Запуск клеточного иммунного ответа
Для того чтобы адаптивный иммунитет вступил в действие, одного распознавания чужеродного антигена недостаточно. Необходим дополнительный сигнал опасности, роль которого играют PAMP (патоген-ассоциированные молекулярные паттерны). Если антиген попадает в организм изолированно, без PAMP (как происходит с пищевыми белками), развивается анергия — активная форма специфической толерантности.
Запуск ответа невозможен без участия факторов врожденного иммунитета. Он начинается с того, что антигенпрезентирующие клетки (АПК) демонстрируют чужеродные эпитопы наивным Т-лимфоцитам. При этом АПК должны обеспечить костимуляцию с помощью специальных поверхностных молекул. Только после получения обоих сигналов начинается пролиферативная экспансия специфических клонов Т-клеток.
Выбор конкретного пути развития ответа зависит от локализации патогена, его свойств и взаимодействия с клетками первой линии защиты. От того, насколько правильно организм выберет форму ответа, напрямую зависит успешность элиминации инфекции.
Два варианта клеточной защиты
Клеточный иммунитет берет на себя работу в тех случаях, когда возбудитель скрывается внутри клеток и недоступен для антител. В зависимости от точного местоположения патогена, иммунная система реализует одну из двух стратегий:
- Воспалительный клеточный ответ. Включается против микробов, выживающих внутри эндосом или гранул макрофагов (например, микобактерий). Главные регуляторы здесь — Th1-лимфоциты (CD4+). Они распознают антиген в комплексе с MHC-II. При контакте Th1 секретирует IFNγ и взаимодействует с макрофагом через молекулы CD154 (на Т-клетке) и CD40 (на макрофаге). Это приводит к мощной активации макрофага: в нем экспрессируется индуцибельная NO-синтаза, образуется оксид азота, и внутриклеточный патоген разрушается.
- Цитотоксический клеточный ответ. Применяется, если патоген локализуется прямо в цитозоле или геном вируса интегрирован в ДНК клетки. Так как клетку невозможно «вылечить», ее необходимо радикально уничтожить. Эту задачу выполняют цитотоксические CD8+ Т-лимфоциты (Т-киллеры). Они распознают пептиды в составе MHC-I. Для убийства мишени Т-киллеры выделяют перфорин и гранзим В, а также используют контактный механизм (взаимодействие Fas/FasL).
Сводная таблица: Выбор иммунного ответа
| Локализация патогена | Презентация | Т-клетки | Вариант ответа | Эффекторный механизм |
|---|---|---|---|---|
| Внутриклеточная (гранулы) | MHC-II | Th1 (CD4+) | Воспалительный | Активация бактерицидности макрофагов |
| Внутриклеточная (цитозоль) | MHC-I | CD8+ лимфоциты | Цитотоксический | Контактный цитолиз инфицированной клетки |
Роль Th17-лимфоцитов
В процессе развития клеточного ответа могут формироваться и другие популяции эффекторных клеток, в частности Th17-лимфоциты. Свое название они получили благодаря доминирующему продукту секреции — цитокину IL-17.
Основная физиологическая функция клеток Th17 заключается в привлечении и активации нейтрофилов, а также в защите и репарации эпителиальных барьеров. Однако клиническое значение этой субпопуляции часто связано с патологией: избыточная или неадекватная активность Th17-лимфоцитов играет ключевую роль в запуске аутоиммунных процессов.
Фазы иммунного ответа
Любой иммунный ответ, включая клеточный, не является мгновенным, так как его компоненты не предобразованы, а формируются заново. Процесс делится на две основные фазы:
- Индуктивная фаза. Включает восприятие антигена, его презентацию и последующую дифференцировку наивных Т-лимфоцитов в эффекторные клетки.
- Эффекторная фаза. Начинается примерно через неделю. Это период непосредственного осуществления защитных реакций и уничтожения патогенов.
После того как чужеродный агент полностью элиминирован, запускаются регуляторные механизмы для ограничения воспаления. Иммунологическая память о контакте сохраняется в виде циркулирующих Т-клеток памяти, благодаря которым повторный ответ на тот же антиген разовьется значительно быстрее.
Вопросы с занятий и экзамена
Почему гуморальный иммунитет (антитела) неэффективен против внутриклеточных инфекций?
Антитела представляют собой крупные белковые молекулы, которые физически не способны проникать сквозь мембрану внутрь живых клеток. Поэтому они не могут достать вирусы или бактерии, скрывающиеся в цитозоле или эндосомах.
В чем отличие Т-киллеров (CD8+) от естественных киллеров (NK-клеток)?
Хотя механизм цитолиза (уничтожения клеток-мишеней) у них очень схож, Т-киллеры обладают строгой антигенной специфичностью и распознают конкретные пептиды. NK-клетки относятся к врожденному иммунитету и действуют менее избирательно.
Что произойдет, если презентация антигена пройдет без костимуляции?
Если дендритная клетка представит антиген Т-лимфоциту без дополнительных костимулирующих сигналов (которые появляются при наличии PAMP), иммунный ответ не запустится, а вместо этого разовьется анергия (неотвечаемость).
Что ещё разобрать по теме
- Гуморальный иммунный ответ и функции Th2-клеток
- Механизмы опсонизации и роль системы комплемента
- Иммунитет против внеклеточных макропаразитов (гельминтов)
- Роль интерлейкина-13 (IL-13) в аллергических реакциях
- Механизмы формирования и преодоления иммунологической толерантности
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Клеточный иммунный ответ» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Введение в иммунологию»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.