Каждый живой организм обладает устойчивостью (резистентностью) к воздействию повреждающих факторов. Эта устойчивость обусловлена защитными механизмами, из которых наиболее важными являютсямеханизмы неспецифической и специфической защиты.
Иммунная система – это специальная система организма, обеспечивающая защиту его от всего генетически чужеродного, распознающая антигены и собственные измененные клетки. Она вместе с нервной и эндокринной системой обеспечивает поддержание постоянства иммунного статуса организма и его приспособление к изменяющимся условиям окружающей среды, контролируя качественное постоянство генетически обусловленного клеточного и гуморального состава организма. Иммунная система обеспечивает
1. Защиту организма от внедрения чужеродных клеток и от возникших в самом организме модифицированных клеток;
2. Уничтожение старых, дефектных и поврежденных собственных клеток, а также клеточных элементов, не соответствующих данной фазе развития организма;
3. Нейтрализацию с последующим удалением всех генетически чужеродных для данного организма высокомолекулярных веществ биологического происхождения;
4. Продукцию разнообразных биологических веществ, обладающих широким спектром действия и поддерживающих ответную реакцию организма на внедрение чужеродных клеток, вирусов, иммунное повреждение, воспаление, репарацию и регенерацию;
5. Вовлечение для оптимизации реализуемых ею защитных реакций нервной и эндокринной систем.
Иммунная система представлена группой органов, тканей и клеток, деятельность которых обеспечивает иммунитет, механизмы регуляции их деятельности.
Органы и клетки иммунной системы. Все органы иммунной системы делятся на центральные и периферические.
Центральные органы иммунной системы:
1. Красный костный мозг – здесь происходит размножение, созревание и дифференцировка клеток иммунной системы.
2. Тимус – в нем происходит дифференцировка клеток-предшественниц Т-лимфоцитов и превращение их в зрелые формы.
3. Фабрициева бурса – дивертикул клоаки у птиц, где поселяются стволовые клетки. Здесь они созревают и дифференцируются в В-лимфоциты. У млекопитающих В-лимфоциты созревают в лимфатических узлах кишечника.
Периферические органы иммунной системы:
1. Лимфатические узлы – задерживают антигены и предотвращают их распространение.
2. Селезенка – задерживает и уничтожает антигены, циркулирующие в крови.
3. Лимфатические фолликулы пищеварительного тракта – миндалины, собственно лимфатические фолликулы и пейеровы бляшки – созревание В-лимфоцитов у млекопитающих.
К клеткам иммунной системы относятся лимфоциты и фагоциты.
Лимфоциты – это незернистые лейкоцит. Делятся на Т- и В- лимфоциты. В-лимфоциты обеспечивают гуморальный иммунитет, так как продуцируют иммуноглобулины, которые служат специфическими рецепторами для антигенов. Т-лимфоциты обеспечивают клеточный иммунитет. Делятся на субпопуляции: Т-хелперы, Т-киллеры, Т-супрессоры, Т-клетки памяти и Т-амплифайеры.
Фагоциты – к ним относят макрофаги, моноциты, гранулоциты. Они мигрируют в очаг воспаления и поглощают и переваривают антиген. Не способны к специфическому распознаванию антигена.
Механизмы иммунитета.
1. Специфические механизмы защиты обеспечивают устойчивость к инфекционным агентам. К ним относят гуморальное и клеточное звенья иммунной системы (лимфоциты, антитела). Специфичность заключается в способности распознавать антиген и сохранять память о нем.
2. Неспецифические механизмы защиты –естественная резистентность – представлены механическими барьерами кожи и слизистых оболочек, мерцательного эпителия, лизоцима, лактоферина, интерферонов, препятствующими проникновению микроорганизмов внутрь организма. Если же генетически чужеродный белок проник через кожу, то в защиту вступают комплемент, гранулоциты, макрофаги. Другими словами к неспецифическим механизмам защиты относят фагоцитоз и опосредованное комплементом разрушение клеток.
Иммунитет – невосприимчивость организма к инфекционным и другим чужеродным агентам, обусловленная наличием в крови и тканях специальных защитных веществ – антител. Известны два основных вида иммунитета к антигену – гуморальный и клеточный.
Антигены – вещества, которые несут признаки чужеродной для организма генетической информации и вызывают иммунный ответ. При попадании в организм вызывают образование специфических нейтрализующих их антител.
Антитела – представляют собой специфические соединения – иммуноглобулины, образующиеся в организме в ответ на антиген.
Иммуноглобулины – это гликопротеины, которые секретируются плазматическими клетками. Известны пять классов иммуноглобулинов – IgA, IgG, IgM, IgD, IgE. В основе строения молекул иммуноглобулинов лежит структура, состоящая из двух тяжелых и двух легких цепей, соединенных сульфидными мостиками. Антитела имеют антигенсвязывающие Fab-фрагменты и фрагмент Fc, который не связывает антигены, но может реагировать с макрофагами, лимфоцитами и факторами комплемента. Все иммуноглобулины различаются по функциям.
IgG – основные иммуноглобулины плазмы крови. Основной класс иммуноглобулинов, вырабатываемых при вторичном ответе. Обладают максимальной способностью проникать в ткани. Поэтому наиболее эффективно связывают и удаляют антигены.
IgM – иммуноглобулины, проникающие в ткани. Не проходят через плаценту. Осуществляют нейтрализацию и агглютинацию антигенов, вызывают разрушение микроорганизмов бактерий, гемолиз. Являются естественными антителами к эритроцитарным антигенам А, В и др. Они являются антигенраспознающим рецептором В-лимфоцитов и составляют основную долю иммуноглобулинов, вырабатываемых при первичном ответе.
IgA – иммуноглобулины, находящиеся в секрете слизистых оболочек, молозеве и крови. Они осуществляют нейтрализацию антигена на уровне слизистых оболочек, то есть обеспечивают местную защиту.
IgD – иммуноглобулины, находящиеся на мембранах В-лимфоцитов. Выполняют роль рецепторов, обеспечивающих распознавание антигенов. В плазме их мало. Участвуют в развитии местного иммунитета.
IgE – иммуноглобулины, фиксированные на мембранах тучных клеток и базофилах. Связываются с антигеном с высвобождением медиаторов воспаления. Повышают проницаемость сосудов при контакте с антигеном, участвуют в аллергических реакциях немедленного типа.
Гуморальный иммунитет – связан с образованием антител. В-лимфоциты имеют на поверхности своей мембраны рецепторы, представленные антителами (иммуноглобулинами). При связывании антигена с рецептором и под влиянием цитокинов, которые вырабатывают моноциты, макрофаги и Т-лифоциты, происходит активация В-лимфоцитов, которые начинают делиться и дифференцироваться в плазматические клетки. Часть активированных В-лимфоцитов превращается в клетки памяти, которые обеспечивают более быстрый и эффективный иммунный ответ при повторном контакте с антигеном. Различают первичный и вторичный иммунный ответ.
Первичный иммунный ответ – имеет 4 стадии. На первой стадии (3-4 суток) антитела к соответствующему антигену в сыворотке отсутствуют. На второй стадии появляются IgM, а спустя 10-14 суток после контакта с антигеном появляются IgG. На третьей стадии уровень антител остается постоянным. Четвертая стадия растягивается на месяцы. Она характеризуется постепенным снижением уровня антител.
Вторичный иммунитет – развивается при повторном контакте с антигеном. Антитела, главным образом IgG, появляются быстрее и в более высоком титре, чем при первичном иммунном ответе.
Клеточный иммунитет – связан с образованием специализированных клеток, реагирующих с антигеном посредством его связывания и последующего разрушения. Иммунная реакция опосредована Т-киллерами и Т-хелперами. Т-киллеры непосредственно контактируют с чужеродными клетками и разрушают их, а Т-хелперы вырабатывают цитокины (интерферон, интерлейкины), активирующие макрофаги и В-лимфоциты, превращая их в плазматические клетки. Т-амплифайеры активируют деятельность киллеров. Нулевые клетки - О-лимфоциты – не имеют на поверхности рецепторов и являются резервом. Т-супрессоры подавляют синтез иммуноглобулинов, снижают риск развития чрезмерной реакции.
Главный комплекс гистосовместимости – это группа генов и кодируемых ими антигенов клеточной поверхности, которые играют важную роль в распознавании чужеродного и развитии иммунного ответа.
Клеточный иммунитет проявляется в виде:
1.аллергических реакций замедленного типа (например, туберкулиновые пробы);
2. защиты против внутриклеточных паразитов;
3.противовирусного и противомикозного иммунитета;
4.отторжения трансплантанта;
5.противоопухолевого иммунитета.
Выводы. При иммунном ответе обычно действуют механизмы как гуморального, так и клеточного иммунитета. Гуморальный иммунный ответ быстрее клеточного. Как в гуморальной, так и в клеточной системе вторичные иммунные ответы протекают быстрее и интенсивнее, чем первичные.
Таблица.1. Основные характеристики гуморального и клеточного иммунитета
| Гуморальный иммунитет | Клеточный иммунитет |
| Опосредован антителами | Опосредован клетками |
| Клетки-эффекторы – В-лимфоциты | Клетки-эффекторы – Т-лимфоциты |
| Пассивный иммунитет формируется при введении сыворотки | Пассивный иммунитет формируется при введении лимфоцитов |
| Основа антибактериального иммунитета | Основа противовирусного, противоопухолевого, противомикозного иммунитета |
Фагоцитоз. Фагоцитоз служит неспецифическим клеточным защитным механизмом. Фагоциты делятся на две группы: циркулирующие (все гранулоциты) и тканевые (макрофаги соединительной ткани, купферовские клетки, дендритные клетки селезенки и лимфатических узлов, клетки Лангерганса, альвеолярные и интерстициальные макрофаги легких, клетки микроглии). Фагоцитоз включает в себя несколько стадий:
1.Хемотаксис – движение фагоцита в сторону антигена.
2.Адгезия – прилипание фагоцита к эндотелию.
3.Выход фагоцита во внесосудистое пространство.
4.Опсонизация антигена – связывание с антителами и комплементом.
5.Фагоцитоз – поглощение чужеродной клетки фагоцитом с образованием вакуоли – фагосомы. Фагосома затем сливается с лизосомой, которая выносит продукты распада из клетки.
6.Активация метаболизма фагоцитов.
7.Расщепление антигена.
Комплемент. Комплемент – это группа белков, состоящая из протеаз и их активаторов. Комплемент играет важную роль в защите от чужеродного, являясь неспецифическим гуморальным защитным механизмом. Он разрушает бактериальные и инфицированные вирусом собственные клетки, участвует в регуляции воспалительных и иммунных реакций. Некоторые фрагменты компонентов комплемента являются опсонинами. Опсонизированные клетки быстрее фагоцитируют, так как фагоциты активно связываются с этими клетками через соответствующие рецепторы. Существуют два механизма активации комплемента – классический и альтернативный.
1. Классический путь активации комплемента начинается с присоединения белка плазмы к иммунным комплексам, в состав которых входят иммуноглобулины. После связывания происходит активация фрагмента компонента комплемента и образование конвертазы. Этот фермент расщепляет белок плазмы – компонент С3 с образованием другого фермента, который активирует остальные компоненты комплемента.
2. Альтернативный путь активации комплемента начинается с расщепления белка плазмы – компонента С3. Биологический смысл такой активации комплемента заключается в том, что защита начинается до появления антител. Активацию комплемента по альтернативному пути вызывают инулин, зимозан, бактериальные полисахариды и некоторые иммуноглобулины.
Далее после активации комплемента происходит присоединение мембраноатакующего комплекса к мембране чужеродной клетки. В результате чего нарушается целостность последней и проникновение в клетку воды и электролитов, что приводит к гибели «чужака».