37.6. Эффекторное звено клеточного иммунного ответа

Как уже указывалось, эффекторным звеном клеточного иммунного ответа является иммунное воспаление вкупе с цитотоксической активностью Т-киллеров.

А. Воспалительная реакция является нормальной защитной реакцией макроорганизма на проникновение в него микроба, поэтому само по себе воспаление является признаком наличия инфекционного процесса (хотя в редких случаях и может развиться так называемое асептическое воспаление). Термин «иммунное воспаление», которым обозначается одна из двух основных сторон эффекторного звена клеточного иммунного ответа, означает, что воспалительная реакция организована именно иммунной системой в помощь активированным в ходе иммунного ответа цитотоксическим лимфоцитам. Закономерности развития воспалительной реакции разбираются в курсе патологической физиологии.

Б. Что же касается механизмов уничтожения клеток, несущих чужеродный антиген (клеток-мишеней), Т-киллерами (цитотоксическими лимфоцитами), то они сводятся к двум основным процессам.

1. Это, во-первых, внеклеточная цитотоксичность, осуществляемой перфоринами.

а. Перфорин представляет собой особый протеин. В гранулах цитотоксических лимфоцитах он находится в виде растворимого белка-предшественника.

б. Будучи секретирован Т-киллером, перфорин в течение нескольких секунд полимеризуется в мембране клетки-мишени (липофильные участки наружу, гидрофобные – внутрь клетки) с образованием поры диаметром 16 нм. В результате клетка-мишень разрушается в результате осмотического лизиса (Рис. 37.6-1).

Рис. 37.6-1. Осмотический лизис клетки-мишени как результат воздействия на нее перфоринов, синтезированных цитотоксическими лимфоцитами

2. Во-вторых, запуск в клетках-мишенях процесса апоптоза (генетически запрограммированной гибели клеток без образования токсических продуктов распада). Цитотоксические лимфоциты включают апоптоз в клетке-мишени двумя путями.

а. Через мембранную пору, сформированную перфорином, внутрь клетки-мишени проникают секретируемые цитотоксическим лимфоцитом гранзимы (сериновые протеазы), которые активируют в клетке-мишени каспазы (особые ферменты – цистеиновые протеазы), которые в свою очередь активируют эндонуклеазы, осуществляющие фрагментацию ДНК (кариорексис) (Рис. 37.6-2), вслед за чем происходит выпочковывание апоптозных телец (фрагментов, окруженных мембраной) и распад на них клетки без формирования воспалительной реакции (т.е. продукты распада клетки не являются токсичными для макроорганизма) (Рис. 37.6-3).

Рис. 37.6-2. Дефрагментация ДНК при апоптозе

Рис. 37.6-3. Процесс апоптоза

б. Взаимодействие комплекса [TCR + CD3] с MHC-I на поверхности клетки-мишени приводит к включению в геноме ЦТЛ механизма транскрипции гена, детерминирующего синтез Fas-лиганда, который затем экспрессируется на поверхности ЦТЛ. На поверхности клетки-мишени находится рецептор для Fas-лиганда – Fas-белок. Специфическое связывание Fas-белка с Fas-лигандом активизирует Fas-белок, который, в свою очередь запускает процесс активации каспаз (Рис. 37.6-4).

Рис. 37.6-4. Запуск Т-киллером апоптоза клетки-мишени вследствие экспрессии на нем Fas-лиганда и специфического взаимодействия последнего с Fas-рецептором (Fas-белком) на поверхности клетки-мишени

в. На организацию сигнала к апоптозу для клетки-мишени цитотоксическому лимфоциту требуется не более 5 минут, после чего он физически переходит к другой клетке-мишени. Т.е. ЦТЛ является серийным киллером (Рис. 37.6-5).

Рис. 37.6-5. Серийный убийца – цитотоксический лимфоцит (Т-киллер)

(на рисунке видно, что на поверхности клетки-мишени – например, клетки, инфицированной вирусом – меняется «репертуар» рецепторных молекул, что и делает возможным прикрепление к ней Т-киллера с последующим запуском описанных выше путей внеклеточной цитотоксичности последнего)

г. После завершения апоптоза происходит своеобразная «уборка» образовавшихся продуктов распада клетки, в которой участвуют макрофаги и дендритные клетки.

1. Макрофаги фагоцитируют апоптозные тельца.

2. Дендритные клетки играют двоякую роль.

а. С одной стороны, они поглощают апоптозные тельца макрофагоцитозом.

б. С другой стороны, дендритные клетки способны индуцировать иммунный ответ на компоненты апоптозных телец.