МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КЛЕТОК В ХОДЕ ИММУННОГО ОТВЕТА При развитии иммунного ответа разные клетки взаимодействуют друг с другом. Известны как минимум 2 механизма такого взаимодействия: • адгезия клеток:мембранные молекулы одной клетки комплементарно связываются с мембранными молекулами другой клетки, что приводит к межклеточному контакту; • взаимодействие при помощи медиаторов:клетка секретирует особые растворимые молекулы (медиаторы), рецепторы к которым присутствуют на мембранах других клеток. При связывании рецептора с лигандом реализуется тот или иной биологический эффект. Медиаторы, участвующие в развитии иммунного ответа, называют цитокинами и хемокинами. Молекулы межклеточной адгезии К молекулам межклеточной адгезии относят селектины, адрессины, интегрины, молекулы суперсемейства иммуноглобулинов и ряд других. • Селектины- трансмембранные белки на поверхности лимфоцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и эндотелиоцитов. Общим для них является наличие во внеклеточной части лектиноподобного домена, способного комплементарно связывать сахара. • Адрессины- муциноподобные молекулы на мембране эндотелиоцитов - лиганды для селектинов. Селектины и адрессины обеспечивают селективную адгезию клеток к стенке сосуда, необходимую для их экстравазации и дальнейшего проникновения в очаг поражения. • Интегрины- гетеродимерные белки, состоящие из крупной а-цепи и меньшей по размеру р-цепи. ◊ LFA-1(Lymphocyte Function-Associated antigen - антиген, ассоциированный с функцией лимфоцитов) - наиболее важный интегрин для активации любого T-лимфоцита, так как антитела к LFA-1 способны блокировать активацию как наивных, так и покоящихся T-клеток. Однако анализ врождённых генетических дефектов молекул адгезии пока- зывает, что другие интегрины (например, CD2) способны компенсировать отсутствие LFA-1. ◊ VIA(Very Late Activation antigens - очень поздние антигены активации). Эти интегрины экспрессируются T-лимфоцитами на 2-4-е сутки после активации и имеют наибольшее функциональное значение для проникновения уже стимулированной T-клетки в очаг воспаления, где ей надлежит организовать элиминацию антигена. • ICAM(InterCellular Adhesion Molecules - молекулы межклеточной адгезии) относят к суперсемейству иммуноглобулинов. ◊ Взаимодействие молекул адгезии LFA-3 и ICAM-1 на клетках эпителия тимуса с комплементарными им молекулами CD2 и LFA-1 на тимоцитах необходимо для удержания последних в тимусе в процессе их дифференцировки. ◊ Наивные T-лимфоциты в T-зависимых зонах периферических лимфоидных органов взаимодействуют с АПК при помощи LFA-1, CD2 и ICAM-3 на T-клетках и ICAM-1, ICAM-2, LFA-1 и LFA-3 на АПК. Этого взаимодействия достаточно для запуска пролиферации распознавших антиген T-лимфоцитов и дифференцировки их в лимфоцитыэффекторы. Цитокины Взаимодействия, опосредованные цитокинами, более динамичны и оперативны, чем адгезивные. Для цитокинов характерны общие свойства. • Разные типы клеток могут продуцировать одноимённые цитокины и экспрессировать рецепторы для них. • Действие цитокинов избыточно, «многословно», «чрезмерно». С одной стороны, разные цитокины могут вызывать внешне одинаковые реакции клеток, с другой - каждый цитокин индуцирует в разных клетках различные биологические эффекты. • Цитокины в подавляющем большинстве случаев - близкодействующие медиаторы, обусловливающие локальные взаимодействия клеток в очагах развития процессов в тканях. ◊ В зависимости от клетки-мишени выделяют аутокринные эффекты(действуют на саму клетку, секретировавшую цитокин) и паракринные эффекты(действуют на другие рядом расположенные клетки) цитокинов. ◊ Эндокринные(дистантные, или системные) эффекты проявляются, когда цитокин достигает клетки-мишени, циркулируя с кровью. У здоровых людей в крови обычно удаётся обнаружить множество различных цитокинов, включая интерфероны, но в концентрациях, не превышающих несколько пикограмм (10-12 г) в миллилитре. Системное действие выявлено в основном для четырёх цитокинов: ФНОα, ИЛ-1, ИЛ-6 и M-CSF при тяжёлой патологии типа септического шока и опосредовано через гипоталамус и печень. • Большинство цитокинов не депонируется в клетках, а синтезируется импульсно («по запросу»), начиная с транскрипции мРНК цитокина с соответствующего гена. Хотя небольшие количества ФНОα или других цитокинов могут депонироваться в гранулах нейтрофилов, тромбоцитов и тучных клеток. • Матричная РНК цитокинов - короткоживущая, что объясняет транзиторный характер их продукции клеткой: они вырабатываются вскоре после получения «запроса» на их продукцию, но непродолжительное время. • Каскадность действия цитокинов выражается в том, что под влиянием одного цитокина клетка может начать вырабаты- вать другие (или тот же самый). Это приводит к усилению биологических эффектов. • Каскад цитокинов саморегулируется - клетка, начавшая продуцировать активационные цитокины, через несколько часов или суток переключается на синтез супрессорных цитокинов и/или экспрессирует ингибиторные рецепторы либо рецепторы для сигналов к апоптозу. По функциональному назначению выделяют 5 основных групп цитокинов. • Гемопоэтические цитокинырегулируют пролиферацию и дифференцировку всех клеток кроветворной системы. К ним относят колониестимулирующие факторы - CSF (Colony Stimulating Factors) для гранулоцитарно/моноцитарной клеткипредшественника (GM-CSF), для предшественника моноцитов (M-CSF), для предшественника гранулоцитов (G-CSF); эритропоэтин, тромбопоэтин, ИЛ-3 (мульти-CSF), ИЛ-5 (CSF для эозинофилов), ИЛ-7 (CSF для лимфоцитов), фактор стволовых клеток - SCF (Stem Cell Factor,его второе название «c-kit-лиганд»). К гемопоэтинам относят и ИЛ-1а (второе название - гемопоэтин-1), так как он поддерживает рост самых ранних клеток-предшественников кроветворения. Негативные регуляторы гемопоэза - ФНОа и трансформирующий фактор роста β (ТФРβ). Хемокин MIPα ингибирует ранние клетки-предшественницы гемопоэза. • Первичные провоспалительные цитокины(цитокины врождённого иммунитета) - ИЛ-1α, ИЛ-1β, ФНОα и ИЛ-6. Они чрезвычайно плейотропны и действуют на клетки близлежащих тканей. Их продуцируют главным образом макрофаги и ДК покровных структур в очаге внедрения патогена. ИЛ-1 и ФНОа действуют преимущественно локально (если нет септического заражения крови), а ИЛ-6 индуцирует биосинтез белков острой фазы в печени. • Иммунорегуляторные цитокины- регулируют пролиферацию и дифференцировку T- и B-лимфоцитов и NK-клеток в периферических лимфоидных органах и тканях. В первую очередь их продуцируют активированные профессиональные АПК (макрофаги и ДК) и сами лимфоциты. К этой группе относят ИЛ-2 (митоген для лимфоцитов), ИЛ-4, ИЛ-12, ИЛ-15, ИФНγ. • Цитокины- медиаторы воспаления,являются продуктами активированных T-лимфоцитов и вызывают активацию лейкоцитов общевоспалительного назначения: ИФНγ (активатор макрофагов и NK-клеток), ИЛ-5 (стимулирует пролиферацию В-лимфоцитов, а также индуцирует и активирует эозинофилы); лимфотоксины (активаторы нейтрофилов), в частности лимфотоксин-α (ФНОР), обеспечивающий образование воспалительных гранулём in vivo. • Противовоспалительные (иммуносупрессорные) цитокины.К ним относят ИЛ-10 (продуцируемый макрофагами и ингибирующий макрофаги) и ТФРβ (продуцируемьгй активированными CD4+ T-лимфоцитами и ингибирующий дальнейшую пролиферацию лимфоцитов). Кроме того, ИЛ-4 и ИЛ-13 - цитокины, ингибирующие макрофаги, а также в некоторых процессах выступающие в качестве противовоспалительных. Таблица 4-2. Функции цитокинов Цитокин Клетки-продуценты Мишени Эффекты |