Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow ФИЗИОЛОГИЯ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ МЛЕКОПИТАЮЩИХ
Посмотреть оригинал

ИММУНОЛОГИЯ РЕПРОДУКЦИИ

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДЫ АНТИГЕНОВ В ПРОЦЕССЕ РЕПРОДУКЦИИ

Одним из новых направлений в биологии и медицине, в том числе ветеринарной, является иммунология репродукции, сформировавшаяся как самостоятельное направление в 1967 г. Основной целью этого раздела иммунологии явилось выявление роли иммунных факторов и иммунологических механизмов в процессе размножения. Всплеск интереса к этой проблеме закономерен — когда медицина стала активно вмешиваться в течение репродуктивной функции: осуществлять экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), трансплантацию эмбрионов и разрабатывать методы клонирования, важным оказалось преодоление иммунного конфликта организма матери и эмбриона. В настоящее время интенсивно изучаются антигены сперматозоидов, семенной плазмы, бластоцисты, эмбрионов, внеза- родышевых образований. Когда удалось установить взаимное проникновение через плацентарный барьер антигенов плода, антигенов внезародышевых образований и антигенов матери, возникла необходимость более детального анализа иммунных взаимоотношений в системе мать-плацен- та-плод. Тесная взаимосвязь между биологической перестройкой и иммунологическим статусом при беременности определяет необходимость совокупного анализа иммунологической природы многих процессов — от созревания гамет до периода новорожденности.

Весь ход созревания половых клеток, оплодотворения, имплантации эмбриона и его дальнейшего развития в организме матери отмечен активными иммунологическими процессами. Именно в этой области достигнуты исключительно важные результаты, позволяющие диагностировать нарушения репродуктивной функции и осуществить эффективное этиопатогенетическое лечение.

Вне всякого сомнения, плод для организма матери является аллотрансплантатом, имеющим 50% чужеродного отцовского генетического материала, а при использовании метода трансплантации эмбрионов (полученных при оплодотворении яйцеклеток, взятых от матери-донора) в матку матери-реципиента («суррогатной* матери) трансплантируется на 100% генетически чужеродный эмбрион от двух генотипов (50% отцовского и 50% от матери-донора). Принципиальная возможность вынашивания беременности происходит в условиях иммунизации организма женщины антигенами плода и постоянной супрессии проявлений этой иммунизации — это, образно говоря, «иммунологический парадокс беременности», позволяющий плоду длительно выживать в организме матери.

Исключительный и теоретический и практический интерес представляет анализ иммуннорегуляторных механизмов для осуществления физиологической беременности и их возможные изменения в течение осложненной беременности. Современные представления о функционировании иммунной системы в виде сети с иерархическим построением, взаимодействием, соподчинением, супрессивными механизмами, обеспечивающими состояние гомеостаза и аутотолерантности организма, должны иметь отражение и в развитии этого естественного эволюционно обусловленного феномена — беременности. Следует, видимо, считать обоснованным мнение о развитии иммунного ответа или установлении иммунологической толерантности как перехода системы в новое равновесное состояние.

Известно, что именно антигены главного комплекса гистосовместимости (ГКГС) играют решающую роль в активации лимфоцитов и включают реакцию отторжения трансплантатов. Главный комплекс гистосовместимости у человека — HLA-система (human leukocyte antigens) — высокополиморфен и включает около 500 генетических локусов с аллелями в каждом (например, HLA I, HLA II), у мышей — Н-2, у собак —

DLA, у свиней — SLA. Молекулы антигенов, относящихся к антигенам ГКГС, находятся на лейкоцитах. Благодаря их наличию происходят реакции отторжения трансплантата.

Молекулы МНС I класса представляют собой мембранные гликопротеины, обнаруженные на поверхности практически всех клеток и состоящие из одной полипептидной альфа-цепи с молекулярной массой 45 000 и связанной с ней нековалентно легкой цепью с молекулярной массой 12 000. Молекулы МНС I класса определяют специфичность узнавания мишени аллогенными клетками-киллерами и распознаются вместе с вирусными, опухолевыми и другими мембранными антигенами цитотоксическими Т-клетками. Молекулы МНС II класса также являются мембранными гликопротеинами и состоят из двух гомологичных полипептидных цепей с молекулярной массой соответственно 33 000-35 000 (тяжелая альфа-цепь) и 27 000-29 000 (легкая бета-цепь). Вместе с обычными антигенами эти молекулы распознаются хелперными Т-клетками и другими Т-клетками, в частности участвующими в реакции гиперчувствительности и теми, которые вырабатывают IL-2 и усиливают таким образом ответ цитотоксических Т-лимфоци- тов. К белкам МНС III класса относят белки системы комплемента: С2 и СЗ, фактор В.

Приведем краткую характеристику современных представлений о строении НLA-комплекса. В комплексе выделяют пять структурных сублокусов: HLA-A (кодирует 20 антигенов), HLA-B (42 антигена), HLA-C (идентифицировано 8 антигенов), HLA-DR (10 антигенов). Представленные антигены выявляются серологически, и в связи с этим кодирующие их локусы получили название SD (serological determined). Антигены HLA-D сублокуса выявляются в реакции смешанной культуры лимфоцитов (СКЛ). Сублокус HLA-D получил название LD (lymphocyte determined). Между HLA-D- и HLA-DR-локусами имеются хорошо выраженные ассоциативные взаимосвязи: в среднем перекрестное реагирование определяется в 53%, а по отдельным аллелям соотношение достигает 83%. На этом же отрезке б-й пары хромосомы расположены и другие гены, например кодирующие некоторые эритроцитарные системы, факторы комплемента и др.

У млекопитающих срок жизни аллогенных трансплантатов, несовместимых по антигенам, кодируемым ГКГС, составляет в среднем 10-15 дней. Однако эмбрион, у которого подобный набор антигенов отца появляется уже через 96 часов после оплодотворения, т. е. после 8 клеточных делений,

а в случае трансплантации эмбрионов — и полный набор антигенов матери-донора, не только не отторгается, но и полноценно развивается в течение эволюционно сложившихся сроков внутриутробного развития. Хотя и отмечается наличие отцовских антигенов на доимплантационных стадиях развития эмбрионов, на бластоцисте в период ее имплантации они исчезают, и это, очевидно, является решающим механизмом, предотвращающим распознавание эмбриональных элементов лимфоцитами матери. Так, подтверждено отсутствие антигенов на трофобластических клетках бластоцисты, и в то же время они обнаружены на клеточной массе внутреннего происхождения. В постимплантационном периоде выраженность Н-2 и не-Н-2-антигенов различна: характерно их наличие в эндодермальном слое эмбрионального мешка и отсутствие на клетках трофобласта эктоплацентар- ного конуса. При формировании зрелой плаценты определяются клетки, несущие антигены отцовского происхождения, однако имеются большие затруднения в идентификации этих клеток. Установлена экспрессия антигенов в культуре клеток трофобласта, что, однако, не позволяет делать вывод о наличии их на клетках трофобласта, контактирующего непосредственно с кровью и тканями матери. Возможно, выявление экспрессии антигенов на клетках трофобласта в культуре может быть связано с техникой обработки, приводящей к потере веществ, маскирующих эти антигены, что позволяет выявить их в процессе культивирования.

Антигены HLA определяются на клетках и тканях развивающегося эмбриона начиная с 40 дней до 12 недель беременности, их слабая выраженность отмечается в преимплан- тационной бластоцисте. На ранних стадиях развития трансплантационные антигены были продемонстрированы на эритромиэлоидных клетках лимфоузлов, селезенки, костного мозга, а также в клетках печени, почек. Одновременно возникает вопрос о полноценности трансплантационных аллоантигенов HLA-системы клеток и тканевых структур плода, которая может быть выявлена по способности индуцировать основной феномен — реакцию отторжения in vivo и развитие клеточных реакций иммунитета, выявляемых in vitro. Подсадка гомотрансплантата эмбрионов человека и животных позволила зарегистрировать активную реакцию отторжения у реципиентов.

В опытах in vitro выявлено, что антигены лимфоидных клеток эмбрионального тимуса и селезенки человека способны индуцировать реакцию бласттрансформации аллогенных эмбриональных лимфоидных клеток селезенки. Стимулирующее действие HLA лимфоцитов новорожденного, проявляющееся в реакции СКЛ, также свидетельствует об их полноценности: несмотря на некоторое подавление ответа материнских лимфоцитов, наблюдается выраженная реакция со стороны лимфоцитов отца и неродственного донора. Ярким примером проявления иммуногенности антигенов новорожденного служит клеточноопосредованный лимфолиз, при котором развивается выраженная реакция лимфоцитов матери на лимфоциты неродственных новорожденных, а ответ на стимуляцию лимфоцитами собственного плода снижен.

Трансплантационные антигены экспрессированы на всех ядросодержащих клетках, и это дало возможность определять наличие киллерного эффекта лимфоцитов на клетках- мишенях эмбрионального происхождения. В классическом эксперименте, когда впервые был выявлен киллерный эффект сенсибилизированных лимфоцитов мышей, использовались клетки-мишени перевиваемой эмбриональной культуры мышиных фибробластов. Доказана возможность сенсибилизаций лимфоцитов здоровых крыс сингенными эмбриональными фибробластами.

Для тестирования сенсибилизации лимфоцитов человека при аутоиммунных заболеваниях широко используются клетки-мишени эмбрионального происхождения (фибробласты, клетки почек, печени, глии). Киллерный эффект в таких исследованиях наблюдался при взаимодействии лимфоцитов больных аутоиммунными заболеваниями с аллогенными клетками-мишенями, аналогами поражаемых тканей. Предполагалось, что цитопатический эффект обусловлен перекрестно реагирующими антигенами.

Установилена возможность сенсибилизации лимфоцитов донора к фибробластам эмбриона человека в культуре in vitro: это совместное культивирование лимфоцитов донора и фибробластов эмбриона человека в течение 7 дней с последующим

перепассажем позволяло наблюдать деструкцию, вызываемую лимфоцитами уже на 3-и сутки. Учитывая увеличенное содержание, иногда до внушительных цифр, нулевых лимфоцитов при аутоиммунных заболеваниях, можно думать о неспецифической природе клеточноопосредованного киллерного эффекта лимфоцитов на фибробласты эмбриона человека, тем более, что субпопуляция 0-лимфоцитов вызывает эффекты спонтанного клеточноопосредованного и антителозависимого лизиса. В связи с этим интересны данные о чувствительности эмбриональных фибробластических клеток к цитотоксической активности естественных киллеров (NK-клеток) крови доноров. Отмечают не только сохранение на одном уровне индивидуальной активности эффекторных клеток, но и различную силу реагирования против эмбриональных фибробластов различных особей. Выявлено различие в степени проявления киллерного эффекта лимфоцитов одного и того же индивидуума на культуры фибробластов разных генотипов. Киллерный эффект лимфоцитов разных индивидуумов имеет выраженное отличие (от полного отсутствия эффекта до высоковыраженной деструкции фибробластов) при использовании клеток фибробластов одного и того же генотипа.

Взаимоотношение яйцеклетки со сперматозоидом своего вида и других видов, оплодотворение, имплантация оплодотворенной яйцеклетки, отсутствие в норме отторжения аллогенного плода в течение беременности длительное время занимали и занимают внимание многих ученых, но до сих пор с иммунологической точки зрения представляют собой не всегда объяснимые процессы. В конце XX в. стало ясно, что иммунным механизмам принадлежит не только фундаментальная роль в развитии большинства физиологических и патологических процессов, но и то, что они стоят у истоков жизни, выполняя при этом не только защитную, но и созидательную функцию. Удивительным примером гармоничного сочетания распознавания иммунной системой чужих антигенов и естественного подавления деятельности эффекторных клеток, оказывающих обычно литическое действие на организм, является беременность. Во время беременности имеет место не только центральная недостаточность иммунитета, но и состояние активного иммунитета без реакций несовместимости.

Данные литературы о строении лимфатических образований слизистой оболочки тела матки немногочисленны и противоречивы. До сих пор остается спорным вопрос о наличии лимфоидной ткани в эндометрии. Существуют свидетельства о нахождении в эндометрии лимфоидных узелков, другие обнаруживают их крайне редко.

Лимфатические структуры эндометрия представлены рассеянными в строме слизистой оболочки тела матки лимфоидными клетками (так называемая диффузная лимфоидная ткань), лимфоидными узелками и межэпителиальными лимфоцитами (IEL) в железистом и покровном эпителиях. В антенатальном периоде и в первые годы жизни у людей определяются в небольшом количестве только рассеянные в строме эндометрия лимфоидные клетки, в основном малые и средние лимфоциты. Макрофаги и плазматические клетки встречаются крайне редко. До периода полового созревания диффузно расположенные лимфоциты эндометрия представлены популяцией, не имеющей маркеров Т-клеток. Позже появляются и Т-лимфоциты. В детородном периоде популяция Т-клеток составляет половину лимфоцитов функционального слоя эндометрия. Большая часть их представлена субпопуляцией Т-супрессоров.

Лимфоидная ткань эндометрия крыс представляет собой диффузнорасположенные в строме клетки лимфоидного ряда, преимущественно локализующиеся около желез и сосудов. Лимфоидные узелки, представляющие собой скопления клеток лимфоидного ряда, в эндометрии крыс не обнаружены. У людей с начала раннего детства в слизистой оболочке тела матки постоянно обнаруживаются лимфоидные узелки. Эти образования представляют собой компактные скопления лимфоидных клеток под покровным эпителием или в непосредственной близости от него. Скопление лимфоцитов происходит около кровеносных капилляров, которых довольно много как внутри, так и вокруг лимфоидного образования. До половой зрелости эндометрий содержит единичные узелки, с наступлением половой зрелости они располагаются уже в глубоких отделах функционального слоя, а чаще в базальном слое, около желез.

Лимфоидные узелки в слизистой оболочке тела матки овальной или округлой формы, без герминативных центров, встречаются с одинаковой частотой в различные фазы полового цикла. Преобладающие клетки лимфоидного узелка — малые и средние лимфоциты, в основном, не имеющие маркеров Т-клеток. Отсутствие герминативных центров объясняется очень слабым антигенным воздействием, так как в норме полость матки практически стерильна.

Большое количество клеток субпопуляции Т-супрессоров среди диффузнорасположенных Т-лимфоцитов эндометрия в генеративном возрасте объясняет участие супрессорных механизмов местного иммунитета в обеспечении имплантации бластоцисты.

Установлено, что при беременности в месте имплантации зародыша возрастает плотность диффузнорасположенных лимфоцитов, макрофагов, плазмоцитов, а число межэпителиальных лимфоцитов уменьшается. До конца беременности характерны как некоторая инволюция лимфоидных узелков, так и резкое снижение количества лимфоцитов и плазматических клеток в слизистой оболочке матки. В меньшей степени изменяется число макрофагов.

IEL — компонент люминального и гландулярного эпителия матки. Это мигрирующие лимфоциты, которые временно занимают стратегическую позицию против поверхностного антигена. Они являются потомками активированных клеток, но у нормального организма они возвращаются к покоящейся стадии. Лишь небольшая часть IEL является иммунобластами. IEL мышей и человека не демонстрируют высокого уровня активности естественных киллеров, однако после активации аллоантигеном среди них обнаруживаются клетки, обладающие цитотоксичностью и киллерной активностью. Происхождение IEL женского репродуктивного тракта остается неясным. Супрессивная, цитотоксическая и кил- лерная активность в матке сходна с активностью в гастроинтестинальном тракте.

Наибольшее число IEL в люминальном эпителии по литературным данным — в стадии диэструса полового цикла, наименьшее — в стадии проэструса. Во время беременности количество лимфоцитов также уменьшается. Изменение количества лимфоцитов в разные стадии полового цикла связывают преимущественно с гормональным влиянием, а не с влиянием люминального антигена. А постимплантационную редукцию лимфоцитов объясняют исключительно влянием эмбриональных факторов. При этом, по литературным данным, изменение количества лимфоцитов в люминальном эпителии связано преимущественно с их миграцией из lamina propria и обратно. Дегенерация (лизис) и пролиферация,

по-видимому, играют небольшую роль в этом процессе. В матке обнаружены дегенерирующие лимфоциты, но не обнаружены делящиеся, поэтому предполагают, что они не происходят от деления в эпителии. Наибольшее число лимфоцитов — в базальном слое эпителия и много меньше — в средней и апикальной его части, и это распределение сохраняется на разных стадиях полового цикла. Показано, что обработка эстрадиолом приводит к значительному увеличению числа CD4 (хелпер/индукторных) Т-лимфоцитов, макрофагов, эози- нофилов в матке, но эстрадиол не вызывает увеличения количества CD8 (цитотоксических/супрессорных) Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов и натуральных киллеров.

Эндокринные изменения в течение полового цикла регулируют и уровень иммуноглобулинов в матке: IgA и IgG в маточном и цервиковагинальном секрете. Эндокринный контроль в репродуктивном тракте влючает действие эстрогенов и прогестерона на движение иммуноглобулинов из крови в ткань, синтез IgA рецепторов маточными эпителиальными клетками, миграцию лимфоцитов и макрофагов в ткани репродуктивного тракта. Однако до сих пор не ясно, каким образом иммунный ответ происходит в репродуктивном тракте и действительно ли он контролируется половыми гормонами.

Роль антигенпредсплавляющих клеток, как и слизистая поверхность — центральная в генерации иммунной защиты. По данным литературы, макрофаги, В-лимфоциты, дендритные клетки, кератиноциты, клетки Лангерган- са, эндотелиальные и эпителиальные клетки узнают и представляют антиген Т-клеткам. Презентация антигена также приводит к продукции цитокинов, которые опосредуют клеточный и гуморальный иммунный ответ. Внутри женского репродуктивного тракта клетки экспрессируют ГКГС-П молекулы, которые могут оставаться постоянными или изменяться в связи со стадией цикла. Антигенная презентация в матке изменяется в течение полового цикла. Презентация эпителиальными клетками наиболее высока в стадии диэструса, во время, когда антигенная презентация стромальными клетками наиболее низка, по сравнению с другими стадиями цикла. При этом введение эстрадиола повышало презен-

тацию маточными эпителиальными клетками и уменьшало презентацию стромальными клетками. Увеличение антигенной презентации эпителиальными клетками эстрогенами совпадает с аккумуляцией IEL в репродуктивном тракте. Тем самым показано, что афферентная часть иммунной системы в женском репродуктивном тракте имеет несколько уровней защиты. Между эпителиальными и стромальными антигенпредставляющими клетками существует комплементарный баланс, который зависит от эндокринных изменений в течение эстрального цикла.

Еще не определены механизмы, ответственные за иммунологическое выживание яйцеклетки. Очевидно, что оплодотворенная матка — не иммунологически инертная область, так как она имеет способность отвечать на тканевые антигены, Т-лимфоцитарные митогены. Установлено, что протеиназные макромолекулы материнского и зародышевого происхождения угнетают пролиферацию митогенобработанных Т-лимфоцитов. Происхождение этих супрессорных макромолекул, которые сек- ретируются в течение полового цикла и в период ранней беременности, неизвестно. Однако маточно-ассоциированные гемопоэтические клетки, способные секретировать супрессорные факторы, были обнаружены у мыши. Предполагают, что супрессорные клетки — лимфоциты, возможно CD8 лимфоциты (CD8 — антигенный маркер супрессорных и цитотоксических лифоцитов), которые способны выделять супрессорные макромолекулы. Секреция и выделение этого фактора, по-видимому, регулируется овариальной функцией, поскольку инъекция прогестерона показывает увеличение супрессорной активности в матке и способствует аккумуляции в маточном просвете веществ, которые уменьшают Т-клеточную пролиферацию и продукцию антител. Кроме того, в течение периода ранней беременности прогестерон способен ингибировать иммунную функцию матки, стимулируя секрецию в эндометрии так называемого маточного молочного протеина (UTMP), который является ингибитором лимфоцитарной функции.

Показано, что 7-10% общего количества клеток матки мыши составляют макрофаги, и они располагаются среди мио- метриальной и эпителиальной стромы. Количество макрофагов в матке в течение полового цикла не изменяется, однако изменяется их распределение в органе. В фазах проэструса и эструса они более концентрированы в субэпителиальной строме, а факторы, хемотаксичные для макрофагов, могут продуцироваться эпителиальными клетками.

Миграция макрофагов и нейтрофилов в матку индуцируется эстрогенами, в то время как прогестерон может как ингибировать, так и стимулировать их миграцию. Прогестерон, введенный одновременно с эстрадиолом, способен ингибировать способность эстрадиола усиливать миграцию нейтрофилов и макрофагов в матку. Предполагается, что половые гормоны стимулируют клетки матки производить этот фактор. Считают, что кандидатом на роль этого посредника может быть CSF-1. Хотя содержание CSF-1 в большенстве тканей очень мало, высокий уровень его был найден в матке и плаценте мыши. Он производится эпителиальными клетками матки в ответ на введение эстрогенов и прогестерона. Причем его продукция параллельна развитию плаценты и плацентарные тро- фобласты экспрессируют c-fms, CSF-1 рецептор. CSF-1 продукция может быть связана с пролиферацией трофобласта и ростом плаценты. Кроме того, обнаружена экспрессия GM-CSF мРНК в матке, преимущественно локализованная в стромальных клетках и в люминальном эпителии, которая значительно усиливается при введении эстрадиола или эстрадиола в комбинации с прогестероном.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы