Рецепторы на мембране лейкоцитов

ЛЕКЦИЯ №2.

КЛЕТОЧНЫЕ ФАКТОРЫ ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА

Содержание

1. Клеточные факторы врожденного иммунитета. Лейкопоэз

2. Характеристика клеток гранулоцитарного ростка

3. Характеристика клеток агранулоцитарного ростка

4. Характеристика макрофагов

5. Рецепторы на мембране нейтрофилов

Клеточные факторы врожденного иммунитета. Лейкопоэз

Врожденный иммунитет можно разделить на клеточный и гуморальный.

Клеточный иммунитет включает мононуклеарные фагоциты (моноциты, тканевые макрофаги, гранулоциты-нейтрофилы, эозинофилы, базофилы (периферической крови и тканевые или тучные клетки), а также киллерные клетки.

Лейкоциты — это условное название группы клеток, именуемых также «белой кровью» (греч: leyko — белый, kytos — клетка).Английская аббревиатура WBC, появляющаяся в современных бланках анализов, означает WhiteBloodCells, т.е. в дословном переводе: «белые клетки крови».

Классификация лейкоцитов:

1. Гранулоциты (содержат в цитоплазме гранулы): нейтрофилы, эозинофилы, базофилы

2. Агранулоциты (не содержат в цитоплазме гранул): моноциты (макрофаги), лимфоциты

Лейкопоэз- процесс воспроизводства клеток крови, происходит в костном мозге.

В раннем детстве все кости содержат костный мозг, способный вырабатывать клетки крови, но у взрослых этот процесс ограничен костным мозгом ребер, позвонков, грудины, лопаток, тазовых костей, например бедра и плеча.

Все клетки крови происходят от так называемых плюрипотентных (полипотентных) стволовых клеток костного мозга, которые потенциально способны превращаться в клетки, предназначенные стать зрелыми эритроцитами, лейкоцитами или тромбоцитами.

Характеристика клеток гранулоцитарного ростка

Гранулоциты – это полиморфноядерные лейкоциты, циркулирующие в крови и возникающие, как и моноцитарно-макрофагальные клетки, из миелоидной стволовой клетки в костном мозге. Различают три типа гранулоцитов – нейтрофильные, эозинофильные и базофильные.

Гранулоцитарный росток – образование нейтрофилов, эозинофилов, базофилов

1 стадия: образованиемиелобласта.

2 стадия: образование промиелоцита. Три формы промиелоцитов:

нейтрофильныйпромиелоцит, эозинофильный промиелоцит, базофильныйпромиелоцит. На этой стадии дифференцировки начинается формирование специфической зернистости.

3 стадия: образованиемиелоцита. Миелоцит клетка содержащая специфическую зернистость (нейтрофильную, эозинофильную или базофильную).

4 стадия: образование метамиелоцита

5 стадия: образование палочкоядерных нейтрофилов, базофилов и эозинофилов

6 стадия: образование зрелых форм. Зрелыми формами зернистых лейкоцитов считаются сегментоядерные нейтрофилы, базофилы и эозинофилы.

Нейтрофилы

Функции нейтрофилов:

1. Проникновение в ткани и уничтожение вторгшихся туда микроорганизмов. Выйдя из костного мозга, зрелые нейтрофилы только около 8 ч находятся в циркулирующей крови, а остаток своей жизни (5-8 дней) проводят в тканях.

2. В тканях нейтрофилы окружают и поглощают бактерии с помощью процесса, названного фагоцитозом. Ферменты и высокоактивные свободные радикалы, которые образуются в гранулах внутри нейтрофилов, убивают оказавшиеся там бактерии.

Эозинофилы

Функции эозинофилов:

1. Инактивация гистамина и фактора, активирующего тромбоциты

2. Осуществление межклеточных взаимодействий (взаимосвязь: Т-клетки памяти – эозинофилы – моноциты – преплазмоциты)

3. Уничтожение паразитических червей путем фагоцитоза: эоинофилы высвобождают ферменты в паразита, а затем фагоцитируют продукты распада.

4. Участие в аллергических реакциях (сенная лихорадка и бронхиальная астма): Высвобождение химических веществ из эозинофилов - составная часть патогенеза аллергических заболеваний.

Базофилы

Функции базофилов:

1. Базофилы мигрируют в ткани, где созревают в тучные клетки. Базофилы (и тучные клетки) содержат на своей поверхности специальные рецепторы для антител класса IgЕ. Взаимодействие между антигеном и IgЕ на поверхности базофила (тучной клетки) вызывает дегрануляцию базофила с освобождением химических медиаторов воспаления: Гистамин - расширяет сосуды, что приводит к усилению кровотока в пораженной области; Гепарин - антикоагулянт, необходимый для начала восстановления поврежденных кровеносных сосудов.

Характеристика клеток агранулоцитарного ростка

Агранулоциты — лейкоциты, в цитоплазме которых, в отличие от гранулоцитов, не содержится азурофильных гранул (англ. Azurophilicgranule).

Незернистые лейкоциты делятся на лимфоциты и моноциты.

Лимфоциты - это основа гуморального иммунитета. При попадании в организм вирусов, бактерий, чужеродного белка или других частиц (все это имеет одно общее название - антигены) они вырабатывают антитела, предназначенные именно для данного конкретного антигена. Антитела, склеиваясь с антигеном, образуют нерастворимые комплексы, которые затем выводятся из организма.

Моноциты - это клетки, которые со временем превращаются в макрофаги. Макрофаги участвуют как в клеточном иммунитете (поглощают вирусы и бактерии), так и в гуморальном («докладывают» лимфоцитам о том, что в организме появился «враг»).

Агранулоцитарный росток – образование лимфоцитов и моноцитов

Образование лимфоцитов:

1 стадия: Для лимфоцитов зародышевой клеткой является лимфобласт

2 стадия: образование пролимфоцита

3 стадия: образование лимфоцита

Образование моноцитов:

1 стадия: образование монобласта

2 стадия: образование промоноцита

3 стадия: образование моноцита

Моноциты (Макрофаги)

Моноциты мигрируют в ткани, где созревают в макрофаги.Моноциты и макрофаги в норме обнаруживаются в крови, костном мозге, лимфатических узлах, селезенке, печени, других тканях.

Функции моноцитов (макрофагов)

1. Моноциты участвуют в реализации иммунного ответа. Макрофаг вступает в кооперацию с различными классами Т- и В-лимфоцитов. Макрофаг в этой системе служит для переработки антигена в более иммуногенную форму и удержания его на поверхности, где он доступен для лимфоцитов.

2. Макрофаги (моноциты) осуществляют фагоцитоз чужеродных частиц, макромолекул, коллагена, клеток крови и гемоглобина, играя в организме роль "мусорщиков". Макрофаги фагоцитируют и убивают бактерии тем же способом, что и нейтрофилы,

Лимфоциты

Главные клетки иммунной системы.

1. В-лимфоциты дифференцируются в костном мозге, являются предшественниками плазмоцитов – антителопродуцентов.

Функции В-лимфоцитов:

1. Лимфоциты отвечают за биосинтез антител. После встречи с антигеном В-лимфоциты мигрируют в костный мозг, селезёнку, лимфатические узлы, где пролиферируют и трансформируются в плазматические клетки, которые являются продуцентами антител – иммуноглобулинов.Иммуноглобулины продуцируют большое количество иммуноглобулиновых молекул строго определенной специфичности. Стимулированные В-лимфоциты становятся В-клетками долговременной памяти, сохраняют информацию о ранее встречавшемся антигене, быстро пролиферируют и при повторной встрече с известным антигеном продуцируют иммуноглобулины.

2. Т-лимфоцитыобразуются из стволовых клеток костного мозга, дифференцируются в тимусе в результате чего формируются зрелые функционально полноценные Т-клетки, осуществляющие клеточный иммунитет.

Функции Т-лимфоцитов:

1. Т-киллерыобусловливают реакцию отторжения трансплантата и играют определенную роль в противоопухолевом иммунитете;

2. Т-хелперыпринимают участие во всех иммунных реакциях – гуморальных и клеточных – продуцируют различные цитокины, необходимые как для гуморального, так и клеточного иммунного ответа, т.е. являются «помощниками» в иммунных реакциях, но сами антител не образуют;

3. Т-супрессорыблокируют процесс продуцирования антител В-клетками, воздействуют на их рецепторы и препятствуют их контакту с антигенами;

4. NК – лимфоциты (естественные киллеры) образуются в костном мозге из предшественников лимфоидных клеток; участвуют в неспецифической цитотоксичности по отношению к внутриклеточно расположенным патогенам; проявляют цитотоксичность без предварительной антигенной стимуляции; атакуют аномальные клетки (поврежденные клетки, клетки инфицируемые вирусом, раковые клетки); выделяют цитотоксические гранулы, способные убивать непосредственно или за счет антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.

Характеристика макрофагов

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.

1. Плевральные и перитонеальные макрофаги.

2. Звездчатые ретикулоэндотелиоциты (купферовские клетки) печени.

3. Альвеолярные макрофаги.

4. Интердигитирующие клетки лимфатических узлов.

5. Макрофаги вилочковой железы (тимические).

6. Костномозговые макрофаги.

7. Остеокласты.

8. Синовиальные клетки (тип А).

9. Глиальные макрофаги (микроглиоциты) мозга.

10. Мезангиальные клетки почек.

11. Поддерживающие клетки (клетки Sertoli) яичка.

12. Дендритные клетки лимфатических узлов и селезенки.

13. Клетки Лангерганса кожи и слизистых.

Функции маккрофагов:

1. Секреторная функция: одной из основных особенностей тканевых макрофагов является наличие гранул – лизосом, 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 лактоферин.

Вещества, содержащиеся в лизосомальных гранулах, могут разрушать чужеродные вещества двумя механизмами.

1. Кислороднезависимый механизм – включает гидролитические ферменты – претеиназы, катионные белки, лизоцим, который является мукопептидазой, способной разрушать пептидогликаны бактериальной клетки, и лактоферин – белок, который активно связывает железо, необходимое для размножения бактерий.

2. Кислородзависимый механизм разрушения микроорганизмов – осуществляется при участии миелопероксидазы, которая катализирует развитие токсического воздействия на различные микроорганизмы; перекиси водорода; супероксидного аниона; синглетного кислорода и гидроксильных радикалов, атомарного хлора (Сl).

2. Локомоторная функция: миграционная и хемотаксическая. Хемотаксическим ориентиром, определяющим направление движения, служит хемотаксическое вещество – хемоаттрактант. К хемоаттрактантам относят фрагменты системы комплемента, глобулины сыворотки крови, лимфокины, а также продукты деградации фибрина, коллагена и различных клеток. В процессе миграции тканевых макрофагов в очаг воспаления последовательное подключение различных хемоаттрактантов обеспечивает поступление новых макрофагов из сосудистого русла.

Факторы, ингибирующие миграцию тканевых макрофагов, задерживают клетки в очаге воспаления. К этим факторам относятся интерферон, гиалуроновая кислота, активатор плазминогена, ингибиторы трипсиноподобныхпротеиназ.

3. Фагоцитоз – процесс поглощения чужеродного материала, его разрушение и выведение из организма.

4. Процессинг (Презентация) антигена. Захватывая антиген, макрофаг расщепляет и перерабатывает (процессирует) его, а затем презентирует (представляет) иммуногенный фрагмент антигена в виде пептида на своей поверхности вместе с молекулами главного комплекса гистосовместимости класса II (механизмы распознавания будут рассмотрены в следующих лекциях). Только при таких условиях антиген будет распознан Т-лимфоцитами. Процесс переработки антигена макрофагами и другими антигенпредставляющими клетками получил название процессинга.

Рецепторы на мембране лейкоцитов

Клеточный рецептор — молекула (обычно белок или гликопротеид) на поверхности клетки, клеточных органелл или растворенная в цитоплазме. Специфично реагирует изменением своей пространственной конфигурации на присоединение к ней молекулы определённого химического вещества, передающего внешний регуляторный сигнал и, в свою очередь, передает этот сигнал внутрь клетки или клеточной органеллы, нередко при помощи так называемых вторичных посредников или трансмембранных ионных токов.Вещество, специфически соединяющееся с рецептором, называется лигандом этого рецептора.

Рецепторы Т-лимфоцитов

1. Рецептор TCR. T-лимфоциты несут на своей поверхности специфический рецептор для распознавания антигена. Существует два типа TCR, каждый из которых связывается с разными типами T-лимфоцитов. TCR1 появляется на ранних стадиях онтогенеза. TCR2 обуславливают распознавание специфичности антигена.

Рецепторы В-лимфоцитов

1. Иммуноглобулины.Антигенраспознающие рецепторы В-лимфоцитов представляют собой молекулы иммуноглобулинов. Основными классами мембранно-связанных иммуноглобулинов, находящихся на поверхности В-лимфоцитов, являются IgM и IgD. На одной В-клетке могут одновременно присутствовать оба типа молекул, причем они имеют одинаковую специфичность, и, возможно, что эти антигенные рецепторы могут взаимодействовать между собой, осуществляя контроль за активацией лимфоцитов и супрессией лимфоцитов .

Рецепторы нейтрофилов

Различные группы мембранных рецепторов были обнаружены на поверхности нейтрофилов. Эти рецепторы осуществляют связь нейтрофилов с их микроокружением и регулируют функциональную активность нейтрофилов: адгезию, миграцию, хемотаксис, дегрануляцию и поглощение.

1. Рецепторы для распознавания чужого - Toll-подобные рецепторы (Toll-likereceptor - TLR).Обнаруженны у нейтрофилов, макрофагов и дендритных клеток. Toll-подобные рецепторы узнают не антигены, а молекулярные углеводные и липидные узоры - pattern-структуры (от англ. рattern - узор), которые присутствуют у простейших, грибов, бактерий, вирусов. Взаимодействие Toll-подобных рецепторов с соответствующими структурами запускает образование провоспалительных цитокинов и молекул, которые необходимы для миграции, адгезии клеток и фагоцитоза.

2.Маннозно-фукозные рецепторы. Распознают углеводные компоненты поверхностных структур микроорганизмов;

 3. Рецепторы для мусора (scavengerreceptor).Участвуют в связывании фосфолипидных мембран и компонентов собственных разрушенных клеток. Участвуют в фагоцитозе поврежденных и умирающих клеток;

4. Рецепторы для С3в- и С4в-компонентов комплемента.Участвуют в реакции комплемента