100 р бонус за первый заказ
Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line
Узнать цену
Иммунитет (от латинского Immunitas – освобождение) – невосприимчивость, сопротивляемость организма инфекциям и вторжению чужеродных организмов (в том числе - болезнетворных микроорганизмов) и относительная устойчивость к вредным веществам.
Различают несколько видов иммунитета:
Специфический и неспецифический иммунитет
Неспецифический
(врожденный) иммунитет – это однотипные реакции организма на любые чужеродные антигены.
Главным клеточным компонентом
системы неспецифического иммунитета
служат фагоциты, основная функция которых - захватывать и переваривать проникающие извне агенты. Для возникновения подобной реакции чужеродный агент должен иметь поверхность, т.е. быть частицей (например, заноза).Если же вещество молекулярно-дисперсное (например, белок, полисахарид, вирус), не токсичное и не обладает физиологической активностью, оно не может быть нейтрализовано и выведено организмом по вышеописанной схеме.
В этом случае срабатывает специфический иммунитет . Он приобретается в результате контакта организма с антигеном и характеризуется формированием иммунологической памяти. Его клеточными носителями служат лимфоциты, а растворимыми - иммуноглобулины (
Первичный и вторичный иммунный ответ
Специфические антитела продуцируются специальными клетками - лимфоцитами. Причем для каждого вида антител существует свой тип лимфоцитов (клон).Первое взаимодействие антигена (бактерии или вируса) с лимфоцитом вызывает реакцию, названную первичным иммунным ответом , в ходе которого лимфоциты начинают развиваться в виде клонов. Затем некоторые из них становятся клетками памяти, другие превращаются в зрелые клетки, продуцирующие антитела. Главные особенности первичного иммунного ответа - существование латентного периода до появления антител, затем выработка их лишь в небольшом количестве.Вторичный иммунный ответ развивается при последующем контакте с тем же самым антигеном. Основная особенность – быстрое развитие лимфоцитов с дифференцировкой их в зрелые клетки и быстрая выработка большого количества антител, которые высвобождаются в кровь и тканевую жидкость, где могут встретиться с антигеном и эффективно побороть болезнь.
Естественный и искусственный иммунитет .К факторам естественного иммунитета относят иммунные (система комплемента, лизоцим и др. белки) и неиммунные механизмы (кожа, слизистая, секрет потовых, сальных, слюнных желез, желез желудка, нормальная микрофлора).
Искусственный иммунитет вырабатывается при введении в организм вакцины или иммуноглобулина.
Активный и пассивный иммунитет
Активная иммунизация стимулирует собственный иммунитет человека, вызывая выработку собственных антител. После инфекции в организме остаются "клетки памяти", и в случае последующих столкновений с возбудителем они начинают снова (уже быстрее) продуцировать антитела.
При пассивной иммунизации в организм вводятся уже готовые антитела (гаммаглобулин). Введенные антитела при столкновении с возбудителем "расходуются" (связываются с возбудителем в комплекс "антиген-антитело").
Пассивная иммунизация показана, когда необходимо в короткие сроки создать иммунитет на непродолжительное время (например, после контакта с больным).
Стерильный и нестерильный иммунитет
После некоторых заболеваний иммунитет сохраняется пожизненно, например, при кори или ветряной оспе. Это так называемый стерильный иммунитет. А в некоторых случаях он сохраняется только до тех пор, пока в организме есть возбудитель (туберкулез, сифилис) - этонестерильный иммунитет.
Регуляция иммунитета
Работа иммунитета во многом определяется состоянием нервной и эндокринной систем организма. Стресс, депрессии угнетают иммунитет, что сопровождается не только повышенной восприимчивостью к различным заболеваниям, но и создает благоприятные условия для развития злокачественных новообразований
Механизмы иммунной защиты Сначала организм нейтрализует чужеродную субстанцию (антиген), вырабатывая активные клетки, фагоциты, захватывающие и переваривающие антиген. Это клеточный иммунитет, ведущая роль в выработке которого принадлежит вилочковой железе. Существует еще гуморальный иммунитет: антиген уничтожается путем выработки специальных химически активных молекул, антител, которые нейтрализуют его. Роль антител выполняют иммуноглобулины крови (совокупность сывороточных белков). Есть и другие механизмы иммунитета, направленные на защиту от любого антигена, это неспецифический иммунитет: кожа и слизистые непроницаемы для большинства микроорганизмов, в жидкостях организма есть специальные ферменты, разрушающие микроорганизмы, клетка, зараженная вирусом, вырабатывает противовирусный белок - интерферон и т.д.Невосприимчивость к повторному заражению одной и той же инфекцией обусловлена иммунитетом
В настоящее время под иммунитетом понимают :
1. устойчивость организма к инфекциям
2. реакции, направленные на удаление из организма любого чужеродного материала.
Честь открытия одного из основных механизмов иммунитета принадлежит нашему соотечественнику И. И. Мечникову, создавшему и обосновавшему учение о фагоцитозе - клеточном иммунитете, согласно которому в основе невосприимчивости организма лежит фагоцитарная деятельность его клеточных элементов, захватывающих и переваривающих микробов. Фагоцитоз осуществляется в основном подвижными клетками крови - лейкоцитами, а также неподвижными клетками эндотелия кровеносных сосудов, ретикулоэндотелиальных клеток селезенки, печени, костного мозга, лимфатических узлов и других органов. При внедрении в организм микробов фагоцитоз резко усиливается, и течение инфекционного процесса приобретает специфический характер.
Параллельно с клеточной теорией создавалась теория гуморального иммунитета (Эрлих и др.), которая усматривает причину невосприимчивости в бактерицидном действии особых веществ, находящихся в крови и других жидкостях организма человека и животных. Некоторые из этих веществ находятся в сыворотке крови постоянно и оказывают губительное неспецифическое действие на микробов. Другие образуются только в процессе развития инфекции и остаются в организме на более или менее продолжительное время, оказывая специфическое губительное действие на микробы, выделяемые ими токсины и другие чужеродные для данного организма вещества, объединяемые под общим названием антигенов.
Образующиеся в организме специфические защитные вещества получили название антител. К ним относятся: агглютинины - склеивающие бактерий; бактериолизины - растворяющие бактерий; преципитины - осаждающие бактерий и створаживающие чужеродную сыворотку; антитоксины - нейтрализующие токсины; гемолизины - растворяющие эритроциты чужеродной крови и др.
Около 30 лет продолжались дискуссии между сторонниками клеточной и гуморальной теорий иммунитета, пока наконец не выяснилось, что ни та, ни другая теория, взятая в отдельности, не в состоянии объяснить всего многообразия явлений при иммунитете. Как фагоцитоз, так и защитные гуморальные реакции организма стали твердо установленными, не вызывающими сомнений фактами; в то же время установлено, что фагоцитарная деятельность и антитела находятся между собой в неразрывной взаимосвязи и взаимодействии, что фагоцитоз усиливается при одновременном воздействии гуморальных факторов иммунитета.
Оба эти явления регулируются и направляются центральной нервной системой.
За последние годы обнаружено, что в крови человека и животных циркулируют два типа лимфоцитов: 1) В-лимфоциты, - образующиеся в костном мозге, способные вырабатывать антитела, соединяющиеся с бактериальными антигенами или с бактериальными токсинами и обезвреживающие их; 2) Т-лимфоциты, образующиеся в тимусе (вилочковой железе), под воздействием которых осуществляется отторжение чужеродных тканей и уничтожение собственных клеток организма, изменивших свою наследственную (генетическую) структуру под влиянием, например, нуклеиновой кислоты вирусов и других малоизученных причин. Вилочковая железа может осуществлять свои функции только во взаимодействии с костным " мозгом.
Помимо уже известных белковых антител (иммуноглобулинов), обнаружен особый тип антител - иммуноглобулины Е, которые дают резко усиленные, искаженные реакции с различными антигенами. Этот I тип антител является одним из основных факторов, вызывающих аллергические реакции организма и заболевания аллергического характера (крапивница, ревматизм, бронхиальная астма, бруцеллез и др.). Причина образования в организме иммуноглобулина Е пока неизвестна.
Иммунитет. Иммунологическая память.
Иммунитет – это эволюционно обусловленная совокупность реакций взаимодействия между системой иммунитета и биологически активными агентами (антигенами). Эти реакции направлены на сохранение фенотипического постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма и результатом их могут быть различные феномены и реакции иммунитета. Одни из них являются полезными, защитными, другие обусловливают патологию. К первым относятся:
§ Противоинфекционный иммунитет – приобретенная специфическая невосприимчивость организма к конкретным инфекционным агентам возбудителям заболеваний (микробам, вирусам).
§ Толерантность – терпимость, неотвечаемость системы иммунитета на эндогенные или экзогенные антигены.
Другие реакции иммунитета, патологического, «стрессового уровня» приводят к развитию патологии:
§ гиперчувствительность – повышенная иммунная («иммунитетная») реакция на антигены-аллергены служит причиной двух видов заболеваний: аллергических – на экзогенные аллергены (аллергия) ; аутоаллергических (аутоиммунных ) – на эндогенные, собственные биомолекулы (аутоаллергия); при аутоиммунных болезнях "свои" молекулы узнаются системой иммунитета как "чужие" и на них развиваются реакции; система иммунитета в норме не отвечает на "свое" и отторгает "чужое".
§ анергия , т.е. отсутствие реакции на антигены (вариант толерантности), обусловлена недостаточностью различных видов иммунитета.
Основой реализации всех реакций иммунитета является иммунологическая память . Суть ее в том, что клетки системы иммунитета "помнят" о тех чужеродных веществах, с которыми они встречались и на которые реагировали. Иммунологическая память лежит в основе феноменов противоинфекционного иммунитета, толерантности и гиперчувствительности.
Система иммунитета (СИ) – это совокупность молекул, клеток, тканей и органов, осуществляющих иммунные реакции. Она включает несколько самостоятельных подсистем, которые реагируют как единое целое:
1. Лимфоидная система включает Т- и В-лимфоциты, которые образуют специфические факторы иммунитета (антитела и Т-клеточные рецепторы к антигену).
2. Система естественные киллерных клеток (ЕКК) .
3. Система антигенпредставляющих клеток (АПК) включает дендритные клетки, клетки Лангерганса, интердигитирующие клетки и др.
4. Система гранулоцитов объединяет нейтрофильные лейкоциты, базофильные лейкоциты/тучные клетки, эозинофильные лейкоциты.
5. Система мононуклеарных фагоцитов (моноциты, макрофаги тканей и органов).
6. Гуморальные факторы неспецифического естественного иммунитета: лизоцим, С-реактивный белок (СРБ), интерфероны, фибронектин, β-лизины, лектины и др.
7. Система комплемента .
8. Система тромбоцитов
К центральным органам системы иммунитета относятся красный костный мозг и тимус. К периферическим – циркулирующие лимфоциты крови, лимфатические узлы, селезенка, миндалины, лимфоидная ткань кишечника (пейеровы бляшки, солитарные фолликулы, лимфоидные образования аппендикса и др.), бронхоассоциированная лимфоидная ткань (в области бифуркации трахеи), лимфоидные образования кожи, печени.
На молекулярном уровне центральными понятиями иммунологии являются антигены, антитела, рецепторы и цитокины.
Антигены – любые вещества, чаще белки или гликопротеиды, которые, попадая в организм, вызывают образование специфических антител и/или Т-клеточных рецепторов. Антитела – белковые молекулы, иммуноглобулины, которые образуются В-лимфоцитами и плазмоцитами и специфично взаимодействуют с антигенами. Рецепторы – макромолекулы на клетках, специфически связывающие различные биологически активные вещества (лиганды ). Цитокины – медиаторы межклеточных взаимодействий, обеспечивающие взаимосвязь клеток как внутри системы иммунитета, так и их многочисленные связи с другими системами макроорганизма.
Виды иммунитета
Существуют механизмы «неиммунитетной», естественной неспецифической резистентности организма . К ним относятся защита организма от внешних агентов: наружными покровами (кожа, слизистые оболочки), механическими (слущивание эпителия, движение ресничек и секретов, слизистых оболочек, чихание, кашель), физическими механизмами (барьеры), химическими веществами (бактерицидное действие соляной, молочной, жирных кислот, ряда ферментов, особенно лизоцима – мурамидазы).
Видовая невосприимчивость (конституциональный, наследственный иммунитет) – это вариант неспецифической резистентности организма, генетически обусловленный особенностями обмена веществ данного вида. Он в основном связан с отсутствием условий, необходимых для размножения возбудителя. Например, животные не болеют некоторыми болезнями человека (сифилис, гонорея, дизентерия), и, наоборот, люди невосприимчивы к возбудителю чумы собак. Данный вариант резистентности не является истинным иммунитетом, так как он не осуществляется системой иммунитета.
От неспецифической, "неиммунитетной" резистентности, следует отличать неспецифические естественные факторы иммунитета или естественный врожденный иммунитет (innate natural immunity ). Они включают клетки и гуморальные факторы.
Среди гуморальных факторов важными являются естественные, предсуществующие антитела. Такие антитела исходно имеются в организме в небольшом количестве против многих бактерий и вирусов.
Неспецифическими гуморальными факторами иммунитета служат система комплемента, С-реактивный белок, фермент лизоцим, интерфероны, цитокины и др. Клеточные факторы – это фагоциты (моноциты, макрофаги, полиморфноядерные лейкоциты), которые проявляют свою активность во всех тканях, полостях, могут выходить на поверхность слизистых оболочек и там выполнять защитную функцию.
Приобретенный (адаптивный) иммунитет возникает в течение жизни в результате стимуляции клеток СИ антигенами микроорганизмов или получения готовых иммунных факторов. Поэтому он бывает естественным и искусственным , каждый из которых может быть активным и пассивным .
Естественный активный иммунитет появляется в результате контакта с возбудителем (после перенесенного заболевания или после скрытого контакта без проявления симптомов болезни).
Естественный пассивный иммунитет возникает в результате передачи от матери к плоду через плаценту (трансплацентарный) или с молоком готовых защитных факторов – лимфоцитов, антител, цитокинов и т.п.
Искусственный активный иммунитет индуцируется после введения в организм вакцин и анатоксинов, которые содержат микроорганизмы или их субстанции – антигены.
Искусственный пассивный иммунитет создается после введения в организм готовых антител или иммунных клеток. В частности, такие антитела содержатся в сыворотке крови иммунизированных доноров или животных.
4.CD-антигены-Молекулы дифференцировки клеток системы иммунитета
В процессе дифференцировки на мембранах клеток системы иммунитета появляются различные макромолекулы, соответствующие определенной стадии развития клеточных популяций. Они получили название CD-антигенов В настоящее время таких молекул известно более 250. Все они выполняют функции рецепторов, после взаимодействия с которыми внутрь клетки поступает сигнал и происходит ее активация, супрессия или апоптоз (программируемая клеточную гибель ).
Все CD-молекулы являются мембраннымифенотипическими маркерами соответствующих клеток. CD-антигены выявляют с помощью меченых моноклональных антител иммунофлюоресцентной микроскопией или проточной цитометрией .
Цитокины и интерлейкины
Дифференцировка и взаимодействие клеток системы иммунитета между собой, а также с клетками других систем организма, осуществляется с помощью регуляторных молекул – цитокинов .
Цитокины – это секретируемые активированными клетками пептидные медиаторы, осуществляющие регуляцию взаимодействий, активацию всех звеньев самой СИ и влияющие на различные органы и ткани.
Общие свойства цитокинов
1. Являются гликопротеинами с молекулярной массой 15-25 кД.
2. Действуют ауто - и паракринно (т.е. на саму клетку и на ее ближайшее окружение). Это короткодистантные молекулы
3. Действуют в минимальных (пико- и фемтомолярных) концентрациях.
4. Цитокины имеют соответствующие им специфические рецепторы на поверхности клеток
5. Механизм действия цитокинов заключается в передаче сигнала после взаимодействия с рецептором с мембраны клетки на ее генетический аппарат. При этом изменяется экспрессия клеточных белков с изменением функции клетки (например, выделяются другие цитокины).
Классификация цитокинов
Цитокины разделяются на несколько основных групп.
1. Интерлейкины (ИЛ)
2. Интерфероны
3. Группа факторов некроза опухоли (ФНО)
4. Группа колониестимулирующих факторов (например, гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор – ГМ-КСФ )
5. Группа факторов роста (эндотелиальный фактор роста, фактор роста нервов и т.д.)
6. Хемокины
Интерлейкины
Цитокины, выделяемые преимущественно клетками системы иммунитета , получили название интерлейкинов (ИЛ ) – факторов межлейкоцитарного взаимодействия .
Они нумеруются по порядку (ИЛ-1 – ИЛ-31). Выделяются лейкоцитами при стимуляции продуктами микробов и другими антигенами. Ниже приводятся основные интерлейкины, которые играют важнейшую роль в системе иммунитета как в норме, так и при развитии патологических состояний.
Фагоцитоз.
Процесс фагоцитоза происходит в несколько стадий.
Стадия хемотаксиса представляет собой целенаправленное движение макрофагов к объекту фагоцитоза (например, микробная клетка), который выделяет хемотаксические факторы (бактериальные компоненты, анафилатоксины, лимфокины и т.д.). Компоненты бактериальных клеток, продукты активации комплемента, например С5а, и локально выделяемые цитокины и хемокины привлекают фагоцитарные клетки в очаг инфекции и воспаления.
Стадия адгезии реализуется 2 механизмами: иммунным и неиммунным . Неиммунный фагоцитоз осуществляется за счет адсорбции антигена на поверхности макрофага при помощи различных молекул (например, лектинов). В иммунном фагоцитозе участвуют Fc-рецепторы макрофагов к иммуноглобулинам и C3b-компоненту комплемента. В одних случаях макрофаг несет на своей поверхности антитела, за счет которых прикрепляется к клетке-мишени. В других – с помощью Fс-рецептора он сорбирует уже образовавшийся иммунный комплекс. Антитела и факторы комплемента, усиливающие фагоцитоз, называют опсонинами .
Стадия эндоцитоза (поглощения ).
При этом происходит инвагинация мембраны фагоцита и обволакивание объекта фагоцитоза псевдоподиями с образованием фагосомы . В дальнейшем фагосома сливается с лизосомами и образуется фаголизосома .
Стадия переваривания .
В эту стадию происходит активация многочисленных ферментов, разрушающих объект фагоцитоза.
Фагоцитарные клетки обладают разнообразными механизмами уничтожения микробов.
Главный из них – продукция активных форм кислорода (АФК) через активацию гексозомонофосфатного шунта.
При этом восстанавливается молекулярный кислород с образованием супероксидного анион-радикала ("O2), из которого образуются потенциально токсичные гидроксильные радикалы (-ОН), синглетный молекулярный кислород и H 2 O 2 . В нейтрофилах под действием миелопероксидазы (и каталазы, содержащейся в пероксисомах, из перекисей в присутствии галоидов образуются дополнительные токсичные оксиданты, например гипоиодит и гипохлорит (производные НOI и HClO).
Дополнительный бактерицидный механизм основан на образовании токсичного для бактерий и опухолевых клеток оксида азота NO.
Кроме того, в фагоцитах имеются катионные белки , обладающие антимикробным действием. Важную роль играют дефензины – богатые остатками цистеина и аргинина катионные пептиды. Они вызывают образование ионных каналов в мембране микробной клетки.
Другие антимикробные механизмы : после слияния лизосом содержимое фаголизосомы временно подщелачивается, после чего рН ее содержимого падает, т. е. происходит подкисление, необходимое для действия лизосомных ферментов. Hекоторые грамположительные бактерии чувствительны к действию фермента лизоцима.
Различают завершенный и незавершенный фагоцитоз. При завершенном фагоцитозе происходит полное переваривание и бактериальная клетка погибает. При незавершенном фагоцитозе микробные клетки остаются жизнеспособными. Это обеспечивается различными механизмами. Так, микобактерии туберкулеза и токсоплазмы препятствуют слиянию фагосом с лизосомами; гонококки, стафилококки и стрептококки могут быть устойчивыми к действию лизосомальных ферментов, риккетсии и хламидии могут долго персистировать в цитоплазме вне фаголизосомы.
Последняя стадия фагоцитоза – удаление непереваренных фрагментов бактерий и других объектов фагоцитоза.
13.Классы иммунноглобулинов
Иммуноглобулины класса G составляютосновную массу иммуноглобулинов сыворотки крови (75-85%) – 10 г/л (8-12 г/л). Они неоднородны по строению Fс-фрагмента и различают их четыре субкласса: G1, G2, G3, G4.
Снижение уровня IgG в крови обозначается как гипогаммаглобулинемия IgG, увеличение – гипергаммаглобулинемия IgG.
Основную массу антител против бактерий, их токсинов и вирусов составляют IgG.
Иммуноглобулины класса М (м.м. 950 кДа) содержатся в сыворотке крови в концентрации от 0.8 до 1.5 г/л, в среднем – 1 г/л. В крови они находятся в виде пентамеров. Антитела IgM синтезируются в организме при первичном иммунном ответе, низкоаффинны, но высокоавидны из-за большого числа активных центров.
Иммуноглобулины класса А (от 1,5 до 3 г/л) IgA в крови присутствуют в виде мономеров, а в секретах в форме димеров и тримеров. Секреторные IgA (sIgA), будучи антителами, формируют местный иммунитет, препятствуют адгезии микроорганизмов к эпителию слизистых оболочек, опсонируют микробные клетки, усиливают фагоцитоз.
Иммуноглобулины класса D содержатся в сыворотке крови в концентрации 0,03-0,04 г/л. Они служат рецепторами созревающих В-лимфоцитов.
Иммуноглобулины класса Е присутствуют в сыворотке крови в концентрации около 0,00005 г/л или от 0 до 100 МЕ/мл (1 МЕ ~ 2,4 нг). При аллергии их содержание в крови увеличивается и многие из них специфичны к аллергену, т.е. являются антителами.
Иммуноглобулины
Иммуноглобулины – это большое семейство белков, которые синтезируются В-лимфоцитами и плазматическими клетками. Иммуноглобулины находятся в крови и при электрофорезе сыворотки крови они образуют фракцию g-глобулинов. Часть особых иммуноглобулинов – секреторных – присутствует во всех секретах, продуцируемых слизистыми оболочками (слезная жидкость, слизь носа, бронхов, кишечника, половых органов). В структуре иммуноглобулиновой молекулы различают 2 тяжелые (H – heavy) и 2 легкие (L – light) полипептидные цепи, соединенные между собою дисульфидными связями.
В цепях молекулы иммуноглобулинов различают константные и вариабельныеучастки .
Отдельные замкнутые в виде глобул части цепей иммуноглобулина получили название доменов . Гипервариабельные участки , где часты замены аминокислот, относятся к регионам, определяющим комплементарность иммуноглобулиновых молекул. Эти регионы локализованы в доменах тяжелой (VH) и легкой (VL) цепей. Они формируют активный центр молекулы иммуноглобулина (антитела).
Между СН1 и СН2 доменами тяжелой цепи локализуется подвижный – "шарнирный" участок молекулы иммуноглобулина, чувствительный к протеолитическим ферментам (папаину, пепсину, трипсину). Под действием папаина молекула иммуноглобулина расщепляется на 2 Fab-фрагмента (fragment antigen binding – фрагмент, связывающий антиген) и Fc-фрагмент (fragment crystallizable – фрагмент кристаллизующийся).
Когда молекула Ig связывает антиген, CН2 домен Fc-фрагмента иммуноглобулина активирует комплемент по классическому пути, а СH3 домен может связываться с Fc-рецепторами, имеющимися на лейкоцитах и других клетках.
Т-лимфоциты
После поступления в тимус (вилочковую железу) происходит антигеннезависимая дифференцировка Т-клеток под влиянием гормонов тимуса (a- и b-тимозины, тимулин, тимопоэтин). Здесь Т-лимфоциты дифференцируются в иммунокомпетентные клетки и приобретают способность к распознаванию антигена.
Основные молекулы-маркеры, присутствующие на поверхности Т-лимфоцитов: CD2 (один эпитоп-рецептор к эритроцитам барана), СD3, СD4 (у Т-хелперов), СD8 (у Т-цитотоксических (Тц)).
В норме у человека Т-лимфоциты составляют 60% (50-75%) всех лимфоцитов крови.
Т-лимфоциты неоднородны по функциям. Различают следующие основные их субпопуляции: Т 0 (нулевые, тимические, «наивные», незрелые), Т-хелперы, Т-супрессоры и Т-клетки памяти (см. рис. 1.1).
Т-хелперы (Тх) стимулируют пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов, выделяя интерлейкины. На поверхности Т-хелперов имеются те же маркеры, что и на остальных Т-лимфоцитах (СD2, СD3), а также свойственная им СD4-молекула адгезии, которая участвует как вспомогательная при взаимодействии с антигеном Т-клеточного рецептора (см. ниже), служит рецептором к ВИЧ-вирусу и к молекулам главного комплекса гистосовместимости II класса (МНС-II) других клеток. В норме у человека Тx составляют 34-45% лимфоцитов крови. Среди них различают Тx первого типа (Тx1) , выделяющие ИЛ-2, g-интерферон и другие, и в итоге обеспечивающие реакции Т-клеточного иммунитета; Тx второго типа (Тx2), секретирующие ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-10, ИЛ-13 и стимулирующие синтез антител.
Тх 3-регуляторная субпопуляция (фенотип CD4 + CD25 +) при активации синтезирует ИЛ-10 и TGFb (трансформирующий фактор роста b). Синтез этих цитокинов и продукта гена Foxр4 + – белка скурфина ассоциирован с супрессией иммунного ответа.
Т-цитотоксическими называют те Т-лимфоциты (18-22% в крови), которые несут антиген СD8 и рецептор к IgG (Fcg). Макромолекула CD8 служит рецептором для антигенов главного комплекса гистосовместимости I класса (МНС-I). После активации антигеном Т-супрессоры/цитотоксические клетки – Т-киллеры связываются с ним на поверхности клеток и, выделяя цитотоксин (белок перфорин), разрушают их. При этом Т-киллер остается жизнеспособным и может разрушать следующую клетку.
Т-клеточный рецептор
На поверхности Т-лимфоцитов имеется около 3 х 10 4 прочно связанных с мембранами Т-клеточных рецепторов (ТКР) к антигену, чем-то напоминающих антитела. Т-клеточный рецептор является гетеродимером и состоит из альфа- и бета- (молекулярная масса 40-50 кDа) и, реже, из g/d-цепей (1-5%-клеток в крови).
У Тх и Тц ТКР одинаковы по строению. Однако Т-хелперы взаимодействуют с антигеном, ассоциированным с HLA-молекулами II класса, а Т-цитотоксические распознают антиген в комплексе с HLA-молекулами I класса. Причем белковый антиген должен быть переварен антигенпредставляющими клетками и представлен в виде пептида длиной 8-11 аминокислот для Т-цитотоксических и 12-25 для Т-хелперов. Такое различие в связывании Тх и Тс пептидов обусловлено участием во взаимодействии молекул – CD4 у Тх и CD8 у Тц.
8.Антигены (АГ)
– это любые простые или сложные вещества, которые при попадании внутрь организма тем или иным путем, вызывают иммунную реакцию, и способны специфично взаимодействовать с продуктами этой реакции: антителами и иммунными Т-клетками.
Иммунизация – введение антигенов в организм с целью создания искусственного активного иммунитета или для получения препаратов антител.
Различают:
ксеногенные (гетерологичные) антигены – межвидовые антигены, например – биомолекулы животных при их введении человеку, наиболее сильные антигены;
аллогенные антигены или изоантигены, внутривидовые, отличающие людей (и животных) друг от друга;
аутоантигены – собственные молекулы организма, на которые из-за нарушения аутотолерантности развивается иммунная реакция.
Основными свойствами антигенов являются иммуногенность и специфичность . Под иммуногенностью понимают способность антигена индуцировать в организме иммунную реакцию. Специфичность определяется взаимодействием антигена только с комплементарными ему антителами или рецепторами Т-лимфоцитов определенного клона.
Полноценными антигенами являются природные или синтетические биополимеры, чаще всего белки и полисахариды, а также комплексные соединения (гликопротеиды, липопротеиды, нуклеопротеиды).
Неинфекционные антигены
К неинфекционным антигенам относятся АГ растений, лекарственные препараты, химические, природные и синтетические вещества, антигены клеток животных и человека.
Антигены растений часто вызывают у чувствительных к ним людей аллергические реакции, т.е. являются аллергенами. Пыльца растений - причина поллинозов (пыльцевой аллергии). Пищевые продукты растительного происхождения индуцируют пищевую аллергию.
Практически все химические вещества, особенно ксенобиотики (синтетические вещества не встречающиеся в природе) и лекарства - это гаптены, которые индуцируют аллергию у длительно контактировавших с ними людей.
Среди антигенов тканей и клеток животных и человека различают стромальные антигены, поверхностные клеточные – мембранные АГ, цитоплазматические (микросомальные, микротубулярные), митохондриальные, ядерные (нуклеопротеиды, нуклеиновые кислоты).
Антигены животных по отношению к человеку являются ксеногенными антигенами. Поэтому при введении, например, белков сыворотки животных (лошадиной противодифтерийной и др.) всегда возникает иммунная реакция, которая будет аллергической при повторном их поступлении. Шерсть и перхоть животных (кошек, собак) являются сильными аллергенами для человека.
Инфекционные антигены
Инфекционные антигены – это антигены бактерий, вирусов, грибов, простейших. Все они могут служить аллергенами, так как вызывают аллергические реакции.
В зависимости от локализации в бактериальной клетке различают К-, Н- и О-антигены (обозначают буквами латинского алфавита).
К-АГ (М.М. около 100кД) – это гетерогенная группа наиболее поверхностных, капсульных АГ бактерий. Характеризуют групповую и типовую принадлежность бактерий.
О-АГ – полисахарид, входит в состав клеточной стенки бактерий, являясь частью липополисахарида (ЛПС). Он особенно выражен у грамотрицательных бактерий. О-АГ определяет антигенную специфичность ЛПС и по нему различают много серовариантов бактерий одного вида.
В целом ЛПС является эндотоксином . Уже в небольших дозах вызывает лихорадку из-за активации макрофагов через CD14 и TLR-4 с выделением ИЛ-1, ИЛ-12, ФНОa и других цитокинов, поликлональную тимуснезависимую активацию В-лимфоцитов и синтез антител, дегрануляцию гранулоцитов, агрегацию тромбоцитов. Он может связываться с любыми клетками организма, но особенно с макрофагами. В больших дозах угнетает фагоцитоз, вызывает токсикоз, нарушение функции сердечно-сосудистой системы, тромбозы, эндотоксический шок. ЛПС некоторых бактерий входит в состав иммуностимуляторов (продигиозан, пирогенал).
Пептидогликаны клеточной стенки бактерий, особенно полученные из них фракции мурамилпептидов обладают сильным адъювантным эффектом на клетки СИ, неспецифически усиливая ответ на различные антигены.
Н-АГ входит в состав бактериальных жгутиков, основа его – белок флагеллин, термолабилен.
Антигены вирусов. У большинства вирусов имеются суперкапсидные – поверхностные оболочечные, белковые и гликопротеидные АГ (например, гемагглютинин и нейраминидаза вируса гриппа), капсидные – оболочечные и нуклеопротеидные (сердцевинные) АГ.Определение вирусных антигенов в крови и других биологических жидкостях широко используется для диагностики вирусных инфекций. Наиболее иммуногенные, протективные пептиды вирусов используются для создания синтетических вакцин. По строению они вариабельны даже у одного вида вирусов.
Система HLА-онтигенов
На лимфоцитах выявлена целая система молекул лейкоцитарных АГ – HLA , которая контролируется генами главного комплекса гистосовместимости. Комплекс включает около 4х10 6 пар нуклеотидов и состоит из множества тесно сцепленных генетических структурных единиц – локусов, представленных разными генами. Каждый из них может существовать в нескольких вариантах, называемых аллелями. Этот комплекс генов находится у человека в 6 хромосоме.
Продукты этих HLA-генов – HLA-молекулы (антигены ) – это белки клеточных мембран. Их набор у каждого человека индивидуален и только у однояйцевых близнецов он одинаков.
Основные функции HLA-молекул (антигенов):
участвуют в распознавании экзогенных антигенов;
межклеточных взаимодействиях и развитии иммунного ответа;
определяют предрасположенность к заболеваниям;
являются маркерами «своего» – собственных неизмененных клеток;
вызывают реакцию отторжения антиген-несовместимых трансплантатов тканей донора и только тогда они и являются антигенами.
Гены главного комплекса гистосовместимости или у человека – гены HLA системы и соответствующие им HLA-молекулы определяют силу и специфичность иммунного ответа. По существу обычное название – «HLA-антигены» неточно, так как эти молекулы служат антигенами, лишь поступая в другой организм (пересадка тканей, переливание лейкоцитов). Аутологичные HLA-молекулы неантигенны для самого организма и, более того, служат рецепторами для первичного распознавания процессированных антигенов , и в этом их важнейшая физиологическая роль .
Основное значение в иммунорегуляции имеют гены I и II классов гистосовместимости . Локусы генов I класса локализуются в периферическом плече 6 хромосомы, II класса – ближе к центромере.
HLA-АГ I класса имеются на всех ядросодержащих клетках: лимфоцитах, в меньшей степени – на клетках печени, легких, почек, очень редко на клетках мозга и скелетных мышц. Антигены I класса контролируются генными локусами: HLA-A , HLA-B , HLA-C и другими. Они взаимодействуют с антигенными пептидами вирусов, опухолевыми и другими АГ внутри цитоплазмы пораженных клеток. Далее комплекс HLA-АГ – антигенный пептид представляется на клеточной мембране СВ8+ Т-цитотоксическим лимфоцитам (киллерам), которые разрушают измененные клетки.
HLA-AГ II класса (HLA- DR , HLA- DP , HLA- DQ и др.) экспрессированы на В-лимфоцитах, ДК, макрофагах, активированных Т-лимфоцитах, а также появляются на эндотелиальных и эпителиальных клетках после стимуляции их g-интерфероном. Они участвуют в распознавании чужеродных антигенов – пептидов размером до 30 остатков аминокислот. Их основная функция – процессинг (ферментативная переработка) и презентация экзоантигенов CD4+ хелперным клеткам для их последующей активации. Активация Т-хелперов обеспечивает развитие эффективного клеточного и гуморального иммунного ответа на представленный АГ.
6.В-лимфоциты: дифференцировка, функции
В-лимфоциты происходят из ГСК и дифференцируются в эмбриональной печени, затем в костном мозге. У птиц эти клетки созревают в Фабрициевой сумке (bursa). Отсюда они и получили название "В-лимфоциты".
Различают В-1 и В-2 субпопуляции лимфоцитов.
Особая В-1 субпопуляция имеет маркер CD5, возникает из лимфоидной стволовой клетки (ЛСК) и локализуется в брюшной и плевральной полостях, сальнике, миндалинах. Рецепторы этих лимфоцитов и образуемые ими иммуноглобулины класса IgM служат антителами к полисахаридам различных бактерий. Вероятно, это клетки естественного иммунитета, а образуемые иммуноглобулины – естественные антитела. Кроме того, IgM, продуцируемые В-1 лимфоцитами могут быть аутоантителами.
В-2 субпопуляция – обычные В-лимфоциты имеют на поверхности Ig-рецепторы для распознавания антигена. При стимуляции антигенами они созревают в плазмоциты, секретирующие иммуноглобулины – антитела.
На всех этапах дифференцировка В-лимфоцитов определяется активацией и перестройкой соответствующих генов, контролирующих синтез тяжелой и легкой цепей IgM и других молекул. Реаранжировка генов определяет разнообразие этих молекул.
Предсуществует 10 9 -10 16 вариантов В-клеток, исходно запрограммированных на синтез иммуноглобулинов – антител определенной специфичности.
На зрелых В-лимфоцитах имеются мембраносвязанные иммуноглобулины (mIg), преимущественно mIgM и mIgD. В крови 5-15% В-лимфоцитов несут IgM, на многих дополнительно (или только один) присутствует mIgD. Только на 0,3-0,7% находится mIgG (к нему не относятся IgG, связанные через Fcg-рецептор, их больше), редко встречается mIgA – 0,1-0,9% лимфоцитов.
В-лимфоциты через свои рецепторы могут стимулироваться Т-независимыми антигенами (липополисахаридами или полисахаридами) Эти антигены имеют линейно повторяющиеся структуры. С помощью Т-хелперов В-лимфоциты реагируют на остальные антигены.
В норме в крови у человека содержится 17-30% В-клеток от общего числа лимфоцитов.
Итак, В-клетки:
в эмбриогенезе развиваются в печени, а постнатально в костном мозге
аутореактивные В-клетки удаляются в результате «делеции клона» и клональной анергии
стадии дифференцировки проходят путем реаранжировки генов тяжелых цепей иммуноглобулинов
созревание сопровождается изменением экспрессии молекул адгезии и рецепторов под влиянием цитокинов стромы
В-клетки созревают в герминальных центрах лимфоузлов, селезенки и др. при участии ДК и несут IgM-молекулы, IgD и другие иммуноглобулины – рецепторы на поверхности, которые могут взаимодействовать с антигенами
конечная стадия дифференцировки – плазматические клетки – продуцируют иммуноглобулины – антитела различных изотипов (классов)
локализуются в зародышевых центрах лимфоидных органов; Ig-несущие В-клетки циркулируют в крови и лимфе
Динамика иммунного ответа
В условиях реального иммунного ответа при попадании сложного комплексного антигена (например, бактериальной клетки или вируса) в организм иммунные реакции развертываются по неспецифическим и специфическим механизмам.
Неспецифические механизмы иммунного ответа
Первоначально на антиген реагируют неспецифические гуморальные и клеточные факторы иммунной защиты. Более чем в 90% случаев этого бывает достаточно, чтобы предупредить развитие заболевания.
Главную роль в этих процессах играют мононуклеарная система фагоцитов, система гранулоцитов, ЕК-клетки, система комплемента, белки острой фазы воспаления (например, С-реактивный белок), естественные антитела.
После внедрения микробной клетки в макроорганизм одновременно развиваются несколько процессов.
Происходит активация комплемента по альтернативному пути через С3-компонент. В результате образуется мембраноатакующий комплекс С5b-С9, который лизирует микробную клетку. Образуется много антигенных фрагментов. В результате активации комплемента также образуются другие биологически активные компоненты комплемента С3b, а также С3а и С5а – анафилотоксины .
Эти компоненты усиливают иммунный ответ разными путями.
С3b связывается с поверхностью микробной клетки. Далее этот комплекс связывается с мембраной макрофага через рецептор для комплемента CD35. Тем самым он выступает в роли опсонина , вызывая накопление макрофагов в очаге воспаления и стимулируя их адгезию к клетками-мишеням.
Анафилотоксины, особенно С5а, являются наиболее мощными хемоаттрактантами. Они привлекают нейтрофилы и макрофаги, вызывая их оседание в очаге воспаления.
Белки острой фазы воспаления (С-реактивный белок, фибронектин и др) связываются с микробной клеткой, препятствуя процессам микробной инвазии. Кроме того, С-реактивный белок активирует комплемент через С1 компонент по лектиновому пути с последующим образованием МАК и лизисом микробной клетки.
Естественные антитела обычно обладают низкой аффинностью к АГ и полиреактивностью. Обычно они продуцируются особой субпопуляцией СD5+ В-лимфоцитов. Вследствие разности в зарядах такие АТ связываются с АГ микробной клетки и могут активировать комплемент по классическому пути. Кроме того, они связываются с СД16 на поверхности нейтрофилов и макрофагов и вызывают адгезию фагоцитов и клеток-мишеней, выступая в роли опсонинов (иммунный фагоцитоз ).
Также естественные АТ могут обладать собственной каталитической (абзимной ) активностью, что приводит к гидролизу поступившего антигена.
Однако наибольшее значение в динамике иммунного ответа на первых этапах имеют неспецифические клеточные реакции.
Основную роль здесь играет фагоцитоз микробных клеток нейтрофилами и макрофагами. Под действием хемокинов (анафилотоксинов, ИЛ-8) они мигрируют и оседают в очаге воспаления. Сильным стимулятором хемотаксиса фагоцитов являются также компоненты клеточной стенки микроба Далее происходит адгезия фагоцитов на клетках-мишенях. Она обеспечивается взаимодействием лектиновых рецепторов макрофага с полисахаридами клеточной стенки микроба, в результате процессов опсонизации микробов антителами и компонентами комплемента, а также через систему Toll-like рецепторов. Последнее взаимодействие играет особую роль, так как в зависимости от своей природы, АГ активирует определенный вид TLR. Это перенаправляет иммунный ответ либо по клеточному, либо по гуморальному пути.
Одновременно макрофаги выделяют комплекс провоспалительных цитокинов (ИЛ-1, aФНО, гамма-интерферон), которые активируют преимущественно Тх1 с развитием воспаления.
Этот процесс может существенно усиливаться вследствие связывания ЛПС бактерий с CD14 рецептором макрофага и TLR-4. При этом массивный выброс провоспалительных цитокинов вызывает лихорадку и может приводить к эндотоксическому шоку.
Важным компонентом неспецифического ответа является действие ЕК-клеток. Установлено, что они могут атаковать большинство клеток-мишеней независимо от их происхождения. Однако в организме на мембранах ядросодержащих клеток имеются HLA АГ I класса. При взаимодействии с ними ЕК получают сигнал, который в норме подавляет их активацию. При изменении экспрессии HLA АГ I класса в результате поражения клетки вирусом или ее опухолевой трансформации происходит активация ЕК, выделение перфорина и лизис измененной клетки-мишени. Кроме того, ЕК активируются, взаимодействуя своими Fc-рецепторами с антителами, адсорбированными на мембранных АГ чужеродных клеток (антителозависимая клеточная цитотоксичность ).
В результате изучения материала данной главы студент будет:
знать
- о значении иммунной системы для организма, о механизмах и органах иммунной защиты;
- о возрастных морфофункциональных особенностях иммунных органов, об организации иммунного ответа в разные периоды онтогенеза, о факторах, влияющих на их состояние и развитие иммунитета в онтогенезе;
- возможные пути организации профилактических мероприятий, направленных на укрепление иммунной защиты в детском и подростковом возрасте;
уметь
- анализировать возрастные особенности иммунной защиты и обусловленные ими требования к уходу и воспитанию детей и подростков;
- анализировать теоретические предпосылки методов повышения иммунной защиты для обоснованного использования их в практической деятельности;
владеть навыками
Культурно-просветительной работы по вопросам иммунной защиты в детском и подростковом возрасте.
Механизмы иммунной защиты организма
Иммунитет – э го способность распознавать вторжение в организм чужеродных объектов и уничтожать или удалять эти объекты из организма.
В организме человека одновременно работают две иммунные системы, различающиеся своими возможностями и механизмом действия, – специфическая и неспецифическая. Специфические защитные механизмы отличаются тем, что они начинают действовать только после первичного контакта с антигеном, тогда как неспецифические обеззараживают даже тс вещества, с которыми организм прежде не встречался. Однако специфическая иммунная система является наиболее мощной и эффективной.
Специфическая иммунная система
При проникновении в организм антигена клетки специфической иммунной системы начинают вырабатывать антитела и антитоксины, которые соединяются с антигенами и нейтрализуют их вредное влияние на организм. Антитела, или иммунные тела, представляют собой циркулирующие в крови белковые вещества (иммуноглобулины), образующиеся в организме под действием попавших в него чужеродных тел (бактерий, вирусов, белковых частиц и др.), называемых антигенами. Антитоксины – это антитела, синтезирующиеся в организме при его отравлении токсинами (ядовитыми веществами, продуцируемыми патогенными микроорганизмами).
Основной структурной и функциональной единицей специфической иммунной системы является белая кровяная клетка – лимфоцит, который существует в виде двух независимых популяций (Т-лимфоциты и В-лимфоциты). Лимфоциты, как и другие клетки крови, образуются из стволовых клеток костного мозга. Из части стволовых клеток формируются непосредственно В-лимфоциты. Другая часть поступает в тимус (вилочковую железу), где они дифференцируются в Т-лимфоциты.
В специфической борьбе с чужеродными микроорганизмами участвуют и клетки (клеточный иммунитет), и антитела (гуморальный иммунитет).
Клеточный иммунитет. Т-лимфоциты, несущие на своих мембранах рецепторы соответствующих веществ, распознают иммуноген. Размножаясь, они образуют клон таких же Т-клеток и уничтожают микроорганизм или вызывают отторжение чужеродной ткани.
Гуморальный иммунитет. В-лимфоциты также распознают антиген, после чего синтезируют соответствующие антитела и выделяют их в кровь. Антитела связываются с антигенами на поверхности бактерий и ускоряют их захват фагоцитами либо нейтрализуют бактериальные токсины.
Становление механизмов специфического иммунитета связано с формированием лимфоидной системы, дифференцировкой Т- и В-лимфоцитов, которая начинается с 12-й недели внутриутробной жизни. У новорожденных содержание Т- и В-лимфоцитов в крови выше, чем у взрослого, но они менее активны, поэтому основную роль играют антитела, попадающие в кровь ребенка от матери через плаценту до рождения и поступающие с материнским молоком.
Собственная иммунная система начинает функционировать с началом развития микрофлоры в желудочно-кишечном тракте ребенка. Микробные антигены являются стимуляторами иммунной системы организма новорожденного. Примерно со 2-й недели жизни организм начинает выработку собственных антител. В первые 3–6 месяцев после рождения разрушается материнская и созревает собственная иммунная система. Низкое содержание иммуноглобулинов в течение первого года жизни объясняет легкую восприимчивость детей к различным заболеваниям. Только ко 2-му году организм ребенка обретает способность вырабатывать достаточное количество антител. Иммунная защита достигает максимума на 10-м году. В дальнейшем напряженность иммунитета держится на постоянном уровне и начинает снижаться после 40 лет.
Важнейшим свойством специфической иммунной системы является иммунологическая память. В результате первой встречи запрограммированного лимфоцита с определенным антигеном образуется два вида клеток. Одни из них сразу выполняют свою функцию – секретируют антитела, другие представляют собой клетки памяти, циркулирующие в крови длительное время. В случае повторного поступления этого же антигена клетки памяти быстро превращаются в лимфоциты, вступающие в реакцию с антигеном (рис. 10.1). При каждом делении лимфоцита количество клеток памяти возрастает.
Рис. 10.1.
(на графике видно, что организм, один раз уже боровшийся с инфекцией, во второй раз реагирует быстрее и более мощно)
Кроме того, после встречи с антигеном Т-лимфоциты активируются, увеличиваются и дифференцируются в одну из пяти субпопуляций, каждая из которых обусловливает определенный ответ. Т-киллеры (убийцы) при встрече с антигеном вызывают его гибель. Т-супрессоры подавляют иммунный ответ В-лимфоцитов и других Т-лимфоцитов на антигены. Для осуществления иммунного ответа В-лимфоцита на антиген необходима его кооперация с Т-хелпером (помощником). Но это взаимодействие возможно только при наличии макрофага – Е-клетки. При этом макрофаг передает антиген В-лимфоциту, который затем продуцирует плазматические клетки, уничтожающие чужеродный микроорганизм.
В-лимфоцит производит сотни плазматических клеток. Каждая такая клетка дает огромное количество антител, готовых уничтожить антиген. Антитела по своей природе являются иммуноглобулинами и обозначаются Ig. Иммуноглобулины бывают пяти видов: IgA, IgG, IgE, IgD и IgM. Около 15% всех антител – это IgG, которые вместе с IgM воздействуют на бактерии и вирусы. IgA защищают слизистые оболочки пищеварительной, дыхательной, мочеполовой систем. IgE ответственны за аллергические реакции. Увеличение количества IgM свидетельствует об остром заболевании, IgG – о хроническом процессе.
Кроме того, лимфоциты продуцируютлимфокипы. Самый известный из них – интерферон, который образуется под действием вируса. Функцией интерферона является стимуляция неинфицированных клеток к выработке противовирусных белков. Интерферон активен против всех видов вирусов и способствует увеличению числа Т-лимфоцитов.
Активация лимфоцитов приводит также к синтезу клетками неспецифических биологически активных веществ, называемых цитокинами, или интерлейкинами. Эти вещества регулируют характер, глубину, продолжительность иммунного ответа и иммунного воспаления. Продолжительность жизни В-лимфоцитов составляет несколько недель, Т-лимфоцитов – 4–6 месяцев.
Специфический иммунитет может быть активным и пассивным, врожденным и приобретенным. Существуют четыре основных типа иммунитета:
- естественный пассивный иммунитет (иммунитет новорожденного) – готовые антитела передаются от одного индивидуума к другому (того же вида); вследствие естественного разрушения антител в организме он обеспечивает лишь кратковременную защиту от инфекции;
- приобретенный пассивный иммунитет – на основе образованных в организме одного индивидуума антител создают лечебные сыворотки и вводят их в кровь другому; этот вид иммунитета также сохраняется непродолжительное время;
- естественный активный иммунитет – организм вырабатывает собственные антитела при инфицировании;
- приобретенный активный иммунитет – в организм вводятся небольшие количества иммуногенов в виде вакцины.
Неспецифические факторы защиты включают:
- непроницаемость кожного покрова и слизистых оболочек для микроорганизмов;
- бактерицидные вещества в слюне, слезной жидкости, крови, спинномозговой жидкости;
- выделение вирусов почками;
- фагоцитоз – процесс поглощения чужеродных частиц и микроорганизмов специальными клетками: макрофагами и микрофагами;
- гидролитические ферменты, расщепляющие микроорганизмы;
- лимфокины;
- систему комплемента – специальную группу белков, участвующих в "борьбе" с чужеродными микроорганизмами.
Фагоцитарная реакция осуществляется с помощью специальных лейкоцитов, способных к фагоцитозу, т.е. поглощению болезнетворных агентов и комплексов антиген-антитело. У человека фагоцитарную роль выполняют нейтрофилы и моноциты. Как только в организм попадают чужеродные частицы, к месту их внедрения направляются находящиеся поблизости лейкоциты, причем скорость некоторых из них может достигать почти 2 мм/ч. Приблизившись к чужеродной частице, лейкоциты обволакивают ее, втягивают внутрь протоплазмы и затем переваривают с помощью специальных пищеварительных ферментов. Многие из лейкоцитов при этом гибнут, и из них образуется гной. При распаде погибших лейкоцитов выделяются также вещества, вызывающие в ткани воспалительный процесс, сопровождающийся неприятными и болевыми ощущениями. Вещества, обусловливающие воспалительную реакцию организма, способны активировать все защитные силы организма: к месту внедрения чужеродного тела направляются лейкоциты из самых отдаленных частей тела.
АЛЛЕРГИЯ И АНАФИЛАКСИЯ.
1. Понятие об иммунологической реактивности.
2. Иммунитет, его виды.
3. Механизмы иммунитета.
4. Аллергия и анафилаксия.
ЦЕЛЬ: Представлять значение иммунологической реактивности, виды, механизмы иммунитета, аллергию и анафилаксию, что необходимо для понимания иммунологической защиты организма от генетически чужеродных тел и веществ, а также при проведении прививок против инфекционных заболеваний, введении сывороток с профилактической и лечебной целями.
1. Иммунология - наука о молекулярных и клеточных механизмах иммунного ответа и его роли при различных патологических состояниях организма. К одной из актуальных проблем им-мунологии относится иммунологическая реактивность - важнейшее выражение реактивности вообще,т.е свойства живой системы реагировать на воздействия различных факторов внешней и внутренней среды. Понятие иммунологической реактивности включает в себя 4 взаимо-связанных явления: 1) невосприимчивость к заразным болезням, или иммунитет в собственном смысле слова;2) реакции биологической несовместимости тканей;3) реакции повышенной чувствитель-ности (аллергию и анафилаксию);4) явления привыкания к ядам различного происхождения.
Все эти явления объединяют друг с другом следующие признаки:1) все они возникают в организме при попадании в него чужеродных живых существ (микробов, вирусов) или болезненно измененных тканей, различных антигенов, токсинов.2) эти явления и реакции являются реакциями биологической защиты, направленной на сохранение и поддержание постоянства,устойчивости, состава и свойств каждого отдельного целостного организма;3) в механизме большинства самих реакций существенное значение имеют процессы взаимодействия антигенов с антителами.
Антигены (греч. anti - против, genos - род, происхождение) – чуждые для организма вещества, вызывающие образование антител в крови и других тканях. Антитела - белки группы иммуноглобулинов, образующиеся в организме при попадании в него некоторых веществ (антигенов) и нейтрализующие их вредное действие.
Иммунологическая толерантность (лат. tolerantia - терпение) - полное или частичное отсутствие иммунологической реактивности, т.е. потеря (или снижение) организмом способности к выработке антител или иммунных лимфоцитов в ответ на антигенное раздражение. Она может быть физиологической, патологической и искусственной (лечебной). Физиологическая иммунологическая толерантность проявляется переносимостью иммунной системой белков собственного организма. В основе такой толерантности лежит «запоминание» клетками иммунной системы белкового состава своего организма. Пример патологической иммунологической толерантности - переносимость опухоли организмом. В этом случае иммунная система слабо реагирует на чуже-родные по белковому составу раковые клетки, с чем может быть связан не только рост опухоли, но и ее возникновение. Искусственная (лечебная) иммунологическая толерантность воспроизводится с помощью воздействий, снижающих активность органов иммунной системы, например, введением иммунодепрессантов, ионизирующим излучением. Ослабление активности иммунной систе-мы обеспечивает переносимость организмом пересаженных органов и тканей (сердца, почки).
2. Иммунитет (лат. immunitas - освобождение от чего-либо, избавление) - это невосприимчивость организма по отношению к возбудителям болезней или определенным ядам. Иммунные реакции направлены не только против возбудителей болезней и их ядов (токсинов), но и против всего чужеродного: чужих клеток и тканей, генетически изменившихся в результате мутации собственных клеток, в том числе и раковых. В каждом организме существует иммунологический надзор, обеспечивающий распознавание «своего» и «чужого» и уничтожение «чужого». Поэтому под иммунитетом понимают не только невосприимчивость к заразным болезням, но и способ защиты организма от живых существ и веществ, несущих признаки чужеродности. Иммунитет - это способность организма защищаться от генетически чужеродных тел и веществ.По способу происхождения различают врожденный (видовой) и приобретенный иммунитет.
Врожденный (видовой) иммунитет является наследственным признаком для данного вида животных. По прочности или стойкости его разделяют на абсолютный и относительный. Абсолютный иммунитет является очень прочным: никакие воздействия внешней среды не ослабляют иммунитет (у собак и кроликов не удается вызвать заболевание полиомиелитом при их охлаждении, голодании, травме).Относительный видовой иммунитет является в отличие от абсолютного менее прочным, зависящим от воздействия внешней среды (птицы (куры, голуби) в обычных условиях невосприимчивы к сибирской язве, но если ослабить их путем охлаждения, голодания, то они заболевают ею).
Приобретенный иммунитет приобретается в процессе жизни и делится на естественно приобретенный и искусственно приобретенный. Каждый из них по способу возникновения разделяется на активный и пассивный.
Естественно приобретенный активный иммунитет возникает после перенесения соответствующего инфекционного заболевания. Естественно приобретенный пассивный иммунитет (врож-денный, или плацентарный, иммунитет) обусловлен переходом защитных антител из крови матери через плаценту в кровь плода. Защитные антитела вырабатываются в организме матери, плод же получает их готовыми. Таким путем получают иммунитет новорожденные дети по отношению к кори,скарлатине, дифтерии.Через 1-2 года, когда антитела, полученные от матери, разрушаются и частично выделяются из организма ребенка, восприимчивость его к указанным инфекциям резко возрастает. Пассивным путем иммунитет в меньшей степени может передаваться и с молоком матери.Искусственно приобретенный иммунитет воспроизводится человеком в целях предупреждения заразных болезней. Активный искусственный иммунитет достигается путем прививки здоровым людям культур убитых или ослабленных патогенных микробов, ослабленных токсинов (анатоксинов) или вирусов. Впервые искусственная активная иммунизация была выполнена Э.Дженнером путем прививок коровьей оспы детям. Эта процедура Л.Пастером была названа вак-цинацией, а прививочный материал - вакциной (лат. vacca - корова). Пассивный искусственный иммунитет воспроизводится путем введения человеку сыворотки, содержащей антитела против микробов и их токсинов. Особенно эффективны антитоксические сыворотки против дифтерии, столбняка, ботулизма, газовой гангрены. Применяют также сыворотки против змеиных ядов (кобра, гадюка). Эти сыворотки получают от лошадей, которых иммунизируют токсином.
В зависимости от направленности действия различают также антитоксический, антимикробный и противовирусный иммунитет.Антитоксический иммунитет направлен на нейтрализацию микробных ядов, ведущая роль при нем принадлежит антитоксинам. Антимикробный (антибактериальный) иммунитет направлен на уничтожение самих микробных тел. Большая роль при нем принадлежит антителам, а также фагоцитам. Противовирусный иммунитет проявляется образованием в клетках лимфоидного ряда особого белка - интерферона, подавляющего размножение вирусов. Однако действие интерферона неспецифично.
3. Механизмы иммунитета делятся на неспецифические, т.е. общие защитные приспособления, и специфические иммунные механизмы. Неспецифические механизмы препятствуют про-никновению микробов и чужеродных веществ в организм, специфические механизмы начинают работать тогда, когда в организме появляются чужеродные антигены.
Механизмы неспецифического иммунитета включают ряд защитных барьеров и приспособлений.1) Неповрежденная кожа является биологическим барьером для большинства микробов, а слизистые оболочки имеют приспособления (движения ресничек) для механического удаления микробов.2) Уничтожение микробов с помощью естественных жидкостей (слюна, слезы – лизо-цим, желудочный сок - соляная кислота.).3) Бактериальная флора, содержащаяся в толстом кишечнике, слизистой оболочке полости носа, рта, половых органов, является антагонистом многих патогенных микробов.4) Гематоэнцефалический барьер (эндотелий капилляров головного мозга и сосудистых сплетений его желудочков) защищает ЦНС от попадания в нее инфекции и чужеродных веществ.5) Фиксация микробов в тканях и уничтожение их фагоцитами.6) Очаг воспаления в месте проникновения микробов через кожу или слизистую оболочку играет роль защитного барьера.7) Интерферон - вещество, которое угнетает внутриклеточное размножение вируса. Вырабатывается различными клетками организма. Образуясь под влиянием одного типа вирусов, он активен и в отношении других вирусов, т.е. является неспецифическим веществом.
Специфический иммунный механизм иммунитета включает 3 связанных между собой компонента: А-, В- и Т-системы.1) А-система способна воспринимать и отличать свойства антигенов от свойств собственных белков. Главный представитель этой системы - моноциты. Они поглощают антиген, накапливают его и передают сигнал (антигенный стимул) исполнительным клеткам иммунной системы.2) Исполнительная часть иммунной системы - В-система включает В-лимфо-циты(они созревают у птиц в фабрициевой сумке (лат. bursa - сумка) -дивертикуле клоаки). У млекопитающих и у человека аналога фабрициевой сумки не найдено, предполагают, что ее функ-цию выполняет либо сама кроветворная ткань костного мозга, либо пейеровы бляшки подвздошной кишки. После получения антигенного стимула от моноцитов В-лимфоциты превращаются в плазматические клетки, которые синтезируют специфические по отношению к антигену антитела - иммуноглобулины пяти разных классов: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM. В-система обеспечивает разви-тие гуморального иммунитета.3) Т-система включает Т-лимфоциты (созревание зависит от вилоч-ковой железы – тимуса). После получения антигенного стимула Т-лимфоциты превращаются в лимфобласты, которые усиленно размножаются и созревают. В результате образуются иммунные Т-лимфоциты, способные распознавать антиген и взаимодействовать с ним. Различают 3 вида Т- лимфоцитов: Т-хелперы, Т-супрессоры и Т-киллеры. Т-хелперы (помощники) помогают В-лимфо-цитам, повышая активность и превращая их в плазматические клетки. Т-супрессоры (угнетатели) понижают активность В-лимфоцитов. Т-киллеры (убийцы) взаимодействуют с антигенами – чуже-родными клетками и уничтожают их Т-система обеспечивает формирование клеточного имму-нитета и реакции отторжения трансплантата, предупреждение возникновения в организме опу-холей, создавая противоопухолевую устойчивость, и поэтому ее нарушения могут способствовать развитию опухолей.
4. Аллергия (греч. allos - другой, ergon - действие) – измененная (извращенная) реактивность организма к повторным воздействиям каких-либо веществ или к компонентам собственных тканей. В основе аллергии лежит иммунный ответ, протекающий с повреждением ткани.
При первоначальном внедрении в организм антигена, называемого аллергеном, заметных изменений не происходит, но накапливаются антитела или иммунные лимфоциты к этому аллер-гену. Спустя некоторое время, на фоне высокой концентрации антител или иммунных лимфоцитов,повторно введенный тот же аллерген вызывает иное действие - выраженные расстройства жизнедеятельности, а иногда и гибель организма. При аллергии иммунная система в ответ на попадание аллергенов активно вырабатывает антитела и иммунные лимфоциты, которые взаимодействуют с аллергеном. Результатом такого взаимодействия является повреждение на всех уров-нях организации: клеточном, тканевом, органном.
К типичным аллергенам относятся различные виды пыльцы трав и цветов, шерсть домашних животных, синтетические изделия, моющие порошки, косметические средства, пищевые вещества, лекарства, различные красители, чужеродная сыворотка крови, домашняя и производственная пыль. Кроме названных экзоаллергенов, проникающих в организм извне различными путями (че-рез дыхательные пути, через рот, кожу, слизистые оболочки, путем инъекций), в больном организме образуются эндоаллергены (аутоаллергены) из его собственных белков под влиянием и различных повреждающих факторов. Эти эндоаллергены становятся причиной многообразных аутоаллергических (аутоиммунных, или аутоагрессивных) болезней человека.
Все аллергические реакции разделяют на две группы:1) аллергические реакции замедленного типа (гиперчувствительность замедленного типа);2) аллергические реакции немедленного типа (гиперчувствительность немедленного типа).В возникновении первых реакций главная роль при-надлежит взаимодействию аллергена с сенсибилизированными Т-лимфоцитами, в возникновении вторых - нарушению деятельности В-системы и участию гуморальных аллергических антител-иммуноглобулинов.
К аллергическим реакциям замедленного типа относятся: реакция туберкулинового типа (бактериальная аллергия), аллергические реакции контактного типа (контактный дерматит), некоторые формы лекарственной аллергии, многие аутоаллергические заболевания (энцефалит, тиреоидит, системная красная волчанка, ревматоидный артрит, системная склеродермия), аллер-гические реакции отторжения трансплантата. К аллергическим реакциям немедленного типа относятся: анафилаксия, сывороточная болезнь, бронхиальная астма, крапивница, поллинозы (сенная лихорадка), отек Г.Квинке.
Анафилаксия (греч. ana - вновь, aphylaxis - беззащитность) - аллергическая реакция немедленного типа, возникающая при парентеральном введении аллергена (анафилактический шок и сывороточная болезнь). Анафилактический шок - одна из наиболее тяжелых форм аллергии. Это состояние может возникнуть у человека при введении лечебных сывороток, антибиотиков, суль-фаниламидов, новокаина, витаминов. Сывороточная болезнь возникает у человека после введения лечебных сывороток (противодифтерийной, противостолбнячной), а также гамма-глобулина с лечебной или профилактической целями.Проявляется повышением температуры тела, возникновением болей в суставах, их отеком, кожным зудом, высыпаниями на коже..Для профилактики анафилаксии используют метод десенсибилизации по А.М.Безредка: за 2-4 часа перед введением необходимого количества сыворотки вводят небольшую ее дозу (0,5-1 мл), затем при отсутствии реакции вводят всю остальную.