8.1. КОМПОНЕНТИ ІМУННОЇ СИСТЕМИ
До основних клітинним імунним компонентів відносяться всі лейкоцити крові, що представляють собою так звані імунокомпетентні клітини. Зрілі лейкоцити об'єднують п'ять популяцій клітин:
лімфоцити, моноцити, нейтрофіли, еозинофіли і базофіли. Імунокомпетентні клітини можна виявити практично в будь-якій частині організму, однак сконцентровані вони переважно в місцях свого утворення первинних і вторинних лімфоїдних органах (рис. 8.1). Первинним місцем освіти всіх цих клітин є орган кровотворення - червоний кістковий мозок, в синусах якого утворюються і проходять повний цикл диференціювання моноцити і все гранулоцити (нейтрофіли, еозинофіли, базофіли). Тут же починається диференціювання лімфоцитів. Лейкоцити всіх популяцій відбуваються від єдиної кістковомозковою полипотентной стовбурової кровотворної клітини, пул якої є самопідтримується (рис. 8.2).
Різні напрямки диференціювання стовбурових клітин визначаються специфічним мікрооточенням їх в осередках кістковомозкового кровотворення і продукцією специфічних гемопоетичних факторів, в тому числі колониестимулирующих, кейлонов, простагландинів та інших. Крім зазначених факторів, в систему контролю за утворенням і дифференцировкой імунокомпетентних клітин в кістковому мозку входить група общеорганізменний регуляторних речовин, найважливішими з яких є гормони і медіатори нервової системи.
Лімфоцити в організмі представлені двома великими субпопуляциями, які розрізняються за гістогенезом і імунним функцій. Це Т-лімфоцити, що забезпечують клітинний імунітет, і В-лімфоцити, відповідальні за
осу ществление антителообразования, т. е. гуморального імунітету. Якщо В-лімфоцити весь цикл диференціювання до зрілих В-клітин проходять в кістковому мозку, то Т-лімфоцити на стадії пре-Т-лімфоцитів мігрують з нього по кровотоку в інший первинний лімфоїдний орган - тимус, в якому закінчується їх диференціювання з утворенням всіх клітинних форм зрілих Т-клітин.
Принципово відрізняється від них особлива субпопуляція лімфоцитів - нормальні (природні) кілери (НК) і К-клітини. НК є цитотоксичними клітинами, що здійснюють руйнування клітин-мішеней (головним чином, пухлинних клітин і клітин, заражених вірусами) без попередньої імунізації, т. Е. Під час відсутності антитіл. К-клітини здатні руйнувати клітини-мішені, покриті невеликою кількістю антитіл.
Після дозрівання імунокомпетентні клітини, виходять в кровотік, за яким моноцити і гранулоцити мігрують в тканини, а лімфоцити спрямовуються у вторинні лімфоїдні органи, де відбувається антигензависимая фаза їх диференціювання. Кровоносна система - основна магістраль транспорту і рециркуляції імунних компонентів, в тому числі імунокомпетентних клітин. У крові, як правило, не відбувається ніяких імунологічних реакцій. Кровотік тільки доставляє клітини до місця їх функціонування.
Гранулоцити (нейтрофіли, еозинофіли, базофіли) після дозрівання в кістковому мозку виконують лише ефекторну функцію, після однократного виконання якої вони гинуть. Моноцити після дозрівання в кістковому мозку осідають в тканинах, де утворилися з них тканинні макрофаги також виконують ефекторних функцію, але протягом тривалого періоду і багаторазово. На відміну від всіх інших клітин, лімфоцити після дозрівання їх в кістковому мозку (В-клітини) або тимусі (Т-клітини) надходять у вторинні лімфоїдні органи (рис. 8.3), де
Мал. 8.3 Схема освіти Т- і В-лімфоцитів і їх участі в клітинному і гуморального імунітету
основною їх функцією є розмноження у відповідь на антигенний стимул з появою короткоживучих специфічних ефекторних клітин і клітин, які довго пам'яті. 'Імунологічна пам'ять - здатність організму відповідати на повторне введення антигену імунною реакцією, яка характеризується більшою силою і більш швидкою відповіддю, ніж на першу імунізацію.
Вторинні лімфоїдні органи розкидані по всьому організму, щоб обслуговувати всі тканини і ділянки поверхні. До вторинних лімфоїдних органів належать селезінка, лімфатичні вузли, органні скупчення лімфоїдної тканини у слизових оболонок - червоподібний відросток (апендикс), Пейєрових бляшки, мигдалини і інші освіти глоточного лимфоидного кільця солітарні (поодинокі) .лімфоідние фолікули стінок кишки і піхви, а також дифузні скупчення лімфоїдних клітин в субепітеліальних просторах всіх слизових оболонок організму та новостворені осередки лімфоїдної тканини в грануляційної тканини навколо хронічних вогнищ запалення.
У вторинних лімфоїдних органах Т- і В-лімфоцити вперше контактують з чужорідними для організму антигенами. Такий контакт здійснюється переважно в лімфоїдної тканини, за місцем надходження антигену. Після контакту відбувається розмноження клонів (від грец. Klon - паросток, син) Т- і В-клітин, специфічних до даного антигену, і диференціювання здебільшого клітин цих клонів в кінцеві ефекторні короткоживучі (Т-ефектори з Т-лімфоцитів і плазматичні клітини з В-лімфоцитів). Частина Т- і В-лімфоцитів цих специфічних до антигену клонів розмножується, не переходячи в короткоживучі ефекторні клони, і перетворюється в клітини імунологічної пам'яті. Останні частково мігрують в інші вторинні лімфоїдні органи, в результаті чого в них виникає підвищений рівень лімфоцитів, специфічних до антигену, атаці якого організм піддався хоча б один раз. Завдяки цьому створюється імунологічна пам'ять на конкретний антиген у всій імунній системі.
Надходження лімфоцитів з кровотоку у вторинні лімфоїдні органи жорстко контролюється. Істотна частина зрілих Т- і В-лімфоцитів посто янно циркулює в кровотоці між лімфоїдними органами (так звані рециркулируют лімфоцити). Під рециркуляцією лімфоцитів розуміють процес міграції лімфоцитів з крові до органів імунної системи, периферичні тканини і назад в кров (рис. 8.4). Лише невелика частина лімфоцитів відноситься до нереціркулірующему пулу.
Функціональне призначення рециркуляції лімфоцитів полягає в здійсненні постійного «імунного нагляду» тканин організму імунокомпетентними лімфоцитами, в ефективному виявленні чужорідних і змінених власних антигенів і постачанні органів лімфоцітопоеза інформацією про появу антигенів в різних тканинах. Розрізняють швидку рециркуляцию (здійснюється протягом декількох годин) і повільну (триває тижнями). В ході швидкої рециркуляції лімфоцити крові специфічно зв'язуються зі стінкою спеціалізованих судин, розташованих в лімфоїдних органах, - посткапілярних венул з високим ендотелієм - і далі мігрують через ці ендотеліальні клітини в лімфоїдну тканину, потім в лімфатичні судини і через грудну лімфатичну протоку повертаються в кров. Цим шляхом мігрує близько 90% лімфоцитів, наявних в лімфі грудної протоки. При повільній рециркуляції лімфоцити крові мігрують через посткапілярні венули з плоским ендотелієм, характерні для неімунних органів, в різні периферичні тканини, потім потрапляють в лімфатичні судини, лімфатичні вузли і через лімфоток в грудну лімфатичну протоку знову в кров. Таким шляхом рециркулює приблизно 5-10% лімфоцитів, що містяться в лімфі грудної протоки.
Специфічне зв'язування лімфоцитів зі стінками посткапілярних венул з високим ендотелієм відбувається завдяки наявності на поверхні ендотеліальних клітин певних молекул і відповідних їм рецепторів на Т-і В-лімфоцитах (рис. 8.5). Цей механізм забезпечує виборче накопичення в лімфовузлах та інших вторинних лімфоїдних органах лімфоцитів певних популяцій. У пеєрових бляшках міститься близько 70% В-лімфоцитів і 10-20% Т-лімфоцитів, в той же час в периферичних лімфовузлах, навпаки, близько 70% Т-і 20% В-клітин. Багато Т- і В-лімфоцити, активовані антигеном, залишають місце, де вони були активовані, а потім після циркуляції в кровотоці повертаються в ті ж або близькі до них лімфоїдні органи. Така закономірність лежить в основі місцевого імунітету органів і тканин. Серед рециркулює лімфоцитів більшою
Мал. 8.4 Шляхи рециркуляції лімфоцитів
Білі стрілки - швидка рециркуляція. Чорні стрілки - повільна рециркуляція. ПЛЗ - виносить лімфатична судина; ДП - грудну лімфатичну протоку; КС - кровоносну судину; ПКВ - посткапілярні венули з високим ендотелієм;
Мал. 8.5 Гіпотетична модель механізмів, що забезпечують органну специфічність міграції лімфоцитів
Заселеність певних органів тими чи іншими субпопуляциями лімфоцитів регулюється процесами виборчого впізнавання посткапілярних венул з ви-соким ендотелієм.
швидкістю міграції мають Т-лімфоцити і клітини імунологічної пам'яті обох типів.
Безпосередню участь в імунному захисті беруть також клітини шкірного і слизового покривів, що створюють механічний бар'єр на шляху чужорідного антигену. Як механічних факторів неспецифічних захисних механізмів можна розглядати злущування (десквамацію) клітин поверхневих шарів багатошарових епітеліїв, вироблення слизу, що покриває слизові оболонки, биття війок, що здійснює транспорт слизу по поверхні епітелію (в респіраторному тракті - мукоциліарний транспорт). Мікроби видаляються з поверхні епітелієм також струмом слини, сліз сечі і інших рідин.
У здійсненні захисту організму від впровадження чужорідних клітин беруть участь клітини, які синтезують різноманітні імунологічно активні речовини (наприклад, клітини сальних залоз виробляють жирні кислоти клітини потових залоз - молочну кислоту, низьке значення рН якої забезпечує антимікробну дію). У багатьох секретах, що продукуються клітинами організму, містяться бактерицидні компоненти, такі як соляна кислота в шлунковому соку, сперміну і цинк в спермі, лактопероксидаза в молоці, лізоцим в сльозах, носових виділеннях і слині. Відомий також механізм мікробного антагонізму, сутність якого полягає в тому, що нормальна бактеріальна флора людини може пригнічувати ріст багатьох потенційно патогенних мікроорганізмів і грибів внаслідок конкуренції за необхідні поживні речовини або вироблення таких з'єднань, як коліціни або кислоти. Наприклад, патогенна флора піхви пригнічується молочною кислотою, яка виробляється одним з видів бактерій-комменсалов. Пошкодження останніх за допомогою антибіотиків підвищує ризик інфікування паразитичними грибами та бактеріями.
До гуморальних імунних компонентів відносяться найрізноманітніші імунологічно активні молекули, від простих до дуже складних, які продукуються імунокомпетентними і іншими клітинами і беруть участь в захисті організму від чужорідного або свого дефектного. Серед них, перш за все, слід виділити речовини білкової природи - імуноглобуліни, цитокіни, систему компонентів комплементу, білки гострої фази, інтерферон та інші. До імунним компонентів відносяться інгібітори ферментів, що пригнічують ферментативну активність бактерій, інгібітори вірусів, численні низькомолекулярні речовини, які є медіаторами імунних реакцій (гістамін, серотонін, простагландини та інші). Величезне значення для ефективного захисту організму мають насиченість тканин киснем, рН середовища, наявність Са 2+ і Mg 2+ та інших іонів, мікроелементи, вітаміни та ін.
8. 2. МЕХАНІЗМИ НЕСПЕЦИФІЧНОЇ (ВРОДЖЕНОГО) імунітету
Неспецифічні (вроджені) захисні механізми являють собою сукупність всіх фізіологічних чинників, здатних а) запобігти попаданню в організм або б) нейтралізувати і руйнувати проникли в нього чужорідні речовини і частинки або утворилися в ньому власні змінені клітини. Ці механізми не володіють специфічністю відносно впливає агента.
Крім згадуваних механічних і хімічних чинників існує кілька інших способів захисту: фагоцитоз ( «поїдання» клітинами), внеклеточное знищення заражених вірусами і пухлинних клітин за допомогою цитотоксичних факторів (клітинна цітотоксічност') і руйнування чужорідних клітин за допомогою розчинних бактерицидних з'єднань.