Реакции клеточного иммунитета

Входящие в состав гранулем Тх-клетки CD4⁺ располагаются в центре этих образований, а Т-клетки CD8⁺ на их периферии. Это позволяет предполагать, что Т-клетки CD4⁺ выполняют решающую роль в привлечении и активации других лимфоцитов и макрофагов. При культивировании гранулематозной ткани in vitro обнаружено выделение ею в среду различных цитокинов. Для максимального развития гранулем, по-видимому, требуются выделяемые Txl-клетками цитокины и ФНОа; в случае мышиного шистосомоза для этого необходимы также цитокины. выделяемые Тх2-клетками.

 

ИММУНОПАТОЛОГИЯ

 

Повреждения тканей, наблюдаемые при инфекционных заболеваниях, иногда частично или полностью обусловлены действием самих механизмов клеточного иммунитета. К повреждению тканей может привести также иммунный ответ на аутоантигены.

 

Цитотоксичность

 

Цитотоксические клетки могут поражать инфицированные вирусами клетки-мишени собственного организма, весьма важные для его жизнедеятельности, например клетки центральной нервной системы. Если это происходит при иммунном ответе на вирусную инфекцию, которая сама по себе не вызывает гибели или функциональных нарушений зараженных клеток, повреждение тканей относят к иммунопатологии.

 

Хроническое воспаление

 

Реакции клеточного иммунитета могут быть направлены против аутоантигенов и в этом случае вызывают хроническое воспаление, разрушающее ткани. Часто роль в этом предполагаемых инфекционных агентов и постинфекционных аутоиммунных реакций остается неясной, как, например, в случае разрушения островков Лангерганса поджелудочной железы и возникновения в результате инсулин-зависимого диабета.

 

Вытеснение гранулемами функциональной ткани

 

Занимая в пространстве определенный объем, гранулема может нарушать функцию той или иной ткани организма. Например, образование гранулемы, вызванное присутствием микобактерий -- возбудителей проказы, может приводить к повреждению нервов, по ходу которых эти гранулемы возникают. Аналогичным образом функциональные нарушения могут вызывать гранулемы, образовавшиеся в сетчатке глаза или в тканях мозга.

 

Избыточное выделение цитокмнов

 

Ряд патологических синдромов, таких как токсический шок геморрагический некроз и реакция Шварцмана, а также локальный некроз при реакциях гиперчувствительности замедленного типа, обусловлен, по-видимому, избыточным выделением цитокинов.

 

СЕТЕВЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЦИТОКИНОВ

 

Цитокины вступают в сложные сетевые взаимодействия

 

Как можно разобраться в сложной сети взаимодействий одних цитокинов с другими и понять роль каждого из них в организме? Наиболее эффективным инструментом для этого служит применяемый на мышах молекулярно-генетический метод «генного нокаута» -- разрушения гена того или иного цитокина либо его рецептора. Определенные цитокины. например ИЛ-7. ФНОа и ЦЗПв. существенно важны для формирования иммунной системы в период внутриутробного развития Последствия устранения других цитокинов, в частности ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-12 и ИФу, проявляются ярче всего, когда животное испытывает вызванный инфекцией «стресс». На мышах, лишенных гена ИЛ-12, было установлено значение этого цитокина для продукции ИФу и развития реакций гиперчувствительности замедленного типа. Разрушение некоторых цитокиновых генов вызывает у мышей поражения, напоминающие воспалительные заболевания слизистой оболочки кишечника у человека, еще раз подтверждая тот факт, что она представляет собой ту ткань организма, которая с наибольшим постоянством испытывает антигенные воздействия. Доказательством противовоспалительной роли ФЦСв служит то, что у лишенных его мышей образуется множество очагов воспаления. Выраженная иммунологическая недостаточность у мышей, не экспрессирующих г-цепь рецептора к ИЛ-2, свидетельствует, что эта цепь служит обшей сигнальной субъединицей в составе ряда цитокиновых рецепторов.

Все эти факты следует интерпретировать с известной осторожностью. Так, нельзя правильно оценить роль конкретного цитокина в организме зрелой особи, если его отсутствие в период развития иммунной системы привело к иммунологической недостаточности. Однако представляется вполне вероятным, что каждый цитокин при всем многообразии своих функций имеет среди них одну или несколько специфических, в связи с которой он сохранился в процессе эволюции.

На мышах, лишенных соответствующих генов, можно также выяснить функциональное значение ферментов Jak и Stat. Например, дефицитные по Stat-1 мыши чрезвычайно восприимчивы к вирусным инфекциям; у них нарушено образование ИФа и ИФу, а также оксида азота N0 в макрофагах, и противоинфекционной иммунный ответ развивается по Тх2-типу. Мыши, гомозиготные по делеции гена Jak-1, в отличие от Stat-дефицитных, погибают сразу после рождения. Они не способны питаться, у них нарушен ответ клеток на ИЛ-7 и не образуются лимфоциты всех популяций. Фенотнпически это состояние напоминает тяжелый комбинированный иммунодефициту мыши и человека.

Регуляция сетевых цитокиновых взаимодействий in vivo имеет ряд особенностей. * Образование индивидуальных цитокинов происходит кратковременно и находится под жестким контролем.

* Разные цитокины действуют как синергисты или антагонисты.

* Каждый из цитокинов может индуцировать или ингибировать продукцию других цитокинов.

* Каждый из цитокинов способен регулировать экспрессию клеточных рецепторов для самого себя и для других цитокинов.

* Антагонисты цитокинов связываются со специфическими клеточными рецепторами, но не вызывают передачу внутриклеточного сигнала.

* «Децепторы» специфически связывают лиганд, но не передают сигнал внутрь клетки.

* Благодаря ферментативному отщеплению внеклеточные домены цитокиновых рецепторов могут покидать поверхность клетки и связываться со свободными молекулами многих цитокинов; их можно обнаружить в сыворотке и моче.

Интенсивность синтеза цитокинов до и после его стимуляции может быть также запрограммирована на генетическом уровне. Например, носители определенных аллелей генов ФНОа и ИЛ-Йв часто страдают некоторыми хроническими воспалительными заболеваниями, что, возможно, обусловлено наследственными особенностями продукции цитокинов.

 

Сетевыми взаимодействиями цитокинов обусловлено множество физиологических эффектов

 

В путях эволюции и функционировании иммунной и нервной систем можно найти много общего. Например, обе эти системы за счет межклеточной коммуникации обладают способностью к обучению и хранению памяти; кроме того, среди их компонентов много общих медиаторов, рецепторов и антигенов. Для функционирования обеих систем требуется внутренняя коммуникационная сеть, а также сеть, которая обеспечивает регуляцию и взаимодействие с другими органами. Посылая сигналы на периферию, центральная нервная система непосредственно «телеграфирует» по нервным стволам и волокнам почти во все органы и ткани, а также использует ось гипоталамус--гипофиз--надпочечники. В противоположность этому иммунная система, состоящая главным образом из подвижных, свободных клеток, осуществляет внутрисистемные связи на основе взаимодействия этих клеток между собой. В то же время с другими органами и тканями она связана прежде всего посредством цитокинов, но следует подчеркнуть, что эти ее регуляторные воздействия всегда локальны, а не системны. Интеграция иммунной системы с нервной и эндокринной увеличивает ее влияние на организм. Например, такие цитокины, как ИЛ-1, ФНОа и ИЛ-6, непосредственно воздействуют на гипоталамус или гипофиз. Наряду с этим различные клетки иммунной системы экспрессируют рецепторы для нейромедиаторов, опиатов и нейропептидов.