Механизмы работы приобретенного иммунитета и функции клеток защиты

Приобретенный иммунитет представляет собой сложную систему защиты организма, которая формируется в течение жизни в ответ на встречу с конкретными возбудителями заболеваний. В отличие от врожденного иммунитета, который реагирует сразу, но менее специфично, приобретенный иммунитет обладает способностью запоминать патогены и при повторной встрече обеспечивать быстрый и мощный ответ. Ключевую роль в этом процессе играют специализированные клетки — лимфоциты, которые координируют работу всей системы защиты.

Ключевые клетки приобретенного иммунитета и их функции

Основными исполнителями в системе приобретенного иммунитета являются Т-лимфоциты и В-лимфоциты, каждый из которых выполняет строго определенные задачи. Т-лимфоциты (Т-клетки) отвечают за клеточный иммунитет — непосредственное уничтожение зараженных клеток, а В-лимфоциты (В-клетки) обеспечивают гуморальный иммунитет посредством выработки антител. Макрофаги и дендритные клетки, хотя и относятся к врожденному иммунитету, критически важны для запуска приобретенного ответа, представляя Т-лимфоцитам информацию о патогене.

Т-лимфоциты созревают в тимусе и подразделяются на несколько типов. Т-хелперы (CD4+) координируют иммунный ответ, выделяя специальные сигнальные вещества — цитокины, которые активируют другие клетки. Т-киллеры (CD8+) распознают и уничтожают собственные клетки организма, зараженные вирусами или поврежденные. Т-регуляторные клетки контролируют силу иммунного ответа и предотвращают аутоиммунные реакции, когда иммунная система ошибочно атакует здоровые ткани.

В-лимфоциты созревают в костном мозге и при активации превращаются в плазматические клетки, которые производят антитела (иммуноглобулины). Антитела — это белковые молекулы, которые специфически связываются с антигенами возбудителей, нейтрализуя их, помечая для уничтожения другими клетками или запуская каскад реакций системы комплемента.

Как работает клеточный иммунный ответ

Клеточный иммунный ответ — это процесс, при котором Т-лимфоциты напрямую атакуют и уничтожают клетки, несущие чужеродные антигены. Этот механизм особенно эффективен против вирусных инфекций, внутриклеточных бактерий и раковых клеток. Процесс начинается, когда клетка, зараженная вирусом, выставляет на своей поверхности фрагменты вирусных белков.

Дендритные клетки, выполняющие роль "разведчиков", поглощают патогены, перерабатывают их и мигрируют в лимфатические узлы. Здесь они представляют фрагменты антигенов (эпитопы) наивным Т-лимфоцитам на своей поверхности с помощью молекул главного комплекса гистосовместимости (МНС). Этот процесс называется антигенпрезентацией.

Если Т-лимфоцит имеет рецептор, подходящий к представленному антигену, происходит его активация, клональная экспансия (массовое деление) и дифференцировка в эффекторные клетки. Активированные Т-киллеры мигрируют к очагу инфекции и с помощью перфоринов и гранзимов запускают механизм апоптоза (запрограммированной гибели) в зараженных клетках, не повреждая при этом соседние здоровые клетки.

Как работает гуморальный иммунный ответ

Гуморальный иммунный ответ опосредован антителами, которые циркулируют в крови, лимфе и других жидкостях организма. Этот тип защиты наиболее эффективен против внеклеточных патогенов: бактерий, их токсинов и вирусов, находящихся вне клеток. В-лимфоциты распознают антигены с помощью своих B-клеточных рецепторов (BCR).

Для полноценной активации В-лимфоциту в большинстве случаев требуется помощь Т-хелпера. Т-хелпер, активированный тем же антигеном, связывается с В-лимфоцитом и выделяет цитокины, которые дают ему сигнал к размножению и дифференцировке. Часть активированных В-клеток превращается в плазматические клетки — "фабрики" по производству антител, которые в огромных количествах секретируют антитела в кровь.

Другая часть формирует пул клеток иммунной памяти — долгоживущих В-лимфоцитов, которые запоминают конкретный антиген. При повторной встрече с тем же патогеном клетки памяти быстро активируются, обеспечивая более быстрый и сильный ответ, что лежит в основе принципа вакцинации и формирования длительного иммунитета после перенесенного заболевания.

Формирование иммунной памяти

Иммунная память — это уникальное свойство приобретенного иммунитета, обеспечивающее долговременную защиту от ранее встреченных патогенов. Она формируется после первичного иммунного ответа и заключается в сохранении популяции антиген-специфичных Т- и В-лимфоцитов памяти. Эти клетки циркулируют в организме в "спящем" состоянии, но при повторной встрече с антигеном активируются гораздо быстрее и эффективнее, чем наивные лимфоциты при первом контакте.

Благодаря иммунной памяти, вторичный иммунный ответ развивается быстрее, является более мощным и часто предотвращает развитие заболевания или делает его течение значительно легче. Именно на этом принципе основана вакцинация: введение ослабленного или убитого патогена (или его фрагментов) тренирует иммунную систему, создавая пул клеток памяти без риска полноценного заболевания.

Взаимодействие врожденного и приобретенного иммунитета

Врожденный и приобретенный иммунитет не работают изолированно, а представляют собой единую, слаженно функционирующую систему. Клетки врожденного иммунитета (макрофаги, дендритные клетки, нейтрофилы) являются первой линией обороны. Они не только пытаются самостоятельно уничтожить патоген, но и играют критическую роль в запуске и направлении работы приобретенного иммунитета.

Дендритные клетки и макрофаги, поглотившие патоген, выделяют цитокины, которые создают воспалительный фон и "привлекают" лимфоциты в очаг инфекции. Более того, именно эти клетки, как профессиональные антигенпрезентирующие клетки (АПК), "демонстрируют" переработанные антигены лимфоцитам, тем самым инициируя специфический иммунный ответ. Без этого первоначального сигнала от врожденного иммунитета приобретенный иммунитет не сможет активироваться корректно и эффективно.

Основные типы клеток приобретенного иммунитета

Для наглядности ключевые клетки и их функции систематизированы в таблице.

Список литературы

1. Ярилин А.А. Иммунология. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. — 752 с.
2. Хаитов Р.М. Иммунология: структура и функции иммунной системы. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. — 280 с.
3. Черешнев В.А., Юшков Б.Г. Иммунология. — М.: ВУНМЦ, 2005. — 312 с.
4. Абрамов М.Г. Персистирующие инфекции и иммунная система. — Н. Новгород: Изд-во НижГМА, 2007. — 147 с.
5. Койко Р. Основы иммунологии. Пер. с англ. — М.: Техносфера, 2016. — 408 с.
6. Клинические рекомендации. Иммунопрофилактика респираторно-синцитиальной вирусной инфекции (РСВИ) у детей. — М.: Союз педиатров России, 2021.
7. Janeway's Immunobiology. 9th Edition. — Garland Science, 2016.