Мишенями для естественных киллеров являются. Естественные киллеры и противоопухолевая защита. T-лимфоциты: этапы внутритимусной дифференцировки

1298 0

В первой половине 1970-х годов Т. Timonen и R. Herberman описали ранее неизвестную субпопуляцию лимфоцитов, которые были определены как естественные киллерные клетки или естественные киллеры (ЕК) (NK - natural killers).

Впервые клетки этой субпопуляции выявили у человека и мышей, а затем - практически у всех млекопитающих (крысы, хомячки, кошки, обезьяны, собаки), а также рыб и птиц.

В течение трех десятилетий эти клетки являются объектом активного изучения.

В частности, у рыб родов Tilaria, Catfish, Teleost эти клетки играют важную роль во врожденном иммунитете и в отличие от естественных киллеров млекопитающих секретируют растворимую, но не экспрессируют мембранно-связанную, цитокиноподобную форму FasL и экспрессируют молекулу, которая функционирует как антигенраспознаюший рецептор. Поскольку эти клетки в настоящее время рассматриваются как эквивалент ЕК, активированных IL-2 (ЛАК), то они могут служить очень удачной филогенетической моделью для изучения механизмов распознавания ЕК.

Успехи в изучении естественных киллеров млекопитающих были обеспечены усилиями различных авторов, среди которых в первую очередь следует отметить: R. Herberman, М. Robertson, Т. Whiteside, R. Zinkernagel, D. Kagi, L. Lanier, J. Phillips, A. Cerwenka, A. Moretta, L. Moretta, N. Vujanovic и многих других.

Интерес к изучению ЕК обусловлен рядом причин и прежде всего тем, что система ЕК является одной из наиболее древних в эволюционном плане. Это определяет их центральную роль во врожденном иммунитете и их большое значение при различных физиологических и патологических процессах.

Расширение исследований молекулярных механизмов распознавания привело к получению новой информации, согласно которой естественные киллеры способны распознавать классические молекулы антигенов I класса главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) , неклассические молекулы антигенов I класса ГКГ и молекулы, ассоциированные с антигенами I класса главного комплекса гистосовместимости.

Цитотоксическое действие ЕК особенно важно в организме с развиваюшейся опухолью, потому что, осуществляя функции противоопухолевого надзора, они обладают способностью взаимодействовать с опухолевыми клетками на различных этапах их дифференцировки. Наконец, чрезвычайно важным является то обстоятельство, что ЕК осуществляют контроль за метастазированием.

С точки зрения оценки роли естественных киллеров в процессе метастазирования представляют интерес данные о том, что удаление ЕК приводит к еще более резкому увеличению метастазов, чем у перфориндефицитных мышей. Из этих данных следует, что в контроле за метастазированием ЕК используют как перфоринзависимый, так и перфориннезависимый пути.

Естественные киллеры имеют костно-мозговое происхождение, однако не проявляют цитотоксического действия в костном мозгу, их созревание не связано с тимусом, они присутствуют во всех органах и периферической крови. По своей структуре ЕК относятся к большим гранулярным лимфоцитам и их морфологические и ультраструктурные свойства изучены достаточно подробно.

Основными маркерами ЕК являются CD16 (FCyRIII), который экспрессируют лишь 14-16 % клеток и CD56; 70 % естественных киллеров экспрессируют CD7, который функционирует как ко-стимулирующая молекула, является индуктором адгезии и от 30 до 60 % CD11с; ЕК не экспрессируют CD3, не имеют TCR.

Одной из отличительных особенностей ЕК по сравнению с цитотоксическими лимфоцитами (ЦТЛ) служит их способность осуществлять спонтанную цитотоксичность, которая не требует предварительной сенсибилизации и не рестриктирована антигенами ГКГ. Подобно другим клеткам системы иммунитета, естественные киллеры - гетерогенная субпопуляция и отдельные клоны этих клеток могут быть идентифицированы по ряду признаков, в первую очередь - фенотипически и функционально.

Наряду с центральной функцией - цитотоксичностью, ЕК выполняют и другие функции: участвуют в регуляции взаимодействия различных клеток системы иммунитета в норме и при патологии. Активность ЕК регулируется множеством цитокинов, которые продуцируются какгемопоэтическими, так и негемопоэтическими клетками, а также экзогенными факторами разнообразной природы.

Основными регуляторами активности естественных киллеры, как известно, являются IFNy, IL-2, IL-4, IL-15, IL-21. Наличие большого количества информации, касающейся естественных киллеров, их свойств и особенностей избавляет от необходимости подробного изложения этих данных. Поэтому ниже представлены данные о роли ЕК в опухолевом процессе с акцентом на наиболее важных аспектах. При этом важно обратить внимание на следующее.

Достаточно распространена точка зрения, согласно которой роль ЕК важна преимущественно на первых этапах опухолевого процесса, и по мере роста опухоли их роль в деструкции опухолевых клеток уменьшается, уступая место другим клеткам, в частности ЦТЛ.

Тем не менее еще в начале 1980-х годов R. Herberman и соавт. показали, что естественные киллеры осуществляют контроль за диссиминацией и метастазированием опухолевых клеток. Вначале этот важный вывод был аргументирован результатами опытов с меланомой и опухолевыми клетками линии 3LL. Было показано, что введение сыворотки крови, содержащей антиазиало-СМ-антитела, которые избирательно ингибируют ЕК, приводит к быстрому метастазированию в легкие.

Последующие исследования на модели аденокарциномы грудной железы (MADB106) подтвердили предыдущий вывод - перенос очищенной фракции больших гранулярных лимфоцитов (БГЛ) мышам, у которых функция ЕК была подавлена указанным выше образом, приводил к удалению потенциально метастазирующих опухолевых клеток из циркуляции.

Дальнейшим сравнительным изучением роли цитотоксических лимфоцитов и естественных киллеров в контроле за опухолевым ростом с учетом особенностей клинического течения установлено, что главенствующее место в этом контроле принадлежит ЕК. Такие данные получены при исследовании меланомы увеальной радужной оболочки глаза, которая характеризуется злокачественным течением и быстрым метастазированием.

Различные клоны естественных киллеров

Как отмечалось, ЕК, подобно другим клеткам, представляют собой гетерогенную популяцию. Констатация этой гетерогенности основывается на различных критериях, включая и локализацию естественных киллеров.

Попытки выделить различные клоны ЕК начали предприниматься вскоре после идентификации этой субпопуляции клеток. Первые из них относились к выявлению различных поверхностных антигенов, экспрессируемых лимфоцитами. Уже на начальных этапах таких исследований было отмечено, что ЕК представлены клетками, различающимися фенотипически и функционально.

Показано также, что БГЛ, к которым относятся естественные киллеры, не прилипают ни к пластику, ни к нейлону, однако среди них было выделено две фракции в градиенте фиколла, отличающихся по плотности экспрессии Е-рецептора; фракция с высокой плотностью Е-рецептора обладала большим аффинитетом к образованию розеток.

После того как было установлено, что ЕК лизируют клетки-мишени, удалось выделить клоны ЕК, одни из которых осуществляют антителозависимую цитотоксичность, а другие - лектинзависимую и не идентичны по способности к лизису различных мишеней. Высказано предположение, что такая гетерогенность может быть обусловлена наличием вариантов в зависимости от уровня дифференцировки естественных киллеров и/или их активности.

Несмотря на известный факт, согласно которому неактивированные ЕК не прилипают к пластику, в последующем было показано, что после активации IL-2 выделяются две фракции: клетки, прилипающие и не прилипающие к пластику; прилипающие ЕК (CD3-CD56+) характеризовались выраженной способностью к лизису клеток-мишеней.

Дальнейшими исследованиями установлено, что процент прилипающих естественных киллеров зависел от времени инкубации с IL-2 и их цитотоксичность блокировалась антителами против IL-2RP, ICAM-1, CD2 и LFA-3, но не антителами к lL-2Ra или СD56-антигену; фракция прилипающих естественных киллеров была обогащена клетками CD56(dim) и CD16(dim), которые экспрессировали IL-2Ra и IL-2Rв.

Отмечено также, что прилипающие ЕК активно пролиферировали, имели низкую плотность антигена CD56, проявляли высокий уровень цитотоксичности против К562-мишеней (по сравнению с фракцией, содержащей неприлипающие клетки), однако цитотоксичность против клеток линии Daudi была сходной. Фенотипически естественные киллеры могут отличаться и по плотности поверхностного маркера CD56 - CD56(bright) и CD56(dim).

Значительное число исследователей при идентификации различных клонов ЕК, наряду с фенотипическими свойствами, учитывали и функциональную активность рецепторов естественных киллеров (ЕКР) .

В настоящее время стало известно, что ЕК различаются и по их роли в иммунологическом ответе.

В частности, CD56(dim) естественных киллеров субпопуляция проявляет большую цитотоксичность, экспрессирует высокий уровень иммуноглобулиноподобных ЕК-рецепторов и FcyRIII (CD16) по сравнению с клетками CD56(bright). В отличие от этого последние обладают выраженной способностью продуцировать цитокины после активации моноцитами, но имеют низкую цитотоксичность и экспрессируют либо CD16(dim), либо вообще не имеют этого маркера; существует гетерогенность и по другим функциональным свойствам упомянутых субпопуляций.

В результате распределения ЕК по плотности экспрессии CD56-CD56(bright) и CD56(dim), стало возможным получить данные и о других различиях этих клеток. В частности, выяснилось, что CD56(bright) экспрессируют несколько изоформ ингибиторных иммуноглобулиноподобных рецепторов - CD158a, CD158b, NKB1, в то время каклекти-ноподобный рецептор - CD94/NKG2, выявлен на клетках обоих субпопуляций.

Установлено также, что ЕК этих субпопуляций имеют различия и по способности продуцировать цитокины, а также оказывать цитотоксическое действие: CD56(bright) продуцируют IFNy и TNFa, но проявляют слабую цитотоксичность, что может быть связано со снижением способности формировать конъюгаты с клетками-мишенями и низким содержанием перфорин-гранзимов в их гранулах. Авторы этих интересных исследований рассматривали CD56(bright) как специализированные естественные киллеры, которые регулируют иммунологический ответ, в первую очередь путем продукции цитокинов.

При исследовании ЕК с различной плотностью экспрессии CD56 учитывались и другие характеристики. Так, было показано, что клетки с высокой плотностью экспрессии антигена CD56 (CD56+hi ЕК) экспрессируют более высокий уровень CD25, CD 122, CD45R0 и более низкий уровень CD45RA по сравнению с клетками с низкой плотностью CD56 (CD56+lo ЕК); CD56+hi экспрессируют высокий уровень ко-стимулирующих молекул CD2, CD7, что предполагает их более выраженную способность к ответу на различные стимулы; клетки этого же клона экспрессируют и различные адгезивные молекулы.

Представляет существенный интерес то, что указанные клоны различаются по характеру экспрессии CD16, что может быть причиной необходимости различных условий для активации клеток каждого из этих клонов. Например, CD56+hi не экспрессируют или имеют низкий уровень CD16, что объясняет их низкую способность к антителозависимой цитотоксичности, однако наряду с этим они характеризуются высокой активностью лектинподобных рецепторов.

Описаны два клона и по плотности активационных рецепторов - EKP(bright) и EKP(bull); установлено, что различные естественные киллеры имеют разные соотношения этих клонов и очень варьируют по своей цитотоксичности. При некоторой патологии, например при миелоидной лейкемии, большинство ЕК экспрессируют фенотип "bull".

На основании этих новых данных, авторы пришли к заключению, что плотность триггерных рецепторов определяет цитотоксичность, но эти рецепторы различаются по чувствительности к некоторым цитокинам, в частности TGF-1, который снижает экспрессию NKp30 и частично NKG2D, но не влияет на NKp46. Из этого следует, что опухолевые клетки, продуцирующие TGF-1, могут приобретать резистентность к ЕК-лизису.

Выделяются клоны и по способности к продукции IFNy - ЕК1 и ЕК2, (возможна аналогия с Тh1 и Th2). Естественные киллеры, продуцирующие IFNy, не секретируют IL-4, IL-5 и IL-13, в отличие от ЕК, которые не продуцируют IFNy, а продуцируют IL-4, IL-5, IL-13; эти данные показывают, что циркулирующие ЕК человека имеют различный цитокиновый профиль, а соответственно могут играть и различную роль в воспалении.

Способностью лизировать различные мишени в зависимости от экспрессии высоко- и низкоаффинных рецепторов IL-2 объясняют наличие гетерогенности естественных киллеров и другие исследователи. Так, в общей популяции ЕК одни клетки экспрессируют а-цепь IL-2R, а другие - в-цепь, соответственно и лизируют различные клетки-мишени; указанные различия в способности к лизису авторы объясняют установленной ими гетерогенностью в гене, контролирующем лизис мишеней.

По способности ответа на хемокины идентифицированы два клона ЕК человека - CD56(dim)CD16+ и CD56(bright)CD16- Покоящиеся CD56(dim)CD16+ экспрессируют CXCR1, CXCR2, CXCR3 и CX3CR, не экспрессируют рецепторы для хемокинов семейства СС, мигрируют в ответ на CXCL12 и CXC3L1.

В отличие от этого покоящиеся CD56(bright)CD16- экспрессируют небольшое количество CXCR1, CXCR2, CXC3R1, но высокий уровень CCR5 и CCR7; указанные клоны естественных киллеров разделяются по характеру своего ответа на отдельные цитокины, что проявляется различием в уровне их цитотоксичности и пролиферации.

Следует обратить внимание, что in vivo в активном лизисе опухолевых клеток участвуют ЕК, которые продуцируют CCL19 или CCL21 - хемокины, играющие важную роль в афферентном и эфферентном ответе ЕК на опухолевые клетки и инфекцию.

В общей популяции естественных киллеров существуют и клоны, различающиеся по способности экспрессировать ингибиторные и триггерные рецепторы; соответствующие данные по этому вопросу представлены в разделе о рецепторах ЕК.

Как следует из упомянутых данных, ЕК гетерогенны по своему составу и различаются по ряду параметров. Несмотря на то что выявление отдельных клонов происходило по различным критериям, в подавляющем большинстве случаев окончательным критерием оценки гетерогенности была их способность к лизису.

Бережная Н.М., Чехун В.Ф.

NK-клетки или естественные киллеры. Морфологически сходны с лимфоцитами. Близки к ним по происхождению. Однако крупнее их и содержат множество цитоплазматических вакуолей. Обладают цитотоксической функцией. Распознают чужеродные или измененные собственные клетки с помощью механизма, отличающегося от механизма, используемого Т-лимфоцитами.

NK-клетки — большие зернистые лимфоциты с характерной морфологией: основная часть обильной цитоплазмы содержит несколько митохондрий, свободные рибосомы с отдельными элементами шероховатого эндоплазматического ретикулума, аппарат Гольджи и характерные электроноплотные гранулы, связанные с мембраной. Большие зернистые лимфоциты с активностью нормальных киллеров выполняют цитотоксические функции, также как и цитотоксические T- лимфоциты.

Основное назначение НК-клеток — уничтожение повреждённых или инфицированных клеток организма (они убивают опухолевые и заражённые вирусами клетки).

Активные НК-клетки появляются уже через двое суток после заражения хозяина вирусом. Низкая активность НК-клеток несёт в себе повышенный риск развития таких заболеваний, как рак.

Численность нормальных киллеров (NК-клеток) в организме человека (лимфоциты периферической крови) – около 5%. Для NК характерны неперестроенное (гаметное) расположение генов с фенотипом CD3-CD16+CD56+CD94+ . Как видим, нормальные киллеры не имеют маркеров В- и Т-лимфоцитов, хотя и являются лимфоидным клетками.

Предполагается, что нормальные киллеры способны узнавать структуры высокомолекулярного гликопротеина, экспрессирующегося на мембранах зараженных вирусами клеток. Сближение с клеткой-мишенью и ее распознавание возможно благодаря рецепторам NK. Происходит активизация нормальных киллеров, при которой в пространство вне клеток выбрасывается содержимое гранул.

Считается, что главенствующая роль в данном процессе принадлежит цитолизину (перфорину), обладающему некоторым структурным сходством с элементом комплимента С9 (антителами к перфорину подавляется уничтожение вне клетки). Встраиваясь в мембраны клеток-мишеней, перфорин формирует трансмембранные поры, следствием чего является гибель клеток, поскольку их содержимое через эти поры вытекает. К тому же в гранулах нормальных киллеров присутствует две разновидности сериновой протеинкиназы, способной исполнять роль цитолитических факторов, однако ее влияние на NK-зависимый лизис до конца не изучена. Также в NK обнаружено присутствие устойчивого к протеинкиназам хондроитинсульфата А-протеогликана, способного защитить клетку от автолизиса. Установлено, что, распознавая мишени, NK-клетка производит распознавание, как «положительное», так и «отрицательное».

Эти клетки, как и В-клетки, образуются в красном костном мозгу.

а) На поверхности NK-клеток нет Ig-подобных рецепторов. Тем не менее с помощью рецепторов другой природы NK-клетки настроены на узнавание определенных белков на поверхности нормальных клеток.

б) Активация NK-клеток происходит тогда, когда указанные белки изменены. Наиболее часто такая ситуация возникает в случае опухолевых клеток и клеток, зараженных вирусом.
Поэтому считают, что NK-клетки – важнейший элемент противоопухолевого иммунитета, и в этом отношении их значение даже больше, чем Т-лимфоцитов.

в) Кроме того, NK-клетки имеют рецепторы к Fс-области IgG. Благодаря им NK-клетки (подобно нейтрофилам и макрофагам) атакуют и те клетки, с поверхностью которых связались антитела.

г) В гранулах NK-клеток содержится белок перфорин и протеолитические ферменты гранзимы. С их помощью и осуществляется разрушение клетки-мишени.

NK-клетки обладают рецепторами подавления цитотоксичности (от англ: killer inhibitory receptor – KIR), что отличает их от Т-киллеров. В случаях отрицательного распознавания данные рецепторы взаимодействуют на клетке-мишени с молекулой МНС класса I, вследствие чего инфицированная клетка получает сигнал к торможению цитотоксической активности. К положительному распознаванию приводит отсутствие на клетках-мишенях экспрессии молекул MHC, а также взаимодействие инфицированных клеток с NK-клетками при участии особых рецепторов NK-клетки, таких как CD69 и CD2, либо антител, связанных с ними посредством рецептора для Fc – CD16.

Процесс связывания нормальных киллеров со сформировавшими на поверхностях клеток-мишеней иммунные комплексы+антигены антителами, интерпретируют как проявления клеточной активности киллеров, другими словами, как антителозависимую клеточную цитотоксичность. Например, вирус герпеса пытается избежать распознавания Т-киллером, прибегая к подавлению экспрессии молекулы МНС класса I на поверхности зараженной клетки. В подобных случаях вирус распознает NK-клетка.

Точная природа происхождения нормальных киллеров не выяснена до сегодняшнего дня. Их генезис принято связывать с БГЛ – большими гранулярными лимфоцитами. Хотя NK и напоминает морфологически лимфобласты или лимфоциты, однако их гистогенетические связи с В- или Т-лимфоцитами не определены. Характерной особенностью нормальных киллеров является присутствие Fc-рецепторов.

Дефицит перфориновой дегрануляции NK-клеток приводит к развитию тяжелого синдрома семейного гемофагоцитарного лимфогистиоцитоза, выявляемого приблизительно в одном из 50 000 случаев.

Видео: Immune System — Natural Killer Cell


Основные статьи: Иммунный ответ, Естественные киллеры

Механизмы цитотоксичности

Спонтанная клеточно-опосредованная цитотоксичность обеспечивается естественными киллерами (ЕК).

Что такое NK клетки

Они содержат поверхностные киллинг-активирующие рецепторы, относящиеся к классу лек-тинов. В связи с этим ЕК распознают остатки мембранных углеводов на клет-ках-мишенях. Поскольку подобные молекулы являются «вездесущими», ЕК готовы проявить цитотоксичность практически к любой клетке организма. Для предупреждения аутоагрессии естественные киллеры снабжены киллинг-ингибирующими рецепторами, которые распознают молекулы HLA I, причем только те разновидности, которые свойственны данному организму.

Актива-ция киллинг-ингибирующих рецепторов приводит к отмене цитотоксическо-го эффекта. Таким образом, ЕК разрушает клетку в случае нарушенной экс-прессии молекул гистосовместимости I класса.

Такие изменения часто проис-ходят в вирус-инфицированных или опухолевых клетках для предотвращения атаки со стороны Т-киллеров, которые рестриктированы по HLA I. В этом случае в работу вступают ЕК и разрушают измененные клетки.

Некроз

Собственно эффекторный механизм состоит в высвобождении мономеров перфорина, которые полимеризуются в мембране клетки-мишени в присутст-вии ионов Са2+, образуя тем самым стабильный трансмембранный канал.

Ци-топлазма любой клетки является гиперосмолярной по сравнению с тканевой жидкостью, поэтому внеклеточная вода устремляется через перфориновые от-верстия внутрь клетки, что приводит к прогрессирующему нарастанию внут-риклеточного давления и последующему разрыву клетки.

Этот механизм на-зывается осмотическим лизисом и по природе своей является некрозом. Следует отметить, что осмотический лизис не самый приемлемый для организма спо-соб уничтожения измененных клеток. Дело в том, что фрагменты погибших клеток вызывают развитие асептического воспаления, которое при массив-ном цитолизе приводит к гипертермии и появлению признаков интоксикации. С другой стороны, клетки-мишени активно сопротивляются осмотическому лизису. Так, ими осуществляется эндоцитоз тех участков мембраны, в которых вмонтированы перфориновые каналы.

За счет этого происходит восстановле-ние целостности фосфолипидного бислоя цитолеммы и нивелируется перфориновый механизм повреждения.

Апоптоз

см. Апоптоз Материал с сайта http://wiki-med.com

Поэтому естественные киллеры располагают другим эффекторным механиз-мом, который реализуется параллельно с осмотическим лизисом.

Он состоит в том, что через образованные поры вводят специальные ферменты — гранзи-мы, активирующие цитоплазматический каспазный каскад, что приводит к де-струкции ДНК латентными эндонуклеазами.

Если клетка-мишень совершает эндоцитоз фрагментов мембраны с порами, этим она только усугубляет свое положение, поскольку обеспечивает транспорт гранзимов вглубь цитоплаз-мы, где содержатся каспазы. По природе своей этот механизм гибели является апоптозом и реализуется за счет ресурсов самой скомпрометированной клетки. Когда такая клетка погибнет, причинный естественный киллер может оказаться уже в другом месте, проявляя цитотоксический эффект по отно-шению к новой мишени.

В результате апоптотической гибели не развивается асептическое воспаление, так как образующиеся фрагменты клеток окружают-ся мембранами. Это бесспорное преимущество апоптотического киллинга. Не-достатком его является зависимость от свойств самой клетки-мишени, так как, выделяя гранзимы, ЕК «полагается» на сохранность системы апоптоза в ней.

Известно, что зачастую злокачественная трансформация как раз и происходит в результате сбоев в программе самоликвидации клетки. Таким образом, каж-дый из механизмов (апоптоз и некроз) имеет свои недостатки, но их сочетание значительно повышает эффективность киллинга.

• катехоламины и естественные киллеры

• механизм миграции лейкоцитов

• т-клеточная цитотоксичность

• механизмы клеточной цитотоксичности

• клеточная токсичность

Т-лимфоциты (CD3+ клетки). В более редких случаях NK-клетки понижены. Установлено, что, распознавая мишени, NK-клетка производит распознавание, как «положительное», так и «отрицательное». Вдобавок через эти отверстия в клетку входят другие ферменты натуральных киллеров – протеазы.

Они представляют собой разновидность иммунокомпетентных клеток, а их функция понятна из названия. Она заключается в том, чтобы уничтожать «врагов», угрожающих нашему здоровью, а именно разрушать клетки, зараженные вирусом и пораженные онкологическим процессом.

Как известно, другая разновидность лимфоцитов – Т-клетки – обладает способностью уничтожать точно те же объекты, за которым «охотятся» натуральные киллеры.

В результате Т-клетки не распознают вредные частицы как угрозу, и агрессоры остаются для них невидимыми. В отличие от Т-лимфоцитов, натуральные киллеры все равно вычисляют и немедленно уничтожают «замаскированных» агрессоров.

Откуда берутся и как выглядят NK-клетки?

При этом нарушении вследствие дефекта определенных генов возникает резкое повышение активности клеток иммунитета, включая натуральные киллеры. Последнее наглядно показывает, что изменение функции и числа NK-клеток может иметь самые разрушительные последствия.

Это средство создано на основе цитокинов – информационных молекул, которые содержат сведения о том, как разным иммунным клеткам надо правильно осуществлять работу.

Они способны лизировать клетки-мишени, инфицированные вирусами и другими внутриклеточными антигенами, опухолевые клетки, а также другие клетки аллогенного и ксеногенного происхождения.

Например, снижение количества CD4+ Т-клеток при острой пневмонии в начале заболевания ведет к снижению индекса, а ЦТЛ при этом могут не измениться. Т-активированные лимфоциты с фенотипом CD3+CD25+, рецeптор к ИЛ2 CD25+ – маркер ранней активации.

Апоптоз – сложный биологический процесс, необходимый для удаления из организма поврежденных, старых и инфицированных клеток.

Его экспрессия на клетках определяет готовность клеток к апоптозу.

Распознают чужеродные или измененные собственные клетки с помощью механизма, отличающегося от механизма, используемого Т-лимфоцитами.

Большие зернистые лимфоциты с активностью нормальных киллеров выполняют цитотоксические функции, также как и цитотоксические T- лимфоциты.

Предполагается, что нормальные киллеры способны узнавать структуры высокомолекулярного гликопротеина, экспрессирующегося на мембранах зараженных вирусами клеток. Сближение с клеткой-мишенью и ее распознавание возможно благодаря рецепторам NK.

Происходит активизация нормальных киллеров, при которой в пространство вне клеток выбрасывается содержимое гранул.

Также в NK обнаружено присутствие устойчивого к протеинкиназам хондроитинсульфата А-протеогликана, способного защитить клетку от автолизиса.

Лимфоциты в крови: повышены, понижены, в норме

Тем не менее с помощью рецепторов другой природы NK-клетки настроены на узнавание определенных белков на поверхности нормальных клеток.

Наиболее часто такая ситуация возникает в случае опухолевых клеток и клеток, зараженных вирусом

Естественные киллеры относят к гранулярным лимфоцитам: они содержат гранулы, внутри которых находятся выработанные эндоплазматической сетью ферменты.

Перфорин действует на мембрану клетки, разрушая ее: в мембране формируются отверстия, через которые внутрь клетки проникает вода, а органеллы выходят в околоклеточное пространство.

Снижение или увеличение количества естественных киллеров вполне возможно.

В основном это встречается в тех случаях, когда иммунитету есть, от чего защищать организм.

Вскоре клетка теряет способность функционировать и погибает.

Один из таких ферментов (перфорин) выделяется в момент контакта натурального киллера с атакуемой клеткой. Рецептор CD95 экспрессируется на всех клетках иммунной системы. Дело в том, что NK-клетки повышены и активизируются только в те моменты, когда иммунная система «понимает», что Т-лимфоциты с угрозой не справятся.

Основные статьи: Неспецифический клеточный иммунитет, Антителозависимая цитотоксичность, Защита кожи

Естественные киллеры — это большие гранулярные лимфоциты, низ-кодифференцированные потомки стволовой клетки.

На мембране естественных киллеров содержатся рецепторы к γ -интерферону, ИЛ-2 и ИЛ-12, поэтому указанные цитокины способны активировать естественные киллеры.

Также естественные киллеры содержат кластеры CD16 и CD56, по которым проводится лабораторная идентификация этих клеток.

Функции естественных киллеров

Иммунная толерантность

Различают тканевые и цир-кулирующие естественные киллеры. Тканевые естественные киллеры содержатся в печени и плаценте, обеспечивая поддержание иммунной толерантности к пищевым антигенам и антигенам плода соответственно.

Для этого указанные естественные киллеры связываются с активированными лимфоцитами и инициируют каскад апоптоза в них, т е. совершают киллинговый эффект.

Цитотоксичность

Клеточная цитотоксичность

Не ври - Не проси

Клеточная цитотоксичность

Циркулирующие естественные киллеры обеспечивают защиту от спонтанно измененных собственных клеток (в том числе — опухолевых), а также принимают участие в разрушении вирус-инфицированных клеток.

Реакция, в которой принимает участие естественный киллер, называется спонтанной клеточно-опосредованной цитотоксичностью (СКОЦ), поскольку для ее реализации не требуется антител и комплемента.

Механизм СКОЦ состоит в следующем (рис.

10). С помощью киллинг-активирующего рецептора естественные киллеры взаимодействуют с олигосахарами ганглиозидов и гликозаминогликанов поверхностных структур клеток-мише-ней. Поскольку такие молекулы являются «вездесущими», естественные кил-леры потенциально могут повреждать практически любую собственную клет-ку.

Естественно, этого в организме не происходит. Дело в том, что активацию естественного киллера предупреждает киллинг-ингибирующий рецептор, распоз-нающий молекулы HLA I класса (только те разновидности, которые присущи конкретному организму). Поэтому клетки-мишени отбираются по экспрессии специфических молекул HLA I — при отсутствии такой экспрессии или же «чужой» структуре молекул гистосовместимости запускается киллинговый ме-ханизм (так называемый поцелуй смерти).

Материал с сайта http://wiki-med.com

Приведенные данные указывают на то, что естественные киллеры активируются при наруше-нии баланса между триггерными рецепторами, реагирующими не только на микробные продукты, но и на структуры активно пролиферирующих собственных клеток, и ингибирующими рецепторами, реагирующими на HLA-мо-лекулы I класса («метки» своего).

Такое сочетание неспецифических триггер-ных и специфических ингибирующих рецепторов позволяет естественные киллеры эффективно реагировать на широкий круг мишеней — от чужеродных микробов, ксено-генных и аллогенных клеток до собственных патологически измененных или даже излишне активных клеток.

Антителозависимая цитотоксичность

Антителозависимая цитотоксичность

В то же время естественные киллеры способны вступать в реакции антителозависимой клеточно- опосредованной цитотоксичности, поскольку содержат поверхностные Fc-ре-цепторы.

Материал с сайта http://Wiki-Med.com

На этой странице материал по темам:

• tckb gjdsitys tcntcndtyyst rbkkths

• киллинговый механизм лимфоцита

• медицина-натуральные киллеры

• натуральные киллеры и канцерогенез

• отчего в рови снижены натуральные киллеры

Лимфоциты также отвечают за «иммунную память» организма. В отличие от других видов лейкоцитов, они сражаются больше не с внешними агентами, а с внутренними, например, с собственными пораженными клетками (мутирующими, раковыми, вирусными и т.д.).

Виды лимфоцитов и их функция

Попадая в кровь, лимфоциты проживают в «базовом» виде пару суток, затем железы организма распределяют их на различные функциональные подвиды, что позволяет лимфоцитам более точно реагировать на патогенные микроорганизмы.

Т-лимфоциты

Вилочковая железа (тимус) отвечает за создание Т-лимфоцитов из 80% базовых.

После «обучения» Т-лимфоциты, в свою очередь, распределяются на подвиды:

• Т-хелперы (помощники);
• Т-киллеры (убийцы);
• Т-супрессоры (ограничители).

Убийцы, естественно, обучены атаковать инородные агенты и устранять их.

Помощники вырабатывают специальные компоненты, которые поддерживают и улучшают функцию киллеров. Супрессоры буквально ограничивают ответ иммунитета на вторжение, чтобы предотвратить активное расщепление здоровых клеток собственного организма.

В-лимфоциты

Из базового набора до 15% белых клеток становятся В-лимфоцитами. Они считаются одними из самых важных клеток иммунитета. Им достаточно один раз встретится с чужеродным агентом (бактерия, гистамин, грибок, вирус и т.д.), чтобы навсегда запомнить и его, и способ борьбы с ним, что делает реакцию иммунитета в будущем более быстрой и точной.

NK-лимфоциты (CD16) в крови

Благодаря функции приспособления В-лимфоцитов появляется иммунная устойчивость на всю жизнь, а также повышается эффективность прививания.

NK-лимфоциты

Naturalkiller (NK) с английского переводится как «естественные (природные) убийцы», что максимально точно соответствует назначению этих агентов. Только 5% базовых лимфоцитов перерождаются в NK-лимфоциты. Этот подвид полностью отвечает за устранение собственных клеток, если в них образуются маркеры поражений вирусами или раком.

Показания к анализу

Анализ на лимфоциты проводят в рамках клинического (общего) исследования крови с лейкоцитарной формулой.

Назначают его при диагностике следующих патологий:

• общие воспалительные процессы в острой и хронической форме;
• аутоиммунные заболевания;
• инфекционные, вирусные или грибковые поражения;
• нагноение и сепсис;
• внутреннее кровотечение;
• онкология;
• аллергическая реакция;
• патологическое протекание беременности;
• заболевания кроветворной и кровеносной системы;
• патологии лимфатической системы;
• лучевая болезнь;
• контроль эффективности лечения.

Норма лимфоцитов

Белые клетки оценивают так же, как и лейкоциты, на основании абсолютного (LYM#) и относительного (LYM%) показателей.

В случае выявления аномальных значений назначаются дополнительные анализы, которые позволяют точно определить количество подвидов лимфоцитов.

Как правило, такая потребность возникает для оценки активности иммунного процесса, ответа и памяти.

Лимфоциты повышены (лимфоцитоз)

В результате анализа может быть выявлено превышение нормы лимфоцитов, положенной по возрасту и индивидуальным физиологическим показателям. Такое отклонение называется лимфоцитоз и свидетельствует о следующем:

• в организме присутствуют воспалительные или инфекционные процессы, вирусные, бактериальные патологии;
• в патогенезе заболевания наблюдается пик или переход на раннюю стадию выздоровления;
• наличие болезни, которая, как правило, встречается один раз в жизни и вырабатывает стойкий иммунитет (ветрянка, мононуклеоз, краснуха, корь и другие);
• отравление организма тяжелыми металлами (свинец), химическими компонентами (мышьяк, тетрахлорэтан), некоторыми медицинскими препаратами.

  Уровень лимфоцитов в этом случае позволит оценить величину и опасность принятой дозы;

• онкологические процессы.

Лимфоциты понижены (лимфопения)

Количество лимфоцитов может сокращаться в трех случаях:

Организм произвел выброс лимфоцитов для устранения инородного агента, белые клетки погибли, и анализ был произведен именно в этот момент (еще до созревания новых «защитников»).

Это могло произойти в процессе болезни на ранней стадии (до наступления пика). Иногда низкие лимфоциты дают и «продолжительные» патологии, такие как СПИД, ВИЧ и туберкулез.

Лечение некоторыми группами препаратов, например, кортикостероидами, цитостатиками и пр.

Были поражены органы и системы, ответственные за кроветворение и конкретно за образования лимфоцитов.

В этом случае причиной низкого уровня лимфоцитов могут стать:

• все виды анемии (железодефицитная, фолиеводефицитная, апластическая);
• болезни крови (лейкозы);
• лимфосаркома, лимфогранулематоз;
• раковые опухоли и методы их лечения (химио- и лучевая терапия);
• болезнь Иценко-Кушинга.

Низкий уровень лимфоцитов зачастую свидетельствует о серьезных и даже неизлечимых патологиях.

Расшифровку анализа проводит врач-гематолог, консультируясь с диагностом, инфекционистом и онкологом.

Чем раньше будет проведен анализ, тем больше вероятность определить заболевание на ранней стадии и обеспечить эффективное лечение пациента.

Подготовка к процедуре

Подготовка к анализу предполагает следующие действия:

• перед сдачей крови в течение 10-12 часов нельзя употреблять пищу. Поэтому анализ назначают на утреннее время (обычно до 12 часов), кроме случаев, когда уровень лимфоцитов необходимо контролировать регулярно.

  У грудничков процедуру проводят через 1,5-2 часа после кормления.

• воду можно пить только без газа, а за 1-2 часа до процедуры воздержаться и от нее. Соки, горячие напитки, газировка и т.д. запрещены.
• за 24 часа до процедуры необходимо исключить алкоголь, острую и тяжелую пищу, а за 2 часа отказаться от курения или использования никотинозаменителей.
• перед сдачей крови нужно сообщить врачу о приеме лекарств и прохождении физиотерапевтических или других лечебных курсов.

  Желательно делать анализ до или через 2 недели после лечения.

• рекомендуется сдавать анализ (в том числе повторный) в лаборатории той больницы, где будет проходить дальнейшее обследование и лечение.

Для стандартного микроскопического исследования берут капиллярную кровь из пальца или из вены.

У новорожденных забор крови может производиться из пятки.

Если в лаборатории применяются современные счетчики-цитометры, то для исследования необходимо не менее 5 мл материала. В этом случае забор крови осуществляется из вены.

Что может повлиять на результат

• Ошибка медсестры в процессе забора крови, а также нарушение правил хранения и транспортировки биоматериала;
• Ошибка лаборанта при изучении материала;
• Недобросовестность пациента, который нарушил правила подготовки к анализу;
• Любой, даже незначительный, стресс или физическая нагрузка непосредственно перед сдачей анализа;
• Медицинские манипуляции, проведенные накануне процедуры (рентгенография, физиотерапия, пункция, МРТ, КТ, массаж и т.д.);
• Резкое изменение положения тела перед сдачей крови также может дать ложноположительный результат;
• Менструации у женщин.

  Врачи советуют проводить анализ не раньше, чем на 4 день после окончания менструального кровотечения;

• Беременность. Пациентка должна предупредить врача перед забором крови о ранних сроках беременности.

Естественные киллеры — это большие гранулярные лимфоциты, низ-кодифференцированные потомки стволовой клетки .

На мембране естественных киллеров содержатся рецепторы к γ -интерферону, ИЛ-2 и ИЛ-12, поэтому указанные цитокины способны активировать естественные киллеры. Также естественные киллеры содержат кластеры CD16 и CD56, по которым проводится лабораторная идентификация этих клеток.

Иммунная толерантность

Различают тканевые и цир-кулирующие естественные киллеры. Тканевые естественные киллеры содержатся в печени и плаценте, обеспечивая поддержание иммунной толерантности к пищевым антигенам и антигенам плода соответственно. Для этого указанные естественные киллеры связываются с активированными лимфоцитами и инициируют каскад апоптоза в них, т е. совершают киллинговый эффект.

Цитотоксичность

Клеточная цитотоксичность

Циркулирующие естественные киллеры обеспечивают защиту от спонтанно измененных собственных клеток (в том числе — опухолевых), а также принимают участие в разрушении вирус-инфицированных клеток.

Реакция, в которой принимает участие естественный киллер, называется спонтанной клеточно-опосредованной цитотоксичностью (СКОЦ), поскольку для ее реализации не требуется антител и комплемента.

Механизм СКОЦ состоит в следующем (рис. 10). С помощью киллинг-активирующего рецептора естественные киллеры взаимодействуют с олигосахарами ганглиозидов и гликозаминогликанов поверхностных структур клеток-мише-ней. Поскольку такие молекулы являются «вездесущими», естественные кил-леры потенциально могут повреждать практически любую собственную клет-ку. Естественно, этого в организме не происходит. Дело в том, что активацию естественного киллера предупреждает киллинг-ингибирующий рецептор, распоз-нающий молекулы HLA I класса (только те разновидности, которые присущи конкретному организму). Поэтому клетки-мишени отбираются по экспрессии специфических молекул HLA I — при отсутствии такой экспрессии или же «чужой» структуре молекул гистосовместимости запускается киллинговый ме-ханизм (так называемый поцелуй смерти). Материал с сайта

Приведенные данные указывают на то, что естественные киллеры активируются при наруше-нии баланса между триггерными рецепторами, реагирующими не только на микробные продукты, но и на структуры активно пролиферирующих собственных клеток, и ингибирующими рецепторами, реагирующими на HLA-мо-лекулы I класса («метки» своего). Такое сочетание неспецифических триггер-ных и специфических ингибирующих рецепторов позволяет естественные киллеры эффективно реагировать на широкий круг мишеней — от чужеродных микробов, ксено-генных и аллогенных клеток до собственных патологически измененных или даже излишне активных клеток.

Свободные рибосомы с отдельными элементами шероховатого эндоплазматического ретикулума , аппарат Гольджи и характерные электроноплотные гранулы, связанные с мембраной. Большие зернистые лимфоциты с активностью нормальных киллеров выполняют цитотоксические функции, также как и цитотоксические T- лимфоциты ( рис. 2.16 "Уничтожение инфицированных вирусом клеток. Помимо механизма действия NK показан механизм действия цитотоксических T- лимфоцитов , которые прикрепляются к мишени в результате специфического узнавания поверхностного антигена , связанного с молекулами MHC класса I ").

Основная обязанность киллерных клеток - выявлять и уничтожать собственные клетки организма, в которых что-то нарушилось: они убивают опухолевые клетки и клетки, зараженные вирусами (а также, возможно, и другими чужеродными агентами).

Нормальные киллеры (НК-клетки) у человека составляют примерно 5% лимфоцитов периферической крови. Чаще всего они имеют фенотип CD3-CD16+CD56+CD94+ и гаметное (неперестроенное) расположение генов. Таким образом, хотя НК относятся к лимфоидным клеткам, они лишены маркеров Т- и В-лимфоцитов.

Полагают, что NK узнают определенные структуры высокомолекулярных гликопротеинов, которые экспрессируются на мембране инфицированных вирусом клеток. Узнавание клетки-мишени и сближение с ней происходит за счет рецепторов NK. В результате NK активируются, и содержимое гранул выбрасывается во внеклеточное пространство. Возможно, главная роль здесь принадлежит перфорину (цитолизину), имеющему некоторое структурное сходство с компонентом комплемента C9 (антитела к перфорину подавляют внеклеточное уничтожение). Перфорин встраивается в мембрану клетки- мишени и образовывает трансмембранные поры, что приводит к гибели клетки, поскольку содержимое клетки вытекает через эти поры. Кроме того, гранулы NK содержат две сериновые протеинкиназы, которые могут функционировать как цитотоксические факторы, но не вполне ясна их роль в NK-зависимом лизисе. Хондроитинсульфат A - протеогликан, устойчивый к протеинкиназам - тоже обнаружен в NK и может защищать эти клетки от автолиза.

При распознавании мишени НК-клетки способны как к "положительному", так и к "отрицательному" распознаванию.

Одной из характеристик НК является наличие Fc-рецептора .

NK-лимфоциты играют важную роль в противовирусном и противоопухолевом иммунитете и участвуют в отторжении трансплантата. Снижение цитотоксической активности NK-лимфоцитов выявляется при многих заболеваниях, в том числе при злокачественных новообразованиях , а отсутствие наблюдается крайне редко.

NK-клетки - это специфический тип клеток иммунной системы. Одни относятся к числу лимфоцитов, другие рассматриваются как отдельная субпопуляция клеток иммунной системы.

Некоторые NK-клетки обладают уникальной способностью спонтанного убийства целевых клеток, без предварительной иммунизации. Чем отличаются от других лимфоцитов, которым чтобы разрушить целевую клетку требуется стимуляции в виде взаимодействия с другими клетками иммунной системы.

Кроме того, работа НК-клеток происходит независимо от ограничений системы тканевой совместимости, что также является их уникальной особенностью. От этих исключительных свойств НК-клеток, происходит их название, которое по-английски звучит «natural killers», то есть «естественный убийца».

Характеристика NK-клеток

NK-клетки обнаружены были в начале семидесятых годов XX века. Установлено то, что возможность спонтанного уничтожения возникших раковых клеток клетками NK является физиологическим явлением у здоровых людей.

Эта функция NK-клеток, называемая «естественная цитотоксическая противоопухолевая активность», заключающаяся в обнаружении и уничтожении в зародыше вновь возникших раковых клеток, защищает от развития рака .

Мало того, было обнаружено, что у людей с развитым раком, активность НК-клеток значительно меньше, чем у здоровых людей. Таким образом, низкая активность НК-клеток в крови связана с высоким риском заболеть в будущем раком.

Помимо участия в антираковом сопротивлении, NK-клетки играют большую роль в борьбе с инфекцией , в основном, борются с вирусными возбудителями. Об этом свидетельствует факт их высокой активности во время вирусных инфекций , особенно в пределах органа, пораженного инфекцией.

Вирусы, попадая в организм, проникают внутрь клеток, что как бы прячутся от клеток иммунной системы, становясь для них менее доступны. Именно такие, зараженные вирусами клетки, которые другие виды лимфоцитов не в состоянии распознать и ликвидировать, становятся мишенью для имеющих способность естественной цитотоксичности NK-клеток.

Кроме перечисленных выше функций клеток-киллеров, их высокая активность отмечается также в слизистой оболочке матки во второй половине менструального цикла, т.е. после овуляции, а также в начальный период беременности.

В последнем случае, NK-клетки составляют до 70% лимфоцитов, находящихся в пределах слизистой оболочки беременной матки. Их роль не до конца изучена, но предполагается, что они участвуют в контроле развития начального периода беременности и защищают клетки плода от заражения вирусами .

Лабораторные стандарты NK-клеток в крови

NK-клетки составляют несколько процентов лимфоцитов периферической крови человека. Количество NK-клеток составляет около 0,37 г/л. Контрольные нормы находятся в пределах 0,09-0,43 Г/л.

Активность NK-клеток исследуется в цитотоксических тестах, длительностью примерно 4-6 часов. У человека активность NK-клеток определяется, как правило, на лейкемической линии K562.