Характеристика других клеток иммунной системы. Фагоциты, эозинофилы, тучные клетки, базофилы, дендритные клетки

Фагоци́ты — клетки иммунной системы, которые защищают организм путём поглощения (фагоцитоза) вредных чужеродных частиц, бактерий, а также мёртвых или погибающих клеток. Их название произошло от греческого phagein, «есть» или «поедать», и «-cyte», суффикс, в биологии означающий «клетка». Они важны для борьбы с инфекцией и постинфекционного иммунитета. Фагоциты делятся на две группы: циркулирующие и тканевые. К циркулирующим фагоцитам относятся все гранулоциты и моноциты, к тканевым — макрофаги соединительной ткани, купферовские клетки, дендритные клетки селезенки и лимфоузлов, клетки Лангерганса, альвеолярные и интерстициальные макрофаги легких, клетки микроглии и другие. Фагоцитоз играет важнейшую роль в защите организма от чужеродного. Нарушения функций фагоцитов приводят к повышенной восприимчивости к инфекциям. Уничтожение антигена фагоцитами можно разделить на несколько стадий: 1) хемотаксис (направленное движение фагоцита к антигену); 2) адгезия фагоцитов к эндотелию; 3) выход фагоцитов во внесосудистое пространство; 4) опсонизация антигена (связывание с антителами и комплементом) и прикрепление к нему фагоцита; 5) фагоцитоз; 6) активация метаболизма фагоцитов; 7) расщепление антигена.

Нейтрофилы - наиболее многочисленные представители лейкоцитов. Эти клетки содержат вытянутое ядро, разделенное на несколько сегментов, поэтому иногда их называют сегментоядерными лейкоцитами. Как и все клетки иммунной системы, нейтрофилы образуются в красном костном мозге и после созревания попадают в кровь. Время циркуляции нейтрофилов в крови не велико. В течение нескольких часов эти клетки проникают через стенки сосудов и переходят в ткани. Пробыв некоторое время в тканях, нейтрофилы могут вновь вернуться в кровь. Нейтрофилы чрезвычайно чувствительны к наличию в организме очага воспаления и способны направленно мигрировать в воспаленные ткани. Попадая в ткани, нейтрофилы меняют свою форму - из круглых превращаются в отростчатые. Основная функция нейтрофилов обезвреживание различных бактерий. Для передвижения в тканях нейтрофил снабжен своеобразными ножками, которые представляют собой выросты цитоплазмы клетки. Придвигаясь к бактерии нейтрофил. окружает ее своими отростками, а затем «заглатывает» и переваривает ее при помощи специальных ферментов. Отмершие нейтрофилы скапливаются в очагах воспаления (например, в ранах) в виде гноя. Количество нейтрофилов крови увеличивается во время различных воспалительных заболеваний бактериальной природы. U Tt-tW-Ä-f Л/ (»CiLtlJlYrS OC^-f SHJUM • g-^-dT- %

Эозинофилы менее многочисленны, чем нейтрофилы. Большая часть эозинофилов проводит в крови лишь небольшое время и, попадая в ткани, остается там. на долгое время. Функция эозинофилов заключается в разрушении чужеродных белков, а так же в обеспечении антипаразитарной защиты. Количество эозинофилов значительно увеличивается во время аллергии или при таких заболеваниях, как бронхиальная астма.

Базофилы принимают активное участие в развитии аллергических реакций немедленного типа. Попадая в ткани базофилы. превращаются в тучные клетки, содержащие большое количество гистамина - биологически активного вещества, которое стимулирует развитие аллергии. Благодаря базофилам яды насекомых или животных сразу блокируются в тканях и не распространяются по всему телу. Также базофилы регулируют сворачиваемость крови при помощи гепарина.

Тучные клетки как и базофилы секретируют медиаторы - гистамин, лейкотриены, простагландины. фактор активации тромбоцитов, - которые повышают проницаемость сосудов и участвуют в воспалении. Тучные клетки, которых значительно больше, чем базофилов, находятся в тканях. Базофилы и тучные клетки несут на своей поверхности рецепторы 1цЕ и играют важнейшую роль в аллергических реакциях немедленного типа.

Дендритные клетки иммунной системы

И периферической лимфоидной ткани имеются типы специализированных клеток, которые способны усваивать антиген и представлять его в иммуногенной форме на своей поверхности для распознавания. В основном это макрофаги, дендритные (разветвленные) клетки и В-клетки. Все они получили название антигенпрезентирующих клеток (АПК). функция которых - представление антигенных пептидов в комплексе с молекулами МНС, т.е. придание проникшему антигену иммуностимулирующих свойств. Эти типы антигенпрезентирующих клеток обильно представлен в лимфоидной ткани и обладает выраженной и, что очень важно, постоянной экспрессией костимулятора В7, молекул I и II классов МНС, а также адгезинов 1САМ-1, ICAM-3, LFA-3. Иначе, для дендритных клеток не требуется инициации поверхностных

структур, принимающих участие в формировании Т-клеточжч о ответа. 11одобная заданность иммунологически значимых молекул определяет защитный потенциал дендритных клеток. При этом они не обладают способностью к фагоцитозу, но легко усваивают белки и вирусные частицы посредством пиноцнто-ча.

К дендритным АПК относятся:

• клетки Лангерганса,

• интердигитатные (переплетенные) клетки (ИДК), -

• интердигитатные клетки центров размножения, —

• дендритные клетки центров размножения.

Особенность дендритных клеток состоит в отсутствии выборочному действию при столкновении с вирусами. Большинство тканей чувствительны только к ограниченному числу различных вирусов. В то же время дендритные клетки поглощают самые разнообразные вирусные частицы.

Механизм взаимодействия антител с антигенами. Афинность и авидность. Нормальные, моноклональные, полные и неполные антитела. Свойства антител. Динамика антителообразования при первичном и вторичном ответе.

Антиген — антитело реакция — специфическое взаимодействие антител с соответствующими антигенами, в результате которого образуются комплексы антиген — антитело (иммунные комплексы). Часто конечным результатом этой реакции является связывание токсинов, обездвиживание вирулентных бактерий, нейтрализация вирусов. Реакция антиген — антитело протекает в две фазы, которые различаются между собой по механизму и скорости. Первая фаза — специфическое соединение активного центра антитела с соответствующими группами антигена или гаптена. Вторая — неспецифическая фаза, следующая за первой, — визуально наблюдаемая реакция. При взаимодействии антител с простыми гаптенами вторая фаза, как правило, отсутствует. При некоторых условиях, например в отсутствие солей, первая фаза может осуществиться, а вторая — нет. Первая фаза протекает всегда быстро, а вторая иногда очень медленно. Соединение антигена с антителом обратимо; прочность соединения, называемая аффинитетом, может быть количественно измерена с помощью определения константы ассоциации. Существует также термин авидности антител, который употребляется для описания суммарной силы взаимодействия поливалентного антитела с полидетерминантным антигеном. В процессе взаимодействия с АГ участвует антигенсвязывающий центр -паратоп, который локализован в Fab-фрэгменте. AT взаимодействует не со всей молекулой АГ сразу, а с ее антигенной детерминантом -эпитопом. AT отличает специфичность взаимодействия- способность связываться со строго определенной антигенной детерминантой.

Важное значение имеют особенности AT и АГ и условия, в которых происходит их взаиютмодействие АГ+АТ=ИК. Силы удерживающие ИК- водородные связи, электро-статическое и гидрофобное взаимодействие, Ван-дервальсовы силы. По сравнению с ковалентными связями сипы нековалентного межмолекупярного взаимодействия по отдельности весьма слабы, но при большом числе слабых взаимодействий суммарная энергия связывания получается значительной. Сила нековалентной связи зависит прежде всего от расстояния между взаимодействующими химическими группами. Взаимодействие антитела с молекулой антигена сопровождается, в свою очередь, изменениями пространственной структуры антигена. Так, метмиоглобин превращается в апомиоглобин в результате комплексообразования с антителом, направленным к апомиоглобину, а лишенная активности b-галактозидаза — в активный фермент в результате реакции с антителами к активной форме b-галактозидазы. Таким образом, при взаимодействии антигена с антителом оба соединения оказывают взаимное влияние на собственную пространственную конформацию. Возникающие конформационные изменения имеют обратимый характер.

Извлеченные из иммунных комплексов антитела сохраняют антигенсвязывающую активность и не отличаются по химическим и физическим свойствам от нативных антител. Характер реакций, протекающих во второй фазе А. — а. р., определяется в значительной мере физическими свойствами антигена и проявляется в виде нескольких основных феноменов (агглютинации, нейтрализации токсинов и преципитации). Феномен агглютинации заключается в том, что микроорганизмы, животные клетки или другие корпускулярные антигенные частицы, находящиеся во взвеси, под влиянием антител склеиваются между собой. Реакция агглютинации нашла широкое применение для определения групп крови человека, резус-фактора, количественного определения антител и антигенов. Реакция нейтрализации токсинов основана на свойствах антитоксинов (антител против токсинов), которые, соединяясь с соответствующими токсическими веществами, нейтрализуют их. Феномен преципитации заключается в образовании нерастворимых комплексов антиген — антитело в результате соединения растворимого антигена со специфическими антителами и выпадании этого комплекса в осадок.

. Свойства AT

• Аффинность AT - прочность связи одного антигенсвязывающвго центра с индивидуальным эпитюпом АГ. Зависит от степени пространственного соответствия (комплементарности) структуры антигеисвязывающего центра и эпитопа.

Наибольшим аффинитетом обладают моноклональные AT, наименьшим — нормальные AT. Аффинность антител существенно меняется в процессе иммунного ответа в связи с селекцией наиболее специфичных клонов В- лимфоцитов.

• Авидность AT- прочность связывания AT и АГ-суммарная сила. Определяется аффинностью и числом антигенсвязывающих центров. При равной аффинности наибольшей авидностью обладают антитела класса М, тк они имеют 10 антигенсвязывающих центров

Поливалентность АГ и AT существенна усиливает прочость их соединения, поскольку для диссоциации ИК необходим разрыв сразу всех связей Применительно к физиологическим условиям более адекватно рассматривать авидность а не аффитность AT, тк природные АГ поливалентны

- специфичность, т. е. способность вступать во взаимодействие с антигеном, аналогичным тому, который индуцировал (вызвал) их образование;

Моноклональные антитела — антитела, вырабатываемые иммунными клетками, принадлежащими к одному клеточному клону, то есть произошедшими из одной плазматической клетки-предшественницы. Моноклональные антитела могут быть выработаны на почти любое вещество (в основном белки и полисахариды), которое антитело будет специфически связывать. Они могут быть далее использованы для детекции(обнаружения) этого вещества или его очистки. Моноклональные антитела широко используются в биохимии, молекулярной биологии и медицине. В случае их использования в качестве лекарства его название оканчивается на -mab (от английского «monoclonal antibody»).

Антитела неполные

Ат, реагирующие с Аг одним паратопом, в результате чего образования преципитата не происходит (исходя из этого, их еще называют непреципитирующими). По структуре не отличаются от полных Ат. Предварительная инкубация Аг с Ат. н. приводит к потере способности Аг взаимодействовать с полными Ат, в том числе давать обычные серол. реакции. Поэтому Ат н. называют еще блокирующими. В частности, Ат н. могут блокировать соединение аллергена с адсорбированными на тучных клетках IgE и тем самым предупреждать развитие анафилаксии или атопии. Выявляют Ат н. с помощью прямой или непрямой реакции Кумбса (см.), блокирующей пробы и иммуноферментным методом.

антитела полные- Антитела, обусловливающие при взаимодействии с антигеном in vitro видимые серологические реакции агглютинации, преципитации, связывания комплемента.

Антитела нормальные (естественные) - Ат против Аг, попадание к-рых в организм невероятно или не отмечено. Первая группа Ат н. - это изоантитела, напр., изогемагглютинины, присутствие к-рых легко объяснимо. Вторая группа - это Ат н. против бактер. Аг и Аг различных животных и растений. Механизм синтеза Ат н. рассматриваемого типа не ясен. Предполагается, что они могут быть результатом бытовой иммунизации, иммунизации гетерофильными Аг, спонтанного синтеза. Обнаруживаются не у всех людей, в низком титре, относятся к классу IgG. Антимикробные Ат н. выполняют защитную функцию

Если организм впервые встречается с Аг, то развивается первичный иммунный ответ, а при повторном контакте — вторичный ответ

Первичный иммунный ответ. Появлению антител (АТ) предшествует латентный период продолжительностью 3~5 сут. В это время происходит распознавание Аг и образование клонов плазматических клеток. Затем наступает логарифмическая фаза, соответствующая поступлению антител (АТ) в кровь; её продолжительность — 7-15 сут. Постепенно титры антител (АТ) достигают пика и наступает стационарная фаза, продолжительностью 15-30 сут. Её сменяет фаза снижения титров AT, длящаяся 1-6 мес. В основу пролиферации клеток-продуцентов AT заложен принцип селекции. В динамике антителообразования титры высокоаффинных AT постепенно нарастают: после иммунизации аффинность AT к Аг постоянно увеличивается. Первоначально образуются IgM, но постепенно их образование уменьшается и начинает преобладать синтез IgG. Так как переключение синтезов от IgM к IgG не меняет идиотипа AT (то есть его специфичность по отношению к конкретному Аг), то оно не связано с клональной селекцией. Особенности первичного ответа — низкая скорость антитело -образования и появление сравнительно невысоких титров AT.

Вторичный иммунный ответ. После антигенной стимуляции часть В- и Т-лимфоцитов циркулирует в виде клеток памяти. Особенности вторичного иммунного ответа — высокая скорость антителообразования, появление максимальных титров антител (АТ) и длительное (иногда многолетнее) их циркулирование.

Основные характеристики вторичного имунного ответа:

• образование антител (АТ) индуцируется значительно меньшими дозами Аг;

• индуктивная фаза сокращается до 5-6 ч;

• среди антител (АТ) доминируют IgG с большой аффинностью, пик их образования наступает раньше (3-5 сут);

• Антитела (АТ) образуются в более высоких титрах и циркулируют в организме длительное время.