Для реализации иммунного ответа необходимы три типа клеток – макрофаг (или дендритная клетка), Т-лимфоцит и В-лимфоцит (трехклеточная система кооперации).
Основными стадиями иммунного ответа являются:
1. Поглощение антигена, его переработка и презентация лимфоцитам;
2. Распознавание антигена лимфоцитами;
3. Активация лимфоцитов;
4. Клональная пролиферация лимфоцитов;
5. Дифференцировка лимфоцитов в функционально зрелые клетки;
6. Деструкция антигена.
Стадия поглощения, переработки и презентации антигена. Антигенпрезентирующая клетка (АПК - макрофаг или дендритная клетка) фагоцитирует встреченный антиген и уходит в циркуляцию, направляясь в периферические лимфоидные органы. По пути туда фагоцит разрушает (процессирует) антиген до пептидов с помощью внутриклеточных ферментов. В результате происходит высвобождение антигенной детерминанты. Затем процессированный антиген связывается с молекулами главного комплекса гистосовместимости (с HLA-молекулами) и транспортируется на поверхность АПК для представления его лимфоцитам. Соединение антигена с HLA-молекулами является необходимым условием для распознавания антигена, поскольку лимфоциты узнают антиген на поверхности АПК только на фоне «своего» HLA-антигена (так называемое двойное распознавание). В случае гуморального иммунного ответа антиген соединяется с HLA-молекулами 2-го класса, в случае клеточного ответа - с HLA-молекулами 1-го класса.
В лимфоузле АПК представляет расщепленный антиген лимфоцитам, при этом происходит взаимодействие между мембранными молекулами лимфоцита и АПК. В этом взаимодействии участвуют наивные CD4+-лимфоциты, которые распознают антиген и дифференцируются в Т-хелперы 1-го или 2-го типа и дальше развивается тот или иной вид иммунного ответа – соответственно клеточный или гуморальный.
Гуморальный иммунный ответ
Стадия распознавания. Распознавание антигена, представленного на мембране АПК, может осуществляться В-лимфоцитом 2 способами: с участием Т-хелпера 2-го типа и без него. Первый способ реализуется в отношении Т-зависимых антигенов (например, внеклеточных вирусов), второй – в отношении Т-независимых антигенов (например, бактерий). При этом В-лимфоцит и Т-хелпер распознают разные части антигена: В-лимфоцит – информационную часть, Т-хелпер – несущую. В-лимфоцит распознает антиген с помощью антигенраспознающего В-клеточного рецептора (BCR), который представлен поверхностными IgM и -D, ассоциированными с CD- молекулами (19, 21, 79 и 81). Распознавание антигена Т-хелпером осуществляется с помощью Т-клеточного рецептора (TCR), ассоциированного с корецептором CD4.
Стадия активации. Т-хелпер 2-го типа, получивший антигенную информацию, передает её В-лимфоциту (с помощью антигенного мостика или путем секреции растворимой части антигена в комплексе с HLA-2-молекулой). Вместе с информацией об антигене В-лимфоцит получает неспецифические сигналы активации через цитокины: через ИЛ-1, секретируемый АПК (в частности макрофагом), и через цитокины, секретируемые активированным Т-хелпером 2-го типа. При этом активация Т-хелпера и секреция им цитокинов также обусловливаются макрофагальным ИЛ-1.
Стадия клональной пролиферации. После распознавания антигена и активации В-лимфоциты начинают пролиферировать. Размножение В-клеток осуществляется в лимфатических узлах и регулируется цитокинами, которые выделяет Т-хелпер 2-го типа.
Стадия дифференцировки. За пролиферацией следует созревание В-клеток в плазматические клетки, которые мигрируют в костный мозг и слизистые оболочки, где синтезируют антитела, поступающие в кровь (это IgM и G) или в слизистые секреты (это IgА). Часть активированных В-лимфоцитов не дифференцируется в плазматические клетки, а сохраняется как долгоживущие В-клетки памяти. Они обеспечивают более быстрый и эффективный вторичный иммунный ответ при повторном контакте с антигеном.
Клеточный иммунный ответ реализуется похожим образом.
Цитотоксические Т-лимфоциты или ТГЗТ-лимфоциты (клетки воспаления) распознают антиген на поверхности АПК (макрофага или дендритной клетки) в комплексе с HLA-молекулами 1-го класса. В распознавании участвуют Т-хелперы 1-го типа. Распознавание антигена цитотоксическими либо ТГЗТ-лимфоцитами осуществляется с помощью Т-клеточного рецептора – TCR. На цитотоксических Т-лимфоцитах TCR ассоциирован с корецептором CD8, на ТГЗТ-лимфоцитах - с корецептором СD4. Т-хелперы 1-го типа с помощью выделяемых ими цитокинов стимулируют пролиферацию и созревание цитотоксических или ТГЗТ-лимфоцитов в зрелые эффекторные клетки. Пролиферация и созревание Т-клеток протекают в лимфатических узлах и селезенке. Клоны цитотоксических CD8+-лимфоцитов нарастают быстро, клоны CD4+-ТГЗТ-лимфоцитов – медленно. Часть Т-клеток превращается в Т-клетки памяти с фенотипом CD4+ и CD8+.
Конечной стадией как гуморального, так и клеточного иммунного ответа является деструкция антигена, которая осуществляется с привлечением неспецифических факторов защиты. Известны следующие эффекторные механизмы деструкции антигена:
1. Комплементзависимый лизис антигена, связанного с антителом;
2. Фагоцитоз макрофагами растворимых комплексов антиген+антитело и расщепление их в лизосомах;
3. Цитолиз. Цитотоксические Т-лимфоциты лизируют клетки-мишени с помощью белков – перфоринов, образующих поры в клеточной мембране, либо запускают апоптоз клеток-мишеней.
4. Антителозависимая клеточная цитотоксичность (АЗКЦ). Реализуется путем разрушения клетками-киллерами покрытых антителами клеток-мишеней через присоединение к Fc-фрагменту антитела. Такими АЗКЦ-киллерами могут быть НК-клетки, моноциты/макрофаги, гранулоциты;
5. ТГЗТ-лимфоциты с помощью секретируемых цитокинов вызывают миграцию макрофагов и нейтрофилов в очаг иммунного воспаления и их активацию. Активированные макрофаги и нейтрофилы разрушают клетки-мишени путем фагоцитоза.