БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

14. ТРАНСПОРТ У ЖИВОТНЫХ

14.9. Иммунная система

14.9.2. Т-клетки и клеточный иммунный ответ

Тимус (зобная железа) расположен в грудной клетке чуть выше сердца непосредственно позади рукоятки грудины. Он начинает функционировать в период внутриутробного развития, наибольшая его активность проявляется незадолго перед рождением и сразу после него. Когда ребенка перестают вскармливать грудным молоком, эта железа уменьшается в размерах и вскоре ее функция прекращается.

О важной роли в развитии иммунной системы свидетельствуют данные следующих экспериментов.

1. Удаление этой железы у новорожденных мышат приводит к их гибели от недостатка лимфоцитов в тканевой жидкости и крови.

2. Тимусная ткань взрослой мыши, пересаженная новорожденному мышонку на место удаленного тимуса, не способна реагировать на антигены.

3. Удаление тимуса у мышей в более позднем возрасте не вызывает каких-либо неблагоприятных последствий.

Стволовые клетки костного мозга, дающие начало Т-лимфоцитам, должны мигрировать в тимус, пока он еще не достиг пика своей активности. Там они развиваются в так называемые тимоциты. На этой стадии любые клетки, распознающие «свои» антигены, разрушаются, поэтому организм впоследствии не атакует собственные ткани. Часть тимоцитов, созревая, образуют Т-клетки. Они покидают тимус, проникая в кровяное русло. Некоторые остаются в нем, а другие мигрируют в тканевую жидкость, лимфатические узлы и ряд других органов, например в селезенку.

Наружная мембрана Т-клеток несет специфические рецепторы, сходные по своей конфигурации с антителами. Однако эти рецепторы в отличие от рецепторов антител не могут распознать целую молекулу антигена. Они связываются только с фрагментами антигенов или других чужеродных молекул, которые предъявляются им другими клетками, обычно макрофагами. Среди Т-клеток по особенностям наружной мембраны (находящихся на ней «своих» антигенов) выделяют Т4- и Т8-клетки, различающиеся по своим функциям. Т4-клетки называют хелперами («помощниками»), Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий СПИД, заражает главным образом их. Существуют два типа Т8-клеток, а именно клетки-супрессоры («подавители») и клетки-киллеры («убийцы», или цитотоксические клетки). Каждый тип Т-клеток образует свой тип лимфокинов. Лимфокины представляют собой небольшие пептидные молекулы с различными функциями, которые будут вкратце описаны ниже. Они известны также как цитокины или интерлейкины.

Т4-клетки действуют совместно с макрофагами. Сначала макрофаг захватывает несущий антигены организм. Затем он отщепляет часть антигена (какой-то пептид) и выводит его на свою поверхность, как бы предъявляя иммунным клеткам. Т4-лимфоцит с соответствующим по структуре рецептором распознает этот пептид как чужой и в ответ образует большое количество лимфокинов, которые выполняют различные функции, и в частности: 1) стимулируют размножение Т-клеток; 2) инициируют процесс воспаления; 3) стимулируют выработку антител В-клетками.

Клетки-киллеры (один из типов Т8-лимфоцитов) образуют меньшее количество лимфокинов, но они способны убивать зараженные вирусами, а также злокачественные клетки (рис. 14.39). Это происходит в результате химической атаки (цитотоксичности) или «продырявливания» их наружной мембраны. Киллеры распознают не части попавших извне антигенов, а чужеродные пептиды, возникающие в самом пораженном организме, например фрагмент вируса, образовавшийся внутри инфицированной им клетки и «всплывший» на ее поверхность, или мутантный белок, продуцируемый злокачественной клеткой. Кроме того, они атакуют и постепенно разрушают трансплантированные органы (разд. 25.7.13).

Рис. 14.39. А. Микрофотография Т-киллеров (относительно мелкие клетки сверху и справа), полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа. Т-киллеры атакуют более крупную клетку; (обычно это либо раковая клетка, либо клетка, инфицированная вирусом, либо клетка трансплантированных органа или ткани. Б. На этой микрофотографии, полученной также с помощью сканирующего электронного микроскопа виден Т-киллер (относительно крупная клетка в центре), прикрепившийся к группе чужеродных эритроцитов и разрушающий их.

Лимфокины, выделяемые супрессорами, подавляют активность всех типов лейкоцитов, в том числе и фагоцитов, а лимфокины, выделяемые хелперами, стимулируют ее. Таким образом, численное соотношение этих двух типов лимфоцитов регулирует силу иммунного ответа в целом (рис. 14.40).

Рис. 14.40. Обобщенное представление об основных стадиях формирования клеточного и гуморального иммунных ответов у человека.