МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ТАВРИЧЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. В.И. ВЕРНАДСКОГО

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА БИОХИМИИ

Учебная дисциплина: ИММУНОЛОГИЯ

Тема: «В-лимфоциты.Рецепторы и маркеры. Участие в иммунном ответе»

Реферат подготовила:

Студент: Левченко Наталья Николаевна

Проверила:

Залевская Ирина Николаевна

Симферополь, 2013

Введение

2 Маркеры В-лимфоцитов

Введение

лимфоцит рецептор антиген

Клетки иммунной системы, на которые возложены ключевые функции по осуществлению приобретённого иммунитета, относятся к лимфоцитам, которые являются подтипом лейкоцитов.

Лимфоциты - это единственные клетки организма, способные специфически распознавать собственные и чужеродные антигены и отвечать активацией на контакт с конкретным антигеном. При весьма сходной морфологии малые лимфоциты делятся на две популяции, имеющие различные функции и продуцирующие разные белки.

Одна из популяций получила название В-лимфоциты, от названия органа «бурса Фабрициуса», где было впервые обнаружено созревание этих клеток у птиц. У человека В-лимфоциты созревают в красном костном мозге.

В-лимфоциты распознают антигены специфическими рецепторами иммуноглобулиновой природы, которые по мере созревания В-лимфоцитов появляются на их мембранах. Взаимодействие антигена с такими рецепторами является сигналом активации В-лимфоцитов и их дифференцировки в плазматические клетки, продуцирующие и секретирующие специфические для данного антигена антитела - иммуноглобулины.

Главной функцией В-лимфоцитов также является специфическое распознавание антигена, которое ведет к их активации, пролиферации и дифференцировке в плазматические клетки - продуценты специфических антител - иммуноглобулинов, т. е. к гуморальному иммунному ответу. Чаще всего В-лимфоциты для развития гуморального иммунного ответа нуждаются в помощи Т-лимфоцитов в виде продукции активирующих цитокинов.

Глава 1. Общая характеристика B-лимфоцитов

Специфическое иммунологическое распознавание патогенных организмов - это всецело функция лимфоцитов, поэтому именно они инициируют реакции приобретенного иммунитета. Все лимфоциты происходят из стволовых клеток костного мозга, но Т-лимфоциты затем развиваются в тимусе, тогда как В-лимфоциты продолжают свое развитие в красном костном мозге (у взрослых особей млекопитающих). Термин B-лимфоциты образован по первой букве английского названия органов, в которых эти клетки формируются: bursa of Fabricius (фабрициева сумка у птиц) и bone marrow (костный мозг у млекопитающих).

Сумка Фабрициуса - один из центральных органов иммуногенеза птиц, располагающийся в области клоаки и контролирующий гуморальный иммунный ответ. Удаление этого органа приводит к отмене синтеза антител. Аналогом фабрициевой сумки у млекопитающих является красный костный мозг.

Главная функция B-лимфоцитов (а вернее плазматических клеток, в которые они дифференцируются) - это выработка антител. Воздействие антигена стимулирует образование клона B-лимфоцитов, специфического к данному антигену. Затем происходит дифференцировка новообразованных B-лимфоцитов в плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Эти процессы проходят в лимфоидных органах, регионарных к месту попадания в организм чужеродного антигена. лимфоциты составляют около 15-18% всех лимфоцитов, находящихся в периферической крови. После распознавания специфического антигена эти клетки размножаются и дифференцируются, трансформируясь в плазматические клетки. Плазматические клетки вырабатывают большое количество антител (иммуноглобулины Ig), которые являются собственными рецепторами B-лимфоцитов в растворенном виде.лимфоциты продуцируют и секретируют в кровоток молекулы антител, являющиеся измененными формами антигенраспознающих рецепторов этих лимфоцитов. Возникновение антител в крови после появления любого чужеродного белка - антигена - независимо от того, вреден он или безвреден для организма, и представляет собой иммунный ответ. Появление антител не просто защитная реакция организма против инфекционных заболеваний, но явление, имеющее широкое биологическое значение: это общий механизм распознавания "чужого". Например, иммунная реакция распознает как чужой и постарается удалить из организма любой аномальный и, следовательно, потенциально опасный вариант клетки, в которой в результате мутации в хромосомной ДНК образуется мутантная белковая молекула. лимфоциты (B-клетки) млекопитающих дифференцируются сначала в печени плода, а после рождения - красном костном мозге. В цитоплазме покоящихся B-клеток отсутствуют гранулы, но имеются расеянные рибосомы и канальцы шероховатого эндоплазматического ретикулума. Каждая B-клетка генетически запрограммирована на синтез молекул иммуноглобулина, встроенных в цитоплазматическую мембрану. Иммуноглобулины функционируют как антигенраспознающие рецепторы, специфичные к определенному антигену. На поверхности каждого лимфоцита экспрессируется около ста тысяч молекул рецепторов. Встретив и распознав антиген, соответствующий структуре антигенраспознающего рецептора B-клетки размножаются и дифференцируются в плазматические клетки, которые образуют и выделяют в растворимой форме большие количества таких рецепторных молекул - антител. Антитела представляют собой крупные гликопротеины и содержатся в крови и тканевой жидкости. Благодаря своей идентичности исходным рецепторным молекулам они взаимодействуют с тем антигеном, который первоначально активировал B-клетки, проявляя таким образом строгую специфичность.

После связывания антигена с рецепторами B-клетки клетка активируется. Активация B-клеток состоит из двух фаз: пролиферации и дифференцировки; все процессы индуцируются контактом с антигеном и T- хелперами. В результате пролиферации увеличивается число клеток, способных реагировать с введенным в организм антигеном. Значение пролиферации велико, поскольку в неиммунизированном организме очень мало B-клеток, специфичных для определенных антигенов. Часть клеток, пролиферирующих под действием антигена, созревает и дифференцируется последовательно в антителообразующие клетки нескольких морфологических типов, в том числе и плазматические клетки. Промежуточные стадии дифференцировки B-клеток отмечены меняющейся экспрессией разнообразных белков клеточной поверхности, необходимых для взаимодействия B-клеток с другими клетками.

Каждый лимфоцит, относящийся к B-лимфоцитам и дифференцирующийся в костном мозге, запрограммирован на образование антител только одной специфичности.

Молекулы антител не синтезируются никакими другими клетками организма, и все их многообразие обусловлено образованием нескольких миллионов клонов B-клеток. Они (молекулы антител) экспрессируются на поверхностной мембране лимфоцита и функционируют как рецепторы. При этом на поверхности каждого лимфоцита экспрессируется около ста тысяч молекул антител. Кроме того, B-лимфоциты секретируют в кровоток продуцированные ими молекулы антител, являющиеся измененными формами поверхностных рецепторов этих лимфоцитов.

Антитела формируются до появления антигена, и антиген сам отбирает для себя антитела. Как только антиген проникает в организм человека, он встречается буквально с войском лимфоцитов, несущих различные антитела, причем у каждого есть свой индивидуальный распознающий участок. Антиген соединяется только с теми рецепторами, которые в точности ему соответствуют. Лимфоциты, связавшие антиген, получают пусковой сигнал и дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие антитела. Поскольку лимфоцит запрограммирован на синтез антител только одной специфичности, антитела, секретируемые плазматической клеткой, будут идентичны своему оригиналу, т.е. поверхностному рецептору лимфоцита и, следовательно, будут хорошо связываться с антигеном. Так антиген сам отбирает антитела, распознающие его с высокой эффективностью.

Весь путь развития В-лимфоцитов от стволовой кроветворной клетки до плазмоцита включает несколько этапов, каждый из которых характеризуется своим клеточным типом.

Всего выделено 7 таких типов:

) стволовая кроветворная (гемопоэтическая) клетка - общий предшественник для всех ростков дифференцировки лимфомиелопоэза;

) общий лимфоидный предшественник B-клеток и T-клеток для B- и T-клеточного пути развития - наиболее ранняя лимфоидная клетка, для которой еще не определилось одно из двух направлений развития;

А) ранняя про-В-клетка - ближайший потомок предыдущего клеточного типа и предшественник последующих, продвинутых в дифференцировке клеточных типов (приставка "про" от англ. progenitor);

Б) поздняя про-В-клетка;

) пре-В-клетка - клеточный тип, окончательно вышедший на В-клеточный путь развития (приставка "пре" от англ. precursor);

) незрелая В-клетка - завершающая костномозговое развитие клеточная форма, которая активно экспрессирует поверхностный иммуноглобулин и находится в стадии отбора на способность взаимодействовать с собственными антигенами;

) зрелая В-клетка - клеточный тип периферии, способный взаимодействовать только с чужеродными антигенами;

) плазматическая клетка (плазмоцит) - эффекторная, антителопродуцирующая клеточная форма, которая образуется из зрелой В-клетки после ее контакта с антигеном.

Глава 2. Рецепторы и маркеры В-лимфоцитов

1 Антигенраспознающие рецепторы B-клеток: общая характеристика

Антигенраспознающие рецепторы В-лимфоцитов представляют собой молекулы иммуноглобулинов. Циркулирующие антитела структурно подобны основной части B-клеточных рецепторов, но лишены их трансмембранных и цитоплазматических сегментов. Основными классами мембранно-связанных иммуноглобулинов (mIg), находящихся на поверхности зрелых, нестимулированных 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.

Рецептором B-лимфоцитов, узнающим антиген, является IgM. Мембраносвязанный IgM (mIgМ), как правило, представляет собой мономерный иммуноглобулин, т.е. отдельную единицу из четырех полипептидных цепей. Эта молекула имеет гидрофобную последовательность, расположенную на C-концевом участке тяжелой цепи и предназначенную для фиксации молекулы на клеточной мембране. Число молекул рецептора достигает 10 - 100тыс. на клетку.М кодируется тем же набором генов, что и сывороточные аналоги. Единственным их структурным отличием является дополнительный фрагмент на С-конце молекулы, играющий роль мембранного якоря.

В онтогенезе первые мембранные формы IgM появляются на заключительном этапе дифференцировки В-клеток в костном мозге. Зрелые В- клетки экспрессируют достаточно большое количество этого белка: 2*105 молекул на одну клетку. Такой рецепторный иммуноглобулин взаимодействует либо с белковым или корпускулярным антигеном (рис. 3.1), либо с антигенными детерминантами на поверхности антигенпрезентирующих клеток (макрофагов, дендритных клеток и др.).

Рис 1. Структура В-клеточного рецептора

Антигенраспознающие рецепторы B-клеток были обнаружены достаточно легко, в основном, с помощью антииммуноглобулиновых антител, меченных либо радиоактивными химическими элементами, либо флюоресцеином. При связывании антигена с соответствующим рецептором и под влиянием цитокинов, вырабатываемых моноцитами, макрофагами и Т-лимфоцитами, происходит активация В-лимфоцитов, которые начинают делиться и дифференцироваться в плазматические клетки. Часть активированных В-лимфоцитов превращаются в клетки памяти, которые обеспечивают более быстрый и эффективный иммунный ответ при повторном контакте с антигеном. С основной частью рецептора непосредственно связаны дополнителные компоненты (Ig-альфа (СВ79a) и Ig-бета (CD79b)), соединяющие его с путями внутриклеточной передачи сигнала.

Цитоплазматический участок у mIg невелик и не пригоден для взаимодействия с С-белками или тирозинкиназами. Роль CD3 в случае mIgМ, по-видимому, играет ассоциированный с mIgМ гетеродимер, состоящий из двух соединенных дисульфидной связью гликопротеинов с молекулярными массами 32-34кДа (IgM-альфа) и 37-39кДа (IgM-бета, IgM-гамма). Цепи бета и гамма являются продуктами одного гена и получаются в результате альтернативного сплайсинга. Обе цепи являются представителями суперсемейства иммуноглобулинов и содержат во внеклеточной части по одному домену. Цитоплазматические участки этих полипептидов имеют консервативную последовательность, включающую шесть расположенных определенным образом друг относительно друга аминокислот. Такая же последовательность обнаруживается в гамма-, дельта- и дзета-цепях CD3, что предполагает сходные функции CD3 и IgM-альфа-IgM-бета. Цитоплазматические фрагменты содержат потенциальные сайты фосфорилирования.

2 Маркеры В-лимфоцитов

На периферии (вне костного мозга) В-лимфоциты приобретают характерные для них поверхностно-клеточные маркёры.

Основные маркёры В-лимфоцитов - мембранные Ig при этом клетки одного клона (быстро формирующегося в результате серии последовательных делений потом-ства одной В-клетки) экспрессируют молекулы Ig, специфически связывающие только один эпитоп Аг. Такие клетки синтезируют моноклональные AT, способные распознавать и связывать только один Аг. Аг-связывающий участок мембранного Ig В-лимфоцита играет роль клеточного Аг-распознающего рецептора. Помимо мембранных Ig, В-лимфоцит несёт другие маркёры; рецепторы Fc-фрагмента Ig, CD10 {на незрелых В-клетках), CD19, CD20, CD21, CD22, CD23 (вероятно, участвуют в клеточной активации), рецепторы к С3b и C3d, молекулы МНС классов I и И.

Мембранный иммуноглобулин - специфический маркер В-клеток, поскольку он экспрессирован на всех зрелых В-лимфоцитах и отсутствует на других клетках. Преобладающим классом мембранных иммуноглобулинов на нативных (не контактировавших с антигеном) В-клетках является IgM. Он присутствует на поверхности всех нативных В-лимфоцитов, начиная со стадии незрелых В-клеток (см. раздел 3.3.1.2) (табл. 3.2). На зрелых нативных

В-клетках наряду с IgM присутствует IgD. Число молекул иммуноглобулинов на поверхности наивной В-клетки составляет около 150 000. В процессе иммунного ответа происходит переключение классов иммуноглобулинов на IgG, IgA и IgE. В-клетки крови и вторичных лимфоидных органов несут на своей поверхности преимущественно IgG, а В-клетки слизистых оболочек - IgA.

В состав BCR помимо иммуноглобулина входит еще несколько молекул. Две из них - СD79a и СD79b - составляют интегральную чаcть BCR, еще три - CD19, CD21 и CD81 - функционально ассоциированы с ним и формируют физическую связь с BCR только при активации клетки. Варианты молекул CD79 - a и b - называют еще Ig? и Ig?. При помощи нековалентных связей они формируют гетеродимеры, связанные с мембранным иммуноглобулином. Эти молекулы имеют сходные размеры и молекулярную массу (около 40 кДа). Участие Ig? и Ig? в передаче сигнала основано на связи их цитоплазматической части с внутриклеточными тирозинкиназами.

Молекулу CD19 относят к суперсемейству иммуноглобулинов. CD19 играет важную сигнальную функцию, поскольку эта молекула связана с киназой PI3K. CD21 - рецептор для компонентов комплемента (CR2), участвующий в усилении антигенного сигнала, а также в регуляции активности В-лимфоцитов. СD81 относят к тетраспанинам (4 раза пронизывают мембрану); функция этой молекулы точно не определена.

С цитоплазматическими участками мембранного иммуноглобулина связана тирозинкиназа Fyn, а с молекулами CD79, CD19 и CD81 - тирозин-киназы Blk, Lyn, Lck, а также Syk, участвующие в передаче активационного сигнала. Кроме того, около цитоплазматической части молекулы CD19 располагается липидная киназа PI3K. Такое обилие сигнальных ферментов, связанных с компонентами BCR, обеспечивает запуск и передачу активационных сигналов при связывании антигена.

Глава 3. Субпопуляции В-лимфоцитов

Все В-лимфоциты обладают рядом общих свойств: они продуцируют антитела и иммуноглобулин (Ig), экспрессируют антиген-распознающий Ig-рецептор (B-Cell Receptor - BCR) и поверхностные маркеры CD 19 и CD45 (В220). Вместе с тем можно выделить несколько субпопуляций В-клеток, различающихся по происхождению, дифференцировке, фенотипу и функциональным свойствам.

Выделяют 3 основные субпопуляции В-клеток (табл.1). Одна из них рассмотрена выше - В2-клетки (иногда их называют обычными В-клетками), локализующиеся преимущественно в селезенке, костном мозгу, лимфоузлах, пейеровых бляшках и отдельных фолликулах лимфоидной ткани кишечника. Гистологическая единица, являющаяся местом сосредоточения В2-клеток - лимфоидный фолликул. Эти клетки составляют подавляющеебольшинство циркулирующих В-лимфоцитов и играют основную роль в гуморальном иммунном ответе. Две другие субпопуляции - В1- и В-клетки маргинальной зоны (MZВ-клетки). Большинство данных о различных субпопуляциях В-лимфоцитов получено на мышах. Сведения о субпопуляцияхВ-клеток человека крайне скудны.

В1-клетки локализуются преимущественно в серозных полостях -

брюшной и плевральной. Небольшое количество В1-лимфоцитов, преимущественно клетки, секретирующие антитела, выявляют в селезенке, где на их долю приходится 1-5% от числа В-клеток. Некоторые В1-клетки мигрируют (через сальник) в слизистую оболочку кишечника и брыжеечные лимфоузлы (до 50% IgA-продуцентов в лимфоидной ткани кишечника - В1-клетки). В лимфатических узлах у мыши они отсутствуют. Выделяют2 субпопуляции В1-клеток. Основной дифференциальный признак при этом - экспрессия мембранной молекулы СD5 (известной как один из маркеров Т-клеток). В1а-клетки одновременно несут на поверхности молекулы IgM и CD5. CD5 отсутствует на всех остальных В-лимфоцитах, в том числе на В1b-клетках, в остальном очень схожих с В1а-клетками. Для В1-клеток характерен?активированный фенотип?, что проявляется в экспрессии на их поверхности костимулирующих молекул СD80 и СD86. Это свойство обеспечивает способность В1-лимфоцитов выполнять функции АПК.а- и B1b-клетки экспрессируют BCR, содержащий мембранную форму IgM. Известны исключения: описано переключение IgM на IgA в lamina propria кишечника. Перестроенные V-гены мембранного IgM В1а-клеток не содержат N-вставок (т.е. в их перестройке не участвует фермент TdT). Разнообразие V-генов В1-клеток существенно ниже, чем у В2-клеток. Это связано с различиями в условиях развития: В1а-клетки в онтогенезе появляются раньше других субпопуляций - еще до рождения. Они развиваются в печени плода при участии IL-5 и IL-10 из клеток-предшественников, отличных от таковых у обычных В-клеток. Еще в эмбриональном периоде В1-клетки мигрируют в серозные полости, где они существуют в течение всей жизни организма.

В1-клетки способны к самоподдержанию путем очень медленной пролиферации, восполняющей убыль клеток, погибающих по механизму апоптоза.

В1b-клетки также развиваются в печени эмбрионов, а после рождения - в костном мозгу из других клеток-предшественников. B1b-лимфоциты расселяются на периферии несколько позже В1а-клеток - непосредственно перед рождением и сразу после него. При перестройке V-генов в B1b-клетках формируется некоторое количество N-вставок. B1b-клетки также мигрируют в серозные полости и сохраняются там путем самоподдержания.

Обе разновидности В1-клеток могут дифференцироваться в антителообразующие клетки без стимуляции антигеном. При этом они секретируют преимущественно IgM-антитела (в кишечнике - также IgA). Большинство этих антител специфично к собственным белкам организма (ДНК, гистонам, коллагену, компонентам цитоскелета, антигенам групп крови и т.д.); многие из них полиспецифичны, т.е. способны взаимодействовать с несколькими антигенами, в том числе аутологичными. Эти антитела имеют низкое сродство (аффинность) к антигенам, включая аутоантигены, и не способны вызвать повреждение тканей. Примерно половина сывороточного IgM секретируется В1-клетками. Естественные антитела, продуцируемые В1а-лимфоцитами, часто специфичны к микробным антигенам и опсонизируют патогены, играя важную роль в реакциях врожденного иммунитета.

Эти клетки могут принимать участие в адаптивном иммунном ответе, что в большей степени свойственно В1b-клеткам. Ответ В1-клеток преимущественно тимуснезависимый. В1-клетки постоянно циркулируют между селезенкой и брюшной полостью, но не поступают в фолликулы, поскольку не экспрессируют CXCR5 - рецептор хемокина BLC (CXCL13). С этим связано то обстоятельство, что процессы?усовершенствования? гуморального иммунного ответа в виде переключения изотипов и повышения сродства к антигенам, не затрагивают или минимально затрагивают В1-клетки.

Еще одна разновидность В-лимфоцитов -B-клетки маргинальной зоны (MZB). Они локализуются почти исключительно в маргинальной зоне селезенки, отделяющей белую пульпу от красной. Фенотипически эти клетки более сходны с В2-, чем с В1-клетками. Они происходят от тех же костно-мозговых клеток-предшественников. Основной мембранный иммуноглобулин MZB-клеток -IgM, экспрессируемый сильнее, чем на В2-клетках. В то же время IgD присутствует на мембране в очень малом количестве. Эти клетки сходны по своему фенотипу с активированными В-лимфоцитами. На них присутcтвуют молекулы CD69, CD25, CD38, в малом количестве CD23. Обращает на себя внимание наличие молекулы CD1d, участвующей в презентации липидных антигенов.

Отделение линии MZB-клеток от общей линии В2-клеток происходит на переходной стадии транзиторных клеток (Т3), когда будущие MZB-клетки ослабляют экспрессию не IgM (как В2-клетки), а IgD и утрачивают молекулу CD23. На MZB-лимфоцитах не экспрессируется хемокиновый рецептор CXCR5, позволяющий клеткам мигрировать в фолликулы. Ключевой фактор дифференцировки MZB-клеток - Notсh-2. Под влиянием сфингозин-1-фосфата и при участии молекул адгезии LFA-1 и VLA-4 они мигрируют в маргинальные зоны селезенки. MZB-клетки не участвуют в рециркуляции, но осуществляют?челночные? миграции до лимфоидных фолликулов и обратно, получая информацию об антигенах, поступающих в селезенку с кровью. Срок жизни MZB-лимфоцитов сопоставим со сроком жизни организма. Снижение численности MZB-клеток, вызываемое повреждающими факторами, достаточно быстро устраняется.клетки участвуют в гуморальном иммунном ответе на возбудители, поступающие в кровоток. Они осуществляют тимуснезависимый иммунный ответ на инкапсулированные патогены. Благодаря сильной экспрессии молекул MHC-II и костимулирующих молекул MZB-клетки обладают выраженной способностью к взаимодействию с Т-хелперами, однако их участие в тимусзависимом иммунном ответе изучено плохо. При ответе на антигены MZB-клетки дифференцируются в короткоживущие антителообразующие клетки. V-гены MZB-клеток редко затрагиваются мутациями, что характерно для развития плазматических клеток вне зародышевых центров. В этих клетках не происходит переключения классов иммуноглобулинов и даже MZB-клетки памяти несут на своей поверхности IgM, а не IgG. IgM+ клетки памяти преобладают в маргинальной зоне селезенки человека.

Список использованной литературы

1.А. Ройт, Дж. Брюсстофф, Д. Мейл. Иммунология- М.: Мир, 2000

.Лебедев К.А. - Иммунология в клинической практике, 1996

.Иммунология(в 3 т.) / Под. ред. У. Пола.- М.:Мир, 1988

.Ярилин А.А - Иммунология, 2010

.Хаитов P.M., Игнатьева Г.А., Сидорович И.Г., Иммунология: Учебник. - М.: Медицина, 2000. 432 с: ил. (Учеб. лит. Для студ. медвузов).

.#"justify">.#"justify">.http://immuninfo.ru/immunologiya

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Дифференциация В-лимфоцитов

Лимфоциты происходят от плюрипотентных стволовых клеток , дающих также начало всем клеткам крови. Дифференциация стволовых клеток крови по эритроидному, миелоидному либо лимфоидному пути зависит от микроокружения (в случае птиц дифференциация стволовых клеток в В-лимфоциты происходит в фабрициевой сумке, у млекопитающих в костном мозге, где также происходит дифференциация по миелоидному и эритроидному пути). Дифференциация В-лимфоцитов условно делится на две стадии - антигеннезависимую (в которую происходит перестройка генов иммуноглобулинов и их экспрессия) и антигензависимую (при которой происходит активация, пролиферация и дифференциация в плазматические клетки).

• Пре-В-Клетки-предшественники не синтезируют тяжёлых и лёгких цепей, содержат зародышевые H и L гены, но содержат антигенный маркер, общий с зрелыми пре-В-клетками.
• Ранние пре-В-клетки - D-J перестройки в Н генах.
• Поздние пре-В-клетки - V-DJ перестройки в Н генах.
• Большие пре-В-клетки Н-гены VDJ-перестроены; в цитоплазме имеются тяжёлые цепи класса μ.
• Малые пре-В-клетки - V-J перестройки в L генах; в цитоплазме имеются тяжёлые цепи класса μ.
• Малые незрелые В-клетки - L гены VJ-перестроены; синтезируют Н и L- цепи; на мембране расположены иммуноглобулины.
• Зрелые В-клетки- начало синтеза IgD .

В-клетки клетки поступают из костного мозга во вторичные лимфоидные органы (селезёнку и лимфатические узлы), где происходит их дальнейшее созревание, антиген-презентирование, пролиферация и дифференциация в плазматические клетки и В-клетки памяти.

В-клетки

Экспрессия всеми В-клетками мембранных иммуноглобулинов позволяет осуществляться клональному отбору под действием антигена. При созревании, антиген-стимулировании и пролиферации существенно меняется набор маркеров В-клеток. По мере созревания В-клетки переключаются от синтеза IgM и IgD на синтез IgG, IgA, IgE (при этом у клеток сохраняется способность синтезировать также IgM и IgD- вплоть до трёх классов одновременно). При переключении синтеза изотипов антигенная специфичность антител сохраняется. Различают:

• Собственно В-клетки (ещё называемые «наивными» В-лимфоцитами)- неактивированные В-лимфоциты, не пконтактировавшие с антигеном. Не содержат тельца Голла, в цитоплазме рассеяны монорибосомы. Полиспецифичны и имеют слабое сродство к многим антигенам.
• В-клетки памяти - активированые В-лимфоциты, посредством кооперации с Т-клетками вновь перешедшие в стадию малых лимфоцитов. Являются долгоживущим клоном В-клеток, обеспечивая быстрый иммунный ответ и выработку большого количества иммуноглобулинов при повторном введении того же антигена. Названы клетками памяти, так как позволяют иммунной системе «помнить» антиген на протяжении многих лет после прекращения действия антигена. В-клетки памяти обеспечивают долговременный иммунитет.
• Плазматические клетки- являются последним этапом дифференцировки активированных В-клеток, провзаимодействовавшими с антигеном. В отличие от остальных В-клеток несут мало мембранных антител и способны секретировать растворимые антитела. Являются большими клетками с эксцентрично расположенным ядром и развитым синтетическим аппаратом- шероховатый эндоплазматический ретикулум занимает почти всю цитоплазму, также развит и аппарат Гольджи . Являются короткоживущими клетками (2-3 дня) и быстро элиминируются при отсутствии антигена, вызвавшего иммунный ответ.

Маркеры В-клеток

Характерной особенностью В-клеток является наличие поверхностных мембрано-связанных антител, относящихся к классам IgM и IgD. В комплексе с с другими поверхностными молекулами иммуноглобулины формируют антиген-распознающий рецептивный комплекс, ответственный за узнавание антигена. Также на поверхности В-лимфоцитов расположены антигены МНС класса II, важные в кооперации с Т-клетками, также на некоторых клонах В- лимфоцитов присутствует CD5 маркер, общий с Т-клетками. Рецепторы C3b компонента комплемента(Cr1, CD35) и C3d (Cr2,CD21) имеют определённую роль в активации В-клеток. Следует отметить, что маркеры CD19, CD20 и CD22 используются для идентификации В-лимфоцитов. Также на поверхности В-лимфоцитов обнаружены Fc-рецепторы.

Активация В-клеток

Антиген-презентирующая клетка (макрофаги, клетки Купфера, фолликулярные дендритные клетки, интердигитальные дендритные клетки и т. д.) вскоре после переваривания патогена выносит эпитопы на поверхность клетки при помощи МНС I или II (в зависимости от природы антигена), делая их доступными для Т-клеток. Т-хелпер при помощи Т-клеточного рецептора распознаёт комплекс эпитоп-МНС. Активированный Т-хелпер выделяет цитокины, усиливающие антиген-презентирующую функцию, а также цитокины, активирующих В-лимфоцит - индукторы активации и пролиферации. В-лимфоциты присоединяются при помощи мембрано-связанных антител, выступающих в роли рецепторов, к "своему" антигену и в зависимости от получаемых от Т-хелпера сигналов пролиферируют и дифференцируются в плазматическую клетку, синтезирующую антитела, либо перерождается в В-клетку памяти. При этом от качества и количества антигена будет зависеть исход данной трёхклеточной системы взаимодействия. Данный механизм справедлив для полипептидных антигенов, относительно неустойчивых к фагоцитарному процессингу - т. н. тимус-зависимых антигенов. Для тимус-независимых антигенов (обладающих высокой полимерностью с часто повторяющимися эпитопами, относительно устойчивых к фагоцитарному перевариванию и обладающих свойствами митогена) участия Т-хелпера не требуется - активация В-лимфоцитов происходит по тимус-независимому пути, В-лимфоциты связываются с данными антигенами, а за счёт их собственной митогенной активности будет происходить пролиферация В-лимфоцитов и активация.

Роль В-лимфоцитов в презентации антигена

В-клетки способны поглощать свои мембранные иммуноглобулины вместе со связанным ими антигеном, а затем презентировать фрагменты антигена в комплексе с молекулами МНС класса II. При низкой концентрации антигена и при вторичном иммунном ответе В-клетки могут выполнять роль основных антигенпрезентирующих клеток.

В1- и В2-клетки

Литература

• А. Ройт, Дж. Брюсстофф, Д. Мейл. Иммунология- М.: Мир, 2000 - ISBN 5-03-003362-9
• Иммунология(в 3 т.) / Под. ред. У. Пола.- М.:Мир, 1988
• В-лимфоциты

См. также

Смотреть что такое "В-лимфоциты" в других словарях:

Мононуклеарные клетки крови, лимфатических узлов и тканей, к рые вместе с макрофагами обусловливают иммунный ответ (см.) животного организма, включая человека. Это сферические клетки диаметром 8 15 мкм. Имеют круглое, неразделенное на сегменты,… … Словарь микробиологии

- (от лимфа и...цит) одна из форм незернистых лейкоцитов. Выделяют 2 основных. класса лимфоцитов. В лимфоциты происходят из фабрициевой сумки (у птиц) или костного мозга; из них формируются плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Т… … Большой Энциклопедический словарь

Особый тип белых кровяных клеток, участвующий в работе иммунной системы. Различают три вида лимфоцитов: В лимфоциты, которые вырабатывают антитела, помогающие бороться с такими инфекционными агентами, как бактерии, вирусы и грибы; Т лимфоциты,… … Медицинские термины

- (от лимфа и...цит), одна из форм незернистых лейкоцитов (агранулоцитов) у позвоночных. Шарообразные клетки с овальным ядром, окружённым богатой рибосомами цитоплазмой. У человека Л. составляют 19 37% всех лейкоцитов в периферии, крови. Различают … Биологический энциклопедический словарь

Лимфоциты - * лімфацыты * lymphocytes агранулярные сферические клетки диаметром ок. 10 мкм, образующиеся в лимфатических узлах, селезенке, тимусе, костном мозге и в крови позвоночных, цитоплазма которых богата рибосомами. Выполняют в организме 2 основные… … Генетика. Энциклопедический словарь

лимфоциты - ов, мн. lymphocite Lymphozyt <лат. lympha влага + kytos клетка. физиол. Одна из форм агранулоцитов (незернистых лейкоцитов). Лимфоцитный ая, ое. Крысин 1998 … Исторический словарь галлицизмов русского языка

ЛИМФОЦИТЫ - ЛИМФОЦИТЫ, лимфатические тельца(лим фоидная клетка, лимфоидный элемент), один из видов белых киовяных телец или лейкоцитов, относящийся к разряду незернистых (см. Агранулоцит) и встречающийся в большом количестве в лимфе. Лимфоцит представляет… … Большая медицинская энциклопедия

лимфоциты - Неоднородная популяция клеток крови, играющих основную роль в иммунной системе, обладают специфичными рецепторами для определенных антигенных детерминант и различающихся по своим функциям в процессе иммунного ответа. [Англо русский глоссарий… … Справочник технического переводчика

ЛИМФОЦИТЫ - Основная категория иммунокомпетентных клеток. Клетки округлой формы с ободком протоплазмы и большим, интенсивно окрашиваемым ядром. В зависимости от величины клеток лимфоциты бывают большие, средние и малые. С иммунологических позиций наибольший… … Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных

Введение

Клетки иммунной системы, на которые возложены ключевые функции по осуществлению приобретённого иммунитета, относятся к лимфоцитам, которые являются подтипом лейкоцитов.

Лимфоциты -- это единственные клетки организма, способные специфически распознавать собственные и чужеродные антигены и отвечать активацией на контакт с конкретным антигеном. При весьма сходной морфологии малые лимфоциты делятся на две популяции, имеющие различные функции и продуцирующие разные белки.

Одна из популяций получила название В-лимфоциты, от названия органа «бурса Фабрициуса», где было впервые обнаружено созревание этих клеток у птиц. У человека В-лимфоциты созревают в красном костном мозге.

В-лимфоциты распознают антигены специфическими рецепторами иммуноглобулиновой природы, которые по мере созревания В-лимфоцитов появляются на их мембранах. Взаимодействие антигена с такими рецепторами является сигналом активации В-лимфоцитов и их дифференцировки в плазматические клетки, продуцирующие и секретирующие специфические для данного антигена антитела -- иммуноглобулины.

Главной функцией В-лимфоцитов также является специфическое распознавание антигена, которое ведет к их активации, пролиферации и дифференцировке в плазматические клетки -- продуценты специфических антител -- иммуноглобулинов, т. е. к гуморальному иммунному ответу. Чаще всего В-лимфоциты для развития гуморального иммунного ответа нуждаются в помощи Т-лимфоцитов в виде продукции активирующих цитокинов.

Общая характеристика B-лимфоцитов

Специфическое иммунологическое распознавание патогенных организмов - это всецело функция лимфоцитов, поэтому именно они инициируют реакции приобретенного иммунитета. Все лимфоциты происходят из стволовых клеток костного мозга, но Т-лимфоциты затем развиваются в тимусе, тогда как В-лимфоциты продолжают свое развитие в красном костном мозге (у взрослых особей млекопитающих). Термин B-лимфоциты образован по первой букве английского названия органов, в которых эти клетки формируются: bursa of Fabricius (фабрициева сумка у птиц) и bone marrow (костный мозг у млекопитающих).

Сумка Фабрициуса - один из центральных органов иммуногенеза птиц, располагающийся в области клоаки и контролирующий гуморальный иммунный ответ. Удаление этого органа приводит к отмене синтеза антител. Аналогом фабрициевой сумки у млекопитающих является красный костный мозг.

Главная функция B-лимфоцитов (а вернее плазматических клеток, в которые они дифференцируются) -- это выработка антител . Воздействие антигена стимулирует образование клона B-лимфоцитов, специфического к данному антигену. Затем происходит дифференцировка новообразованных B-лимфоцитов в плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Эти процессы проходят в лимфоидных органах, регионарных к месту попадания в организм чужеродного антигена.

B-лимфоциты составляют около 15-18% всех лимфоцитов, находящихся в периферической крови. После распознавания специфического антигена эти клетки размножаются и дифференцируются, трансформируясь в плазматические клетки. Плазматические клетки вырабатывают большое количество антител (иммуноглобулины Ig), которые являются собственными рецепторами B-лимфоцитов в растворенном виде.

B-лимфоциты продуцируют и секретируют в кровоток молекулы антител, являющиеся измененными формами антигенраспознающих рецепторов этих лимфоцитов. Возникновение антител в крови после появления любого чужеродного белка - антигена - независимо от того, вреден он или безвреден для организма, и представляет собой иммунный ответ. Появление антител не просто защитная реакция организма против инфекционных заболеваний, но явление, имеющее широкое биологическое значение: это общий механизм распознавания "чужого". Например, иммунная реакция распознает как чужой и постарается удалить из организма любой аномальный и, следовательно, потенциально опасный вариант клетки, в которой в результате мутации в хромосомной ДНК образуется мутантная белковая молекула.

B-лимфоциты (B-клетки) млекопитающих дифференцируются сначала в печени плода, а после рождения - красном костном мозге. В цитоплазме покоящихся B-клеток отсутствуют гранулы, но имеются расеянные рибосомы и канальцы шероховатого эндоплазматического ретикулума. Каждая B-клетка генетически запрограммирована на синтез молекул иммуноглобулина, встроенных в цитоплазматическую мембрану. Иммуноглобулины функционируют как антигенраспознающие рецепторы, специфичные к определенному антигену. На поверхности каждого лимфоцита экспрессируется около ста тысяч молекул рецепторов. Встретив и распознав антиген, соответствующий структуре антигенраспознающего рецептора B-клетки размножаются и дифференцируются в плазматические клетки, которые образуют и выделяют в растворимой форме большие количества таких рецепторных молекул - антител. Антитела представляют собой крупные гликопротеины и содержатся в крови и тканевой жидкости. Благодаря своей идентичности исходным рецепторным молекулам они взаимодействуют с тем антигеном, который первоначально активировал B-клетки, проявляя таким образом строгую специфичность.

После связывания антигена с рецепторами B-клетки клетка активируется. Активация B-клеток состоит из двух фаз: пролиферации и дифференцировки; все процессы индуцируются контактом с антигеном и T- хелперами. В результате пролиферации увеличивается число клеток, способных реагировать с введенным в организм антигеном. Значение пролиферации велико, поскольку в неиммунизированном организме очень мало B-клеток, специфичных для определенных антигенов. Часть клеток, пролиферирующих под действием антигена, созревает и дифференцируется последовательно в антителообразующие клетки нескольких морфологических типов, в том числе и плазматические клетки. Промежуточные стадии дифференцировки B-клеток отмечены меняющейся экспрессией разнообразных белков клеточной поверхности, необходимых для взаимодействия B-клеток с другими клетками.

Каждый лимфоцит, относящийся к B-лимфоцитам и дифференцирующийся в костном мозге, запрограммирован на образование антител только одной специфичности.

Молекулы антител не синтезируются никакими другими клетками организма, и все их многообразие обусловлено образованием нескольких миллионов клонов B-клеток. Они (молекулы антител) экспрессируются на поверхностной мембране лимфоцита и функционируют как рецепторы. При этом на поверхности каждого лимфоцита экспрессируется около ста тысяч молекул антител. Кроме того, B-лимфоциты секретируют в кровоток продуцированные ими молекулы антител, являющиеся измененными формами поверхностных рецепторов этих лимфоцитов.

Антитела формируются до появления антигена, и антиген сам отбирает для себя антитела. Как только антиген проникает в организм человека, он встречается буквально с войском лимфоцитов, несущих различные антитела, причем у каждого есть свой индивидуальный распознающий участок. Антиген соединяется только с теми рецепторами, которые в точности ему соответствуют. Лимфоциты, связавшие антиген, получают пусковой сигнал и дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие антитела. Поскольку лимфоцит запрограммирован на синтез антител только одной специфичности, антитела, секретируемые плазматической клеткой, будут идентичны своему оригиналу, т.е. поверхностному рецептору лимфоцита и, следовательно, будут хорошо связываться с антигеном. Так антиген сам отбирает антитела, распознающие его с высокой эффективностью.

Весь путь развития В-лимфоцитов от стволовой кроветворной клетки до плазмоцита включает несколько этапов, каждый из которых характеризуется своим клеточным типом.

Всего выделено 7 таких типов:

1) стволовая кроветворная (гемопоэтическая) клетка - общий предшественник для всех ростков дифференцировки лимфомиелопоэза;

2) общий лимфоидный предшественник B-клеток и T-клеток для B- и T-клеточного пути развития - наиболее ранняя лимфоидная клетка, для которой еще не определилось одно из двух направлений развития;

3А) ранняя про-В-клетка - ближайший потомок предыдущего клеточного типа и предшественник последующих, продвинутых в дифференцировке клеточных типов (приставка "про" от англ. progenitor);

3Б) поздняя про-В-клетка;

4) пре-В-клетка - клеточный тип, окончательно вышедший на В-клеточный путь развития (приставка "пре" от англ. precursor);

5) незрелая В-клетка - завершающая костномозговое развитие клеточная форма, которая активно экспрессирует поверхностный иммуноглобулин и находится в стадии отбора на способность взаимодействовать с собственными антигенами;

6) зрелая В-клетка - клеточный тип периферии, способный взаимодействовать только с чужеродными антигенами;

7) плазматическая клетка (плазмоцит) - эффекторная, антителопродуцирующая клеточная форма, которая образуется из зрелой В-клетки после ее контакта с антигеном.

АНТИГЕН

Антиген - любая молекула (соединения разной химической природы: пептиды, углеводы, полифосфаты, стероиды), которая потенциально может быть распознана иммунной системой организма как чужеродная («не своя»). Таким образом, антиген - молекула, несущая признаки генетически чужеродной информации. В качестве синонима применяют также термин «иммуноген», подразумевая, что иммуноген (антиген) способен вызвать ответные реакции иммунной системы, в итоге приводящие к развитию приобретённого иммунитета. Способность вызывать такие ответные реакции (т.е. образование антител и сенсибилизацию - приобретение организмом чувствительности к антигену) присуща не всей молекуле антигена, а только особой её части, которую называют антигенной детерминантой, или эпитопом. У большинства белковых антигенов такую детерминанту образует последовательность из 4-8 аминокислотных остатков, а у полисахаридных антигенов - 3-6 гексозных остатков. Число детерминант у одного вещества может быть различным. Так, у яичного альбумина их не менее 5, у дифтерийного токсина - минимум 80, у тиреоглобулина - более 40. Различают экзогенные (поступающие в организм извне) и эндогенные антигены (аутоантигены - продукты собственных клеток организма), а также антигены, вызывающие аллергические реакции, - аллергены.

АНТИТЕЛА

Антитело - особый растворимый белок с определённой биохимической структурой - иммуноглобулин, который присутствует

в сыворотке крови и других биологических жидкостях и предназначен для связывания антигена. В энциклопедическом словаре медицинских терминов указано следующее определение: антитела (анти- + тела) - глобулины сыворотки крови человека и животных, образующиеся в ответ на попадание в организм различных антигенов (принадлежащих бактериям, вирусам, белковым токсинам и др.) и специфически взаимодействующие с этими антигенами.

. Антитела связывают антиген. Существенным и уникальным свойством антител, отличающим их даже от TCR, служит их способность связывать антиген непосредственно в том виде, в каком он проникает в организм (в нативной конформации). При этом времени на предварительную метаболическую обработку антигена не требуется, поэтому антитела - очень важный фактор безотлагательной защиты организма (например, от сильных ядов, при укусах змей, скорпионов, пчёл и др.).

. Конкретное антитело синтезируется исключительно B-лимфоцитами одного клона. При дифференцировке каждый B-лимфоцит и его дочерние клетки (клон В-лимфоцитов) приобретают способность синтезировать единственный вариант антител с уникальной структурой антигенсвязывающего центра молекулы - т.е. имеет место клональность биосинтеза иммуноглобулинов .

. Множество антител. В то же время вся совокупность В-лимфоцитов организма способна синтезировать огромное разнообразие антител - около 10 6 -10 9 , однако точно установить, сколько разных антигенов потенциально способно связать одно антитело, принципиально невозможно.

. Иммуноглобулины. Все антитела - белки, имеющие глобулярную вторичную структуру, поэтому молекулы этого типа и названы иммуноглобулинами. Антитела принадлежат к суперсемейству иммуноглобулинов (рис. 5-1), куда входят также белки MHC, некоторые молекулы адгезии , TCR, отдельные рецепторы цитокинов [для ИЛ-1 типов I и II, ИЛ-6, M-CSF, c-kit (CD117)], рецепторы для Fc-фрагментов иммуноглобулинов (FcαR, FcγRI, FcγRII), мембранные молекулы CD3, CD4, CD8, CD80 и др.

Рис. 5-1. Структура белков суперсемейства иммуноглобулинов: а - молекула MHC-I состоит из a -цепи, внемембранная её часть связана с короткой цепью Р 2 -микроглобулина; б - молекула MHC-II состоит из двух субъединиц: более длинной a -цепи и р -цепи. Часть каждой цепи выступает над поверхностью клеточной мембраны, цепь содержит трансмембранный участок и небольшой фрагмент в цитоплазме; в - антигенсвязывающая область молекулы TCR состоит из двух цепей: a и р. Каждая цепь представлена двумя внеклеточными иммуноглобулинподобными доменами (вариабельным на NH конце и константным), стабилизированными при помощи S-S связей, и цитоплазматическим стабильным COOH-концом. SH-группа, присутствующая в цитоплазматическом фрагменте a -цепи, может взаимодействовать с мембранными или цитоплазматическими белками; г - мономер молекулы IgM, встроенный в плазматическую мембрану B-лимфоцитов, это рецептор для антигена. Разнообразие специфичностей TCR и иммуноглобулинов обеспечивается возможностью сайтспецифической рекомбинации множества различных генных сегментов, кодирующих отдельные фрагменты молекулы

ИММУНОГЛОБУЛИНЫ

Иммуноглобулины [международная аббревиатура - Ig (Immunoglobulin)] - класс структурно связанных белков, содержащих 2 вида парных полипептидных цепей: лёгкие (L, от англ. Light - лёгкий), с низкой молекулярной массой, и тяжёлые (H, от англ. Heavy - тяжёлый), с высокой молекулярной массой. Все 4 цепи соединены вместе дисульфидными связями. Принципиальная схема строения молекулы иммуноглобулина (мономер) приведена на рис. 5-2.

Рис. 5-2. Молекула иммуноглобулина: L - лёгкие цепи; H - тяжёлые цепи; V - вариабельная область; С - константная область; N-концевые области L- и Н-цепей (V-область) образуют 2 антигенсвязывающих центра - (Fab) 2 -фрагмент. Fc-фрагмент молекулы взаимодействует со своим рецептором на мембране различных типов клеток (макрофаги, нейтрофилы, тучные клетки)

Классы иммуноглобулинов

На основании структурных и антигенных признаков Н-цепей иммуноглобулины подразделяют (в порядке относительного содержания в сыворотке крови) на 5 классов: IgG (80%), IgA (15%), IgM (10%), IgD (менее 0,1%), IgE (менее 0,01%). Заглавная латинская буква справа от «Ig» обозначает класс иммуноглобулина - М, G, А, Е или D. Молекулы IgG, IgD и IgE мономеры, IgM - пентамер; молекулы IgA в сыворотке крови - мономеры, а в экскретируемых жидкостях (слёзная, слюна, секреты слизистых оболочек) - димеры (рис. 5-3).

Рис. 5-3. Мономеры и полимеры иммуноглобулинов. J-цепь (от англ. Joining - связывающая) связывает остатки цистеина на C-концах тяжёлых цепей IgM и IgA

. Подклассы. У иммуноглобулинов классов G (IgG) и A (IgA) имеется несколько подклассов: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 и IgA1,

IgA2.

. Изотипы. Классы и подклассы иммуноглобулинов иначе называют изотипами, они одинаковы у всех особей данного вида.

. Аллотипы. Индивидуальные аллельные варианты иммуноглобулинов в пределах одного изотипа называются аллотипами.

. Идиотипы. По антигенной специфичности антитела относят к различным идиотипам.

Структура иммуноглобулинов

. Фрагменты молекулы иммуноглобулина (см. рис. 5-2). Путём протеолитического расщепления молекулы иммуноглобулина с последующей ионообменной хроматографией можно получить 3 фрагмента: 1 Fc-фрагмент и 2 Fab-фрагмента.

◊ Fab-фрагменты (Fragment, antigen binding - антигенсвязывающие фрагменты) - 2 одинаковых фрагмента, сохраняющих способность связывать антиген.

◊ Fc-фрагмент (Fragment, constantorcrystallizable - константный фрагмент) - непарный, легко кристаллизуется. Fc-фрагменты иммуноглобулинов в пределах одного изотипа строго идентичны (независимо от специфичности антител к антигенам). Они обеспечивают взаимодействие комплексов антиген-антитело с системой комплемента, фагоцитами, эозинофилами, базофилами, тучными клетками. При этом каждый класс иммуноглобулинов взаимодействует только с определёнными эффекторными клетками или молекулами.

. Тяжёлые цепи определяют различия между классами иммуноглобулинов, поэтому разные типы тяжёлых цепей обозначают греческими буквами соответственно латинской аббревиатуре класса: для IgM - μ, для IgG - γ, для IgA - α, для IgE - ε, для IgD - δ. Каждая из H-цепей молекул IgG, IgD и IgA состоит из 4 доменов (см. рис. 5-2): вариабельного - VH и константных (СН1, СН2, СН3). H-цепи молекул IgM и IgE содержат дополнительный домен - СН4.

. Лёгкие цепи примыкают к N-концу тяжёлых цепей. Каждая L-цепь состоит из двух доменов - VL и CL. Известно 2 типа лёгких цепей иммуноглобулинов - κ и λ. Функциональ-

ные различия между иммуноглобулинами с лёгкими κ- или λ-цепями не выявлены.

. Домены. Вторичная структура полипептидных цепей представлена доменами (см. рис. 5-1), каждый из которых включает около 110 аминокислотных остатков.

◊ V-домены обеих цепей имеют сильно варьирующий аминокислотный состав (отсюда и их обозначение - Variable), что позволяет им связывать разные антигены.

♦ Гипервариабельные участки. Внутри V-доменов выделяют несколько гипервариабельных участков: HVR1,

HVR2, HVR3 (HVR - от Hypervariable Region). Другое

обозначение - CDR (Complementarity Determining Region), т.е. области молекулы иммуноглобулина, определяющие её комплементарность антигену.

♦ Каркасные области. Промежутки между гипервариабельными участками обозначают как FR (Framework Regions), т.е. каркасные области: FR1, FR2, FR3 и FR4. Помимо чисто «скелетной», для них характерны и другие функции, не связанные с распознаванием антигенов: FRучастки V-области молекул иммуноглобулинов могут обладать ферментативной (протеазной и нуклеазной) активностью, связывать ионы металлов и суперантигены.

◊ C-домены. Остальные домены имеют строго инвариантный для каждого изотипа иммуноглобулинов аминокислотный состав и называются C-доменами (от Constant).

♦ В C-доменах и в FR-участках V-доменов содержатся одинаковые аминокислотные последовательности, что рассматривают как молекулярное свидетельство генетической общности.

♦ Гомологичные последовательности аминокислот присутствуют (помимо иммуноглобулинов) и в молекулах других белков, объединяемых с иммуноглобулинами в одно молекулярное суперсемейство иммуноглобулинов (см. выше и рис. 5-1).

Большое количество возможных комбинаций L- и H-цепей создаёт многообразие антител каждого индивидуума.

. Формы иммуноглобулинов. Молекулы иммуноглобулинов одной и той же специфичности присутствуют в организме в трёх формах: растворимой, трансмембранной и связанной.

◊ Растворимая. В крови и других биологических жидкостях (секретируемый клеткой иммуноглобулин).

◊ Трансмембранная. На мембране B-лимфоцита в составе антигенраспознающего рецептора B-лимфоцитов - BCR. Трансмембранные формы всех классов иммуноглобулинов (включая IgM и IgA) - мономеры.

◊ Связанная. Иммуноглобулины, за Fc-конец связанные с Fс-рецепторами клеток (макрофагами, нейтрофилами, эозинофилами). Все антитела, кроме IgE, могут фиксироваться FcR клеток только в комплексе с антигеном.

Связывание антигена

Гипервариабельные участки V-области антитела (как и TCR) непосредственно и комплементарно связывают антиген с помощью ионных, ван-дер-ваальсовых, водородных и гидрофобных взаимодействий (сил, связей).

. Эпитоп (антигенная детерминанта - см. выше) - участок молекулы антигена, непосредственно участвующий в образовании ионных, водородных, ван-дер-ваальсовых и гидрофобных связей с активным центром Fab-фрагмента.

. Сродство между антигеном и антителом количественно характеризуют понятиями «аффинность» и «авидность».

. Аффинность. Силу химической связи одного антигенного эпитопа с одним из активных центров молекулы иммуноглобулина называют аффинностью связи антитела с антигеном. Аффинность количественно принято оценивать по константе диссоциации (в моль -1) одного антигенного эпитопа с одним активным центром.

Так как у цельных молекул мономерных иммуноглобулинов присутствует по 2 потенциально равнозначных симметрично расположенных активных центра для связывания антигена, у димерного IgA - 4, а у пентамерного IgM - 10, скорость диссоциации целой молекулы иммуноглобулина со всеми связанными эпитопами меньше, чем скорость диссоциации одного из активных центров.

. Авидность. Силу связи целой молекулы антитела со всеми антигенными эпитопами, которые ей удалось связать, называют авидностью связи антитела с антигеном.

ГЕНЫ ИММУНОГЛОБУЛИНОВ

Зародышевые гены иммуноглобулинов. У здорового человека B-лимфоциты в течение жизни создают несколько миллионов вариантов антител, связывающих разные антигены (потенциально 10 16 антигенов). Никакой геном физически не несёт столько различных структурных генов. Количество наследуемого от родителей генетического материала (ДНК), определяющего биосинтез антител, не так уж и велико - немногим более 120 структурных генов. Это наследуемое множество генов - зародышевые гены иммуноглобулинов (зародышевая конфигурация генов).

Гены вариабельных доменов

Во всех соматических клетках, включая СКК, гены иммуноглобулинов находятся именно в зародышевой конфигурации, где гены V-участков представлены в виде отдельных сегментов, расположенных друг относительно друга на значительном расстоянии и сгруппированных в несколько кластеров: собственно V (вариабельный), J (связующий), а у тяжёлых цепей также D (от англ. Diversity - разнообразие). Процесс формирования разнообразия структурных генов для миллионов вариантов V-участков молекул иммуноглобулинов продолжается в течение всей жизни в процессе дифференцировки B-лимфоцитов и является запрограммированнослучайным. В его основе лежат 3 механизма, свойственные только генам антигенсвязывающих молекул (иммуноглобулин, TCR): соматическая рекомбинация, неточность связей между V, D и J сегментами и гипермутагенез.

. Соматическая рекомбинация. На самом раннем этапе дифференцировки лимфоцитов начинается сложный генетический процесс объединения сегментов ДНК, предназначенных для кодирования разных частей антигенсвязывающих молекул - V- и C-доменов. В непрерывную последовательность ДНК соединяются по одному сегменту из V-, D- и J-областей, при этом в каждом отдельном B-лимфоците возникает уникальная комбинация VDJ для тяжёлой цепи и VJ - для лёгкой цепи. Вся остальная ДНК зародышевого гена выбрасывается из генома в виде кольцевых ДНК.

◊ Число возможных комбинаций можно подсчитать. Для к-цепи из 40 V-сегментов и 5 J-сегментов может получиться 40x5=200 вариантов V-области; для λ-цепи - 30x4=120 вариантов; всего для лёгких цепей 320 вариантов; для тяжёлой цепи 50V×30D×6J=9000 вариантов антигенсвязывающих областей. В целой молекуле иммуноглобулина разные лёгкие и тяжёлые цепи объединяются в тетрамер также случайным образом (по крайней мере теоретически). Число случайных сочетаний из 320 и 9000 - около 3x10 6 .

◊ Рекомбиназы. Рекомбинацию ДНК генов иммуноглобулинов катализируют специальные ферменты - рекомбиназы (RAG1 и RAG2 - Recombination-Activating Gene). Они же катализируют рекомбинацию ДНК генов TCR в T-лимфоцитах, т.е. рекомбиназы - уникальные ферменты лимфоцитов. Однако в В-лимфоцитах эти ферменты не «трогают» гены TCR, а в T-лимфоцитах «обходят» гены иммуноглобулинов. Следовательно, до начала процесса перестройки ДНК в клетке уже существуют регуляторные белки, различные у T- и В-лимфоцитов.

. Неточность связи V-D-J. Под неточностью связей сегментов V, D и J понимают тот факт, что при их формировании происходит добавление лишних нуклеотидов. Выделяют 2 типа таких нуклеотидов: P- и N-нуклеотиды.

◊ Нуклеотиды P (от англ. Palindromic sequences - зеркальные последовательности) возникают на концах каждого из сегментов, вовлечённых в рекомбинацию, при вырезании одноцепочечных петель ДНК (шпилек) и «достройки хвостов» ферментами репарации ДНК.

◊ Нуклеотиды N (от англ. Nontemplate-encoded - нематрично кодируемые), характерные только для тяжёлых цепей, случайным образом пристраиваются к концам V-, D- и J-сегментов специальным ферментом - терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазой.

◊ С учётом присоединения N- и P-нуклеотидов число вариантов антигенсвязывающих областей целых молекул иммуноглобулинов составляет порядка 10 13 . Если учесть аллельные варианты V-, D- и J-сегментов, то мыслимое разнообразие составит около 10 16 (в действительности это

число меньше, поскольку в организме нет такого количества лимфоцитов). ◊ В 2/3 случаев «платой» за попытки увеличить разнообразие антигенсвязывающих областей антител служит непродуктивная рекомбинация генов, т.е. сдвиг рамки считывания или генерация стоп-кодонов, делающий невозможной трансляцию белка.

. Гипермутагенез - запланированное повышение частоты точечных мутаций - отличает гены иммуноглобулинов даже от генов TCR. Гипермутагенез имеет место только в В-лимфоцитах во время иммуногенеза (т.е. после состоявшегося распознавания антигена и начавшегося иммунного ответа) в зародышевых центрах лимфоидных фолликулов периферических лимфоидных органов и тканей (лимфатических узлов, селёзенки, диффузных скоплений). Частота точечных мутаций в V-генах иммуноглобулинов достигает 1 нуклеотида из 1000 на 1 митоз (т.е. каждый второй В-лимфоцит клона в зародышевом центре приобретает точечную мутацию в V гене иммуноглобулинов), тогда как для всей остальной ДНК она на 9 порядков ниже.

Гены константных доменов

Структурные гены константных доменов полипептидных цепей иммуноглобулинов расположены в тех же хромосомах, что и V-, D- и J-гены, к 3"-концу от J-сегментов.

. Лёгкая цепь (рис. 5-4). Для лёгких κ- и λ-цепей существует по одному C-гену - Сκ и Cλ «Стыковка» нуклеотидного кода для V- и C-доменов лёгких цепей происходит на уровне не ДНК, а РНК - по механизму сплайсинга первичного транскрипта РНК.

. Тяжёлая цепь (рис. 5-5) каждого изотипа иммуноглобулинов также кодируется отдельным C-геном. У человека такие гены расположены в следующем порядке, считая от J-сегмента к 3"-концу: Сμ, Сδ, Сγ3, Сγ1, ψСε (псевдоген е-цепи), Cα1, Cγ2, Cγ4, Сε, Сα2.

Завершившие лимфопоэз В-лимфоциты (независимо от специфичности их BCR) экспрессируют иммуноглобулины только классов IgM и IgD. При этом мРНК транскрибируется в виде непрерывного первичного транскрипта с перестроенных генов VDJ и

Рис. 5-4. Структура генов и синтез белка лёгкой (L) цепи иммуноглобулинов

Сμ/Cδ. При этом ДНК остальных C-генов других изотипов остаётся нетронутой. В результате альтернативного сплайсинга первичного транскрипта образуются мРНК отдельно для тяжёлых цепей IgM и IgD, которые и транслируются в белок. Этим процессом заканчивается полноценный лимфопоэз В-клеток.

Рис. 5-5. Структура генов тяжёлой (Н) цепи иммуноглобулинов человека

Переключение изотипов иммуноглобулинов

В процессе развития иммунного ответа, т.е. после распознавания антигена и под действием определённых цитокинов и молекул клеточной мембраны T-лимфоцитов, может происходить переключение синтеза иммуноглобулинов на другие изотипы - IgG, IgE, IgA (рис. 5-6).

Переключение изотипа тяжёлой цепи тоже идёт по механизму рекомбинации ДНК: к ранее перестроенной комбинации VDJ присоединяется один из C-генов тяжёлой цепи (Су1, Су2, Су3,

Рис. 5-6. Рекомбинация ДНК при переключении изотипов иммуноглобулинов В-лимфоцитов

Сγ4, Сε, Сα1 или Сα2). При этом происходит разрыв ДНК по областям переключения - SR (Switch Region), расположенным в интронах перед каждым C-геном (за исключением С5).

ДНК C-генов, предшествующих задействованному, элиминируется в виде кольцевых структур, поэтому дальнейшее переключение изотипа возможно только по направлению к 3"-концу.

Установлено, что гипермутагенез и переключение изотипов иммуноглобулинов катализируются ферментом AID (Activation Induced Cytidine Deaminase - цитидиндезаминаза, индуцируемая активацией). Этот фермент специфически атакует экспрессированные гены иммуноглобулинов и отщепляет аминогруппы от цитидиновых оснований, которыми богата ДНК этих генов. В результате этого цитозины преобразуются в урацилы, которые распознаются и вырезаются ферментами репарации ДНК. Последующая цепочка каталитических реакций с участием более чем десяти различных белков (эндонуклеаз, фосфатаз, полимераз, гистонов и т.п.) приводит к появлению мутаций (в случае гипермутагенеза) или двуцепочечных разрывов в ДНК по областям переключения изотипов.

B-ЛИМФОЦИТЫ

Рецептор BCR

Молекула иммуноглобулина способна связывать антиген как в растворе, так и в иммобилизованном на клетке состоянии, однако для формирования полноценного BCR необходимы ещё 2 полипептида, называемые (на наш взгляд, неудачно) (CD79a) и Igβ (CD79b). Все 6 полипептидных цепей BCR представлены на рис. 5-7.

Внеклеточный домен. Igαи Igβ имеют по одному внеклеточному домену, которым они прочно, но нековалентно связаны с тяжёлыми цепями иммуноглобулинового компонента BCR.

Цитоплазматические активирующие последовательности. В ци-

топлазматических участках Igαи Igβ присутствуют характерные последовательности аминокислотных остатков, называемые иммунорецепторными тирозинсодержащими активирующими после-

Рис. 5-7. Антигенраспознающий рецептор В-лимфоцита

довательностями (ITAM - Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motif); такие же последовательности присутствуют в проводящих сигнал компонентах антигенраспознающего рецептора T-клеток.

Активация B-лимфоцита. Для эффективной активации В-клетки через BCR необходима перекрёстная «сшивка» антигеном нескольких BCR. Для этого молекула антигена должна иметь повторяющиеся эпитопы на своей поверхности. Дальнейшие события активации B-лимфоцита показаны на рис. 5-8.

Рис. 5-8. Активация В-лимфоцита: внутриклеточная передача «сигнала»

Корецепторный комплекс

Повторяющиеся эпитопы есть не на каждом антигене; следовательно, не каждый антиген способен вызвать перекрёстную сшивку BCR, поэтому необходим дополнительный корецепторный комплекс мембранных молекул, связанных с внутриклеточными системами проведения сигналов. В этот комплекс входят по крайней мере 3 мембранные молекулы: CD19, CR2 (CD21) и TAPA-1 (CD81).

. CR2 - рецептор для компонентов комплемента. Связывание CR2 с продуктами деградации компонентов комплемента (C3b, C3dg и C3bi) вызывает фосфорилирование молекулы CD19 ассоциированными с BCR киназами.

. CD19. Фосфорилированная молекула CD19 активирует фосфатидилинозит-3-киназу и молекулу Vav (многофункциональная молекула проведения внутриклеточных сигналов), которые усиливают активационные реакции, инициированные BCR (рис. 5-8).

. TAPA-1 (Target of AntiProliferative Antibody - мишень для антипролиферативных антител) в мембране физически примыкает к CD19 и CR2, но роль этой молекулы неизвестна.

Дифференцировка B-лимфоцитов

Дифференцировка B-лимфоцитов из общей лимфоидной клетки-предшественника (потомка СКК) включает несколько этапов и процессов: перестройку генов иммуноглобулинов и интеграцию их продуктов в клеточный метаболизм; экспрессию генов молекул, обеспечивающих проведение сигнала с BCR внутрь клетки; экспрессию генов мембранных молекул, необходимых для взаимодействия с другими клетками (в первую очередь с T-лимфоцитами и ФДК); экспрессию на мембране корецепторных комплексов.

В 2-лимфоциты

Этапы В2-лимфопоэза. В лимфопоэзе B2-лимфоцитов выделяют 6 этапов: общая лимфоидная клетка-предшественник → ранняя про-B-клетка → поздняя про-B-клетка → большая пре-B-клетка → малая пре-B-клетка → незрелая B-клетка → зрелая наивная B-клетка (выходит из костного мозга в периферическую лимфоидную ткань).

. Общая лимфоидная клетка-предшественник. Экспрессирует несколько молекул адгезии, обеспечивающих оседлость в течение необходимого периода времени в костном мозге, среди них VLA-4 (Very Late Activation Antigen-4 - очень поздний активационный антиген 4), лигандом которого на клетках стромы служит VCAM-1 (Vascular Cell Adhesion Molecule-1 - молекула-1 адгезии к стенке сосуда).

. Ранняя про-B-клетка. Происходит D-J-рекомбинация в генах тяжёлых цепей, на обеих гомологичных хромосомах. В этой стадии (помимо молекул адгезии) экспрессируется рецептор c-kit (CD117) для первого фактора роста - мембранной молекулы клеток стромы SCF - фактора стволовых клеток. Это взаимодействие обеспечивает прохождение предшественниками B-лимфоцитов, ещё не поделёнными на клоны по антигенраспознающим рецепторам, необходимого числа митозов.

. Поздняя про-B-клетка. Происходит V-DJ-рекомбинация генов иммуноглобулинов сначала на одной из гомологичных хромосом. Если она окажется непродуктивной, то та же попытка повторяется на второй гомологичной хромосоме. Если перестройка на первой хромосоме продуктивна, вторая хромосома использована не будет. При этом образуется так называемое аллельное исключение (allelic exclusion), когда белок иммуноглобулина будет кодироваться только одной хромосомой, а вторая будет «молчащей». В результате индивидуальный лимфоцит сможет продуцировать антитела только одной специфичности. Этот процесс закладывает основу клональности антител.

◊ Как только в клетке происходит трансляция полипептида тяжёлой цепи, он экспрессируется на мембране в составе так называемого пре-B-рецептора. Этот рецептор содержит суррогатную лёгкую цепь (идентичную для всех клеток на этой стадии созревания), μ-цепь, Igα, Igβ. Экспрессия этого рецептора транзиторна, но абсолютно необходима для правильной дифференцировки B-лимфоцитов.

◊ Поздняя про-B-клетка также экспрессирует рецепторы для цитокинов ИЛ-7 и SDF-1, секретируемых клетками стромы и вызывающих пролиферацию и накопление «полуклонов» B-лимфоцитов (про-B- и больших пре-B-клеток) с уже известной специфичностью по тяжёлой цепи, но ещё неизвестной - по лёгкой. Это тоже увеличивает разнообразие молекул иммуноглобулинов: с одной и той же тяжёлой цепью будет сочетаться больше разных вариантов лёгких цепей.

. Пре-B-клетка. Происходит V-J-перестройка генов иммуноглобулинов лёгких цепей (сначала одной из цепей - к или λ) на одной из гомологичных хромосом. Если продуктивная

перестройка не получится с первой попытки, предпринимаются следующие. Клетки, в которых не произошло ни одной продуктивной перестройки в генах тяжёлых и лёгких цепей, погибают по механизму апоптоза - явления, весьма распространённого среди лимфоцитов.

. Незрелый B-лимфоцит. Уже экспрессируется дефинитивный BCR, содержащий L-цепь, μ-цепь, + Igα + Igβ.

Развитие толерантности. На стадии незрелых B-лимфоцитов начинается также развитие толерантности к собственным тканям организма. Для этого предусмотрено 3 механизма: делеция аутореактивных клонов, ареактивность (анергия) и «редактирование» рецептора по антигенной специфичности. Первые два механизма продолжают действовать и по выходе лимфоцита из костного мозга, т.е. при контакте со значительными количествами аутоантигенов.

. Негативная селекция и делеция клонов. Связывание мембранного антигена незрелой B-клеткой (экспрессирует IgM-BCR, но ещё отсутствует IgD-BCR) служит сигналом для её апоптоза. Таким образом, удаляются B-лимфоциты, несущие антигенраспознающие рецепторы, способные связывать белки собственных тканей.

. Ареактивность. Связывание незрелым B-лимфоцитом растворимого антигена не приводит к апоптозу, но лимфоцит приходит в состояние анергии, т.е. проведение сигнала от BCR блокируется и лимфоцит не активируется.

. «Редактирование» рецепторов происходит в небольшой части незрелых B-клеток, в которых ещё активны рекомбиназы. В этих клетках связывание IgM (в составе BCR на поверхности незрелого B-лимфоцита) с антигеном служит сигналом для запуска повторного процесса рекомбинации VDJ/VJ: образующаяся при этом новая комбинация может не быть аутореактивной.

Маркёр завершения B-лимфопоэза (образования зрелого наивного B-лимфоцита, готового к выходу из костного мозга в периферическую лимфоидную ткань) - одновременная экспрессия (коэкспрессия) на мембране двух типов BCR - с IgM и IgD (причём IgD больше, чем IgM).

Иммуногенез. После распознавания антигена и вступления в иммунный ответ B-лимфоцит проходит в фолликулах перифери-

ческих лимфоидных органов и тканей ещё 2 стадии додифференцировки, которые называют иммуногенезом.

. Пролиферация центробластов. В фолликулах В-лимфоциты, называемые на этой стадии центробластами, интенсивно пролиферируют, удерживаясь связями со специальными клетками стромы - ФДК.

На ФДК экспрессированы необычные рецепторы для иммуноглобулинов (FcR), способные продолжительное время (дни, месяцы, возможно, годы) удерживать комплекс антиген-антитело на мембране клетки.

В центробластах происходит возрастание аффинности антител в отношении специфического антигена по механизму гипермутагенеза, так как на этом этапе дифференцировки выживают те из вновь мутировавших В-лимфоцитов, у которых аффинность BCR к антигенам на поверхности ФДК выше. Этот процесс также называют положительной селекцией.

. Выбор дальнейшего пути. На второй стадии иммуногенеза происходит выбор: В-лимфоцит становится либо В-лимфоцитом памяти (дифференцированный резерв на случай повторной встречи с тем же антигеном), либо плазмоцитом (плазматической клеткой) - продуцентом больших количеств секретируемых антител заданной специфичности (рис. 5-9).

Описанный путь дифференцировки характерен для В2-лимфоцитов, которые давно известны и хорошо изучены. Однако существует и другая субпопуляция В-лимфоцитов - В1-клетки.

В1-лимфоциты

В свою очередь, В1-лимфоциты подразделяют на 2 субпопуляции: В1а (CD5 +) и В1b (CD5 -).

Предшественники В1а-лимфоцитов ещё в эмбриональном периоде мигрируют из эмбриональных кроветворных тканей (фетальной печени, оментума) в брюшную и плевральную полости, где существуют как самоподдерживающаяся популяция. В1b-лимфоциты тоже происходят из фетальных предшественников, однако их пул у взрослых может частично пополняться за счёт костного мозга.

Рис. 5-9. B-лимфоцит и плазматическая клетка. Активированные B-лимфоциты, т.е. распознавшие антигенную детерминанту и получившие сигнал к пролиферации, пролиферируют и заканчивают дифференцировку. Совокупность окончательно дифференцированных потомков B-лимфоцита составляет клон плазматических клеток, синтезирующих антитела (иммуноглобулины) именно к этой и только к этой антигенной детерминанте. Обратите внимание, что в цитоплазме плазматической клетки присутствует большое количество синтезирующего белок аппарата - гранулярной эндоплазматической сети. На мембране плазмоцита уже нет ни иммуноглобулинов, ни MHC-II. В этих клетках прекращается переключение классов иммуноглобулинов и гипермутагенез, а образование антител уже не зависит от контакта с антигеном и взаимодействий с T-лимфоцитами

Предназначение B1-лимфоцитов - быстрый ответ на проникающие в организм широко распространённые патогены (преимущественно бактерии). Многие В1-клетки продуцируют антитела, специфичные к аутоантигенам.

Разнообразие антител, продуцируемых B1-лимфоцитами, невелико; как правило, они полиспецифичны. Почти все антитела В1-клеток принадлежат к IgM-изотипу и распознают наиболее распространённые соединения клеточных стенок бактерий.

Преобладающая часть нормального IgM сыворотки крови здорового человека синтезируется именно B1-лимфоцитами.

Предполагают, что основная функция B1a-лимфоцитов - секреция естественных антител, а B1b-лимфоцитьI участвуют в продукции антител к Т-независимым антигенам.

Естественные (конститутивные) иммуноглобулины

Ещё до встречи с каким бы то ни было внешним антигеном в крови и биологических жидкостях организма уже присутствуют так называемые естественные (конститутивные) иммуноглобулины. У взрослых большинство из них относится к IgG, но есть также IgA и IgM. Эти антитела способны связывать множество антигенов (как эндо-, так и экзогенных). Мишенями для нормальных иммуноглобулинов могут быть другие иммуноглобулины; TCR; молекулы CD4, CD5 и HLA-I; FcγR; лиганды для молекул межклеточной адгезии и др.

Функции естественных антител. Есть основания полагать, что естественные антитела выполняют ряд весьма важных для здоровья организма функций: «первая линия обороны» против патогенов; удаление из организма погибших клеток и продуктов катаболизма; презентация антигенов T-лимфоцитам; поддержание гомеостаза аутоиммунной реактивности; противовоспалительное действие (нейтрализация суперантигенов; индукция синтеза противовоспалительных цитокинов; аттенуация комплементзависимого повреждения тканей и др.).

Нередко, получив результаты анализа крови, мы можем прочитать там заключение врача о том, что повышены лимфоциты в крови. Что это значит, опасно ли это заболевание, и можно ли его вылечить?

Что такое лимфоциты?

Все белые клетки крови, выполняющие иммунную функцию, носят название лейкоцитов. Они делятся на несколько категорий:

• Нейтрофилы,
• Эозинофилы,
• Базофилы,
• Моноциты,
• Лимфоциты.

Каждая из этих групп выполняет строго определенные задачи. Если сравнить иммунные силы организма с войском, то эозинофилы, базофилы и моноциты – это специальные рода войск и тяжелая артиллерия, нейтрофилы – это солдаты, а лимфоциты – это офицеры и гвардия. По отношению к общему количеству лейкоцитов количество клеток данного типа у взрослых людей составляет в среднем 30%. В отличие от большинства других лейкоцитов, которые, столкнувшись с инфекционным агентом, как правило, погибают, лимфоциты могут действовать многократно. Таким образом, они обеспечивают длительный иммунитет, а остальные лейкоциты – кратковременный.

Лимфоциты вместе с моноцитами относятся к категории агранулоцитов – клеток, у которых отсутствуют зернистые включения во внутренней структуре. Они могут существовать дольше, чем другие клетки крови – иногда до нескольких лет. Их разрушение, как правило, осуществляется в селезенке.

За что отвечают лимфоциты? Они выполняют самые разнообразные функции, в зависимости от специализации. Они отвечают как за гуморальный иммунитет, связанный с выработкой антител, так и за клеточный, связанный с взаимодействием с клетками – мишенями. Лимфоциты делятся на три основные категории – T, B и NK.

T-клетки

Они составляют примерно 75% от всех клеток данного типа. Их зародыши образуются в костном мозге, а затем мигрируют в вилочковую железу (тимус), где и превращаются в лимфоциты. Собственно, об этом говорит и их название (Т обозначает тимус). Их наибольшее количество наблюдается у детей.

В тимусе T-клетки «проходят обучение» и получают различные «специальности», превращаясь в лимфоцитов следующих типов:

• Т-клеточные рецепторы,
• T-киллеры,
• Т-хелперы,
• Т-супрессоры.

B-клетки

Среди других лимфоцитов их доля составляет примерно 15 %. Образуются в селезенке и костном мозге, затем мигрируют в лимфатические узлы и концентрируются в них. Их основная функция – обеспечение гуморального иммунитета. В лимфатических узлах клетки типа B «знакомятся» с антигенами, «представленными» им другими клетками иммунной системы. После этого они начинают процесс образования антител, агрессивно реагирующих на вторжение чужеродных веществ или микроорганизмов. Некоторые В-клетки обладают «памятью» к чужеродным объектам и могут сохранять ее в течение многих лет. Таким образом, они обеспечивают готовность организма встретить во всеоружии «врага» в случае его повторного появления.

NK-клетки

Доля NK-клеток среди других лимфоцитов составляет примерно 10%. Эта разновидность выполняет функции, во многом схожие с функциями T-киллеров. Однако их возможности гораздо шире, чем у последних. Название группы происходит от словосочетания Natural Killers (Природные убийцы). Это настоящий «антитеррористический спецназ» иммунитета. Назначение клеток – уничтожение переродившихся клеток организма, прежде всего, опухолевых, а также пораженных вирусами. При этом они способны уничтожать клетки, недоступные для Т-киллеров. Каждая NK-клетка «вооружена» специальными токсинами, смертельными для клеток-мишеней.

Чем плохо изменение лимфоцитов в крови?

Из вышесказанного может показаться, что чем больше этих клеток в крови, тем выше должен быть иммунитет у человека, и тем он должен быть здоровее. И зачастую состояние, когда лимфоциты повышены – это действительно положительный симптом. Но на практике все бывает не так просто.

Прежде всего, изменение количества лимфоцитов всегда указывает на то, что в организме не все в порядке. Как правило, они производятся организмом не просто так, а для борьбы с какой-то проблемой . И задачей врача является узнать, о чем говорят повышенные кровяные тельца.

Кроме того, изменение количества белых кровяных телец может означать, что нарушился механизм, благодаря которому они появляются в крови. А из этого следует, что система кроветворения также подвержена какой-то болезни. Повышенный уровень лимфоцитов в крови называется лимфоцитозом. Лимфоцитоз бывает как относительный, так и абсолютный. При относительном лимфоцитозе не меняется общее количество лейкоцитов, однако увеличивается количество лимфоцитов относительно других разновидностей лейкоцитов. При абсолютном лимфоцитозе увеличиваются и лейкоциты, и лимфоциты, в то время как отношение лимфоцитов к другим лейкоцитам может и не меняться.

Состояние, при котором наблюдаются пониженные лимфоциты в крови, называется лимфопенией.

Нормы лимфоцитов в крови

Эта норма меняется в зависимости от возраста. У маленьких детей, как правило, относительное количество данных клеток выше, чем у взрослых. С течением времени этот параметр уменьшается. Также у разных людей он может сильно отклоняться от среднего значения.

Нормы лимфоцитов для различных возрастов.

Как правило, о лимфоцитозе у взрослых говорят в том случае, если абсолютное количество лимфоцитов превышает 5х109/л, а от общего числа лейкоцитов количество данных клеток составляет 41%. Минимально допустимым значением считается 19% и 1х109/л.

Как определить уровень лимфоцитов

Для определения этого параметра достаточно сдать общий клинический анализ крови. Анализ сдается натощак, перед сдачей в течение дня не следует заниматься физическими нагрузками, не есть жирную пищу, в течение 2-3 часов – не курить. Кровь для общего анализа обычно берется из пальца, реже – из вены.

Общий анализ крови позволяет узнать, как соотносятся между собой различные типы белых клеток крови. Это соотношение называется лейкоцитарной формулой. Иногда количество лимфоцитов прямо указывается в расшифровке анализа, но часто расшифровка содержит лишь английские сокращения. Поэтому найти нужные данные в анализе крови несведущему человеку порой бывает непросто. Как правило, необходимый параметр указывается как LYMPH в анализе крови (иногда также LYM или LY). Напротив обычно указывается содержание кровяных телец в расчете на единицу объема крови, а также показатели нормы. Этот параметр также может обозначаться как «лимфоциты абс». Также может указываться процент лимфоцитов от общего количества лейкоцитов. Следует также учитывать, что в разных лабораториях могут использоваться разные методы анализа, так что результаты общего анализа крови несколько отличаться в разных лечебных заведениях.

Причины лимфоцитоза

Почему повышается содержание белых кровяных телец? У этого симптома может быть несколько причин. Прежде всего, это инфекционные заболевания. Многие инфекции, особенно вирусные, заставляют иммунную систему вырабатывать повышенное количество Т-киллеров и NK-клеток. Подобный тип лимфоцитоза называется реактивным.

К числу вирусных инфекций, способных вызвать повышение лимфоцитов в крови, относятся:

• Грипп,
• Инфекционный мононуклеоз,
• Герпес,
• Ветрянка,
• Корь,
• Краснуха,
• Аденовирусная инфекция,
• Паротит.

Также повышенные лимфоциты в крови могут наблюдаться при бактериальных и протозойных инфекциях:

• Туберкулезе,
• Бруцеллезе,
• Токсоплазмозе.

Однако далеко не всякая бактериальная инфекция сопровождается лимфоцитозом, поскольку многие бактерии уничтожаются другими видами лейкоцитов.

Увеличение количества белых кровяных клеток может наблюдаться не только во время болезни, но и спустя какое-то время спустя выздоровления. Это явление называется постинфекционным лимфоцитозом.

Еще одна причина возникновения лимфоцитоза – заболевания кроветворной системы (лейкозы) и лимфатической ткани (лимфомы). Многие из них имеют злокачественный характер. При этих заболеваниях в крови наблюдается лимфоцитоз, однако иммунные клетки не являются полноценными, и не могут выполнять свои функции.

Основные заболевания лимфатической и кровеносной систем, способные вызвать лимфоцитоз:

• Лимфобластный лейкоз (острый и хронический),
• Лимфогранулематоз,
• Лимфома,
• Лимфосаркома,
• Миеломная болезнь.

Другие причины, способные вызвать увеличение количества иммунных клеток:

• Алкоголизм;
• Частое курение табака;
• Прием наркотических веществ;
• Прием некоторых лекарств (леводопа, фенитоин, некоторые анальгетики и антибиотики);
• Период перед менструацией;
• Длительное голодание и диеты;
• Длительное употребление пищи, богатой углеводами;
• Гипертиреоз;
• Аллергические реакции;
• Отравлениях токсичными веществами (свинец, мышьяк, дисульфид углерода);
• Нарушения иммунитета;
• Эндокринные нарушения (микседема, гипофункция яичников, акромегалия);
• Ранние стадии некоторых онкологических заболеваний;
• Неврастении;
• Стрессы;
• Недостаток витамина B12;
• Травмы и ранения;
• Удаление селезенки;
• Проживание в высокогорной местности;
• Лучевые поражения;
• Прием некоторых вакцин;
• Чрезмерные физические нагрузки.

Многие аутоиммунные заболевания, то есть, заболевания, при которых иммунитет атакует здоровые клетки организма, также могут сопровождаться лимфоцитозом:

• Ревматоидные артриты,
• Системная красная волчанка.

Лимфоцитоз также может быть временным и постоянным. Временный тип заболевания обычно вызывается инфекционными заболеваниями, травмами, отравлениями, приемом лекарственных препаратов.

Селезенка и лимфоцитоз

Поскольку селезенка является органом, где распадаются иммунные клетки, то ее хирургическое удаление по каким-то причинам способно вызвать временный лимфоцитоз. Однако впоследствии система кроветворения приходит в норму и количество этих клеток в крови стабилизируется.

Онкологические заболевания

Однако самыми опасными причинами лимфоцитоза являются онкологические заболевания, поражающие кроветворную систему. Эту причину также нельзя сбрасывать со счетов. И поэтому, если невозможно связать симптом с какой-то внешней причиной, то рекомендуется пройти тщательное обследование.

Самыми распространенными гематоонкологическими заболеваниями, при которых наблюдается лимфоцитоз, являются острый и хронический лимфобластные лейкозы.

Острый лимфобластный лейкоз

Острый лимфобластный лейкоз – тяжелое заболевание кроветворной системы, при котором в костном мозге образуются незрелые иммунные клетки, которые не могут выполнять своих функций. Заболевание чаще всего поражает детей. Одновременно с повышением лимфоцитов наблюдается также снижение количества эритроцитов и тромбоцитов.

Диагностика данного типа лейкоза производится при помощи пункции костного мозга, после которой определяют количество незрелых клеток (лимфобластов).

Хронический лимфоцитарный лейкоз

Этот тип заболевания более характерен для пожилых людей. При нем наблюдается значительное увеличение нефункциональных клеток B-типа. Заболевание в большинстве случаев развивается медленно, но почти не поддается лечению.

При диагностике заболевания учитывается, прежде всего, общее количество клеток типа B. При исследовании мазка крови легко можно вывить опухолевые клетки по характерным признакам. Для уточнения диагноза также проводится иммунофенотипирование клеток.

Лимфоциты при ВИЧ

ВИЧ (вирус иммунодефицита человека) – вирус, поражающий непосредственно клетки иммунной системы и вызывающий тяжелое заболевание – СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита). Поэтому наличие данного вируса не может не отражаться на количестве лимфоцитов в составе крови. Обычно на ранних стадиях наблюдается лимфоцитоз. Однако по мере прогрессирования болезни иммунная система становится все слабее, и лимфоцитоз сменяется лимфопенией. Также при СПИДе наблюдается и уменьшение количества других кровяных телец – тромбоцитов и нейтрофилов.

Лимфоциты в моче

Иногда присутствие лимфоцитов может наблюдаться и в моче, чего в норме быть не должно. Этот признак указывает на наличие воспалительного процесса в мочеполовой системе – например, о мочекаменной болезни, бактериальных инфекциях в мочеполовых путях. У пациентов с трансплантированной почкой наличие лимфоцитов может указывать на процесс отторжения органа. Также эти клетки могут появляться в моче при острых вирусных заболеваниях.

Снижение лимфоцитов – причины

Иногда может наблюдаться и ситуация, обратная лимфоцитозу – лимфопения, когда понижены лимфоциты. Для лимфоцитов снижение характерно в следующих случаях:

• Тяжелые инфекции, истощающие запасы лимфоцитов;
• СПИД;
• Опухоли лимфоидной ткани;
• Заболевания костного мозга;
• Тяжелые виды сердечной и почечной недостаточности;
• Прием некоторых препаратов, например, цитостатиков, кортикостероидов, нейролептиков;
• Радиационное воздействие;
• Иммунодефицитное состояние;
• Беременность.

Ситуация, когда количество иммунных клеток ниже нормы, может быть временным явлением. Так, если в ходе инфекционной болезни недостаток лимфоцитов сменяется их избытком, то это может говорить о том, что организм близок к выздоровлению.

Изменения лимфоцитов в крови у женщин

Для такого параметра, как содержание лимфоцитов, не существует половых различий. Это значит, что и у мужчин и у женщин в крови должно содержаться примерно одинаковое количество данных клеток.

При беременности обычно наблюдается умеренная лимфопения. Это связано с тем, что повышенные лимфоциты в крови у женщин при беременности могут нанести вред плоду, имеющему другой генотип по сравнению с организмом матери. Однако в целом количество данных клеток не уменьшается ниже пределов нормы. Тем не менее, если это происходит, то иммунитет может быть ослаблен, и организм женщины может быть подвержен различным заболеваниям. А если количество лимфоцитов оказывается выше нормы, то такая ситуация грозит ранним прерыванием беременности. Таким образом, беременным очень важно контролировать уровень лимфоцитов в крови. Для этого необходимо регулярно сдавать анализы, как в первом, так и во втором триместрах беременности.

У женщин причиной повышения содержания количества иммунных клеток также могут быть определенные фазы менструального цикла. В частности, во время предменструального синдрома может наблюдаться незначительное повышение лимфоцитов.

Лимфоцитоз у детей

Когда ребенок появляется на свет, то уровень лимфоцитов у него относительно низкий. Однако затем организм начинает усиленную выработку белых кровяных телец, и, начиная с первых недель жизни, в крови становится очень много лимфоцитов, намного больше, чем у взрослых. Это объясняется естественными причинами – ведь у ребенка гораздо более слабый организм, чем у взрослого. По мере взросления ребенка количество данных клеток в крови снижается, и в определенном возрасте их становится меньше, чем нейтрофилов. В дальнейшем количество лимфоцитов приближается к взрослому уровню.

Однако, если лимфоцитов стало больше, чем положено по норме для определенного возраста, то это повод для беспокойства. Необходимо разобраться, чем вызван лимфоцитоз. Обычно организм ребенка очень бурно реагирует на каждую инфекцию, такую, как ОРВИ, корь, краснуха, выделяя огромное количество белых кровяных телец. Но когда инфекция отступает, то их количество приходит в норму.

Однако, следует помнить, что лимфоцитоз у детей может быть вызван и таким тяжелым заболеванием, как острый лимфобластный лейкоз. Поэтому важно регулярно проверять количество белых кровяных телец у ребенка при помощи анализов крови.

Симптомы лимфоцитоза

Проявляется ли лимфоцитоз как-то еще, кроме изменения состава крови? В том случае, если он вызван инфекционным заболеванием, то у больного будут наблюдаться симптомы, характерные для этого заболевания, например, жар, озноб, головные боли, кашель, сыпь, и т.д. Но эти симптомы не являются симптомами собственно лимфоцитоза. Тем не менее, в некоторых случаях при увеличении лимфоцитов, вызванном неинфекционными причинами, может наблюдаться увеличение лимфоузлов и селезенки – органов, где находится больше всего лимфоцитов.

Диагностика причин лимфоцитоза

При увеличении количества лимфоцитов причины повышения не всегда бывает просто обнаружить. Прежде всего, рекомендуется обратиться к врачу-терапевту. Скорее всего, он даст направление на несколько дополнительных анализов – кровь на ВИЧ, гепатит и сифилис. Кроме того, могут быть назначены дополнительные исследования – УЗИ, компьютерная или магнитная томография, рентгенография.

Возможно, потребуется дополнительный анализ крови, который бы исключил ошибку. Для уточнения диагноза может понадобиться такая операция, как пункция лимфоузла или костного мозга.

Типичные и атипичные иммунные клетки

При определении причины увеличения лимфоцитов важную роль играет определение количества типичных и атипичных разновидностей клеток.

Атипичными лимфоцитами называются кровяные клетки, имеющие другие свойства и размеры по сравнению с обычными.

Наиболее часто атипичные клетки наблюдаются в крови при следующих заболеваниях:

• Лимфолейкоз,
• Токсоплазмоз,
• Пневмония,
• Ветряная оспа,
• Гепатит,
• Герпес,
• Инфекционный мононуклеоз.

С другой стороны, при многих заболеваниях большого числа атипичных клеток не наблюдается:

• Паротит,
• Краснуха,
• Грипп,
• СПИД,
• Аденовирусная инфекция,
• Малярия,
• Аутоиммунные болезни.

Использование других параметров крови в диагностике

Также следует учитывать такой фактор, как (СОЭ). При многих заболеваниях данный параметр повышается. Принимается во внимание и динамика других компонентов крови:

• Общее количество лейкоцитов (может оставаться неизменным, уменьшаться или увеличиваться),
• Динамика количества тромбоцитов (увеличение или уменьшение),
• Динамика количества эритроцитов (увеличение или уменьшение).

Увеличение общего количества лейкоцитов при одновременном увеличении лимфоцитов может свидетельствовать о лимфопролиферативных заболеваниях:

• Лимфолейкоз,
• Лифогранулематоз,
• Лимфома.

Также это состояние может быть характерно для:

• острых вирусных инфекций
• гепатитов,
• эндокринных заболеваний,
• туберкулеза,
• бронхиальной астмы,
• удаления селезенки,
• цитомегаловирусной инфекции,
• коклюша,
• токсоплазмоза,
• бруцеллеза.

Относительный лимфоцитоз (при котором общее количество лейкоцитов остается примерно постоянным) обычно характерен для тяжелых бактериальных инфекций, таких как брюшной тиф.

Кроме того, он встречается в случае:

• Ревматических заболеваний,
• Гипертиреоза,
• Болезни Аддисона,
• Спленомегалии (увеличении селезенки).

Снижение общего количества лейкоцитов на фоне увеличения количества лимфоцитов возможно после перенесенных тяжелых вирусных инфекций или на их фоне. Объясняется это явление истощением резерва клеток быстрого иммунитета, прежде всего, нейтрофилов и увеличением клеток длительного иммунитета – лимфоцитов. Если это так, то, как правило, эта ситуация временная, и количество лейкоцитов в скором времени должно придти в норму. Также подобное положение вещей характерно для приема некоторых медикаментов и отравлений.

Уменьшение количества эритроцитов на фоне лимфоцитоза обычно характерно для лейкоза и заболеваний костного мозга. Кроме того, онкологические заболевания костного мозга обычно сопровождаются очень большим увеличением лимфоцитов – примерно в 5-6 раз выше нормы.

Одновременное увеличение количества эритроцитов и лимфоцитов может наблюдаться у заядлых курильщиков. Соотношение различных типов лимфоцитов также может иметь диагностическое значение. Например, при миеломе увеличивается, прежде всего, количество клеток типа B, при инфекционном мононуклеозе – типов T и B.

Лечение и профилактика

Надо ли лечить лимфоцитоз? В том случае, если лимфоциты увеличены из-за каких заболеваний, например, инфекционных, то лечение самого симптома не требуется. Следует обратить внимание на лечение болезни, которая его вызвала и лимфоцитоз пройдет сам собой.

Инфекционные заболевания лечатся при помощи или антивирусных средств, а также противовоспалительных препаратов. Во многих случаях достаточно лишь обеспечить лимфоцитам комфортные условия для борьбы с инфекцией – дать организму отдых, правильно питаться и пить много жидкости, чтобы вывести токсины из организма. И тогда лимфоциты, как солдаты победившей армии, «разойдутся по домам», и их уровень в крови снизится. Хотя это может произойти далеко не на следующий день после окончания болезни. Иногда след от перенесенной инфекции в виде лимфоцитоза может наблюдаться еще в течение нескольких месяцев.

Совсем другое дело – лейкозы, лимфомы или миеломы. Они не пройдут «сами по себе», а для того, чтобы болезнь отступила, необходимо приложить много усилий. Стратегию лечения определяет врач – это может быть и химиотерапия, и лучевая радиотерапия. В самых тяжелых случаях используется пересадка костного мозга.

Тяжелые инфекционные заболевания, такие, как , мононуклеоз, СПИД, также требуют тщательного лечения при помощи антибиотиков и антивирусных средств.

Все, что было сказано о лечении лимфоцитоза, справедливо и в отношении профилактики данного состояния. Специфической профилактики оно не требует, важно укреплять организм в целом и иммунитет в частности, правильно питаться, избегать вредных привычек, вовремя лечить хронические инфекционные заболевания.