. Конечная стадия антиген-независимой дифференцировки - образование зрелого В - лимфоцита, который может иметь два мембранных рецептора с одинаковой антигенной специфичностью (изотипа) - IgM и IgD. Зрелые В- лимфоциты покидают костный мозг и заселяют селезенку, лимфоузлы и другие скопления лимфоидной ткани, где их развитие задерживается до встречи со “своим” антигеном, т.е. до осуществления антиген - зависимой дифференцировки.

Антиген - зависимая дифференцировка включает активацию, пролиферацию и дифференцировку В - клеток в плазматические клетки и В - клетки памяти. Активация осуществляется различными путями, что зависит от свойств антигенов и участия других клеток (макрофагов, Т - хелперов). Большинство антигенов, индуцирующих синтез антител, для индукции иммунного ответа требуют участия Т- клеток (Т-хелперов2) - тимус - зависимые антигены. Тимус - независимые антигены (ЛПС, высокомолекулярные синтетические полимеры) способны стимулировать синтез антител без помощи Т - лимфоцитов.

В - лимфоцит с помощью своих иммуноглобулиновых рецепторов распознает и связывает антиген. Одновременно с В - клеткой антиген по представлению макрофага распознается Т- хелпером (Т- хелпером 2), который активируется и начинает синтезировать факторы роста и дифференцировки. Активированный этими факторами В - лимфоцит претерпевает ряд делений и одновременно дифференцируется в плазматические клетки, продуцирующие антитела.

Пути активации В - клеток и кооперации клеток в иммунном ответе на различные антигены и с участием популяций имеющих и не имеющих антиген Lyb5 популяций В - клеток отличаются. Активация В - лимфоцитов может осуществляться:

- Т- зависимым антигеном при участии белков МНС класса 2 Т - хелпера;

- Т - независимым антигеном, имеющим в составе митогенные компоненты;

- поликлональным активатором (ЛПС);

- анти - мю иммуноглобулинами;

- Т - независимым антигеном, не имеющим митогенного компонента.

Кооперация клеток в иммунном ответе.

В формировании иммунного ответа включаются все основные звенья иммунной системы - системы макрофагов, Т - и В - лимфоцитов, комплемента, интерферонов и главная система гистосовместимости.

В кратком виде можно выделить следующие этапы.

1. Поглощение и процессинг антигена макрофагом.

2. Представление процессированного антигена макрофагом с помощью белка главной системы гистосовместимости класса 2 Т – хелперам 2.

3. Узнавание антигена Т - хелперами и их активация.

4. Узнавание антигена и активация В - лимфоцитов.

5. Дифференциация В - лимфоцитов в плазматические клетки, синтез антител.

6. Взаимодействие антител с антигеном, активация систем комплемента и макрофагов, интерферонов.

7. Представление при участии белков МНС класса 1 чужеродных антигенов Т- киллерам, разрушение инфицированных чужеродными антигенами клеток Т - киллерами.

8. Индукция Т - и В - клеток иммунной памяти, способных специфически распознавать антиген и участвовать во вторичном иммунном ответе (антигенстимулированные лимфоциты).

Клетки иммунной памяти. Поддержание долгоживущих и метаболически малоактивных клеток памяти, рециркулирующих в организме, является основой длительного сохранения приобретенного иммунитета. Состояние иммунной памяти обусловлено не только длительностью жизни Т - и В - клеток памяти, но и их антигенной стимуляцией. Длительное сохранение антигенов в организме обеспечивается дендритными клетками (депо антигенов), сохраняющими их на своей поверхности.

Дендритные клетки - популяции отросчатых клеток лимфоидной ткани костномозгового (моноцитарного) генеза, представляющая антигенные пептиды Т - лимфоцитам и сохраняющая антигены на своей поверхности. К ним относятся фолликулярные отросчатые клетки лимфоузлов и селезенки, клетки Лангерханса кожи и дыхательных путей, М - клетки лимфатических фолликулов пищеварительного тракта, дендритные эпителиальные клетки тимуса.

CD антигены.

Кластерная дифференциация поверхностных молекул (антигенов) клеток, прежде всего лейкоцитов, шагает далеко вперед. К настоящему времени CD антигены - не абстрактные маркеры, а функционально значимые для клетки рецепторы, домены и детерминанты, в том числе исходно не являющиеся специфическими для лейкоцитов.

Важнейшими дифференцировочными антигенами Т - лимфоцитов человека являются следующие.

1. CD2 - антиген, характерный для Т - лимфоцитов, тимоцитов, NK клеток. Он идентичен рецептору эритроцитов барана и обеспечивает образование розеток с ними (методика определения Т - клеток).

2. CD3 - необходимы для функционирования любых Т - клеточных рецепторов (ТКР). Молекулы CD3 имеют все субклассы Т - лимфоцитов. Взаимодействие ТКР - CD3 (она состоит из 5 субъединиц) с представляющей антиген молекулой МНС класса 1 или 2 определяет характер и реализацию иммунного ответа.

3. CD4. Эти рецепторы имеют Т - хелперы 1 и 2 и Т - индукторы. Являются корецептором (местом связывания) детерминант белковых молекул МНС класса 2. Является специфическим рецептором для оболочечных белков вируса иммунодефицита человека ВИЧ - 1 (gp120) и ВИЧ - 2.

4. CD8. Популяция CD8+ Т- лимфоцитов включает цитотоксические и супрессорные клетки. При контакте с клеткой - мишенью CD8 выступает в роли корецептора для белков HLA класса 1.

Дифференцировочные рецепторы В - лимфоцитов.

На поверхности В - лимфоцитов может находиться до 150 тысяч рецепторов, среди которых описано более 40 типов с различными функциями. Среди них - рецепторы к Fc - фрагменту иммуноглобулинов, к С3 компоненту комплемента, антигенспецифические Ig рецепторы, рецепторы к различным факторам роста и дифференцировки.

Краткая характеристика методов оценки Т - и В - лимфоцитов.

Для выявления В - лимфоцитов используют метод розеткообразования с эритроцитами, обработанными антителами и комплементом (EAC - РОК), спонтанного розеткообразования с эритроцитами мыши, метод флюоресцирующих антител с моноклональными антителами (МКА) к рецепторам В - клеток (CD78, CD79a,b, мембранные Ig).

Для количественной оценки Т - лимфоцитов используют метод спонтанного розеткообразования с эритроцитами барана (Е - РОК), для выявления субпопуляций (например, Т - хелперов и Т - супрессоров) - иммунофлюоресцентный метод с МКА к CD рецепторам, для определения Т - киллеров - тесты цитотоксичности.

Функциональную активность Т - и В - клеток можно оценить в реакции бласттрансформации лимфоцитов (РБТЛ) на различные Т - и В - митогены (фитогемагглютинин - ФГА, антиген лаконоса, бактериальные липополисахариды и др.).

Сенсибилизированные Т - лимфоциты, участвующие в реакциях гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) можно определить по выделению одного из цитокинов - MIF (миграцию ингибирующего фактора) в реакции торможения миграции лейкоцитов (лимфоцитов) - РТМЛ. Подробнее о методах оценки иммунной системы - в лекциях по клинической иммунологии.

Одной из особенностей иммунокомпетентных клеток, особенно Т - лимфоцитов, является способность продуцировать большое количество растворимых веществ - цитокинов (интерлейкинов), осуществляющих регуляторные функции. Они обеспечивают согласованную работу всех систем и факторов иммунной системы, благодаря прямым и обратным связям между различными системами и субпопуляциями клеток обеспечивают устойчивую саморегуляцию иммунной системы. Цитокины участвуют также в регуляции апоптоза, в пролиферации, ангиогенезе и других клеточных процессах. Сформировались взгляды на единую цитокиновую систему, которая объединяет интерфероны, интерлейкины, колониестимулирующие факторы и другие факторы роста и имеет важное значение в обеспечении гомеостаза организма. Их определение (цитокиновый профиль) дает дополнительное представление о состоянии иммунной системы. В целом гомеостаз организма обеспечивается согласованной работой (взаимодействием) иммунной, эндокринной и нервной систем.

Цитокины секретируются различными клетками (лимфоцитами, макрофагами и др.) в процессе межклеточного взаимодействия в ответ на антигенное раздражение (инфекционный агент) и в норме направляют иммунный ответ по наиболее эффективному пути. По профилю действия цитокины можно разделить на провоспалительные и противовоспалительные, по преимущественной направленности имммунного ответа - Th2 (T - helper1 - направленные на формирование клеточно - опосредованного иммунного ответа) и Th3 (преимущественно гуморального). Баланс Th2/Th3 цитокинов на ранних этапах воспалительной реакции в значительной степени определяет преимущественно клеточный или гуморальный характер иммунного ответа.

Провоспалительные цитокины - ИЛ -1, ИЛ -6, ИЛ -8, ИЛ -12, фактор некроза опухолей (ФНО) альфа, интерфероны (ИФ) альфа и гамма синтезируются и действуют на иммунокомпетентные клетки на ранних стадиях воспаления. Взаимодействие микроорганизмов с рецепторами макрофагов приводит к индукции синтеза и секреции провоспалительных цитокинов, обеспечивающих развитие раннего воспалительного ответа.

Основной медиатор воспаления - ИЛ -1. Клетки отвечают продукцией ИЛ -1 на действие токсинов и других компонентов микроорганизмов, активированных компонентов системы комплемента, других медиаторов воспаления. С повышением уровня ИЛ -1 сопряжены лихорадка, нейтрофилия, активация комплемента, синтез белков острой фазы воспаления, ИЛ -2, клональная пролиферация специфичных к антигену Т - клеток. Провоспалительные эффекты ИЛ -1 осуществляются в синергизме с другими цитокинами, в первую очередь с ФНО альфа и ИЛ -6.

Основными продуцентами ФНО альфа являются моноциты и тканевые макрофаги. В ранний период воспаления ФНО альфа активирует эндотелий, способствует адгезии лейкоцитов к эпителию, миграции их в очаг воспаления, индуцирует продукцию других провоспалительных цитокинов.

Противовоспалительные цитокины (ИЛ -4, ИЛ -10, ИЛ -13, ФНО бета) составляют альтернативную провоспалительным цитокинам группу, ограничивающую развитие воспаления. Существенное значение имеет ИЛ -4, уровень которого является одним из критериев оценки Th3 - ответа. ИЛ - 4 - фактор активации В - лимфоцитов, является ростовым фактором для тучных клеток, Т - клеток. ИЛ -4 синтезируется и секретируется Th3 клетками.

Th2 - цитокины - ИФ гамма, ИЛ -2 усиливают клеточно - опосредованный иммунный ответ, при котором CD8+ лимфоциты имеют значение в уничтожении клеток, инфицированных вирусами и другими внутриклеточными микроорганизмами, или имеющими другие (например, онко- ) маркеры генетической чужеродности.

Th3 - цитокины (ИЛ -4, ИЛ -5, ИЛ -6, ИЛ -10, ИЛ -13) усиливают антительный иммунный ответ и обеспечивают гуморальный иммунитет преимущественно против токсинов и внеклеточных микроорганизмов.

Лекция № 14. Аллергия. ГНТ, ГЗТ. Особенности развития, методы диагностики. Иммунологическая толерантность.

Аллергические заболевания широко распространены, что связано с рядом отягощающих факторов - ухудшением экологической обстановки и широким распространением аллергенов, усилением антигенного давления на организм (в том числе - вакцинация), искусственным вскармливанием, наследственной предрасположенностью.

Аллергия (allos + ergon, в переводе - «другое действие») - состояние патологически повышенной чувствительности организма к повторному введению антигена. Антигены, вызывающие аллергические состояния, называют аллергенами. Аллергическими свойствами обладают чужеродные растительные и животные белки, а также гаптены в комплексе с белковым носителем.

Аллергические реакции - иммунопатологические реакции, связанные с высокой активностью клеточных и гуморальных факторов иммунной системы - иммунологической гиперреактивностью. Иммунные механизмы, обеспечивающие защиту организма, могут приводить к повреждению тканей, реализуясь в виде реакций гиперчувствительности.

Классификация Джелла и Кумбса выделяет 4 основных типа гиперчувствительности в зависимости от преобладающих механизмов, участвующих в их реализации.

По скорости проявления и механизму аллергические реакции можно разделить на две группы - аллергические реакции (или гиперчувствительность) немедленного типа (ГНТ) и замедленного типа (ГЗТ).

Аллергические реакции гуморального (немедленного) типа обусловлены главным образом функцией антител классов IgG и особенно IgE (реагинов). В них принимают участие тучные клетки, эозинофилы, базофилы, тромбоциты. ГНТ делят на три типа. По классификации Джелла и Кумбса к ГНТ относятся реакции гиперчувствительности 1, 2 и 3 типов, т.е. анафилактическая (атопическая), цитотоксическая и иммунных комплексов.

ГНТ характеризуется быстрым развитием после контакта с аллергеном (минуты), в ней участвуют антитела.

Тип 1. Анафилактические реакции - немедленного типа, атопические, реагиновые. Они вызываются взаимодействием поступающих извне аллергенов с антителами класса IgE, фиксированными на поверхности тучных клеток и базофилов. Реакция сопровождается активацией и дегрануляцией клеток - мишеней с высвобождением медиаторов аллергии (главным образом гистамина). Примеры реакций типа 1 - анафилактический шок, атопическая бронхиальная астма, поллиноз.

Тип 2. Цитотоксические реакции. В них участвуют цитотоксические антитела (IgM и IgG), которые связывают антиген на поверхности клеток, активируют систему комплемента и фагоцитоз, приводят к развитию антитело - зависимого клеточно - опосредованного цитолиза и повреждения тканей. Пример - аутоиммунная гемолитическая анемия.

Тип 3. Реакции иммунных комплексов. Выделяют циркулирующие иммуные комплексы «антиген - антитело» (ЦИК) и фиксированные иммунные комплексы, которые откладываются в тканях, активируют систему комплемента, привлекают к месту фиксации иммунных комплексов полиморфноядерные лейкоциты, приводят к развитию воспалительной реакции. Примеры - острый гломерулонефрит, феномен Артюса.

Гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ) - клеточно - опосредованная гиперчувствительность или гиперчувствительность типа 4, связанная с наличием сенсибилизированных лимфоцитов. Эффекторными клетками являются Т- клетки ГЗТ, имеющие CD4+ рецепторы в отличие от CD8+ рецепторов цитотоксических лимфоцитов. Сенсибилизацию Т - клеток ГЗТ могут вызывать агенты контактной аллергии (гаптены), антигены бактерий, вирусов, грибов, простейших. Близкие механизмы в организме вызывают антигены опухолей в противоопухолевом иммунитете, генетически чужеродные антигены донора - при трансплантационном иммунитете.

Т - клетки ГЗТ распознают чужеродные антигены и секретируют гамма - интерферон и различные лимфокины, стимулируя цитотоксичность макрофагов, усиливая Т - и В - иммунный ответ, вызывая возникновение воспалительного процесса.

Исторически ГЗТ выявлялась в кожных аллергических пробах (с туберкулином - туберкулиновая проба), выявляемых через 24 - 48 часов после внутрикожного введения антигена. Развитием ГЗТ на вводимый антиген отвечают только организмы с предшествующей сенсибилизацией этим антигеном.

Классический пример инфекционной ГЗТ - образование инфекционной гранулемы (при бруцеллезе, туберкулезе, брюшном тифе и др.). Гистологически ГЗТ характеризуется инфильтрацией очага вначале нейтрофилами, затем лимфоцитами и макрофагами. Сенсибилизированные Т- клетки ГЗТ распознают гомологичные эпитопы, представленные на мембране дендритных клеток, а также секретируют медиаторы, активирующие макрофаги и привлекающие в очаг другие клетки воспаления. Активированные макрофаги и другие участвующие в ГЗТ клетки выделяют ряд биологически активных веществ, вызывающих воспаление и уничтожающих бактерии, опухолевые и другие чужеродные клетки - цитокины (ИЛ -1, ИЛ -6, альфа- фактор некроза опухолей), активные метаболиты кислорода, протеазы, лизоцим и лактоферрин.

Методы лабораторной диагностики аллергии: выявление уровня сывороточных IgE, фиксированных на базофилах и тучных клетках антител класса Е (реагинов), циркулирующих и фиксированных (тканевых) иммунных комплесов, провокационные и кожные пробы с предполагаемыми аллергенами, выявление сенсибилизированных клеток тестами in vitro - реакция бласттрансформации лимфоцитов (РБТЛ), реакция торможения миграции лейкоцитов (РТМЛ), цитотоксические тесты.

Иммунологическая толерантность.

Иммунологическая толерантность - специфическое подавление иммунного ответа, вызванное предварительным введением антигена. Иммунологическая толерантность как форма иммунного ответа специфична.

Толерантность может проявляться в подавлении синтеза антител и гиперчувствительности замедленного типа (специфического гуморального и клеточного ответа) или отдельных видов и типов иммунного ответа. Толерантность может быть полной (нет иммунного ответа) или частичной (существенное снижение ответа).

Если на введение антигена организм отвечает подавлением только отдельных компонентов иммунного ответа, то это - иммунологическое отклонение (расщепленная толерантность). Наиболее часто выявляется специфическая ареактивность Т- клеток (обычно Т- хелперов) при сохранении функциональной активности В - клеток.

Естественная иммунологическая толерантность - иммунологическая ареактивность к собственным антигенам (аутоиммунная толерантность) возникает в эмбриональном периоде. Она предотвращает выработку антител и Т - лимфоцитов, способных разрушать собственные ткани.

Приобретенная иммунологическая толерантность - отсутствие специфической иммунной реакции к чужеродному антигену.

Иммунологическая толерантность представляет особую форму иммунного ответа, характеризующуюся запретом, налагаемым Т - и В - супрессорами на образование клеток - эффекторов против данного, в т.ч. собственного, антигена (А.И.Коротяев, С.А.Бабичев, 1998).

В основе индуцированной иммунологической толерантности лежат различные механизмы, среди которых принято выделять центральные и периферические.

Центральные механизмы связаны с непосредственным воздействием на иммунокомпетентные клетки. Основные механизмы:

- элиминация антигеном иммунокомпетентных клеток в тимусе и костном мозге (Т - и В - клеток соответственно);

- повышение активности супрессорных Т - и В - клеток, недостаточность контрсупрессоров;

- блокада эффекторных клеток;

- дефектность презентации антигенов, дисбаланс процессов пролиферации и дифференциации, кооперации клеток в иммунном ответе.

Периферические механизмы связаны с перегрузкой (истощением) иммунной системы антигеном, пассивным введением высокоаффинных антител, действием антиидиотипических антител, блокадой рецепторов антигеном, комплексом “антиген - антитело”, антиидиопатическими антителами.

Исторически иммунологическую толерантность рассматривают как защиту против аутоиммунных заболеваний. При нарушении толерантности к собственным антигенам могут развиваться аутоиммунные реакции, в том числе возникать аутоиммунные заболевания (ревматоидный артрит, системная красная волчанка).

Основные механизмы отмены толерантности и развития аутоиммунных реакций

1. Изменения химической структуры аутоантигенов (например - изменение нормальной структуры антигенов клеточных мембран при вирусных инфекциях, появление ожоговых антигенов).

2. Отмена толерантности на перекрестно - реагирующие антигены микроорганизмов и эпитопы аутоантигена.

3. Появление новых антигенных детерминант в результате связывания чужеродных антигенных детерминант с клетками хозяина.

4. Нарушение гистогематических барьеров.

5. Действие суперантигенов.

6. Нарушения регуляции иммунной системы (уменьшение количества или функциональная недостаточность супрессирующих лимфоцитов, экспрессия молекул МНС класса 2 на клетках, в норме их не экспрессирующих - тиреоциты при аутоиммунном тиреоидите).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

zdamsam.ru

Персональный сайт - Лекция 3.Т-система иммунитета.

Т-система иммунитета

            Клон - группа генетически идентичных клеток.

            Фенотип – поверхностная характеристика клетки.

            CD – кластеры дифференцировки

            Популяция клеток – типы клеток с наиболее общими свойствами

            Субпопуляция клеток – более специализированные однородные клетки

Т-система включает:

ü      Тимус

ü      Различные субпопуляции          Т-клеток

ü      Цитокины, продуцируемые      Т-клетками

Т-лимфоциты

Т-лимфоцит

 

Функции Т-лимфоцитов

ü      эффекторная

ü      иммунорегуляторная

ü      распознавание антигена и запуск иммунного ответа (взаимодействие  с макрофагами (АПК).

ü      продукция цитокинов  

Типы Т-лимфоцитов

ü      хелперы (CD 4)

ü      супрессоры (CD 8)

ü      контр-супрессоры

ü      эффекторы

ü      Т-клетки-памяти

             Маркеры - поверхностные (или внутриклеточные) структуры, характеризующие как отдельные типы лимфоцитов,  так и определенные  этапы  их развития.

Варианты маркеров

1) поверхностные антигены, в т.ч. дифференцировочные, появляющиеся и исчезающие в зависимости от стадии развития клетки или  сохраняющиеся на всех стадиях клеточного цикла;

2) поверхностные рецепторы (распознающие  структуры),  с  помощью которых клетки узнают антиген и воспринимают другие стимулы,  необходимые для их жизнедеятельности.

Рецепторы Т-лимфоцитов – макромолекулярные белковые структуры на поверхности лимфоцитов, с помощью которых распознаются антигены и др. иммунологически значимые молекулы.

1) антиген распознающие рецепторы  на Тлф - (TCR),  на Влф - рец.Ig природы; позволяют специфически распознавать антиген;

2) рецепторы для  иммунологически значимых продуктов иммунной системы (рец.  к FcIg, компонентам комплемента, цитокинам и др.) - необходимы для реализации различных функций иммунной системы;

3) рецепторы для продуктов  неиммунного  происхождения  (гормонов, нейропептидов и др.), рецепторы адгезии.

Основные рецепторы Т-лимфоцитов

Т-клеточный антиген-распознающий рецептор (TCR) представляет комплекс,

            состоящий из ά, β цепей и молекулы CD3.

Функциональная роль CD3 – передача сигнала от ά, β цепей внутрь клетки, запуская процессы активации и пролиферации клетки.

Онтогенез Т-лимфоцитов

 

Дифференцировка Т-лимфоцитов

Антигеннезависимая

            – костный мозг:

             – тимус:

Антигензависимая (Т-зоны периферических лимфоидных органов)

            Наивные Т-лимфоциты –

            мигрирующие из тимуса клетки еще не контактировавшие с антигеном и не вступившие в иммунный ответ.

            Армированные Т-лимфоциты –

            клетки, активированные антигеном и цитокинами в условиях реального иммунного ответа.

Дифференцировка Т-хелперов

«Наивный» Тх0 (Тх-индуктор) – комплекс цитокинов, продуцируемых Тх1, Тх2

Тх1 – ИЛ-2, ИФН-γ, ФНО-α

Тх2 – ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-13

Дифференцировка Т-хелперных клеток

Роль Т-хелперов в иммунном ответе

Патология в системе Т-клеточного иммунитета.

ü      врожденная недостаточность Т-лимфоцитов (первичный ИД);

ü      приобретенные иммунодефициты;

ü       инфицирование Т-клеток вирусами (ВИЧ, лейкоза и др.);

ü      Т-клеточные иммунопролиферативные заболевания (лимфолейкоз, лимфомы)

ü      нарушение соотношения регуляторных             Т-лимфоцитов (аутоиммунные и аллергические заболевания).

Методы идентификации Т-клеток

-         Розеткообразование (РОК)

-         Цитофлюорометрия

-         Иммуноферментный анализ

Получение моноклональных антител

pplong.narod.ru

Рецепторы антигенреактивных лимфоцитов

Лимфоциты взаимодействуют с антигенами посредством рецепторов экспрессированных на поверхности клеток.

Рецепторы лимфоцитов представляют собой гликопротеидные молекулы, состоящие из полипептидных цепей, соединенных дисульфид-ными связями. Они относятся к суперсемейству иммуноглобулинов. Полипептидные цепи, составляющие рецепторы для антигенов, как и молекулы гуморальных антител, состоят из вариабильных доменов, определяющих их специфичность, и константных доменов, в том числе доменов, соединяющих рецептор с мембраной клетки.

Антигенраспознающие рецепторы В-лимфоцитов

Антигенраспознающие рецепторы В-лимфоцитов представляют собой молекулы иммуноглобулинов, чаще классов М и D. После активации В-лимфоцита антигеном на нем могут экпрессироваться молекулы других классов. Один В-лимфоцит содержит 200-500 тыс. однородных рецепторов, обладающих специфичностью к одному из антигенов. Соединение молекулы с клеткой осуществляют три конечные аминокислоты, находящиеся в составе трансмембранного домена ее тяжелых цепей и погруженные в мембрану клетки.

Рецепторы Т-лимфоцитов

Рецепторы Т-лимфоцитов представляют собой две полипептидные цепи, состоящие из вариабильных и константных доменов, участки которых проходят через поверхностную мембрану лимфоцита и погружены в цитоплазму. Связь рецептора с клеткой усиливают дополнительные гликопротеиды, входящие в состав мембран. Антигенные рецепторы Т-лимфоцитов представлены двумя вариантами: α-β (более 90% Т-лимфоцитов крови) и γ-δ, содержание которых в коже, кишечнике, репродуктивных органах значительно выше, чем в приферической крови. Общее число рецепторов на Т-клетке составляет 10-20 тыс.

Т-клеточные рецепторы тесно связаны с другими гликопротеино-выми молекулами мембраны клетки, способствующими передаче антигенного сигнала от рецептора клетке. Эта группа молекул, обозначенная CD3, может быть выявлена на поверхности лимфоцитов с помощью моноклональных антител и служит маркером Т-лимфоцитов. С Т-клеточным рецептором связана еще группа гликопротеиновых молекул, определяющих восприятие лимфоцитом молекул МНС I либо II класса. Эти молекулы, обозначенные соответственно CD8 и CD4, служат маркерами для выявления цитотоксических и хелперных субпопуляций Т-лимфоцитов.

www.eurolab.ua


Смотрите также