Дранник Г.Н. Клиническая иммунология и аллергология

Подождите немного. Документ загружается.

Эндотелий посткапиллярной венулы

III

этап

Рис. 6. Роль адгезивных молекул в миграции клеток при развитии воспаления

(объяснение в тексте).

I. Этап атаки. На этом этапе под влиянием цитокинов на поверх-

ности эндотелия и лейкоцитов появляются молекулы семейства селек-

тинов. Под их влиянием лейкоцит замедляет движение, приближается

к эндотелию и начинает "катиться" по его поверхности.

II. Этап адгезии {прикрепления). По мере приближения под влияни-

ем хемокинов к месту воспаления лейкоциты прилипают к эндотелию

(распластываются).

III. Этап трансмиграции. На этом этапе лейкоциты с помощью ин-

тегринов проникают между клетками эндотелия и попадают в ткань.

Глава

ИММУННАЯ СИСТЕМА

СЛИЗИСТЫХ ОБОЛОЧЕК

Известно, что в пище, которую мы потребляем, в воде и в воздухе,

содержится большое количество различного рода экзогенных бакте-

рий, которые при попадании в организм могут вызвать его заболева-

ние. Первым барьером, который принимает на себя основной удар при

контакте с этими микроорганизмами, является поверхность слизистых

111

оболочек нашего организма: глаз (конъюнктива), полости носа, ды-

хательных путей, пищеварительного канала и мочеполовых путей.

Существует большое количество неспецифических и специфических

механизмов, которые берут участие в предотвращении заболевания.

Об этом шла речь в одной из первых глав настоящей книги. Неспеци-

фические факторы защиты включают механизмы, которые влияют на

рост микроорганизмов или их способность прикрепляться к поверх-

ности эпителия и проникать через него в организм. Слюна, желудоч-

ный сок (кислотность), желчь, слизь, перистальтика кишок — все это

относится к неспецифическим факторам, которые помогают поддер-

живать гомеостаз организма.

Главным специфическим механизмом для защиты указанных повер-

хностей слизистых оболочек является продукция антигенспецифиче-

ского секреторного IgA. Эти антитела локализуются, главным образом,

вдоль поверхности слизистых оболочек и на ней и практически не пред-

ставлены в сыворотке крови. Оптимальная стимуляция продукций сек-

реторного IgA требует другого пути иммунизации, других доз антиге-

на, других адъювантов, отличающихся от тех, хорошо известных и

высокоэффективных, которые используются при системной иммуниза-

ции. При парентеральном введении антигенов индивидууму развива-

ется сильный иммунный ответ в виде продукции

IgG

IgM,

которые

определяются в сыворотке крови, — то, что называют системным им-

мунитетом. Однако при этом фактически, очень мало или почти не

продуцируется секреторный IgA. Следовательно, хотя парентеральное

введение антигена является эффективным для индукции потенциально-

го протективного системного иммунного ответа в виде продукции IgG,

однако это неэффективно для индукции выработки секреторного IgA

на поверхности слизистых оболочек против такого антигена.

Иммунная система слизистых оболочек формирует защитный ба-

рьер, предохраняющий организм хозяина от болезнетворного воздейст-

вия различной патогенной и условно-патогенной микрофлоры. Защит-

ные механизмы на уровне слизистых оболочек протекают при развитии

минимальных воспалительных реакций и, как правило, не сопровож-

даются повреждением тканей, чему во многом способствует то обсто-

ятельство, что IgA не активирует систему комплемента. Слизистые

оболочки имеют общую поверхность более

чем

400 м

(тогда как ко-

жа — 1,8 м

), а их иммунная система может быть условно разделена на

два участка: индуктивный и эффекторный.

В индуктивном участке происходят процессы иммунологического

распознавания, презентации антигена и формируется небольшая по-

пуляция антигенспецифических лимфоидных клеток.

112

эффекторном

участке продуцируется секреторный

IgA

(slgA)

накапливаются эффекторные Т-лимфоциты, обеспечивающие клеточ-

но-опосредованные формы защиты поверхности слизистых оболочек.

Большинство антигенов попадают в организм ингаляционным пу-

тем и через пищеварительный канал, где и происходит их первичный

контакт с лимфоретикулярной тканью этих органов. Лимфоретику-

лярная ткань бронхов и кишок составляет значительную часть всей

иммунной системы слизистых оболочек. Антигенная стимуляция, не-

зависимо от того, где она произошла, в кишках или в бронхах, ведет к

последующей диссеминации антигенспецифических В- и Т-лимфоци-

тов во все эффекторные участки слизистых оболочек, включая желу-

док, кишечник, дыхательные и мочеполовые пути, а также различные

секреторные железы.

11.1.

ЛИМФОИДНАЯ

ТКАНЬ, АССОЦИИРОВАННАЯ

С ЖЕЛУДКОМ И КИШЕЧНИКОМ

Как уже упоминалось, все поверхности слизистых оболочек защи-

щаются секреторным IgA. В этом разделе рассматривается иммунная

система желудка и кишечника как наиболее изученная. Она получила

название лимфоидной ткани, ассоциированной с желудком и кишечни-

ком (GALT — gut assochiated lymphoid tissue).

Выделяют также лимфоидную ткань, ассоциированную с бронхами

(BALT), лимфоидную ткань, ассоциированную с кожей (SALT) и др.

GALT — это организованная лимфоидная ткань, расположенная

вдоль поверхности желудка и кишок (в собственной пластинке), кото-

рая включает изолированные лимфоидные фолликулы и сгруппиро-

ванные (пейеровы бляшки), лимфоидную ткань червеобразного отрост-

ка, миндалины и мезентериальные (брыжеечные) лимфатические узлы.

Слизистая оболочка кишок включает поверхностный эпителий, под-

держивающий слой соединительной ткани — собственную пластинку

(lamina propria) и тонкий мышечный слой — мышечную пластинку,

которая расположена на поверхности подслизистой основы (рис. 7).

Ниже подслизистой основы находится мышечная оболочка, состо-

ящая из циркулярных (внутренних) и продольных (наружных) мышеч-

ных волокон. И, наконец, последний тонкий слой представляет собой

серозную оболочку.

В слизистой оболочке имеется много мелких лимфоидных фоллику-

лов (см. рис. 7), содержащих, главным образом, В-лимфоциты с неко-

торым количеством Т-лимфоцитов-хелперов и Т-лимфоцитов-супрес-

соров. Наибольшее количество таких собранных вместе лимфоидных

113

Эпителий

Собственная

пластинка

сосудистой

оболочки

(lamina propria)

Интраэпителиальные

•—Т-лимфоциты

у, 5 Т-лимфоциты

О—В-лимфоциты

М-клетки Область купола

Сгруппированный

лимфоидный фолликул

(пейерова бляшка)

Мышечная пластинка слизистой оболочки

Подслизистая основа

Мышечная оболочка

Серозная оболочка

Рис. 7. Строение слизистой оболочки тонкой кишки и лимфоидного фолликула.

фолликулов обнаружено в тонкой кишке. Эти фолликулы получили

название сгруппированных (пейеровых бляшек) (см. рис. 7) и анато-

мически могут быть условно разделены на три основные зоны: купол,

В-клеточную и Т-клеточную зоны.

Зона

купола

представлена лимфоцитами, макрофагами и неболь-

шим числом плазматических клеток. Эта зона выстлана уникальными

эпителиальными образованиями, называемыми фолликулассоцииро-

ванным эпителием, или микроскладчатыми клетками (М-клетками;

см. рис. 7, 8), которые имеют короткие микроворсинки, небольшие ци-

топлазматические отростки и небольшое число лизосом. М-клетки

ответственны за поглощение антигена из просвета кишок и транспорт

внутрь лимфоидного фолликула (рис. 8).

В-клеточная зона сгруппированного лимфоидного фолликула

располагается под куполом и содержит большое число В-клеток, пред-

шественников

продуцентовIgA.

114

Антиген

Микроскладки Микроворсинки

Захват

антигена

|к

лимфоцитом

Пиноцитоз

антигена

М-клетками

Транспорт

помощью

вазикул

Высвобожде-

ние антигена

в экстраклеточ-

ное пространство

Миграция

лимфоцита

Рис. 8. Схематическое изображение транспорта антигена с помощью М-клеток из

просвета кишечника во внеклеточное пространство, где антиген захватывается

антигенпрезентирующими клетками и

Т-лимфоцитами

(Owen, 1977).

Т-клеточная зона содержит все основные субпопуляции Т-лим-

фоцитов.

Доставленный М-клетками в лимфоидный фолликул (зона купола)

антиген освобождается, захватывается антигенпредставляющими клет-

ками, переваривается и представляется Т-лимфоцитам, в результате

чего происходит распознавание антигена. В-лимфоциты, несущие по-

верхностный

IgM,

переключаются на синтез

IgA.

Все типы иммунокомпетентных клеток, включая CD4+ Т-клетки

(хелперы), CD8+ цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ), sIgA+ В-клет-

ки и

антигенпредставляющие

клетки (В-клетки, дендритные клетки и

макрофаги), присутствуют в индуктивном участке иммунной системы

115

слизистых оболочек и обеспечивают, тем самым, развитие иммунного

ответа на начальных его этапах. Мигрируя в эффекторные зоны, преж-

де всего в собственную пластинку (lamina propria) слизистых оболо-

чек, антигенспецифические Т- и В-лимфоциты являются источником

накопления эффекторных клеток, которые в последующем обеспечи-

вают клеточные и гуморальные формы иммунного ответа в

эффек-

торном участке иммунной системы слизистых оболочек.

Червеобразный отросток также содержит лимфоидные фоллику-

лы, покрытые М-клетками. Считают, что миндалины и аденоиды тоже

являются частью организованной лимфоидной ткани (GALT), хотя их

роль в индукции секреторного иммунного ответа пока что не совсем

ясна. У больных, которым была произведена тонзилэктомия, уровень

сывороточного

IgA

существенно ниже, чем у тех, кому эта операция

не проводилась. Это является подтверждением интегральной роли

миндалин в гомеостазе IgA. Мезентериальные (брыжееные) лимфати-

ческие узлы также являются частью GALT и содержат, главным обра-

зом, В-лимфоциты, которые представляют собой клетки-предшествен-

ники продуцентов IgA. В них осуществляется распознавание антиге-

нов, поглощенных в просвете кишок.

Лимфоидные клетки слизистой оболочки, их функция. В пределах

собственной пластинки слизистой оболочки расположены, главным

образом, плазматические клетки. Большинство этих клеток, обнару-

живаемых при рождении, содержат IgM с небольшим количеством IgG

или IgA. После того, как индивидуум становится способным отвечать

на антигены окружающей среды (это происходит приблизительно к

двухлетнему возрасту), в lamina propria в основном обнаруживаются

плазматические клетки, содержащие IgA. Такая же картина наблюда-

ется и у взрослых. Известно, что кишечная флора является очень важ-

ным фактором, стимулирующим продукцию плазматическими клет-

ками IgA. Это подтверждается пониженным содержанием плазмати-

ческих клеток в lamina

propria

у животных, которых выращивали в

безмикробной среде.

Лимфоциты в слизистой оболочке имеют специализированные фун-

кции и локализуются в специфических участках. В пределах эпители-

ального слоя они находятся между эпителиальными клетками и полу-

чили название интраэпителиальных лимфоцитов (ИЭЛ; по некоторым

авторам — интерэпителиальные).

Интраэпителиальные Т-лимфоциты фенотипически и функ-

ционально отличаются от Т-лимфоцитов периферической крови. По-

чти все ИЭЛ имеют на своей поверхности антиген 1 лимфоцитов слизи-

стых оболочек человека

(HML-1

—human

mucosal lymphocyte anti-

116

gen 1), которого нет на

Т-лимфоцитах

периферической крови. Среди

интраэпителиальных Т-лимфоцитов большинство клеток имеет CD8

маркер (75%) и только 6% — CD4 маркер. Часть интраэпителиальных

Т-лимфоцитов относится к гамма-, дельта- Т-лимфоцитам (CD4-CD8-

Т-лимфоциты). (Подробней о гамма-, дельта- Т-лимфоцйтах сказано

в конце главы).

В собственной пластинке слизистой оболочки помимо плазмати-

ческих клеток и Т-лимфоцитов обнаружены также В-лимфоциты, ЕК-

клетки, тканевые базофилы и макрофаги. Количество Т-клеток в 4 раза

больше, чем В-клеток. Среди Т-клеток lamina propria, в противопо-

ложность интраэпителиальным, 80% имеют фенотип Т-хелперов (CD4)

и только 20% фенотип Т-киллеров (CD8). Следует отметить, что роли

интраэпителиальных Т-лимфоцитов, несущих гамма-, дельта-Т-клеточ-

ный распознающий рецептор, как "сторожевых" клеток, расположен-

ных на территории слизистых оболочек, сегодня уделяется большое

внимание. Кроме интраэпителиальных гамма-, дельта-Т-лимфоцитов

CD8+ в слизистых оболочках имеются также интраэпителиальные В-

лимфоциты, но они располагаются, в основном, в пределах тех участ-

ков, где больше всего присутствуют М-клетки.

Лимфоциты, расположенные в собственной пластинке слизистых

оболочек, по функциональным особенностям сходны с лимфоцитами

периферической крови. 1. И те, и другие выполняют как стимулирую-

щую, так и супрессивную функцию при синтезе иммуноглобулинов.

2. Лимфоциты и той, и другой локализации, могут реализовывать ци-

тотоксическую активность. 3. На поверхности лимфоцитов, располо-

женных в lamina

propria

и в периферической крови, имеются одинако-

вые структуры и почти в тех же пропорциях. Так, соотношение CD4+

и CD8+ Т-лимфоцитов для клеток обоих типов составляет 2:1. Одна-

ко, нельзя сказать, что это одни и те же клетки, поскольку лимфоциты

периферической крови имеют несколько фенотипических поверхност-

ных признаков, отличающих их от лимфоцитов lamina propria. На-

пример функциональное отличие Т-лимфоцитов-хелперов lamina prop-

ria и Т-лимфоцитов-хелперов периферической крови состоит в том,

что только первые могут оказывать помощь В-лимфоцитам слизистых

оболочек в их продукции секреторного

IgA;

Т-лимфоциты-хелперы

периферической крови такой способностью не обладают.

Слизистая оболочка кишок в норме содержит активированные мак-

рофаги, которые отличаются от моноцитов сыворотки крови прежде

всего тем, что находятся в состоянии высокой степени активации фа-

гоцитоза и киллинговой способности. До сих пор не установлено, от-

чего это происходит: от большого количества инфекционных агентов

117

в кишках либо от лимфокинов, вырабатываемых лимфоидной попу-

ляцией в пределах lamina ргорпа. Действительно, присутствие микро-

организмов и их продуктов может усиливать высвобождение лимфо-

кинов лимфоидными клетками слизистой оболочки. Важнейшими фун-

кциями макрофагов lamina ргорпа является презентация антигенов и

продукция цитокинов в этом участке.

Что касается

эозинофилов,

то они чаще всего обнаруживаются в

lamina ргорпа тонкой кишки и играют важную роль в защите хозяина

от микроорганизмов, особенно паразитов. Количество нейтрофилов

(нейтрофильных гранулоцитов) в нормальном кишечнике невелико и

значительно увеличивается в эпителиальном слое только в период ос-

трого воспалительного ответа.

Тканевые

базофилы

(тучные клетки) присутствуют, главным обра-

зом, в подслизистой основе, но они

могут

обнаруживаться в неболь-

шом количестве и в Lamina propria. Эти клетки содержат рецепторы к

IgE

и способны высвобождать свои гранулы после стимуляции специ-

фическим антигеном. Таким образом, высвобождение гранул из тка-

невых базофилов ассоциируется с аллергическими заболеваниями или

с наличием в организме паразитов.

К числу важнейших клеточных элементов слизистых оболочек от-

носятся

естественные киллеры (ЕК-клетки), которые обеспечивают

противовирусную защиту.

Процессинг антигена в GALT. В стимуляции иммунного ответа сли-

зистых оболочек принимают участие микробные антигены (в боль-

шей степени) и пищевые. Указанные антигены, находящиеся в просвете

желудка и кишок, поглощаются специализированными поверхност-

ными эпителиальными клетками (М-клетками), покрывающими еди-

ничные (солитарные) и сгруппированные лимфоидные фолликулы

(см. рис. 7, 8). Как уже упоминалось, М-клетки формируют тонкий мем-

бранный барьер, отделяющий слизистую оболочку от просвета кишок.

При изучении безмикробных животных оказалось, что у них количе-

ство М-клеток на поверхности лимфоидной

ткани

кишечника было

сравнительно небольшим. Вместе с тем, после восстановления кишеч-

ной флоры у таких животных наблюдалось увеличение как лимфоид-

ных фолликулов, так и специализированных М-клеток.

После захвата антигенов в просвете кишок М-клетками формиру-

ются везикулы (см. рис. 8), которые доставляются к месту расположе-

ния В-клеток. Эти клетки в лимфоидном фолликуле осуществляют

процессирование антигена с последующей стимуляцией иммунного

ответа слизистых оболочек. Способность М-клеток поглощать анти-

гены из просвета кишок может быть двоякой, т. е. как положитель-

118

ной, так и отрицательной. С одной стороны, после поглощения анти-

гена и его процессирования М-клетки стимулируют развитие секре-

торного иммунного ответа, а с другой, некоторые микробные агенты

могут длительно переживать и пролиферировать в М-клетках, кото-

рые их поглотили. Так, например, ротавирус может пролиферировать

после поглощения его

М-клетками.

Доказана также способность ши-

гелл пролиферировать в этих клетках и приводить к развитию фо-

кальных изъязвлений преимущественно в пределах лимфоидных фол-

ликулов.

11.2.

МИГРАЦИЯ ЛИМФОЦИТОВ ПРИ РАЗВИТИИ

ИММУННОГО ОТВЕТА В ОБЛАСТИ СЛИЗИСТЫХ ОБОЛОЧЕК

Как уже упоминалось, попав в GALT, антиген контактирует с В-

лимфоцитом, который является специфическим предшественником

плазматической клетки — продуцента секреторного

IgA,

и различны-

ми иммунорегуляторными Т-лимфоцитами. Такие В-лимфоциты рас-

положены преимущественно в сгруппированных лимфоидных фолли-

кулах (пейеровых бляшках), мезентериальных (брыжеечных) лимфа-

тических узлах и червеобразном отростке. Несмотря на то, что такие

В-лимфоциты находятся в пределах GALT, они экспрессируют на сво-

ей поверхности в качестве антигенраспознающего рецептора

IgM.

Та-

ким образом, на поверхности В-лимфоцитов, которые являются пред-

шественниками плазматических клеток, продуцирующих секреторный

А, в качестве антигенраспознающего рецептора присутствует IgM.

В-лимфоциты до их созревания и превращения в плазматические

клетки, продуцирующие секреторный IgA, должны пройти через не-

сколько дифференцировочных стадий. В этом им оказывают помощь

Т-клетки, которые секретируют факторы, опосредующие переключе-

ние продукции изотипов от IgM до IgA. После того, как на поверхно-

сти В-лимфоцита произойдет переключение изотипа иммуноглобули-

на и появится IgA, наступает клональная экспансия, или пролифе-

рация, таких клеток, их созревание и последующее превращение в

плазматические клетки, продуцирующие IgA. Этот этап также проис-

ходит при участии специфических Т-лимфоцитов. (Следует еще раз

подчеркнуть, что плазматические клетки продуцируют не секретор-

ный IgA, а просто IgA. Далее будет понятно как IgA, продуцирую-

щийся плазматическими клетками в lamina propria, превращается в

секреторный IgA).

В настоящее время доказано, что в процессах пролиферации и созре-

вания В-лимфоцитов, продуцирующих IgA, принимают участие Т-лим-

119

фоциты-хелперы 2-го типа. О существовании Т-лимфоцитов-хелперов

1-го и 2-го типа уже упоминалось в соответствующих разделах. Здесь

следует лишь еще раз подчеркнуть, что для дифференцировки и созрева-

ния В-лимфоцитов в клетки, продуцирующие

IgA,

необходимы Т-лим-

фоциты-хелперы 2-го типа и цитокины, которые они продуцируют.

Цитокины, принимающие участие в регуляции синтеза IgA, могут

быть условно разделены на две группы: 1) оказывающие влияние на

процессы переключения синтеза с

IgM-изотипа

на

IgA-изотип;

2) воз-

действующие на терминальные фазы дифференцировки

sIgA+B-кле-

ток в плазматические клетки, секретирующие IgA.

Установлено, что трансформирующий фактор роста бета (ТФРбе-

та) способствует переключению синтеза иммуноглобулинов В-клетка-

ми селезенки мышей, активированных ЛПС, с IgM-изотипа на IgA-

изотип. В условиях in vivo ТФРбета способствует переключению син-

теза В-клеток на изотип IgA только в лимфоидной ткани слизистых

оболочек и практически не оказывает влияния на регуляцию синтеза

IgA в системных лимфоидных органах.

ИЛ-5 и ИЛ-6 активируют процессы терминальной фазы дифферен-

цировки В-клеток в IgA — плазматические клетки и усиливают секре-

цию IgA.

Вместе с тем, продукция и транспорт IgA являются довольно слож-

ными процессами, регуляция которых зависит не только от цитоки-

нов, продуцируемых Т-клетками. Например кишечная микрофлора

может оказывать значительное влияние на фенотип, экспрессируемый

В-клетками кишок.

Установлено, что спектр и динамика продуцируемых цитокинов

во многом определяются дозой антигена при оральной иммунизации.

ИЛ-4 играет более общую роль в инициации развития В-клеток и в

усилении экспрессии антигенов гистосовместимости класса II на их

поверхности.

Созревшие, подготовленные к продукции IgA, В-лимфоциты по-

кидают GALT и попадают в системную циркуляцию через лимфати-

ческие дренажные пути (сосуды) и грудной лимфатический проток и,

мигрируя, попадают в селезенку. Из селезенки они расселяются в соб-

ственную пластинку слизистых оболочек различных органов — слюн-

ных желез, бронхов, мочеполовых путей, пищеварительного канала,

конъюнктиву. При этом хотя В-лимфоциты, способные продуциро-

вать IgA, расселяются во многие органы, но все-таки большая часть

их поселяется на слизистой оболочке того органа, где произошла сен-

сибилизация В-лимфоцитов.

Способность В-лимфоцитов, продуцирующих IgA, расселяться в

120