Основні елементи імунної системи – це ряд клітин та розчинні медіатори запалення.

1. До спеціалізованих високопрофесійних клітин відносять: Т- і В- лімфоцити та їх субпопуляції; лейкоцити та їхні різновиди: фагоцити (макрофаги, моноцити, поліморфноядерні нейтрофіли та еозинофіли); допоміжні клітини (тучні клітини, базофіли, тромбоцити) та ендотеліоцити та інші.

2. До розчинних медіаторів відносять: антитіла, цитокіни, систему комплементу, медіатори запалення)

Клітини імунної системи.

Лімфоцити - клітини, що відповідальні за специфічність дії імунної системи, а також за збереження імунологічної пам'яті. Лімфоцити відіграють центральну роль у специфічній адаптивній імунній відповіді. В організмі людини вони створюють скопичення, що називаються лімфоїдною тканиною. 

За походженням вони поділяються на: Т-лімфоцити - лімфоцити, розвиток яких в пізній фетальний та ранній неонатальний періоди проходить під контролем тимусу, та В-лімфоцити - лімфоцити, що приймають участь у синтезі антитіл і є попередниками плазматичних клітин, знаходяться під контролем кісткового мозку.

Т-лімфоцити - це клітини, що характеризуються наявністю на мембрані антигенорозпізнавального рецептора (АГРР, TCR (T-cell receptor), що є маркером даної лінії клітин. За допомогою спеціалізованих популяцій лімфоцитів організм здатен розрізняти "своє" і "чуже", розпізнавати генетично чужорідні речовини (антигени), а також здійснювати специфічно спрямовані цитотоксичні (цитолітичні) реакції. Лімфоцити приймають участь у хронічних запальних реакціях, забезпеченні резистентності організму щодо патогенних і умовно патогенних мікроорганізмів, до пухлинного росту, а також у відторгненні трансплантантів.

Субпопуляції Т-лімфоцитів відіграють важливу роль в регуляції імунної відповіді, функціонуючи як клітини, які допомагають у формуванні імунної відповіді - Т-хелпери (Т- helper -помічник) і Т- суп ресори/цитотоксичні  клітини.

Ці субпопуляції розпізнаються за специфічними мембранними антигенами диференціації - СD, які виявляються за допомогою моноклональних актитіл.

Наприклад, CD4 - це мембранна молекула, розташована на субпопуляції Т-хелперів, і є необхідною для взаємодії антигенорозпізнавального рецептору із молекулою HLA II класу. Слід зазначити, що молекула CD4 використовується ВІЛ-1 у якості рецептору для проникнення в імунокомпетентні клітини.

CD8 - поверхневий маркер, який експресується на мембранах цитотоксичних Т-лімфоцитів. Молекула CD8 виступає як корецептор під час взаємодії антигенорозпізнавального рецептора Т-кілера із комплексом молекула HLA І класу та імуногенний пептид, який експресується на поверхні скомпрометованої клітини.

Спільні властивості Т-лімфоцитів:

- кожен клон Т-лімфоцитів відрізняється різновидом АГРР, кожен рецептор розпізнає певний варіант чи тип антигенів;

- усі Т-лімфоцити розпізнають антигени на поверхні власних клітин організму, наприклад, вірусні пептиди;

- усі Т-лімфоцити мають спільні маркери СD2, СD3.

Важливо відмітити, що на відміну від В-лімфоцитів, Т-клітини розпізнають не натуральний антиген, а лише його частину - так званий імуногенний пептид.

Т-хелпери (CD4+ Т-клітини) - це лімфоцити, які індукують активацію, розмноження і диференціювання клітин інших типів. Саме Т-хелпери виконують регуляторну роль під час здійснення імунної відповіді. Існує щонайменше три різновиди хелперів - Т-хелпери 1-го типу (Th 1), Т-хелпери 2-го типу (Th 2) і Т-хелпери 3 типу (Th 3). Субпопуляції хелперів відрізняються за набором продукованих інтерлейкінів (ІЛ), тобто за здатністю спрямовувати розгортання імунної відповіді у певному напрямі.

Th 1 продукують переважно ІЛ-2, інтерферон-γ (ІФН-γ) і фактор некрозу пухлин-α (ФНП-α). Ці цитокіни активують цитотоксичні Т-лімфоцити, макрофаги і природні кілери, які є складовими клітинних реакцій імунітету.

Th 2 синтезують переважно ІЛ-4, ІЛ-5, ІЛ-6, що призводить до активації гуморальної ланки імунітету і синтезу антитіл.

Th 3 продукують переважно ІЛ-10 і ТФРβ, які чинять фізіологічну імуносупресивну дію і сприяють завершенню імунної відповіді.

Цитотоксичні Т-лімфоцити (або CD8+ Т-клітини) є лімфоцитами, що наділені безпосередніми ефекторними (пошкоджуючими) функціями. Т-кілери (англ. to kill - вбивати) здійснюють знищення вірусінфікованих, мутантних і пухлинних клітин.

У циркуляції цитотоксичні Т-лімфоцити існують у вигляді клітин-попередників. Для їхньої активації і остаточного дозрівання, що ініціюється Т-хелперами 1 типу, потрібен певний час (7-10 днів).

Т-кілери атакують клітини-мішені шляхом виділення лімфотоксину (ФНП-β), перфоринів і гранзимів. Перфорини утворюють патологічні пори у мембранах атакованих клітин, а гранзими, надходячи через зазначені пори до цитоплазми клітини, активують її апоптоз (запрограмовану загибель). Крім Т-кілерів цитолітичну дію проявляють за участю різних медіаторів інші клітини: К-клітини, природні кілери (ПК) та ЛАК клітини (ЛАК - леімфокіноактивовані кілери).

Т-супресори. В даний час окремої субпопуляції Т-супресорів не виділяють, оскільки встановлено, що практично усі Т-лімфоцити залежно від умов можуть виконувати супресорну функцію. Особливо активними в цьому плані є так звані CD4+CD25+ Т-лімфоцити. Таким клітинам надають особливої ролі у підтримц імунної толерантності та в обмеженні імунної відповіді на ендо- і екзогенні антигени з метою попередження розвитку гіперергічних реакцій.

Т-клітини пам'я ті утворюються після взаємодії з антигеном і існують протягом тривалого часу після його елімінації (від кількох місяців до десятків років). Завдяки цим клітинам виникає вторинна імунна відповідь при повторному надходженні антигену, яка, в порівнянні із первинною, характеризується коротшою латентною фазою, більш інтенсивним антитілотворенням з переважною продукцією IgG, а також вищою активністю цитотоксичних Т-лімфоцитів.

Маркерами В-лімфоцитів є імуноглобулінові рецептори.

Основна функція В-лімфоцитів - синтез імуноглобулінів, який розпочинається після їх трансформації у плазматичній клітині.

Це складний процес, який розпочинається після зв'язування з епітопом антигену. Зв'язування епітопів антигену з гомологічними рецепторами на мембрані В-лімфоцитів є стимулом для проліферації В-лімфоцитів. В результаті зв'язування утворюється однорідний клон клітин, забезпечений ідентичними імуноглобулінами - рецепторами. Далі під впливом клітинних медіаторів здійснюється диференціація клітин цього клону на:

1. Клітини імунологічної пам'яті.

2. Клітини-продуценти антитіла.

Перші зберігаються в організмі тривало, зберігаючи пам'ять про антигени. Вони потім розгортають швидку і потужну вторинну імунну відповідь при повторній зустрічі із тим же антигеном - синтез антитіл.

Медіатори імунних реакцій.

Імунна система регулюється складною системою клітинних і гуморальних взаємодій, важливу роль у якій відіграють продукти різних клітин, що приймають участь на всіх етапах імунної відповіді і називаються цитокінами.

Цитокіни – це низькомолекулярні, біологічно активні білки, які створюються і секретуються як лімфоцитами (лімфокіни), так і моноцитами/макрофагами (монокіни), що мають гормоноподібну плейотропну дію, забезпечуюяи кооперативну дію клітин системи імунітету, кровотворної, ендокринної та нервової систем.

Лімфокіни і монокіни є білками або ліпопротеїдами, що утворюються лімфоцитами і макрофагами у відповідь на антигенну або мітогенну стимуляцію. Вони не мають антигенних властивостей, що різнить їх від антитіл, секретуються клітинами назовні і переважно діють на рівні мікрооточення.

Механізм впливу цитокінів звідбувається шляхом зв’язування його зі специфічними рецепторами, які знаходяться на мембрані клітин, чутливих до певного цитокіну (мішеней). В результаті чого запускається каскадна реакція, що призводить до індукції, підсилення чи пригнічення функції цієї клітини.

Усі цитокіни поділяються на ряд сімейств:

ü інтерлейкіни (з яких детально описано більше 40),

ü інтерферони,

ü фактори некрозу пухлин,

ü колонієстимулюючі фактори,

ü фактори росту,

ü хемокіни.

Цитокіни об’єднують загальні властивості:

1) Вони синтезуються при реалізації механізмів неспецифічного протиінфекційного та специфічного імунного захисту.

2) Цитокіни проявляють свою біологічну активність при надзвичайно низьких концентраціях. Вони являються медіаторами імунної та загальної реакцій і їм властива аутокринна, паракринна та ендокринна активність.

3) Цитокіни діють як фактори росту і фактори диференціювання клітин.

4) Лімфокіни утворюють регуляторну систему, в якій окремі елементи проявляють синергічну або антагоністичну дію.

5) Вони мають плейотропну активність здатні перекривати функції інших лімфокінів і біологічно активних речовин.

6) В залежності від того, які клітини переважно синтезують певний цитокін, розрізняють інтерлейкіни, монокіни і лімфокіни.