Иммунная система представляет собой очень сложный по строению комплекс. Она обеспечивает устойчивость организма к патогенным возбудителям (бактериям, вирусам, грибам), токсичным и чужеродным веществам.
Защита организма от опасных патогенов может включать два разных ключевых момента. Антитела, вступающие в борьбу и нейтрализующих чужеродные антигены, доставляемые кровью. Это гуморальный иммунитет. По своей структуре антитело – это белок. Уничтожение посторонних патогенов, которое осуществляется с использованием клеток, которые поглощают патогены. Это клеточный иммунный ответ.
Клеточный иммунитет – это часть иммунной системы организма, ответственная за обнаружение и уничтожение инфицированных и аномальных клеток. Он играет ключевую роль в борьбе с вирусами, бактериями и другими патогенами. А также участвует в борьбе с онкологическими заболеваниями, уничтожая раковые клетки.
Как он работает
Антигены, попадающие в организм, могут стимулировать иммунный ответ самостоятельно. Антиген – это любое вещество, которое организм рассматривает как чужеродное для себя. Но часто иммунный ответ требует презентации антигена при помощи специальных клеток. Они называются антигенпрезентирующими (АПК). Эти клетки «съедают» возбудителя, разбивают его на фрагменты, а затем выставляют его части у себя на поверхности – как флаги. После этого защитные клетки лимфоциты видят антиген «врага» на антигенпрезентирующей клетке и запускают выработку специфических антител, нацеленных именно на этого возбудителя.
Что относится к антигенпрезентирующим клеткам?
- Дендритные клетки. Выполняют роль основных антигенпрезентирующих клеток.
- Моноциты. Клетки-предшественники макрофагов. Находятся в крови. Они попадают в ткани, где за несколько часов развиваются в макрофаги. Их основная функция – фагоцитоз, то есть поглощение возбудителя. Простыми словами, они его «съедают».
- Макрофаги. Тканевые макрофаги участвуют в иммунном ответе на всех его этапах. Они осуществляют защитную реакцию на ранней стадии ответа, ещё до включения специфических механизмов иммунитета. А также отвечают за презентацию антигенов Т-хелперам. Макрофаги могут противодействовать патогенным микроорганизмам и опухолевым клеткам.
Клеточный тип иммунного ответа в наибольшей степени зависит от работы белых кровяных телец – лейкоцитов. А точнее, их подвида – лимфоцитов. Задача лимфоцитов – разрушать или выводить чужеродные антигены из организма.
Клеточный иммунный ответ начинается в тот момент, когда возбудитель попадает к антигенпрезентируюзей клетке. Например, макрофагу. Происходит разрушение микроорганизма при помощи лизосомальных ферментов. После этого молекулы антигенов оказываются на поверхности в комплексе со специфическими молекулами главного комплекса гистосовместимости (МНС). Это нужно для того, чтобы лимфоциты увидели антиген и приступили к работе.
В виде комплекса с МНС Т-лимфоциты могут распознать потенциально опасных врагов или бороться с ними.
- В-клетки или В-лимфоциты. Они распознают «агрессора» и способны вырабатывать специфические защитные иммуноглобулины. Отвечают за антитело-опосредованный иммунитет.
- Т-клетки или Т-лимфоциты. Способны распознать комбинацию молекулы МНС и фрагмента антигена. И активироваться с целью быстрого размножения и создания популяции специализированных Т-клеток.
- NК-клетки разрушают отмеченные антителами чужеродные клетки. Управляют иммунным ответом при вирусных инфекциях, столкновении с внутриклеточными бактериями, опухолями.
Расскажем подробнее о главных участниках иммунного ответа.
B-лимфоциты
Иммунные клетки, которые зарождаются в костном мозге, затем покидают его и перемещаются в лимфатические узлы. Составляют от 5 до 15% всех лимфоцитов крови.
B-лимфоцит может вырабатывать антитела при контакте с антигеном. После этого «знакомства» В-лимфоцит может трансформироваться в плазматическую клетку. Первоначально такая клетка будет производить антитела иммуноглобулинов класса M (IgM). При взаимодействии с другими иммунными клетками (Т-лимфоцитами) синтез антител модифицируется. И начинается производство антител классов IgG, IgA или IgE.
B-лимфоциты уникальны свой способностью сохранять «воспоминания» о встрече с антигеном. При этом процессе клетки В-лимфоцитов превращаются в клетки памяти.
Как они влияют на клеточный иммунный ответ?
Когда клетки памяти повторно встречаются с уже знакомым антигеном, они перерождаются в плазматические клетки в рекордно короткие сроки. И начинают быстро производить специфические к этому антигену антитела.
В случае повторного контакта с антигеном через некоторое время к процессу иммунного ответа подключаются Т-лимфоциты, в памяти которых тоже есть информация об антигене. Поэтому регуляция производства наиболее сильных и длительно живущих антител (IgG) проходит достаточно быстро. Человек может даже не заметить, когда произошла ещё одна встреча организма с антигеном, поскольку иммунная система работает быстро и эффективно.
Пациенты, у которых диагностирован B-клеточный иммунодефицит (например, при Х-связанной агаммаглобулинемии), особенно плохо переносят бактериальные инфекции.
Т-лимфоциты
Клетки Т-лимфоцитов зарождаются в костном мозге из стволовых клеток. После чего предшественники Т-лимфоцитов мигрируют в тимус (отсюда их название), где они созревают, проходят через специальную сортировку и отбор.
В результате селекции и дифференциации образуются несколько разновидностей Т-лимфоцитов, которые не отличаются внешне, но выполняют разные функции. Во время процесса сортировки клетки разделяются по стадии дифференцирования, степени зрелости и другим параметрам.
Процесс сопровождается образованием специальных групп-кластеров дифференцировки – CD-кластеров. Всего было обнаружено более 300 CD, находящихся не только в лимфоцитах, но и в других клетках иммунной системы.
Наиболее важными кластерами, участвующими в иммунном ответе, служат CD3, CD4, CD8. От этих иммунных клеток зависит многое в процессе развития ответа при появлении угрозы для организма.
Особенность T-клеток состоит в их способности реагировать только на презентированные (знакомые) антигены. На одном T-лимфоците расположен всего один рецептор к одному конкретному антигену. Такой механизм помогает предотвратить развитие реакции T-клеток на собственные аутоантигены организма.
Если в процессе селекции обнаруживается, что Т-клетка реагирует на антигены собственного организма, такие клетки удаляются.
Другие участники иммунного ответа
- Т-лимфоциты хелперы (от англ. helper – «помогающий»). Отвечают за развитие приобретённого иммунитета путём синтеза цитокинов, регулирующих контакты между клетками. Т-хелперы с помощью рецепторов CD4 распознаю антиген и сообщают эту информацию В-лимфоцитам. Предупреждая их, что встреченный антиген опасен и можно вырабатывать антитела для его нейтрализации.
- Th1-клетки (Т-хелперы 1 типа) и Th2-клетки (Т-хелперы 2 типа). Работают как антагонисты (противоположности) друг друга. Клетки контролируют иммунный ответ на внутриклеточные патогены (вирусы, бактерии) и участвуют в развитии воспалительной реакции.
- Th2-клетки (Т-хелперы 2 типа). Принимают участие в выработке антител В-лимфоцитами, а также производят интерлейкины ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10, ИЛ-13. Эти клетки отвечают за формирование антител класса IgE. И определяют формирование иммунного ответа, развивающегося при аллергических реакциях, атаках внеклеточных патогенных бактерий и паразитарных инфекциях.
- Th17-клетки (Т-хелперы 17 типа). Недавно обнаруженная подгруппа хелперов, основная функция которых состоят в производстве ИЛ-17, ИЛ-21, ИЛ-22. Они участвуют в развитии тканевого воспаления, аутоиммунных заболеваний.
- У пациентов с приобретённым иммунодефицитом часто наблюдается дефицит функций клеток-помощников. Особенно Т-хелперов, которые являются главной целью ВИЧ. Их потеря сказывается на иммунной реакции организма на антигены, что может привести к серьёзным инфекциям, росту раковых опухолей и даже смерти.
- Т-лимфоциты регуляторные супрессорные. Клетки являются важным элементом иммунной системы, предупреждающим аутоиммунную патологию и гипервоспалительные реакции. Помогают вовремя остановить иммунную реакцию после подавления инфекции. Способствуют завершению иммунного ответа благодаря секреции цитокинов. Если количество Т-хелперов растёт сразу же после контакта с антигеном, скорость производства Т-супрессоров возрастает медленно, давая организму шанс выполнить иммунную реакцию.
- Т-клетки цитотоксические и естественные Т-клетки-киллеры, (NK-клетки). Они уничтожают инфицированные клетки. В частности, молекулы вирусов. Секретируют ИЛ-4 и ИФН-гамма, регулируют иммунный ответ. NK-клетки обладают уникальной способностью индуцировать гибель опухолевых клеток без предварительной сенсибилизации.
В совокупности Т-лимфоциты участвуют в работе всех функций адаптивной иммунной системы и выполняют ключевые задачи:
- помощь в развитии и контроле воспаления за счёт продукции цитокинов,
- регулирование иммуносупрессивных ответов (регуляторные Т-клетки),
- помощь В-клеткам,
- уничтожение нежелательных клеток-мишеней.
Иммунная система работает ради защиты организма от патогенов 24 часа в сутки. Механизмы врождённого иммунитета обеспечивают начальные этапы её работы. А механизмы клеточного иммунитета обеспечивают развитие специфических и эффективных реакций против патогенов. А также позволяют формировать иммунологическую память, чтобы уверенно сражаться со знакомым врагом в следующий раз.
Важно: статья не является медицинской рекомендацией. Для получения подробной информации обратитесь к специалисту.
Фото: Shutterstock / FOTODOM
