Иммунология в клинической практике. Лебедев К.А

41

идных органах, регионарных к месту внедрения в организм чужеродного. В разных органах накапливаются клетки, продуцирующие иммуноглобулины разных классов. Так, клетки, продуцирующие антитела классов М и G, находятся преимущественно в лимфоузлах и селезенке, а классов А и Е - в пейеровых бляшках и других лимфоидных образованиях слизистых оболочек. Необходимо отметить, что контакт с любым антигеном стимулирует образование иммуноглобулинов всех пяти классов, однако в результате включения сложных регуляторных процессов в конкретных условиях начинают преобладать иммуноглобулины определенного класса.

Вответ на любое антигенное раздражение происходит стимуляция процессов пролиферации

идифференцировки преимущественно клонов клеток, специфичных с вводимому антигену. Однако параллельно всегда идет сопряженная активация клонов клеток, образующих антитела другой специфичности. Хотя активация каждого на этих клонов идет в очень малых объемах, в сумме они дают обычно большую часть продуцируемых иммуноглобулинов. Это обусловливает постоянное присутствие в организме небольших количеств "нормальных антител" фактически ко всем существующим антигенам. В крови новорожденного также присутствуют нормальные антитела, полученные им от матери.

По-видимому, наличие нормальных антител определяет первичное специфическое связывание чужеродных антигена или клеток. Этот процесс продолжается и усиливается и после появления большого количества антител в процессе развития иммунного ответа. Подобная специфическая опсонизация фактически инициирует и активирует эффекторные действия, осуществляемые клетками, не имеющими детерминант, специфических к антигену, но имеющими Fcрецептор, при помощи которого они прикрепляются к чужеродным антигену или клетке, соединенным с молекулой антитела. Это относится к процессам фагоцитоза и киллинга нейтрофилами

имакрофагами, дегрануляции базофилов и тучных клеток, цитотоксичности неспецифических Т-, В-лимфоцитов и естественных киллеров. Таким образом, все эти неспецифические эффекторные процессы окрашиваются антителами в специфический к данному чужеродному агенту тон (даже в ранние сроки внедрения в организм чужеродного).

Антитела наиболее эффективны для нейтрализации токсинов, продуцируемых чужеродными клетками. Важную роль в этом процессе играет комплемент, активация которого определяется в основном комплексом антиген-антитело.

Необходимо четко представлять себе, что с помощью одних лишь антител, без включения других факторов, нейтрализация токсина для организма не может быть эффективной. С

одной стороны, комплекс антиген-антитело неустойчив и может распадаться с повторным появлением свойств токсина. С другой стороны, накопление комплексов антиген-антитело в организме ведет к возникновению тяжелых сосудистых и других патологий (см. подробнее: Холл, и др., 1983). Поэтому образовавшийся комплекс антиген-антитело должен быть немедленно захвачен и переварен фагоцитирующими клетками (для этой цели важны Fc-рецепторы этих клеток).

Другим направлением эффекторного действия антител является лизис клеток антителами в комплексе с активированным комплементом.

Этот эффект четко показан в пробирочных опытах, но его реальная роль в целостном организме неясна. Во всяком случае, можно считать, что в очаге воспаления цитотоксический эффект макрофагов, неспецифических Т- и В-лимфоцитов и естественных киллеров, опосредованный антителами, прикрепленными к чужеродным клеткам, усиливается описанным выше механизмом (по-видимому, для этого на всех перечисленных ИКК имеются рецепторы к компонентам комплемента).

Образование антител в количествах, превышающих необходимые для обеспечения нормального течения воспалительного процесса, может привести к тяжелой патологии

(аллергические реакции). Поэтому в организме имеется жесткая система регуляции (остановки) антителообразования после прекращения действия антигена.

Начавшееся антителообразование в плазматических клетках, образованных из В- лимфоцитов, по принципу обратной связи тормозит выход в дифференцировку новых В-клеток. Последние не выйдут в дифференцировку до тех пор, пока в данном лимфоузле не начнется гибель антителопродуцирующих клеток, и лишь при условии, что в нем еще будет антигенный стимул (т.е. продолжающаяся агрессия чужеродного). Данный механизм нейтрализации активации В-клеток высокой концентрации антител в совокупности с коротким жизненным циклом плазматической клетки осуществляет четкий контроль за ограничением синтеза антител до уровня, необ-

42

ходимого для эффективной борьбы с чужеродным. Таким способом иммунная система осуществляет принцип достаточности, в данном случае антител (Лебедев, и др., 1971).

Часть зрелых В-лимфоцитов способна оказывать супрессивное действие на функционирование Т-хелперов и цитотоксических Т-клеток, а через них на пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов. Другая часть В-клеток способна, напротив, стимулировать эти субпопуляции. Вероятно, этот тип регуляции является добавочным, дублирующим путь регуляции пролиферации и дифференцировки В-клеток при помощи антител (описанный выше) или при помощи Т-хелперов и Т-супрессоров (приведенный ниже).

Изучение всего реального комплекса процессов регуляции на уровне целостной иммунной системы - дело будущих исследователей. Сейчас важно четко понимать, что

любой механизм регуляции в иммунной системе многократно повторяется и дублируется на разных уровнях, что является одним из основных принципов работы иммунной системы. Вопрос о том, работают ли они все вместе или какие-либо из них находятся в резерве, остается пока неисследованным.

Подробнее о В-лимфоцитах см.: (Иммунология, 1987).

1.2.1.2. Т-ЛИМФОЦИТЫ

Кинетика. Образование Т-лимфоцитов - процесс наиболее сложный и многоступенчатый по сравнению с образованием ИКК других типов. Так же как у В-клеток, он включает две фазы: антигеннезависимую и антигензависимую (рис. 3).

Антигеннезависимая фаза образования Т-клеток осуществляется последовательно

вдвух органах: в костном мозге и в тимусе.

Вочагах костномозгового кроветворения из пула полипотентных стволовых кроветворных клеток образуется общий пул стволовых лимфоидных клеток. Из этого пула, в свою очередь, образуется пул предшественников Т-клеток (пре-Т-клеток): у этих клеток появляется общий антиген, характерный для всех T-лимфоцитов. Все эти пулы имеют неограниченную способность к самоподдержанию и рециркулируют через кровоток между различными очагами костного мозга, чем поддерживают эквивалентность пулов этих клеток во всех очагах кроветворения.

Пре-Т-клетки мигрируют из костного мозга в тимус, где происходит их окончательная дифференцировка в зрелые Т-лимфоциты под влиянием гормонов, образуемых эпителиальными клетками этого органа.

Втимусе происходит четкое разделение Т-лимфоцитов на две субпопуляции - Т-хелперы

(помощники) и Т-супрессоры/цитотоксические клетки. Каждая из этих двух субпопуляций имеет свои специфические антигенные поверхностные маркеры и несет принципиально различные эффекторные функции. Время образования и число делений, происходящих на разных этапах созревания этих клеток, пока не изучено, хотя известно, что на всех этапах дифференцировки они активно делятся. В процессе созревания эти клетки контактируют с антигенами своего организма, представленными на эпителиальных и макрофагальных клетках тимуса, в результате чего те клоны, которые имеют рецепторы к антигенам своего организма, гибнут. Во всяком случае, в тимусе обнаруживаются многочисленные обломки лимфоцитов, частично захваченых макрофагами.

	Костный	СКК
Антиген -	мозг	СКЛ
независи-
мая фаза		пре-Т

Тимус Т-хелпер Т-супрессор (киллер)

			43
		Лимфобласт (м3)	Лимфобласт (м3)
(м2)	Вторичная	Большой лимфоцит (м2)	Большой лимфоцит
Антиген-	лимфоидная
зависимая	ткань	Средний лимфоцит (м2)	Средний лимфоцит
(м2)
фаза		Малый лимфоцит	Малый лимфоцит

(80% короткоживущих (24 ч) и 20% длительно живущих

клеток)

Рис. 3. Схема дифференцировки T-лимфоцитов

СКК - стволовая полипотентная кроветворная клетка; СКЛстволовая коммитированная лимфоидная клетка; пре-Т - предшественник Т-лимфоцитов; м- митоз (в скобках указано количество митозов)

Созревшие Т-лимфоциты мигрируют из тимуса через кровоток во вторичные лимфоидные органы, где проходит антигензависимая фаза дифференцировки Т-клеток. Здесь в ответ на антигенный стимул происходит активация и пролиферация Т- лимфоцитов с преимущественным размножением клона клеток, имеющих рецепторы к внедрившемуся антигену. Это приводит к резкому увеличению специфического клона Т- лимфоцитов на 4-5 сут (первичный иммунный ответ) или на 3-4 сут (вторичный иммунный ответ) после внедрения в организм чужеродного.

Специфические Т-клетки образуются из зрелых форм Т-лимфоцитов тимусного происхождения, проходя последовательно стадии лимфобласта (4 деления), большого (2 деления) и среднего (1 деление) лимфоцита и превращаясь, наконец, в малые лимфоциты - эффекторные клетки, имеющие короткий (24 ч) жизненный цикл. Часть образующихся Т-лимфоцитов, имеющих ту же специфичность к антигену и морфологически не отличающихся от эффекторных клеток, представляет собой долгоживущие (месяцы и годы) клетки памяти,

способные более быстро реагировать пролиферацией на повторное введение этого же антигена. Следует отметить, что из тимуса, а возможно, и из лимфоузлов выходит большое количество

Т-лимфоцитов, не окончательно дифференцированных в Т-хелперы и Т- супрессорные/цитотоксические клетки. Во всяком случае, эти клетки постоянно присутствуют в крови в значительных количествах. При стимулирующем воздействии разных факторов, в том числе активированных Т-хелперов, они могут превращаться в Т-супрессорные /цитотоксические клетки. Такие юные недодифференцированные клетки обычно выявляются в крови человека вместе с популяцией Т-хелперов по антигенам CD 4.

В периферической крови Т-лимфоциты составляют в среднем 10-30% всех лейкоцитов. Клетки, циркулирующие в кровотоке, имеют различную степень активности (к примеру, в составе Т-хелперов может содержаться от 5 до 90% клеток в активном функциональном состоянии).

Функциональная характеристика. Т-лимфоциты выполняют в организме две основные функции: эффекторную и регуляторную.

Основной эффекторной функцией Т-лимфоцитов является специфическая цитотоксичность в отношении чужеродных клеток, наиболее четко проявляющаяся при отторжении трансплантата, опухолевом росте, аутоиммунных процессах и вирусных заболеваниях, когда атакуются собственные клетки организма, зараженные вирусом.

Главная роль в цитотоксическом эффекте принадлежит цитотоксическим Т- лимфоцитам (Т-лимфоцитам-киллерам), имеющим специфические рецепторы к антигенам чужеродных (или дефектных своих) клеток.. В организме имеются долгоживушие Т- киллеры, которые, по-видимому, используются на начальном этапе воспаления, до образования в ответ на антигенный стимул большого количества короткоживущих эффекторных клеток, специфических к данному антигену и исчезающих вскоре после его уничтожения.

44

Т-киллеры разрушают клетки-мишени без помощи антител или комплемента, при непосредственном контакте с мишенью. Специфический рецептор Т-клетки входит в контакт с антигеном клетки-мишени, что индуцирует выброс лимфоцитом серии окислительных ферментов, которые приводят в конечном итоге к гибели и лизису клетки-мишени. Т-киллеры выделяют в окружающую среду лимфотоксины, которые, по-видимому, также участвуют в этом процессе. В опытах in vitro концентрат лимфотоксинов вызывал гибель клеток-мишеней, но в организме этот процесс в чистом виде кажется маловероятным.

Количество погибших клеток-мишеней обычно превышает число специфических T- киллеров. Поэтому делается вывод о том, что одна Т-клетка может разрушить несколько мишеней. Не исключая такой возможности, отметим хотя бы частичную зависимость этого от свойства Т-киллеров стимулировать и активировать к киллерному эффекту пришедшие к месту атаки макрофаги, Т-киллеры, не имеющие рецепторов к данному антигену, и естественные киллеры. Из Т-клеток даже выделен фактор, осуествляющий подобную активацию. Для активации клеток необходима его достаточная концентрация, которая реально может быть достигнута лишь в микроокружении активированных специфических Т-клеток, что и имеет место в регионе воспалительного очага. Поэтому клетки, сами не имеющие специфических рецепторов, но активированные специфическими Т-лимфоцитами, реально будут работать против чужеродного лишь в этом очаге.

Небольшая часть Т-лимфоцитов киллеров имеет на своей поверхности Fc-рецепторы. Не имея специфических рецепторов к чужеродным клеткам, эти клетки, аналогично В-лимфоцитам и макрофагам, выполняют роль специфических цитотоксических клеток опосредованно, через опсонизацию клеток-мишеней антителами (антителозависимая клеточная цитотоксичность). Таким образом, хотя главная эффекторная функция Т-лимфоцитов связана с клетками клона Т- киллеров, специфического к антигенам чужеродных клеток, не вызывает сомнений, что в ее осуществлении принимает участие также значительное число Т-клеток, не имеющих этой специфичности, но контролируемых специфическими Т-лимфо-цитами и антителами.

Включение в эффекторную функцию большого количества зрелых лимфоцитов, имеющихся в организме, за счет малого числа клеток специфического клона регулируется на нескольких уровнях. Важнейшую роль в этой регуляции играют Т-лимфоциты.

Одной из важных регуляторных функций Т-лимфоцитов специфических клонов, активированных антигеном, является способность вырабатывать различные биологически активные вещества - факторы хемотаксиса и торможения миграции нейтрофилов и макрофагов, фактор переноса, армирующий фактор и др.

Т-лимфоциты, появляясь в начале воспалительного процесса в очаге, помогают не только максимально быстро привлечь сюда другие лейкоциты, но и остановить их в месте фор-

мирования очага. В начале ответа на чужеродное Т-лимфоцитов, специфически реагирующих на антиген, крайне мало, особенно при первичной встрече организма с данным антигеном. Такое число клеток не в состоянии выработать достаточное количество молекул факторов хемотаксиса и торможения миграции. Однако его, по-видимому, вполне хватает для того, чтобы стимулировать большинство присутствующих здесь неспецифических Т-лимфоцитов к продукции ими в месте формирования очага воспаления факторов привлечения и остановки лейкоцитов и включения их в эффект киллинга чужеродных клеток. Для такой стимуляции специфические Т-клетки вырабатывают лимфокин, который называют "фактором переноса". Вероятно, фактор переноса имеет специфические рецепторы Т-клеток, которые, присоединяясь к мембране зрелого лимфоцита, индуцируют на нем данную специфичность. Именно эта особенность вовлечения в процесс специфическими Т-лимфоцитами большого количества неспецифических зрелых Т-клеток и определяет то, что уже с первых часов вторжения чужеродного из кровотока к очагу устремляется большое число Т-лимфоцитов.

Т-лимфоциты-хелперы, активированные антигеном, выделяют "армирующий фактор", стимулирующий фагоцитарную активность макрофагов и нейтрофилов. По-видимому, для достижения необходимой концентрации молекул этого фактора требуется значительное количество специфических Т-хелперов, которые в организме реально могут скапливаться лишь в очаге воспаления. С другой стороны, введение в организм Т-митогенов и других неспецифических стимуляторов (БЦЖ, левамизола, препаратов, тимуса и др.) вызывает тотальную активацию всех Т-клеток и выброс ими этих факторов. В этом случае стимуляция макрофагов и нейтрофилов может, повидимому, происходить не только в очаге воспаления, но и во всем организме.

В индукции специфического иммунного ответа важнейшая регуляторная роль принадлежит непосредственно Т-клеткам, точнее, двум их регуляторным субпопуляциям - Т-хелперам и Т-супрессорам.

Т-лимфоциты-хелперы способны стимулировать к пролиферации и дифференцировке антителообразующие клетки в ответ на антигенный стимул. Ответ В-клеток на

45

большинство белковых антигенов полностью зависит от помощи Т-лимфоцитов (такие антигены называют тимусзависимыми). По отношению к другим антигенам (растворимым полисахаридам, бактериальным липополисахаридам) стимуляция В-клеток и антителообразование могут происходить и без участия Т-хелперов, однако и в этих случаях присутствие клеток данной популяции усиливает процесс.

Действие Т-хелперов может осуществляться по крайней мере двумя способами. Первый способ состоит в прямом взаимодействии Т-хелперов с В-клетками. Т- хелперная клетка узнает детерминанты антигена, находящегося на поверхности В- лимфоцита, при помощи имеющегося на ней специфического рецептора. Одновременно она распознает HLA-DR-антигены, экспрессированные на В-клетке и клетке, передающей В-лимфоциту антиген (макрофагах, клетках Лангерганса, Купфера или дендритных). Макрофаги стимулируют Т-хелперы посредством передачи интерлейкина-1. Второй способ активации В-клеток может осуществляться в результате образования Т- хелперами растворимых неспецифических факторов - лимфокинов. К ним относятся интерлейкин-2, фактор, регулирующий пролиферацию В-клеток в ответ на стимуляцию антигеном, фактор дифференцировки В-клеток и др.

Какой из этих двух механизмов и когда реально используется в организме при реализации иммунного ответа, до настоящего времени неясно. Можно думать, что первый контакт В-клеток с антигенном требует контактной активации, а повторный, в котором участвуют клетки иммунологической памяти, более чувствительные к антигену, может ограничиться стимуляцией Т-хелперов гуморальными продуктами. Однако для осуществления любого механизма требуется достаточная концентрация Т-хелперов, которая может создаваться в регионе микроокружения лимфоузла, в сопредельных районах микроокружения органа или в очаге воспаления, а не вообще в жидкостях организма. Нельзя забывать также, что В-лимфоциты и сами могут вырабатывать стимулирующие факторы, заменяющие факторы Т-хелперов. Но они синтезируются в В- лимфоцитах существенно в более низких количествах.

Т-лимфоциты-супрессоры способны угнетать иммунный ответ. Активация Т- супрес-соров проходит ряд фаз, в которых принимают участие и Т-хелперы. Эта активация может быть связана с чужеродным антигеном (специфическая) или не связана с ним (неспецифи-ческая). Активированные Т-супрессоры подавляют активность Т- хелперов. Таким образом, сами Т-хелперы при резком увеличении своего количества стимулирует образование Т-супрессоров. которые, в свою очередь, подавляют активность Т-хелперов. Имеются данные о возможности непосредственного угнетающего действия Т-супрессоров на В-лимфоциты и Т-киллеры, но этот путь действия Т- супрессоров менее изучен.

Таким образом, в организме имеется четкая регуляторная система Т- хелперы - Т-супрессоры, которая осуществляет контроль интенсивности развития специфической реакции иммунной системы на чужеродное.

Необходимо добавить, что функции Т-лимфоцитов этим не ограничиваются. Т-

клетки продуцируют ряд биологически активных веществ. К ним в первую очередь относится интерферон, угнетающий активность вирусов и являющийся мощным регулятором пролифе-рации и дифференцировки всех кроветворных клеточных элементов.

Массовый приход Т-лимфоцитов в локальный очаг пролиферации клеток и множественная их гибель там высвобождают обломки готовых молекул ДНК и РНК для реутилизации, способствуя ускорению пролиферативных процессов. Важной функцией Т- лимфоцитов является продукция ими серии неспецифических пептидов, которые стимулируют образование общих пулов предшественников кроветворных клеток и макрофагов, а также образование и дифференцировку стромальных клеточных элементов. Последнее особенно важно для регенерации ткани при окончании воспаления, ибо в начале регенерации образуется строма.

Подробнее о Т-лимфоцитах см.: (Иммунология, 1987).

1.2.1.3. ЕСТЕСТВЕННЫЕ (НОРМАЛЬНЫЕ) КИЛЛЕРЫ

Содержание в крови естественных киллеров невелико и составляет 4-5% от всех лимфо-цитов. Морфологически они мало отличаются от зрелых Т- и В-лимфоцитов.

46

Имеются сведения, что естественными киллерами обогащена фракция больших гранулярных лимфоцитов периферической крови.

Кинетика. Естественные киллеры образуются из стволовых предшественников Т- лимфоцитов в костном мозге, где они и созревают, после чего выходят в кровоток и постепенно мигрируют в ткани организма. Хемотаксические медиаторы Т-лимфоцитов резко усиливают и направляют к очагу воспаления естественные киллеры. Жизненный цикл этих клеток, регуляция их образования и функционирования изучены пока недостаточно.

Функциональная характеристика. Основной эффекторной функцией естественных киллеров является цитотоксическое действие на чужеродные клетки. Особенно хорошо изучено их действие на опухолевые клетки, а также клетки тканей и органов, имеющих иной, нежели в организме, набор HLA-антигенов. Поэтому сейчас нормальным киллерам придается важная роль в опухолевом иммунитете.

В опытах in vitro показано, что естественные киллеры, не имея жесткой клональной специфичности к отдельным антигенам, подобно моноцитам и гранулоцитам, могут различать чужеродные клетки по антигенам, экспресссированным на их поверхности, после чего они инициируют цепочку биохимических реакций, аналогичную запускаемой Т-лимфоцитами-киллерами, что приводит к гибели и лизису клетки-мишени. На поверхности нормальных киллеров найдены рецепторы к Fc-фрагменту lgM и СЗ-компоненту комплемента, т.е. те же, что присутствуют на всех лейкоцитах, способных осуществлять киллинг и фагоцитоз клеток-мишеней. Было четко показано, что даже минимальные количества антител и комплемента резко усиливают цитотоксический эффект этих клеток.

Исходя из положений, высказанных ранее (1.1.1.4, 1.2.1.1), можно считать, что в целостном организме человека естественные киллеры осуществляют свою функцию в результате запуска специфическими антителами и под их постоянным контролем и наведением на чужеродное. Распознание чужеродного непосредственно самими нормальными киллерами, по-видимому, представляет резервный механизм, отражающий эволюционно старые возможности и не элиминированные в результате эволюции из организма высших животных для выполнения принципа избыточности количества

механизмов защиты, обеспечивающего надежность гомеостаза и эффективность иммунных реакций организма.

1.2.2.МОНОЦИТЫ

Моноциты - это популяция ИКК, являющаяся основой всей моноцитарнофагоцитарной системы организма. В периферической крови в норме содержится обычно от

0,2-0,8х109 кле-

ток в 1 л.

Происхождение тканевых макрофагов из моноцитов периферической крови было обосновано еще И.И. Мечниковым (1917). Впоследствии было показано, что целая группа клеток тканей и органов имеет единое происхождение из моноцита крови. Все эти клеточные элементы раньше объединялись под общим термином "ретикулоэндотелиальная система". В последние годы все большее распространение приобретает термин "моноцитарно-фагоцитарная система" (МФС), которым мы и будем пользоваться в дальнейшем.

Основной клеткой данного ряда является моноцит, который образуется костном мозге, после чего выбрасывается в кровь и разносится по всем органам и тканям. В тканях из моноцитов образуется ряд клеточных элементов, которые практически не способны к последующему выходу в кровоток и рециркуляции. Все они, местно выполняя свои эффекторные функции, гибнут. Время их жизни достаточно велико.

Наиболее многочисленной и функционально важной из клеток МФС является тканевой макрофаг, обладающий высокой фагоцитарной активностью и подвижностью в тканях. Другим типом является эпителиоидная клетка, которая наиболее широко представлена в гранулемах; она обладает меньшей фагоцитарной активностью и слабой подвижностью. Третий тип клеток -

47

многоядерные гигантские клетки, образующиеся в основном за счет слияния отдельных макрофагов (а не деления ядра клетки). Имеется два подтипа таких клеток: клетки Лангерганса с небольшим числом ядер на периферии цитоплазмы и так называемые "гигантсхие клетки инородного тела", у которых множество ядер расположено по всей цитоплазме. Четвертый тип - Купферовы клетки - представляют собой оседлые макрофаги печени, расположенные по ходу сосудов, преимущественно вен, идущих от желудочно-кишечного тракта. Эти клетки неподвижны, но они активны к пиноцитозу и в меньшей степени - к фагоцитозу. Важнейшей функцией этих клеток является физиологическое поглощение и деградация растворенных веществ из портальной крови; они несут физиологическую функцию очистки кровотока от множества потенциально вредных биологических материалов, включая бактериальные эндотоксины, растворимые иммунные комплексы, в том числе токсины, нейтрализованные антителами. Пятый тип клеток моноцитарного ряда - альвеолярные макрофаги, которые выстилают альвеолы легких и являются первыми иммунными клетками, поглощающими вдыхаемые патогены. Наконец, среди потомков моноцитов имеется ряд клеток, фагоцитарная функция которых почти полностью отсутствует. К ним отно-

сятся клетки Лангерганса в коже, вуалевые клетки афферентной лимфы и отростчатые клет-

ки ретикулума в лимфоузлах. На их поверхности находят те же рецепторы, что и у всех остальных клеток семейства МФС. Эти клетки выполняют в основном вспомогательную функцию презентации антигена для Т- и В-лимфоцитов и активации последних. По-видимому, к этой же группе относятся и дендритные клетки, часто встречающиеся в центрах размножения вторичных фолликулов лимфоузлов.

Кинетика. Моноциты образуются в костном мозге из клеток стволового самоподдерживающегося пула предшественников моноцитарно-гранулоцитарного ряда. Дифференцировка их включает стадии монобласта, промоноцита и, наконец, моноцита, который поступает в кровоток.

Монобласты - это активно делящиеся клетки, способные х самоподдержанию пула. Промоноциты после двух делений в костном мозге дифференцируются в моноциты, которые мигрируют в кровоток. Значительных резервов созревших моноцитов в костном мозге нет. Время созревания моноцитов в костном мозге составляет 2-3 сут.

Полупериод пребывания моноцитов в периферической крови в среднем составляет 24 ч. Из кровотока моноциты выходят через стенки капилляров и мигрируют во все ткани организма, где превращаются в конечные эффекторные клетки.

Возможность размножения моноцитов в тканях доказана, но реально осуществляется крайне редко. Конечные дифференцированные элементы (макрофаги и др.) практически не делятся. Поэтому основное количество клеток МФС в тканях и органах определяется числом моноцитов, пришедших из кровотока.

Если нет воспалительного очага, моноциты мигрируют в ткани диффузно, хаотично. В случае внедрения чужеродного в этом участке появляется хемотаксический сигнал, направляющий и ускоряющий движение туда моноцитов из кровотока и окружающей ткани. Макрофаги и другие клетки МФС в ткани живут около 2 мес., а исходные субпопуляции - многие годы. По-видимому, этими долгоживушими клетками и определяется пожизненная фиксация татуировки и "черное легкое" курильщиков.

Внесосудистый пул клеток МФС более чем в 25 раз превышает по объему число моноцитов, циркулирующих в крови. Наиболее богаты ими печень, легкие и селезенка.

Однако в большинстве тканей (например, в мышечных) плотность расположения макрофагов крайне низка. Поэтому не нужно думать, что скопление моноцитов в очаге воспаления определяется клетками, находившимися в данной ткани до внедрения чужеродного. Напротив, эти клетки составляют ничтожную долю, а основную массу макрофагов воспалительного очага составляют моноциты, пришедшие туда из кровотока.

Регуляция продукции моноцитов осуществляется при помощи гуморальных факторов. Сами макрофаги выделяют фактор, стимулирующий образование стволовых миелоидных клетокпредшественников и фактор, стимулирующий более поздние формы дифференцировки моноцитов в костном мозге. Важную роль в регуляции содержания моноцитов в крови играют гормоны. Например, глюкокортикостероиды тормозят выброс созревших моноцитов из костного мозга в кровь и миграцию их в воспалительный очаг.

Обычно усиление продукции моноцитов при воспалении менее значительно, нежели лейкоцитов других типов. По-видимому, это связано с высокой длительностью их жизненного цикла, многократностью эффекторной функции каждого макрофага.

Функциональная характеристика. Можно выделить 5 основных функций клеток МФС:

1. Секреция биологически активных веществ, регулирующих образование других ИКК.

48

2. Защита организма от чужеродных микроорганизмов путем киллига (убийства) и переваривания их; особенно это касается облигатных внутриклеточных микроорганизмов.

3. Роль клеток-"мусорщиков", убивающих и разрушающих собственные клетки организма - поврежденные, дефектные или старые, а также разрушающих неметаболизированные органические материалы.

4. Киллинг и разрушение собственных клеток организма, несущих на своей поверхности генетически чужеродную информацию (неопластических или зараженных вирусом).

5. Участие в двусторонних клеточных регуляторных взаимодействиях с лимфоцитами и презентация им чужеродного антигена.

Регуляция функционирования клеток МФС осуществляется при помощи разнообразных медиаторов, образуемых лимфоидными и другими ИКК.. Стимулирующий антигенный сигнал, специфически передающийся макрофагу через комплекс антигенантитело, так же как кооперация с лимфоцитами, осуществляется посредством разнообразных и многочисленных рецепторов и антигенов, находящихся на поверхности клеток МФС. Главными из них являются: 1) рецепторы к Fc-фрагменту lgG; 2) СЗрецепторы; 3) la-антигены; 4) специфические антигены, характерные для моноцитарного ряда. Экспрессия рецепторов на макрофагах разных субпопуляций (супрессорных, хелперных и др.) неодинакова.

Значительная часть эффекторной функции макрофагов осуществляется за счет разнообразных медиаторов, ферментов и других биологически активных веществ, продуцируемых самими макрофагами. По количеству продуцируемых соединений они стоят наравне с гепатоцитами, выполняющими в организме основную функцию по переработке продуктов пищеварения.

К числу наиболее важных веществ, секретируемых макрофагами, относятся ферменты (лизоцим, активатор плазминогена, коллагеназа, эластаза, кислые гидролазы, протеиназы, липазы, рибонуклеазы, фосфатазы, гликозидазы, сульфатазы); ингибиторы ферментов (α- микроглобулины, ингибитор плазмина); компоненты комплемента (С1, С2, СЗ, С4, С5, факторы В и D, пропердин, инактиватор СЗb); связывающие белки (трансферрин, транскобаламин II, фибронектин); эндогенные пирогены, реакционноспособные метаболиты кислорода (перекись водорода и др.); биологически активные липиды (метаболиты арахидоновой кислоты, простагландин Е2, лейкотриен, факторы, активирующие тромбоциты и др.); медиаторы, регулирующие активность других клеток (факторы, стимулирующие репликацию: лимфоцитов - интерлейкин-1, миелоидных предшественников - КСФ, фибробластов; факторы, угнетающие репликацию лимфоцитов и опухолевых клеток); факторы, активирующие тромбоциты и нейтрофилы, хемотаксические факторы нейтрофилов. Из этого далеко не полного перечня соединений видно, что наряду с синтезом многих ферментов макрофаг не менее интенсивно продуцирует ингибиторы этих ферментов. То же относится к комплементу, который макрофаги продуцируют, активируют, но могут и разрушать.

Различные антигены, комплексы антиген - антитело и др. стимулируют, а другие вещества или воздействия угнетают продукцию макрофагом различных соединений. Кроме того, продукция тех или иных веществ идет преимущественно на разных фазах процесса, сменяясь в одних и тех же клетках под воздействием химических стимулов, исходящих из других ИКК, гормонов и чужеродных клеток, концентрирующихся в микроокружении очага воспаления.

Фагоцитоз и цитотоксичность. Основной фагоцитирующей клеткой МФС является макрофаг, у которого эта функция выражена наиболее сильно. Фагоцитоз включает 6

последовательных фаз: 1) опсонизация объекта, 2) направленное движение фагоцита к объекту (хемотаксис), 3) прикрепление к объекту (адгезия), 4) захват объекта (собственно фагоцитоз), 5) убийство (киллинг) живого объекта, 6) переваривание.

Опсонизация. Подготовка с фагоцитозу начинается с опсониэации чужеродной клетки. Инициатором этого процесса является образование на поверхности клетки комплекса антиген-антитело. Для его образования необходимо крайне мало молекул антител, которые всегда присутствуют в организме в качестве "нормальных антител”. Возможна и неспецифическая сорбция иммуноглобулинов на поверхности поврежденной клетки или чужеродной частицы. Те частицы, которые плохо сорбируют белки на своей поверхности, фагоцитируются крайне плохо.

Наличие антител на поверхности чужеродной клетки стимулирует активацию и присоединение к ним комплемента. Образовавшийся комплекс действует как активатор всех остальных стадий фагоцитоза, стимулирует (прямо или через посредство других

49

клеток) образование других веществ, усиливающих эффект опсонизации чужеродной клетки.

Хемотаксис. Опсонизированная чужеродная клетка посылает в окружающую среду хемотаксический сигнал, в направлении которого (по сути в направлении чужеродной клетки, т.е. очага воспаления) фагоцит начинает двигаться.

В качестве хемотаксических факторов работает целый ряд веществ, в том числе продукты метаболизма микроорганизмов. Вероятно, на ранних этапах эволюции каждый из этих факторов действовал самостоятельно. У высших же организмов (в том числе у человека) все они действуют в комплексе, последовательно включаясь и усиливая друг друга, причем затравочным фактором является комплекс антиген-антитело, который и определяет высокую специфичность суммарного хемотаксического сигнала. Таким образом, в ответ на чужеродное образуется комплекс хематаксических факторов, который активирует комплемент, в свою очередь усиливающий хемотаксический сигнал. Именно на этот сигнал приходят первые фагоцитирующие элементы, которые, активируя другие ИКК, стимулируют их к выработке медиаторов, усиливающих хемотаксис. Далее хемотаксический потенциал воспалительного очага усиливается за счет новообразованных антител и усиления образования комплексов антиген-антитело, а также ряда факторов, образующихся при разрушении макрофагами сосудов и тканей в этом очаге. Это хемотаксический сигнал второго порядка - развитого очага воспаления, который обеспечивает поддержание в нем активной работы за счет поступления новых порций ИКК. Исчезновение в очаге воспаления чужеродного антигена, начало регенераторных процессов ведут не только к резкому уменьшению хемотаксического стимула, но и к появлению продуктов, обладающих отрицательным хемотаксическим сигналом. В результате этого новые фагоциты перестают мигрировать в очаг, а оставшиеся жизнеспособные рассеиваются по всей ткани.

Таким образом, сумма веществ хемотаксического сигнала на всем протяжении своей реальной работы в очаге воспаления несет строго специфические черты, определяемые наличием комплекса антиген-антитело. После уничтожения чужеродного весь хемотаксический сигнал начинает работать в противоположном направлении, рассеивая ИКК из очага.

Достигнув очага воспаления, макрофаг останавливается под влиянием фактора торможения миграции лейкоцитов (МИФ), вырабатываемого Т-лимфоцитами-хелперами. Основной смысл действия этого медиатора заключается в ограничении зоны воспаления и концентрации в ней лейкоцитов. Механизм этого действия весьма интересен. Обычно для реального торможения миграции клеток требуется относительно высокая концентрация этого фактора, в то время как низкая концентрация вызывает обратный эффект (из этого видно, что название фактора отражает историю его открытия, а не суть эффекта). По-видимому, в этом заложен важный физиологический смысл, сводящийся к тому, что на первом этапе воспаления необходимо всю зону внедрения чужеродного объять с избытком, чтобы иметь гарантию "невыскальзывания" чужеродного из первичной зоны его внедрения. На первом этапе воспалительной реакции в очаге находится очень мало специфических Т-хелперов, что и обеспечивает обратное основному действие вырабатываемого ими фактора. В сформированном очаге воспаления концентрация этого фактора повышается из-за увеличения количества специфических Т-хелперов и начинает тормозить рассеивание пришедших макрофагов. При окончании воспаления в очаге уменьшается количество Т-хелперов, в соответствии с этим вырабатывается меньшее количество МИФ, что способствует рассеиванию оставшихся макрофагов.

Адгезия. Акт адгезии включает две фазы: распознавание чужеродного (специфический процесс) и прикрепление, или собственно адгеэию (неспецифический процесс).

Собственно адгезия определяется суммой общих физических и химических факторов , наличием кальциевых и магниевых мостиков, микро-рН поверхности клетки, электростатическим зарядом клетки, распластыванием поверхностной мембраны и конфигурацией поверхностных структур, суммарно регулируемых уровнем метаболитической активности клетки и воздействием внешних факторов.

Распознавание чужеродного определяется специфическим рецептором к Fcфрагменту lgG. В принципе адгезия фагоцитирующей клетки к объекту фагоцитоза может происходить и без этого специфического компонента, но в этом случае она идет крайне медленно. По-видимому, у высших организмов, в том числе у человека, адгезия практически всегда идет с включением этого специфического компонента, тем более что для активации этого процесса нужно очень небольшое количество иммуноглуболинов (а они всегда присутствуют в организме как нормальные антитела). Повидимому, этот компонент специфичности присутствует и в случае адгезин макрофага на собственных поврежденных или гибнущих клетках за счет неспецифической сорбции на них иммуноглобулинов.

50

Захват. Этап захвата (собственно фагоцитоза) частиц контролируется в организме специфическим компонентом иммунной реакции. Важная роль в этом принадлежит опсонизации. В пробирочных опытах было показано, что захват неопсонизированных частиц идет крайне медленно, причем часть из них вообще не фагоцитируется. Наиболее сильными опсонинами являются антитела (иммуноглобулины). Усиливают опсонизацию компоненты комплемента. Не случайно на фагоцитах имеются Fc- и СЗ-рецепторы, причем в эволюции эти рецепторы появляются лишь у позвоночных животных. Поэтому акт фагоцитоза становится высокоспецифичным лишь у высших животных, когда появляется способность к антителообразованию. Таким образом, эволюционно специфичность иммунной системы появляется как новый компонент иммунной реакции, но не изолированный, а как надстройка, физиологически связанная с уже имеющейся иммунной системой.

В процессе фагоцитоза плазматическая мембрана макрофага при помощи образованных ею выступающих складок захватывает объект фагоцитоза, с которым клетка соприкасается, и обволакивает его. Небольшая вакуоль, образующаяся в этом случае при слиянии обхвативших частицу складок, называется фагосомой. Далее фагосома отрывается от поверхности мембраны и перемещается в цитоплазму.

Киллинг (убийство). В фагосоме захваченная клетка гибнет. Для успешного осуществления ее убийства макрофаг должен быть активирован. В неактивированном макрофаге могут длительно жить различные микроорганизмы (гонококки, микробактерии туберкулеза и др.); при активации макрофага они гибнут. Специфические Т-хелперы в присутствии соответствующего антигена выделяют армирующий фактор, активирующий киллинг - эффект макрофага. В одних случаях (при ряде инфекций, при киллинге нефагоцитированных клеток, например опухолевых) наличие армирующего фактора для киллинга абсолютно необходимо, в других - процесс может идти и без этого фактора, хотя и менее эффективно. Целый ряд веществ может стимулировать продукцию данного фактора Т-клетками: вещества эти имеют преимущественно липополисахаридную природу (например, вакцина БЦЖ).

Активированный макрофаг начинает убивать и другие, незахваченные, чужеродные клетки при контакте с ними (так называемая антителозависимая цитотоксичность макрофагов).

Для осуществления киллинга макрофаг продуцирует и секретирует в фагосому или в окружающее пространство серию реакционноспособных производных кислорода - это в большинстве своем короткоживущие молекулы, в высокой степени активные биохимически.

Переваривание. Последний этап фагоцитоза - переваривание захваченного и убитого материала. Для этого с фагосомой, содержащей объект фагоцитоза, объединяется лизосома. Лизасома содержит более 25 различных ферментов, в число которых входит большое количество гидролитических энзимов: кислая фосфатаза, катепсин и др. В фагосоме происходит активация всех этих ферментов, так называемый метаболитический взрыв, в результате которого фагоцитированный объект переваривается. Важно, что часть молекул антигена разрушается при этом не полностью: напротив, происходит усиление их антигенной активности. Далее фагосома с остаточным антигеном выбрасывается на поверхность клетки, высвобождая высокоиммуногенный антиген, что имеет важное значение для индукции лимфоцитами специфического иммунного ответа.

Взаимодействие с лимфоцитами. Для активации пролиферации и дифференцировки специфических клонов лимфоцитов при внедрении некоторых антигенов, в первую очередь при вторичном иммунном ответе, бывает вполне достаточно взаимодействия Т- и В-лимфоцитов разных субпопуляций. Однако такая активация обычно слаба, а для многих антигенов, особенно при первичном антигенном стимуле, вообще невозможна без участия клеток МФС. Участие макрофагов в этом процессе состоит в разрушении клеток до антигенов в максимально иммуногенной форме; презентации этих антигенов непосредственно Т-и В-клеткам; выделении факторов, активирующих Т- и В-лимфоциты, получившие антиген.

Презентацию антигена и активирующих факторов клетки МФС осуществляют преимущественно при непосредственном контакте с лимфоцитами. Важную роль в этом процессе играет сила адгезии. Антиген может сорбироваться на мембране макрофага после переваривания и активации его в процессе фагоцитоза. Растворимые антигены могут непосредственно сорбироваться