Нарушение иммунной системы - любая из различных неудач в защитных механизмах организма против инфекционных организмов.
Нарушения иммунитета включают иммунодефицитные заболевания, такие как СПИД, которые возникают из-за уменьшения какого-либо аспекта иммунного ответа.
Другие типы иммунных расстройств, таких как аллергия и аутоиммунные нарушения, вызываются, когда организм развивает неподходящий ответ на вещество - либо к обычно безвредному постороннему веществу, находящемуся в окружающей среде, в случае аллергии, либо к компоненту тела, в случае аутоиммунных заболеваний.
Лимфоциты (лейкоциты иммунной системы) могут стать злокачественными и вызывать опухоли, называемые лейкозами, лимфомами и миеломами.
Болезни иммунной системы (Иммунные недостатки, Аллергии, Аутоиммунные нарушения):
В этой статье обсуждаются различные иммунные недостатки, аллергии, аутоиммунные нарушения и рак лимфоцитов. Современная медицина научилась контролировать многие состояния. Адекватная терапия способна значительно улучшить состояние пациентов.
Иммунные недостатки
Иммунная недостаточность связана с дефектами, которые возникают в механизмах иммунной системы. Дефекты возникают в компонентах иммунной системы, таких как белые кровяные клетки, участвующие в иммунных ответах (Т-лимфоциты и клетки-поглотители) и белки комплемента по ряду причин. Некоторые недостатки являются наследственными и являются результатом генетических мутаций, которые передаются от родителя к ребенку. Другие вызваны дефектами развития, которые возникают в утробе матери. В некоторых случаях иммунные недостатки являются результатом повреждения, причиненного инфекционными агентами. В других препаратах, используемых для лечения определенных состояний или даже самих заболеваний, может подавлять иммунную систему. Плохое питание также может подорвать иммунную систему. Ограниченный контакт с природными факторами окружающей среды, особенно с микроорганизмами, обнаруженными в условиях биодиверсии, также связан с повышенным риском развития аллергии, аутоиммунных нарушений и хронических воспалительных заболеваний.
Наследственные и врожденные недостатки
Иммунные недостатки, возникающие в результате наследственных и врожденных дефектов, встречаются редко, но они могут влиять на все основные аспекты иммунной системы. К счастью, многие из этих условий можно лечить. В редком наследственном беспорядке, называемом Х-связанной инфантильной агаммаглобулинемией, которая поражает только самцов, В-лимфоциты не могут выделять все классы иммуноглобулинов. (Иммуноглобулин является типом белка, также называемого антителом, который продуцируется В-клетками в ответ на присутствие постороннего вещества, называемого антигеном.) Болезнь можно лечить путем периодических инъекций больших количеств иммуноглобулина G (IgG). Врожденное, но не наследственное, заболевание Т-клеток, называемое синдромом ДиГеорге, возникает из-за дефекта развития, возникающего у плода, что приводит к дефектному развитию тимуса. Следовательно, у младенца нет либо зрелых Т-клеток, либо очень мало. В наиболее тяжелых случаях - то есть, когда тимус не развился - лечение синдрома Ди-Джордж состоит из трансплантации эмбрионального тимуса в младенца. Группа расстройств, называемая тяжелыми комбинированными иммунодефицитными заболеваниями, является результатом отказа клеток-предшественников дифференцироваться в Т или В клетки. Трансплантация костного мозга может успешно лечить некоторые из этих заболеваний. Иммунное заболевание, называемое хроническим гранулематозным заболеванием, является результатом наследственного дефекта, который препятствует образованию фагоцитарных клеток ферментов, необходимых для разрушения простудных возбудителей. Лечение включает введение широкого спектра антибиотиков.
Недостатки, вызванные инфекцией
Недостатки, вызванные лекарственной терапией
В странах с передовыми медицинскими услугами иммунная недостаточность часто возникает из-за использования мощных препаратов для лечения рака. Препараты действуют путем ингибирования размножения быстро делящихся клеток. Хотя препараты действуют селективно на раковые клетки, они также могут мешать генерации и размножению клеток, участвующих в иммунных ответах. Длительное или интенсивное лечение такими препаратами в определенной степени снижает иммунные реакции. Хотя иммунная недостаточность обратима, врач должен искать баланс между умышленным повреждением раковых клеток и непреднамеренным повреждением иммунной системы.
Медикаментозное подавление иммунной системы также возникает, когда мощные лекарственные средства, которые предназначены для вмешательства в развитие Т и В клеток, используются для предотвращения отторжения трансплантатов органов или костного мозга или для подавления серьезных аутоиммунных реакций. Хотя использование таких препаратов значительно улучшило успех трансплантатов, оно также оставляет пациентов с высокой восприимчивостью к микробным инфекциям. К счастью, большинство из этих инфекций можно лечить антибиотиками, но иммунодепрессанты должны использоваться с большой осторожностью и в течение как можно более короткого периода.
Недостатки, вызванные недоеданием
В странах, где диета, особенно у растущих детей, крайне несовершенна белок, серьезное недоедание считается важной причиной иммунного дефицита. Отклики антител и клеточный иммунитет серьезно нарушаются, вероятно, из-за атрофии тимуса и последующего дефицита хелперных Т-клеток. Ущерб делает детей особенно подверженными кори и диарейным заболеваниям. К счастью, тимус и остальная часть иммунной системы могут полностью восстановиться, если восстановится адекватное питание.
Недостатки, связанные с ограниченным воздействием на окружающую среду
Неудача регуляторных Т-клеток в результате снижения воздействия микроорганизмов в естественную среду в раннем детстве была связана с развитием определенных аллергических состояний, аутоиммунных нарушений (например, диабета типа I и рассеянного склероза) и воспалительных заболеваний кишечника. Хотя механизм, лежащий в основе Т-клеточного разрушения в этом контексте, остается неясным, известно, что обычно безвредные микроорганизмы, которые сосуществуют с людьми, могут помочь предотвратить образование организмом неуместных иммунных реакций. Эта идея была впервые предложена в конце 1980-х годов американским иммунологом Дэвидом П. Страчаном в его гипотезе о гигиене. Гипотеза предполагала, что малый размер семьи и повышенная личная гигиена уменьшают риск заражения детей и, таким образом, приводят к развитию аллергических расстройств. Основываясь на гипотезе о гигиене, ученые позже предположили, что дальнейшее увеличение распространенности аллергических расстройств и хронических воспалительных заболеваний в городских популяциях в XXI веке связано с уменьшением контакта с окружающей средой с биодиверсами и с микроорганизмами, которые они содержат.
Иммунная система распознает и реагирует практически на любую инородную молекулу; он не может различать молекулы, характерные для потенциально инфекционных агентов, и те, которые не являются. Другими словами, иммунный ответ может быть вызван материалами, которые не имеют никакого отношения к инфекции. Механизмы, введенные в действие, хотя и выгодные для уничтожения микробов, не обязательно полезны, когда в противном случае безобидные вещества нацелены. Кроме того, даже изначально защитные механизмы могут вызывать вторичные расстройства, когда они действуют на слишком большие масштабы или на более длительный период, чем это необходимо, тем самым повреждая ткани, удаленные от инфекции. Термины аллергии и гиперчувствительности обычно используются для описания неуместных иммунных реакций, которые возникают, когда индивидуум становится чувствительным к безвредным веществам. Аллергические реакции, как правило, не приводят к возникновению симптомов при первом воздействии антигена. При первоначальном воздействии генерируются реактивные лимфоциты, которые вступают в действие только тогда, когда индивидуум повторно переносится на антиген.
Проявления специфической аллергической реакции зависят от того, какой из иммунных механизмов преобладает в реакции. Исходя из этого критерия, иммунологи используют систему классификации Гелла-Кумбса для распознавания четырех типов реакций гиперчувствительности. Типы I, II и III включают механизмы, опосредованные антителами, и имеют быстрое начало. Реакция типа IV связана с механизмами, опосредованными клетками, и имеет задержанное начало. Следует отметить, что категоризация, хотя и полезна, является упрощением и что многие заболевания связаны с комбинацией реакций гиперчувствительности.
Гиперчувствительность I типа
Тип I, также известный как атопическая или анафилактическая гиперчувствительность, включает антитело IgE, тучные клетки и базофилы.
Сенсибилизация, активация и эффекторные фазы
Гиперчувствительность I типа можно разделить на три фазы. Первая называется фазой сенсибилизации и возникает, когда индивидуум впервые подвергается воздействию антигена. Воздействие стимулирует образование IgE-антител, которые связываются с тучными клетками и циркулирующими базофилами. Тучные клетки встречаются в тканях, часто вблизи кровеносных сосудов. Вторая фаза - фаза активации, и это происходит, когда индивидуум повторно экспонируется с антигеном. Реинтродукция антигена заставляет молекулы IgE сшиваться, что заставляет тучные клетки и базофилы выделять содержимое их гранул в окружающие жидкости, инициируя третью фазу, называемую эффекторной фазой реакции типа I. Эффекторная фаза включает в себя все комплексные реакции организма на химические вещества из гранул. Химические вещества включают гистамин, который заставляет маленькие кровеносные сосуды расширяться и сглаживать мышцы в бронхиальных трубках легких, чтобы сжиматься; гепарин, который предотвращает свертывание крови; ферменты, которые разрушают белки; сигнальные агенты, которые привлекают эозинофилы и нейтрофилы; и химическое вещество, которое стимулирует тромбоциты прилипать к стенкам кровеносных сосудов и выделять серотонин, который сжимает артерии. Кроме того, стимулированные тучные клетки создают химические вещества (простагландины и лейкотриены), которые обладают сильными локальными эффектами; они заставляют капиллярные кровеносные сосуды течь, сглаживать мышцы, сокращаться, гранулоциты двигаться более активно, а тромбоциты становятся липкими.
Аллергические реакции типа I
Общий результат реакции типа I представляет собой острое воспаление, выраженное локальным просачиванием жидкости и расширением кровеносных сосудов с последующим попаданием гранулоцитов в ткани. Эта воспалительная реакция может быть полезным местным защитным механизмом. Если, однако, это вызвано другим безобидным антигеном, входящим в глаза и нос, это приводит к отеку и покраснению подкладок век и носовых ходов, секреции слез и слизи и чиханию - типичным симптомам сенной лихорадки. Если антиген проникает в легкие, не только набухание бронхов становится раздутым и выделяет слизь, но мышцы в их стенках сжимаются, а трубки сужаются, что затрудняет дыхание. Это симптомы острой астмы. Если антиген вводится под кожу, например, при укусе насекомого или в ходе какой-либо медицинской процедуры, местная реакция может быть обширной. Он называется волнообразной реакцией, включающей набухание, вызванное высвобождением сыворотки в ткани (wheal), и покраснение кожи, возникающее в результате расширения кровеносных сосудов (вспышки). Если введенный антиген попадает в кровоток и взаимодействует с базофилами в крови, а также с тучными клетками глубоко внутри тканей, высвобождение активных агентов может вызывать ульи, характеризующиеся сильным зудом. Если антиген проникает через кишечник, последствия могут включать болезненные кишечные спазмы и рвоту. Местная реакция с тучными клетками увеличивает проницаемость слизистой оболочки кишечника, и во многих случаях антиген проникает в кровоток, а также дает крапивницу. Независимо от того, вводится или поступает в организм аллерген, если он попадает в кровоток, он может вызвать анафилаксию, синдром, который в самой тяжелой форме характеризуется глубоким и продолжительным падением артериального давления, сопровождаемым затруднением дыхания. Смерть может произойти в течение нескольких минут, если инъекция адреналина немедленно вводится. Этот тип тяжелой аллергической реакции может возникать в ответ на продукты, такие как пенициллин и яд насекомых.
Еще одна особенность реакций гиперчувствительности типа I заключается в том, что после того, как наступит немедленная локальная реакция на аллерген, может произойти приток большего количества гранулоцитов, лимфоцитов и макрофагов на участке. Если аллерген все еще присутствует, более продолжительная форма той же реакции - так называемая позднефазная реакция, которая длится день или два, а не минуты, может наблюдаться. Это особенность астматических приступов у некоторых пациентов, у которых повторные эпизоды также приводят к повышенной чувствительности воздушных проходов к констриктивному действию гистамина. Если такие люди могут избежать контакта с аллергеном в течение нескольких недель, последующее воздействие вызывает гораздо менее серьезные атаки. Длительная реакция, вызванная IgE, также вызывает атопический дерматит, состояние кожи, характеризующееся постоянным зудом и чешуйчато-красными пятнами. Они часто развиваются на участках, где кожа согнута, например, локти и колени. Настойчивость обусловлена притоком тучных клеток, стимулированных постоянным присутствием аллергена, который часто является безвредным веществом, таким как волосы животных или перхоть.
Типичные аллергены типа I
Большинство людей не являются чрезмерно восприимчивыми к сенной лихорадке или астме. Те, кто составляет около 10 процентов населения, иногда описываются атопическими (из термина атопия, что означает «необычный»). У атопических индивидуумов наблюдается повышенная тенденция к образованию IgE-антител. Эта тенденция протекает в семьях, хотя нет единого гена, ответственного за некоторые наследственные заболевания, такие как гемофилия. Хотя многие безобидные антигены могут стимулировать небольшое количество IgE-антител у атопического индивидуума, некоторые антигены гораздо чаще делают это, чем другие, особенно если они многократно поглощаются в очень малых количествах через поверхности слизистой оболочки. Такие антигены часто называют аллергенами. Эти вещества обычно представляют собой полипептиды, у которых к ним присоединены углеводные группы. Они устойчивы к сушке, но особой характеристики не известно, что четко выделяет аллергены от других антигенов. Аллергены присутствуют во многих типах пыльцы (которая учитывает сезонные случаи сенной лихорадки), в грибковых спорах, в перхоти животных и перьях, в семенах растений (особенно при тонко измельченных) и ягодах, и в так называемой домашней пыли. Основной аллерген в домашней пыли был идентифицирован как экскременты клещей, которые живут на кожных полях; другие клещи (те, которые живут в муке, например) также выделяют мощные аллергены. Этот список далеко не исчерпывающий. Чувствительность к шоколаду, яичным белкам, апельсинам или коровьему молоку не редкость.
Количество аллергена, необходимое для возникновения острой реакции гиперчувствительности типа I у чувствительного человека, очень мало: менее одного миллиграмма может приводить к фатальной анафилаксии, если она попадает в кровоток. Медицинский персонал должен узнать о любой истории гиперчувствительности, прежде чем вводить наркотики путем инъекций, и при необходимости они должны вводить тестовую дозу в (а не через) кожу для обеспечения отсутствия гиперчувствительности. В любом случае подходящее средство должно быть под рукой.
Лечение аллергических реакций типа I
Существует несколько препаратов, которые смягчают эффекты вызванных IgE аллергических реакций. Некоторые, такие как противовоспалительный кромолин, предотвращают выгрузку гранул мачтовых клеток, если они вводятся до повторного воздействия на антиген. Для лечения астмы и тяжелой сенной лихорадки такие препараты лучше всего вводить при вдыхании. Эффекты гистамина могут блокироваться антигистаминными агентами, которые конкурируют с гистамином за сайты связывания на клетках-мишенях. Антигистаминные препараты используются для контроля умеренной сенной лихорадки и таких кожных проявлений, как ульи, но они, как правило, заставляют людей спать. Адреналин противодействует, а не блокирует как антигистамины, эффекты гистамина, и он наиболее эффективен при лечении анафилаксии. Кортикостероидные препараты могут помочь контролировать стойкую астму или дерматит, возможно, уменьшая воспалительный приток гранулоцитов, но долговременное введение может вызывать опасные побочные эффекты и его следует избегать.
Чувствительность к аллергенам часто уменьшается со временем. Одно из объяснений состоит в том, что образуются увеличивающиеся количества IgG-антител, которые предпочтительно сочетаются с аллергеном и поэтому препятствуют его взаимодействию с IgE, связанным с клеткой. Это является обоснованием для лечения десенсибилизации, при котором небольшие количества аллергена вводят под кожу в постепенно увеличивающихся количествах в течение нескольких недель, чтобы стимулировать IgG-антитела. Этот метод часто бывает успешным в уменьшении гиперчувствительности к допустимому уровню или даже отмене его. Однако увеличение объема IgG не может быть полным объяснением. Способность вырабатывать IgE-антитела зависит от взаимодействия хелперных Т-клеток, и они, в свою очередь, регулируются регуляторными Т-клетками. Имеются данные, свидетельствующие о том, что атопические индивидуумы испытывают недостаток в регуляторных Т-клетках, чья функция конкретно заключается в том, чтобы подавлять В-клетки, которые продуцируют IgE, и что десенсибилизирующее лечение может преодолеть этот недостаток.
Гиперчувствительность II типа
Аллергические реакции этого типа, также известные как цитотоксические реакции, происходят, когда клетки в организме разрушаются антителами, с или без активации всей системы комплемента. Когда антитело связывается с антигеном на поверхности клетки-мишени, оно может вызвать повреждение через ряд механизмов. Когда участвуют молекулы IgM или IgG, они активируют полную систему комплемента, что приводит к образованию комплекса мембранной атаки, который разрушает клетку (см. Иммунную систему: опосредованные антителом иммунные механизмы). Другой механизм включает молекулы IgG, которые покрывают клетку-мишень и привлекают макрофаги и нейтрофилы для ее разрушения. В отличие от реакций типа I, в которых антигены взаимодействуют с клеточно-связанными IgE-иммуноглобулинами, реакции типа II включают взаимодействие циркулирующих иммуноглобулинов с клеточно-связанными антигенами.
Реакции типа II редко возникают из-за введения безобидных антигенов. Чаще всего они развиваются из-за образования антител против клеток организма, которые были инфицированы микробами (и, таким образом, присутствуют микробные антигенные детерминанты) или потому, что были получены антитела, которые атакуют собственные клетки организма. Этот последний процесс лежит в основе ряда аутоиммунных заболеваний, включая аутоиммунную гемолитическую анемию, миастению и синдром Goodpasture.
Реакции типа II также возникают после несовместимой переливания крови, когда эритроциты трансфузируются в человека, у которого антитела против белков на поверхности этих инородных клеток (естественно или в результате предыдущих переливаний). Такие переливания в значительной степени можно избежать (см. Группа крови: Использование группировки крови), но когда они происходят, эффекты варьируются в зависимости от класса вовлеченных антител. Если они активируют полную систему комплемента, красные клетки быстро гемолизируются (разрываются), а гемоглобин в них высвобождается в кровоток. В небольших количествах он затирается специальным белком, называемым гемопексином, но в больших количествах он выводится через почки и может повредить трубочки почек. Если активация комплемента идет только часть пути (на стадию С3), красные клетки захватываются и разрушаются гранулоцитами и макрофагами, главным образом в печени и селезенке. Пигмент гема из гемоглобина превращается в пигментный билирубин, который накапливается в крови и заставляет человека выглядеть желчным.
Не все реакции типа II вызывают гибель клеток. Вместо этого антитело может вызывать физиологические изменения, лежащие в основе болезни. Это происходит, когда антиген, с которым связывается антитело, является рецептором клеточной поверхности, который обычно взаимодействует с химическим мессенджером, таким как гормон. Если антитело связывается с рецептором, оно препятствует связыванию гормона и выполнению его нормальной клеточной функции (см. Аутоиммунные заболевания щитовидной железы).
Реакции типа III или иммунного комплекса характеризуются повреждением тканей, вызванным активацией комплемента в ответ на антиген-антитело (иммунные) комплексы, которые осаждаются в тканях. К классам антител относятся те же самые, которые участвуют в реакциях типа II - IgG и IgM, - но механизм, по которому происходит повреждение ткани, отличается. Антиген, к которому связывается антитело, не присоединен к клетке. Как только комплексы антиген-антитело образуются, они осаждаются в различных тканях организма, особенно в кровеносных сосудах, почках, легких, коже и суставах. Осаждение иммунных комплексов вызывает воспалительный ответ, который приводит к высвобождению повреждающих ткань веществ, таких как ферменты, которые разрушают ткани локально, и интерлейкин-1, который, среди других его эффектов, вызывает лихорадку.
Иммунные комплексы лежат в основе многих аутоиммунных заболеваний, таких как системная красная волчанка (воспалительное расстройство соединительной ткани), большинство типов гломерулонефрита (воспаление капилляров почек) и ревматоидный артрит.
Реакции гиперчувствительности III типа могут быть вызваны вдыханием антигенов в легкие. Ряд условий связан с этим типом воздействия антигена, включая легкое фермера, вызванное грибковыми спорами из плесневого сена; легкое голубя голубей, получающееся из белков из порошкообразного набегающего голубя; и лихорадка увлажнителя, вызванная нормально безвредными простейшими, которые могут расти в кондиционерах и рассеиваться в мелких капельках в контролируемых климатом помещениях. В каждом случае человек будет сенсибилизирован к антигену - то есть, будет иметь IgG-антитела к агенту, циркулирующему в крови. Вдыхание антигена будет стимулировать реакцию и вызвать судороги, лихорадку и недомогание, симптомы, которые обычно проходят через день или два, но повторяются, когда человек повторно подвергается воздействию антигена. Постоянные повреждения встречаются редко, если только люди не подвергаются воздействию неоднократно. Некоторые профессиональные заболевания работников, которые обрабатывают хлопок, сахарный тростник или отходы кофе в теплых странах, имеют сходную причину, поскольку сенсибилизирующий антиген обычно поступает из грибов, которые растут на отходах, а не на самих отходах. Эффективное лечение, конечно же, должно предотвратить дальнейшее облучение.
Тип аллергии, описанный в предыдущем абзаце, впервые был признан сывороткой, что часто случалось после того, как антисыворотка животных была введена пациенту для уничтожения токсинов дифтерии или столбняка. В то время как все еще циркулируют в крови, чужеродные белки в антителах, индуцированных антисывороткой, и некоторые или все описанные выше симптомы развиваются у многих пациентов. Болезнь в сыворотке сейчас встречается редко, но подобные симптомы могут развиваться у людей, чувствительных к пенициллину или некоторым другим препаратам, таким как сульфонамиды. В таких случаях препарат объединяется с белками крови субъекта, образуя новую антигенную детерминанту, с которой реагируют антитела.
Последствия взаимодействия антигена и антитела в кровотоке изменяются в зависимости от того, являются ли образованные комплексы большими, и в этом случае они обычно захватываются и удаляются макрофагами в печени, селезенке и костном мозге или небольшими, и в этом случае они остаются в обращении. Большие комплексы возникают, когда присутствует более чем достаточно антитела для связывания со всеми молекулами антигена, так что они образуют агрегаты многих молекул антигена, сшитые друг с другом множеством сайтов связывания IgG и IgM-антител. Когда отношения антител к антигену достаточно для образования только небольших комплексов, которые, тем не менее, могут активировать комплемент, комплексы имеют тенденцию оседать в узких капиллярных сосудах синовиальной ткани (облицовка полостей суставов), почек, кожи или, реже, мозг или брыжейка кишечника. Активация комплемента, которая приводит к повышенной проницаемости кровеносных сосудов, высвобождению гистамина, липкости тромбоцитов и притяжению гранулоцитов и макрофагов, становится более важной, когда комплексы антиген-антитело осаждаются в кровеносных сосудах, чем когда они осаждаются в ткани вне капилляров. Симптомы, в зависимости от того, где происходит повреждение, - это опухшие, болезненные суставы, повышенная сыпь на коже, нефрит (повреждение почек, выпадение белков крови и даже красных кровяных телец в моче), уменьшение кровотока в мозг или кишечник спазмы.
Образование проблемных комплексов антиген-антитело в крови также может быть следствием подострого бактериального эндокардита, хронической инфекции поврежденных клапанов сердца. Инфекционный агент часто является стрептококком viridans, обычно безвредным жителем рта. Бактерии в сердце покрываются слоем фибрина, который защищает их от разрушения гранулоцитами, в то время как они продолжают выделять антигены в кровообращение. Они могут сочетаться с предварительно образованными антителами с образованием иммунных комплексов, которые могут вызывать симптомы, сходные с симптомами сывороточной болезни. Лечение включает в себя искоренение сердечной инфекции путем длительного курса антибиотиков.
Гиперчувствительность IV типа
Гиперчувствительность IV типа является клеточной иммунной реакцией. Другими словами, это не связано с участием антител, а обусловлено прежде всего взаимодействием Т-клеток с антигенами. Реакции такого рода зависят от наличия в циркуляции достаточного количества Т-клеток, способных распознавать антиген. Специфические Т-клетки должны мигрировать на сайт, где присутствует антиген. Поскольку этот процесс занимает больше времени, чем реакции с участием антител, реакции типа IV сначала отличались отсроченным началом и все еще часто называются реакциями с задержкой гиперчувствительности. Реакции типа IV не только развиваются медленно-реакционные реакции появляются примерно через 18-24 часа после введения антигена в систему, но, в зависимости от того, сохраняется ли антиген или удаляется, они могут быть пролонгированы или относительно кратковременны.
Т-клетки, участвующие в реакциях типа IV, представляют собой клетки памяти, полученные из предшествующей стимуляции одним и тем же антигеном. Эти клетки сохраняются в течение многих месяцев или лет, так что люди, которые стали гиперчувствительными к антигену, как правило, остаются таковыми. Когда Т-клетки рестимулируются этим антигеном, представленным на поверхности макрофагов (или на других клетках, которые могут экспрессировать молекулы MHC класса II), Т-клетки секретируют цитокины, которые рекрутируют и активируют лимфоциты и фагоцитарные клетки, которые осуществляют опосредованную клетками иммунная реакция. Два распространенных примера замедленной гиперчувствительности, которые иллюстрируют различные последствия реакций типа IV, - это туберкулиновая и контактная гиперчувствительность.
Гиперчувствительность типа туберкулина
Тест на туберкулин основан на реакции с задержкой гиперчувствительности. Тест используется для определения того, был ли человек инфицирован возбудителем туберкулеза Mycobacterium tuberculosis. (Раньше инфицированный человек мог бы содержать реактивные Т-клетки в крови.) В этом тесте небольшое количество белка, экстрагированного из микобактерии, вводили в кожу. Если присутствуют реакционноспособные Т-клетки, т. Е. Тест положительно-покраснение, и на следующий день на месте инъекции появляется опухоль, увеличивается через следующий день, а затем постепенно исчезает. Если исследовать образец ткани с сайта положительной реакции, он будет демонстрировать инфильтрацию лимфоцитами и моноцитами, увеличение жидкости между волокнистыми структурами кожи и некоторой гибелью клеток. Если реакция более тяжелая и продолжительная, некоторые активированные макрофаги сливаются вместе, образуя большие клетки, содержащие несколько ядер. Накопление активированных макрофагов такого рода называется гранулемой. Иммунитет к ряду других заболеваний (например, проказы, лейшманиоза, кокцидиоза и бруцеллеза) также может быть измерен наличием или отсутствием отложенной реакции на тестовую инъекцию соответствующего антигена. Во всех этих случаях тестовый антиген провоцирует только временный ответ, когда тест положительный, и, конечно, никакого ответа вообще нет, когда тест отрицательный.
Те же механизмы, опосредованные клетками, вызваны фактической инфекцией живых микробов, и в этом случае воспалительный ответ продолжается, и последующее повреждение ткани и образование гранулемы могут нанести серьезный ущерб. Более того, при фактической инфекции микробы часто присутствуют внутри макрофагов и не обязательно локализуются в коже. Большие гранулемы развиваются, когда раздражитель сохраняется, особенно если присутствуют неразлагаемые материалы в виде частиц, и несколько макрофагов, все пытающиеся поглотить один и тот же материал, сливают свои клеточные мембраны друг с другом. Макрофаги продолжают выделять ферменты, способные разрушать белки, а нормальная структура тканей в их окрестности становится искаженной. Хотя образование гранулемы может быть эффективным методом, который иммунная система использует для секвестра неудобоваримых материалов (независимо от микробного происхождения) от остальной части тела, вред, причиненный этим иммунным механизмом, может быть гораздо более серьезным, чем повреждение, вызванное инфекционными организмы. Это относится к таким заболеваниям, как туберкулез легких и шистосомоз, а также к некоторым грибковым инфекциям, которые устанавливаются в тканях организма, а не на их поверхности.
Контакт гиперчувствительность и дерматит
При контактной гиперчувствительности воспаление возникает, когда сенсибилизирующий химикат входит в контакт с поверхностью кожи. Химическое вещество взаимодействует с белками тела, изменяя их так, чтобы они выглядели чуждо иммунной системе. Это может вызвать различные химические вещества. Они включают в себя различные препараты, экскреции некоторых растений, такие металлы, как хром, никель и ртуть, а также промышленные продукты, такие как красители для волос, лак, косметика и смолы. Все эти разнообразные вещества похожи на то, что они могут диффундировать через кожу. Одним из наиболее известных примеров растения, которое может спровоцировать реакцию контактной гиперчувствительности, является ядовитый плющ (Toxicodendron radicans), обнаруженный во всей Северной Америке. Он выделяет масло, называемое урушиол, которое также производится ядовитым дубом (T. diversilobum), ягодным примулом (Primula obconica) и лаковым деревом (T. vernicifluum). Когда урушиол входит в контакт с кожей, он инициирует контактную реакцию гиперчувствительности.
Поскольку чувствительные химические вещества диффундируют в кожу, они реагируют с некоторыми белками организма, изменяя антигенные свойства белка. Химическое вещество может взаимодействовать с белками, расположенными как на внешнем роговом слое кожи (дермы), так и на подстилающей ткани (эпидермисе). Некоторые из эпидермальных белковых комплексов мигрируют в сливные лимфатические узлы, где они стимулируют Т-клетки, реагирующие на вновь образованный антиген, чтобы размножаться. Когда Т-клетки оставляют узлы входить в кровоток, они могут вернуться на место, где химическое вещество входит в организм. Если какая-то чувствительная субстанция остается там, она может активировать Т-клетки, вызывая рецидив воспаления. Клинический результат - контактный дерматит, который может сохраняться в течение многих дней или недель. Лечение осуществляется местным применением кортикостероидов, что значительно снижает инфильтрацию лимфоцитов и предотвращает дальнейший контакт с чувствительным агентом.
Аутоиммунные нарушения
Механизм, с помощью которого генерируется огромное разнообразие B и T-клеток, представляет собой случайный процесс, который неизбежно порождает некоторые рецепторы, которые признают собственные составляющие тела как чужие. Однако лимфоциты, несущие такие самореактивные рецепторы, устраняются или оказываются импотентами несколькими различными механизмами, так что иммунная система обычно не генерирует значительных количеств антител или Т-клеток, которые реагируют с компонентами организма (само антигены). Тем не менее, иммунный ответ на себя, называемый аутоиммунностью, может произойти, и некоторые из способов, которые самонаправленные иммунные реакции наносят ущерб, были упомянуты в разделе «Аллергии».
Понимание и выявление аутоиммунных нарушений затруднено, учитывая, что у всех людей есть много самореактивных антител в крови, но у большинства нет признаков болезни. Следовательно, идентификация аутоантител не является достаточным диагностическим инструментом для определения наличия аутоиммунного расстройства. Существует различие между аутоиммунным ответом и заболеванием: в первом случае аутоантитела не вызывают дисфункции, но в последнем случае они это делают.
Иммунологи не всегда могут объяснить, почему механизмы, которые обычно препятствуют развитию аутоиммунитета, потерпели неудачу в определенном аутоиммунном расстройстве. Тем не менее, они выдвинули ряд объяснений таких неудач.
Изменение собственных антигенов
Различные механизмы могут изменять собственные компоненты, чтобы они казались чуждыми иммунной системе. Новые антигенные детерминанты могут быть присоединены к собственным белкам, или форма само-антигена может сдвигаться по целому ряду причин, так что ранее не реагирующие вспомогательные Т-клетки стимулируются и могут взаимодействовать с существующими В-клетками для выделения аутоантител. Было показано, что изменение формы самобелка происходит у подопытных животных и является наиболее вероятным объяснением для производства ревматоидных факторов, характерных для ревматоидного артрита. Инфекционные организмы также могут изменять собственные антигены, что может объяснить, почему вирусная инфекция специализированных клеток, таких как клетки поджелудочной железы, которые выделяют инсулин или щитовидную железу, которые делают гормоны щитовидной железы, часто предшествует развитию аутоантител против самих клеток и против их гормональные продукты.
Выделение секвестрированных антигенов
Внутриклеточные антигены и антигены, обнаруженные на тканях, которые не контактируют с кровообращением, обычно эффективно отделяются от иммунной системы. Таким образом, они могут считаться чужеродными, если они высвобождаются в кровоток в результате разрушения ткани, вызванного травмой или инфекцией. После внезапного повреждения сердца, например, в крови регулярно появляются антитела против мембран сердечной мышцы.
Перекрестная реакция с чужеродными антигенами
Этот механизм вступает в игру, когда инфекционный агент продуцирует такие антигены, которые аналогичны таковым на нормальных тканях клеток, что антитела, стимулированные для реакции против чужеродного антигена, также распознают аналогичный авто антиген; следовательно, два антигена называются перекрестно-реактивными. Таким образом, аутоантитела, стимулированные внешними антигенами, могут нанести серьезный ущерб. Например, стрептококки, вызывающие ревматическую лихорадку, делают антигены, которые перекрестно реагируют с мембранами на мышечных мембранах, и антитела, которые реагируют с бактериями, также связываются с мембраной сердечной мышцы и вызывают повреждение сердца. Другим примером аутоиммунного расстройства, которое возникает из-за перекрестной реактивности, является болезнь Шагаса. Трипаносомы, которые вызывают заболевание, образуют антигены, которые перекрестно реагируют с антигенами на поверхности специализированных нервных клеток, которые регулируют упорядоченное сокращение мышц в кишечнике. Антитела, направленные против трипаносом, также взаимодействуют с этими нервными клетками и нарушают нормальное функционирование кишечника.
Генетические факторы
Несколько семейств аутоиммунных заболеваний четко протекают. Тщательные исследования (например, сравнивающие заболеваемость идентичных близнецов с таковыми у братских близнецов) показали, что повышенная частота таких аутоиммунных заболеваний не может быть объяснена факторами окружающей среды. Скорее, это связано с генетическим дефектом, который передается от одного поколения к другому. Такие расстройства включают болезнь Грейвса, болезнь Хашимото, аутоиммунный гастрит (включая пернициозную анемию), тип I (инсулинзависимый) сахарный диабет и болезнь Аддисона. Эти заболевания чаще встречаются у людей, которые несут специфические антигены MHC на своих клетках. Обладание этими антигенами не означает, что человек будет заражать такие болезни, только то, что он или она имеет больше шансов сделать это. Исследователи в целом согласны с тем, что взаимодействие многих генов необходимо, прежде чем человек развивает такие аутоиммунные заболевания. Например, считается, что диабет типа I является результатом, по меньшей мере, 14 генов.
Еще одна интересная особенность, которая, по-видимому, связана с наследованием аутоиммунных нарушений, - пол. Большинство аутоиммунных заболеваний человека страдают гораздо больше женщин, чем мужчин. Женщины чаще страдают, чем мужчины с большинством известных расстройств, включая миастения, системную красную волчанку, болезнь Грейвса, ревматоидный артрит и болезнь Хашимото. Причина этого еще не полностью понята, но исследователи считают, что она, вероятно, связана с гормональными эффектами на иммунные реакции.
Примеры аутоиммунных нарушений
Спектр аутоиммунных расстройств широк, варьируя от тех, которые включают один орган в другие, которые воздействуют на несколько разных органов как вторичное следствие наличия иммунных комплексов в кровообращении. В этой статье невозможно обсудить их все. Следующие нарушения были выбраны для иллюстрации некоторых очень различных осложнений, которые могут возникнуть в результате аутоиммунитета.
Аутоиммунные заболевания щитовидной железы
Болезнь Хашимото и болезнь Грейвса являются двумя наиболее распространенными аутоиммунными нарушениями щитовидной железы, органом, секретирующим гормон (расположенным в горле около гортани), который играет важную роль в развитии и созревании всех позвоночных. Щитовидная железа состоит из закрытых мешочков (фолликулов), выстланных специализированными клетками щитовидной железы. Эти клетки выделяют тиреоглобулин, большой белок, который действует как молекула-хранилище, из которой сделаны гормоны щитовидной железы и высвобождаются в кровь. Скорость, с которой это происходит, регулируется тиреотропным гормоном (TSH), который активирует клетки щитовидной железы, сочетаясь с рецепторами TSH, обнаруженными на мембране клеток щитовидной железы. Болезнь Хашимото включает отек железы (состояние, называемое зобом) и потерю продукции гормона щитовидной железы (гипотиреоз). Предполагается, что аутоиммунный процесс, лежащий в основе этого расстройства, стимулируется вспомогательными Т-клетками, которые реагируют с антигенами щитовидной железы, хотя механизм не полностью понят. После активации самореактивные Т-клетки стимулируют В-клетки секретировать антитела против нескольких целевых антигенов, включая тиреоглобулин.
Болезнь Грейвса - это тип сверхактивной болезни щитовидной железы (гипертиреоз), связанный с избыточным продуцированием и секрецией гормонов щитовидной железы. Болезнь возникает с развитием антител, которые направлены против рецептора ТТГ на клетки щитовидной железы и которые могут имитировать действие ТТГ. При связывании с рецептором антитела стимулируют чрезмерную секрецию гормонов щитовидной железы.
Как при болезни Хашимото, так и в болезни Грейвса, щитовидная железа проникает в лимфоциты и частично разрушается. Если железа полностью разрушена, может возникнуть состояние, называемое myxedema, с набуханием тканей, особенно вокруг лица.
Аутоиммунная гемолитическая анемия
Ряд аутоиммунных нарушений сгруппированы под рубрикой аутоиммунной гемолитической анемии. Все это связано с образованием аутоантител против красных кровяных телец, что может привести к гемолизу (разрушение эритроцитов). Аутоантитела иногда появляются после заражения бактерией Mycoplasma pneumoniae, довольно необычной причиной пневмонии. В этом случае аутоантитела направлены против определенных антигенов, которые присутствуют на красных клетках, и они, вероятно, индуцируются аналогичным антигеном в микробах (пример перекрестной реакции антигенов). Автоантитела, направленные против другого антигена эритроцитов, часто продуцируются у лиц, которые принимали антигипертензивный препарат альфа-метилдопа в течение нескольких месяцев; причина развития аутоантител в таких случаях неизвестна. Другие препараты, такие как хинин, сульфонамиды или даже пенициллин, очень часто вызывают гемолитическую анемию. В таких случаях считается, что препарат действует как гаптен, то есть он становится связанным с белком на поверхности эритроцитов, и комплекс становится иммуногенным.
Аутоантитела, которые формируются против красных кровяных телец, классифицируются на две группы по их физическим свойствам. Аутоантитела, которые оптимально связываются с эритроцитами при 37 ° C (98,6 ° F), классифицируются как тепловые реакции. Теплые реагирующие аутоантитела относятся в первую очередь к классу IgG и вызывают около 80% всех случаев аутоиммунной гемолитической анемии. Аутоантитела, которые прикрепляются к эритроцитам только тогда, когда температура ниже 37 ° C, называются холодными. Они принадлежат прежде всего классу IgM. Холодно реагирующие аутоантитела эффективны при активации системы комплемента и вызывают разрушение клетки, с которой они связаны. Тем не менее, до тех пор, пока температура тела остается на уровне 37 ° С, холодореактивные аутоантитела диссоциируют из клетки, а гемолиз не является тяжелым. Однако, когда конечности и кожа подвергаются воздействию холода в течение длительных периодов времени, температура циркулирующей крови может быть снижена, позволяя холодным реагирующим аутоантителам работать. Инфекция M. pneumoniae встречается с помощью реагирующих на холод антител.
Пернициозная анемия и аутоиммунный гастрит |
Пернициозная анемия связана с неспособностью поглощать витамин B12 (кобаламин), который необходим для правильного созревания эритроцитов. Это характерно сопровождается отказом выделить соляную кислоту в желудке (ахлоргидрия) и на самом деле является симптомом тяжелого аутоиммунного гастрита. Чтобы быть поглощенным тонкой кишкой, диетический витамин B12 должен образовывать комплекс с внутренним фактором - белком, выделяемым париетальными клетками в подкладке желудка. Пернициозная анемия возникает, когда к ней присоединяются аутоантитела к внутреннему фактору, предотвращая ее связывание с витамином B12 и тем самым предотвращая попадание витамина в организм. Аутоантитела также разрушают секреторные клетки, секретирующие кислоту, что приводит к аутоиммунному гастриту.
Ревматоидный артрит
Ревматоидный артрит - это хроническое воспалительное заболевание, которое поражает соединительные ткани по всему телу, особенно синовиальные мембраны, которые выстилают периферические суставы. Ревматоидный артрит является одним из наиболее распространенных аутоиммунных заболеваний. Его причина неизвестна, но разнообразные измененные иммунные механизмы, вероятно, способствуют расстройству, особенно в более тяжелых случаях.
Одна теория предполагает, что воспалительный процесс заболевания инициируется аутоиммунными реакциями, которые включают одно или несколько аутоантител, которые в совокупности называются ревматоидным фактором. Аутоантитела реагируют с хвостовой областью Y-образной молекулы IgG, другими словами, ревматоидным фактором являются антитела против IgG. Иммунные комплексы образуются между ревматоидным фактором и IgG и, по-видимому, осаждаются в синовиальной мембране суставов. Осаждение вызывает реакцию гиперчувствительности III типа, активируя комплемент и притягивая гранулоциты, что вызывает воспаление и боль в суставах. Гранулоциты выделяют ферменты, которые разрушают хрящ и коллаген в суставах, и это в конечном итоге может разрушить гладкую поверхность сустава, которая необходима для облегчения движения. Если иммунные комплексы в крови эффективно не удаляются печенью и селезенкой, они могут вызывать системные эффекты, подобные тем, которые осаждаются сывороткой.
Раздражающие эффекты ревматоидного артрита также наблюдались у пациентов, особенно молодых, у которых нет ревматоидного фактора, и, следовательно, существуют другие механизмы инициирования расстройства.
Системная красная волчанка
Системная красная волчанка (СКВ) представляет собой синдром, характеризующийся повреждением органов, возникающим в результате осаждения иммунных комплексов. Иммунные комплексы образуются при создании аутоантител против нуклеиновых кислот и белковых составляющих ядра клеток. Такие аутоантитела, называемые антиядерными антителами, не атакуют здоровые клетки, поскольку ядро находится внутри клетки и недоступно для антител. Комплексы антиген-антитело образуются только после того, как ядерное содержимое клетки высвобождается в кровоток при нормальном течении клеточной смерти или в результате воспаления. Полученные иммунные комплексы осаждаются в тканях, вызывая повреждение. Некоторые органы чаще участвуют, чем другие, включая почки, суставы, кожу, сердце и серозные оболочки вокруг легких.
Рассеянный склероз
Рассеянный склероз - это аутоиммунное заболевание, которое приводит к постепенному разрушению миелиновой оболочки, которая окружает нервные волокна. Он характеризуется прогрессирующим дегенерацией нервной функции, вставляемым с периодами видимой ремиссии. Спинномозговая жидкость людей с рассеянным склерозом содержит большое количество антител, направленных против основного белка миелина и, возможно, других белков головного мозга. Инфильтрирующие лимфоциты и макрофаги могут усугубить деструктивный ответ. Причина, по которой иммунная система запускает атаку против миелина, неизвестна, но в качестве инициаторов ответа было предложено несколько вирусов. Отмечена генетическая тенденция к заболеванию; восприимчивость к расстройству указывается наличием основных генов гистосовместимости (МНС), которые продуцируют белки, обнаруженные на поверхности В-клеток и некоторых Т-клеток.
Тип I (инсулинзависимый) сахарный диабет
Сахарный диабет типа I является аутоиммунной формой диабета и часто возникает в детстве. Это вызвано разрушением клеток поджелудочной ткани, называемых островками Лангерганса. Эти клетки обычно производят инсулин, гормон, который помогает регулировать уровень глюкозы в крови. У лиц с диабетом типа I уровень глюкозы в крови является следствием отсутствия инсулина. Дисфункция островковых клеток вызвана образованием цитотоксических Т-клеток или аутоантител, которые сформировались против них. Хотя исходная причина этого аутоиммунного ответа неизвестна, существует генетическая тенденция к заболеванию, которая также включает гены MHC класса II. Его можно лечить инъекциями инсулина; однако даже при лечении диабет типа I может в конечном итоге привести к почечной недостаточности, слепоте или серьезным проблемам кровообращения в конечностях.
Другие аутоиммунные нарушения
Механизмы, подобные тем, которые производят аутоиммунную гемолитическую анемию, могут приводить к образованию антител против гранулоцитов и тромбоцитов, хотя аутоиммунные атаки против этих клеток крови происходят реже. Антитела против других типов клеток встречаются в ряде аутоиммунных заболеваний, и эти самореактивные ответы могут нести основную ответственность за причиненный ущерб. В myasthenia gravis, заболевании, характеризующемся мышечной слабостью, аутоантитела реагируют на рецепторы на мышечные клетки. Обычно рецепторы связываются с ацетилхолином, нейротрансмиттером, высвобождаемым из нервных окончаний. Когда ацетилхолин связывается с ацетилхолиновым рецептором на поверхности мышечных клеток, он стимулирует мышцы к сокращению. Аутоантитела в миастении связывают с ацетилхолиновыми рецепторами, не активируя их. Антитела предотвращают сокращение мышц либо путем блокирования ацетилхолина от связывания с его рецептором, либо путем полного разрушения рецепторов. Это делает мышцу менее чувствительной к ацетилхолину и в конечном итоге ослабляет сокращение мышц.
Другой пример - синдром Гудпасстера, расстройство, при котором аутоантитела формируются против подвальной мембраны кровеносных сосудов в почках клубочков и в воздушных мешках легких. Аутоантитела вызывают серьезное повреждение почек и кровоизлияние в легкие.
Опухолям, возникающим из лимфоцитов, даются различные названия: они называются лейкозами, если раковые клетки присутствуют в большом количестве в крови, лимфомы, если они в основном сосредоточены в лимфоидных тканях, и миеломы, если они являются опухолями В-клеток, которые выделяют большие количества иммуноглобулин. В следующих разделах описывается, как возникают раки лимфоцитов и как используются иммунологические методы для определения прогноза и лечения опухолей В- и Т-клеток.Генетические причины рака
Большинство видов рака являются результатом серии случайных генетических аварий или мутаций, которые происходят с генами, участвующими в контроле роста клеток. Одна общая группа генов, участвующих в инициации и развитии рака, называется онкогенами. Неизмененная, здоровая форма онкогена называется протоонкогеном. Прото-онкогены стимулируют клеточный рост контролируемым образом, что связано с взаимодействием ряда других генов. Однако, если протоонкоген каким-то образом мутирует, он может стать гиперактивным, что приведет к неконтролируемой клеточной пролиферации и преувеличению некоторых нормальных клеточных действий. Протоонкоген может быть мутированным несколькими способами. Согласно одному механизму, называемому хромосомной транслокацией, часть одной хромосомы отделяется от ее нормального положения и повторно присоединяется (транслоцируется) на другую хромосому. Если на фрагменте хромосомы появляется протоонкоген, он может быть отделен от области, которая обычно регулирует ее. Таким образом, протоонкоген становится нерегулируемым и превращается в онкоген. Хромосомная транслокация протоонкогенов участвует в ряде опухолей В-клеток, включая лимфому Беркитта и хроническую миелогенную лейкемию. Т-клеточный лейкоз также является следствием хромосомной транслокации.Злокачественная трансформация лимфоцитов
На любой стадии своего развития от стволовых клеток до зрелой формы лимфоцит может подвергаться злокачественной (раковой) трансформации. Трансформированная клетка больше не ограничена процессами, которые регулируют нормальное развитие, и она размножается для получения большого количества идентичных клеток, которые составляют опухоль. Эти клетки сохраняют характеристики специфической стадии развития трансформированной клетки, и из-за этого рак можно различить в соответствии со стадией, на которой произошла трансформация. Например, В-клетки, которые становятся раковыми на ранних стадиях развития, вызывают такие состояния, как хроническая миелогенная лейкемия и острый лимфоцитарный лейкоз, тогда как злокачественная трансформация поздних стадий В-клеток, т. Е. Плазматических клеток, может приводить к множественной миеломе. Независимо от того, на какой стадии клетки становятся злокачественными, злокачественные клетки перерастают и вытесняют другие клетки, которые продолжают нормально развиваться.Лечение рака путем идентификации антигенов
Как T, так и В-клетки имеют поверхностные антигены, характерные для разных стадий в их жизненном цикле, и были получены антитела, которые идентифицируют антигены. Знание конкретного типа и стадии созревания опухолевых клеток помогает врачам определить прогноз и курс лечения для пациента. Это важно, потому что различные типы опухолей реагируют на различные методы лечения и потому, что шансы на лечение могут варьироваться от типа к типу. Достижения в области лечения наркозависимости значительно улучшили перспективы для детей с острым лимфобластным лейкозом, наиболее распространенным в детском лейкозе. Аналогичным образом, большинство случаев болезни Ходжкина, общего типа лимфомы, которая поражает взрослых, могут быть излечены лекарствами, излучением или их сочетанием. Миеломы возникают прежде всего у пожилых людей. Эти опухоли растут довольно медленно и обычно диагностируются в силу специфического иммуноглобулина, который они выделяют, которые могут быть получены в таких больших количествах, что они вызывают вторичные повреждения, такие как почечная недостаточность.
Высокая вариабельность вирусных антигенов усложняет распознавание этих микроорганизмов, иммунитет против вирусов не формируется в полной мере. Успешность ответа иммунной системы на вторжение инфекции зависит в большей степени от факторов немедленного реагирования иммунитета.
Устройство вируса
Наиболее изучен вирус гриппа, рассмотрим на его примере особенности формирования ответа иммунной системы на заражение. В центре вириона (внеклеточной формы существования вируса) гриппа находится компактно свернутая двухцепочечная спираль РНК, неструктурированные белки, окруженные матриксным М-белком.
От внешней среды генетический материал отделен оболочкой, на поверхности которой находятся 2 поверхностных белка — фермент нейраминидаза и белок гемагглютинин.
Исключительная способность гриппа мутировать с образованием новых штаммов обусловлена изменчивостью этих поверхностных белков. Особенно высокой изменчивостью (вариабельностью) отличается поверхностный белок гемагглютинин.
Мутирование гемагглютинина приводит к образованию нового серотипа гриппа и провоцирует болезнь при повторном заражении, так как организм не формирует долгосрочный иммунитет в полной мере.
Сложность формирования иммунной защиты против вирусов состоит и в том, что деятельность этих микроорганизмов происходит преимущественно внутри клеток, где они недоступны гуморальным факторам иммунной защиты и специфическому иммунитету.
Как формируется иммунитет
Иммунная система подавляет действие вируса в течение от нескольких дней до 3-4 недель. Количество вирионов в продолжение этого периода сначала резко возрастает в тысячи раз, а затем снижается вплоть до полного исчезновения, но при некоторых заболеваниях вирусы переходят в латентную форму существования.
Они образуют неактивные формы внутри зараженной клетки и существуют в подобном виде до следующего этапа повышенной активности жизненного цикла.
Формирование иммунитета к вирусам происходит в несколько этапов.
- Ответ на внедрение вириона – первые часы после заражения.
- Фаза индукции – первые 3 дня после инфицирования.
- Сформировавшийся иммунитет – после 3-4 недель от заражения.
- Иммунологическая память.
Стадия внедрения вируса
Быстрое реагирование иммунной системы осуществляется за счет неспецифических реакций фагоцитоза, активации естественных циркулирующих антител IgM, IgG, системы комплемента. В слизистых оболочках циркулируют секреторные иммуноглобулины IgA, которые являются частью местной иммунной защиты слизистой и также участвуют в первичном разворачивании иммунного ответа.
Антитела и комплемент обладают способностью адсорбироваться на поверхности вирусов, что облегчает распознавание таких опсонизированных вирусов NK-клетками и их уничтожение. Естественные неспецифические антитела распознают вирусные антигены, в том числе, по дисахариду галактоза, который присутствует в поверхностных антигенах. Связываясь с этими молекулами, антитела обезвреживают вирион.
На стадии внедрения патогенов серьезным барьером для размножения болезнетворных микроорганизмов служит усиление синтеза интерферонов. Сама двухцепочечная РНК вириона гриппа, если вернуться к рассмотренному примеру, служит индуктором синтеза интерферонов.
Иммунитет - сложная саморегулирующаяся система. Основные ее параметры закладываются в момент зачатия, и информация бережно хранится всю жизнь. Первичные иммунодефициты - это врожденные (генетические или эмбриопатии) дефекты иммунной системы. Вторичные иммунодефициты (приобретенные) осложнением тяжелых заболеваний и состояний (ВИЧ, лучевая, ожоговая болезнь, хронические интоксикации химическими веществами (наркотики, некоторые лекарственные препараты (гормоны, цитостатики), длительный прием больших доз алкоголя).
Как правило, большинство проблем у взрослых связано с преходящим нарушением функционирования иммунной системы.
Причины нарушения иммунитета
Если иммунная система обладает способностью к саморегуляции, по какой же причине возникают сбои в ее работе?
Очаги хронической инфекции
Это может быть хронический тонзиллит, аденоидит. Воспаленная лимфоидная ткань хуже справляется со своими защитными функциями, кроме того, бактерии (стафилококки, стрептококки), которые вольготно себя чувствуют в воспаленной ткани, вырабатывают особые токсины. Эти вещества вызывают длительную, чрезмерную активацию иммунной системы, что постепенно приводит к истощению, что наряду с нарушением барьерной функции миндалин проявляется бесконечными простудными заболеваниями. Логично, что любая стимуляция будет абсолютно бесполезной, если не устранить саму причину – очаг инфекции.
Вирусная инфекция
Но если Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) не вызывают споров, то вирус простого герпеса, ЦМВИ и ВЭБ превратились в настоящий бич нашей медицины и лечением занимается каждый кому не лень, хотя в подавляющем большинстве случаев терапия не требуется.
Какова же на самом деле роль этих вирусов в современной медицине?
Лечения ВЭБ не существует, а терапия ЦМВИ очень токсична и необходима только у пациентов с глубокой иммуносупрессией (подавление иммунитета) и только при поражении внутренних органов. В остальных случаях вирусный процесс протекает благоприятно и требуется лишь симптоматическая терапия.
Огромное количество абсолютно здоровых людей годами лечат только на основании выявленных антител, без каких-либо клинических проявлений. Чаще всего – это IgG, что свидетельствует лишь о том, что когда-то сталкивались с этими вирусами, перенесли в субклинической форме и при этом никакого значения не имеют титры антител, которыми так любят пугать.
Такая же ситуация с вирусом простого герпеса – часто «лечат» пациентов без клинических проявлений только на основании бумажек.
Влияние алиментарных факторов
Это связано с недостатком в рационе белков или микроэлементов.
В первую очередь недостатком железа и формированием латентного дефицита. Связано это состояние с тем, что железо недостаточно поступает с пищей и/или не всасывается. При этом постепенно истощаются его запасы, и организм испытывает хроническое кислородное голодание, страдают ферментативные системы. Как следствие формируется типичная клиника анемии, но гемоглобин при этом может быть в норме. Так называемая анемия без анемии.
Пациенты ощущают слабость, утомляемость, сухость и зуд кожи, повышенную восприимчивость к инфекциям. Это могут быть рецидивирующие кандидозы (молочницы), циститы, вагинозы, частые простудные заболевания и частые эпизоды обострения герпетической инфекции (лабиального и генитального герпеса). Часто может быть субфебрильная температура, нарушение стула, снижение количества лейкоцитов, повышение или, напротив, понижение количества тромбоцитов. Подтвердить дефицит железа в организме очень просто. Для того чтобы помочь таким пациентам необходимо восполнить недостаток в организме, найти и устранить причину, которая вызвала это состояние. Но ни в коем случае не нужно принимать поливитамины и БАДы!
Другие причины нарушения иммунитета
- Хронические заболевания (почечная недостаточность, сахарный диабет).
- Интенсивное ультрафиолетовое излучение.
- Оперативное лечение (в том числе удаление селезенки), крупные травмы.
- Стресс
Но может быть и так, что снижение защитных свойств организма является нормальным состоянием и развивается, например, при старости или беременности. Физиологическая иммуносупрессия необходима для того, чтобы организм матери успешно смог перенести беременность.
Дети рождаются с незрелой иммунной системой, сталкиваются с окружающей средой, где много патогенов. В таком возрасте болеть несколько раз в год без осложнений – совершенно нормально.
Как проявляются нарушения иммунитета?
Серьезные нарушения в работе иммунной системы очень редко проявляются частыми простудными заболеваниями. Разработаны клинические критерии, которые позволяют заподозрить врожденный генетический дефект. Это тяжелые синуситы больше двух раз в год, более 8 отитов, 2 и более пневмоний в год, плохо поддающихся лечению, рецидивирующие глубокие абсцессы кожи или внутренних органов, необходимость во внутривенных антибиотиках. Только если есть перечисленные признаки, необходимо углубленное изучение параметров иммунной системы чтобы найти на каком уровне дефект.
В остальных случаях, чтобы выявить причину, которая мешает иммунной системе нормально работать, достаточно обычного клинического обследования. Любой врач в состоянии если не устранить первопричину, то хотя бы улучшить качество жизни больных.
Поэтому в современной медицине нет необходимости в иммуномодуляторах и псевдопротивовирусных, если поставлен правильный диагноз и назначено эффективное лечение.
На работу иммунной системы можно повлиять при пересадке гемопоэтических стволовых клеток, при внутривенном вливании антител, взятых у здоровых доноров, а также введении высоких доз парентеральных интерферонов. Но из-за большого количества возможных осложнений и побочных эффектов, только при особо тяжелых заболеваниях прибегают к указанным способам лечения.
По материалам врача иммунолога-аллерголога, члена Европейской академии аллергологов и клинических иммунологов Хасанова У.В.