Cкок М.В. Основи імунології. Курс лекцій

Подождите немного. Документ загружается.

процесах активації клітин і є регуляторами транскрипції: c-jun, c-fos, c-myc, тобто

процес апоптозу до певної міри іде по звичайному шляху активації. Генами,

специфічними для апоптозу, є bax, bcl-2 і р53. Продукт гену bax утворює

гомодимер Вах-Вах, який стимулює апоптоз. Продукт гену bcl-2 утворює із Вах

гетеродимер Вах-Всl-2, який є супресором апоптозу. Таким чином, співвідношення

Bcl-2:Bax передрікає долю клітини. Зараз відомо досить багато гомологів цих двох

білків, які працюють у різних тканинах. Білки типу Bcl-2 можуть посилено

експресуватися після впливу на клітину токсичних речовин і захищати її від

загибелі.

Активність експресії генів bcl-2 і bax модулюється продуктом гену р53. Цей

ген було відкрито як онкосупресорний, тобто той, що сприяє знищенню злоякісно

перероджених клітин. Потім було з’ясовано, що білок р53 є сенсором пошкодження

ДНК і стимулює апоптоз. На активацію гену р53 покладають великі надії у

боротьбі з онкозахворюваннями. Отже, доля клітини при пошкодженні залежить

від співвідношення рівнів експресії генів р53 і вcl-2.

Г) Результати дії каспаз.

Субстратами каспаз є численні клітинні білки, модифікація яких призводить до

морфологічних і функціональних змін у клітині. Так, модифікація білка

джелсоліна

призводить до змін на клітинній мембрані: відбувається транслокація

фосфатидилсерина із внутрішньої поверхні на зовнішню, що сприяє розпізнанню і

фагоцитозу такої клітини макрофагами. Модифікація

ДНК-аз призводить до

фрагментації ДНК. Одночасно модифікуються (інактивуються) білки, що

контролюють репарацію ДНК. Модифікація протеїнкінази С призводить до

втрачання контролю за клітинним циклом. Модифікація адгезивних білків

призводить до порушення контактів із сусідніми клітинами і матриксом.

В результаті цих змін клітина набуває рис, характерних для апоптозу:

відбувається міжнуклеосомна фрагментація ДНК, внутрішньоклітинне середовище

замикається в гранули (апоптичні тільця) і залишки клітини активно знищуються

макрофагами.

5. Використання механізмів апоптозу для контролю за життєдіяльністю

клітин.

Хімічні канцерогени сприяють розвитку злоякісних новоутворень супресуючи

апоптоз. Віруси, що спричиняють злоякісну трансформацію клітин (наприклад,

аденовірус Е1, вірус SV40, віруси папіломи і Епштейна-Бара), мають спеціальні

гени, продукти яких заважають апоптозу трансформованої клітини. Так, білок Е1В

55КДа зв’язує білок р53 в клітині і таким чином блокує апоптоз. Білок Е1В 19КД

зв’язується із ядерними білками клітини, а також із аналогом Bcl-2 і блокує

апоптоз, викликаний не тільки цим вірусом, а і TNFα, зв’язуванням Fas, зниженням

концентрації сироватки в культуральному середовищі і цитотоксичними агентами.

Інші віруси містять інгібітори каспаз, що теж запобігають апоптозу інфікованої

клітини, зберігаючи її живою для репродукції віруса.

Штучна індукція апоптозу була б у потребі для подолання злоякісних і

аутоімунних захворювань, коли необхідно знищити шкідливі для організму

клітини. Так, в онкологічній практиці робляться спроби активувати ген р53. В

імунологічних дослідженнях намагаються скласти умови для апоптозу ауто-

реактивних клітин за браком костимуляторних сигналів.

Приклад.

При аутоімунному енцефаломієліті (експериментальний аналог множинного

склерозу у людини) патогенними є аутоантитіла до компонентів мієлінової

оболонки нервів. Експериментально цю хворобу можна викликати

проімунізувавши мишу основним білком мієліну. Якщо імунні клітини такої миші

перенести іншій генетично подібній особі, то у неї теж розів’ється енцефаломієліт.

Якщо ж вилучені імунні клітини обробити in vitro розчинним основним білком

мієліну (у відсутності клітин, що презентують антиген, тобто без утворення

комплексу антигену з білками МНС) і ІЛ-2, то вони гублять здатність переносити

енцефаломієліт, оскільки специфічні Т лімфоцити гинуть шляхом апоптозу.

Резюме.

Природою розроблено механізми знищення інфікованих, трансформованих або

недосконало розвинутих клітин макроорганізму. Одним із таких механізмів є

запрограмована загибель – апоптоз. Сигналом апоптозу може бути експресія

клітиною спеціальних “рецепторів смерті”, що відбувається, наприклад, при

активаційних процесах, зменшення енергопостачання, а також активна дія

цитотоксичних лімфоцитів. В результаті запускається каскад реакцій, що

призводить до організованого руйнування клітини. Цей механізм є дуже важливим

для розвитку всього організму і зокрема формування репертуару імунних клітин.

Цитотоксичні Т лімфоцити викликають загибель інфікованих клітин як шляхом

апоптозу, так і прямим руйнуванням мембрани, що призводить до некрозу, а також

діють безпосередньо на мікроорганізми, що є інфекційними агентами.

Лекція 11. Розвиток імунних клітин. Позитивний і негативний відбір.

Імунні клітини – лімфоцити – подібно до всіх інших клітин крові, походять із

так званої стовбурової клітини. Стовбурові клітини знаходяться в кістковому

мозку і є плюріпотентними, тобто із них можуть утворитися різні за морфологією і

функціями нащадки. На ранніх ступенях диференціювання стовбурових клітин

відбувається розгалуження на мієлоїдний та лімфоїдний ряди. Із мієлоїдного ряду

походять еритроцити, тромбоцити, макрофаги, нейтрофіли, базофіли і

еозінофіли, із лімфоїдного – Т і В лімфоцити та природні кілери. Таким чином,

відокремлення лімфоцитів від інших клітин крові відбувається на дуже ранніх

стадіях диференціювання. Головною відзнакою лімфоцитів, тим, що відрізняє їх

від інших клітин, є експресія генів антиген-специфічних рецепторів, що

потребують перебудови.

Подальше диференціювання В лімфоцитів відбувається в кістковому мозку, а

попередники Т лімфоцитів мігрують в тимус, де під впливом тимусних цитокінів

диференціюються в зрілі Т лімфоцити.

У своєму розвитку кожен лімфоцит проходить декілька певних стадій. Це стадії:

- попередника, або про-В (Т)-клітини,

- пре-В (Т) клітини;

- незрілої В (Т) клітини;

- зрілої В (Т) клітини.

На цих стадіях відбувається:

- надбання характерних поверхневих маркерів, тобто утворення певного

фенотипу;

- формування репертуару антиген-специфічних рецепторів, що включає в

себе процеси перебудови відповідних генів та позитивної і негативної

селекції.

Утворення γδ-Т лімфоцитів.

Утворення антиген-специфічних Т лімфоцитів відбувається декількома хвилями.

Першими утворюються

γδ

-Т лімфоцити. Вони не несуть поверхневих маркерів CD4/8.

Рецептор цих лімфоцитів теж кодується V, J і С генами, що підлягають перебудові. В

процесі розвитку утворюється декілька популяцій γδ-Т лімфоцитів, за чергою

розташування відповідних генів на хромосомі:

Cγ1 − Jγ1 − Vγ3 − Vγ4 − Vγ2 − Vγ5

Гени Vγ3 і Vγ4 виключаються по закінченні ембріонального періоду, Гени

Vγ2 і Vγ5 активні після народження до утворення функціональних

αβ−Tрецепторів.

Новоутворені γδ-Т лімфоцити виходять із тимусу і мігрують у різні органи:

Vγ3Vδ1 − у шкіру, де вони, як вважають, розпізнають білки теплового шоку на

поверхні уражених клітин шкіри.

Vγ4Vδ1 − у репродуктивні органи і в язик;

Vγ2Vδ1 − в селезінку;

Vγ5Vδ1 − в кишечник.

Ці клітини виконують первинний захист за відсутності зрілих αβ Т

лімфоцитів, а у дорослому стані виконують спеціалізовані функції у тканинах.

Утворення αβ Т лімфоцитів. Позитивний відбір.

Рекомбінація генів αβ T-рецептору починається перед народженням і

продовжується на протязі всього життя. Репертуар рецепторів (і клітин), що

утворюються, підлягає суворому контролю і відбору. Спочатку перебудовуються

гени β−ланцюга і він експресується на мембрані із так званим сурогатним

α−

ланцюгом – gp33. Сурогатний рецептор проходить перше випробування.

Невідомо, що є тестом на правильність перебудови β−ланцюга: зв’язування

певного ліганду або просто сам факт його експресії на мембрані. Після

отримання позитивного сигналу через сурогатний рецептор клітина починає

ділитися, в ній включаються механізми алельного виключення генів β−ланцюга

і індукується перебудова генів

α−ланцюга T-рецептору і зниження рівня

експресії gp33. На цьому ж етапі починається експресія CD4/8 і після першого

етапу відбору утворюються подвійно позитивні клітини (CD4

) із низьким

рівнем зрілого αβ T-рецептору. Якщо позитивний сигнал через сурогатний

рецептор не поступає, клітина звертає на шлях апоптозу і гине як та, що не

пройшла пункт контролю. Таким чином, на першому етапі відбору експресія

β−ланцюга є фактором виживання для Т клітин. Перший етап відбраковує

−

клітини та забезпечує алельне виключення у β−локусі.

Завдання другого етапу позитивного відбору – відібрати клітини із правильно

побудованими рецепторами і розділити Т клітини на CD4

і CD8

. Тут фактором

відбору виступають молекули МНС І і ІІ у комплексі з пептидами аутоантигенів.

Ті Т клітини, що зв’язують антигенний пептид у комплексі з МНС І,

припиняють експресію CD4, а ті, що зв’язують пептид із МНС ІІ – відповідно

припиняють експресію CD8. Ті, що не зв’язали ні той, ні інший, - звертають на

шлях апоптозу. На цьому етапі завершуються генні перебудови і виключаються

гени RAG. Таким чином, другий етап позитивного відбору – це пункт контролю

за правильністю збірки зрілого T-клітинного рецептору і його здатністю

впізнавати антигенний пептид у комплексі із МНС. На цьому етапі антиген

представлений епітеліальними клітинами тимуса, що експресують МНС І і ІІ.

Костимуляторні фактори поки що невідомі.

Позитивна селекція – це активний процес, що потребує участі CD3 і CD45. На

цьому етапі відбираються всі варіанти T-рецептору, що впізнають пептиди в

контексті своїх МНС. Оскільки в нормі всі МНС зайняті пептидами (до зустрічі

із чужерідними антигенами – власними пептидами), то вони і виконують функції

факторів відбору.

Позитивний відбір В лімфоцитів.

Позитивний відбір В клітин відбувається в кістковому мозку за дуже схожим

сценарієм. Спочатку рекомбінує і перебудовується ген

-ланцюга B-клітинного

рецептору. μ -ланцюг експресується у комбінації із сурогатним

λ5

-ланцюгом.

Комплекс виходить на мембрану разом із Igα/Igβ. Позитивний сигнал, що

проходить через сурогатний рецептор,:

- зупиняє подальші перебудови гену μ -ланцюга;

- прискорює перебудову і експресію легкого (κ) ланцюга;

- захищає клітини від загибелі.

Ліганд, що діє на сурогатний B-рецептор, невідомий. Можливо, так само, як і

для Т лімфоцитів, позитивним сигналом є сам факт появи правильно

перебудованого μ -ланцюга на мембрані. Пройшовши перший пункт позитивного

контролю, В клітини деякий час діляться, а потім зупиняються і починають

перебудову легкого ланцюга. Спочатку починає перебудовуватися κ− ланцюг. В

результаті утворюється В клітина із повноцінним рецептором, здатна

відповідати на антиген. Вона проходить подальше випробування. Позитивний

сигнал від новоутвореного рецептору дозволяє В клітині залишити кістковий

мозок і мігрувати у вторинні лімфоїдні органи. Якщо рецептор побудовано

недосконало, у В клітини, на відміну від Т, ще є шанс вижити, включивши

перебудову λ-ланцюга. Такий процес називають “редагуванням рецептору”

(receptor editing).

На відміну від Т клітин, В лімфоцити можуть змінювати будову свого антиген-

специфічного рецептору на протязі життя. Це відбувається в процесі соматичних

мутацій в зародкових центрах вторинних лімфоїдних органів. Зародкові центри

утворюються за 12-14 днів після імунізації. В них включається гіпермутаційний

процес і відбуваються нові рекомбінації в генах ланцюгів B-рецептору. У такому

стані В клітини стають короткоживучими і гинуть від апоптозу, якщо не

зв’яжуть антиген, представлений на фолікулярних дендритних клітинах, і

CD40L на Т клітинах. Такий позитивний сигнал знижує рівень Fas на цих

клітинах і захищає їх таким чином від апоптозу.

Загальне в позитивному відборі Т і В клітин.

1. Метою позитивного відбору є дати вижити клітинам, що мають повноцінні,

правильно перебудовані рецептори, здатні зв’язати антиген (вільний, у

випадку В клітин, і представлений з МНС, у випадку Т клітин).

2. На першому етапі більш складний ланцюг рецептора (μ або

β) експресується в парі із сурогатним ланцюгом, який потім замінюється

зрілим. В обох випадках ліганди, що діють на сурогатний рецептор,

невідомі. Сигнал, що передається, захищає клітини від апоптозу і

проштовхує їх далі по шляху диференціювання.

3. В результаті успішного проходження першого пункту контролю в Т

клітинах зупиняється перебудова генів α ланцюга T-рецептору, а в В

клітинах – перебудова генів μ-ланцюга В-рецептору і починається

перебудова другого ланцюга. На відміну від Т лімфоцитів, В клітини

мають більше шансів вижити, використавши механізм “редагування

рецепторів”.

Негативний відбір Т і В лімфоцитів.

В результаті позитивного відбору утворюються Т і В клітини, здатні зв’язувати

широкий спектр антигенів, як своїх, так і чужих. Наступна задача – вилучити ті

клітини, що можуть завдати шкоди власному організмові. Її вирішує негативний

відбір

. Є три засоби примусити клітину не відповідати на певний антиген:

1) її фізичне знищення – делеція (апоптоз);

2) анергія, коли клітина залишається живою, але скорочує строк життя,

знаходячись під дією негативного сигналу (наприклад, IЛ-4 для Тх1 або IФН

для Тх2); отже, делеція і анергія певним чином переходять одна в одну;

3) ігнорування, коли клітина в принципі здатна впізнати певний

антиген, але його концентрація в оточенні недостатня, або бракує

костимуляторних сигналів.

Експериментально отримано докази участі всіх трьох механізмів в

реалізації негативного відбору.

Приклади делецій.

1. Якщо клітини зародкового тимусу культивувати разом із клітинами

зародкової печінки іншого генотипу, то утворюються Т клітини, серед яких

нема ЦТЛ до МНС як тимусу, так і печінки.

2. У мишей із штучно зруйнованими (нокаутованими) генами Mls

(суперантигенів) відбувається накопичення клітин із певними типами T-

рецепторів, які не знищуються в результаті негативного відбору.

3. У мишей, трансгенних по НУ-специфічним T-рецепторам, більшість Т

клітин специфічна до НУ-антигену – антигену, що присутній тільки в

організмі самців. У самців таких мишей спостерігалися масові делеції Т

лімфоцитів: залишалося менше 5% тимусу.

4. У мишей, трансгенних по мембранній формі лізоциму (більшість зрілих

клітин мають на поверхні лізоцим курчати) в селезінці і лимфовузлах не

було В клітин, специфічних до лізоциму, хоча в кістковому мозку

знаходили багато їх попередників. Попередники могли визріти в культурі,

але в миші – гинули. Коли таких мишей зробили трансгенними по bcl-2, то

величезні кількості незрілих лізоцим-специфічних клітин накопичувалися

в селезінці, кістковому мозку, крові (посилена експресія гену bcl-2

запобігала їх апоптозу).

5. Важливість апоптозу для нормального розвитку імунної системи було

продемонстровано на прикладі так званих lpr-мишей. Ці миші мають

гіпертрофовані лімфоїдні органи і величезні кількості лімфоцитів, що не

пройшли негативного відбору. Подібне захворювання було в 1993 році

ідентифіковано і у людини: це так званий аутоімунний

лімфопроліферативний синдром (ALPS). В обох випадках, і у мишей і у

людей, було знайдено мутацію по гену fas, продукт якого, як зазначалося у

попередній лекції, і є головним провідником апоптозу в живих клітинах.

Таким чином, експериментально було показано, що значна кількість Т і В

лімфоцитів, що утворюються після позитивного відбору, гине в результаті

взаємодії з власними антигенами. Однак не всі власні антигени присутні в тимусі

в той час, коли там іде негативний відбір. Толерантність до тканиноспецифічних

антигенів утворюється на периферії, як правило, шляхом клональної анергії.

Приклади анергії.

1. Було створено трансгенних мишей двох типів. Миші А мали посилену

експресію розчинного лізоциму курчати: у них в сироватці і тканинних

рідинах було багато лізоциму. Миші В були трансгенні по антитілам до

лізоциму: більшість їх В клітин мали специфічність до лізоциму курчати.

Якщо нормальні зрілі В лімфоцити мишей В переносили в мишу А, вони

ставали анергізованими – не здатними відповідати на антиген. При

перенесенні в інше середовище їх функції відновлювалися.

2. Коли мишей А і В схрестили між собою, то у нащадків всі В клітини стали

анергізованими. Час життя їх скоротився від 4-5 тижнів до 3-4 днів.

3. Шляхом використання мишей, трансгенних по лізоциму, що містили різні

концентрації лізоцима в сироватці, було з’ясовано, що для толерізації

(анергізації) Т клітин достатньо 10

-10

М антигену, а для анергізації В клітин

– на два порядки більше, тобто 10

-8

М. Із цього видно, що першими

толерізуються Т клітини, активність яких є більш критичною для розвитку

імунної відповіді.

У наведених вище прикладах анергія наступала при наявності високої

концентрації антигену за браком костимуляторних сигналів.

Для більшості аутоантигенів нормальною формою їх нерозпізнання власною

імунною системою є так зване ігнорування свого. Воно означає, що більшість

власних антигенів знаходиться в організмі в концентраціях, нижчих за поріг

розпізнання, деякі з них захищені тканиноспецифічними бар’єрами, і характер

процесингу їх у нормі такий, що не сприяє їх імунному розпізнанню. Доказом

такого стану речей є існування численних аутоімунних захворювань, коли за

певних умов метаболізм аутоантигенів змінюється і імунна система починає їх

впізнавати як чужерідні.

Приклад ігнорування.

Вірусний білок трансфектували в організм миші під інсуліновим промотором,

тобто він синтезувався тільки в клітинах підшлункової залози, де експресується ген

інсуліну. В нормі у цих мишей не спостерігалося імунної реакції (наявності ЦТЛ) на

вірусний білок. Але якщо до організму вводили живий вірус, то клітини підшлункової

залози руйнувалися ЦТЛ. Замість вірусу, достатньо було лише підняти рівень ІЛ-2. Це

означало, що за звичайних умов потенційно чужерідний антиген підшлункової залози

не був спроможний активувати імунну систему і відповідь на нього не розвивалася по

типу ігнорування. Живий вірус сприяв появі ІЛ-2, необхідного для активації ЦТЛ.

Метою негативного відбору є модифікувати репертуар Т і В лімфоцитів так,

щоб вони не завдавали шкоди власному організмові і, з іншого боку, були

достатніми для елімінації чужих антигенів. Найбільшу небезпеку складають Т

клітини (Тх та ЦТЛ), тому вони підлягають селекції у першу чергу (менші

концентрації антигену для толерізації). Однак при цьому залишається ризик

наявності аутоантитіл, тому при більшій концентрації антигену стають

толерантними і В клітини.

Для Т лімфоцитів контроль є більш простим, тому що репертуар, який

утворюється в тимусі, практично не змінюється на периферії. Аутоімунні Т

клітини делетуються, частина анергізується. Після виходу із тимусу Т клітини

ше деякий час чутливі до толерізації, але значна частина з них залишається

потенційно аутореактивними і не відповідає на свої антигени не тому, що не

може їх впізнати, а за браком костимуляторних сигналів або за низькою

концентрацією антигену. Ці клітини – потенційні провідники аутоімунності.

Для В лімфоцитів контроль є більш складним, оскільки в результаті

гіпермутагенезу в зародкових центрах з високою вірогідністю утворюються

аутореактивні В-рецептори. Такі клітини частково знищуються шляхом

апоптозу за браком позитивного відбору (за відсутності аутоантигенів в

зародковому центрі). Якщо аутоантиген присутній, В клітина може бути

знищена, але у неї знов є шанс вижити, використавши механізм редагування

рецептору і змінивши свою специфічність за рахунок іншого легкого ланцюга.

В процесі розвитку і В, і Т клітини проходять стадію, коли їх взаємодія з

антигеном призводить скоріше до толерізації, ніж до активації. Так, якщо ввести

розчинний антиген через 6 днів після імунізації, коли зародкові центри ще тільки

утворюються, то він заважає утворенню клітин пам’яті і провокує толерантність.

Важливо, що як позитивний, так і негативний відбір у первинних лімфоїдних

органах опосередкований власними пептидами. Для В клітин, що підлягають

мутагенезу у зародкових центрах вторинних лімфоїдних органів, фактором

відбору є чужерідний антиген, представлений на дендритних клітинах фолікулів.

Баланс між виживанням клітини і її знищенням, залежить від інтегральної

авідності взаємодії клітини з антигеном:

- при мінімальній авідності сигналу нема (апоптоз);

- при середній – позитивний відбір;

- при високій – негативній відбір – апоптоз або анергія.

Авідність взаємодії залежить від структури пептиду, його концентрації, а

також від густини антиген-специфічних рецепторів на лімфоцитах. Таким

чином, один і той самий пептид може бути фактором як позитивного, так і

негативного відбору. Позитивний і негативний відбір може переходити одне в

одного при зміні концентрації антигенного пептиду або незначних змінах в його

структурі. Це є основою того, що модифікація аутоантигену може призвести до

аутоімунної відповіді. Отже, позитивний відбір, тобто виживання специфічних

клітин відбувається тільки у досить вузькому діапазоні авідностей взаємодії

антигену із антиген-специфічним рецептором.

Резюме.

В процесі розвитку репертуар специфічностей Т і В лімфоцитів підлягає

формуванню. Спочатку відбувається позитивний відбір, в результаті якого

виживають всі клітини, потенційно здатні впізнавати антиген. Потім

відбувається негативний відбір, в результаті якого елімінуються ті клітини, що

сильно реагують із власними антигенами. Негативний відбір не є абсолютним:

своїх антигенів багато, і якщо делетувати всі специфічні клітини, репертуару для

чужерідних антигенів може не залишитися. Тому найбільш небезпечні клітини

знищуються, менш важливі – анергізуються, усі інші – просто мовчать. Це

розширює спектр можливостей імунної відповіді, але залишає ризик потенційної

аутоімунності. Аутоімунні захворювання – це своєрідна платня за широку

потенційну специфічність імунної відповіді на чужерідні і видозмінені антигени.

Лекція 12. Анатомія імунної системи, міграція лімфоцитів.

1. Будова лімфоїдних органів.

Імунні клітини утворюються і проходять "освіту" в первинних лімфоїдних

органах: кістковому мозку і тимусі. Тут формується набір їх поверхневих

маркерів, які визначають диференціацію по функціям, та репертуар

специфічностей. Звідси лімфоцити мігрують у вторинні лімфоїдні органи, де

знаходяться для виконання своїх функцій. Первинні і вторинні лімфоїдні органи

не є простим накопиченням лімфоїдних клітин, а мають певну упорядковану

будову.

Тимус складається із декількох долей, кожна з яких має коркову та мозкову

частини (зони). Основу їх складають епітеліальні клітини, що синтезують

гормони тимуса – ростові фактори, необхідні для диференціювання та созрівання

Т лімфоцитів. В корковій частині знаходяться так звані "клітини-няні" – великі

епітеліальні клітини з багатьма відростками, які експресують МНС ІІ. Вони

утворюють мережу, крізь яку в процесі созрівання мігрують Т лімфоцити. На

кордоні коркової і мозкової частин знаходиться шар макрофагів. У мозковій зоні

– дендритні і епітеліальні клітини, що експресують як МНС І, так і МНС ІІ. Т

лімфоцити із кісткового мозку поступають в коркову зону тимуса. Там

проходить перший етап позитивного відбору. Загиблі клітини, що не пройшли

перших пунктів контролю, знищуються шаром макрофагів. Остаточне

дозрівання Т лімфоцитів відбувається в мозковій зоні, звідки вони зрілими

виходять на периферію.

Коркові лімфоцити кортизол-чутливі, тобто стероїдні гормони наднирників

викликають їх загибель. Кортизол – один із факторів, що сприяє апоптозу

клітин, відбракованих в результаті позитивного відбору. Мозкові Т лімфоцити

резистентні до дії кортикостероїдів, по перше, за рахунок наявності ферменту 20-

α−гідроксилстероїддегідрогенази, а по-друге, за рахунок підвищення експресії

гену bcl-2. Це було продемонстровано в експериментах з трансгенними мишами,

нокаутованими по генам bcl-2 і bax. Ці миші жили нормально до двох тижнів

після народження, а потім у них зникали (гинули) всі Т і В лімфоцити. У цей

період у мишей починають синтезуватися глюкокортикоїди адреналін і

норадреналін, що виділяються під дією стресу, і цих рівнів достатньо, щоб

знищити всі лімфоцити, якщо вони не захищені продуктом гену bcl-2.

Лімфатичні вузли теж мають коркову, паракортикальну та мозкову зони.

Зверху вони вкриті капсулою. Лімфоцити входять в лімфовузли крізь синуси із

ретикулярних клітин і рухаються в напрямку від коркової до мозкової зони,

звідки виходять зовні. В лімфовузлі В і Т клітини розділені по компартментах. В

клітини знаходяться переважно в корковій зоні, де утворюють первинні і

вторинні (утворені після антигенної стимуляції) фолікули. Саме тут

утворюються зародкові центри, де відбуваються процеси соматичних мутацій,

відбору і утворення клітин пам’яті. Т лімфоцити знаходяться в

паракортикальній зоні. Плазматичні клітини, утворені в результаті

диференціювання і созрівання В клітин, виходять із лімфовузлів крізь мозкові

синуси.

Селезінка теж вкрита капсулою і складається із червоної та білої пульпи.

Червону пульпу складають еритроцити і макрофаги. Серед червоної пульпи

знаходяться ділянки білої пульпи, яку складають лімфоїдні клітини. Кожна

ділянка білої пульпи має крайову зону, де містяться В клітини, фолікули, і

утворюються зародкові центри, та серединну область, де містяться Т лімфоцити.

Плазматичні клітини знаходять у крайовій зоні між червоною та білою пульпою.

Лімфоїдна тканина слизових оболонок – це дифузні групи клітин: лімфоцитів,

макрофагів,- що знаходяться в легенях, кишечнику, апендіксі, складають

Пейєрові бляшки та мигдалини. Загальна маса цієї тканини досить велика: так,

у двох метрах кишечника кількість лімфоцитів така, як в кістковому мозку,

селезінці та лімфовузлах разом. Вони розташовані упорядковано, утворюючи В- і

Т-зони. В Пейєрових бляшках існують окремі зони γδ-Т лімфоцитів. В лімфоцити

слизових оболонок продукують переважно IgA та IgE.

2. Міграція лімфоцитів. Молекули адгезії.

Шлях розвитку лімфоцитів і їх відповідь на чужорідні антигени пов’язані із

міграцією в організмі тварини чи людини. Утворення лімфоцитів починається в

кістковому мозку, тобто на внутрішній поверхні трубчастих кісток. Там

відбувається розподілення на лімфоїдні та мієлоїдні попередники. Частина

лімфоїдних попередників диференціюється до незрілих IgM

В лімфоцитів. Вони

залишають кістковий мозок із венозною кров’ю, рухаються до серця і переходять

до артеріальної крові. Попередники Т лімфоцитів мігрують до тимуса, де

диференціюються до CD4

або CD8

Т лімфоцитів. Вони також залишають тимус

із венозною кров’ю, проходять крізь серце і виходять в артеріальну кров. З

артеріальною кров’ю Т і В лімфоцити потрапляють до вторинних лімфоїдних

органів і периферичних тканин. Обмін між кровоносними та лімфоїдними

судинами відбувається на рівні лімфовузлів. Лімфоцити входять в лімфовузли з

кров’ю крізь венули високого ендотелію, а виходять із лімфою крізь медулярні

синуси. Лімфоїдні судини об’єднуються в грудний лімфоїдний проток (ductus

thoracicus), який впадає в грудну вену (vena subclavia). Таким чином лімфоцити

знов потрапляють до венозної крові і коло циркуляції замикається.

На шляху від кісткового мозку і тимусу лімфоцити заселяють вторинні

лімфоїдні органи. Незрілі В лімфоцити потрапляють до селезінки крізь

центральні артеріоли і крайові синуси і накопичуються у білій пульпі, що оточує

артеріолу. Там відбувається негативна селекція проти аутоантигенів, яких

немає в кістковому мозку. В лімфоцити дозрівають до IgM

IgD

і утворюють

первинні фолікули. Т лімфоцити також входять до селезінки крізь крайові

синуси и накопичуються в серединній частині острівців білої пульпи. В

лімфовузлах В і Т лімфоцити зосереджуються відповідно в кортикальній і

паракортикальній зонах. У вторинних лімфоїдних органах більшість лімфоцитів

знаходиться до імунної відповіді.

Попередники клітин, що представляють антиген, мігрують у тканини і там

диференціюються в макрофаги і дендритні клітини. Таким чином, до початку

імунної відповіді лімфоцити і клітини, що представляють антиген, сегреговані:

лімфоцити знаходяться здебільшого у вторинних лімфоїдних органах, а клітини,

що представляють антиген, - у тканинах. Після втручання антигену дендритні

клітини транспортують його до найближчого лімфоїдного органу, де

відбувається активація Т і В лімфоцитів і їх взаємодія. Активовані ефекторні

клітини (ЦТЛ, Тх) мігрують до очагу запалення або інфекції. І, нарешті, утворені

клітини пам’яті мають розподілитися по всій імунній системі.

Таким чином, всі процеси як до-імунного розвитку лімфоцитів, так і їх участі

в імунній відповіді пов’язані з міграцією від одних органів організму до інших.

Рух клітин не є хаотичним. Він упорядкований наявністю певних "сигналів

руху" та "адресних кодів", які визначають, до якого саме органу прямує певна

клітина. Так, активовані лімфоцити, якщо їх вилучити із тіла і ввести знов в

іншому місці, набувають здатності повертатися в той орган, де відбулася

активація.

Міграція клітин в організмі керується молекулами адгезії та хемокінами.

В міграції лімфоцитів приймають участь два типи молекул адгезії.

1. Селектини – глікопротеїди, N-кінцевий домен яких гомологічний Са

залежним лектинам. Вони присутні тільки на лейкоцитах і ендотеліальних

клітинах судин, тобто специфічні саме для взаємодії цих клітин між собою.

L-cелектини постійно експресуються на лімфоцитах, моноцитах і дендритних

клітинах, але відсутні на клітинах пам’яті. Їх афінність зростає після активації

лімфоцитів.

P-селектини експресуються на ендотеліальних клітинах та тромбоцитах і

з’являються на поверхні в результаті екзоцитозу із внутрішньоклітинних

гранул під дією TNF-α, гістаміну, тромбіну і компонентів комплементу.

Е-селектини також знаходяться на ендотеліальних клітинах судин і їх синтез

стимулюється TNF-α і ІЛ-1.

Лігандами селектинів є вуглеводи, зв’язані з муцинами – білками клітинних

мембран, багатими на серин та треонін. Всі вони містять сіалову кислоти і фукозу, а

ліганди L-селектинів сульфатовані. Взаємодія селектинів з їх лігандами є низько

афінною і оберненою.

2. Інтегрини - це білки, що складаються із нековалентно зв’язаних α і

β субодиниць з характерними структурними мотивами. Відомо принаймні 12 типів

інтегринів, які приймають участь в адгезії лімфоцитів.

Лігандами інтегрінів є мембранні білки - члени суперродини імуноглобулінів

(наприклад, ICAM – “intra-cellular adhesion molecule”, міститься на багатьох клітинах,

в тому числі лімфоцитах; VCAM – "vascular cell adhesion molecule", міститься на

ендотеліальних клітинах судин; MadCAM – "mucosal adressin cell adhesion molecule",

міститься на слизових оболонках), а також білки позаклітинного матриксу (колаген,

ламінін, фібронектин), компоненти системи згортання крові і системи комплементу.

Взаємодія інтегринів з їх лігандами є більш високо афінною.

Хемокіни та їх рецептори.

Явище хемотаксису широко відоме в клітинній біології, це рух клітин по градієнту

концентрації атрактанта (речовини, що приваблює). Наприклад, С5а компонент

комплементу є хемоатрактантом для моноцитів, нейтрофілів і еозинофілів,

лейкотрієни є атрактантами для моноцитів і нейтрофілів. В 1991-92 роках було

відкрито особливий тип речовин, названих хемокінами. Це поліпептиди із 70-80

амінокислотних залишків, які продукуються різними тканинами організму і є

специфічними до різних субпопуляцій лімфоцитів. Саме вони визначають напрямок і

ефективність міграції лімфоцитів в організмі.

На сьогодні відомо більш ніж 50 різних хемокінів. Їх класифікують на чотири

родини в залежності від будови цистеїн-багатої області на N-кінці: С, СС, СХС,

С3ХС. В залежності від фізіологічних функцій хемокіни поділяють на гомеостатичні

(або конституційні) та запалювальні (або індуковані). Гомеостатичні хемокіни

постійно продукуються в шкірі і слизових оболонках і визначають рух клітин за

нормальних умов: заселення вторинних лімфоїдних органів в процесі розвитку

лімфоцитів, транспортування антигену, патрулювання організму клітинами пам’яті.

Запалювальні хемокіни починають продукуватися клітинами уражених тканин під

дією цитокінів запалення (ІЛ-1β, TNFα). Вони приваблюють у місце запалення

ефекторні Т лімфоцити, а також моноцити і гранулоцити. Така класифікація не є

абсолютною, оскільки деякі хемокіни виконують як гомеостатичні, так і запалювальні

функції.

Лімфоцити можуть відчувати градієнт хемокіну в 1% впоперек свого діаметру і

рухаються в бік найвищої концентрації.

Рецептори до хемокінів – це трансмембранні білки, що сім разів перетинають

мембрану і тому їх називають серпентиновими (змієподібними) рецепторами. Вони

зв’язані з G-білком, який активує фосфоліпазу С

β2. Відповідно до родин хемокінів, їх

рецептори теж поділяють на родини СХСR, CCR CX3CR. На сьогодні відомо 18

хемокінових рецепторів. Різні типи клітин (моноцити, дендритні клітини, лімфоцити)