Креш курс «Імунологія для чайників». Частина 4

Нарешті ми підійшли до адаптивної частини імунної системи. Перш ніж ми зануримось в молекули, освіжим наші знання про клітини імунної системи. Коротко про клітини імунної системи, які циркулюють в крові, лейкоцити я вже загадувала у першому пості. Нагадаю:

Їх розрізняють 6 (ШІСТЬ).

-Нейтрофіли

-Еозинофіли

-Базофіли

-Лімфоцити

-Моноцити

-Макрофаги

Для наглядності розглянемо схему всіх клітин крові

Як видно зі схеми, всі клітини крові розвиваються зі стовбурових клітин гемоцитобластів, що розташовані в кістковому мозку. Дивимось на останній рядох схеми: це ті клітини, що визріли і їх можна побачити в мікроскоп на цитологічному препараті крові і це якраз те, що у нас малюють на аналізах крові. Еритроцити і тромбоцити до уваги не берем, концентруєм нашу увагу на лейкоцитах. На малюнку їх зображено пять типів, але нехай вас це не бентежить: з моноцита при потребі виростає великий пожирач макрофаг. Роль клітин-гранулоцитів (нейтрофілів, еозинофілів, базофілів) ми вже коротко розглядали в контексті запалення і більше я на нах зупинятись не збираюсь. Залишились лімфоцити і це саме смачненьке в адаптивній імунній системі. Оскільки цю тему важко буде обійти без нової термінології, то заміть розмахування руками, незрозумілі і складні моменти буду ілюструвати. Кажуть, що візуально складні речі сприйняти легше.

Т-лімфоцити.

Лімфоцити можна умовно розділити на дві великі групи: Т-лімфоцити і В-лімфоцити. Спочатку докладно познайомимось з Т-лімфоцитами. Літеру Т у своїй назві вони отримали від того, що у дорослої людини вони дозрівають в вилочковій залозі, тімусі (проведіть пальцем по шиї від горла вниз в напрямку до грудей. Десь там). Отже, визрівші у вилочковій залозі, Т-лімфоцити, які іноді ще називають наївними, “незайманими”, які ще не мали жодного контакту з антигеном, з плином лімфи розповюджуються по тілу, іноді збираючись в лімфатичних вузлах. Особливість Т-лімфоцитив полягає в тому, що на їх поверхні розташований спеціальний рецепторний комплекс.

Допитливий читач вже звернув увагу, що фактично всі імунологічні події відбуваються на поверхні клітин. Тим, кого не цікавлять інтимні подробиці молекулярних стосунків імунних клітин, раджу прогорнути цей розділ, бо він буде складатись виключно з опису того, який рецептор яку молекулу зустрів і що з цього получилось. Але зауважу, що без розуміння того, як це працює, вам навряд чи буде зрозумілим механізм роботи вакцини, та й механізм адаптивного імунітету взагалі. Для тих, хто все-таки прогорне, я обіцяю в кінці розділу підсумувати необхідні основні моменти.

Отже повернемось до рецептору на Т-лімфоцитах. Він розпізнає величезну білкову молекулу з власного організму, яка називається великий комплекс гістосумісності. Облишимо на хвилинку Т-лімфоцити і подивимось, що це таке комплекс гістосумісності. Можливо назва вже підказала, що це той самий комплекс, який задіяний в процессі відторгнення щойно пересаджених органів, додам лише, що він також задіяний у розпізнаванні власних хворих або клітин, які неправильно розвиваються. Цей комплекс ми успадковуємо від батьків і він кодується десь 140 генами, його молекули розташовані у вигляді рецепторів на поверхні всіх клітин організму, а окремий тип зустрічається на поверхні деяких клітин імунної системи (навіщо, я розтлумачу нижче). Він ніби говорить імунним клітинам це наші клітини, свої, нашого організму, не чіпайте їх! Що ж відбувається, коли наша клітина раптом захворіла, або в неї потрапив збудник? Тоді конфігурація молекули цього комплексу гістосумісності міняється таким чином, що його миттєво розпізнають Т-лімфоцити. Подальша доля цих клітин зрозуміла.

Якщо ви уважно дочитали до цього місця, то маєте задати питання, чому це називається адаптивною імунною системою, оскільки всі події запрограмовані комплексом гістосумісності і виглядають як цілком вроджені. Я недарма вище згадала про певний тип імунних клітин, які також несуть на своїй поверхні комплекс гістосумісності і переваги яких полягають в тому, що вони можуть мандрувати з лімфою по всьому організму. Тут починається саме цікаве: ця клітина замоктує збудника всередину і тягне його в собі до лімфатичних вузлів, де сидять собі незаймані наївні Т-лімфоцити. І вона ніби робить презентацію: дивіться, якого злодія я вам принесла. Ця клітина так і називається – клітина, що презентує антиген (antigenpresenting cell (APC). Що ж роблять Т-лімфоцити? Вони “обмацують” видозмінений комплекс гістосумісності на АРС своїм рецептором. У мене велика спокуса з”їхати у примітивне пояснення і сказати, що подивившись презентацію, вони активізуються і вже знають якого збудника треба знищити. Але вибач, шановний читачу, це все так, але виглядає дещо складніше, оскільки молекулярні механізми менш лабільні, ніж нам хочеться вважати – одна клітина несе тільки один тип рецепторів.

Прийшов нарешті час подивитись на рецептори Т-лімфоцитів. Тут є один принциповий момент, який нам треба розібрати саме зараз і який нам не треба буде розглядати потім в історії з імуноглобулінами, бо там проглядується певна паралель. Як я вже зауважила, одна клітина Т-лімфоцитів несе в собі один тип рецептору, який пізнає одну певну конфігурацію видозміненого комплексу гістосумісності. І кодується цей рецептор, скажімо, одним геном. А нам треба розпізнати неймовірно велику кількість варіантів. Причому бажано, щоб Т-лімфоцитів, які розпізнають збудника, було багато. Що ж відбувається? А справа в тому, що і в Т-лімфоцитах (і, як ми згодом побачим, в В-лімфоцитах) гени, які кодують рецептори розпізнавання, підлягають негайному прискореному у сотні тисяч разів, в порівнянні з іншими клітинами, мутагенезу.

Грубо кажучи, в геномі закодовано тільки приблизний лайаут рецептору, а яким він буде в тієї чи іншої клітини, визначає цей самий мутагенез. Відповідно, ймовірність того, чи з’явиться в нашому організмі клітина, яка розпізнає збудника, визначає швидкість цього мутагенезу і просто випадок. Отже повернемось до “презентації” збудника. Клітина-презентатор “показала” Т-лімфоцитам, який “вигляд” має збудник. Ймовірно, що серед цілої купи Т-лімфоцитів випадково знайшовся один, який “обмацавши” комплекс гістосумісності, найкраще підійшов по конфігурації (дякуючи випадку і мутагенезу). З цієї миті він стає активований і його подальша доля дуже різноманітна. Перш за все, він отримує сигнал до негайного розмноження. Він “знає”, як виглядають інфіковані клітини і може розпізнавати і напряму їх вбивати. Тоді їх називають Т-кіллерами. Втім, велика частина Т-лімфоцитів працює помічниками, допомагаючи іншим імунним клітинам розпізнавати і знищувати збудника, тоді їх називають Т-хелпери. Вони допомагають в роботі макрофагам-пожирачам і В-лімфоцитам. Вірус імонодефіциту людини (ВІЛ) вражає саме Т-лімфоцити. Якщо інфекція минула, в організмі ще деякий час залишаються Т-лімфоцити з певним рецептором, які готові будь-який розмножитись і дати відсіч вже “знайомому” збуднику.

В-лімфоцити

Поки у нас свіжа пам’ять про принцип утворення різноманітності рецепторів у Т-лімфоцитів, саме час перейти до В-лімфоцитів. Назва В-лімфоцитів дещо заплутана, бо вперше вони були описані у птахів, де визрівали в органі, який схожий тімус, називається фабріцієва сумка і розрашований поблизу клоаки (показувать де це не буду), тобто bursaderived. Деякий час медики пошукали цю залозу у людини, не знайшли, потім виявилось, що нічого такого особливого у людини нема, є той самий кістковий мозок. Але назва залишилась. Саме в В-лімфоцитах синтезуються імуноглобуліни, або як їх це називають антитіла. В процесі розпізнавання і презентації збудника задіяні вищезгадані Т-лімфоцити. Характерно, що В-лімфоцити самі можуть влаштовувати презентації Т-лімфоцитам, що саме за збудник до нас завітав. Нам достатньо знати, що після складного процессу розпізнавання, В-лімфоцит починає синтезувати молекулу імуноглобуліну, яка “підходить” до збудника, як ключ до замку. Так само, як в історії з рецепторами Т-лімфоцитів, так само різноманітність забезпечується шаленим мутагенезом варіабельної частини антитіл. Антитіла ділять на групи і класи по структурам і функціям. В це краще не заглиблюватись, а варто зрозуміти, що одного разу будучи насинтезованими В-лімфоцитами, ці молекули антитіл плавають у вигляді такого собі захвата, які здатні намертво причепитись до чогось, що підходить до їхньої “лапи” по формі. Вони можуть фізично причепити до себе вірусну частинку і таким чином блокувати її роботу. Або можуть запускати різні каскади елімінації паразиту, як це раніше розглянута система комплементу. Антитіла можуть передаватись з молоком матері і короткий час після народження надавати маляті захист від можливих збудників. Але увага, передаються не клітини, які мають “пам”ять”, а їх продукт, який циркулює в крові короткий час, поки дитина не збере власну “колекцію” лімфоцитів.

З деяких пір молекули імуноглобулінів стали зручним технічним інструментом в молекулярній біології. Так само на них спекулюють різні шарлатани.

Ліричний відступ з корисними висновками.

Теоретично організм здатен виробити антитіла на все: від вірусу до будь-якого білку, який потрапив у кров випадково, або в результаті порушених бар’єрів. Навіть можна виробити антитіла до антитіл. Вони можуть бути дуже специфічні і розпізнавати тільки один вид молекули, а можуть бути низькоспецифічні і чіплятись до усього, що має якусь структурну подібність. Я використовую в роботі антитіла, які мені любязно наробляють кролики: спочатку наробляю білок, який мені потрібен в роботі, передаю його на кролячу ферму, кролику роблять інєкцію. А вже за декільки тижнів мені присилають сироватку крові з кролика, який містить імуноглобуліни, які здатні причепитись до мого білку. Для чого це мені? Я використовую її тепер навпаки, для того, щоб визначити наявність мого білку в невідомому розчині. Справа с тому, що кролячі імуноглобуліни я можу детектувати певним способом. Але цікаве не це, цікаво, що у кролячих імуноглобулінів для детекції рослинних білків є серйозна вада. Оскільки кролики харчуються травою, то достатньо невеличкої виразки у кишечнику кролика, щоб в кров потрапили рослинні білки. Тоді до в сироватці кролика домішується сила силенна імуноглобулінів, які розпізнають цілу купу рослинних білків і які заважють мені в роботі. Я це все веду до чого? А до модної дієти після імунологічного аналізу. Є і таке. Наявність антитіл проти певного білку НЕ є ознакою алергії, або ознакою того, що цей продукт не переварюється або не засвоюється. Це свідчить про те, що цей продукт свого часу чогось попав у кров, і все.

Але найголовніше, що “навчені” В-лімфоцити, так само як і специфічні антитіла не зникають одразу після інфекції, а так само як і Т-лімфоцити, ще деякий час циркулюють в організмі на стражі і це фактично те, заради чого роблять щеплення.

Резюме…

Перед тим, як робити остаточні висновки, підсумуємо вищесказане:

Т- і В-лімфоцити, хоч і різні за маханізмами роботи, мають цілу низку спільних характеристик, які забезпечують адаптацію імунної системи для найточнішого розпізнавання збудника.

Гени молекулярного комплексу для розпізнавання збудника, як то рецептори в Т-лімфоцитів, або імуноглобуліни В-лімцоцитів, підлягають інтенсивному мутагенезу, аж поки серед цілої популяції клітин не з’явиться она така, яка здатна найточніше фізично розпізнати збудника. Піля того вона отримує сигнал для розмноження. По закінченню інфекції клітини з памяттю деякий час циркулюють в крові, що значно вкорочує час реагування при наступній інфекції.

Тепер, коли у нас в голові необхідний мінімум для початківця, підійдемо до такої непростої теми, як вакцинація.

Реклама

5 Responses to Креш курс «Імунологія для чайників». Частина 4

  1. З Вашого дозволу, невеличка порада: коли створюється новий пост, то прямо під полем, куди Ви пишете текст, є поле тегів — ключових слів матеріалу. Не залишайте їх порожніми — видимість Ваших постів в пошукових машинах буде набагато краща.

    Дякую за пораду

  2. ОЧЕНЬ ДОСТУПНО.
    СПАСИБО

  3. Тетяна:

    Дуже дякую за корисну інформацію, викладену дуже доступно. Чи є продовження?

  4. […] пише до WordPress Імунологію для чайників. Частина 4. Незрозуміло, правда, нафіга пише. Бо сьогодні в […]

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s

%d такие блоггеры, как: