Происхождение клеток иммунной системы

Все компоненты крови, в том числе и клетки иммун­ной системы, происходят от плюрипотентных крове­творных стволовых клеток костного мозга. Под дей­ствием растворимых медиаторов (цитокинов) и контактных сигналов, подаваемых стромальными клетками, эти абсолютно недифференцированные клетки-предшественники превращаются в различные клетки крови.

Плюрипотентные кроветвор­ные стволовые клетки являются одними из немногих клеток организма, способных к самовоспроизведе­нию, то есть могут делиться, не подвергаясь дифференцировке и обеспечивая тем самым бесконечный источник клеток крови.

Костный мозг производит в день 1,75 * 10¹¹эритроцитов (красных кровяных кле­ток) и 7-10 * 10⁹ лейкоцитов (белых кровяных клеток) и в случае необходимости может увеличить это число в несколько раз. Такие клетки-предшественники мо­гут давать начало колониям дифференцированных клеток in vitro.

Миелоидные клетки-предшественни­ки последовательно превращаются в следующие типы клеток:

• мегакариоциты — очень крупные много­ядерные клетки, при фрагментации которых образу­ются тромбоциты,
• эритробласты — эти клетки делят­ся дальше и превращаются в циркулирующие эритроциты,
• миелобласты — могут превращаться в нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, имеющие сегментированное ядро и называемые полиморфно-ядерными лейкоцитами в отличие от других одно­ядерных клеток,
• монобласты — предшественники мо­ноцитов,
• дендритные клетки.

Гранулоциты, моноциты и дендритные клетки обладают способнос­тью поглощать частицы, микроорганизмы и жидкос­ти и поэтому называются фагоцитами («фаго» от греческого есть, кушать).

При действии растворимых медиаторов, называе­мых хемокинами, лейкоциты мигрируют из кровотока в ткани, где восстанавливают поврежденный участок и удаляют бактерий, паразитов и мертвые клетки, кото­рые вызвали воспаление. После миграции в ткани мо­ноциты крови превращаются в макрофаги.

Клетки иммунной системы

Наиболее важными клетками иммунной системы являются лимфоциты, берущие начало от общих кле­ток-предшественников в костном мозге.

Различают два типа лимфоцитов:

• Т-лимфоциты, ответственные за клеточный иммунный ответ,
• В-лимфоциты, про­дуцирующие антитела и ответственные за гумораль­ный иммунный ответ.

Существуют клетки третьего ти­па — естественные клетки-киллеры, также являющи­еся частью лимфатической системы. Эти клетки родственны Т-лимфоцитам, однако их происхождение все еще остается предметом дискуссии, поскольку они также имеют некоторые черты миелоидных клеток.

Механизм защиты от инфекции

Основной функцией иммунной системы является за­щита организма от инфекции. Врожденный иммунитет представляет собой наиболее древний способ защиты, имеющий значительное сходство у организмов разных видов. Его основными элементами являются фагоцитирующие клетки, белки крови и естественные клетки- киллеры.

Принципы действия данной системы основа­ны на узнавании типичных молекулярных структур, общих для различных патогенов. Врожденный иммуни­тет срабатывает практически сразу после воздействия патогена — обычно этот процесс развивается за не­сколько часов.

Приобретенный иммунитет с филогенетической точки зрения представляет собой более молодой ме­ханизм; он основан на существовании рецепторов, вы­сокоспецифичных к определенным областям (эпитопам) патогенов. Эти рецепторы могут быть связаны с клеткой (на Т-лимфоцитах и некоторых В-лимфоцитах) или находиться в секретированной форме (антитела, продуцируемые В-лимфоцитами).

Единственный Т- или В-лимфоцит пролиферирует и образует огромное чис­ло идентичных дочерних клеток (клональная экспан­сия). Этот специфический ответ развивается на протя­жении нескольких дней или недель.

Пластичность стволовых клеток

Находясь в специализированной ткани, гемопоэтическая клетка-предшественник может дифференциро­ванно превращаться в различные клетки крови или тканеспецифичные клетки:

• гепатоциты,
• нейроны,
• клетки мышц,
• клетки эндотелия.

Сигналы, управляющие законами дифференцировки в специализированные клетки, в значительной степени остаются неизучен­ными. Небольшое число гемопоэтических стволовых клеток циркулирует в периферической крови. По мор­фологическим признакам они не отличаются от не­больших лимфоцитов.