Особенности функций иммунной системы

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 ).

МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИММУНИТЕТА

Введение

Главная функция иммунной системы - сохранять "свое" и устранять чужеродное. Носители "чужого" с которыми иммунная система сталкивается повседневно, - это прежде всего микроорганизмы. Кроме них, она способна устранять злокачественные новообразования и отторгать трансплантанты чужеродных тканей. Для этого иммунная система обладает сложнейшим набором постоянно взаимодействующих неспецифических и специфических механизмов. Неспецифические механизмы относятся к врожденным, а специфические приобретаются в процессе "иммунологического обучения".

Специфический и неспецифический иммунитет

Неспецифический (врожденный) иммунитет обуславливает однотипные реакции 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), и при этом не токсичное и не обладает физиологической активностью - оно не может быть нейтрализовано и выведено организмом по вышеописанной схеме. В этом случае реакцию обеспечивает специфический иммунитет. Он приобретается в результате контакта организма с антигеном; имеет приспособительное значение и характеризуется формированием иммунологической памяти. Его клеточными носителями служат лимфоциты, а растворимыми - иммуноглобулины (антитела).

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 (пролиферировать) в виде клонов, претерпевая затем дифференцировку: 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 - быстрая пролиферация 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 и неиммунные механизмы. К первым относятся гуморальные (система комплемента, лизоцим и др. белки). Ко вторым относятся барьеры (кожа, слизистая), секрет потовых, сальных, слюнных желез (содержит разнообразные бактерицидные вещества), желез желудка (соляная кислота и протеолитические ферменты), нормальная микрофлора (антагонисты патогенных микроорганизмов).

Искусственный иммунитет вырабатывает при введении в организм вакцины или иммуноглобулина.

Активный и пассивный иммунитет

Существует два вида иммунитета: активный и пассивный.

Активная иммунизация стимулирует собственный иммунитет человека, вызывая выработку собственных антител. Вырабатывается у человека в ответ на возбудитель. Образуются специализированные клетки (лимфоциты), которые продуцируют антитела к конкретному возбудителю. После инфекции в организме остаются "клетки памяти", и в случае последующих столкновений с возбудителем начинают снова (уже быстрее) продуцировать антитела.

Активный иммунитет может быть естественным и искусственным. Естественный приобретается в результате перенесенного заболевания. Искусственный вырабатывается при введении вакцин.

Пассивный иммунитет : в организм вводятся уже готовые антитела (гамма-глобулин). Введенные антитела в случае столкновения с возбудителем "расходуются" (связываются с возбудителем в комплекс "антиген-антитело"), если встречи с возбудителем не произошло, они имеют некий период полужизни, после чего распадаются. Пассивная иммунизация показана в тех случаях, когда необходимо в короткие сроки создать иммунитет на непродолжительное время (например, после контакта с больным).

Когда ребенок появляется на свет, он обычно имеет иммунитет (невосприимчивость) к некоторым инфекциям. Это заслуга борющихся с болезнями антител, которые передаются через плаценту от матери к будущему новорожденному. Передаются антитела против возбудителей тех болезней, которыми мать переболела или против которых была иммунизирована. Впоследствии, вскармливаемый грудью младенец постоянно получает дополнительную порцию антител с молоком матери. Это естественный пассивный иммунитет . Он также носит временный характер, угасая к концу первого года жизни.

Стерильный и нестерильный иммунитет

После заболевания в некоторых случаях иммунитет сохраняется пожизненно. Например корь, ветряная оспа. Это стерильный иммунитет. А в некоторых случаях иммунитет сохраняется только до тех пор, пока в организме есть возбудитель (туберкулез, сифилис) - нестерильный иммунитет.

Механизмы иммунитета представляют собой процессы, позволяющие формировать защитную реакцию против попадания в организм человека чужеродных микроорганизмов. Правильность их работы напрямую влияет на здоровье и работу организма. Все механизмы иммунитета можно разделить на две группы: неспецифические и специфические.

Специфические механизмы являют собой процессы, которые работают по направлению к конкретному антигену, тем самым защищая организм от него не просто в течение долгого времени, но и в течение всей жизни человека. Неспецифические же механизмы иммунитета можно отнести к классу универсальных, так как они начинают действовать только в тот момент, когда в организм попадают те или иные чужеродные агенты. Кроме того, они позволяют эффективно защищать человека до тех пор, пока не придут в действие антиген-специфические реакции.

Гуморальный и клеточный иммунитет

Исторически сложилось, что в процессе познания иммунной системы, произошло разделение на клеточный и гуморальный иммунитет. Клеточный иммунитет способен работать только из-за фагоцитов и лимфоцитов, но при этом ему совершенно не нужны антитела, которые принимают активное участие в гуморальных механизмах.

Данный тип иммунитета способен защитить организм не только от инфекций, но и от раковых опухолей. В основе клеточного иммунитета лежат лимфоциты, которые формируются внутри костного мозга, после они переходят в тимус, а иногда и в вилочковую железу, где происходит их окончательное становление. Именно поэтому они получили название тимус-зависимых, или Т-лимфоцитов. На протяжении своей жизни лимфоциты несколько раз выходят за пределы лимфоидных органов, поступают в кровь, а после работы вновь возвращаются на свое место.

Подобная мобильность дает возможность клеткам перемещаться к местам воспаления очень быстро. Т-лимфоциты встречаются трех типов. Естественно, каждый из них играет свою важную роль. Т-киллеры представляют собой клетки, способные ликвидировать антигены. Т-хэлперы - это первые клетки, которые понимают, что внутри организма возникла опасность. Кроме того, они выражают свою реакцию на вторжение созданием специальных ферментов, которые позволяют увеличивать количество Т-киллеров и В-клеток. Последний тип представляет собой Т-супрессоры. Они необходимы для подавления активного иммунного ответа, если в данный момент он не требуется. Данный процесс играет немаловажную роль в остановке развития аутоиммунных реакций. На самом деле, разграничить клеточный и гуморальный иммунитет просто невозможно. А все потому, что в создании антигенов принимают участие клетки, а большое число реакций клеточного иммунитета просто не смогут протекать без участия антител.

Гуморальный иммунитет работает благодаря созданию антител, подходящих к каждому антигену, способному появиться в организме человека извне. Это своего рода сочетание белков, находящихся в крови, а также некоторых биологических жидкостях. Под ними подразумеваются интерфероны, которые помогают клеткам оставаться невосприимчивыми к воздействию любых вирусов. С-реактивный белок крови способствует запуску систему комплемента. Лизоцим представляет собой фермент, который позволяет навредить стенкам чужеродных микроорганизмов, тем самым растворяя их. Все перечисленные белки являются частью неспецифического гуморального иммунитета. Правда, существует еще специфический. Им считается интерлейкины. Также присутствуют специфические антитела и целый ряд остальных образований.

Клеточный и гуморальный иммунитет тесно связаны друг с другом. Поэтому даже малейший сбой в одной из этих категорий может привести к серьезным последствиям другую категорию иммунитета.

Инфекционный и противовирусный иммунитет

Инфекционный иммунитет в некоторых ситуациях могут называть нестерильным. Суть такого иммунитета кроется в том, что человек уже не сможет второй раз заболеть той болезнью, возбудитель которой уже присутствует в организме. Это может быть врожденное или приобретенное заболевание. Причем приобретенная болезнь может быть, как пассивной, так и активной.

Инфекционный иммунитет присутствует в нашем организме только до тех пор, пока по крови гуляет антиген и антитела. После выздоровления, эта защита становится не нужной, человек вновь открывается болезням, которые еще недавно сидели внутри него. Инфекционный иммунитет делится на кратковременный и длительный, или же пожизненный. К примеру, кратковременный иммунитет проявляется во время гриппа, а длительный может существовать и при брюшном тифе, в то время как корь, ветрянка дают вашему организму пожизненный иммунитет.

Противовирусный иммунитет уже на первом этапе обзаводится барьерами в виде слизистых оболочек и кожных покровов. Их повреждение, а также сухость могут помочь вирусам проникнуть в организм. После проникновения, враг начинает повреждать клетки, поэтому очень важно в этот момент начать вырабатывать необходимое количество интерферонов, способных организовать невосприимчивость к вирусному воздействию.

На следующем этапе противовирусный иммунитет работает за счет зова погибающих клеток. Умирая, они выбрасывают в организм цитокины, которые обозначают место воспаления. Этот зов привлекает лейкоциты, которые обеспечивают создания очага воспаления. Приблизительно на четвертый день заболевания происходит выработка антител. Именно они в итоге будут провозглашены победителями вирусов. Но есть у них и помощники по имени макрофаги. Это особые клетки, активирующие процесс - фагоцитоз, а также разрушение и переваривание клеток-разрушителей. Противовирусный иммунитет представляет собой сложный процесс, в который вовлечено огромное количество ресурсов иммунной системы.

К несчастью, не все иммунные реакции работают так, как рассказывается в учебниках по биологии. В большинстве своем те или иные процессы нарушаются, приводят организм к проблемам и различного рода осложнениям. Во время понижения иммунного ответа, человек должен принимать средства, поднимающие иммунитет. Они могут быть созданы самой природой или же приобретены в аптеке, но при этом самым важным по-прежнему остается их безопасность и эффективность действия.

Активизация иммунной защиты требуется людям разных возрастов, в том числе и пожилые, и дети. К сожалению, данным группам нашего населения требуется более мягкий и самый безопасный способ лечения. Современные средства, поднимающие иммунитет, в большинстве своем не соответствуют этим параметрам. Они не только способны вызывать побочные эффекты, но и из-за них появляется синдром отмены, привыкания. Естественно, встает вопрос: а так ли они необходимы человеку? Естественно, если после медицинского обследования специалист назначает вам средства, поднимающие иммунитет, то, конечно, принимать их следует. А вот случаи с самолечением лучше не допускать.

Много лет ученые трудились, пытаясь создать особые таблетки для иммунитета, которые помогали бы восстанавливать человеку функции иммунитета. Порядка 50 лет назад специалисты провели небольшое исследование, после которого выяснилось, что эти чудо-таблетки стали реальностью. Это исследование заключало в себе изучение трансфер факторов, то есть особых соединений с информацией, которые могут научить клетки иммунной системы, сделать пояснения, в каких случаях и как необходимо работать. В качестве итога продолжительной работы иммунологов и ученых появились на свет таблетки для иммунитета. Они способны регулировать и даже восстанавливать функции иммунной системой, хотя еще некоторое время назад о таком могли лишь мечтать.

Эти таблетки были названы Трансфер фактором. Это специальный препарат, который помогает заменить некоторые пробелы в иммунной информации. Этот процесс стал возможным только благодаря присутствующим в составе информационным соединениям, полученным из коровьего молозива. Ни одни таблетки для иммунитета, помимо Трансфер фактора не способны обеспечить безопасность, высокую эффективно и, одновременно с этим, быть натуральными.

Этот препарат является лучшим средством, которое существует в современном мире для восстановления иммунитета. Его можно использовать и в качестве профилактического, и в качестве лечебного средства, а также в период восстановления. Младенцам, пожилым людям и беременным женщинам врачи без опасения назначают этот препарат, так как он не вызывает побочных эффектов, привыкания, а, значит, является безопасным.

Вопрос № 3 Иммунитет определение значение. Иммунный ответ. Механизм клеточного и гуморального иммунитета.

Вопрос №2. Механизм фагоцитоза.

Вопрос №1 Иммунологическая реактивность, неспецифическая резистентность.

Регуляция иммунитета.

Иммунитет определение значение. Иммунный ответ. Механизм клеточного и гуморального иммунитета.

Механизм фагоцитоза.

Иммунологическая реактивность, неспецифическая резистентность.

Лекция №9

Тема: Физиология иммунной системы

План:

Основными формами нормальной иммунологической реактивности организма являются: иммунитет (защита при помощи антител и сенсибилизированных Т-лимфоцитов), иммунологическая память, иммунологическая толерантность. Патологическими формами реактивности являются антигенспецифическая гиперчувствительность, аутоиммунные процессы, отсутствие ответа или дефектный ответ вследствие врожденного иммунодефицита.

Иммунологическая память. Иммунологическая память-это способность иммунной системы специфически отвечать на повторные или последующие введения антигена. Она проявляется в виде ускоренного и усиленного, ответа на антиген (уменьшение латентного периода, более резкое нарастание титра антител, ускоренное отторжение трансплантата, аллергические реакции).

Иммунологическая память может быть краткосрочной, долговременной и пожизненной. Ее основными носителями являются долгоживущие сенсибилизированные В-лимфоциты. Эти клетки продолжают циркулировать в кровяном и лимфатическом русле, являясь специфическими предшественниками антиген-реактивных лимфоцитов. При повторном контакте с антигеном они размножаются, обеспечивая быстрое увеличение клона специфических В- или Т-лимфоцитов.

Иммунологическая толерантность. Иммунологическую толерантность можно рассматривать как негативную форму иммунологической памяти. Она проявляется в отсутствии или ослаблении ответа на повторное введение антигена. Иммунологическая толерантность лежит в основе отсутствия реакции организма на собственные антигены. В ранний период развития иммунная система потенциально способна реагировать на них, но постепенно «отвыкает» от этого. Предположительно, это обусловлено выведением из церкуляции В- и Т-клеток реагирующих для антигенны собственного организма или активацией Т-клеток-супрессоров, подавляющих реакцию на собственные антигены.

Неспецифическая резистентность. Наряду с иммунологической реактивностью в организме существует система неспецифической защиты, или неспецифической резистентности. Она включает следующие компоненты:

Непроницаемость кожных и слизистых покровов;
Кислотность содержимого желудка;
Наличие в сыворотке крови и жидкостях организма бактерицидных субстанций - лизоцима, пропердина (комплекса сывороточного белка, ионов Мg и комплемента),
Ферментов и противовирусных веществ (интерферона, термоустойчивых ингибиторов)

Факторы неспецифической защиты первыми включаются в борьбу при поступлении в организм чужеродных антигенов. Они как бы подготавливают почву для дальнейшего развертывания иммунных реакций, которые определяют исход борьбы. Особое положение среди факторов защиты занимают фагоциты и система белков крови, называемая комплементом, Их можно отнести как к неспецифическим, так и к иммунореактивным факторам защиты. Связывание антител с антигеном облегчает поглощение антигена фагоцитами и часто активирует систему, комплемента, хотя выработка комплемента и явление фагоцитоза не являются сами по себе специфическими реакциями в ответ на введение антигена.

Фагоцитоз сложный биологический процесс при котором происходит лизис чужеродных объектов. Фагоцитоз открыт Мечниковым в 1887г.

Первая стадия фагоцит распознает бактерию и приближается к ней. Фагоцит может улавливать отдаленные сигналы (хемотаксис) и мигрировать в их направлении (хемокинез). Хотя сотни продуктов метаболизма влияют на подвижность лейкоцитов, их действие проявляется лишь в присутствии особых соединений - хемоаттрактантов. К хемоаттрактантам относят продукты распада соединительной ткани, иммуноглобулинов, фрагменты активных компонентов комплемента, некоторые факторы свертывания крови и фибринолиза, простагландины, лейкотриены, лимфокины и монокины. Благодаря хемотаксису, фагоцит целенаправленно движется в сторону повреждающего агента. Чем выше концентрация хемоаттрактанта, тем большее число фагоцитов устремляется в зону повреждения и тем с большей скоростью они движутся.

Вторая стадия - стадия прилипания. Коснувшись объекта, фагоцит прикрепляется к нему. Лейкоциты, прилипшие в очаге воспаления к стенке сосуда, не отрываются даже при большой скорости кровотока. Данное явление происходит, потому что комплекс заряжен положительно, а лимфоцит отрицательно.

Третья стадия - стадия поглощения. Объект фагоцитоза может перемещаться двумя способами. В одном случае оболочка фагоцита в месте контакта с объектом втягивается и объект, прикрепленный к этому участку оболочки, втягивается в клетку, а свободные края мембраны смыкаются над объектом. Образуется обособленная от наружной мембраны и от окружающей цитоплазмы вакуоль, содержащая фагоцитированную частицу.

Второй механизм поглощения - образование псевдоподий, которые обволакивают объект фагоцитоза и смыкаются над ним так, что, как и в первом случае, фагоцитированная частица оказывается заключенной в вакуоль внутри клетки.

Четвертая стадия - стадия внутриклеточного переваривания (рис. 6, IV; 7). К вакуоли, содержащей фагоцитированный объект (фагосоме), присоединяются лизосомы и содержащиеся в них неактивные ферменты, активируясь, изливаются в вакуоли. Образуется пищеварительная вакуоль.

В лизосомах имеется широкий спектр ферментов, в том числе расщепляющих биологические макромолекулы рибонуклеазы, протеазы, амилазы, липазы. Под действием этих ферментов и происходит переваривание чужеродных объектов.

Иммунитет. Это комплекс реакций, направленных на поддержание гомеостаза при встрече организма с агентами, которые расцениваются как чужеродные независимо от того, образуются ли они в самом организме или поступают в него извне.

Чужеродные для данного организма соединения, способные вызывать иммунный ответ, получили наименование «антигены» (АГ). Теоретически любая молекула может быть АГ. В результате действия АГ в организме образуются антитела (AT), сенсибилизируются (активируются) лимфоциты, благодаря чему они приобретают способность принимать участие в иммунном ответе.

Специфичность АГ заключается в том, что он избирательно реагирует с определенными AT или лимфоцитами, появляющимися после попадания АГ в организм.

Способность АГ вызывать специфический иммунный ответ обусловлена наличием на его молекуле многочисленных детерминант, к которым специфически, как ключ к замку, подходят активные центры (антидетерминанты) образующихся AT. АГ, взаимодействуя со своими AT, образуют иммунные комплексы (ИК).

Органы, принимающие участие в иммунитете, делят на четыре группы.

1. Центральные - тимус, или вилочковая железа, и, по-видимому, костный мозг.

2. Периферические, или вторичные, - лимфатические узлы, селезенка, система лимфоэпителиальных образований, расположенных в слизистых оболочках различных органов.

3. Забарьерные - ЦНС, семенники, глаза, паренхима тимуса и при беременности - плод.

4. Внутрибарьерные - кожа.

Различают клеточный и гуморальный иммунитет.

Клеточный иммунитет направлен на уничтожение чужеродных клеток и тканей и обусловлен действием Т-киллеров. Типичным примером клеточного иммунитета является реакция отторжения чужеродных органов и тканей, в частности кожи, пересаженной от человека человеку.

Гуморальный иммунитет обеспечивается образованием AT и обусловлен в основном функцией В-лимфоцитов.

Иммунный ответ.

В иммунном ответе принимают участие иммунокомпетентные клетки, которые могут быть разделены на:

1. Антиген-презентирующие (представляющие АГ),

2. Регуляторные (регулирующие течение иммунных реакций)

3. Эффекторы иммунного ответа (осуществляющие заключительный этап в борьбе с АГ).

К антигенпрезентирующим клеткам относятся моноциты, эндотелиальные клетки, и др.

К регуляторным клеткам относятся Т хелперы, Т-супрессоры,

Наконец, к эффекторам иммунного ответа принадлежат Т- и В-лимфоциты, являющиеся в основном антителопродуцентами.

Важная роль в иммунном ответе отводится особым цитокинам, получившим наименование интерлейкинов (ИЛ). Из названия видно, что ИЛ обеспечивает взаимосвязь отдельных видов лейкоцитов в иммунном ответе. Они представляют собой малые белковые молекулы с молекулярной массой 15 000-30 000.

До стимуляции антигеном («в покое») Т- и В-лимфоциты морфологически мало различимы. Под влиянием антигена происходят рост и дифференцировка и тех и других клеток. Активированные Т-клетки трансформируются в лимфобласты, которые дают начало образованию Т-киллеров, супрессоров, хелперов.

Активированные антигеном В- лимфоциты становятся затем продуцентами антител. При первом контакте с антигеном происходит их начальная активация, или сенсибилизация. Некоторые из дочерних клеток превращаются в клетки иммунологической памяти, другие оседают в периферических лимфатических органах. Здесь они превращаются в плазматические клетки, обладающие хорошо развитым гранулярным эндоплазматическим ретикулумом.

Плазматические клетки при участии Т-лимфоцитов-хелперов начинают вырабатывать антитела, которые выделяются в плазму крови.

Клетки иммунологической памяти не дают первичного иммунологического ответа, но при повторном контакте с тем же антигеном легко превращаются в клетки, секретирующие антитела.

Механизм клеточного иммунитета зависит от действия гуморальных факторов, выделяемых цитотоксическими лимфоцитами (Т-киллерами). Эти соединения получили наименование «перфорины» и «цитолизины».

Т-киллеры выделяют собственные гуморальные факторы «перфорины» и «цитолизины». Лизис чужеродных клеток мишеней осуществляется в три стадии:

1) распознавание и контакт с клетками-мишенями;

2) летальный удар;

3) лизис клетки-мишени

В стадию летального удара перфорины и цитолизины действуют на мембрану клетки-мишени и образуют в ней поры, через которые проникает вода, разрывающая клетки. Далее лизис происходит также под действием перфоринов и цитолизинов.

Установлено, что каждый Т-эффектор способен лизировать несколько чужеродных клеток-мишеней.

Человеческий организм, как и любое высокоорганизованное устройство, имеет защитное войско, состоящее из крепкой линии обороны – иммунную систему. Основные свойства иммунной системы – предотвращать вторжение вредоносных агентов, выслеживать их, отмечать знаком нежелательных и никогда не впускать без приглашения.

Слаженная создает иммунитет – понятие, которое объединяет возможность организма находить и уничтожать чужеродные объекты. Сбой системы ведет к снижению иммунитета, то есть к прорыву обороны, то есть к болезни.

Характеристика

Органы, в которых происходит формирование, накопление и выработка иммунных клеток анатомически делятся на центральные и периферические:

Центральными органами являются тимус, он же вилочковая железа, и костный мозг. Без них невозможно защищать организм, невозможно полноценно жить, как без мозга. Они несут важное значение в развитии иммунной системы;
Периферическими называют селезенку, лимфатические узлы, лимфоидные ткани миндалин, лимфы, слизистую оболочку кишечника и бронхов, мочеполовых путей.

В целом, общей массой иммунного депо можно считать 2 кг, при чем лимфоцитарных клеток находят в составе около 1013. Т и В – лимфоциты образуются раздельно в центральных органах, этим обеспечивается органов. Механизмы формирования иммунитета можно поделить на два главных подразделения – специфический и неспецефический.

Эти своим уникальными возможностями и эффектом действия. Специфической иммунной системой называется та, которая действует лишь на знакомые вещества, если уже состоялся первичный контакт. Взаимодействия с данными веществами были запомнены и понятие о них сохранено. Неспецифическая занимается обезвреживанием веществ, прежде не знакомых. По эффекту действия наиболее сильным защитным потенциалом обладает специфическая иммунная система.

Специфический

Чужеродный агент или антиген, попадая в организм, получает ответную реакцию специфического механизма защиты в виде антител или антитоксинов. Антитело – это белковое иммунное тело, которое циркулирует в кровеносном русле, по-другому – это иммуноглобулин, появляющийся в ответ на появление вирусов или бактерий в организме. Антитоксин представляет собой антитело, образующееся в ответ на отравление ядовитыми веществами микроорганизмов.

Антитела и антитоксины образуют соединение с вредоносными антигенами, а затем нейтрализуют их. В результате чего негативный фактор, вызывающий болезнь исчезает. Структурная и функциональная единица специфической иммунной системы представлена белой кровяной клеткой – лимфоцитом.

Лимфоциты делятся на две большие группы - Т и В. Изначально это одинаковые клетки, происходящие от стволовых. При их созревании одна часть идет на формирование В-лимфоцитов, а другая мигрирует в тимус или вилочковую железу, где дифференцируется на Т-лимфоциты.

Атака вредоносных микроорганизмов осуществляется как клетками, образуя Т-систему или клеточный иммунитет, так и антителами – гуморальный. возможны благодаря Т-лимфоцитам. Эти компоненты несут на своей поверхности специальные воспринимающие частицы – рецепторы, которые способны распознавать антигены. Узнав чужака, они начинают вызывать подкрепление в виде размножения себе подобных.

Клеточному ответу или Т-системе присуща в основном роль защитника от опухолей и вирусов, а также он играет немаловажную роль в осуществлении реакции отторжения трансплантата. Образуется группировка из Т-лимфоцитов по захвату чужеродного микроорганизма, его находят и уничтожают. Эти клетки живут до полугода. Т-лимфоцитарные клетки делятся на 3 важные подгруппы, каждая из которых осуществляет свою роль в защите:

Т-киллеры или клетки-убийцы. Как не трудно догадаться, именно эти лимфоциты убивают микробы;
Т-супрессоры – это клетки, подавляющие мощность ответа Т и В-лимфоцитов. Они нужны для предотвращения массового уничтожения клеток, в том числе и своих, попавших под огонь. То есть это стабилизаторы работы иммунитета;
Т-хелперы или клетки-помощники помогают в работе Т-киллерам и В-лимфоцитам.

Клетки гуморального иммунитета по механизму действия немного отличаются. Узнав вредоносную частицу, В-лимфоциты начинают выделять в кровеносное русло необходимые антитела. Эти античастицы соединяются с чужеродным агентом, нейтрализуя его токсин самостоятельно или помогая другим клеткам – фагоцитам, ускорить их уничтожение.

Задачей гуморального иммунитета в основном является антибактериальная защита и нейтрализация токсических ядов. Гормоны контролируют гуморальный иммунитет. Лимфоциты, помимо антител, также выделяют в кровь цитокины – биологически активные вещества, регуляторы ответа. Так проявляется цитокиновая активность.

Неспецифический

Под неспецифическим иммунитетом понимают такую защиту, для осуществления которой

используются более простой и поверхностный механизм защиты. Он связан с:

Непроницаемостью кожных и слизистых покровов перед микроорганизмами;
Бактерицидными соединениями слюны, слез, крови и спинномозговой жидкости;
Фагоцитозом – процессом захвата вредоносных антигенов посредством специальных клеток макрофагов;
Ферментами – веществами, способными расщеплять микробы;
Системой комплемента – специальной белковой группой, направленной на борьбу с микроорганизмами.

Фагоцитоз возможен благодаря действию клеток – лейкоцитов, а именно нейтрофилов и моноцитов. Компоненты иммунной системы патрулируют организм и при появлении антигенов сразу появляются в месте проникновения. Лейкоциты как пожарные, спешат на помощь очень быстро. Даже могут развивать скорость до 2 мм/ч.

Достигнув микроорганизма, лейкоцит обволакивает его. Когда антиген находится внутри клетки, та начинает пускать в ход специфические ферменты и переваривает микроб. Часто при этом процессе и сами лейкоциты погибают. Скопление множества мертвых лейкоцитов называется гноем. Он сопровождается воспалением и болью в месте своего расположения.

Развитие и возрастные изменения

Филогенез человека – это длительный процесс. Специфический механизм закладывается еще на уровне внутриутробного развития, как и гормоны. На 12 неделе происходит образование лимфоидной иммунной системы у детей.

Эта система создает, а также дифференцирует Т и В-лимфоциты, которые отвечают в итоге за разные механизмы. Новорожденные младенцы имеют гораздо большее количество этих клеток в своем организме, нежели взрослые. Однако, их активность и зрелость оставляют желать лучшего. Поэтому так важна своевременная иммунизация.

Количество не соответствует качеству и чувствительность остается низкой. Именно поэтому малышам так важно материнское молоко, которое содержит в себе уже готовые зрелые полноценные антитела – частицы, которые будут бороться с чужеродными веществами в беззащитном детском организме. Свои механизмы начнут функционировать лишь с началом работы микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Можно сказать, что посредством маминых антител у него имеется своя искусственная защитная функция.

Чужеродные микроорганизмы являются стимулирующим фактором для активации защитных сил организма, которая уже на 2 неделе жизни включается в работу посредством выработки своих антител. Организм малыша учится защищаться самостоятельно без антигенов матери. Около полугода происходит созревание своих механизмов.

Такое длительное включение в оборонительную работу по защите организма от вредных микробов объясняет высокую частоту заболеваний у деток. Хотя они начинают , их слишком мало, чтобы защитить целый организм. И лишь к 2 годикам жизни малыш способен к созданию достаточного количества иммуноглобулинов. Максимального развития иммунитет достигает в возрасте 10 лет. Все это относится к особенностям формирования защитных сил организма.

После этого, механизмы стабильно держатся на одной отметке в течение долгих лет жизни. И только после сорокалетнего возраста происходит дестабилизация и развитие системы оборачивается вспять, наблюдается дисфункция.

Помимо своих важнейших защитных функций по выявлению и удалению вредоносных частиц, специфическая иммунная система занимается еще одной важной задачей. Она запоминает. Иммунологическая память позволяет запоминать чужаков. При этом все происходит очень оперативно. Как только микроорганизм был впервые обнаружен в теле, лимфоциты мгновенно реагируют.

Один вид лимфоцитарных клеток выделяет антитела, а другой превращается в клетки памяти, которые кружат в системе крови, выискивая именно этот микроорганизм. Если он вновь будет обнаружен, то эти компоненты сразу будут готовы его узнать и уничтожить. Одно из проявлений специфичности иммунитета. Для полноценного существования человеческого организма важна каждая из систем, однако лишь роль лимфатической и иммунной системы заключается в непосредственной защите от токсинов и ядов, от всего чужеродного.