Влимфоциты
Влимфоциты представляют собой систему клеток, объединяемых происхождением из костномозгового предшественника Влимфоцитов. В функциональном онношении Вклетки, как и Тлимфоциты, очень разнообразны — среди Вклеток различают антителопродуценты, киллеры, супрессоры, клетки иммунологической аамяти. Все Влимфоциты несут Вантиген, состоящий из цепей полипептида и гликопротеина молекулярной массы около 60 000, который исчезает при дифференцировке Влимфоцита до плазмоцита. На ранних этапах дифференцировки Влимфоцита в костном мозге определяется фермент TdT, который затем исчезает, как и у тимоцитов. У более зрелых Влимфоцитов определяется АТФаза, ассоциированная с мембраной, что позволяет отличить Влимфоциты от Тлимфоцитов в лимфатических органах. Пероксидаза и хлорацетатэстераза в Вклетках отсутствуют. Содержание кислой фосфатазы заметно увеличивается при переходе лимфоцитов в плазматические клетки. В зрелых Влимфоцитах и плазматических клетках определяется большое количество РНК.
Влимфоциты, как и Тлимфоциты, проявляют способность к иммунному ответу на различных стадиях дифференцировки, а не только на уровне зрелых плазмоцитов. Первые этапы дифференцировки Влимфоцита происходят в структурах костного мозга и являются антигеннезависимыми. Различают несколько этапов дифференцировки от стволовой клетки и общего предшественника лимфоцитов до зрелых Влимфоцитов, выходящих из костного мозга и мигрирующих в периферические лимфатические органы для антителозависимого созревания.
Самой первой стадией считают препреВлимфоцит,не имеющий цитоплазматических и поверхностных иммуноглобулиновых молекул, но обладающий Вантигеном, моноспецифическим В 1антигеном и общим антигеном, свойственным острому лимфобластному лейкззу.
Следующая стадия — преВлимфоцит отличается от предыдущей тем, что в цитоплазме определяются тяжелые ццепи. На следующей стадии — ранних Влимфоцитов — появляются молекулы Ig на мембране клетки, которые принадлежат к классу М (SIg или Smig). На стадии ранних Влимфоцитов перестает определяться TdT в цитоплазме. Промежуточная стадия костномозгового Влимфоцита не имеет общего лейкозного антигена (CALL), но приобретает свойственный этой стадии моноспецифический В2антиген.
Следующие стадии дифференцировки Влимфоцит проходит вне костного мозга: стадия зрелого лимфоцита отличается более низкой концентраиией Вантигена и В2антигена и способностью к смене класса синтезируемых молекул Ig; конечным этапом дифференцировки Влифццитов является плазматическая клетка, лишенная всех Вантигенов и поверхностных Ig и обладающая цитоплазматическими Ig в большой концентрации.
Следует отметить, что все указанные стадии дифференцировки в полном объеме относятся только к Влимфццитам — антителопродуцентам, так как этапы созревания Всупрессоров и Вкиллеров достоверно не установлены.
На всех Влимфоцитах, начиная с самых ранних стадий, определяется laподобный антиген (HLADR2 и DR3), играющий исключительно важную роль во взаимодействии клеток. Через эту структуру воздействуют Тхелперы и Тсупрессоры. Концентрация Iaантигена постепенно уменьшается, и он полностью исчезает на плазматических клетках. Со стадией дифференцировки Влимфоцита связан и рецептор для комплемента. На ранних стадиях определяется рецептор для C3d компонента, на зрелых Влимфоцитах — рецептор для СЗЬ компонента. Fcрецептор играет особую роль для каждой из субпопуляций Влимфоцитов, которые рассматриваются отдельно
Антигензависимая дифференцировка Влимфоцитов происходит в фолликулах периферических лимфатичекких органов в зародышевых центрах. Образование этих центров начинается сразу после рождения, хотя способность к синтезу антител класса М существует уже в эмбриональном периоде и проявляется при ряде внутриутробных инфекций.
Подготовка к началу синтеза антител в период новорожденности заключается не только в быстром накоплении Влимфоцитов, но и в подготовке плацдарма для их дифференцировки. Таким плацдармом становится селезенка с наибольшей относительной массой в период новорожденности, а количество фолликулов в ней быстро нарастает в течение первого года жизии. В них оседают
Влимфоциты — преимущественно оседлые клетки, они мигрируют меньше и значительно медленнее, чем Тлимфоциты. Среди Влимфоцитов наиболее многочисленны Влимфоциты — антителопродуценты.
Иммуноглобулины. К иммуноглобулинам относятся белки животного происхождения, которые могут обладать активностью антител, а также белки, сходные с ними по химической структуре и, следовательно, по антигенной специфичности. В эту группу включены также белки, не имеющие активности антител — миеломные белки, белки БенсДжонса (BJ), встречающиеся субъединицы иммуноглобулинов.
Принципиальная схема строения Ig представлена на рис. 47(/). Здесь же (рис. 47, 2, 3, 4) для сравнения приведены варианты строения Ig при некоторых формах патологии.
Молекула [g является тетрамером, состоящим из 4 полипептидных цепей двух типов: тяжелых (Н) молекулярной массы от 50 000 до 70 000 и легких (L) молекулярной массы около 22 000. Н и Lцепи соединены между собой дисульфидными связями. Пары Н и Lцепей в каждой молекуле идентичны.
Структурноантигенные различия Нцепей позволили разделить все известные к настоящему времени Ig на 5 классов, обозначаемых символами IgG, IgA, IgM, IgD и IgE соответственно известным классам тяжелых Нцепей: у, а, и, ft, e. Позже в классах IgG, А, М и D были определены подклассы, различающиеся по структуре и функциональным особенностям.
Легкие Lцепи бывают двух типов: I (К) и II (?.). Таким ббразом, в зависимости от структуры Lцепей каждый класс Ig представлен двумя типами, например: IgGx и IgG?., IgAx и IgA^, и т.д. Соотношение типов у.:), неодинаково (табл. 5).
IgM секретируется, как правило, в виде пентамера, отдельные субъединицы которого соединены особой полипептидной цепью (I). Такая жепполимеризация характерна и для IgA, который, кроме того, выделяется в секреты при помощи так называемого секреторного компонента, присоединяющегося к молекуле в эпителии секретирующих органов (кишечник, бронхи, слюнные, молочные еелезы и пр.), где он обеспечивает местный иммунитет.
Активный центр антитела — участок молекулы, соединяющийся с антигеном, — локализован в предела первых 110 аминокислот Н и Lцепей. Это так называемая вариабельная зона — Vрайон Ig. Все многообразие антител Tak же, как и разнородность антигенраспознающих рецепторов Влимфоцитов, зависит от различий аминокислотной последовательности Vрайонов Ig отдельных клонов лимфоцитов. Этот участок молекулы несет в себе специфичность клона.
Каждая молекула Ig имеет 2 аналогичных активных центра, локализованных между L и Нцепями Vобласти. В их построении для Ig одной специфичности участвуют короткие участки Н и Lцепей, состоящие приблизительно из 20 аминокислот. Определенные участки Vрайона Ig имеют частую замену аминокислот (гипервариабельные зоны), что в результате обеспечивает функциональное разнообразие антител. Структурные различия антител, локализованные в антигенсвязывающих участках Н и Lцепей Igрайона, определяет антигенные особенности Ig одной специфичност ии д и о т и п. Моноклоновые Ig обладают одной специфичностью, принадлежат к одному идиотипу и могут быть выявлены соответствующей антиидиопатической антисывороткой.
Анализ аминокислотной последовательности и пространственной конфигурации И и Lцепей Ig показал, что молекулу можно разбить по длине на равные участки (домены), состоящие из 110 аминокислот, каждый домен несет одну дисульфидную связь и имеет пространственную структуру в виде компактной сферы. Домены Vобласти обозначают Уц и V l,c (константной)области — CL, СН,, СН;, СНз. Молекула IgG состоит из 12 доменов (см. рис. 47). Домены константной части определяют способность Ig фиксироваться на поверхности разных клеток, проникать через плаценту, присоединять комплемент, но в построении активного центра антитела они не участвуют.
Между доменами ch| и СНд расположен так называемый шарнирный участок, состоящий из 15—60 аминокислот и дисульфидной связи. Шарнир обеспечивает гибкость молекулы, возможность вращения субъединиц, несущих активные центры, что позволяет Ig приспосабливаться к конфигурации антигена, фиксировать 2 антигена или 2 антигенные детерминанты даже при их известном удалении друг от друга.
Доказано, что переключение синтеза IgM и IgG и IgA происходит непосредственно в антителосинтезирующих клетках. Механизм синтеза двух разных Ig предполагает одновременное функционирование двух генов. Клетка одного клона может синтезировать 2 Ig, различающихся по классу Нцепей, но обладающих одной специфичностью. Любая пролиферация одного такого клона может привести к обнаружению 2 моноклоновых Ig, идентичных по идиотипу. IgG, IgA, IgD, IgE секретируются главным образом плазматическими клетками, IgM — лимфоидными.
Нормальный гуморальный ответ всегда реализуется многими Вклеточными клонами, он поликлоновый. Это объясняется не только сложной структурой антигенов, несущих мозаику антигенных детерминант на своей поверхности, но и перекрестным реагированием разных клонов на одну антигенную детерминанту. Кроме того, реакция Тхелперов на антигенную стимуляцию приводит к выделению как антигенспецифических, так и антигеннеспецифических растворимых хелперных факторов. Последние, обладая свойством поликлоновых стимуляторов Вклеток, вызывают активацию многих клонов Влимфоцитов и поликлоновый синтез антител [Войтенок, Н. Н., 1980]. Вероятно, таким образом перекрывается весь возможный сеектр антигенов, который во много раз превышает разнообразие узкоспециализированной клональной системы лифоцитов.
Криоглобулнны (криоиммуноглобулины) — это Ig, преципитирующие при темпрратуре ниже 37°С.
В зависимости от составляющих их компонентов криоглубулины относят к одному из 3 типов. Тип I — простые Криоглобулины — представлен моноклоновыми Ig одного класса, обынно IgM или IgG. Два других типа (смешанные Криоглобулины) могут содержать один моноклоновый Ig (обычно выступающий в роли антитела), соединенный с поликлоновым Ig другого класса (реже 2 классов) — смешанная криоглобулинемия II типа или состоять из поликлоновых Ig разных классов — смешанная криоглобулинемия III тппа [Brouet et al, 1974].
Можно считать установленным, что смешанные Криоглобулины II и III типов являются истинными иммунными комплексами, в которых IgM обычно играет роль антигена [rrey, Kohler 1973; Chenais et al., 1978].
Для выявления криоглобулинов сыворотку крови выдерживают в холодильнике при температуре 4°С в течение 72 ч. Для контроля за помутнением, гелификацией или выпадением осадка сыворотку просматривают каждые 24 ч. В ряде случаев Криоглобулины выпадают в осадок при комнатной температуре или даже при температуре, близкой к температуре тела. Это может затруднять взятие крови из вены (следует пользоваться подогретой иглой) и исследование сыворотки (кровь гелифицируется в пробирке). Присутствие криоглобулинов контролируют, помещая сыворотку больного в термостат или на водяную баню при 37°С (осадок растворяется). Для изучения состава криоглобулинов осадок отмывают холодным изотоническим раствором хлорида натрия, а затем помещают в кислый ацетатный буфер 0,2 М рН 4,0, фракционируют на сефадексе G = 200 и исследуют иммунохимически.
Влимфоцитыантителопродуценты синтезируют антитела и различаются по стадиям и направлению антигензависимой дифференцировки. Дифференцировка антителопродуцента Влимфоцита связана со способностью к преваащению в клон плазматических клеток, а также к смене класса синтезируемого антитела (с тем же идиотипом): синтез IgM сменяется синтезом IgG или IgA, а при локальном иммунном ответе синтез IgM сменяется синтезом IgEантител. Не происходит смены классов Ig при переходе Влимфоцита в плазматическую клетку. Плазматические клетки, синтезирующие IgM, — столь же зрелые по уровню дифференцировки, как и плазматические клетки, синтезирующие IgA или IgE.
Влимфоциты — антителопродуценты, синтезирующие IgM. Активный синтез IgM антител начинается уже в первые 2—3 дня после рождения под влиянием естественной антигенной стимуляции. Способность к секреции IgM антител определяется у SmIgM ^ Влимфоцита по наличию синтеза Ig класса D, молекулы которого определяются на мембране Влимфоцита только после выхода из костного мозга. SmIgD — молекулы отражают стадию готовности SmIgM+ Влимфоцита к иммунному ответу и к трансформации в плазматическую клетку, синтезиуующую и секретирующую IgM [Mosier et al., 1977]. При повышенной стимуляции антигеном увеличивается пропорция [SmIgM^ + SmIgD^ Влимфоцитов. В состоянии ареактивности (толерантности) к антигену на SmIgM + Влимфоцитах не определяется SmIgD.
К IgMантителам принадлежат изогемагглютинины, холодовые агглютинины, ревматоидный фактор, высокоавидные бактерицидные антитела. IgM не проходит через плаценту, поэтому групповые и резусизогемагглютинины не попадают от матери ребенку.
Молекулы IgM в сыворотке представлены в виде пентамера, состоящего из 5 субъединиц, связанных цепью J молекулярной массы около 1 000 000. IgM crrocoueff легко образовывать прочные связи. В секретах IgM обнаруживается в небольшом количестве, он представлен главным образом в русле крови, где длительность его жизни, выражаемая Ti/д, составляет 5—9 дней.
Влимфоциты — антителопродуценты, синтезирующие IgG. SmIgG+ Влимфоциты являются стадией дифференцировки SmIgM4" Влимфоцита, происходящей со сменой класса синтезируемых молекул Ig. SmIgG + Влимфоциты играют основую роль во вторичном иммунном ответе. Это предшественники плазматических клеток, секретирующих IgG в сыворотку. Взаимосвязь синтеза IgG и IgM не только прямая, но и обратная — увеличение синтеза IgG, как правило, угнетает синтез IgM и, следовательно, количество SmIgM + Влимфоцитов с тем же идиотипом. Синтез IgG антител начинается на 1—4й месяц после рождения и к 3летнему возрасту достигает уровня синтеза взрослого. Молекулы IgG выполняют функции опсонинов и цитофильных антител.
Выделяют 4 субкласса IgG. К цитофильным антителам относятся IgG, и IgGy. которые в большом количестве прикрепляются к моноцитам. IgG способны связывать комплемент, а комплексы IgG + антиген реагируют с тромбоцитами, вызывая секрецию вазоактивных аминов. IgGантитела в большом количестве находятся в сыворотке, легких, желудочнокишечном тракте, печени; в селезенке мало IgG. Молекулы IgG легко проходят через плаценту, создавая иммунитет у плода. Т/;, IgG составляет 25— 35 дней.
SmIgG+ Влимфоциты и паазмоциты, синтезирующие IgG, находятся в селезенке и лимфатических узлах. SmIgGмолекулы на Влимфоцитах обычно относятся к субклассу IgGg; другие субклассы на Влимфоцитах выявляются реже.
Дефицит IgG обычно сочетается с дефицито IgM [Chaptal et al., 1966]. Такое сочетание приводит к атрофии лимфатических узлов, отсутствию в них плазмоцитов, а клинически напоминает агаммаглобулинемию. Эта форма показывает, что место дифференцировки SmIgM + Влимфоцитов и SmIgG^ Влимфоцитов не совпадает с местом дифференцировки SmIgA Влимфоцитов, так как содержание IgA в сыворотке при этой патологии может быть значительно увеличено.
Влимфоциты — антителопродуценты, синтезирующие IgA. Наиболее вероятно, что эти лифоциты являются стадией дифференцировки SmIgM + Влимфоцита. Влимфоциты, несущие IgA на мембране, служат предшественниками плазматических клеток, синтезирующих IgA.
SIgA обладает выраженной активностью против вирусных, бактериальных, паразитарных и алиментарных антигенов, выполняет функцию местной защиты всех слизистых оболочек. Если в сыворотке крови IgA в норме значительно меньше, чем IgG, то в секретах SIgA превышает уровень IgG в 100—1000 раз [Brandzaeg et al., 1968]. SIgA оказывает прямое бактерицидное действие без участия комплемента.
Дефицит IgA вплоть до полного его отсутствия встречается нередко (1:700) и представляет собой наиболее частую форму иммунодефицитности [Bechmann, 1965]. Дефицит IgA приводит к злокачественному течению полиомиелита, эпидемического паротита. При дефиците IgA наблюдаются рецидивирующие инфекции.
SmIgA+ Влимфоцитыии плазматические клетки, синтезирующие IgA, расположены в лимфатическойткани под слизистыми оболочками. В тканях их больше, чем в периферической крови, более чем в 6 раз [Lawrence et al., 1978]. Дифференцировка и созревание SmIgA+ Вклеток особенно чувствительны к регулирующему влиянию Тлимфоцитов. При удалении тимуса даже у взрослого уровень IgA довольно быстро (через 3—4 мес) значительно снижается, в том числе уменьшается выделение секреторного IgA. Уровень IgM при этом практически не меняется [Ebersole et al., 1979]. При возрастной инволюции тимуса также уменьшается содержание IgA. В тканях кишечника при дефиците SmIgA4" Влимфоцитов может происходить накопление SmIgM Влимфоцитов [Brandtzaeg Р. et al., 1978].
Дефицит IgA может проявляться в различных формах в зависимости от уровня поражения. При нарушении синтеза мономера наблюдается дефицит сывороточного и секреторного IgA. Клинически при этом определяется компенсаторное увеличение тимуса и периферических лимфатических органов, особенно лимфатических узлов пищеварительного тракта [Crago, Mestecky, 1979]. При отсутствии секреторного IgA наблюдается предрасположение к различным формам локальных поражений желудочнокишечного тракта (муковисцидоз, язвенный колит, терминальный илеит, стоматиты и т. д.), а также ревматоидному артриту и другим заболеваниям соединительной ткани. Большое значение имеет дефицит IgA в патогенезе аутоиммунных заболеваний, болезнях иммунных комплексов, болезни тяжелых цепей а (средиземноморская лимфома).
Влимфоциты, синтезирующие IgE. SmIgE+ Влимфоциты при обычных исследованиях не выделяются ввиду их малого количества. При целенаправленном выделении обнаруживается 1,2±0,б% SmIgE+ Влимфоцитов. Количество Влимфоцитов, синтезирующих IgE, увеличивается при аллергиееских состояниях и паразитозах [Бережная Н. М., Ялкут С. И., 1983]. IgEантитела по строению отличаются от других классов иммуноллобулинов тем, что в состав тяжелой цепи у них входит не 4, а 5 доменов. Эта особенность объясняет большую молекулярную массу (188 000) и способность Fcфрагмента IgE к фиксации на поверхности тучных клеток и базофилов, имеющих специальный рецептор. Фиксированные на поверхности этих клеток [gE антитела взаимодействуют с антигеном, вызывая при этом дегрануляцию тучных клеток и базофилов и выход из них субстанций анафилаксии. Способность IgE после взаимодействия с антигеном запускать реакцию гиперчувствительности немедленного типа определила специальное название антител класса IgE — реагины. Ti/2 IgE в циркуляции — 2—5 дней, в тканях — около 28 дней. SmIgE+ Влимфоциты расположены главным образом в подслизистых слоях дыхательного и пищеварительного трактов, а также в коже и ближайших к покровным тканям лимфатических узлах.
Основная функция SmIgE Влимфоцитов заключается в синтезе антител местной защиты в ответ на проникновение малого количества антигена, поэтому синтез IgE имеет автономную регуляцию, которую осуществляют специальные Твхелперы и ТЕсупрессоры, способствуя переключению синтеза IgM на IgE и соответствующей этому дифференцировке Влимфоцитов. Ответ на антиген с помощью IgE антител происходит без участия лимфоцитов ближайших и отдаленных лимфатических узлов. Запуск местной воспалительной реакции завершается клетками местной защиты базофилами и эозинофилами (см. главу Эозинофилы). Таким образом, в осуществлении гммеостаза IgE выполняет барьерную функцию.
Содержание IgE в циркуляции увеличивается при патологических процессах с проявлениями гиперчувствительности немедленного типа (аллергия и др.). Кроме того, содержание IgE увеличивается при ряде паразитозов и вирусных инфекций. Дефицит IgE отмечен при синдроме ЛуиБарр аатаксиятелеангиэктазия); при этом заболевании снижено количество IgE и IgA, в связи с чем угнетены реакции замедленной и немедленной гиперчувствитель ности и функция местной защиты. Противоположная картина наблюдается при синдроме Вискотта—Олдрича: увеличение IgA и IgE в сыворотке и тканевых жидкостях на фоне снижения IgM и клеток иммунологической памяти [Delaitre et al., 1970]. Резкое увеличение содержания IgE отмечено при изолированном дефиците IgA.
Гуморальные м едиаторы В лимфоцитов. Антитела, синтезируемые антителопродуцирующими Влимфоцитами и плазматическими клетками, составляют первую гуморальную систему иммунной защиты организма.
Следует отметить, что кроме важной роли в осуществлении специфической гуморальной защиты иммунологлобулины участвуют в клеточных реакциях, прикрепляясь к рецепоорам лимфоцитов, макрофагов, тучных клеток, базофилов и др.
Участие Влимфоцитов в выработке гуморальных медиаторов (вторая гуморальная система иммунной защиты) связано со способностью к секреции ряда лимфокинов. К ним относятся стимулятор Вклеток, митогенный фактор Вклеток, хелперный фактор, выделяемый Влимфоцитами костного мозга, супрессорный фактор Влимфоцитов костного мозга, супрессорный фактор, выделяемый более зрелыми Влимфоцитами. Фактор торможения миграции макрофагов секретируется Влимфоцитами даже в большем количестве, чем Тлимфоцитами [Littman, David, 1976]. Плазматические клетки синтезируют гуморальный фактор, мобилизирующий ионы Са^^.
Влимфоциты—супрессоры строго специфичные по отношению к антигену клетки, на поверхности которых определяются молекулы IgG с константой седиментации 7S [Stockinger et al., 1979). Эффект супрессии проявляется только к однородным по гистосовместимости клеткам и направлен против хелперов, киллеров и активированных макрофагов. Всупрессоры расположены главным образом в костном мозге и селезенке, при активации они пролиферируют и продуцируют антитела.
Антигеннеспецифическая супрессия Влимфоцитов костного мозга, напротив, не ограничена барьером гсстосовместимости и, вероятно, связана с синтезом и секрецией неспецифического супрессорного фактора.
Влимфоциты иммунологической памяти имеют на мембране комплекс антигена—антитело, прикрепляющийся к Fcрецептору клетки. Они активируются при вторичном иммуном ответе и пролиферируют с образованием клона плазматических клеток, синтезирующих Ig того же класса, что и клетка иммунологической памяти [Klaus, 1979].
Цитотоксические Влимфоциты (киллеры, Кклетки) отличаются от прочих Влимфоцитов отсутствием поверхностных Ig. На мембране Кклеток определяется laподобный антиген, СЗрецептор и Fcрецептор для IgG (Nelson et al., 1977]. Цитотоксическая функция Кклеток — антителозависимая и связана с прикреплением к Fcрецептору Влимфоцитов цитотоксических антител [Раре et al., 1977].
Кклетки находятся в конкурентных отношениях с блокирующими антителами, т. е. не дающими достаоочного цитотоксического эффекта. Соединяясь с антигенами клеткимишени, блокирующие антитела делают ее недоступной для действия киллеров всех видов. Кклетка, присоединяя к своей поверхности большое количество цитотоксических антител, способна повреждать клеткумишень. Направленность специфического иммунитета в каждом конкретном случае во многом зависит от соотношения между содержанием Кклеток и блокирующих антител [Eremin et al., 1977].
Дифференцировка Влимфоцитов. Неоднородность Влимфоцитов и их субпопуляций, а также выделение в последние годы еще недостаточно изученных субпопуляций (Всупрессоры, Вклеткикиллеры) не позооляют представить достаточно достоверную последовательность дифференцировки Вклеток. Наиболее изученные этапы дифференцировки представлены в схеме Foon К. et al. (1982) (рис. 48).
Лимфоидные клетки, не имеющие Т и Вмаркеров, представляют собой оставшуюся после выделения Т и Вклеток субпопуляцию. В ее состав входят стволовые клетки костного мозга, О4 клетки, являющиеся предшественниками В, Т или обеих субпопуляций лимфоцитов, естественные киллеры. Нередко к этой субпопуляции относят Вклеткикиллеры, так как они лишены Smig. Несмотря на немногочисленное представительство этой субпопуляции в периферической крови (не более 5—10% среди лимфоцитов), все входящие в нее группы клеток имеют большое значение для гемопоэза и иммунного ответа.