Глава 1. Введение в иммунологию
Д. Адельман, Х. Кесарвала, Т. Фишер
Основная функция иммунной системы — защита от всего генетически чужеродного — основана на ее способности распознавать «свое» и «чужое». Действие иммунной системы направлено не только на чужеродное, поступающее извне, например на микробы, но и на собственные измененные клетки. Нарушение функций иммунной системы приводит к разным заболеваниям — от крапивницы и аллергического ринита до ревматоидного артрита и злокачественных новообразований.
Эта глава дает общее представление об иммунной системе. Дополнительную информацию можно найти в следующих главах и рекомендуемой литературе.
I. Органы иммунной системы. Иммунная система представлена совокупностью органов и тканей, среди которых принято выделять центральные, где происходит созревание лимфоцитов, и периферические, где находятся зрелые лимфоциты.
А. К центральным органам иммунной системы относятся тимус и костный мозг, во внутриутробном периоде — также печень.
1. Костный мозг. Все клетки иммунной системы происходят из стволовых клеток костного мозга, которые дифференцируются в лимфоциты, гранулоциты, моноциты, эритроциты и мегакариоциты. В костном мозге происходит раннее, антигеннезависимое, созревание и дифференцировка B-лимфоцитов. Уменьшение количества стволовых клеток и нарушение их дифференцировки приводят к иммунодефицитам.
2. Тимус развивается из третьего и четвертого глоточных карманов и располагается в средостении. В тимусе происходит дифференцировка костномозговых клеток—предшественниц T-лимфоцитов и превращение их в зрелые T-лимфоциты. Часть созревающих T-лимфоцитов направлены против собственных антигенов. В тимусе эти T-лимфоциты погибают. Кроме того, тимус вырабатывает ряд гормонов (например, тимозин), которые регулируют дифференцировку и функции T-лимфоцитов.
Б. Периферические органы иммунной системы — это лимфоузлы, селезенка, лимфатические фолликулы ЖКТ. Эти органы связаны между собой кровеносными и лимфатическими сосудами. Перемещаясь по этим сосудам, лимфоциты получают информацию об антигене и передают ее во все органы иммунной системы.
1. Лимфоузлы — периферические органы иммунной системы, расположенные по ходу лимфатических сосудов. Они задерживают антигены и предотвращают их распространение. Строение лимфоузла показано на рис. 1.1. Строма лимфоузла образована рыхлой соединительной тканью, в его паренхиме различают корковое и мозговое вещество. Корковое вещество — B-зависимая зона — содержит лимфатические фолликулы, состоящие в основном из B-лимфоцитов. T-лимфоциты расположены преимущественно в паракортикальной — T-зависимой — зоне.
2. Селезенка задерживает и уничтожает антигены, циркулирующие в крови. Лимфоидная ткань селезенки представлена островками белой пульпы, которые, подобно лимфоузлам, имеют фолликулярное строение и разделены на B- и T-зависимые зоны.
3. Лимфатические фолликулы ЖКТ — это миндалины, собственно лимфатические фолликулы и пейеровы бляшки. Лимфатические фолликулы также разделены на B- и T-зависимые зоны. Большое количество лимфоцитов находится также в собственной пластинке слизистой и среди клеток эпителия тонкой и толстой кишки.
II. Клетки иммунной системы
А. Лимфоциты обладают уникальным свойством — способностью распознавать антиген. Они делятся на B-, T-лимфоциты и нулевые клетки. Под световым микроскопом все лимфоциты выглядят одинаково, но их можно отличить друг от друга по антигенам клеточной поверхности и функциям. T-лимфоциты составляют 70—80%, а B-лимфоциты — 10—15% лимфоцитов крови. Оставшиеся лимфоциты называются нулевыми клетками. Антигены клеточной поверхности лимфоцитов можно выявить с помощью моноклональных антител, меченных флюоресцентными красителями. Источниками моноклональных антител служат гибридомы, получаемые при слиянии миеломных клеток с плазматическими. Гибридомы способны к неограниченному делению и выработке антител, специфичных к определенному антигену. Поскольку набор антигенов клеточной поверхности лимфоцитов зависит не только от типа и стадии дифференцировки клеток, но и от их функционального состояния, с помощью моноклональных антител можно не только различить разные лимфоциты, но и отличить покоящиеся клетки от активированных. Антигены клеточной поверхности, выявляемые с помощью моноклональных антител, принято называть кластерами дифференцировки и обозначать CD. CD нумеруются по мере их выявления. Подробнее об этих молекулах рассказано в гл. 20, п. II.
Популяции и субпопуляции лимфоцитов. B-лимфоциты способны вырабатывать антитела к разным антигенам и являются основными эффекторами гуморального иммунитета. От других клеток их можно отличить по наличию иммуноглобулинов на клеточной мембране. T-лимфоциты участвуют в реакциях клеточного иммунитета: аллергических реакциях замедленного типа, реакции отторжения трансплантата и других, обеспечивают противоопухолевый иммунитет. Популяция T-лимфоцитов делится на две субпопуляции: лимфоциты CD4 — T-хелперы и лимфоциты CD8 — цитотоксические T-лимфоциты и T-супрессоры. Помимо этого существуют 2 типа T-хелперов: Th1 и Th2. Основные биологические эффекты некоторых цитокинов приведены в табл. 1.3. Нулевые клетки имеют ряд морфологических особенностей: они несколько крупнее B- и T-лимфоцитов, имеют бобовидное ядро, в их цитоплазме много азурофильных гранул. Другое название нулевых клеток — большие гранулярные лимфоциты. По функциональным характеристикам нулевые клетки отличаются от B- и T-лимфоцитов тем, что распознают антиген без ограничения по HLA и не образуют клетки памяти (см. гл. 1, п. IV.А). Одна из разновидностей нулевых клеток — NK-лимфоциты. На их поверхности есть рецепторы к Fc-фрагменту IgG, благодаря чему они могут присоединяться к покрытым антителами клеткам-мишеням и разрушать их. Это явление получило название антителозависимой клеточной цитотоксичности. NK-лимфоциты могут разрушать клетки-мишени, например опухолевые или инфицированные вирусами, и без участия антител.
Б. Фагоциты — макрофаги, моноциты, гранулоциты — мигрируют в очаг воспаления, проникая в ткани сквозь стенки капилляров, поглощают и переваривают антиген.
1. Макрофаги и моноциты. Клетки — предшественницы макрофагов — моноциты, выйдя из костного мозга, в течение нескольких суток циркулируют в крови, а затем мигрируют в ткани. Роль макрофагов в иммунитете исключительно важна — они обеспечивают фагоцитоз, переработку и представление антигена T-лимфоцитам. Макрофаги вырабатывают ферменты, некоторые белки сыворотки, кислородные радикалы, простагландины и лейкотриены, цитокины (интерлейкины-1, -6, фактор некроза опухолей и другие). Предшественниками клеток Лангерганса, клеток микроглии и других клеток, способных к переработке и представлению антигена, также являются моноциты. В отличие от B- и T-лимфоцитов, макрофаги и моноциты не способны к специфическому распознаванию антигена.
2. Нейтрофилы. Основная функция этих клеток — фагоцитоз. Действие нейтрофилов, как и макрофагов, неспецифично.
3. Эозинофилы играют важную роль в защите от гельминтов и простейших. По свойствам эозинофилы сходны с нейтрофилами, но обладают меньшей фагоцитарной активностью. Считается, что в норме эозинофилы угнетают воспаление. Однако при бронхиальной астме эти клетки начинают вырабатывать медиаторы воспаления — главный основный белок, нейротоксин эозинофилов, катионный белок эозинофилов, лизофосфолипазу, — вызывающие повреждение эпителия дыхательных путей.
В. Базофилы и тучные клетки секретируют медиаторы — гистамин, лейкотриены, простагландины, фактор активации тромбоцитов, — которые повышают проницаемость сосудов и участвуют в воспалении (см. гл. 2, п. I.Г). Базофилы циркулируют в крови, время их жизни составляет всего несколько суток. Тучные клетки, которых значительно больше, чем базофилов, находятся в тканях. Базофилы и тучные клетки несут на своей поверхности рецепторы IgE и играют важнейшую роль в аллергических реакциях немедленного типа.
III. Развитие иммунной системы
А. Филогенез. На низших этапах эволюционного развития защитные реакции носят неспецифический характер. У простейших они ограничиваются поглощением и ферментативным расщеплением, у примитивных многоклеточных имеются защитные барьеры и специализированные фагоциты. Лимфоидные клетки, способные к распознаванию антигена и обладающие иммунологической памятью, появляются только у низших хордовых. У высших позвоночных и человека в защите организма принимают участие как гуморальный и клеточный иммунитет, так и факторы неспецифической защиты.
Б. Онтогенез
1. Лимфоциты на ранних этапах кроветворения образуются в желточном мешке. Затем, на 4—5-й неделе внутриутробного развития, их основным источником становится печень, а еще позже — костный мозг. B-лимфоциты проходят антигеннезависимую дифференцировку в костном мозге. Здесь на их поверхности появляются IgM. Затем они покидают костный мозг и заселяют периферические органы иммунной системы. Контакт с антигеном стимулирует антигензависимую дифференцировку B-лимфоцитов в плазматические клетки, способные к выработке антител. Плазматические клетки плода начинают секретировать IgM примерно на 10-й, IgG — на 12-й и IgA — на 30-й неделе внутриутробного развития. У новорожденного антитела представлены в основном материнскими IgG, уровни IgM и IgA, если не было внутриутробной инфекции, незначительны. Динамика уровня иммуноглобулинов в сыворотке в зависимости от возраста представлена на рис. 1.2 и в приложении V. Предшественники T-лимфоцитов на 6—8-й неделе внутриутробного развития заселяют тимус, где происходят рост, антигеннезависимая дифференцировка и гибель T-лимфоцитов, направленных против собственных антигенов. Активность этих процессов возрастает, становясь максимальной в период полового созревания.
2. Фагоциты так же, как и лимфоциты, на ранних этапах кроветворения образуются в желточном мешке. У двухмесячного плода их немного, и представлены они в основном миелоцитами и макрофагами соединительной ткани. На 4—5-м месяце внутриутробного развития в селезенке и лимфоузлах появляются моноциты, количество которых впоследствии возрастает. Нейтрофилы новорожденных, родившихся в срок, проявляют нормальную фагоцитарную активность, нейтрофилы недоношенных фагоцитируют слабее. Способность нейтрофилов и моноцитов новорожденных к хемотаксису выражена слабее, чем у взрослых.
3. Начало синтеза компонентов комплемента во внутриутробном периоде по времени почти совпадает с началом синтеза иммуноглобулинов. Компоненты комплемента не проникают через плаценту, поэтому их концентрация в крови новорожденного невелика.
IV. Механизмы иммунитета. К специфическим факторам защиты относятся гуморальное и клеточное звенья иммунитета. Фагоцитоз и опосредованное комплементом разрушение клеток относятся к неспецифическим факторам защиты. Несмотря на принципиальное отличие специфических факторов защиты от неспецифических, которое заключается в способности распознавать антиген и сохранять память о нем, функционально они тесно связаны. Так, развитие иммунного ответа невозможно без участия макрофагов, в то же время активность макрофагов регулируется лимфоцитами.
А. Гуморальный иммунитет. Антигенраспознающие рецепторы B-лимфоцитов представляют собой молекулы иммуноглобулинов. При связывании антигена с соответствующим рецептором и под влиянием цитокинов, вырабатываемых моноцитами, макрофагами и T-лимфоцитами, происходит активация B-лимфоцитов, которые начинают делиться и дифференцироваться в плазматические клетки. Часть активированных B-лимфоцитов превращаются в клетки памяти, которые обеспечивают более быстрый и эффективный иммунный ответ при повторном контакте с антигеном. Выделяют 4 стадии первичного иммунного ответа. На первой стадии, которая занимает 3—4 сут, антитела к соответствующему антигену в сыворотке отсутствуют. На второй стадии появляются IgM, и спустя 10—14 сут после контакта с антигеном — IgG. На третьей стадии уровень антител остается постоянным. Четвертая стадия первичного иммунного ответа обычно растягивается на месяцы. Она характеризуется постепенным снижением уровня антител. Вторичный иммунный ответ развивается при повторном контакте с антигеном. Антитела, главным образом IgG, появляются быстрее и в более высоком титре, чем при первичном иммунном ответе. Следует также отметить, что IgG распадаются медленнее, чем IgM.
1. Структура иммуноглобулинов. Молекула иммуноглобулина состоит из 4 гликозилированных полипептидных цепей — 2 легких и 2 тяжелых, соединенных дисульфидными мостиками в симметричную структуру (см. рис. 1.3). Существует 5 классов иммуноглобулинов — IgA, IgG, IgM, IgD и IgE. Они различаются по типу тяжелых цепей (см. табл. 1.1). Легкие цепи могут быть лишь двух типов — каппа и лямбда. Каждая молекула иммуноглобулина состоит из тяжелых цепей одного типа, соединенных с легкими цепями также только одного типа. Иммуноглобулины одного класса могут содержать как каппа-, так и лямбда-цепи. Мономерные иммуноглобулины, например IgG, состоят из одной молекулы, полимерные — IgM и IgA — из нескольких. Так, IgM состоит из 10 мю-цепей и 10 каппа- или лямбда-цепей. Помимо легких и тяжелых цепей молекулы полимерных иммуноглобулинов включают J-цепь, а молекулы IgA — секреторный компонент.
2. Разнообразие антител. Для распознавания всего многообразия антигенов окружающей среды иммунная система должна вырабатывать не менее 108 антител разной специфичности. Специфичность антител, то есть способность распознавать какой-либо один антиген, определяется аминокислотной последовательностью вариабельных областей легких и тяжелых цепей (см. рис. 1.3). Разнообразие антител обеспечивается уникальным строением участков ДНК, кодирующих вариабельные области. В зрелом B-лимфоците участок ДНК, кодирующий вариабельную область тяжелой цепи, состоит из трех генов, которые обозначаются V, D и J, а вариабельная область легкой цепи — из двух генов — V и J. Костномозговой предшественник B-лимфоцита содержит множество вариантов этих генов. В процессе созревания B-лимфоцита они случайным образом комбинируются друг с другом, образуя единый комплекс, состоящий из одного гена V, одного гена D и одного гена J. Увеличению разнообразия антител способствуют также мутации этих генов.
3. Функции отдельных участков молекулы иммуноглобулина можно изучать, расщепляя ее на фрагменты. Для расщепления молекулы иммуноглобулина используются ферменты (папаин и пепсин), кислоты и мочевина. При обработке папаином молекула иммуноглобулина распадается на три части — два Fab-фрагмента и один Fc-фрагмент, тогда как пепсин расщепляет молекулу на один F(ab')2-фрагмент и два Fc-фрагмента (см. рис. 1.3).
а. Fab-фрагмент представлен N-концевым участком тяжелой цепи и легкой цепью молекулы иммуноглобулина, каждая цепь Fab-фрагмента содержит одну вариабельную и одну константную область. Специфичность антител определяется аминокислотной последовательностью вариабельных областей.
б. Fc-фрагмент представляет собой C-концевые участки тяжелых цепей и состоит только из константных областей. От строения Fc-фрагмента зависит способность иммуноглобулина проникать через плаценту, связывать комплемент и присоединяться к разным типам клеток — макрофагам, тромбоцитам, тучным клеткам. Кроме того, от строения этого фрагмента зависит скорость синтеза и распада молекулы иммуноглобулина. В распознавании антигена Fc-фрагмент участия не принимает.
4. Классы иммуноглобулинов. Характеристика классов и подклассов иммуноглобулинов приведена в табл. 1.1.
а. IgG вырабатываются как при первичном, так и при вторичном иммунном ответе. IgG обладают максимальной способностью проникать в ткани, поэтому они наиболее эффективно связывают и удаляют антигены. На основании структурных различий тяжелых цепей можно выделить 4 подкласса IgG, которые обозначаются IgG1, IgG2, IgG3 и IgG4. Подклассы IgG различаются по способности связывать комплемент и активировать его по альтернативному пути, связываться с рецептором к Fc-фрагменту IgG на разных типах клеток и проникать через плаценту.
б. IgM вырабатываются при первичном иммунном ответе. Пентамерная молекула IgM состоит из 5 мономерных молекул, подобных молекуле IgG, связанных дисульфидными мостиками и J-цепью. Эти антитела не проникают через плаценту. IgM эффективно связывают комплемент и активируют его по классическому пути, обеспечивая разрушение клеток, например бактерий. Именно к этому классу иммуноглобулинов относятся изогемагглютинины — естественные антитела к эритроцитарным антигенам A и B.
в. IgA — основной иммуноглобулин слизистых, содержится также в крови. В слизистых IgA присутствуют в виде димеров, в сыворотке — в виде мономеров, димеров и тримеров. Димерный IgA содержит секреторный компонент, который обеспечивает проникновение молекулы через эпителий. Изолированный дефицит IgA — самая частая форма первичного иммунодефицита.
г. IgD присутствует в сыворотке в очень низкой концентрации, функции его неизвестны. IgD на поверхности B-лимфоцитов выполняют функции антигенраспознающих рецепторов.
д. IgE. В норме концентрация IgE в сыворотке невелика, однако она возрастает при аллергических реакциях немедленного типа (см. табл. 2.4). Высокоаффинные рецепторы к Fc-фрагменту IgE находятся на тучных клетках и базофилах. При связывании IgE, фиксированных на мембранах тучных клеток или базофилов, с антигеном происходит высвобождение медиаторов воспаления. Именно этот механизм лежит в основе патогенеза анафилактических реакций (см. гл. 2, п. I).
Б. Клеточный иммунитет. Основные характеристики клеточного и гуморального звеньев иммунитета представлены в табл. 1.2. Клеточный иммунитет опосредован цитотоксическими T-лимфоцитами и T-хелперами. Цитотоксические T-лимфоциты непосредственно контактируют с чужеродными клетками и разрушают их, а T-хелперы вырабатывают биологически активные вещества — цитокины, активирующие макрофаги (см. табл. 1.3). По способности вырабатывать разные цитокины и участвовать в регуляции клеточного и гуморального иммунитета T-хелперы подразделяются на 2 типа — Th1 и Th2. Первые вырабатывают интерферон гамма и интерлейкин-2, стимулируют пролиферацию цитотоксических T-лимфоцитов и активируют макрофаги, вторые вырабатывают интерлейкины-4, -5, -6, стимулируют пролиферацию и дифференцировку B-лимфоцитов, а также синтез антител разных классов.
1. Главный комплекс гистосовместимости — это группа генов и кодируемых ими антигенов клеточной поверхности, которые играют важнейшую роль в распознавании чужеродного и развитии иммунного ответа. Главный комплекс гистосовместимости человека получил название HLA. Антигены HLA подразделяются на антигены классов I и II. Антигены HLA класса I необходимы для распознавания трансформированных клеток цитотоксическими T-лимфоцитами. Важнейшая функция антигенов HLA класса II — обеспечение взаимодействия между T-лимфоцитами и макрофагами в процессе иммунного ответа. T-хелперы распознают чужеродный антиген лишь после его переработки макрофагами, соединения с антигенами HLA класса II и появления этого комплекса на поверхности макрофага. Способность T-лимфоцитов распознавать чужеродные антигены только в комплексе с антигенами HLA называют ограничением по HLA. Определение антигенов HLA классов I и II имеет большое значение в клинической иммунологии и используется, например, при подборе пар донор—реципиент перед трансплантацией органов (см. гл. 17, пп. I—II).
2. Клеточный иммунитет играет важную роль в следующих реакциях.
а. Аллергические реакции замедленного типа (например, туберкулиновые пробы), аллергический контактный дерматит.
б. Защита против внутриклеточных паразитов.
в. Противовирусный и противогрибковый иммунитет.
г. Отторжение трансплантата.
д. Противоопухолевый иммунитет.
В. Фагоциты. Фагоциты делятся на две группы: циркулирующие и тканевые. К циркулирующим фагоцитам относятся все гранулоциты и моноциты, к тканевым — макрофаги соединительной ткани, купферовские клетки, дендритные клетки селезенки и лимфоузлов, клетки Лангерганса, альвеолярные и интерстициальные макрофаги легких, клетки микроглии и другие. Фагоцитоз играет важнейшую роль в защите организма от чужеродного. Нарушения функций фагоцитов приводят к повышенной восприимчивости к инфекциям. Уничтожение антигена фагоцитами можно разделить на несколько стадий: 1) хемотаксис (направленное движение фагоцита к антигену); 2) адгезия фагоцитов к эндотелию; 3) выход фагоцитов во внесосудистое пространство; 4) опсонизация антигена (связывание с антителами и комплементом) и прикрепление к нему фагоцита; 5) фагоцитоз; 6) активация метаболизма фагоцитов; 7) расщепление антигена.
1. Хемотаксис. Фагоциты могут перемещаться хаотично и направленно. Направленное движение фагоцитов называется хемотаксисом. Известно множество веществ, вызывающих хемотаксис, например анафилатоксины (фрагменты компонентов комплемента C3a, C4a, C5a), продукты жизнедеятельности бактерий, лейкотриены.
2. Опсонизация — обволакивание поверхности чужеродных частиц антителами или компонентами комплемента — облегчает поглощение чужеродных частиц фагоцитами.
3. Фагоцитоз — это поглощение чужеродной клетки или частицы фагоцитом с образованием вакуоли — фагосомы. Фагосома затем сливается с лизосомой, в результате чего в нее попадают ферменты, разрушающие фагоцитированный материал. Важную роль в его уничтожении играют кислородные радикалы, продукция которых резко возрастает при контакте фагоцитов с бактериями или чужеродными частицами. Кроме того, в процессе фагоцитоза накапливаются галогенсодержащие радикалы, также обладающие бактерицидным действием. По продукции кислородных радикалов в ответ на введение чужеродных частиц можно оценить цитотоксическую активность фагоцитов.
Г. Комплемент состоит из более чем 25 белков — компонентов комплемента, выявляемых в крови и на поверхности некоторых клеток. Комплемент играет важную роль в защите от чужеродного: он разрушает бактериальные и инфицированные вирусами собственные клетки, участвует в регуляции воспалительных и иммунных реакций. Некоторые фрагменты компонентов комплемента, например C3b, являются опсонинами. Опсонизированные клетки быстрее фагоцитируются, поскольку фагоциты активно связываются с этими клетками через соответствующие рецепторы. Компоненты комплемента можно условно разделить на три группы: 1) компоненты, запускающие классический путь активации комплемента; 2) компоненты, запускающие альтернативный путь активации комплемента; 3) эффекторные компоненты (см. рис. 1.4).
1. Классический путь активации комплемента начинается с присоединения C1 к иммунным комплексам, в состав которых входят IgG1, IgG2, IgG3 или IgM. Компонент C1 состоит из трех белков — C1q, C1r и C1s, образующих комплекс в присутствии Ca2+. После связывания C1q с иммунным комплексом происходит активация C1r и C1s, которые расщепляют C4 и C2 с образованием комплекса C4b2a — C3-конвертазы классического пути. Этот фермент расщепляет C3 с образованием C3b, который, в свою очередь, активирует остальные компоненты комплемента.
2. Альтернативный путь активации комплемента начинается с расщепления C3. Биологический смысл такой активации комплемента заключается в том, что защита от чужеродного начинается еще до появления антител. Активацию комплемента по альтернативному пути вызывают инулин, зимозан, бактериальные полисахариды и агрегаты IgG4, IgA или IgE. Образовавшийся в результате расщепления C3 C3b связывается с факторами D и B с образованием комплекса C3bBb — C3-конвертазы альтернативного пути. Комплекс C3bBb стабилизируется пропердином, в отсутствие последнего комплекс C3bBb быстро разрушается.
3. Образование мембраноатакующего комплекса. При активации комплемента как по классическому, так и по альтернативному пути C3 расщепляется с образованием C3b. Компонент C3b выполняет множество функций. Он связывается с С4b2a с образованием комплекса С4b2a3b — C5-конвертазы классического пути, с фактором B с образованием комплекса C3bBb — C3-конвертазы альтернативного пути и с C3bBb с образованием комплекса C3bBb3b — C5-конвертазы альтернативного пути (см. рис. 1.5).
На следующих этапах активации комплемента по классическому и альтернативному пути формируется комплекс C5b67, фиксированный на мембране чужеродной клетки. Присоединение к нему C8 вызывает частичное повреждение мембраны и медленное разрушение клетки. Когда к комплексу C5b678 присоединяется компонент C9, образуется мембраноатакующий комплекс — структура, по форме напоминающая цилиндр, которая встраивается в клеточную мембрану и нарушает ее целостность. Через образовавшийся канал в клетку устремляются вода и электролиты, что приводит к ее гибели.
V. Антигены — это вещества, которые распознаются специфическими антителами и T-лимфоцитами и вызывают иммунный ответ. Для характеристики антигена принято использовать понятия иммуногенность и антигенность. Иммуногенность — это способность антигена вызывать иммунный ответ, а антигенность — это способность антигена связываться с антителом. Соединения с молекулярной массой менее 10 000, например лекарственные средства, сами по себе не иммуногенны. Такие соединения принято называть гаптенами. Гаптены приобретают иммуногенность лишь после соединения с высокомолекулярным белком-носителем. Гаптены не могут стимулировать выработку антител, но могут связываться с ними. Следует подчеркнуть, что иммуногенность — комплексная характеристика, которая зависит от свойств самого антигена, пути его введения и способа иммунизации.
VI. Классификация аллергических реакций. Аллергия — это такое состояние, иммунный ответ при котором сопровождается повреждением собственных тканей. Аллергическая реакция — это иммунная реакция, при которой контакт с антигеном приводит к избыточной продукции антител или пролиферации T-лимфоцитов. По классификации Джелла и Кумбса выделяют четыре типа аллергических реакций (см. рис. 1.6).
А. Аллергические реакции немедленного типа. Развитию аллергических реакций немедленного типа предшествует контакт с антигеном, продукция IgE и их фиксация на поверхности базофилов и тучных клеток. Взаимодействие антигена с фиксированными IgE приводит к высвобождению медиаторов воспаления — гистамина, лейкотриенов, цитокинов и ферментов (см. гл. 2, п. I.Г). Аллергические реакции этого типа лежат в основе анафилактических реакций, аллергического ринита, экзогенной бронхиальной астмы.
Б. Цитотоксические аллергические реакции. Цитотоксические реакции обусловлены взаимодействием IgG или IgM с антигенами, фиксированными на мембранах собственных клеток. Связывание антител с мембранами клеток приводит к активации комплемента и гибели этих клеток. Таков патогенез аутоиммунной гемолитической анемии и гемолитической болезни новорожденных. Сходные реакции, но без разрушения клеток, наблюдаются при тиреотоксикозе, вызванном тиреостимулирующими антителами, гипотиреозе, вызванном тиреоблокирующими антителами, а также при миастении, вызванной антителами, блокирующими связывание ацетилхолина с его рецепторами.
В. Иммунокомплексные аллергические реакции. Попадая в кровоток, антигены связываются с антителами с образованием иммунных комплексов, которые в норме поглощаются фагоцитами. Однако при высокой концентрации иммунные комплексы откладываются в тканях и повреждают их. Основные причины отложения иммунных комплексов — это увеличение концентрации иммунных комплексов в крови и повышение проницаемости сосудов. Фиксированные в тканях иммунные комплексы могут активировать комплемент и вызывать образование анафилатоксинов, стимулируют хемотаксис нейтрофилов и фагоцитоз. Аллергические реакции этого типа лежат в основе сывороточной болезни, инфекционного эндокардита и некоторых форм гломерулонефрита.
Г. Аллергические реакции замедленного типа. В отличие от других типов аллергических реакций, в аллергических реакциях замедленного типа антитела не участвуют. Эти реакции обусловлены взаимодействием T-лимфоцитов с антигеном. Классические примеры аллергических реакций замедленного типа — это туберкулиновые пробы и аллергический контактный дерматит.
Литература
1. Adelman D. C. Functional assessment of mononuclear cells. Immunol. and All. Clin. North Am. 14:241—263, 1994.
2. Arai K. et al. Cytokines: coordinators of immune and inflammatory responses. Ann. Rev. Biochem. 59:783, 1990.
3. Goodman J. W. The immune response. In: D. P. Stites, A. I. Terr (eds.), Basic and Clinical Immunology (7th ed.). East Norwalk, Conn.: Appleton and Lange, 1991. Pp. 34—44.
4. Kamani N. R., Douglas S. D. Structure and development of the immune system. In: D. P. Stites, A. I. Terr (eds.), Basic and Clinical Immunology (7th ed.). East Norwalk, Conn.: Appleton and Lange, 1991. Pp. 9—33.
5. Shearer W. T., Huston D. P. The immune system. An overview. In: E. Middleton, C. E. Reed, E. F. Ellis, N. F. Adkinson, J. W. Yuninger, W. W. Busse (eds.), Allergy Principles and Practice. St. Louis: Mosby, 1993. Pp. 3—21.
|
