Дендритные клетки и лимфоциты

Введение от редактора

«БОЕВАЯ» И «САМОКОНТРОЛИРУЮЩАЯ» ФУНКЦИИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Дополнительно см.:

Примечание. На данной странице кратко рассмотрены функции и характеристики основных иммунокомпетентных клеток: Т- и В-лимфоцитов и дендритных клеток (DCs). Но в начале дана характеристика особому двойному функционалу иммунной системы, в которой основную роль играют лимфоциты. Поэтому стоит напомнить, что же из себя предсталяют эти клетки.

Лимфоциты - это клетки иммунной системы, представляющие собой разновидность лейкоцитов, которые обеспечивают гуморальный иммунитет (выработка антител), клеточный иммунитет (контактное взаимодействие с клетками-мишенями), а также регулируют деятельность клеток других типов. По морфологическим признакам выделяют два типа лимфоцитов: большие гранулярные лимфоциты (чаще всего ими являются NK-клетки и малые лимфоциты (T-клетки и B-клетки).

Типы лимфоцитов

Те или иные механизмы иммунной защиты есть практически у всех животных. Эти механизмы сильно различаются по своей структуре, сложности, эффективности и, главное, по соотношению врожденных и приобретенных компонентов. У беспозвоночных преобладает врожденный иммунитет, хотя это далеко не абсолютное правило. У позвоночных вдобавок к врожденным защитным механизмам развилась необычайно сложная адаптивная иммунная система, способная приспосабливаться (адаптироваться) к всевозможным новым инфекциям, вырабатывать новые средства борьбы с ними и обладающая к тому же хорошей памятью (именно благодаря иммунной памяти мы получаем стойкий иммунитет ко многим болезням, однажды переболев ими).

У всех «высших» позвоночных основными компонентами адаптивной иммунной системы являются лимфоциты двух типов: B и T (см.: B cell, T cell). Каждый зрелый лимфоцит производит один (и только один) тип рецепторов, причем каждый рецептор способен распознавать чужеродные молекулы (антигены) строго определенного типа. Рецепторы B-лимфоцитов называются антителами, они могут отделяться от поверхности лимфоцита и самостоятельно атаковать «врагов» (например, бактерий). Рецепторы Т-лимфоцитов (Т-клеточные рецепторы) по своей структуре похожи на антитела, но они прочно приделаны к поверхности Т-лимфоцита и не расплываются свободно в окружающей среде, подобно антителам.

В ходе развития (созревания) лимфоцитов происходит сложная перестройка их генома. Суть ее состоит в том, что из имеющегося в геноме набора «заготовок» комбинаторным путем формируются зрелые, готовые к использованию гены антител или Т-клеточных рецепторов. Возникает огромное разнообразие лимфоцитов, производящих сотни тысяч и миллионы разных иммунных рецепторов. Среди этих рецепторов неизбежно появляются и опасные для организма, готовые наброситься на свои собственные антигены. Лимфоциты, производящие такие рецепторы, отбраковываются; остальные сохраняются. В результате организм получает огромный набор лимфоцитов, способных распознавать чуть ли не любые чужеродные белки и углеводы. Когда в организм проникает инфекция (например, бактерии), те B-лимфоциты, чьи антитела проявляют наибольшее сродство к поверхностным веществам (антигенам) данной бактерии, дополнительно «подгоняют» гены своих антител к этим антигенам путем соматического гипермутирования.

T- и B-лимфоциты высших позвоночных обмениваются между собой разнообразными химическими сигналами (см. ниже интерлейкины). В соответствии с этим у разных типов лимфоцитов активны строго определенные гены, ответственные за прием и передачу этих сигналов.

Интерлейкины - группа цитокинов (белков), синтезируемая и секретируемая Т-лимфоцитами, В-лимфоцитами и NK-клетками, а также взаимодействующими с ними клетками. Цитокины - это небольшие пептидные информационные молекулы. Цитокины имеют молекулярную массу, не превышающую 30 кD. Цитокин выделяется на поверхность клетки А и взаимодействует с рецептором находящейся рядом клетки В. Таким образом, от клетки А к клетке В передается сигнал, который запускает в клетке В дальнейшие реакции. Их основными продуцентами являются лимфоциты (дополнительно о цитокинах см. здесь →).

Более подробно о цитокинах см. в отдельном разделе:

Одно из главных функциональных различий В- и Т-лимфоцитов состоит в том, что первые специализируются в первую очередь на борьбе с инфекциями путем массового производства антител, а вторые — в большей степени «разведчики» и специалисты по тонкому различению «своих» и «чужих» антигенов; в частности, они внимательно следят за тем, чтобы B-лимфоциты по ошибке не начали производить аутоиммунные антитела, атакующие собственные клетки организма.

Т-клеточные рецепторы идентифицируют присутствие чужеродной белковой молекулы только в том случае, если эта молекула уже попала внутрь какой-нибудь другой клетки организма (например, B-лимфоцита) и была там расщеплена на короткие кусочки. Эти кусочки затем соединяются со специальными белками (их называют белками Главного Комплекса Гистосовместимости (ГКГС, англ. MHC, major histocompatibility complex). Комплексы из белков ГКГ и коротких обрывков других белков — своих и чужих — клетки выставляют на своей поверхности специально для того, чтобы Т-лимфоциты могли их «ощупать» своими рецепторами. Т-клеточные рецепторы безошибочно отличают «свое» от «чужого», но только в том случае, если исследуемый образец аккуратно порезан на кусочки нужной длины и присоединен к белку ГКГ.

Разделение труда между лимфоцитами неизбежно вытекает из самой «идеи» производства огромного количества разнообразных иммунных рецепторов комбинаторным путем. С одной стороны, благодаря этой технологии позвоночные успешнее, чем любые другие животные, противостоят разнообразным инфекциям. Вряд ли без этого наши предки смогли бы стать теплокровными, то есть превратиться в ходячий термостат с питательной средой для микробов. С другой, такая иммунная система должна находиться под строжайшим контролем, иначе она мгновенно убьет свой собственный организм. Кто же может проконтролировать, какой антиген распознал тот или иной лимфоцит, точно ли этот антиген чужой и не будет ли для организма вреда, если данный лимфоцит начнет размножаться? Кроме другого лимфоцита, никто в этом не разберется. Иммунная система должна контролировать себя сама.

Совместить в одной и той же клетке обе функции - «боевую» и «самоконтролирующую» - очень трудно, особенно если эти функции должны выполняться с очень высокой эффективностью. Тем самым создаются предпосылки для разделения труда между лимфоцитами: одни из них специализируются на борьбе с инфекцией, а другие внимательно следят за первыми, чтобы те не начали по ошибке производить опасные для организма антитела.