Иммунная система различает «свое» и «чужое» и удаляет потенциально опасные чужеродные молекулы и клетки из организма. Иммунная система также обладает способностью распознавать и разрушать патологически измененные клетки, происходящие из собственных тканей. Любая молекула, распознаваемая иммунной системой, рассматривается как антиген (АГ).
Кожа, роговица и слизистая оболочка дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы образуют физический барьер, который является первой линией защиты организма. Некоторые из этих барьеров обладают активными иммунными функциями:
Внешний, ороговевший эпидермис: Кератиноциты кожи секретируют антимикробные пептиды (дефензины), а сальные и потовые железы секретируют субстанции, подавляющие рост микробов (например, молочная кислота, жирные кислоты). Также в коже присутствуют многие иммунные клетки (например, тучные клетки, интраэпителиальные лимфоциты, захватывающие антиген клетки Лангерганса) (1).
Роговицы: слезы содержат дефензины. Макрофаги и дендритные клетки находятся в роговице, а другие иммунные клетки, включая Т-клетки и фагоцитарные нейтрофилы, привлекаются через сосудистую сеть лимбальной области во время инфекции (2).
Слизистая оболочка дыхательных путей, желудочно-кишечного и мочеполового трактов: слизь, выделяемая эпителиальной выстилкой данных трактов, содержит антимикробные вещества, такие как лизоцим, лактоферрин и секреторный иммуноглобулин (Ig) А, обозначаемый как sIgA (3, 4).
Нарушение физических барьеров может запустить 2 типа иммунного ответа:
врожденные
приобретенные
многие молекулярные составляющие (например, система комплемента, цитокины, реактанты острой фазы) участвуют и во врожденном, и в приобретенном иммунитете.
Врожденный иммунитет
Врожденный (естественный) иммунитет относится к компонентам иммунной системы, которые присутствуют с рождения и не требуют предварительного контакта с антигеном (то есть не требуют формирования иммунологической памяти) для обеспечения полной эффективности (5). Таким образом, он немедленно отвечает на чужеродный агент. Врожденный иммунитет использует паттерн-распознающие рецепторы (PRR) для обнаружения чужеродных патоген-ассоциированных молекулярных паттернов (PAMP) и молекулярных паттернов, ассоциированных с повреждениями хозяина (DAMP) (6, 7). К примерам паттерн-распознающих рецепторов (PRR) относятся толл-подобные рецепторы (TLR), лектиновые рецепторы C-типа (CLR), NOD-подобные рецепторы (NLR) и AIM2-подобные рецепторы (ALR).
Поскольку врожденная иммунная система не формирует иммунологическую память, её реакции остаются специфичными по отношению к определенному паттерну, а не к конкретному антигену.
Его компонентами являются:
Фагоцитарные клетки (например, нейтрофилы, моноциты, макрофаги)
Полиморфноядерные лейкоциты (в дополнение к фагоцитирующим нейтрофилам, включая эозинофилы и базофилы)
Врожденные лимфоидные клетки (например, натуральные клетки-киллеры [ЕКК])
Дендритные клетки
Фагоцитирующие клетки (нейтрофилы в крови и тканях, моноциты крови, макрофаги в тканях) поглощают и разрушают вторгающиеся АГ. Атака фагоцитарных клеток может облегчаться, когда антигены покрыты антителами (АТ), которые вырабатываются как часть приобретенного иммунитета, или когда белки комплемента опсонизируют (то есть покрывают или модифицируют иммуногенный материал для обеспечения возможности фагоцитоза) антигены.
Полиморфно-ядерные лейкоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы) и мононуклеарные клетки (моноциты, макрофаги, тучные клетки) также выделяют медиаторы воспаления.
Лимфоидные клетки врожденного иммунитета (ILC) — это семейство тканевых иммунных клеток, принадлежащих к лимфоидному ряду и функционирующих в качестве аналогов Т-хелперов в системе врожденного иммунитета. Естественные клетки-киллеры (NK-клетки) — это тип ILC (ILC1), которые уничтожают инфицированные вирусами клетки и некоторые опухолевые клетки.
Дендритные клетки — это антигенпрезентирующие клетки, которые отвечают за запуск первичных иммунных реакций путем презентации антигенов наивным Т-клеткам.
Приобретенный иммунитет
Под приобретенным (адаптивным) иммунитетом понимаются компоненты иммунной системы, которые формируются после рождения, обладают более высокой специфичностью и для полной эффективности требуют предварительного контакта с антигеном. Для развития приобретенного иммунитета требуется время после первой встречи с новым чужеродным агентом. Впоследствии реакция происходит быстро благодаря развитию и рекрутированию иммунологических ответов памяти.
Приобретенные иммунные ответы запоминают прошлые контакты и являются антиген-специфичными.
Его компонентами являются:
В-клетки
Т-клетки
Приобретенный иммунитет включает:
Гуморальный иммунитет: обеспечивается В-клеточным ответом (В-клетки превращаются в плазматические клетки, которые секретируют растворимые антиген-специфические антитела)
Клеточный иммунитет: обеспечивается рядом Т-клеточных реакций
В-клетки и Т-клетки достигают зрелости в первичных лимфоидных тканях. В-лимфоциты обычно созревают в костном мозге, а Т-лимфоциты обычно созревают в тимусе. Зрелые В-лимфоциты и Т-лимфоциты в дальнейшем сотрудничают вместе для уничтожения инфекционных агентов. Тканевые антигенпрезентирующие клетки необходимы для экспонирования АГ большинству типов Т-клеток.
Как Т-клетки распознают антигены
Т-клетки являются частью системы иммунного надзора. Они распространяются по кровотоку и лимфатической системе. Попадая в лимфатические узлы или другой вторичный лимфоидный орган, они выявляют в организме чужеродные вещества (антигены). Однако, прежде чем Т-клетки смогут полностью распознать чужеродный антиген и отреагировать на него, этот антиген должен быть обработан и представлен Т-клетке другой белой кровяной клеткой, называемой антигенпрезентирующей клеткой. К антигенпрезентирующим клеткам относятся дендритные клетки (которые являются наиболее эффективными), макрофаги и В-клетки. |
Общие справочные материалы
1. Fukuda K, Ito Y, Amagai M. Barrier Integrity and Immunity: Exploring the Cutaneous Front Line in Health and Disease. Annu Rev Immunol. 2025;43(1):219-252. doi:10.1146/annurev-immunol-082323-030832
2. Wu M, Fletcher EL, Chinnery HR, Downie LE, Mueller SN. Redefining our vision: an updated guide to the ocular immune system. Nat Rev Immunol. 2024;24(12):896-911. doi:10.1038/s41577-024-01064-y
3. Hockenberry A, Slack E, Stadtmueller BM. License to Clump: Secretory IgA Structure-Function Relationships Across Scales. Annu Rev Microbiol. 2023;77:645-668. doi:10.1146/annurev-micro-032521-041803
4. Pabst O, Izcue A. Secretory IgA: controlling the gut microbiota. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2022;19(3):149-150. doi:10.1038/s41575-021-00563-w
5. Carpenter S, O'Neill LAJ. From periphery to center stage: 50 years of advancements in innate immunity. Cell. 2024;187(9):2030-2051. doi:10.1016/j.cell.2024.03.036
6. Chen R, Zou J, Chen J, Zhong X, Kang R, Tang D. Pattern recognition receptors: function, regulation and therapeutic potential. Signal Transduct Target Ther. 2025;10(1):216. doi:10.1038/s41392-025-02264-1
7. Ma M, Jiang W, Zhou R. DAMPs and DAMP-sensing receptors in inflammation and diseases. Immunity. 2024;57(4):752-771. doi:10.1016/j.immuni.2024.03.002
Иммунный ответ
Успешная иммунная защита требует активации, регуляции и реализации иммунного ответа.
Активация
Клетки иммунной системы активируются чужеродным антигеном (АГ), который распознается клеточными рецепторами. Эти рецепторы клеточной поверхности могут быть специфичными для:
Структуры (PAMPs), ассоциированные с рядом различных патогенов (например, распознавание с помощью PRRs, таких как Toll-подобные рецепторы, рецепторы маннозы и скэвенджер-рецепторы на дендритных клетках, макрофагах и других фагоцитах)
Структур, которые специфически связанны с конкретными патогенами (распознавание трансмембранными антителами, экспрессируемыми на В-клетках, или рецепторами Т-клеток, экспрессируемыми на Т-клетках)
PRRs кодируются в зародышевой линии и распознают общие микробные PAMPs, такие как липополисахарид грамотрицательных бактерий, пептидогликаны грамположительных бактерий, бактериальный флагеллин, неметилированные цитозин-гуаниновые динуклеотиды (мотивы CpG) и вирусную двухцепочечную РНК (1). Данные рецепторы могут также распознавать молекулы (DAMPs), которые высвобождаются подвергшимися стрессу, поврежденными или погибающими клетками человека (например, после инфекции).
Активация может также происходить, когда комплексы антитело-антиген и комплемент-микроорганизм связываются с поверхностными рецепторами к кристаллизующемуся фрагменту (Fc) иммуноглобулина G (Fc-гамма R) и к C3b и инактивированному C3b (iC3b), которые представляют собой белковые фрагменты, образующиеся в результате каскада комплемента (2).
После распознавания антиген, комплекс антиген-антитело или комплекс комплемент-микроорганизм подвергаются фагоцитозу. Большинство микроорганизмов могут быть уничтожены после фагоцитоза, но другие подавляют способность фагоцита к внутриклеточному уничтожению (например, микобактерии, поглощенные макрофагом, ингибируют его способность к уничтожению). В таких случаях цитокины, продуцируемые Т-лимфоцитами, в частности интерферон-гамма (ИФН-гамма), стимулируют выработку фагоцитами большего количества литических ферментов и других микробицидных веществ и тем самым усиливают их способность к разрушению или поглощению микроорганизмов.
За исключением случаев, когда антиген быстро фагоцитируется и полностью разрушается (что бывает редко), приобретенный иммунный ответ активируется посредством распознавания антигена высокоспецифичными рецепторами на поверхности В- и Т-клеток. Этот ответ начинается во вторичных лимфоидных тканях:
Селезенке для циркулирующих антигенов
Региональных лимфатических узлах для антигена в ткани
Слизистая оболочка-лимфоидные ткани (например, миндалин, аденоидов, пейеровых бляшек) для АГ в слизистой
Например, дендритные клетки Лангерганса в коже фагоцитируют антиген и мигрируют в местные лимфатические узлы (3). В лимфатических узлах пептиды, полученные из антигена, экспрессируются на поверхности дендритных клеток в составе молекул главного комплекса гистосовместимости (МНС) класса II, которые презентируют пептид Т-хелперам (Th) кластера дифференцировки (CD) 4. Система номенклатуры CD идентифицирует и классифицирует рецепторы клеточной поверхности. Когда Th-клетка связывается с комплексом МНС-пептид и получает различные костимулирующие сигналы (которые могут подавляться некоторыми иммуносупрессорами), она активируется, экспрессируя рецепторы для интерлейкина (ИЛ)-2, и секретирует некоторые цитокины. Каждая субпопуляция дифференцированных Th-лимфоцитов секретирует различные комбинации веществ и, таким образом, индуцирует различные иммунные ответы в зависимости от преобладающего цитокинового окружения. Клетки Th1 секретируют ИФН-гамма и ИЛ-2 для борьбы с инфекциями, а клетки Th2 вырабатывают ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-13, участвующие в гуморальном, аллергическом и противопаразитарном иммунных ответах. Еще одной ключевой субпопуляцией являются клетки Th17 (продуцирующие ИЛ-17A, ИЛ-17F), участвующие в воспалительных реакциях при аутоиммунных заболеваниях.
Некоторые из клеток Th специализируются как Т-фолликулярные хелперы (Tfh), мигрирующие в зоны вторичных лимфоидных тканей с преобладанием В-лимфоцитов (4). Во время активного иммунного ответа в пределах вторичных лимфоидных тканей развиваются структуры, называемые герминальными центрами, где Tfh-клетки участвуют в активации В-клеток, пролиферации, переключении классов антител, аффинном созревании антител и дифференцировке В-клеток в В-клетки памяти и в предшественники плазматических клеток, секретирующих антитела (5, 6). Также внутри герминальных центров находятся фолликулярные дендритные клетки (тип клеток, совершенно отличающийся от обычных дендритных клеток), которые презентируют интактный антиген (в комплексах антиген-антитело) В-клеткам.
Молекулы МНС класса II, как правило, представляют (презентируют) производные от внеклеточных (экзогенных) антигенов (например, от многих бактерий) пептиды Т-хелперным клеткам; напротив, молекулы МНС класса I, как правило, представляют пептиды, производные от внутриклеточных (эндогенных) антигенов (например, от вирусов), цитотоксическим Т-клеткам, несущим CD8. Далее активированная цитотоксическая Т-клетка уничтожает инфицированную клетку.
Регуляциян
Иммунный ответ должен соответствующим образом регулироваться для предотвращения чрезмерного повреждения хозяина (например, при анафилаксии, цитокиновом шторме, синдроме выброса цитокинов и обширной деструкции тканей). Регуляторные Т-клетки (большинство из которых экспрессирует фактор транскрипции Foxp3) способствуют контролю иммунного ответа посредством секреции цитокинов-иммуносупрессоров, таких как ИЛ-10 и трансформирующий фактор роста-бета (ТФР-бета), или же посредством механизмов, зависимых от клеточного контакта (7).
Данные регуляторные клетки помогают предотвратить развитие аутоиммунных ответов и способствуют завершению текущих ответов на чужеродные антигены.
Завершение
Завершение иммунного ответа обычно происходит тогда, когда антиген изолирован или удален из организма. Без продолжающейся стимуляции антигеном секреция цитокинов прекращается, и активированные цитотоксические Т-лимфоциты подвергаются гибели путем специфического процесса апоптоза. Апоптоз маркирует клетку для немедленного фагоцитоза, предотвращающего вытекание клеточного содержимого и развитие последующего воспаления. Т-клетки и В-клетки, дифференцированные в клетки памяти, избегают данной участи.
Здравый смысл и предостережения
|
Справочные материалы по иммунному ответу
1. Chen R, Zou J, Chen J, Zhong X, Kang R, Tang D. Pattern recognition receptors: function, regulation and therapeutic potential. Signal Transduct Target Ther. 2025;10(1):216. doi:10.1038/s41392-025-02264-1
2. Junker F, Gordon J, Qureshi O. Fc Gamma Receptors and Their Role in Antigen Uptake, Presentation, and T Cell Activation. Front Immunol. 2020;11:1393. doi:10.3389/fimmu.2020.01393
3. Zhu R, Yao X, Li W. Langerhans cells and skin immune diseases. Eur J Immunol. 2024;54(10):e2250280. doi:10.1002/eji.202250280
4. Crotty S. T Follicular Helper Cell Biology: A Decade of Discovery and Diseases. Immunity. 2019;50(5):1132-1148. doi:10.1016/j.immuni.2019.04.011
5. Heesters BA, Myers RC, Carroll MC. Follicular dendritic cells: dynamic antigen libraries. Nat Rev Immunol. 2014;14(7):495-504. doi:10.1038/nri3689
6. Victora GD, Nussenzweig MC. Germinal Centers. Annu Rev Immunol. 2022;40:413-442. doi:10.1146/annurev-immunol-120419-022408
7. Sumida TS, Cheru NT, Hafler DA. The regulation and differentiation of regulatory T cells and their dysfunction in autoimmune diseases. Nat Rev Immunol. 2024;24(7):503-517. doi:10.1038/s41577-024-00994-x
Основы гериатрии: иммунная система
С возрастом иммунная система становится менее эффективной, а именно:
Иммунная система становится менее способной отличать свое от чужого, что приводит к более частому формированию аутоантител и аутоиммунным заболеваниям.
Макрофаги уничтожают бактерии, раковые клетки и другие антигены более медленно, что способствует увеличению случаев онкологических заболеваний среди пожилых людей (1).
Т-клетки не способны быстро реагировать на антиген.
Уменьшается количество лимфоцитов, способных реагировать на новые антигены (2).
Стареющее тело вырабатывает меньшее количество комплемента в ответ на бактериальные инфекции.
Несмотря на то, что общая концентрация антител не снижается значительно, аффинность связывания антител с антигеном уменьшается, что, возможно, способствует повышению частоты случаев пневмонии, гриппа, инфекционного эндокардита и столбняка, а также повышению риска смертельного исхода из-за данных патологий у пожилых людей. Данные изменения могут также частично объяснять, почему вакцины менее эффективно способны способствовать формированию иммунологической памяти у лиц пожилого возраста.
Справочные материалы по основам гериатрии
1. Dolan M, Libby KA, Ringel AE, van Galen P, McAllister SS. Ageing, immune fitness and cancer. Nat Rev Cancer. 2025;25(11):848-872. doi:10.1038/s41568-025-00858-z
2. Lagunas-Rangel FA. Neutrophil-to-lymphocyte ratio in aging: Trends and clinical implications. Exp Gerontol. Published online September 22, 2025. doi:10.1016/j.exger.2025.112908
