Механизм иммунитета

Главное различие между ком­понентами врожденной резистентности и иммунокомпетентными клетками состоит в механизмах и рецепторах, используемых для распознавания анти­гена.

Случайная генерация чрезвычайно разнообразного репертуара антигенраспознающих рецепторов позволяет иммунной системе распознавать и тон­коспецифически реагировать практически на любой существующий антиген. Однако цена такого разнообразия — неспособность самостоятельно отличить чужеродные антигены от собственных, реакция на которые недопустима. В то же время система врожденного иммунитета продуцирует довольно ограниченное количество рецепторов, специфически реагирующих лишь на типичные (шаб­лонные) микробные структуры. Распознавание таких структур приводит к за­хвату и разрушению патогена, презентации его пептидов иммуноцитам, а также вызывает появление костимулирующих молекул, выработку провоспалительных цитокинов, хемокинов и антиапоптотических белков, инициирующих развитие воспаления и дальнейшее разворачивание иммунных реакций.

Рецепторы лимфоцитов

Гены антигенраспознающих рецепторов Т- и В-лимфоцитов генериру­ются на протяжении развития организма. Так как эти гены не достались по наследству, а случайно сформированы самим организмом, они не предназна­чены для распознавания каких-либо конкретных антигенов. Лимфоциты, на­деленные полезными рецепторами (т. е. специфическими к антигенам болез­нетворных микроорганизмов), отбираются при клональной селекции позже, после встречи с соответствующими антигенами. К сожалению, такие рецеп­торы не наследуются, хотя они могли бы дать определенные преимущества потомкам. Независимо от того, насколько полезными могли бы быть те или иные рецепторы, последние должны быть повторно «изобретены» каждым последующим поколением.

Так как специфические места рецепторов, непосредственно взаимодейст­вующие с антигеном (антигенсвязывающие сайты), образуются в результате случайных генетических механизмов, репертуар рецепторов таков, что они могут реагировать не только на патогенные микроорганизмы, но и безвред­ные экзогенные и собственные антигены. В этих случаях активация иммун­ного ответа может нанести вред организму, поскольку иммунные реакции к подобным антигенам приведут к развитию аллергических или аутоиммун­ных болезней.

Рецепторы врожденного иммунитета

см. Рецепторы врожденного иммунитета

Каким образом иммунная система определяет происхож­дение антигена и принимает решение о необходимости инициации иммунного ответа против него? Недавно полученные данные свидетельствуют о том, что именно врожденные защитные механизмы играют главную роль в решении этой проблемы. Существует мнение, что в процессе эволюции врожденные факторы резистентности появились раньше приобретенных. Определенные формы врожденной защиты существуют среди всех многоклеточных организ­мов. В отличие от приобретенного, врожденное распознавание антигена осно­вывается на генетически закодированных рецепторах. Это означает, что специ­фичность каждого рецептора является наследственным признаком. Преимуще­ства этих закодированных рецепторов состоят в том, что они развиваются под влиянием естественного отбора и имеют определенную специфичность, свой­ственную наиболее типичным антигенам микроорганизмов среды обитания. Проблема состоит в том, что геном каждого организма имеет ограниченное количество генов. Человеческий геном, например, содержит около 100 тысяч генов, большинство из которых не имеют никакого отношения к иммунологи­ческому распознаванию. А вместе с тем существует огромное количество раз­нообразных антигенов, требующих специфического распознавания. Следует отметить, что существует 10¹⁴ и 10¹⁸ разнообразных соматически генерирован­ных иммуноглобулиновых рецепторов В-лимфоцитов и Т-клеточных рецеп­торов соответственно. При этом общее количество рецепторов, задействованных во врожденных механизмах распознавания, как считают, измеряется лишь сотнями. Кроме этого, микроорганизмы чрезвычайно разнообразны и могут видоизменяться намного чаше, нежели любой из их хозяев. Таким образом, геном является недостаточно емкой системой для обеспечения репертуара ре­цепторов ко всем антигенам. Поэтому врожденные механизмы резистентности, основываясь на наследственном материале, не в состоянии распознать каждый возможный антиген, а, скорее всего, сосредотачиваются на некоторых наиболее распространенных (типичных, шаблонных) структурах, представленных среди большинства микроорганизмов. Такие структуры называются патогенсвязанными молекулярными шаблонами, а рецепторы к ним — шаблонраспознающими рецепторами. Наиболее типичными примерами таких патогенсвязанных моле­кулярных шаблонов являются следующие структуры: бактериальные липополисахариды, пептидогликаны, липотейхоевые кислоты, маннаны, бактериальная ДНК, двухспиральная вирусная РНК и глюканы. Материал с сайта http://wiki-med.com

Хотя приведенные выше соединения значительно отличаются по химичес­кой структуре, они все же имеют общие свойства. Во-первых, такие молекулы продуцируются сугубо патогенными микроорганизмами, но не их хозяевами. Например, определенные но структуре липополисахариды синтезируются толь­ко бактериями, а потому взаимодействие рецепторов шаблонного распознава­ния с такими липополисахаридами сигнализирует макроорганизму именно о бактериальном вторжении. В то же время факторы врожденной резистентности не могут установить, какая именно бактерия проникла в организм, т.е. распоз­навание является недостаточно специфическим, а потому — несовершенным. Во-вторых, патогенсвязанные шаблоны являются жизненно важными структу­рами для возбудителя или определяют его патогенность, поэтому последний не может избавиться от них, дабы избежать распознавания и элиминации. И наконец, такие молекулы являются инвариантными, т.е. присутствуют у всех представителей определенных классов патогенных микроорганизмов. Напри­мер, все грамотрицательные бактерии содержат поверхностные липополисахариды, поэтому соответствующий рецептор шаблонного распознавания хозяина может выявить присутствие в организме фактически любой грамотрицательной бактерии, несмотря на какие-либо ее специфические признаки.