Обсуждена на заседании

Для преподавателей

«УТВЕРЖДАЮ»:

Начальник кафедры

клинической биохимии и

лабораторной диагностики

полковник м/с

______________________/А.И.КАРПИЩЕНКО/

«____»__________1999 г.

Доктор медицинских наук, профессор, полковник м/с Пастушенков В.Л.

ЛЕКЦИЯ

по клинической лабораторной диагностике

ТЕМА: «Общие морфо-биохимические характеристики субпопуляций Т-лимфоцитов. Поверхностный рецепторный аппарат различных Т-лимфоцитарных субпопуляций. Антигенный спектр Т-лимфоцитов. Функциональная роль Т-лимфоцитарных субпопуляций в иммунном ответе. Гормоны и регуляторы Т-системы иммунитета, регулирующие клеточный иммунный ответ. Основный формы проявления иммунного ответа организма, реализуемого преимущественно Т-системой иммунитета. Трофическая функция Т-лимфоцитов.»

для слушателей I и VI факультетов и клинических ординаторов

кафедры

«___»__________________________

Дополнена___________

Санкт-Петербург

Содержание

1. Введение.

2. Поверхностный рецепторный аппарат различных Т-лимфоцитарных. субпопуляций.

3. Антигенный спектр Т-лимфоцитов. Двойное иммунологическое распознавание.

4. Характеристика субпопуляций Т-лимфоцитов и их функциональная роль в иммунном ответе.

5. Гормоны и медиаторы Т-системы иммунитета, регулирующие клеточный иммунный ответ.

6. Активация Т-лимфоцитов.

7. Основные формы проявления иммунного ответа организма, реализуемого преимущественно Т-системой иммунитета.

8. Заключение.

Литература

а) использованная при подготовке текста лекции:

1. Игнатьева Г.А. Иммунная система и патология.//Патофизиология и экспериментальная терапия, 1997, №6, С. 26-37.

2. Кульберг А.Я. Молекулярная иммунология. М.: Высшая школа, 1985.– 204 с.

3. Ройт А. Основы иммунологии. М.:Мир, 1991.- 328 с.

4. Фрейдлин И.С. Иммунная система и ее дефекты. СПб.:НТФФ «Полисан»,1998. -–111 с.

5. Ярилин А.А., Добротина Н.А. Введение в современную иммунологию. Н.Новгород: Изд-во Нижегород. универс.,1997. – 235 с.

6. Austyn J.M. New insight into the mobilization and phagocytic activity of dendritic cells//J. Exp.Med.,1996, p. 1287-1292.

7. Benjamini E., Sunshine G., Leskowitz S. Immunology, a short course. WILEYLISS, New York, 1996, 451 p.

б) рекомендуемая слушателям и курсантам для самостоятельной работы по теме лекции:

1. Петров Р.В. Иммунология. – М.: Медицина, 1987..

2. Ройт А. Основы иммунологии. М.:Мир, 1991.- 328 с.

3. Фрейдлин И.С. Иммунная система и ее дефекты. СПб.:НТФФ «Полисан»,1998. -–111 с.

4. Фрадкин В.А. Аллергодиагностика in vitro. – М.: Медицина, 1975.

Наглядные пособия: схемы, таблицы и слайды в соответствии с каталогом кафедры.

Технические средства обучения: кодаскоп.

Подпись автора______________________

«_______»________________ 1999 г.

Введение.

Основное действующее лицо иммунной системы -лимфоцит. Он решает главную задачу иммунитета: распознавание антигена и его элиминацию. Т-лимфоциты осуществляют клеточные реакции иммунитета, направленные против внутриклеточных паразитов (микобактерий туберкулеза, грибов простейших, вирусов), а также в качестве помощников участвуют в развитии гуморального иммунного ответа.

Лимфоциты – единственные из клеток крови, которые имеют обязательную двухэтапную дифференцировку: первый этап – лимфопоэз (на территории органов лимфопоэза – костного мозга и тимуса), второй этап – иммуногенез. Иммуногенез – это продолжение дифференцировки лимфоцита (любого) после того, как он распознает и свяжет свой антиген.

Лимфопоэз – антигеннезависимый этап дифференцировки.

Иммуногенез – антигензависимый этап продолжения дифференцировки.

Поверхностный рецепторный аппарат Т-лимфоцитов.

Синтез и экспрессия на мембране лимфоцита антигенраспознающего рецептора происходит во время лимфопоэза, т.е. в отсутствии антигена. В результате пожизненно идущего лимфопоэза здоровый организм млекопитающего формирует >109вариантов клонов лимфоцитов. Каждый клон лимфоцитов (все клетки клона – дочерние клетки одного лимфоцита, поделившегося правильным митозом, следовательно, тождественны друг другу) экспрессирует один единственный вариант антигенсвязывающего рецептора, т.е. каждый единичный лимфоцит предназначен для одного, своего антигена. Это уникальное свойство лимфоцитов, таким свойством не обладают никакие другие клетки многоклеточных организмов.

Лимфопоэз происходит в костном мозге и тимусе. В них заходят недифференцированные клетки-предшественники, а выходят завершившие лимфопоэз неиммунные лимфоциты (virgin, naive). Один из стабильных маркеров таких неиммунных Т-лимфоцитов CD45RA (определенная изоформа мембранного фермента тирозинфосфатазы).

Этапы лимфопоэза Т-лимфоцитов в тимусе:

1. В тимус приходит из костного мозга коммитированная клетка-предшественник и пролиферирует в корковом слое несколько раз.

2. На мембране экспрессируется одна из полипептидных цепей молекулы CD3 -d.

3. Экспрессируется ген TdT – концевой дезоксирибонуклеотидилтрансферазы.

4. Экспрессия CD4 и CD8.

5. Экспрессия цельного гетеродимерного рецептора (T-cell receptor- TСRab) - особый рецептор для антигена.

6. Тимоциты со сформировавшимся TСR вступают в активное взаимодействие с молекулами НLA I или II класса, укомплектованными эндогенными пептидными антигенами на клеточной мембране дендритных клеток тимуса (возможно, и других) – «клеток-кормилиц» и проходят процессы негативной и позитивной селекции. Негативная селекция – гибель путем апоптоза лимфоцитов, не связавших своим рецептором TСR НLA антигены или связавших их слишком сильно. Позитивная селекция – избирательная защита от апоптоза тимоцитов, связавших какой-либо пептидный антиген со средней аффинностью. В зависимости от того, какая антигенпрезентирующая клетка работает с тимоцитом на данном этапе лимфопоэза, на клеточной мембране и в геноме тимоцита закрепляется экспрессия только одной из ключевых молекул – либо CD4 (которая комплементарно связывается с собственным НLA II), либо CD8 (которая комплементрано связывается с НLA I). Соответственно из CD4+-тимоцита в будущем в периферических тканях получится какой-либо из Т-хелперов (Th0, Th1, Th2, Th3). Из CD8+-тимоцитов получится ЦТЛ.

Только такие тимоциты в норме мигрируют из тимуса в периферические ткани и там они будут ждать встречи со «своим» антигеном, подобным тому «учебному» пептиду, с которым этот тимоцит контактировал в период лимфопоэза в тимусе.

В лимфоидной системе выделены специальные места, предназначенные для встречи лимфоцитов с антигенами. В зависимости от способа поступления антигена в организм это: селезенка (гематогенный путь), регионарные лимфатические узлы (кожа и слизистые), брыжеечные лимфоузлы (ЖКТ). Скорость рециркуляции лимфоцитов через системное кровеносное русло высока, однако здесь нет места свободной диффузии лимфоцитов в лимфоидные органы. Чтобы лимфоцит проник в определенный лимфоидный орган или определенную нелимфоидную ткань на его мембране экспрессируется homing-рецептор. Соответственно на эндотелии посткапиллярных венул экспрессируется специальные молекулы адрессины, комплементарные определенному homing-рецептору. Миграция лимфоцитов из крови в ткани происходит преимущественно через высокий эндотелий капиллярных венул. Этот эндотелий формируется под влиянием цитокинов, вырабатываемых Т-лимфоцитами. Обратно из тканей лимфоциты собираются в афферентные лимфатические сосуды и по ним «впадают» в лимфоидные органы. Через эфферентный лимфатический сосуд лимфоциты уходят из лимфоидного органа в системную циркуляцию в кровь. Из крови – снова в ткани, круг замкнулся.

Антигенный спектр Т-лимфоцитов. Двойное иммунологическое распознавание.

Морфологически единообразные малые лимфоциты отличаются друг от друга по следующим параметрам:

1) специфичности антигенсвязывающего рецептора;

2) функциям в иммунном ответе.

Т-лимфоциты несут на своей поверхности специфический Т-клеточный рецептор (ТСR), особенностью которого является способность распознавать чужеродный антиген только в комплексе с собственными клеточными антигенами главного комплекса гистосовместимости (HLA) на поверхности вспомогательных антигенпрезентирующих клеток (дендритных или макрофагов) – феномен «двойного иммунологического распознавания» (P. Doherty и R. Zinkernagel – Нобелевская премия 1996г.). Т-лимфоциты распознают не целые белковые молекулы, а лишь небольшие пептидные фрагменты, представленные на мембране антигенраспознающих клеток в комплексе с рецепторами HLA. СD4+Т-лимфоциты распознают антигенные пептиды в комплексе антигенами HLA II типа, а CD8+Т-лимфоциты распознают антигенные пептиды в комплексе с антигенами гистосовместимости I класса.

На всех Т-лимфоцитах ТСR имеют единую третичную и четвертичную молекулярную структуру: две разные взаимосвязанные полипептидные цепи, встроенные в клеточную мембрану (гетеродимер). У млекопитающих известны два варианта гетеродимеров TCR: в одном цепи обозначаются a и b, во втором - g и d. Каждая из этих 4 цепей кодируется отдельным геном. На лимфоците экспрессируется только один из двух вариантов пар цепей. Все Т-лимфоциты, несущие ТСRab, дифференцируются из стволовой кроветворной клетки в тимусе. Большинство лимфоцитов с TCRgd дифференцируются экстратимически, преимущественно в слизистой оболочке ЖКТ и там же выполняют свою функцию. Несмотря на то, что общее количество TCRgd лимфоцитов достигает 50% от всех Т-лимфоцитов, в крови их практически невозможно обнаружить, а в тимусе их присутствует не более 0,5% от тимоцитов. Основное место их локализации – барьерные ткани, в основном – слизистая ЖКТ.

Характеристика субпопуляций Т-лимфоцитов и их функциональная роль в иммунном ответе.

Т-лимфоциты хелперы – CD4+TCRab (Тh0, Т h1, Т h2, Т h3)

Тh – обозначение лимфоцитов, несущих рецепторы CD4 и TCRab. В последние 10 лет стало известно, что среди Тh дифференцируются по крайней мере 3 или 4 функционально разнящиеся субпопуляции, которые отличаются друг от друга вырабатываемыми цитокинами.

Наиболее изученными являются субпопуляции Th1 и Th2.

В целом можно сказать, что Th1-лимфоциты несут воспалительную функцию, а Th2 – хелперную. Воспалительные Т-лимфоцитыв результате антигензависимой дифференцировки приобретают способность активировать макрофаги и тем самым содействовать уничтожению внутриклеточных патогенных агентов. Способность активированных макрофагов убивать внеклеточные мишени распространяется не только на некоторые опухолевые клетки, но и на нормальные клетки собственного организма, с чем связывают патогенетическую роль иммунного воспаления (ГЗТ). Поэтому нужна очень тонкая регуляция функций макрофагов со стороны Th1.Т-хелперы активируют специфические В-лимфоциты к продукции соответствующих антител. Таким образом в соответствии с двумя путями дифференцировки Т-лимфоцитов может развиваться преимущественно клеточно-опосредованный или преимущественно гуморальный специфический иммунный ответ.

Наличие супрессорной субпопуляции Th3 пока дискутабельно. Ей приписывается важная роль в осуществлении супрессии иммунного ответа за счет секреции TGFb (трансформирующий фактор роста b) – главного гуморального фактора супрессии иммунного ответа.

Клонированные клетки Th3 способны индуцировать состояние толерантности в экспериментальных моделях. Очевидно не существует отдельной субпопуляции Т-лимфоцитов – супрессоров, которые развиваются в процессе лимфопоэза. Супрессия – многофакторное состояние, этап иммунного ответа, когда антиген уже элиминирован, поэтому подавляется пролиферация лимфоцитов цитокином TGFb, а простимулированные лимфоциты подвергаются апоптозу.

Пойдет дифференцировка преимущественно по пути Th1 или Th2 определяется многими факторами. Имеют значение качество, доза и пути проникновения антигена в организм. В некоторых модельных системах можно отследить, что иммунный ответ с преобладанием дифференцировки Th1 лимфоцитов развивается на малые дозы антигена, а Th2 – на большие. Однако понятие «малые - большие» надо отрабатывать для каждой конкретной системы.

СD4+Т-лимфоциты любой функциональной специализации объединяет одно общее свойство, касающееся особенности их антигенраспознающего рецептора – ТСR. TCRab в комплекте с мембранной молекулой СD4 способен связываться (т.е. распознавать) только с пептидными антигенами и только в том случае, если эти пептидные антигены связаны в комплекс с молекулами НLA II класса на поверхности клеток своего организма. Сама молекула CD4 взаимодействует с молекулами НLA II класса. Можно сказать, что на CD4+Т-лимфоцитах дееспособен рецепторный комплекс такого состава: CD4 + TCRab + CD3. Компоненты по отдельности не распознают антиген и не запускают дифференцировку лимфоцитов. Молекулы НLA –II экспрессируются на мембране только опреде -ленных клеток в организме – дендритных, В-лимфоцитов, макрофагов, эндотелия сосудов. Эти клетки имеют групповое название антигенпредстав- ляющих клеток (АРС). CD4+Т-лимфоциты способны «увидеть» своим рецептором пептидный антиген только на клеточной мембране названных АРС и в том случае, если определенная АРС предварительно поглотила антиген из внешней среды и подвергла его частичному ферментативному расщеплению и конъюгации со своими клеточными молекулами НLA-II (долимфоцитарная обработка антигена называется процессингом). Никто ни разу не описал наблюдения, чтобы CD4+Т-лимфоцит распознал (связал своим ТСRab) свободный антиген. Принято считать, что CD4+Т-лимфоциты в связи с описанными закономерностями своего функционирования предназначены для иммунного распознавания преимущественно антигенов которые проникли в межклеточные пространства внутренней среды организма. Функционально CD4+ТСRab дифференцируются в Т-хелперы (Th0, Th1, Th2, Th3).

Цитотоксические Т-лимфоциты – CD8+TCRab

СD8+Т-лимфоциты с рецептором TCRab работают с антигеном по иной программе. Молекула CD8 на клеточной мембране Т-лимфоцита предназначена для взаимодействия (связывания) с молекулами НLA-I на поверхности клеток, несущих антиген, т.е. данные лимфоциты также способны распознать свой антиген только в комплексе с НLA, но уже не II, а I класса, на клетках своего родного организма. НLA-I экспрессируется на всех клетках организма, только в разной концентрации на мембране. Поэтому антигенпредставляющими клетками для CD8+TCRab Т-лимфоцитов может стать любая клетка организма, если ее молекулы НLA-I связали некий антиген, для которого среди CD8+ Т-лимфоцитов нашелся комплементарный TCR. Молекулы НLA-I по своей внутриклеточной биохимии способны связывать пептидные фрагменты антигена в цитозоле клетки. По сути дела это и есть фрагменты белков вирусов, бактерий и простейших,которые синтезировались внутри клетки и стали объектом внимания иммунной системы.

СD8TCRab-лимфоциты предназначены для дифференцировки в цитотоксические лимфоциты (ЦТЛ). Это единственные из лимфоцитов, которые сами непосредственно своим «клеточным телом» работают над деструкцией, разрушением клетки-мишени, на мембране которой «проступили» инфекционные антигены в связке с родными молекулами НLA-I. Механизм деструкции клеток-мишеней состоит из комбинации осмотического лизиса при формировании крупных ригидных пор в клеточной мембране с помощью поры-образующих белков (перфоринов) плюс индукция апоптоза в клетке-мишени при участии пресинтезированных цитотоксинов – фрагментинов. В результате дифференцировки после контакта с антигеном ЦТЛ приобретают повышенное содержание цитолитических гранул в цитоплазме, необходимых для реализации их цитотоксической функции.

Таким образом, из изложенного выше мы видим, что Т-лимфоциты с ТСRabкак CD4+, так и CD8+, способны работать с антигеном только, если его им «поднесли» (представили) другие клетки. Такая прихотливость окупается высокой специфичностью TCRabпо антигену и, следовательно, высокой степенью избирательности иммунного ответа именно на данный антиген, не затрагивая (в норме) перекрестно-реагирующие.

Дата добавления: 2014-01-07