Клетки иммунной системы
Клетки иммунной системы защищают организм от бактерий, вирусов, грибов, паразитов и изменённых собственных клеток. Одни клетки быстро поглощают и разрушают чужеродные частицы, другие специфически распознают антигены, вырабатывают антитела или координируют весь иммунный ответ.
Общая характеристика иммунных клеток
Основные клетки иммунной системы — лейкоциты, или белые клетки крови. Они образуются главным образом в красном костном мозге, а затем перемещаются с кровью и лимфой в ткани и органы. Часть лейкоцитов постоянно циркулирует, а часть выходит из сосудов в очаг повреждения или воспаления.
Лейкоциты — бесцветные клетки крови с ядром, выполняющие защитные функции: распознавание чужеродных веществ, фагоцитоз, участие в воспалении, выработка антител и формирование иммунологической памяти.
К лейкоцитам относят гранулоциты и агранулоциты. К гранулоцитам принадлежат нейтрофилы, эозинофилы и базофилы; к агранулоцитам — моноциты и лимфоциты. Такое деление связано с особенностями окрашивания цитоплазмы и наличием гранул, но для понимания функций важнее другое: клетки врождённого иммунитета действуют быстро и относительно неспецифично, а клетки приобретённого иммунитета распознают конкретные антигены.
| Клетка или группа | Основная функция | Особенность |
|---|---|---|
| Нейтрофилы | Фагоцитоз бактерий и погибших клеток | Быстро прибывают в очаг воспаления |
| Моноциты и макрофаги | Фагоцитоз, выделение сигнальных веществ, представление антигенов | Моноциты в тканях превращаются в макрофаги |
| Эозинофилы | Защита от крупных паразитов, участие в аллергии | Особенно важны при гельминтозах |
| Базофилы и тучные клетки | Выделение гистамина и других медиаторов | Участвуют в воспалении и аллергии |
| Лимфоциты | Специфическое распознавание антигенов | Обеспечивают приобретённый иммунитет |
Фагоциты: быстрая клеточная защита
Фагоциты — клетки, способные захватывать частицы и переваривать их. К ним относят прежде всего нейтрофилы, моноциты и макрофаги. Процесс поглощения чужеродной частицы называется фагоцитозом.
Фагоцитоз — активное захватывание клеткой крупных частиц с образованием внутриклеточного пузырька. Внутри клетки частица разрушается ферментами лизосом и другими веществами.
- Хемотаксис: фагоцит движется к очагу повреждения по сигналам химических веществ.
- Прикрепление: клетка связывается с поверхностью микроба или частицы.
- Поглощение: мембрана окружает объект, и он оказывается внутри фагоцитарного пузырька.
- Переваривание: пузырёк сливается с лизосомой, ферменты разрушают содержимое.
- Удаление остатков: непереваренные вещества выводятся из клетки.
Нейтрофилы особенно многочисленны в крови и первыми прибывают к месту бактериального заражения. Они живут сравнительно недолго и после активного фагоцитоза часто погибают. Скопление погибших нейтрофилов, микробов и повреждённых тканей может образовать гной.
Моноциты выходят из крови в ткани и превращаются в макрофаги. Макрофаги живут дольше нейтрофилов, очищают ткани от погибших клеток и могут передавать информацию о чужеродном агенте лимфоцитам. Поэтому они относятся не только к фагоцитам, но и к антиген-презентирующим клеткам.
Фагоцитоз — это способ действия клетки, а не отдельный тип клеток. Нейтрофилы и макрофаги являются фагоцитами, но некоторые другие лейкоциты выполняют защиту без поглощения частиц.
Лимфоциты и приобретённый иммунитет
Лимфоциты обеспечивают специфическую защиту. Их рецепторы распознают определённые участки антигенов. После встречи с подходящим антигеном лимфоцит активируется, делится и образует клетки, выполняющие защитную функцию, а также клетки памяти.
| Тип лимфоцитов | Основные клетки-потомки или функции | Результат |
|---|---|---|
| В-лимфоциты | Плазматические клетки и клетки памяти | Антитела и длительная память |
| Т-лимфоциты-хелперы | Выделение сигналов, активация В-лимфоцитов и других клеток | Координация иммунного ответа |
| Т-лимфоциты-киллеры | Распознавание и уничтожение заражённых или опухолевых клеток | Клеточный иммунный ответ |
| Т-лимфоциты-регуляторы | Ослабление чрезмерной иммунной реакции | Предотвращение повреждения собственных тканей |
| NK-клетки | Уничтожение некоторых заражённых и опухолевых клеток | Быстрая цитотоксическая защита |
В-лимфоциты после активации могут превращаться в плазматические клетки. Плазматические клетки выделяют антитела — белки, которые связываются с определённым антигеном. Антитела нейтрализуют токсины и вирусные частицы, склеивают их или облегчают захват фагоцитами.
Т-лимфоциты не выделяют антитела как основной способ действия. Т-хелперы регулируют ответ с помощью сигналов, а Т-киллеры непосредственно уничтожают клетки организма, если те заражены вирусом или стали опухолевыми. Т-регуляторы ограничивают иммунную реакцию после устранения угрозы.
Антитела вырабатывают плазматические клетки, происходящие из В-лимфоцитов. Т-лимфоциты антитела не вырабатывают: они регулируют иммунный ответ или уничтожают клетки-мишени.
Какая клетка обычно первой прибывает к очагу бактериального воспаления и активно фагоцитирует бактерии?
Другие участники иммунной защиты
Эозинофилы участвуют в защите от многоклеточных паразитов, которых трудно поглотить целиком. Они выделяют вещества, повреждающие покровы паразита, и могут участвовать в аллергических реакциях. Базофилы крови и тучные клетки тканей выделяют гистамин. Он расширяет сосуды и повышает их проницаемость, поэтому усиливаются покраснение, отёк и приток других клеток.
Антиген-презентирующие клетки связывают врождённую и приобретённую защиту. К ним относят макрофаги, дендритные клетки и В-лимфоциты. Они захватывают антиген, расщепляют его и выставляют фрагмент на поверхности клетки в составе специальных белков. Так Т-лимфоциты получают сигнал о наличии чужеродного агента. Подробный механизм рассматривается на странице презентации антигена.
Клетки иммунной системы обмениваются сигналами с помощью цитокинов. Эти вещества влияют на деление, движение, созревание и активность лейкоцитов. Например, цитокины могут привлекать фагоциты в очаг воспаления или усиливать размножение активированных лимфоцитов. Подробнее об этих сигналах см. на странице цитокинов.
Представим, что бактерия проникла через повреждённую кожу. Нужно определить последовательность действий клеток.
В этом примере сначала преобладает врождённая защита: воспаление и фагоцитоз. Затем подключается приобретённая защита: специфическое распознавание антигена, активация лимфоцитов и образование антител. На практике эти этапы частично перекрываются.
Как сравнивать клетки на экзамене
- Если в условии говорится о поглощении и переваривании микробов, ищите фагоциты: нейтрофилы, моноциты или макрофаги.
- Если требуется выработка антител, ответ связан с В-лимфоцитами и плазматическими клетками.
- Если клетка уничтожает заражённую клетку организма, это может быть Т-киллер или NK-клетка; Т-киллер действует более специфично.
- Если упоминается распознавание антигена и длительная защита, речь идёт о лимфоцитах памяти.
- Если описаны гистамин, отёк и аллергия, вспоминайте базофилы и тучные клетки.
Не называйте все лейкоциты фагоцитами: лимфоциты в основном выполняют специфические функции и не поглощают бактерии. Не путайте антитела с антигенами: антиген распознаётся иммунной системой, а антитело связывается с антигеном. Не утверждайте, что макрофаги только поглощают частицы: они также представляют антиген и выделяют сигнальные вещества.
Свяжите функции с ключевыми словами: нейтрофил — быстро поглотил, макрофаг — поглотил и сообщил, В-лимфоцит — антитела, Т-хелпер — помог, Т-киллер — уничтожил, клетка памяти — сохранила опыт.
Быстрая проверка
Главное
- Лейкоциты — клетки крови и тканей, участвующие в распознавании и устранении угроз.
- Нейтрофилы, моноциты и макрофаги выполняют фагоцитоз; макрофаги также представляют антиген.
- В-лимфоциты дают начало плазматическим клеткам, которые вырабатывают антитела, и клеткам памяти.
- Т-лимфоциты регулируют иммунный ответ или уничтожают заражённые клетки; NK-клетки обеспечивают быструю цитотоксическую защиту.
- Эозинофилы, базофилы и тучные клетки участвуют в защите от паразитов, воспалении и аллергии.
- Врождённая защита действует быстро, а приобретённая обеспечивает специфичность и иммунологическую память.