Защита организма от инфекции - бактериальной, вирусной, грибковой или паразитарной - осуществляется двумя системами иммунитета:
врожденного (или неспецифического) и
приобретенного (или специфического). В основе этих систем лежат разные принципы: врожденный иммунитет функционирует опираясь на
воспаление и
фагоцитоз, приобретенный использует антитела и иммунные лимфоциты.
Врожденный и приобретенный иммунитет, использующие совершенно разные механизмы, в реальном иммунитете работают как
единое целое, взаимодействуя с самых ранних этапов распознавания инфекции и кончая заключительными (эффекторными) стадиями освобождения организма от инфекции.
Иммунитет в целом и каждая из его систем в отдельности решают две
задачи: распознавание чужеродных клеток или веществ, попавших в
макроорганизм, и их обезвреживание или удаление из организма. Эти
задачи по-разному решаются врожденным и приобретенным иммунитетом, но особенно эффективно в их взаимодействии.
Напомним кратко, как врожденный иммунитет решает эти задачи. Здесь
функционируют четыре отдельные, но взаимодействующие системы:
кининовая, комплемент,
фагоцитирующие клетки и так называемые
нормальные киллеры (NK-клетки).
Воспаление и фагоцитоз обеспечивают существование всех беспозвоночных, но эти механизмы имеют внутренне присущие им особенности, которые делают их недостаточными, особенно у длительно живущих позвоночных животных. К таким внутренним недостаткам врожденного иммунитета относятся
однообразие,
неспецифичность и, так сказать,
необучаемость этой системы. Живой мир бесчисленного множества постоянно изменяющихся микроорганизмов стремится поживиться ресурсами сложных многоклеточных существ, обойти, обмануть и даже воспользоваться работой самой защитной
системы, тем более что она монотонна и не особенно поворотлива.
Таким образом, у позвоночных в процессе эволюции возникла высочайшая специфичность в распознавании инфекций,а также способность запоминать первый контакт с данным паразитом и затем отвечать на него быстрее и энергичнее - много быстрее и много энергичнее, чем в первый раз. Возникла способность нейтрализовать токсины и вирусы в крови, убивать клетки, зараженные вирусом, и активировать макрофаги, несущие внутримакрофагальную инфекцию.
Возникли антитела и иммунные лимфоциты, причем сразу и вдруг, не оставив заметных следов своего эволюционного происхождения. Возникли как система в целом, не оставив никаких указаний на первичную физиологическую функцию, из которой она развилась.
На генетическом уровне в основу приобретенного иммунитета лег принцип сборки
иммуноглобулинового (антительного) гена из фрагментов - принцип, не имеющий аналогов в эволюции позвоночных. Такая генетическая рекомбинация - сборка генов, контролирующих активный центр антител, обеспечила генерацию бесконечного их разнообразия, способного распознавать любое чужеродное макромолекулярное вещество (антиген). Так возник механизм специфического распознавания.
Другой принцип -
клональной селекции - лежит в основе
иммунологического запоминания и определяется тем, что иммунная система включает миллиарды генетически разнородных клеток (лимфоцитов), способных продуцировать антитела различной специфичности или связанные с клетками антигенраспознающие рецепторы. Причем одна клетка продуцирует антитело или рецептор лишь одной специфичности.
Антиген, попадая в организм, находит "свой", то есть комплементарный, лимфоцит, и стимулирует его размножение и дифференцировку. Таким образом, в ответ на введение антигена возникают клоны генетически однородных клеток, продуцирующих антитела (или клеточные рецепторы), специфически взаимодействующие с данным антигеном.
При повторном введении антигена он встречается с уже готовыми клонами и иммунный ответ на него возникает быстрее и энергичнее (
иммунологическая память). Таким образом, в иммунитете возникают специфичность ответа на чужеродный антиген и обучаемость, или память - более быстрая и энергичная защитная реакция при повторной встрече с инфекцией. При этом реакции приобретенного иммунитета полностью или частично опираются на механизмы иммунитета врожденного. Как это происходит?
В лимфоциты: развитие, дифференцировка, функции
В крови человека на долю В-лимфоцитов приходится примерно 15%.
Термин "
В-клетки" образован по первой букве английского названия органов, в которых формируются (созревают) эти клетки –
сумка Фабрициуса (bursa of Fabricius) у птиц и костный мозг (bone marrow) у человека и др. млекопитающих.
В-клетки, как и все другие клетки крови, образуются из
полипотентных кроветворных клеток (клетку называют стволовой, если в процессе ее деления одна клетка дифференцируется, а другая остается источником образования последующих поколений дифференцированных клеток).
Образование В-клеток начинается в эмбриональной печени, а затем перемещается в костный мозг – важнейший кроветворный орган, где
развиваются различные клоны В-клеток.
В дифференцировке В-клеток, полностью протекающей в костном мозге, выделяют две фазы:
антигензависимую и
антигеннезависимую.
Под влиянием локального микроокружения предшественники В-лимфоцитов (большие пре-В-клетки) делятся, образуя
пре-В-клетки, содержащие в своей цитоплазме тяжелые цепи
иммуноглобулинов класса М, а затем приобретающие способность к синтезу и легких цепей. Это обусловлено возникающей в эту фазу перестройкой генов Ig и их экспрессией.
Следует отметить несинхронность перестройки генов Ig: в начале перестраиваются гены
тяжелых, а затем
легких цепей Ig. Этот этап именуют
антигеннезависимой фазой дифференцировки В-клеток, во
время которой возникает большое разнообразие клонов пре-В-клеток,
не имеющих иммуноглобулиновых рецепторов, способных взаимодействовать с антигеном.
Затем в печени эмбриона (с последующим перемещением в костный мозг) пре-В-клетки превращаются в малые незрелые В-клетки, на мембране которых уже располагаются
молекулы IgM. И этот процесс продолжается в костном мозге всю жизнь.
Из костного мозга В-клетки мигрируют в
периферические органы иммунной системы. По мере созревания на их поверхности появляются антитела
изотипа IgD, рецепторы к компонентам комплемента и
рецепторы к Fc-фрагменту секретируемых
IgG-антител.
Существует гипотеза о том, что клетки несущие только IgM, при контакте с антигеном переходят в толерантное состояние, а реакция с антигеном
клеток, несущих IgM и IgD (зрелых В-клеток), стимулирует процесс пролиферации и дифференцировки этих клеток в плазматические, что служит важнейшим механизмом, с помощью которого собственные антигены организма предотвращают развитие аутореактивных клонов В-клеток.
Одним из важнейших поверхностных компонентов В-клеток являются
молекулы HLA-DR – генетически полиморфные гликопротеины,
которые служат узнающими элементами при взаимодействии В-клеток
с активированным антигеном Т-клетками.
Внутри каждого клона часть В-клеток переключается с экспрессии IgM
и IgD на экспрессию иммуноглобулинов изотипов IgG,
IgA,
IgE. В-лимфоциты могут одновременно экспрессировать до трех изотипов
иммуноглобулинов (например, IgM, IgD и IgA).

Субпопуляции В-клеток.

В-клетки памяти – это долгоживущие малые В-лимфоциты, произошедшие из зрелых В-клеток в результате стимуляции антигеном
при участии Т-лимфоцитов. При повторной стимуляции антигеном
эти клетки активируются гораздо легче, чем исходные В-клетки. Они
обеспечивают (при участии Т-клеток) быстрый синтез большого
количества антител при повторном проникновении антигена в организм.
Плазматические клетки – последний этап дифференцировки В-клеток, без поверхностных иммуноглобулинов, продуцирующие антитела. Они
характеризуются эксцентрично расположенным ядром, хорошо
развитым комплексом Гольджи и эндоплазматическим ретикулумом.
Зрелые плазматические клетки способны синтезировать несколько
тысяч иммуноглобулинов в секунду, но продолжительность жизни этих
клеток составляет
в среднем 2-3 дня.
Итак, основная функция В-клеток заключается в том, чтобы в ответ
на антиген размножаться и дифференцироваться в плазматические клетки, продуцирующие антитела.
Комментарии
vladimir240851
Thomasha
Оставить комментарий