Иммунная система человека состоит из инкапсулированных центральных (костный мозг и тимус) и периферических органов (селезенка, лимфатические узлы) и неинкапсулированной ткани лимфоидных фолликулов лимфатических узлов, ассоциированных со слизистой оболочкой (MALT, mucosal associated lymphoid tissue).
Субъединицей периферических органов являются лимфоидные фолликулы — скопления зрелых В- и Т-лимфоцитов, которые при взаимодействии с антигеном формируют иммунный ответ. Этот процесс называется иммуногенезом, который обеспечивается клеточным микроокружением, где находятся макрофаги, дендритные клетки, эндотелий сосудов и производные других тканей.
Тимус
Тимус — непарный орган, который состоит из двух долей, покрытых капсулой. Доли разделены на дольки, которые, в свою очередь, имеют кортикальный и медуллярный слои. Сразу после рождения он является полноценным органом, а в дальнейшем он постепенно деградирует. В тимусе активно происходят процессы созревания Т-лимфоцитов, продолжается дальнейшая дифференцировка Т-лимфоцитов, связанная с реаранжировкой VDJ-регионов, образованием структуры гена VDJC (С – константная часть), который и определяет специфичность цитоплазменного, а затем мембранного Т-клеточного рецептора (T-cell receptor, TCR). Выделяют преобладающую популяцию Т-лимфоцитов, у которых TCR состоит из α- и β-цепей, и минорную группу Т-лимфоцитов с TCR, представленным γ- и δ-цепями.
Все этапы реаранжировки VDJ-генов происходят в кортикальном слое тимуса на стадии больших кортикальных тимоцитов. Там же на стадии малых кортикальных тимоцитов Т-лимфоциты приобретают рецепторы CD4 и CD8, которые окончательно формируют TCR, последний в дальнейшем будет участвовать в распознавании чужеродного антигена. По сформированной структуре TCR и происходит двойной селективный отбор образованных клеток. При наличии комплементарности появившегося TCR и собственных антигенов эпителиальных клеток микроокружения («клеток-нянек») эти клетки продолжают пролиферацию, остальные (более 90 %) погибают и фагоцитируются макрофагами (положительная селекция).
Далее, при слишком высокой аффинности TCR к собственным антигенам, клетки также элиминируются, чтобы они не могли в дальнейшем реагировать активацией при контакте с аутомолекулами (негативная селекция). Окончательная специализация происходит в медуллярной части тимуса, когда Т-лимфоциты становятся Т-хелперами (CD4+) или Т-супрессорами (CD8+).
После созревания Т-лимфоциты выходят в периферический кровоток и мигрируют в органы иммунной системы, где участвуют в специфическом ответе. Зрелые Т-лимфоциты с TCR γ/δ-типа в основном накапливаются в тканях, Т-лимфоциты с TCR α/β-типа — в лимфоидных фолликулах периферических органов иммунной системы, где участвуют в «обучении» наивных В-лимфоцитов распознавать чужеродные антигены. Т-лимфоциты способны распознавать антигены только при наличии специализированных молекул человеческого лейкоцитарного антигена (HLA, human leukocyte antigens), что приводит к выработке специфических, обладающих избирательной направленностью к клеточной стимуляции цитокинов, активирующих гранулоциты, макрофаги и В-лимфоциты.
Принципиальное отличие CD4+ от CD8+ связано с реакцией на антигены при участии молекул HLA II типа, которые, как правило, находятся на поверхности антигенпрезентирующих клеток, после чего происходит положительная стимуляция иммунокомпетентных клеток: нейтрофилов и макрофагов (при воздействии лимфоцитов CD4+ 1-го типа) и В-лимфоцитов с дальнейшей выработкой антител (при воздействии лимфоцитов CD4+ 2-го типа). Т-супрессоры CD8+ при участии молекул HLA I типа активируют механизмы повреждения сенсибилизированных распознанным антигеном клеток.
Селезенка
Селезенка — непарный иммунный орган, масса которого составляет в среднем 150 г. Она покрыта капсулой, состоит из синусоидного типа сосудов (красной пульпы) и скопления лимфоидных элементов (белой пульпы). Через приносящую селезеночную артерию в селезенку поступают собственные старые эритроциты, которые элиминируются макрофагами красной пульпы, или собственные сенсибилизированные чужеродными антигенами клетки, молекулы, чужеродные микроорганизмы. Они фагоцитируются макрофагами и представляются для иммунного ответа в белую пульпу, где происходит выработка антител против всех инфекций, способных попадать в кровь. Таким образом, селезенка представляет собой орган, необходимый для разрушения стареющих эритроцитов с низкой способностью к деформации, продукты распада которых (железо, непрямой билирубин, получаемые из гемоглобина) поступают через воротную вену в печень и депонируются или выводятся из организма.
С другой стороны, селезенка — это орган, обеспечивающий защиту организма от «заражения крови» особо патогенными, способными к гематологической диссеминации инфектами. Такая функция селезенки формируется в первые 10 лет жизни, максимального развития белая пульпа достигает к 20 годам, после чего постепенно атрофируется в связи полноценной адаптацией организма ко всем потенциально опасным микроорганизмам.
Лимфатические узлы
Лимфатические узлы представляют собой инкапсулированные органы размером 0,5–1,5 см, состоящие в основном из лимфоидной ткани. В них выделяют Т-зону, расположенную ближе к воротам, и В-зону в виде первичных и вторичных фолликулов, находящуюся на периферии ближе к капсуле. Функция лимфатических узлов состоит в образовании регионарного иммунитета к антигенам, поступающим с током лимфы. При попадании в лимфоидные фолликулы чужеродных антигенов (это касается всех вторичных органов иммунной системы) происходит активация В-лимфоцитов, начинается быстрое их деление, образование центров деления, в результате чего формируются вторичные фолликулы.
Данный процесс происходит в центре фолликула при контакте с антигенпрезентирующими клетками (макрофагами, дендритными клетками) и Т-лимфоцитами. В результате активации В-лимфоциты становятся центробластами, которые быстро делятся, что запускает второй этап запрограммированного повреждения ДНК — гипермутацию V-участка гена иммуноглобулина. В процессе пролиферации появляются наиболее аффинные к антигенам молекулы иммуноглобулинов, клетки с данными молекулами (центроциты) отбираются Т-лимфоцитами для дальнейшей продукции антител. Остальные В-лимфоциты, не имеющие прочной связи с антигеном, элиминируются путем апоптоза. В результате сохраняются только единичные В-лимфоциты, которые в дальнейшем, пролиферируя, формируют клон высокоспециализированных для борьбы с конкретным антигеном клеток (центроциты).
При перемещении в мантийную зону (вокруг центра фолликула) в лимфоцитах происходит выбор типа тяжелых цепей иммуноглобулина, и они в дальнейшем через маргинальную зону, а затем через кровоток поступают в костный мозг, становятся антигенпродуцирующими плазматическими клетками или сохраняют способность к распознаванию антигена и становятся клетками памяти. Выделяют формы В-лимфоцитов, которые без контакта с Т-клетками могут активироваться и вырабатывать антитела против крупных (полимерных) молекул (Т-независимые антигены), входящих в состав мембраны ряда наиболее распространенных бактерий. Такие антигены могут связываться сразу с несколькими BCR и стимулировать выработку иммуноглобулинов класса М.
При подготовке данной статьи использованы:
Стуклов Н.И. “Учебник по гематологии” / Н.И. Стуклов, Г.И. Козинец, Н.Г. Тюрина. – М.: Практическая медицина, 2018. — 336 с.