--PAGE_BREAK--Эпителиальные клетки, как эффекторная зона иммунной системы ЖКТ, состоят из двух тесно связанных между собой компонентов — внутриэпителиальных лимфоцитов и самих эпителиальных клеток — энтероцитов. Оказалось, что между эпителиальными клетками, ближе к базальной мембране, располагается громадное количество внутриэпителиальных лимфоцитов: на каждый квадратный метр слизистой приходится около 1,6*108 таких клеток. 80–90% внутриэпителиальных лимфоцитов являются CD3–клетками, среди них выделяют 4 субпопуляции следующих фенотипов: CD4–CD8+, CD4+CD8–, CD4+CD8+, CD4–CD8–. Внутриэпителиальные лимфоциты характеризуются двумя важными особенностями, отличающими их от других компонентов иммунной системы ЖКТ (табл. 2): · наличием среди T–лимфоцитов фенотипа CD3 повышенного числа клеток, несущих молекулу CD8 (до 75%), в то время как в периферической крови количество этих клеток не превышает 35%; · наличием среди T–лимфоцитов фенотипа CD3 повышенного числа клеток, несущих антигенраспознающий Рц(до 40%), в других лимфоидных органах количество таких клеток составляет не более 10%. Значительная часть таких T–лимфоцитов характеризуется фенотипом CD4–CD8–, оставшаяся часть содержит маркёр CD8.
Физиология Таблица 2. Характеристика внутриэпителиальных лимфоцитов
Популяция,%
Рц, субпопуляции и их маркёры
Процент
Функция
T–клетки, 80–90
ab-Аг–распознающие Рц
60
Распознавание Аг
gd-Аг-распознающие Рц
40
Распознавание Аг
CD4+,CD8–
7
Усиление синтеза IgA
CD4–,CD8+
75
Усиление синтеза IgA, цитотоксичность
CD4+,CD8+
7
?
CD4–,CD8–
10
?
Не-T–клетки,10–20
CD4–,CD7+
Цитотоксичность (?)
Условные обозначения: те же, что и в табл. 23.
Главной функциональной чертой внутриэпителиальных лимфоцитов фенотипа CD3+CD4–CD8+ является, по–видимому, цитотоксичность. Установлено, что для лимфоцитов с цитотоксическими функциями — NK и CD8–клеток, характерно наличие особого белка BY55. При анализе внутриэпителиальных лимфоцитов было обнаружено, что все Tклетки фенотипа CD3+CD8+ содержат на поверхности белок BY55, то есть являются цитотоксическими. T–лимфоциты фенотипа CD3+CD4+ этот белок не экспрессируют. Преобладание цитотоксических клеток среди внутриэпителиальных лимфоцитов вероятно связано с тем, что они выполняют функции иммунологического надзора за быстро делящимся эпителием кишечника и удаляют клетки, изменённые вследствие мутации, действия микробных, токсических и других факторов. Важная функция внутриэпителиальных лимфоцитов фенотипа CD3+CD4+CD8– заключается в продукции этими клетками цитокинов, преимущественно Тh2-профиля. Внутриэпителиальные лимфоциты находятся в теснейшем функциональном контакте с клетками эпителия, составляя с ними единую комплексную структуру, являющуюся первым барьером на пути проникновения в организм множества микробных клеток. Эпителиальные клетки кишечника не являются иммунологически пассивными элементами. Энтероциты могут экспрессировать молекулы MHC классов Iи II, Рц для цитокинов ИЛ–1, ИЛ–6, ГМ–КСФ, продуцировать ИЛ–1,ИЛ–6, ИЛ–8, ТФРЭкспрессия Рц и синтез цитокинов существенно повышается под влиянием ЛПС и ИФН. Доказано, что энтероциты являются АПК — они могут поглощать, процессировать в эндосомальном отделе растворимые Аг и представлять их как CD4-, так и CD8–внутриэпителиальные лимфоциты, а также T–клеткам l
.
propria. Однако характер этого представления является неклассическим. T–клетки фенотипа CD4распознают Аг в комплексе с молекулами MHC класса II, но костимулирующей является молекула CD58(LFA–3), экспрессируемая эпителиальными клетками. Лигандом для нее на T–лимфоците является молекула CD2. продолжение
--PAGE_BREAK--Так как энтероциты не экспрессируют молекул CD80, то вероятно распознавание Аг T–клетками фенотипа CD4,CD28 может вести к развитию их анергии. Молекулы MHC класса IIи CD58, локализованные на базальной стороне энтероцита, могут также представлять Аг T–лимфоцитам фенотипа CD4,CD2, расположенным в l
.
propria. В отличие от CD4-T–клеток, лимфоциты фенотипа CD8 распознают Аг на поверхности энтероцитов в комплексе с молекулами как MHC класса I, так и CD1d. На энтероцитах молекулы CD1dмогут экспрессироваться как в ассоциированной, так и в неассоциированной с 2–микроглобулиномформе. Короткий цитоплазматический хвост этой молекулы связан с эндосомальным отделом эпителиальной клетки, где происходит процессирование поглощённого Аг. Полагают, что CD1dявляется полифункциональной молекулой, участвующей в поглощении Аг, доставке его в эндосомальный отдел и в последующем представлении молекул процессированного Аг на поверхности эпителиальной клетки. С молекулой CD1dассоциирован недавно выявленный у энтероцитов гликопротеин gp180, выполняющий функции костимулирующей молекулы, распознающей молекулу CD8 и служащей для укрепления связи между T–клеткой фенотипа CD8 и энтероцитом. По-видимому двойное взаимодействие комплекса пептид–CD1dи молекулы gp180 энтероцита с антигенраспознающим Рц и молекулой MPC–IT–клетки фенотипа CD8, соответственно, ведут к индукции у T–клеток цитотоксической активности. Предполагают, что молекула CD1dэнтероцитов представляет T–лимфоцитам как белковые, так и небелковые Аг, в последнем случае — прежде всего липидные и гликолипидные Аг, находящиеся в большом избытке в составе клеточной стенки бактерий. Другой эффекторной зоной иммунной системы ЖКТ является l
.
propria, клеточный состав которой характеризуется наличием дендритных клеток, моноцитов/макрофагов, NK, T– и B–лимфоцитов (табл. 3). l
.
propriaявляется главным участком продукции АТ класса IgAв организме. На каждый метр кишечника приходится более 1010 глобулинпродуцирующих клеток, 80% из них синтезируют IgA. Структуру l
.
propriaподдерживают фибробластоподобные клетки — миофибробласты, которые образуют зону рыхлой соединительной ткани под эпителием. Эти клетки создают внеклеточный матрикс, способствуют образованию базальной мембраны и синтезируют ряд биологически активных веществ, необходимых для дифференцировки и пролиферации эпителиальных клеток. Как будет показано ниже, от взаимодействия T–клеток и миофибробластов зависит развитие ряда воспалительных заболеваний кишечника.
Физиология Таблица 3. Клеточный состав собственной пластинки (l.
propria)
Популяции,%
Рц, субпопуляции и их маркёры
Процент
Функции
T–клетки, 40–60
CD3 ab-Аг-распознающие Рц
90
Усиление синтеза IgA
CD3ab-Аг-распознающие Рц
8
?
CD3+,CD4+,CD8–
60
Усиление синтеза IgA
CD3+ ,CD4–,CD8+
25–30
?
CD3+,CD4+,CD8+
5
?
B–клетки, 20–40
ВsIgM+,sIgD+,CD5–,CD11b–
40–50
Синтез высокоаффинных АТ
B–1 sIgM+,sIgD–,CD5+, CD11b+
50–60
Синтез низкоаффинных АТ
Макрофаги, 5–10
CD11,CD18,CD13, CD14, FcgR
–
Представление Аг, синтез цитокинов
NK, 2–3
CD16/56
–
Защита против внутриклеточных микробов
Условные обозначения: NK — естественные клетки–киллеры. Остальные обозначения те же, что и в таблице 1.
продолжение
--PAGE_BREAK--Для лимфоцитов l
.
propriaхарактерна такая важная особенность (табл. 3), как наличие большого числа B1–лимфоцитов. Было показано, что B–лимфоциты можно разделить на 2 большие группы — обычные и B1, которые различаются по ряду свойств, в частности наличием T–клеточного маркёра CD5, высокой плотностью поверхностного IgMи низкой плотностью поверхностного IgD, преимущественным синтезом АТ классов IgMи IgAнизкой аффинности, перекрестно реагирующих с полисахаридными и липидными Аг. Подводя итог анализу клеточных компонентов лимфоидной ткани кишечника, необходимо отметить две важные особенности их состава. Первая заключается в том, что лимфоидные образования, связанные с кишечником, содержит T–клеток больше, чем все остальные лимфоидные структуры организма вместе взятые. Первично предполагалось, что причиной избыточности T–клеток в кишечнике являются пищевые и микробные Аг. Однако оказалось, что безмикробные мыши, получавшие автоклавированную пищу, имеют в кишечнике неразвитую — лимфоидную ткань с почти полным отсутствием T–клеток, хотя T–клетки в их эпителии обнаруживались в нормальном количестве. Сделан вывод, что главным стимулом для развития основной массы лимфоидной ткани кишечника являются не пищевые, а микробные Аг, за исключением эпителия, где пищевые Аг имеют значение для образования и развития T–клеток. В последние годы установлено, что пищевые Аг также распознаются T–лимфоцитами пейеровых бляшек. Оказалось, что распознание пищевых Аг сопровождается так называемой пероральной толерантностью. Другая особенность клеточного состава лимфоидных образований, связанных с кишечником, заключается в наличии двух компонентов: раннего (реликтового) и позднего (современного). К раннему компоненту иммунной системы относятся T–лимфоциты, располагающиеся внутриэпителиально, и B1–лимфоциты, располагающиеся в l
.
propria. T– и B–лимфоциты раннего компонента реагируют с широким спектром микробных Аг с низкой аффинностью. Они развиваются относительно независимо от центральных органов иммунитета — тимуса и костного мозга. К позднему компоненту иммунной системы ЖКТ относятся T–лимфоциты и обычные B–клетки. Эти лимфоциты взаимодействуют с Аг с высоким уровнем специфичности и аффинности. Их развитие целиком и полностью проходит под контролем центральных органов иммунитета. Предполагается, что ранний компонент иммунной системы отвечает за первую линию обороны организма от микробной и аллергенной агрессии, тогда как поздний компонент подключается на следующем этапе борьбы организма с этими агентами. Такая организация иммунной системы наиболее эффективна и особенно важна в ЖКТ — первой линии защиты организма от инвазии микробами и аллергенами. Роль скреторного IGAв функционировании иммунной системы ЖКТ Как уже отмечалось, интегральным признаком, объединяющим все компоненты MALT, является система секреторного IgA. Уместно напомнить, что в 30-х годах 20–го столетия выдающимся отечественным учёным A.M. Безредкойбыло сформулировано понятие местного иммунитета, то есть преимущественной защиты того или иного органа или ткани от инвазии инфекционными агентами. Эта концепция, не подтверждённая фактическими данными, была постепенно забыта. Но понятие местного иммунитета получило новую жизнь и экспериментальное подтверждение в 1965 г., когда T. Tomasiи соавторы открыли секреторный IgA — иммуноглобулин, который синтезируется только плазмоцитами слизистых оболочек и железистых органов. IgA — димер с молекулярной массой 380 кД, состоящий из двух СЕ, имеющих в своей основе, как и у всех иммуноглобулинов, четырёхцепочечную структуру. Эти СЕ ковалентно соединены между собой конец в конец с помощью связующей J–цепи (молекулярная масса 15 кД), а также нековалентно с помощью секреторного компонента с молекулярной массой 70 кД. Основное место синтеза секреторного IgA — слизистые оболочки. IgA–синтезирующие клетки локализуются преимущественно в l
.
р
r
о
priaи располагаются непосредственно под базальной мембраной эпителия. Первично в B–клетках IgAобразуется в виде димера, соединенного J–цепью. Этот димер взаимодействует со специальным Рц, находящимся на базолатеральной поверхности эпителиальной клетки — поли–Ig–Рц (pIgR). Далее комплекс интернализируется с образованием везикулы, к мембране которой присоединена молекула IgAс помощью pIgR. IgAвзаимодействует с pIgRпри помощи J–цепи. Она принимает также участие во взаимодействии IgAс секреторным компонентом. Комплекс IgA-pIgRтранспортируется в везикуле через всю эпителиальную клетку к её апикальной поверхности, где с помощью соответствующего фермента Рц pIgRрасщепляется на две части: одна часть остаётся связанной с мембраной везикулы, а другая часть — с Fc–фрагментом IgA, которая и является секреторным компонентом. Принцип образования секреторного IgAедин для всех слизистых оболочек и экзокринных органов. Уникальность его образования заключается в том, что секреторный IgAявляется продуктом функциональной активности различных клеточных типов: сам IgAсинтезируется B–лимфоцитами, его секреторный компонент — эпителиальными клетками. продолжение
--PAGE_BREAK--Как отмечалось выше, l
.
propriaсодержит преимущественно IgA–продуцирующие клетки. Однако, в этом отделе нередко встречаются и клетки, синтезирующие IgG. Этот белок так же, как и мономерный IgA, не переносится через эпителий, так как не содержит J–цепи. По-видимому IgG, синтезируемый в l
.
propria, остаётся в этом отделе и служит для его защиты при проникновении бактерий через слизистые оболочки. Однако пентамерная молекула IgM, соединенная с помощью J–цепи, может за счёт взаимодействия этой цепи с pIgRпереноситься через слизистые оболочки. Накапливаются данные, показывающие, что этот класс иммуноглобулинов, также как и секреторный IgA, может принимать участие в защите слизистых от инфекции. Секреторный IgAобладает рядом важных свойств, определяющих его способность защищать слизистые оболочки от чужеродных агентов антигенной природы, микробов и аллергенов: · высокой устойчивостью к протеазам, что делает возможным его функционирование в секретах слизистых оболочек; · неспособностью связывать компоненты комплемента, что ведёт к отсутствию повреждающего действия комплекса Аг–АТ на слизистые; · способностью препятствовать адгезии микроорганизмов, их токсинов, пищевых и бактериальных аллергенов на эпителий слизистых, что блокирует их проникновение во внутреннюю среду организма. Антиадгезивные свойства секреторного IgA лежат в основе его антибактериальных, антивирусных, антиаллергенных свойств. Среди множества изучаемых проблем физиологии иммунной системы ЖКТ особую фундаментальную значимость представляют вопросы селективной миграции в слизистые оболочки предшественников продуцентов IgAи преимущественного синтеза IgAв лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистыми оболочками. Ниже дан анализ результатов исследований этих проблем. Процессы миграции лимфоидных клеток в желудочно-кишечный тракт Интактные или «девственные» лимфоциты проникают в индуктивные зоны ЖКТ — пейеровы бляшки — путём, обычным для их поступления из кровотока в лимфоидную ткань — в результате взаимодействия L–селектина лимфоцитов с гликопротеином Sgp–200, экспрессируемым на высоком эндотелии венул пейровых бляшек. Большинство B–клеток, поступивших в пейерову бляшку, являются «девственными», экспрессирующими характерные для непримированных лимфоцитов маркёр CD45RA, sIgMи sIgD. Как правило, такие клетки не содержат на мембране IgA, их дифференцировка ещё не направлена в сторону синтеза IgA. Однако многие B–клетки экспрессируют молекулы MHC класса II, свидетельствующие об их активации. Большинство T–клеток также экспрессирует активационные молекулы, в частности маркёр CD69, но многие T–клетки содержат и маркёр CD45R0, характерный для клеток памяти. Вероятно, эти клетки являются основным источником цитокинов, направляющих дифференцировку B–лимфоцитов. Активация T– и B–клеток происходит в основном под эпителием купола пейеровой бляшки, где имеется разветвленная сеть дендритных клеток и макрофагов, и куда из просвета кишечника с помощью М–клетки доставляются молекулы Аг. Происходит процесс «примирования» девственных лимфоцитов, заключающийся в их активации и пролиферации, а также в детерминации пути их последующей дифференцировки. Примированные T– и B–клетки покидают пейерову бляшку и по афферентному лимфатическому протоку попадают в брыжеечный лимфатический узел. Из этого узла они мигрируют в кровь и, как правило, на несколько дней поселяются в селёзенке, где продолжается процесс их дифференцировки. Оттуда T– и B–лимфоциты снова поступают в кровь и затем, благодаря процессам хоминга, поселяются в органах, содержащих слизистые оболочки — в основном в слизистой толстого и тонкого кишечника, частично — в слизистой мочеполового тракта и бронхо-лёгочного аппарата, преимущественно в верхних его отделах. Этот процесс селективной миграции характерен как для T– так и B–клеток, причём в последнем случае для B–клеток, синтезирующих не только IgA, но и иммуноглобулины других классов. T–клетки селятся в l
.
propriaи в эпителиальном слое кишечника, B–клетки — в l
.
propria, где они под влиянием цитокинов, продуцируемых CD4 T–клетками, преимущественно дифференцируются в плазмоциты, синтезирующие секреторные IgA. К настоящему времени описан ряд механизмов хоминга примированных в пейеровых бляшках лимфоцитов, в значительной степени зависящего от экспрессии на взаимодействующих клетках — лимфоцитах и эндотелии особых молекул: адрессинов и интегринов. В противоположность венулам с высоким эпителием всех периферических лимфоидных органов, в иммунной системе ЖКТ эти венулы характеризуются конститутивной экспрессией адрессинов MAdCAM–1, относящихся к надсемейству иммуноглобулинов. продолжение
--PAGE_BREAK--