Биохимия старения
Шрифт:
Механизм, по которому все плазматические клетки, образованные клоном В-клеток, вырабатывают иммуноглобулин только одного типа, по-видимому, включает особое расположение специфических молекул Ig на специфических клонах В-лимфоцитов, подходящее для того, чтобы они могли служить рецепторами. Это может происходить во время созревания стволовых клеток в фабрициевой сумке или костном мозге. Связывание специфического антигена со специфическим иммуноглобулиновым рецептором стимулирует деление В-клеток. На этой стадии может также происходить селекция вариабельного гена, константного гена для - и -цепей и константного гена для Н-цепи с целью синтеза специфического иммуноглобулина.
Легкие и тяжелые цепи транслируются раздельно на полисомах шероховатого эндоплазматического
Ответ животного на антиген проверяется введением 0,1–0,5 мг антигена, эмульгированного в полном адъюванте Фрейнда (FCA). Для выявления антител используют иммунодиффузию по Ухтерлони или иммуноэлектрофорез в агаровом геле в сыворотке. Если материал обладает антигенными свойствами и животное не имело с ним контакта ранее, Ig определяется через 6–7 дней после введения. Это называется первичным ответом. Введение разрешающих доз антигена с интервалами в 7-10 дней вызывает нарастание уровня Ig в сыворотке примерно до 30-го дня, после чего этот уровень выходит на плато. Если затем прекратить введение антигена, то уровень Ig падает и примерно через три месяца антитела уже не определяются. Если тот же антиген затем ввести через несколько месяцев, то Ig появляются в сыворотке через 3–4 дня, т. е. гораздо быстрее, чем в первый раз. Это называется вторичным ответом. Полагают, что первоначально введение антигена стимулирует специфические В-клетки к делению. Некоторые из этих делящихся клеток образуют плазматические клетки для синтеза Ig. Вместе с тем другие превращаются в долгоживущие клетки памяти. Считают, что именно эти клетки памяти ответственны за раннее распознавание того антигена, который вызвал первичный ответ (рис. 7.3).
Изменения В- и Т-клеток
Для изучения причин снижения иммунной функции были использованы методы in vivo и in vitro [70]. Метод in vivo включает введение суспензии клеток селезенки мыши-донора сингенному, или генетически совместимому, реципиенту, чья иммунная система разрушена облучением или иммунодепрессантами. В этом методе оценивается способность клеток селезенки молодых и старых доноров формировать колониеобразующие единицы (CFU) в селезенке реципиента (рис. 7.10). При использовании другого метода in vivo клетки селезенки мыши-донора помещают вместе с антигеном в диффузионную камеру, которую имплантируют под кожу облученной мыши-реципиента и затем определяют у нее титр антител. Такие исследования проводят с целью установить, вызвано ли снижение иммунной функции изменениями окружения лимфоидных клеток или внутренними изменениями в самих клетках.
Рис. 7.10. Схема метода клеточного переноса для исследования образования антител и стволовых клеток [73]
Функцию В-клеток в период старения определяют по уровню и скорости продукции Ig, вызванной антигеном. Уровень циркулирующих естественных иммуноглобулинов человека снижается с возрастом вскоре после инволюции тимуса, так же как и уровень тимозина [6]. У грызунов первичный, но не вторичный иммунный ответ на антиген в старости снижается [74, 81, 129]. Титр антител после
Рис. 7.11. Снижение титров естественных антител к флагеллину Salmonella с возрастом и увеличение частоты антиядерных факторов у людей обоих полов [99]
С возрастом число В-клеток в селезенке, по-видимому, не изменяется. Об этом свидетельствует постоянное содержание а) клеток, несущих иммуноглобулиновые рецепторы, б) клеток, реагирующих на Т-независимый антиген, и в) клеток, чувствительных к анти-В-реагентам [1, 72]. У человека число циркулирующих В-клеток [22], а также скорость их пролиферации после стимуляции митогеном не меняются [54]. Однако не исключено, что изменениям подвержены субпопуляции В-клеток.
Исследования Прайса и Макинодана [91, 92] показывают, что для максимальной стимуляции образования иммуноглобулина старым мышам требуется в 10 раз больше антигена (эритроциты барана) по сравнению с молодыми. Степень реакции, т. е. число антителообразующих клеток, у молодых мышей также больше (в 25 раз). Это может быть обусловлено одной или несколькими следующими причинами: а) при старении изменяется ткань селезенки и, следовательно, окружение иммунокомпетентных клеток; б) способность В- и Т-клеток старых животных распознавать антиген снижается за счет внутренних изменений в самих клетках; в) снижается абсолютное число В- и Т-лимфоцитов; г) увеличивается число Т-супрессоров и д) снижается функциональная активность В- и Т-клеток, чувствительных к антигену.
С возрастом число стволовых В- и Т-клеток, которые преимущественно локализованы в костном мозгу, по-видимому, не снижается [15, 18]. Стволовые клетки костного мозга делятся в течение всей жизни [66]. Гемопоэтическая активность стволовых клеток, вероятно, также не уменьшается с возрастом [43J Однако нарушается нормальная скорость образования лимфоцитов и клеток крови; это обнаруживается по уменьшению продукции В-клеток после трансплантации костного мозга старого донора молодым тимэктомированным или облученным сингенным реципиентам [27]. Таким образом, скорость, с которой стволовые клетки пролиферируют и дифференцируются, с возрастом падает. Факторы, которые вызывают такие изменения, неизвестны.
Функция Т-клеток оценивается по замедленной кожной чувствительности, реакции трансплантата против хозяина, цитотоксичности, реакции на митогены и активности лимфокинов. Некоторые авторы показали, что иммунокомпетентность Т-клеток по реакции замедленной кожной чувствительности с возрастом снижается [7, 36, 38], так же как и способность мышей отторгать трансплантаты тканей [38, 64]. Это особенно заметно у короткоживущих мышей, склонных к аутоиммунным заболеваниям, но не столь выражено у долгоживущих мышей.
Пролиферативная активность Т-клеток после стимуляции митогенами in vitro у мышей всех линий с увеличением возраста ощутимо снижается [1, 63, 90]. Вместе с тем их цитотоксичность уменьшается незначительно [38], тогда как кооперативная или регуляторная роль Т-хелперов в образовании иммуноглобулинов В-клетками, особенно по отношению к чужеродным эритроцитам, снижается существенно [27, 42, 91, 92].
Частота инфекций, аутоиммунных заболеваний и рака в пожилом возрасте увеличивается. Поскольку снижается главным образом функция Т-, а не В-клеток, должна, вероятно, существовать корреляция между частотой этих заболеваний и компетентностью Т-клеток [16, 68, 107, 121].