А.А. Ярилин - Иммунология (1112185), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Патогены могут бытьубиты или подготовлены к фагоцитозу растворимыми бактерициднымифакторами и рецепторными молекулами. Во всех случаях окончательноерасщепление убитых патогенов происходит в процессе фагоцитоза.251.2. Естественная история иммунитетаАДАПТИВНЫЙ ИММУНИТЕТМлекопитающиеПтицыРептилииАмфибииЧленистоногиеКостистые рыбыХрящевые рыбыМоллюскиКруглоротыеХордовыеКольчатые червиОболочникиИглокожиеКруглые червиПлоские червиКишечнополостныеГубкиПростейшиеРис. 1.1.
Филогенез врожденного и адаптивного иммунитета. На упрощенном филогенетическом древе (обозначены только те таксоны, у которых исследовали иммунитет) отмечены зоны действия врожденного и адаптивного иммунитета. Круглоротыевыделены в особую группу как животные, у которых адаптивный иммунитет развивался не по «классическому» путиТак, схематично можно представить систему иммунитета, которую принято называть врожденной. Эта форма иммунитета характерна для всехмногоклеточных животных (в несколько иной форме — и для растений).
Еевозраст — 1,5 млрд лет. Система врожденного иммунитета весьма эффективно защищала первичноротых многоклеточных животных, а также низшихвторичноротых, часто имевших крупные размеры (рис. 1.1). Проявленияврожденного иммунитета на разных стадиях эволюции и в разных таксонахчрезвычайно разнообразны.
Однако общие принципы его функционирования одинаковы на всех стадиях развития многоклеточных. Главные составляющие врожденного иммунитета:– распознавание чужеродных агентов во внутренней среде организма спомощью рецепторов, специализированных на узнавании «образов»патогенности;– элиминация опознанных чужеродных агентов из организма путемфагоцитоза и расщепления.26Глава 1. Введение в иммунологиюУ хордовых произошло скачкообразное формирование другой разновидности иммунитета: примерно 500 млн лет назад возник адаптивный (т.е.приспособительный) или приобретенный иммунитет.
Ветвь адаптивногоиммунитета, получившая интенсивное развитие, зародилась у хрящевыхрыб. Особый вариант адаптивного иммунитета, основанный на использовании других распознающих и эффекторных молекул, обнаружен у болеепримитивных хордовых — круглоротых. Адаптивный иммунитет тесно связан с врожденным и во многом основывается на его проявлениях. Однакоэти типы иммунитета сильно различаются (табл. 1.2).Таблица 1.2. Основные свойства врожденного и адаптивного иммунитетаХарактеристикаВрожденный иммунитетАдаптивный иммунитетУсловияформированияФормируется в онтогенезевне зависимости от«запроса»Формируется в ответ на«запрос» (поступление чужеродных агентов)ОбъектраспознаванияГруппы чужеродных молекул, Индивидуальные молекулысвязанных с патогенностью(антигены)ЭффекторныеклеткиМиелоидные, частично лим- Лимфоидные клеткифоидные клеткиТип реагированияпопуляции клетокПопуляция клеток реагирует Реакция на антиген клокак целое (не клонально)нальнаяРаспознаваемыемолекулыОбразы патогенности; стрес- Антигенысорные молекулыРаспознающиерецепторыПатогенраспознающиерецепторыАнтигенраспознающиерецепторыУгроза аутоагрессииМинимальнаяРеальнаяНаличие памятиОтсутствуетФормируется иммунологическая памятьСущественное отличие адаптивного иммунитета от врожденного — способ распознавания чужого (табл.
1.3). В адаптивном иммунитете оно осуществляется при помощи молекул особого типа (иммуноглобулинов илидругих белков суперсемейства иммуноглобулинов), при этом распознаютсяне паттерны, а индивидуальные молекулы или небольшие группы сходных молекул, называемые антигенами. Существует порядка 10 6 различныхантигенов. Такое число рецепторов не только не может быть представленона одной клетке, но и не может быть закодировано в геноме позвоночных,содержащем только десятки тысяч генов. Именно поэтому в процессеэволюции адаптивного иммунитета сформировался сложный механизмгенерации разнообразия антигенспецифических рецепторов: при развитииспециализированных клеток (лимфоцитов), происходит перестройка ихгенов, кодирующих антигенраспознающие рецепторы, что приводит к образованию в каждой клетке рецептора с уникальной специфичностью.
Приактивации каждая клетка может дать начало клону, все клетки которогобудут иметь рецепторы той же специфичности. Таким образом, каждыйконкретный антиген распознают не все лимфоциты, а только отдельные ихклоны, имеющие специфические антигенраспознающие рецепторы.271.2. Естественная история иммунитетаТаблица 1.3. Основные типы иммунологического распознаванияГрупповое (паттерновое)Индивидуальное (антигенное)Объект распознаванияХарактеристикаКонсервативные молекулярные структуры — образыпатогенностиАнтигенные эпитопы(в составе свободных молекулили встроенные в молекулыMHC)Дискриминация«свое–чужое»Совершенная, сложилась вфилогенезеНесовершенная, формируется в онтогенезеПотребностьв костимуляцииНетЕстьВремя реализацииэффектаНемедленноТребует времени (адаптивный иммунный ответ)Связь с различнымиформами иммунитетаСвязано с врожденнымиммунитетомСвязано с адаптивнымиммунитетомФормирование генов Детерминированы генетирецепторовческиФормируются в процесседифференцировки клетокКлетки, несущиерецепторыЛюбые ядерные клетки (пре- Только В- и Т-лимфоцитыимущественно миелоидные)Распределение наклеткахВсе клетки в популяцииэкспрессируют одинаковыерецепторыРецепторыTLR, NLR, CLR, RIG, DAI,BCR (на В-клетках), TCR-γδ,Scavenger-рецепторы, раство- (на γδТ-клетках), TCR-αβримые рецепторы(на αβТ-клетках)КлональноеЕсли паттернраспознающие рецепторы врожденного иммунитета образовались в процессе эволюции как молекулы, распознающие чужеродные,но не собственные молекулы организма, то специфичность антигенраспознающих рецепторов системы адаптивного иммунитета формируетсяслучайно.
Это потребовало развития дополнительных механизмов селекциидля устранения «ненужных» и «опасных» (направленных против «своего»)клонов лимфоцитов. Такие механизмы достаточно эффективны, однаковсе же не полностью устраняют риск развития аутоиммунных процессов —иммунных реакций, направленных против собственных антигенов, вызывающих повреждение организма хозяина.Оба типа иммунитета образуют целостную систему, при этом врожденный иммунитет служит фундаментом для развития адаптивного. Так,лимфоциты распознают антиген в процессе презентации, осуществляемойпреимущественно клетками врожденного иммунитета.
Удаление из организма антигена и несущих его клеток происходит с помощью реакций, воснове которых лежат механизмы врожденного иммунитета, получившиеспецифический компонент, т.е. направленные на конкретный антиген идействующие с повышенной эффективностью.Клональный характер адаптивного иммунного ответа создал возможность возникновения иммунологической памяти.
При врожденном иммунитете память не развивается и каждый раз реакции на внедрение чужерод-28Глава 1. Введение в иммунологиюных молекул развиваются как впервые. В процессе адаптивного иммунитетаформируются клоны клеток, сохраняющих «опыт» предыдущего иммунного ответа, что позволяет им реагировать на повторную встречу с антигеномзначительно быстрее, чем при первичном контакте, и формировать при этомболее сильный ответ. Наличие клеток памяти делает организм устойчивымк довольно широкому кругу патогенов. Вероятно, именно возможностьформирования иммунологической памяти послужила преимуществом, позволившим закрепиться в процессе эволюции такому «дорогостоящему» дляорганизма, громоздкому, во многом ненадежному и даже опасному механизму, как адаптивный иммунный ответ.Таким образом, адаптивный иммунитет базируется на трех главныхпроцессах:– распознавании антигенов (как правило, чужеродных для организма)независимо от их связи с патогенностью, с помощью клонально распределенных рецепторов;– элиминации распознанных чужеродных агентов;– формировании иммунологической памяти о контакте с антигеном,позволяющей быстрее и эффективнее удалять его при повторном распознавании.Адаптивный иммунитет имеет еще одно преимущество, отсутствующееу врожденного иммунитета — способность защищать организм от агрессииизнутри (т.е.
от злокачественных новообразований). Риск развития злокачественных опухолей вследствие мутаций или вирусной трансформацииклеток существенно возрос при увеличении в эволюции размеров организма, произошедшем примерно тогда же, когда возник адаптивный иммунитет. Помимо этого нельзя исключить, что адаптивный иммунитет возниккак частное проявление изменений более высокого порядка, с которымисвязаны существенные эволюционные преимущества, раскрыть которыепредстоит в будущем.1.3. КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИММУНОЛОГИИВсе вопросы, затронутые в этой главе, будут детально рассмотрены вдругих разделах книги.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
