Механизмы иммунного ответа

Иммунный ответ включает в себя распознавание антигена, активацию лимфоцитов и выполнение ими клеточных и гуморальных реакций, направленных на обезвреживание или уничтожение чужеродного материала.

Распознавание антигена осуществляют Т-лимфоциты, причём только на поверхностях клеток – или «чужих» клеток, в том числе микробных, или фагоцитов. Более эффективно для последующей активации лимфоцитов представление (презентация) антигена на поверхности макрофагов.

Под антигенпрезентацией понимают процесс поглощения антигена особыми клетками (их называют антигенпрезентирующие, А-презентирующие клетки, или А-клетки), переработку антигена и выведение наиболее значимой части антигена в соединении с ГКГС на поверхность мембраны. Только в таком виде антиген может быть распознан лимфоцитами. Одновременно А-презентирующая клетка секретирует интерлейкин-1. Эти процессы в макрофагах начинаются в месте встречи их с антигеном, и продолжаются по пути миграции макрофага к ближайшему региональному лимфатическому узлу.

Активация лимфоцитов. Т-лимфоциты распознают на мембране А-клетки измененный антигеном участок ГКГС, признают его чужеродным, в присутствии ИЛ₁ сближаются с А-клеткой.

В результате Т-лимфоцит приобретает новое качество – он становится активным киллером, хелпером, супрессором или клеткой памяти. Активированные Т_h секретируют ряд лимфокинов, активирующих В-лимфоциты и вызывающих пролиферацию определенного клона В-лимфоцитов. Кроме того, лимфокины стимулируют секрецию В-лимфоцитами IgM, а затем переключение синтеза на IgG.

Активированные Т_s угнетают превращение В-лимфоцитов в плазматические клетки, синтез ими антител. В результате иммунный ответ прекращается или снижается его интенсивность, тем самым регулируется адекватность иммунной реактивности.

Для активации В-лимфоцитов также необходимы кооперативные отношения с А-презентирующей клеткой, несущей антигенную детерминанту, контакт с Т_h и интерлейкином.

Клеточные реакции иммунитета. Т_k реагируют на клеточные рецепторы главного комплекса гистосовместимости, изменённые мутацией, химическими веществами, старением или присоединением к ним чужеродного антигена. Таким образом, даже небольшие изменения ГКГС могут быть причиной превращения собственных клеток в мишени для Т-лимфоцитов. Получив помощь от Т_h, активированные Т-лимфоциты превращаются в клетки-убийцы.

Способов уничтожения мишеней у Т_k много, они весьма изощрённые. В одних случаях необходимо межклеточное взаимодействие: Т-киллер сближается с клеткой-мишенью, межклеточные щели сужаются, в это пространство Т_k выделяет лизины, проделывающие в мембране отверстия. Через бреши в мембране в клетку поступает вода и клетка разрушается.

В других случаях Т-лимфоцит выпускает отростки, образующие высокопроницаемые контакты с мембраной изменённой клетки – «поцелуй смерти». Через них в жертву вводятся лимфотоксины – вещества, повреждающие внутриклеточные компоненты клетки: монооксид азота, активный кислород, перекись водорода, свободные галогены, различные ферменты. Ещё один способ уничтожения чужой клетки – введение в неё веществ, включающих апоптоз – запрограммированную в геноме клетки программу её гибели.

После такой атаки Т_k не погибает, он может поразить несколько клеток.

Гуморальные механизмы иммунной реакции осуществляются антителами, продуцируемыми плазматическими клетками. В результате межклеточного взаимодействия и участия интерлейкинов происходит отбор тех В-клеток, которые несут на мембране иммуноглобулиновые рецепторы того же строения, что и антигенная детерминанта. Далее происходит размножение (пролиферация) клона В-лимфоцитов, трансформация их в плазматические клетки (последняя фаза клеточного цикла) и нарастание скорости секреции антител.

Если неактивированный В-лимфоцит синтезирует за час до 500 молекул иммуноглобулинов, причем, только класса М, то одна плазматическая клетка образует за такое же время более 10 миллионов молекул иммуноглобулинов, причём, различных классов, больше всего – IgG.

Уникальной особенностью антителогенеза является выработка именного того единственного типа иммуноглобулина, одного из многих миллионов вариантов, который может образовать комплекс с данным антигеном. Поскольку чужеродные клетки (например, бактериальные) несут на своей поверхности не одну, а множество антигенных детерминант, то в иммунный ответ вовлекаются многие клоны лимфоцитов и синтезируется не один вариант иммуноглобулина, а столько, сколько имелось антигенов.

Синтезированные в результате гуморального иммунного ответа антитела (иммуноглобулины) образуют комплексы с антигенами, их называют иммунными комплексами. Дальнейшая судьба иммунных комплексов различна, она зависит от вида антител, размера и количества. Иммунные комплексы могут присоединять к себе компоненты комплемента и растворяться, могут выпадать в осадок (преципитация), они могут быть захвачены фагоцитами и подвергнуться полному уничтожению. В любом случае антиген в комплексе с антителом должен быть уничтожен и элиминирован (выведен) из организма.

Таким образом, в организме возможен синтез многих миллиардов разновидностей антител, то есть человек или животные хорошо подготовлены к встрече с любым возможным антигеном. Такое разнообразие достигается многими, еще недостаточно изученными механизмами – например, путем рекомбинации генов, а также их наследственной неоднородностью в хромосомах. Антитела вырабатываются даже к таким антигенам, которые никогда ещё не существовали в природе.

В течение индивидуальной жизни используется очень небольшая часть антител. В организме образуется большое число клонов лимфоцитов, и только некоторые из них будут когда-либо участвовать в иммунной защите. Однако такая «расточительность» позволяет сохранять высокую степень готовности к возможному появлению новых инфекционных болезней, мутировавшим микроорганизмам и вирусам и новым (искусственным) антигенам.