Врожденный не специфический (Естественный) иммунитет

На протяжении многих миллионов лет существования жизни на Земле природа создала сложную, но надежную систему, получившую название иммунной, или иммунокомпетентной. Основной задачей этой системы является создание условий для того, чтобы конкретный организм, конкретный индивидуум не погибал. Это значит, что под контролем иммунной системы находится функционирование очень многих органов и систем организма. Однако, прежде всего было важно, чтобы организм не погибал от инфекционных заболеваний, которые развиваются под влиянием экзогенных инфекционных возбудителей, либо тех, которые населяют организм и относятся к так называемым сапрофитам.Общую систему иммунитета можно разделить на два больших отдела (части, подсистемы), совместное функционирование которых создает очень мощную, имеющую несколько звеньев, защиту: врожденный неспецифический (естественный) иммунитет (неспецифические факторы естественной резистентности) и приобретенный специфический (адаптивный) иммунитет. При возникновении необходимости защитить организм, например при попадании в него инфекционного возбудителя, в первую очередь “в бой” вступают факторы врожденного (естественного) иммунитета. Что же входит в понятие врожденного неспецифического (естественного) иммунитета, какие факторы и системы?Это, прежде всего, механические барьеры и физиологические факторы, которые препятствуют проникновению инфекционных агентов в организм. К ним относятся неповрежденная кожа, различные секреты, покрывающие эпителиальные клетки и предотвращающие контакт между разнообразными патогенами и организмом. К факторам естественной резистентности можно отнести слюну, слезы, мочу, мокроту и другие жидкие среды организма, которые способствуют выведению микробов. Здесь же и слущивающиеся с поверхности кожи клетки эпителия, ворсинки эпителиальных клеток дыхательных путей.

К неспецифическим факторам резистентности можно отнести такие физиологические функции, как чихание, рвота, понос, которые также способствуют элиминации патогенных агентов из организма. Сюда же следует отнести такие физиологические факторы, как температура тела, концентрация кислорода, гормональный баланс. Этот последний фактор имеет большое значение для иммунного ответа. Например, увеличение продукции кортикостероидов подавляет воспалительные процессы и снижает резистентность организма к инфекции. Известно, например, что при аутоиммунных заболеваниях или кризах отторжения пересаженных органов под влиянием лечения большими дозами кортикостероидов у пациентов развивается повышенная чувствительность к инфекционным агентам.

Далее можно выделить химические и биохимические реакции, подавляющие инфекцию в организме. К факторам неспецифической защиты с таким действием относятся продукты жизнедеятельности сальных желез, содержащие антимикробные факторы в виде жирных кислот; фермент лизоцим, который содержится в различных секретах организма и обладает способностью разрушать грамположительные бактерии; низкая кислотность некоторых физиологических секретов, препятствующих колонизации организма различными микроорганизмами. Например, кислая рН мочи, влагалищного секрета, желудочного сока поддерживает способность противостоять патогенным микроорганизмам.

Следующим компонентом (звеном) врожденного иммунитета является клеточный, который включает мононуклеарные фагоциты (моноциты, тканевые макрофаги), гранулоциты – нейтрофилы, эозинофилы, базофилы (периферической крови и тканевые, или тучные клетки), а также киллерные клетки – естественные (ЕК-клетки), просто киллерные (К-) и лимфокинактивированные киллерные клетки (ЛАК-клетки).

Клетки системы мононуклеарных фагоцитов (моноцитарно-макрофагальной системы) выполняют в организме двоякую функцию. С одной стороны, они участвуют в непосредственной защите организма от чужеродных веществ, главным образом за счет фагоцитоза и антитело зависимого киллинга. Эти функции моноцитов и тканевых макрофагов реализуются в рамках врожденного неспецифического иммунитета. С другой стороны, клетки моноцитарно-макрофагальной системы способны взаимодействовать с лимфоидными, “включая” и регулируя механизмы специфического адаптивного иммунитета. Эти функции моноцитарно-макрофагальные клетки выполняют за счет способности презентировать (представлять) чужеродный антигенный материал для распознавания Т-лимфоцитам и продуцировать цитокины.

Моноциты периферической крови и тканевые макрофаги происходят из полипотентной стволовой клетки. Попав в кровяное русло, моноциты в течение 2-3 суток расселяются в ткани, где они превращаются в тканевые макрофаги.

Тканевые макрофаги – производные моноцитов

• Плевральные и перитонеальные макрофаги.
• Звездчатые ретикулоэндотелиоциты (купферовские клетки) печени.
• Альвеолярные макрофаги.
• Интердигитарные клетки лимфатических узлов.
• Макрофаги вилочковой железы (тимические).
• Костномозговые макрофаги.
• Остеокласты.
• Синовиальные клетки (тип А).
• Глиальные макрофаги (микроглиоциты) мозга.
• Мезангиальные клетки почек.
• Поддерживающие клетки (клетки Sertoli) яичка.
• Дендритные клетки лимфатических узлов и селезенки.
• Клетки Лангерганса кожи и слизистых оболочек.

Подсчитано, что суточная порция моноцитов, покидающих кровяное русло, в тканях распре-деляется следующим образом: 56,4% – печень; 14,9-легкие; 7,6-брюшная полость; 21,1%-другие ткани. Длительность жизни тканевых макрофагов от 40 до 60 суток.

Одной из основных особенностей тканевых макрофагов является наличие гранул -лизосом диаметром 0,25-0,5 мкм, в которых содержатся следующие ферменты: кислые гидролазы, кислая фосфатаза, альфа-нафтилэстераза, кислая и другие эстеразы, липаза, катепсины, эластаза, лизоцим, миелопероксидаза, коллагеназа, а также катионные белки и лактоферрин. На своей поверхности тканевые макрофаги экспрессируют различные рецепторы, которые принимают участие в процессах адгезии, эндоцитоза, восприятия регуляторных воздействий, а также в межклеточном взаимодействии. В настоящее время доказано наличие на макрофагах рецепторов к Fc-фрагменту иммуноглобулинов классов А, М, Е и разным субклассам им-муноглобулина G, различным лимфокинам, гормонам и регуляторным пептидам, а также ко многим компонентам комплемента – СЗ, Clq, C4b, C5b, C5a. На мембране зрелых макрофагов выявлены различные дифференцировочные антигены, тканеспецифические антигены, а также галактоз-специфические лектины, участвующие в фагоцитозе поврежденных собственных клеток.

Тканевые макрофаги обладают локомоторными функциями – миграцией и хемотаксисом. В отличие от ненаправленной миграции, хемотаксис макрофагов является целенаправленным, а ориентиром, определяющим направление движения, служит хемотаксическое вещество – хемоаттрактант. К хемоаттрактантам относят фрагменты системы комплемента, глобулины сыворот¬ки крови, лимфокины, а также продукты деградации фибрина, коллагена и различных клеток. В процессе миграции тканевых макрофагов в очаг воспаления, последовательное подключение различных хемоаттрактантов обеспечивает перманентность поступления новых макрофагов из сосудистого русла. Факторы, ингибирующие миграцию тканевых макрофагов, задержива¬ют клетки в очаге воспаления. К этим факторам относятся интерферон, гиалуроновая кислота, активатор плазминогена, ингибиторы трипсиноподобных протеиназ и др. Саморегуляторный механизм воспаления заключается в том, что одновременно с хемотаксическим привлечением макрофагов в очаг воспаления и их иммобилизацией начинается накопление ингибиторов хемотаксиса и миграции макрофагов.

Весьма важной в регуляции гомеостаза является секреторная функция макрофагов. К секреторным продуктам макрофагов относятся ферменты (нейтральные протеазы и кислые гидролазы), компоненты комплемента, ингибиторы ферментов, реактогенные метаболиты кислорода, биоактивные липиды (простагландины, лейкотриены, факторы хемотаксиса для лейкоцитов).

Одной из основных функций тканевых макрофагов и, одновременно, чрезвычайно важным механизмом врожденного иммунитета является фагоцитоз – процесс поглощения чужеродного материала, его разрушение и выведение из организма. Клетками, ответственными за эту функцию, являются моноциты и нейтрофилы. Точнее, они являются главными клетками, осуществляющими процесс фагоцитоза.

Процесс завершенного фагоцитоза включает несколько этапов: 1) активацию фагоцитирующей клетки; 2) хемотаксис, т.е. ее продвижение по направлению к объекту, который вызвал ее активацию; 3) прикрепление к данному объекту (адгезия); 4) собственно заглатывание этого объекта; 5) переваривание, или процессинг, поглощенного объекта. При отсутствии последнего этапа фагоцитоз нарушается и носит название незавершенного. При этом фагоцитированные микроорганизмы выживают и могут длительно оставаться во вторичных лизосомах. После достаточно тесного прикрепления фагоцитирующей клетки к клетке-мишени (адгезии) она поглощает объект фагоцитоза. При этом образуется так называемая фагосома, или фагоцитарная вакуоль, которая формируется за счет мембраны фагоцитирующей клетки вокруг поглощаемой частицы. Такая фагосома продвигается внутри цитоплазмы клетки по направлению к лизосоме, и мембраны этих двух вакуолей сливаются в одну вакуоль – фаголизосому. После образования фаголизосомы начинается процесс переваривания поглощенного чужеродного материала. Содержимое лизосомальных гранул весьма важно для разрушения поглощенного материала и уничтожения микроорганизмов. Лизосомальные гранулы бывают двух типов: а) первичные, которые содержат много гидролитических ферментов, миелопероксидазу, лизоцим и катионные бел¬ки; б) вторичные (специфические), которых больше, чем первичных и которые содержат щелочную фосфатазу, лактоферрин и лизоцим. Содержимое первичных и вторичных гранул при разрушении клеток-фагоцитов может попадать в интерстициальное (межуточное) пространство. Этот процесс называется экзоцитозом, он характеризуется повреждением тканей и воспалением. Вещества, содержащиеся в лизосомальных гранулах, могут разрушать чужеродные вещества двумя механизмами.

Первый из них–кислороднезависимый механизм – включает гидролитические ферменты – протеиназы, катионные белки, лизоцим, который является мукопептидазой, способной разрушать пептидогликаны бактериальной клетки, и лактоферрин – белок, который активно связывает железо, необходимое для размножения бактерий.

Второй–кислородзависимый механизм разрушения микроорганизмов – осуществляется при участии миелопероксидазы, которая катализирует развитие токсического воздействия на различные микроорганизмы перекисями водорода; а также перекиси водорода, супероксидного аниона, синглетного кислорода и гидроксильных радикалов, атомарного хлора.

Кроме внутриклеточного разрушения поглощенных микроорганизмов, фагоцитирующие клетки, прежде всего тканевые макрофаги, способны секретировать большое количество цитокинов –биологически активных веществ, обладающих регуляторными и защитными свойствами. Прежде всего, к ним нужно отнести факторы, влияющие на клеточную дифференцировку и пролиферацию, например, гранулоцитарно-моноцитарный колониестимулирующий фактор. Далее следуют различные цитотоксические факторы, прежде всего, опухольнекротизирующий, или фактор некроза опухолей (ФНО). Следующий важнейший фактор – интерлейкин-1 (ИЛ-1; старое название – эндогенный пироген) синтезируется макрофагами и относится к факторам, которые имеют принципиально важное значение в развитии как специфических, так и неспецифических иммунных реакций. Далее к числу биологически активных веществ, обладающих защитным действием, относятся компоненты комплемента. И, наконец, такой фактор, как альфа-интерферон, который также важен как для поддержания неспецифических факторов защиты, так и развития специфического иммунного ответа. Характеристике различных цитокинов (про- и анти воспалительных) посвящен специальный раздел книги. Здесь же следует отметить, что цитокины, которые продуцируют макрофаги при встрече с чужеродными агентами, играют важную роль в поддержании резистентности организма.

Метаболические изменения, которые развиваются в клетке, вовлеченной в процесс фагоцитоза, получили название респираторного взрыва. Он характеризуется следующими моментами: увеличением потребления кислорода, стимуляцией гексозомонофосфатного шунта, увеличением продукции перекиси водорода, супероксидного аниона и синглетного кислорода. Супероксидный анион является чрезвычайно токсичным для бактерий и тканей, однако он очень нестабилен и под влиянием супероксиддисмутазы быстро превращается в перекись водорода, которая все еще продолжает быть токсичной по отношению к бактериям. Сама же перекись водорода разрушается под действием фермента каталазы. Вещества, реализующие кислородзависимый механизм разрушения микроорганизмов, могут действовать как сами по себе, так и синергически, образуя в конечном итоге гипохлорид, который является одним из наиболее сильных антимикробных агентов.

Процесс фагоцитоза можно наблюдать, например, со стороны нейтрофилов, даже в том случае, если они будут находиться в физиологическом растворе. Однако, если фагоцитирующие клетки поместить в сыворотку или плазму крови, то процесс фагоцитоза естественно усилится. Такое усиление получило название опсонизации, а вещества, которые усиливают фагоцитоз,- опсонинов. Какие же вещества могут быть опсонинами и усиливать процесс фагоцитоза? Прежде всего, это активированный 3-й компонент комплемента— СЗв. Фагоцитирующие клетки, в частности нейтрофилы и макрофаги, имеют на своей поверхности рецептор к СЗв. Таким образом, если бактерии или какие-то чужеродные частицы имеют на своей поверхности комплемент, в частности активированный СЗв, то это будет способствовать более тесному взаимодействию фагоцитов с такими микроорганизмами или таким материалом. Сильными опсонинами являются также иммуноглобулины. Известно, что фагоцитирующие клетки имеют на своей поверх-ности рецептор к Fc-фрагменту IgG. Таким образом, взаимодействие микробов с иммуногло-булинами будет способствовать развитию так называемого опсонизирующего эффекта, после чего фагоцитирующим клеткам легче будет связываться через Fc-рецептор с такими подготовленными для поглощения чужеродными частицами. Наиболее селективными в этом процессе являются IgGl и IgG3. Определенный вклад в опсонизацию микробов вносит IgA.

Еще одним веществом, которое усиливает фагоцитоз за счет опсонизации, является фибронектин – гликопротеин, который связывается с микроорганизмами, и к которому на поверхности нейтрофилов и макрофагов имеется рецептор, за счет чего происходит связывание микро¬организмов, обработанных фибронектином.

Способностью осуществлять опсониноподобный эффект обладают также лейкотриены и тафтсин, представляющий собой продукт расщепления молекулы IgG, обладающий способностью стимулировать хемотаксис и фагоцитарную активность.В последние годы много внимания уделяется маннозосвязывающему белку и его роли в активации комплемента, опсонизации микроорганизмов и в усилении процессов фагоцитоза  (о системе комплемента и феномене опсонизации подробнее речь пойдет ниже).

Эффекторные функции макрофагов не ограничиваются фагоцитозом и секрецией биологически активных веществ, а включают еще и способность оказывать повреждающее действие на различные клетки-мишени в кпеточно-опосредованных реакциях иммунитета (спонтанной и антителозависимой цитотоксичности).

Результаты изучения иммунорегуляторной функции макрофага показывают, что возможности этой клетки не исчерпываются ролью “клетки-мусорщика” и “клетки тревоги”, а включают ряд важных функций, благодаря которым макрофаг занимает ключевые позиции во всех формах иммунного ответа: в продукции антител, индукции клеточных иммунных реакций, формиро-вании иммунологической памяти и иммунологической толерантности и вполне оправдывает название “клетки-диспетчера” (И. С. Фрейдлин, 1986). В настоящее время общепризнано, что, захватывая антиген, макрофаг расщепляет и перерабатывает (процессирует) его, а затем презен-тирует (представляет) иммуногенный фрагмент антигена в виде пептида на своей поверхности вместе с молекулами главного комплекса гистосовместимости класса II (механизмы распозна¬вания будут рассмотрены в следующих главах). Только при таких условиях антиген будет распознан Т-лимфоцитами. Процесс переработки антигена макрофагами и другими антигенпред-ставляющими клетками получил название процессинга.

 Дендритные клетки

В настоящее время огромное внимание привлекают к себе так называемые дендритные клетки. Они относятся к клеткам врожденного иммунитета и по своей функции являются профессиональными антигенпрезентирующими клетками. Эти специализированные фагоцитирующие клетки присутствуют в крови и в большинстве тканей, являются долгоживущими, по сравнению с другими клетками белой крови, обладают высокой антигенперерабатывающей способностью, длительно сохраняют антигенную информацию и способны презентировать антиген для распознавания Т-лимфоцитам. К ним относятся внутриэпителиальные макрофагоциты (клетки Лангерганса) кожи, интердигитальные клетки лимфатических узлов, тимуса, лимфатических фолликулов (узелков) слизистых оболочек. Большинство из них происходят из миелоидных стволовых клеток, так же как и макрофаги, мигрируют из костного мозга в периферические ткани, где основная их роль состоит в контроле за локальным присутствием патогенов. Затем эти тканевые резидентные клетки мигрируют через лимфу в регионарный лимфатический узел, где они взаимодействуют с циркулирующими «наивными» Т-лимфоцитами. Последние попадают в лимфатический узел из крови через специализированные кровяные сосуды – высокие эндотелиальные венулы. Моноциты крови также могут дифференцироваться в дендритные клетки и таким образом усиливать популяцию антигенпрезентирующих клеток. Кроме миелоидных дендритных клеток, есть еще дендритные клетки лимфоидного происхождения, которые способны продуцировать альфа-интерферон (αИНФ) в значительных количествах.

Описаны две стадии созревания миелоидных и лимфоидных дендритных клеток на протяжении их жизни: незрелой и зрелой дендритной клетки. Для каждой стадии созревания характерна своя функция и свой набор рецепторов. Незрелая дендритная клетка создана для захвата антигена, его переработки и миграции в региональный лимфатический узел. В процессе созревания дендритная клетка теряет способность захватывать и перерабатывать антиген, но приобретает способность презентировать антиген для распознавания наивным CD4+ и CD8+ – Т-л и мф оци та м.

Незрелые дендритные клетки (так же как и другие клетки врожденного иммунитета) распо-знают антиген (прежде всего инфекционной природы) за счет наличия на их поверхности рецепторов, которые получили название Toll-like рецепторов (более подробно они будут рассмотрены ниже), и они способны распознавать простые молекулы и молекулярные совокупности, экс-прессирующиеся любым инфекционным агентом так называемые pathogen-associated molecular patterns. Распознавание этих структур активирует фагоцитарную активность дендритной клетки, которая захватывает антиген и перерабатывает (процессирует) его. Кроме того, дендритная клетка способна захватить антиген с помощью рецепторнезависимого механизма, который на¬зывается макропиноцитоз. Перерабатывая антиген, дендритная клетка продуцирует целый набор цитокинов: ИЛ-1, ОНФα, αИНФ, βИНФ, ИЛ-12 и др. Незрелая дендритная клетка фактически не экспрессирует на своей поверхности молекулы главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) и костимуляционные молекулы.

По мере созревания дендритной клетки изменяется ее функция: она теряет способность захватывать, фиксировать и перерабатывать антиген, но приобретает способность к антигенной презентации и активации Т-лимфоцитов. Для этого на ее поверхности появляются молекулы ГКГ І и ІІ классов, а также ко-стимуляционные молекулы CD80 и CD86. Таким образом, созре-вая, дендритные клетки превращаются в высоко эффективные антигенпрезентирующие клетки, способные активировать антигенспецифические Т-лимфоциты в лимфатических узлах, которые, в свою очередь, играют ключевую роль в развитии противоинфекционного, противоопухолевого и поствакцинального иммунитета. Таким образом, дендритные клетки (а в широком смысле – все антигенпрезентирующие клетки) и выделяемые ими цитокины, являются связующим звеном между врожденным (неспецифическим) и приобретенным (специфическим) иммунным ответом организма.

Наряду с моноцитами и тканевыми макрофагами, в реализации клеточных реакций врожденного иммунитета принимают участие гранулоциты. Эти клетки играют первостепенную роль в процессах иммунного воспаления, повреждения тканей, а также фагоцитоза.Гранулоциты – это полиморфноядерные лейкоциты, циркулирующие в крови и возникаю-щие, как и моноцитарно-макрофагальные клетки, из миелоидной стволовой клетки в костном мозге. Различают три типа гранулоцитов – нейтрофильные, эозинофильные и базофильные.

Нейтрофильные гранулоциты (нейтрофилы) составляют наибольшую часть популяции полиморфноядерных лейкоцитов. Основные функции нейтрофилов – хемотаксис, фагоцитоз и секреция. Для выполнения этих функций имеются многочисленные ферменты, локализованные в специфических гранулах. Под влиянием фагоцитированных частиц или клеток, агрегированных иммуноглобулинов, иммунных комплексов, компонентов комплемента, лектинов и других митогенов происходит активация нейтрофилов. Активированные нейтрофилы являются продуцентами ферментов и активных форм кислорода, ответственных за непосредственное повреждение тканей при иммунных воспалительных процессах. Участие нейтрофилов в патогенезе острого воспаления обусловлено следующими основными причинами: 1) богатым набо-ром цитотоксических факторов; 2) высокой чувствительностью ко всевозможным локальным изменениям гомеостаза; 3) способностью, накапливаясь в очагах поражения, инициировать цепную реакцию с выделением цитотоксических веществ и созданием локального перевеса в балансе эффектор-ингибитор; 4) появлением при секреции нейтрофилов биологически активных веществ, активирующих предшественники медиаторов воспаления (эндогенные флогогены). Так, выделившиеся в окружающее пространство из нейтрофильных гранул нейтральные протеазы способны активировать калликреин-кининовую, свертывающую и противосвертывающую системы крови, а также оказывать непосредственное повреждающее воздействие на структурные белки окружающих тканей. нейтрофилы также принимают участие в реализации иммунокомплексного повреждения тканей и в антителозависимых цитотоксических реакциях.

Эозинофильные гранулоциты (эозинофилы) помогают организму избавиться от крупных паразитов типа гельминтов, которые физически не могут быть фагоцитированы. Эти клетки крови, как и нейтрофилы, относятся к полиморфноядерным лейкоцитам, но отличаются от них тем, что содержат в цитоплазме специальные гранулы. Способность гранул интенсивно окрашивать-ся кислыми красителями придает эозинофилам характерный вид при микроскопии. Гранулы состоят из ядра и матрикса. В ядре содержится основной белок эозинофилов, а в матриксе – катионные белки и пероксидаза. Кроме того, в гранулах содержатся также арилсульфатаза В, фос-фолипаза D и гистаминаза, обладающие противоаллергической активностью. Активированные эозинофилы выделяют в большом количестве лейкотриен С4. Период полужизни эозинофилов в крови человека составляет около 5 ч.Кроме того, на поверхности эозинофилов имеются рецепторы к Fc-фрагменту иммуноглобулинов классов G и Е, а также к активированному СЗb, при связывании с которым в этих клетках активируется кислородзависимый метаболизм с выработкой активных метаболитов кислорода. Поскольку большинство гельминтов активируют систему комплемента по альтернативному пути с образованием СЗb, это позволяет эозинофилам прикрепляться к поверхности паразитов за счет своего рецептора к СЗЬ. Активируясь, таким образом, эозинофилы высвобождают описанные выше защитные факторы и повреждают внедрившийся в организм гельминт. эозинофилы обладают способностью к хемотаксису, фагоцитозу и продукции активных форм кислорода.

Следующими важными представителями врожденного иммунитета являются базофильные гранулоциты (базофилы) периферической крови и Тканевые базофилы (тучные клетки). Они имеют много общего, по мнению некоторых авторов, относятся к одной клеточной системе и происходят из стволовой клетки костного мозга базофилы циркулируют в крови, где они составляют 0,1—1% лейкоцитов. Тканевые базофилы расположены преимущественно в слизистых оболочках и соединительной ткани, особенно вблизи сосудов. Наибольшее их количество находится в коже и ткани легких. Между тканевыми базофилами (тучными клетками) и базофилами периферической крови существует тесная функциональная связь. Замечено, что при снижении количества клеток одного типа число клеток другого типа увеличивается базофилы обоих типов являются основным депо гистамина, который содержится в них в специальных гранулах в комплексе с гепарином. Кроме гистамина и гепарина, в базофильных гранулоцитах и тканевых базофилах содержатся серотонин, медленно реагирующее вещество анафилаксии и факторы хемотаксиса нейтрофилов. Оба типа клеток обладают способностью к хемотаксису и фагоцитозу. Основной характерной особенностью этих клеток является наличие на их поверхности высокоаффинных рецепторов для Fc-фрагмента IgE. Вырабатывающиеся в организме IgE связываются с этими рецепторами и, при последующем попадании в организм специфического антигена, вступают с ним во взаимодействие. Эта реакция антиген – антитело, происходящая на мембране базофилов обоих типов, приводит к их активации и высвобождению активных компонентов гранул во внеклеточную среду (реакция дегрануляции). Так запускается один из мощнейших защитных механизмов – реакция гиперчувствительности немедленного типа. В результате дегрануляции тканевых базофилов нарушается сосудисто-тканевая проницаемость с выходом из сосудистого русла через образовавшиеся в микрососудах “поры” форменных (клеточных) элементов и жидкой части крови, что приводит к появлению отека, гиперемии кожи, а также к возникновению зуда и боли. Есть данные, что тканевые базофилы способствуют стимуляции или торможению процессов свертывания крови, фибринолизу, запуску калликреинкининовой системы, а также активации тромбоцитов за счет продукции специфического фактора.

Фактор, активирующий тромбоциты, относится к группе медиаторов аллергических реакций немедленного типа. Наиболее изученным свойством этого фактора, продуцируемого, помимо базофилов, нейтрофилами, эозинофилами, макрофагами и эндотелиальными клетками сосудов легких, является его способность вызывать агрегацию тромбоцитов с последующим высвобождением из них серотонина. Кроме этого фактора, агрегации тромбоцитов могут содействовать метаболиты арахидоновой кислоты, в частности тромбоксан В2. Активация и аккумуляция тромбоцитов являются существенными компонентами аллергических реакций и процес-сов иммунного воспаления.

Еще одну группу клеточных факторов, имеющих большое значение в механизме естественного иммунитета, составляют киллерные клетки. К ним относятся естественные киллерные (ЕК-клетки, EK/T-лимфоциты), просто киллерные (К-клетки) и лимфокинактивированные киллерные (ЛАК-клетки).

Общей особенностью ЕК- и К-клеток является способность лизировать клетки-мишени без предварительной сенсибилизации, что отличает их от цитотоксических Т-лимфоцитов-киллеров. Мор¬фологически естественные киллерные клетки большого размера, с азурофильной зернистостью и низкой плотностью, на основании чего их относят к большим гранулярным лимфоцитам (БГЛ).

Клетками-мишенями для ЕК-клеток являются практически все ядросодержащие клетки, однако наибольшую активность ЕК-клетки проявляют по отношению к опухолевым и пораженным вирусом клеткам. Так как для разрушения клеток-мишеней ЕК-клеткам не требуется участия антител и присутствия комплемента, то этот тип цитолиза получил название спонтанной клеточно-опосредованной цитотоксичности (СКЦ). ЕК-клетки экспрессируют на своей поверхности рецепторы к интерферону и интерлейкину-2 (ИЛ-2).

По мнению большинства исследователей, роль ЕК-клеток в организме заключается в защите от развития опухолей, инфекционных заболеваний, что, по сути, является функцией иммунного надзора. До недавнего времени много внимания уделялось центральной роли Т-лимфоцитов в иммунном надзоре, особенно при развитии опухолевого процесса. Однако со временем было установлено, что участием лишь Т-клеток в реализации иммунного ответа нельзя объяснить устойчивость некоторых индивидов к развитию опухолей, а также инфекционных заболеваний, вызываемых многими микробными агентами. При анализе процессов, необходимых для развития Т-клеточной защиты как единственно возможной, становится очевидным, что одних только Т-клеток явно недостаточно. Поэтому многие ученые совершенно справедливо предполагали существование широко реагирующей системы, которая в состоянии практически немедленно отвечать на посторонние раздражители и частично контролировать их до тех пор, пока им в ответ не включится более адекватно и специфически отвечающая иммунная система. Естественный клеточный аппарат, состоящий из ЕК-клеток, макрофаго¬цитов и полинуклеаров, наиболее соответствует системе, которая может играть важную роль в первичной иммунной защите. Активность каждого типа этих клеток зависит от разнообразия опухолевых клеток-мишеней, микробных и вирусных агентов, а также от конкретных условий той или иной ситуации.

 ЕК-клетки

У человека ЕК-клетки появляются на очень раннем периоде онтогенеза – на 8-й неделе гестации, опережая в этом Т- и В-клетки. В циркулирующей крови пул ЕК-клеток составляет от 5 до 20 %. Они имеются в селезенке, легком, печени, костном мозге и лимфатических узлах, в небольшом количестве их находят в тимусе, в лимфоидной ткани желудка и кишечника. При развитии вирусной инфекции ЕК-клетки мигрируют в пораженную ткань из костного мозга под влиянием интерферона І типа. Самое большое количество ЕК-клеток обнаруживается в децидуальной ткани и все они материнского происхождения. ЕК-клетки происходят из гемопоэтической стволовой клетки, и созревание их происходит в костном мозге. Уже на раннем этапе созревания ЕК-клетка имеет рецепторы для цитокинов ИЛ-2 и ИЛ-15, необходимых для ее созревания и активации. Зрелая ЕК-клетка отличается от других лимфоцитов наличием на ее поверхности молекул CD56 и CD16 и отсутствием CD3 CD56 представляет собой молекулу межклеточной адгезии из супер-семейства иммуноглобулинов; CD16 является Fc-рецептором для иммуноглобулина G (FcyRIII). По количеству CD56 и CD16 молекул на поверхности ЕК-клеток последние делят на две фенотипически и функционально различные популяции.

Одна из них, большая (до 90 %), имеет слабую выраженность экспрессии молекулы CD56, но очень хорошо экспрессирует молекулу CD16. Эта популяция получила фенотип CD56+/-CD16+; меньшая же часть ЕК-клеток (до 10 %) хорошо экспрессирует CD56, но не имеет молекулы CD16; ее фенотип - CD56+CD16-.

Эти фенотипически различающиеся популяции ЕК-клеток имеют и разные физиологические функции: CD56+CD16- клетки являются иммунорегуляторными и продуцируют такие цитокины, как гамма-интерферон (уИНФ), опухольнекротизирующий фактор альфа (аОНФ), гранулоцитарно-моноцитарный колониестимулирующий фактор (GM-CSF). CD56+/-CD16+ клетки представляют собой непосредственно эффекторные цитотоксические клетки. Отсутствие на ЕК-клетках молекулы CD3 является решающим, поскольку некоторые CD3+ Т-лимфоциты имеют на своей поверхности CD56 и CD16 (так называемые ЕК/Т-лимфоциты).

 ЕК-клетки распознают и элиминируют клетки-мишени, на которых отсутствуют или изменены маркеры, характерные для здоровых клеток организма. Известно, что такое происходит, прежде всего, с клетками, мутировавшими или с пораженными вирусом. Доказано, что поведение ЕК-клеток по отношению к клеткам-мишеням связано с наличием на поверхности ЕК-клеток двух типов рецепторов - активирующих и ингибирующих их цитотоксическую активность в процессе контакта с клеткой-мишенью и установления факта наличия или отсутствия на ней маркера здоровой клетки. Таким маркером на клетке-мишени являются молекулы главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) І класса, которые, как известно, в норме экспрессируются на поверхности всех клеток организма (см. главу 12. Главный комплекс ги-стосовместимости.)

Различают два вида ингибирующих рецепторов (киллингингибирующие рецепторы - КИР), функция которых зависит от молекулы ГКГ І класса:

•   рецепторы семейства иммуноглобулинов;
•  лектиновые рецепторы.

Рецепторы семейства иммуноглобулинов распознают определенные участки в некоторых молекулах ГКГ І класса и при их наличии включается механизм подавления цитотоксичности ЕК-клеток. Из лектиновых наиболее изучен рецептор CD94, известный у мышей как Ly-49, ко-торый распознает свой набор молекул ГКГ І класса и имеет свой механизм ингибирования ли-тической активности ЕК-клеток. Рецептор CD94 ковалентно связан с белком NKG2, который отвечает за передачу сигнала внутрь клетки.

Рецепторы, активирующие киллинговый эффект ЕК-клеток (киллингактивирующие рецепторы - КАР) также имеются как среди рецепторов семейства иммуноглобулинов, так и среди лектиновых рецепторов.

ЕК-клетки подобно CD8+ Т-лимфоцитам-киллерам разрушают клетки-мишени, секретируя в них перфорин и гранзимы; кроме того, ЕК-клетки экспрессируют Fas-лиганд и ОНФ (мембран-ный или растворимый), с помощью которых ЕК-клетка также может лизировать клетку-мишень. Однако в отличие от CD8+ Т-лимфоцита-киллера ЕК-клетка для осуществления киллинг-эффекта не требует пролиферации, транскрипции или синтеза белка (т.е. не тратит время на созревание).

Считают, что активация ЕК-клеток происходит под влиянием цитокинов, которые продуци-руются активированными макрофагами и дендритными клетками, - а/(3 ИНФ, ИЛ-12, ИЛ-2, ИЛ-15, ИЛ-18, ОНФ. Полагают также, что активация ЕК-клеток дендритными клетками предпо-лагает их контакт между собой. Показано, что после встречи с антигеном незрелые дендритные клетки созревают и активируют покоящиеся ЕК-клетки. На поздних стадиях иммунного ответа активированные ЕК-клетки способствуют гибели дендритных клеток и прекращению презен-тации ими антигена Т-клеткам. Активированная ЕК-клетка начинает продуцировать уИНФ и ОНФа, необходимые для реализации защитной функции врожденного иммунитета против вну-триклеточных бактерий (например, листерии), паразитов (например, токсоплазмы) и вирусов (например, цитомегаловирус). Кроме того, уИНФ способствует, в свою очередь, поддержанию антимикробной активности макрофагов.Важную роль в реализации киллингового эффекта имеют молекулы CD2 и LFA1 на ЕК-клетке. При контакте с клеткой-мишенью происходит связывание этих двух молекул с молекулами LFA3 и ICAM-1 соответственно и удержание двух клеток в тесном контакте друг с другом. В это время ЕК-клетка с помощью своих КИР и КАР распознает, экспрессирует ли клетка-мишень соответствующую молекулу ГКГ I класса. Если нет, то ЕК-клетка активируется и включается механизм киллинга; если да, то ЕК-клетка ингибируется и клетка-мишень остается в живых. Цитотоксический эффект ЕК-клеток не подвержен рестрикции в рамках ГКГ (см. главу 12. Главный комплекс гистосовместимости). К факторам, которые угнетают килинговую активность ЕК-клеток, относятся простаглан-дин Е2, ИЛ-4, трансформирующий фактор роста бета (TGFβ) и кортизол. 

 ЕК/Т-лимфоциты

В последние годы открыта еще одна субпопуляция киллерных клеток, играющая важную роль в механизмах врожденного неспецифического иммунитета – ЕК/Т-лимфоциты. Особенность этой клетки состоит в том, что она имеет наряду с маркерами ЕК-клетки – CD16; CD56; NK1.1-антиген, еще и маркер Т-лимфоцита – особый антигенраспознающий рецептор, сформированный природным путем для распознавания липидных антигенов, которые презентируются молекулой CD1d на поверхности дендритной клетки (в частности гликолипид-α-галактозилцерамид) (см. главу 12.4. ). Важность популяции ЕК/Т-лимфоцитов состоит в том, что после активации они не только развивают киллерную функцию, но и передают сигнал для Тх1 и Тх2 типа, заставляя их продуцировать цитокины, т. е. проявляют регулирующую функцию, включая механизмы специфического (адаптивного) иммунитета. Сегодня показана важная роль ЕК/Т-лимфоцитов в усилении и регуляции иммунного ответа, включая протективный иммунитет против бактерий, паразитов, вирусов, противоопухолевый иммунитет, поддержание толерантности и препятствие развитию аутоиммунной патологии.

Важным свойством ЕК/Т-лимфоцитов является резистентность к апоптозу, что позволяет им выживать после активации и поддерживать численность клеток на нормальном уровне. Считают, что антиапоптотические свойства ЕК/Т-лимфоцитов обусловлены их регуляторной ролью. Высказывается мнение, что ЕК/Т-лимфоциты являются промежуточным звеном между врожденным и приобретенным иммунитетом, регулируя их взаимодействие за счет быстрой индукции выработки цитокинов Т-хелперами 1-го и 2-го типов.

Следующими клетками, участвующими в реализации механизмов врожденного (естествен-ного) иммунитета являются просто киллерные – К-клетки. Они несут на своей поверхности рецепторы к Fc-фрагменту IgG и способны к антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности. Открытию этих киллерных лимфоцитов предшествовали наблюдения Е. Moller (1965), доказавшего, что клетки-мишени в присутствии минимальных количеств спец-ифических антител против собственных антигенных детерминант могут разрушаться несен-сибилизированными лимфоцитами без добавления комплемента. Этот феномен получил на¬звание антителозависимой к леточно-опосредованной цитотоксичности (АЗКОЦ) и является своеобразным отражением связи между гуморальным и клеточным звеньями иммунной системы, в которой гуморальные антитела выступают в роли “наводчиков” клеток-эффекторов на клетки-мишени, несущие чужеродные антигены. Помимо К-клеток, в реакциях АЗКОЦ в качестве клеток-эффекторов могут выступать моноциты и макрофаги, нейтрофилы, ЕК-клетки, а также эозинофилы. Участие К-клеток в реакциях АЗКОЦ сводится к разрушению клеток-мишеней, адсорбировавших на своей поверхности IgG. Взаимодействие между связанными с клетками-мишенями иммуноглобулинами и Fc-рецептором К-клеток служит пусковым механизмом цитолитического процесса. К-клеточный механизм обладает очень высокой чувствительностью. В оптимальных условиях достаточно несколько сотен молекул антител на клетку-мишень, чтобы вызвать лизис. Одна К-клетка способна последовательно разрушить несколько клеток-мишеней.

В последнее время получены данные, согласно которым К-клетки принимают участие в развитии ряда аутоиммунных заболеваний – системной красной волчанки, гломерулонефрита, хронического гепатита. К-клетки больных хроническим гепатитом обладают способностью уничтожать изолированные гепатоциты. Установлена важная роль К-клеток при сальмонеллезе, дизентерии, онкологических заболеваниях и в реакции отторжения трансплантата. Эти данные легли в основу выделения особого типа иммунологических реакций, опосредованных антителами и К-клетками.

И, наконец, в механизмах врожденного (естественного) иммунитета участвуют лимфокинактивированные киллерные – ЛАК-клетки. К ним относятся обычные лимфоциты, которые были активированы под влиянием ИЛ-2 и приобрели способность осуществлять киллинговый эффект.

Следующим важным компонентом (звеном) врожденного (естественного) иммунитета является гуморальный. Давно известно, что нормальная интактная сыворотка крови способна убивать и лизировать многие грамотрицательные бактерии. Это объясняют в первую очередь присутствием в сыворотке так называемых естественных антител. Эти естественные антитела, связываясь с попадающими в организм микробами, способствуют активации системы комплемента и разрушению таких микробов. Известно, что стенка (мембрана) бактериальной клетки состоит из двух слоев. Наружный слой содержит липополисахариды, а внутренний – пептидо-гликаны. Антитела и комплемент (за счет его эстеразной активности) разрушают липополиса-харидный слой бактериальной клетки-мишени, после чего с помощью лизоцима, который присутствует в сыворотке крови, разрушается пептидогликановый слой.

Важным гуморальным (сывороточным) фактором врожденного (естественного) иммунитета является пропердин – белок, который отличается от естественных антител и комплемента. Он активирует систему комплемента по альтернативному пути.

Следующим фактором врожденного иммунитета служит бета-лизин– антибактериальный белок, который высвобождается из тромбоцитов при их разрушении. Он является активным первичным защитным фактором против грамположительных бактерий.

Важную роль в антимикробном врожденном гуморальном иммунитете играют интерфероны – белки, которые продуцируются вирусинфицированными клетками и защищают другие клетки данной области от инфицирования вирусом. Вырабатывающиеся в пораженной клетке интерфероны индуцируют у клеток-соседей продукцию антивирусных белков, которые воздействуют на транскрипцию вирусной м-РНК (матричной), подавляя таким образом репликацию вируса. Различают три типа интерферонов: альфа-интерферон, который секретируется лейкоцитами и индуцируется вирусами или синтетическими полинуклеотидами; бета-интерферон, секретируемый фибробластами и продуцируемый под влиянием вирусов или синтетических полинуклео-тидов; гамма-интерферон, или иммунный, который секретируется Т-лимфоцитами (хелперами 1-го типа) после стимуляции специфическим антигеном.

Более подробно механизм противовирусного действия интерферонов описан в соответствующей главе.Интерфероны усиливают активность Т-клеток, макрофагов, цитотоксическую активность естественных киллерных клеток.

Еще одним фактором, который определяет антимикробную гуморальную активность, является лактоферрин. Это белок, обладающий способностью связывать железо, необходимое для метаболизма бактериальной клетки. Подобным образом “работает” и трансфериррин – сывороточный бета-глобулин, который содержится в фагоцитах.

В слюне и материнском (грудном) молоке имеется также лактопероксидаза, механизм действия которой подобен миелопероксидазе, являющейся микробицидным агентом. И, наконец, лизоцим (мурамидаза), который имеется не только в клетках, но и в жидких средах организма – слезах, слюне, назальном секрете и др., и, как известно, обладает большой активностью по отношению к различным бактериям.

К недостаткам врожденного (естественного) иммунитета можно отнести следующие обстоятельства: 1) при попадании в организм чужеродного агента ему противостоят сразу все факторы врожденного иммунитета, что порой неадекватно и дает много побочных эффектов; 2) факторы врожденного иммунитета не обладают способностью приспосабливаться к особенностям возбудителя, распознавать его и поэтому нет тонкой специфики при реагировании; 3) не остается иммунологической памяти.