Из чего состоит иммунитет?

Определим из чего состоит иммунная система, а также где иммунные клетки генерируются. Иммунная система состоит из различных белых клеток крови (это лейкоциты и лимфоциты). Вместе эти клетки обеспечивают захват и презентацию микробных антигенов, также они участвуют в активации эффекторных клеток, уничтожающих микробы.

Как формируются белые клетки крови?

Начнем с клеток-предшественнц костного мозга. Все иммунные реакции осуществляются различными типами лейкоцитов, которые происходят из клеток-предшественников или стволовых клеток в костном мозге. Там лейкоциты формируются и созревают. Далее они мигрируют в различные ткани, где могут просто находиться или могут циркулировать по крови или лимфе.
Все клетки крови, в том числе эритроциты (переносящие кислород), тромбоциты (которые вызывают свертывание крови в поврежденных тканях) и лейкоциты (которые опосредуют иммунный ответ), происходят из гемопоэтических стволовых клеток костного мозга.

Гемопоэтические стволовые клетки могут развиваться в различные типы клеток крови, они известны как плюрипотентные гемопоэтические стволовые клетки. В свою очередь, гемопоэтические стволовые клетки могут давать стволовые клетки более ограниченного потенциала развития (предшественники эритроцитов, тромбоцитов, миелоидные и лимфоидные клетки). Различные типы клеток крови и их отношения представлены на рисунке.

Дифференцировка клеток костного мозга в клетки иммунной системы. Плюрипотентные стволовые клетки в костном мозге развиваются в разные типы клеток иммунной системы. Общий лимфоидный предшественник дифференцируется в лимфоидную линию (Т, В и натуральные киллеры). После стимуляции антигеном Т-клетки дифференцируются в различные субпопуляции эффекторных Т-клеток, тогда как В-клетки дифференцируются в антителосекретирующие плазматические клетки. Общий миелоидный предшественник развивается в миелоидную линию, которая включает мегакариоциты (красные) и лейкоциты, то есть моноциты, макрофаги, дендритные клетки, тучные клетки, нейтрофилы, эозинофилы и базофилы (желтые). Последние три циркулируют в крови и называются гранулоцитами, так как содержат цитоплазматические гранулы. Незрелые дендритные клетки представляют собой фагоцитирующие мигрирующие клетки, проникающие в ткани, они функционально созревают после контакта с патогеном. Моноциты и тучные клетки также созревают в тканях после антигенной стимуляции. Источник: doi:10.1128/9781555818890.ch2.f2.8

Миелоидные клетки и врожденный иммунитет

Миелоидные клетки - это предшественники макрофагов, гранулоцитов, тучных клеток, дендритных клеток врожденной иммунной системы.

Макрофаги постоянно циркулируют в крови, а также могут мигрировать почти во все ткани. Они являются относительно долгоживущими клетками, которые могут выполнять несколько задач одновременно: они поглощают и убивают бактерии, формируя тем самым первую линию обороны врожденного иммунитета, но также они уничтожают патогены и клетки-мишени в инфицированных тканях, то есть выполняют функции адаптивного иммунитета.
Важнейшая роль макрофагов заключается в том, чтобы индуцировать воспаление и запускать иммунные реакции путем секреции различных цитокинов и хемокинов (сигнальных веществ), которые активируют другие клетки иммунной системы и вовлекают их в иммунный ответ. Наконец, макрофаги выполняют более общую роль, они функционируют как "клетки-мусорщики", которые удаляют мертвые клетки и клеточный мусор из тела.

Гранулоциты - клетки, имеющие окрашенные гранулы цитоплазме, и их также называют полиморфноядерными лейкоцитами, потому что они имеют ядра неправильной формы.

Различают три типа гранулоцитов – нейтрофилы, эозинофилы и базофилы.
Гранулоциты короче, чем макрофаги, и живут всего несколько дней. Их количество увеличивается во время иммунного ответа, при этом они перемещаются из кровотока к очагам инфекции и воспаления.

Миелоидные клетки. Источник: doi:10.1128/9781555818890.ch2.f2.9

Нейтрофилы являются наиболее многочисленным и активным типом гранулоцитов. Наследственный дефицит нейтрофилов делает организм уязвимым перед бактериальной инфекцией и может привести к летальному исходу.
Эозинофилы и базофилы выделяют гранулы, содержащие множество ферментов и токсичных белков, которые вызывают повреждение микробов. Защитная роль эозинофилов и базофилов в пока изучена слабо. Тучные клетки также содержат большие гранулы в цитоплазме, которые высвобождаются при активации. Они являются посредниками при протекании аллергических воспалительных реакций.
Дендритные клетки имеют выступающие пальцевидные отростки. Незрелые дендритные клетки являются мигрирующими клетками и перемещаются с кровью из костного мозга в ткани. Они поглощают твердые частицы путем фагоцитоза и проглатывания большого количества внеклеточной жидкости и ее содержимого. Подобно макрофагам и нейтрофилам, они разрушают патогенные организмы, тем не менее, основная функциональная роль дендритных клеток - ферментативное разрушение патогена, а также представление фрагментов этого патогена Т-клетке. Это позволяет активировать Т-клетоки, которые опосредуют адаптивный иммунный ответ. Дендритные клетки функционируют как антигенпрезентирующие клетки для активации и регуляции Т-клеточно-опосредованного иммунного ответа. Таким образом, дендритные клетки можно рассматривать как антигенпрезентирующие клетки, которые связывают врожденный иммунный ответ с адаптивный иммунный ответ. Соответственно, дендритные клетки имеют непосредственное применение в регуляции желательных и нежелательных иммунных ответов, что следует учитывать при разработке клинических испытаний для иммунной терапии.