Структурная организация и локализация
Морфологической основой гуморального иммунитета являются В-зоны — участки лимфоидной ткани, в которых преобладают В-лимфоциты (несмотря на присутствие там и Т-клеток). Структурно они представлены лимфатическими фолликулами (узелками).
В зависимости от органа, фолликулы располагаются в разных участках:
- Лимфатические узлы: в корковом веществе. Дополнительным местом локализации В-клеток здесь служат мозговые тяжи (скопления ткани в мозговом веществе).
- Селезенка: составляют основную часть белой пульпы.
- Слизистые оболочки: находятся в собственной пластинке, иногда проникая в подслизистую основу.
Пространственная динамика гуморального ответа существенно отличается от клеточного иммунитета. Если клеточные реакции протекают строго в Т-зонах, то гуморальный процесс мигрирует. Он стартует в Т-зоне, затем первичный ответ разворачивается на границе с фолликулами, а развернутая фаза перемещается непосредственно внутрь В-зон (в фолликулы и мозговые тяжи). Финальная же, эффекторная фаза реализуется антителами по всему организму.
Клеточные участники и запуск реакции
Для инициации гуморального ответа необходима строгая последовательность взаимодействия нескольких типов клеток. Главными эффекторами выступают В-лимфоциты, распознающие растворенные антигены или антигены на поверхности внеклеточных паразитов с помощью своих специфических рецепторов (BCR).
Запуск иммунного ответа требует участия помощников:
- Антигенпрезентирующие клетки (АПК): Макрофаги или сами В-лимфоциты перерабатывают антиген и выставляют его антигенную детерминанту (АД) на своей мембране.
- Активация хелперов: АПК стимулируют соответствующие клоны наивных $T_0$-хелперов. При гуморальном ответе $T_0$-хелперы многократно контактируют с АПК и дифференцируются в $T_{h2}$-клетки (хелперы В-клеток).
- Кооперация: $T_{h2}$-клетки встречаются с В-лимфоцитами. Важное условие: В-лимфоцит к этому моменту должен поглотить антиген и презентовать его детерминанту в комплексе с белками ГКГ-II (MHC-II). Результатом такого взаимодействия становится активация В-клетки и ее превращение в плазмоцит, продуцирующий иммуноглобулины.
Упрощенный плазмоцитогенез (первичный ответ)
На ранних стадиях гуморального иммунитета развитие плазмоцитов идет по упрощенному пути.
Этот процесс локализуется в паракортикальной зоне и на границе Т- и В-зон лимфоидных структур, где формируются небольшие центры клеточной пролиферации. Активированные В-клетки здесь интенсивно делятся и очень быстро дифференцируются.
В результате образуются плазмоциты, которые секретируют иммуноглобулины класса M (IgM). Эти ранние антитела обладают умеренной специфичностью и сравнительно невысокой эффективностью связывания с антигеном, однако они обеспечивают первую линию специфической гуморальной защиты.
Полный плазмоцитогенез (вторичный ответ)
На более поздних этапах ответа (при вторичном контакте с антигеном) реализуется полный вариант плазмоцитогенеза. Он протекает в реактивном центре лимфатического фолликула и включает три последовательных этапа модификации генома В-клеток:
- Соматическая гипермутация: В стимулированных В-лимфоцитах временно отключаются механизмы репарации ДНК, из-за чего в генах иммуноглобулинов возникает множество мутаций.
- Селекция: Мутировавшие клетки проходят проверку на сродство (аффинность) к антигену, который представлен в комплексе с уже имеющимися IgM. Клетки с низкой эффективностью рецепторов подвергаются апоптозу, а выживают только самые эффективные клоны.
- Переключение классов ($C_H$-переключение): Если изначально в красном костном мозге ген тяжелой цепи кодировал константную часть IgM, то теперь этот фрагмент заменяется. Плазмоциты начинают синтезировать более специфичные классы антител: IgG, IgA или IgE.
После генетических перестроек клетки бурно делятся и мигрируют на периферию фолликула (в корону). Там они разделяются на В-клетки памяти и проплазмоциты. Окончательное созревание проплазмоцитов происходит уже вне фолликулов (например, в мозговых тяжах лимфоузлов или в рыхлой соединительной ткани слизистых оболочек), откуда они активно выделяют антитела в кровь и тканевую жидкость.
Отличия от начальных стадий клеточного иммунитета
Для полного понимания темы важно противопоставить запуск гуморального ответа механизмам клеточного иммунитета.
При клеточном ответе $T_0$-хелперы, распознав антигенные детерминанты на поверхности АПК, дифференцируются не в $T_{h2}$, а в $T_{h1}$-клетки (Т-хелперы 1 типа). В дальнейшем $T_{h1}$-лимфоциты активируют Т-киллеры (возможно, через образование тройного комплекса «$T_{h1}$ — АПК — Т-киллер»). Завершается этот процесс активной пролиферацией Т-киллеров и их созреванием, а также формированием Т-клеток памяти, без участия В-лимфоцитов и выработки антител.
Для запоминания изотипов антител, образующихся после переключения классов при полном плазмоцитогенезе, используйте аббревиатуру «ГАИ» (инспекция качества антител): синтезируются IgG, IgA и IgE.
Вопросы с занятий и экзамена
В чем заключается пространственное отличие гуморального иммунитета от клеточного?
Клеточные реакции жестко ограничены Т-зонами лимфоидных органов. Гуморальные же реакции только начинаются в Т-зонах, затем мигрируют на границу зон, а основная их фаза разворачивается внутри В-зон (лимфатических фолликулов).
Зачем нужна соматическая гипермутация при полном плазмоцитогенезе?
Этот процесс необходим для повышения специфичности иммунного ответа. За счет направленного мутагенеза в генах иммуноглобулинов создается разнообразие рецепторов, после чего выживают и отбираются только те клетки, которые связывают антиген наиболее эффективно.
Какие классы иммуноглобулинов вырабатываются при упрощенном и полном плазмоцитогенезе?
При упрощенном (раннем) ответе плазмоциты выделяют первичные антитела IgM с умеренной специфичностью. При полном (вторичном) ответе происходит генетическое переключение, и клетки начинают вырабатывать высокоспецифичные IgG, IgA или IgE.
Что ещё разобрать по теме
- Морфологическое строение лимфатического фолликула и реактивного центра
- Строение и функции главного комплекса гистосовместимости II класса (ГКГ-II)
- Ультраструктурная организация зрелого плазмоцита
- Механизмы процессинга антигенов в антигенпрезентирующих клетках
- Различия в механизмах активации Th1- и Th2-лимфоцитов
Разберите тему целиком в курсе «Гистология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Гуморальный иммунитет» и ещё 3 438 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 137 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Органы кроветворения и иммуногенеза»
Бесплатные видеоуроки: гистологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.