Первостепенной целью любого человека является обеспечение защиты от нежелательных заболеваний. За процесс сохранения состояния защищенности внутренней среды отвечает иммунитет. Ознакомиться с его видами, механизмами и факторами действия в человеческом организме поможет настоящая статья.

Что такое врожденный иммунитет?

Врожденный иммунитет — это передаваемая по наследству система защиты человеческого организма от воздействия негативных факторов, вирусов, бактерий, чужеродных тел. Составные части наследуемой иммунной системы не претерпевают генетические трансформации в течение жизни.

Особенности

Врожденный иммунитет характеризуется следующими признаками:

• Распознает и предотвращает размножение патогенов при первом их проникновении во внутреннюю среду, когда адаптивная иммунная защищенность находится на стадии формирования;
• Деятельность врожденного иммунитета обеспечивают клеточные и гуморальные факторы (макрофаги, нейрофилы, базофилы, эозинофилы, ДК, тучные клетки, естественные антитела, цитокины, белки острой фазы, лизоцим);
• Врожденная защита организма обеспечивается за счет физиологических и механических особенностей. К защитным барьерам относят: кожный покров, слизистые оболочки, жидкости внутренный среды. Любой элемент попадая в человеческий организм рассматривается как инфекционного опасный. Запуская механизм самозащиты, организм стремится избавиться от опасного элемента;
• Постоянное присутствие естественных антител;
• Не развивает иммунную память, однако формирует адапривную восприимчивость.

Особенности клеток наследственной иммунной защиты:

• Каждая клетка врожденного иммунитета функционирует самостоятельно и не дублируется;
• В отношении клеточных элементов не производится негативный или позитивный отбор;
• Принимают участие в процессе фагоцитоза, цитолиза, бактериолиза, устранении и формировании цитокинов.

Функции

Рассмотреть особенности и роль врожденного иммунитета в жизни человека можно, рассмотрев ключевые функции наследственной защищенности:

• Принцип работы защитной системы заключается в распознании, переработке и избавлении от инородных тел;
• Фагоцитоз — процедура захвата и переваривания инородных микроорганизмов;
• Опсонизация — заключается в соединении элементов комплекса к поврежденному клеточному элементу;
• Хемотаксис — объединение сигналов путем химической реакции, которая привлекает другие иммунные агенты;
• Мембранотропный повреждающий комплекс – действие белков которого нарушают защитную мембрану опсонизированных агентов;
• Первостепенной функцией является защита человеческого организма, вследствие которой сохраняются данные о инородных частицах. Это способствует противодействию антител при дальнейших заболеваниях;
• Регуляция процесса восстановления поврежденной внутренней среды.

Функции врожденного иммунитета осуществляются следующим образом:

• Посредством механической защищенности в процессе вторжения патогенов;
• За счет клеточного иммунитета;
• За счет гуморальных факторов.

Факторы

Факторы врожденного иммунитета подразделяется на два вида: клеточные и гуморальные факторы . Их значимость заключается в формировании уровня защиты человеческого организма от попадания внутрь микробов.

Клеточные факторы иммунной системы действуют посредством группы клеток, которые направлены на ликвидацию инородных антител в организме человека. Процесс осуществляется путем фагоцитоза. К числу таких клеток защиты относят:

• Т — лимфоциты — отличаются длительностью проживания во внутренней среде, делятся на лимфоциты, естественные киллеры, регуляторы;
• В-лимфоциты – вырабатывают антитела;
• Нейтрофилы – включают в себя антибиотические белки, имеют рецепторы хемотаксиса, поэтому мигрируют к месту воспаления;
• Эозинофилы – принимают участие в фагоцитозе, устраняют гельминты;
• Базофилы – в ответ на инородный микроорганизм вырабатывают аллергическую реакцию;
• Моноциты – специальные клеточные элементы, которые превращаются в разные виды макрофагов (костной ткани, легких, печени и т.д.), обладают большим количеством функций, включая фагоцитоз, активизация комплимента, контролируют процесс воспаления.

Гуморальные факторы осуществляют выработку веществ, посредством которых осуществляется защита во внеклеточном пространстве. Речь идет о кожном покрове, слюне, слезных железах.

Гуморальные факторы врожденной иммунной системы делятся на:

Специфические — осуществляют защиту только в отношении одного вида чужеродных тел. Оказывают действие только после первого контакта с возбудителем (иммуноглобулины, В-лимфоциты, лизоцим, нормальные антитела);

Неспецифические — эффективны в отношении любых опасных микроорганизмов. Препятствуют выживанию и распространению антител (сыворотка крови, секреты желез, жидкости, обладающие противовирусными свойствами).

Также в наследственном иммунитете выделяют факторы постоянного действия.

К списку постоянных относят:

• Реакции слизистых оболочек и кожных покровов;
• Защитные свойства микрофлоры;
• Воспалительный процесс;
• Выработка нормальных антител;
• Физиологические свойства — повышение температуры, регуляция процессов обмена.

После проникновения в организм человека вырабатываются специфические и неспецифические факторы.

Отличия врожденного и приобретенного иммунитета

Врожденный иммунитет — генетическая защита организма человека, которая передается по наследству и формируется с первых моментов зарождения. Наследственная защищенность человека позволяет предотвратить развитие некоторых заболеваний. При этом, если среди членов семьи наблюдается предрасположенность к серьезным заболевания, она также наследуется.

Отличительные особенности врожденного и приобретенного видов защиты:

• Наследуемый вид иммунитета опознает только переданные антигены, а не все разнообразие возможных заболеваний, вирусов, бактерий. Функция приобретенного вида заключается в распознании большего числа чужеродных антител;
• При появлении возбудителя заболевания начинает свое действие врожденный вид, приобретенный формируется в течение нескольких дней;
• Наследуемый тип иммунной системы борется с микроорганизмами самостоятельно, приобретенный нуждается в помощи наследственных антител;
• Видовая восприимчивость внутренней среды не изменяется в течение жизни. Приобретенный видоизменяется и формируется с учетом новых антител.

Механизмы воздействия и факторы врожденного иммунитета обеспечивают состояние защищенности человеческого организма в момент вторжения инородных частиц. Взаимодействие гуморального и клеточного факторов обеспечивает предотвращение развития заболеваний.

Иммунитет – это невосприимчивость к генетически чужеродным агентам (антигенам), к которым относятся клетки и вещества различного происхождения, как поступающих извне, так и образующихся внутри организма.

К антигенам относятся в том числе и микробы – возбудители инфекционных заболеваний. Поэтому иммунитет можно рассматривать как невосприимчивость к инфекционным заболеваниям (к иммунитету также относится невосприимчивость, например, к пересаженным органам и тканям).

Наследственный (видовой), врожденный иммунитет – это иммунитет, который передается по наследству, в результате чего определенный вид (животные или человек) невосприимчив к микробам, вызывающим заболевание у другого вида. Этот иммунитет неспецифичен (не направлен на определенный вид микроба) и может быть абсолютным или относительным. Абсолютный не изменяется и не утрачивается, а относительный утрачивается при воздействии неблагоприятных факторов.

Приобретенный иммунитет не передается по наследству, а приобретается каждым организмом в течение жизни. Например, после перенесения заболевания (корь) человек становится устойчивым к этому заболеванию (приобретает иммунитет к кори). Другими болезнями человек может заболеть, т.е. приобретенный иммунитет является специфическим (направлен на определенный вид микроба).

Приобретенный иммунитет может быть активным и пассивным.

Активный иммунитет вырабатывается при действии антигена на организм. В результате организм становится способным самостоятельно вырабатывать специфические антитела или клетки против этого антигена. Антитела могут долго сохраняться в организме, иногда всю жизнь (например, после кори).

Активный иммунитет может быть естественным и искусственным.

Естественный активный иммунитет вырабатывается после перенесения инфекционного заболевания. (постинфекционным).

Искусственный активный иммунитет вырабатывается в ответ на искусственное введение микробных антигенов (вакцин).(поствакцинальный)

Пассивный иммунитет возникает в организме при попадании в него уже готовых антител или лимфоцитов (они вырабатываются другим организмом). Такой иммунитет сохраняется недолго (15-20 дней), потому что "чужие" антитела разрушаются и выводятся из организма.

Пассивный иммунитет также может быть естественным и искусственным.

Естественный пассивный иммунитет возникает, когда антитела передаются от матери к плоду через плаценту(плацентарным).

Искусственный пассивный иммунитет возникает после введения лечебных сывороток (лекарственных препаратов, содержащих готовые антитела). Такой иммунитет еще называют постсывороточным.

Неспецифические факторы защиты организма. Клеточные и гуморальные иммунобиологические факторы и их характеристика. Функции фагоцитов и стадии фагоцитоза. Завершенный и незавершенный фагоцитоз.

Большое значение в защите организма от генетически чужеродных агентов имеют неспецифические механизмы защиты или неспецифические механизмы резистентности (устойчивости).

Их можно разделить на 3 группы факторов:

1)механические факторы (кожа, слизистые оболочки);

2) физико-химические факторы (ферменты желудочно-кишечного тракта, рН среды);

3) иммунобиологические факторы:

Клеточные (фагоцитоз при участии клеток – фагоцитов);

Гуморальные (защитные вещества крови: нормальные антитела, комплемент, интерферон, b-лизины, фибронектин, пропердин и др.).

Кожа и слизистые оболочки – это механические барьеры, которые не могут преодолеть микробы. Это объясняется слущиванием эпидермиса кожи, кислой реакцией пота, образованием слизистыми оболочками кишечника, дыхательных и мочеполовых путей лизоцима – фермента, который разрушает клеточную стенку бактерий и вызывает их гибель.

Фагоцито з – это поглощение и переваривание антигенных веществ, в том числе микробов специальными клетками крови (лейкоцитами) и некоторых тканей, которые называются фагоцитами. К фагоцитам относятся микрофаги (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы) и макрофаги (моноциты крови и тканевые макрофаги). Впервые фагоцитоз описал русский ученый И.И. Мечников.

Фагоцитоз может быть завершенным и незавершенным. Завершенный фагоцитоз заканчивается полным перевариванием микроба. При незавершенном фагоцитозе микробы поглощаются фагоцитами, но не перевариваются и могут даже размножаться внутри фагоцита.

В процессе фагоцитоза условно выделяют несколько основных стадий:
1 - Сближение фагоцита с объектом фагоцитоза.
2 - Распознавание фагоцитом объекта поглощения и адгезия к нему.
3 - Поглощение объекта фагоцитом с образованием фаголизосомы.
4 - Разрушение объекта фагоцитоза.

Нормальные антитела – это антитела, которые постоянно имеются в крови, а не вырабатываются в ответ на внедрение антигена. Они могут реагировать с разными микробами. Такие антитела присутствуют в крови людей, не болевших и не подвергавшихся иммунизации.

Комплемент- это система белков крови, которые способны связываться с комплексом антиген-антитело и разрушать антиген (микробную клетку). Разрушение микробной клетки – лизис. Если в организме отсутствуют микробы-антигены, то комплемент находится в неактивном (разрозненном) состоянии.

Интерфероны – это белки крови, которые обладают противовирусным, противоопухолевым и иммуномодулирующим действием. Их действие не связано с непосредственным влиянием на вирусы и клетки. Они действуют внутри клетки и через геном задерживают репродукцию вируса или пролиферацию клетки.

Арреактивность клеток организма также имеет большое значение в противовирусном иммунитете и объясняется отсутствием рецепторов на поверхности клеток у данного вида организма, с которыми могли бы связаться вирусы.

Естественные киллеры (NK-клетки) – это клетки-убийцы, которые разрушают ("убивают") опухолевые клетки и клетки, зараженные вирусами. Это особая популяция лимфоцитоподобных клеток – большие гранулосодержащие лимфоциты.

Факторы неспецифической защиты – более древние факторы защиты, которые передаются по наследству.

Выделяют также такие виды иммунитета, как

Гуморальный – объясняется наличием защитных веществ (в том числе, антител) в крови, лимфе и других жидкостях организма ("гуморос" – жидкость);

Клеточный - объясняется "работой" специальных клеток (иммунокомпетентных клеток);

Клеточно-гуморальный – объясняется и действием антител и "работой" клеток;

Антимикробный – направлен против микробов;

Антитоксический – против микробных ядов (токсинов);

Антимикробный иммунитет может быть стерильным и нестерильным.

Похожая информация.

49 796

Существует много критериев, по которым можно классифицировать иммунитет.
В зависимости от природы и способа возникновения, механизмов развития, распространенности, активности, объекта иммунной реакции, срока поддержания иммунной памяти, реагирующих систем, вида инфекционного агента различают:

А. Врождённый и приобретённый иммунитет

1. Врождённый иммунитет (видовой, неспецифический, конституционный) — это система защитных факторов, существующих с рождения, обусловленных особенностями анатомии и физиологии, присущих данному виду и закрепленными наследственно. Он существует изначально с рождения ещё до первого попадания в организм определённого антигена. Например, люди невосприимчивы к чуме собак, а собака никогда не заболеет холерой или корью. Врожденный иммунитет также включает барьеры, препятствующие проникновению вредных веществ. Это барьеры, которые первыми встречают агрессию (кашель, слизь, желудочная кислота, кожа). Не имеет строгой специфичности к антигенам, и не обладает памятью о первичном контакте с чужеродным агентом.
2. Приобретённый иммунитет формируется в течение жизни индивидуума и не передаётся по наследству. Формируется после первой встречи с антигеном. При этом запускаются иммунные механизмы, которые запоминают этот антиген и образуют специфические антитела . Поэтому при повторной «встрече» с этим же антигеном иммунный ответ становится более быстрым и эффективным. Таким образом формируется приобретенный иммунитет. Это относится к кори, чуме, ветрянке, свинке и др., которыми человек не болеет дважды.

Врождённый иммунитет		Приобретённый иммунитет
Генетически предопределён и не изменяется в течение жизни		Формируется на протяжении жизни путём изменения набора генов
Передаётся по наследству из поколения в поколение		Не передаётся по наследству
Сформирован и закреплён для каждого конкретного вида в процессе эволюции		Формируется строго индивидуально для каждого человека
Устойчивость к определённым антигенам носит видовой характер		Устойчивость к определённым антигенам носит индивидуальный характер
Распознаются строго определённые антигены		Распознаются любые антигены
Всегда включается в работу в момент внедрения антигена		При первичном контакте включается примерно с 5-го дня
Антиген удаляется из организма самостоятельно		Для удаления антигена нужна помощь врождённого иммунитета
Иммунная память не формируется		Формируется иммунная память

Если в семье есть предрасположенность к определённым иммунозависимым заболеваниям (опухоли, аллергии), значит наследуются дефекты врождённого иммунитета.

Различают противоинфекционный и неинфекционный иммунитет.

1. Противоинфекционный — иммунный ответ на антигены микроорганизмов и их токсины.
   • Антибактериальный
   • Противовирусный
   • Противогрибковый
   • Антигельминтный
   • Антипротозойный
2. Неинфекционный иммунитет — направлен на неинфекционные биологические антигены . В зависимости от природы этих антигенов выделяют:
   • Аутоиммунитет — реакции иммунной системы на собственные антигены (белки, липопротеиды, гликопротеиды). В его основе лежит нарушение распознавания » своих» тканей, они воспринимаются как » чужие» и разрушаются.
   • Противоопухолевый иммунитет — это реакции иммунной системы на антигены опухолевых клеток.
   • Трансплантационный иммунитет — возникает при переливании крови и пересадке донорских органов и тканей.
   • Антитоксический иммунитет.
   • Репродуктивный иммунитет » мать-плод». Выражается в реакции иммунной системы матери на антигены плода, так как есть отличия в генах, полученных от отца.

F. Стерильный и нестерильный противоинфекционный иммунитет

1. Стерильный – возбудитель удалён из организма, а иммунитет сохраняется, т.е. сохраняются специфические лимфоциты и соответствующие антитела (например, вирусные инфекции). Поддерживается иммунологическая память .
2. Нестерильный — для поддержания иммунитета необходимо наличие в организме соответствующего антигена — возбудителя (например, при гельминтозах). Иммунологическая память не поддерживается.

G. Гуморальный, клеточный иммунный ответ, иммунологическая толерантность

По типу иммунного ответа различают:

1. Гуморальный иммунный ответ – задействованы антитела , продуцирующиеся В-лимфоцитами и факторы неклеточной структуры, содержащиеся в биологических жидкостях человеческого организма (тканевой жидкости, сыворотке крови, слюне, слезе, моче и т.д.).
2. Клеточный иммунный ответ – задействованы макрофаги , Т-лимфоциты , которые уничтожают клетки-мишени, несущие соответствующие антигены .
3. Иммунологическая толерантность - это своего рода иммунологическая терпимость к антигену. Он распознается, но не формируются действенные механизмы, способные его удалить.

H. Транзиторный, кратковременный, долгосрочный, пожизненный иммунитет

По сроку поддержания иммунной памяти различают:

1. Транзиторный – быстро утрачивается после удаления антигена.
2. Кратковременный – поддерживается от 3-4 недель до нескольких месяцев.
3. Долгосрочный — поддерживается от нескольких лет до нескольких десятилетий.
4. Пожизненный — поддерживается всю жизнь (корь, ветрянка, краснуха, эпидемический паротит).

В первых 2 случаях возбудитель обычно не представляет серьёзной опасности.
Следующие 2 вида иммунитета формируются при опасных возбудителях, которые могут вызвать тяжёлые нарушения в организме.

I. Первичный и вторичный иммунный ответ

1. Первичный - иммунные процессы, происходящие при первой встрече с антигеном. Он максимален к 7-8-му дню, сохраняется примерно 2 недели, а затем снижается.
2. Вторичный - иммунные процессы, происходящие при повторной встрече с антигеном. Развивается значительно быстрее и интенсивнее.

Ответы по иммунологии,письменная часть

1.Современное определение иммунитета.Понятие о приобретенном и врожденном иммунитете .

Иммунитет - совокупность физиологических процессов и механизмов, направленных на сохранение антигенного гомеостаза организма от биологически активных веществ и существ, несущих генетически чужеродную антигенную информацию или от генетически чужеродных белковых агентов.

Под иммунитетом, по определению академика Р.В. Петрова, понимают «Способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих признаки генетически чужеродной информации (включая микроорганизмы, чужеродные клетки, ткани или генетически изменившиеся собственные клетки, в том числе опухолевые)».

Врожденный и приобретенный иммунитет представляет собой две взаимодействующие части одной системы, обеспечивающей развитие иммунного ответа на генетически чужеродные субстанции.

Врожденный иммунитет - наследственно закрепленная система защиты многоклеточных организмов от любых патогенных и непатогенных микроорганизмов, а также эндогенных продуктов тканевой деструкции.

Врождённый иммунитет - способность организма обезвреживать чужеродный и потенциально опасный биоматериал (микроорганизмы ,трансплантат ,токсины ,опухолевые клетки , клетки, инфицированныевирусом ),

существующая изначально, до первого попадания этого биоматериала в организм.

Система врождённого иммунитета намного более эволюционно древняя, чем системаприобретённого иммунитета , и присутствует у всех видов растений и животных, но подробно изучена только упозвоночных . По сравнению с системой приобретённого иммунитета система врождённого активируется при первом появлении патогена быстрее, но распознаёт патоген с меньшей точностью. Она реагирует не на конкретные специфическиеантигены , а на определённые классы антигенов, характерные дляпатогенных организмов (полисахариды клеточной стенки бактерий, двунитеваяРНК некоторых вирусов и т.п.).

У врождённого иммунитета есть клеточный (фагоциты ,гранулоциты ) и гуморальный (лизоцим ,интерфероны ,система комплемента ,медиаторы воспаления ) компоненты. Местная неспецифическая иммунная реакция иначе называетсявоспалением .

Приобретённый иммунитет - способность организма обезвреживать чужеродные и потенциально опасные микроорганизмы (или молекулы токсинов), которые уже попадали в организм ранее. Представляет собой результат работы системы высокоспециализированных клеток (лимфоцитов ), расположенных по всему организму. Считается, что система приобретённого иммунитета возникла у челюстноротых позвоночных . Она тесно взаимосвязана с гораздо более древней системой врождённого иммунитета , которая является основным средством защиты от патогенных микроорганизмов у большинства живых существ.

Различают активный и пассивный приобретённый иммунитет. Активный может возникать после перенесения инфекционного заболевания или введения в организмвакцины . Образуется через 1-2 недели и сохраняется годами или десятками лет. Пассивно приобретённый возникает при передаче готовыхантител от матери к плоду черезплаценту или сгрудным молоком , обеспечивая в течение нескольких месяцев

невосприимчивость новорожденных к некоторым инфекционным заболеваниям. Такой иммунитет можно создать и искусственно, вводя в организм иммунные сыворотки , содержащиеантитела против соответствующихмикробов илитоксинов (традиционно используют при укусах ядовитых змей).

Как и врождённый иммунитет, приобретённый иммунитет разделяют на клеточный (T-лимфоциты) и гуморальный (антитела, продуцируемые B-лимфоцитами; комплемент является компонентом как врождённого, так и приобретённого иммунитета).

2.Иммунная система

Иммунная система представляет собой совокупность специализированных органов, тканей и клеток, способных выполнять функцию иммунитета и другие жизненно важные

функции, такие, как регуляция и координация межсистемных связей. По крайней мере три системы: нервная, эндокринная и иммунная - составляют основу жизнедеятельности организма. Иммунологическая индивидуальность обеспечивает сохранение каждой особи в пределах вида.

Функция иммунной системы (а более конкретно - иммунитет) выходит далеко за рамки защиты от инфекционных заболеваний. Противораковый, трансплантационный иммунитет, иммунные взаимоотношения мать-плод, ликвидация пострадиационных последствий, неблагоприятных воздействий экологических факторов, иммунопрофилактика инфекционных и неинфекционных заболеваний и многие другие процессы реализуются иммунной системой.

Исходя из этого уникальность физиологической роли иммунной системы заключается в контроле генетического постоянства внутренней среды организма в период онтогенетического развития. Всё генетически чужеродное для конкретного организма элиминируется с участием его иммунной системы.

Иммунная система высокоспециализирована и обладает целым комплексом уникальных свойств, многие из которых не дублируются в других системах организма.

Следующие феномены определяют основные свойства иммунной системы:

высокая специфичность проявляется высокоспецифичным и селективным связыванием антител с конкретным антигеном, индуцировавшим их образование. Лимфоциты с помощью антигенспецифических рецепторов распознают антигенные молекулы, различающиеся 1-2 аминокислотными остатками, и удаляют их из организма. Упрощенная формула иммунной специфичности: «один антиген - одно антитело - один клон лимфоцитов»;

высокая степень чувствительности -

иммунокомпетентные клетки осуществляют распознавание антигена на уровне отдельных молекул. Взаимодействие «антиген-антитело» - одна из наиболее высокочув ствительных биологических реакций. Тесты, основанные на

(иммуноферментные, радиоиммунные и др.), позволяют идентифицировать пикограммовые и близкие к ним количества анализируемого вещества;

иммунологическая индивидуальность - для каждого организма характерен свой, контролируемый генетически тип иммунного ответа. Основной постулат иммуногенетики

- «конкретность иммунного ответа»;

Клональный принцип организациииммунокомпетентных клеток, проявляющийся в способности всех клеток в пределах отдельного клона отвечать только на одну антигенную детерминанту. Согласно клонально-селекционной теории Ф. Бернета, в иммунной системе формируются клоны лимфоцитов, способные распознать огромное количество (10 9 -10 и ) вариантов антигенных молекул, составляющих так называемый антигенный репертуар;

Иммунологическая память - способность иммунной системы (клеток памяти) отвечать ускоренно и усиленно на повторное введение антигена. Это свойство иммунной системы составляет основу анамнестического ответа на повторный контакт с антигеном (например, при инфекции или вакцинации);

Иммунная толерантность - специфическая неотвечаемость на антигены, в том числе на антигены собственного организма (аутоантигены). Нарушение этого свойства приводит к срыву толерантности и формированию аутоиммунной патологии;

Высокая способность иммунной системы к регенерации-

свойство иммунной системы к поддержанию гомеостаза лимфоцитов за счет пополнения пула «наивных» клеток и контроля популяции клеток памяти. Нарушение гомеостаза лимфоцитов (лимфопения) лежит в основе многих заболеваний, в первую очередь иммунодефицитных; -способность клеток иммунной системы к рециркуляции - перемещение клеток через кровеносную и лимфатическую систему обеспечивает единство и целостность иммунной системы. Лимфоциты, моноциты, нейтрофилы и другие клетки способны мигрировать через эндотелий кровеносных и лимфатических сосудов в центральные и периферические органы и ткани иммунной системы, а также в различные ткани в норме и при патологии (чаще воспаление). В циркуляции могут находиться практически все клеточные элементы иммунной системы, в том числе гемопоэтические стволовые клетки;

-«двойное распознавание» антигена Т-лимфоцитами - уникаль ная способность Т-лимфоцита распознавать чужеродные антигенные пептиды в ассоциации с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости (у человека с HLA). Подобный механизм высокоспециализирован и отсутствует в других системах организма; - неразборчивость иммунной системы.Иммунные механизмы не всегда работают во благо: в ряде случаев они могут оказывать иммуноагрессивное действие в собственном организме, вызывая тяжелую

патологию: аллергические, аутоиммунные, иммунокомплексные заболевания и др.;

Регуляторное действие на другие системы организма.

Иммунная система через прямые межклеточные контакты и опосредованно через

огромное количество медиаторных молекул (цитокины, хемокины, гормоны тимуса, пептиды и др.) оказывает регуляторное воздействие практически на все системы организма. Нарушение регуляторных механизмов лежит в основе многих заболеваний человека, часто с поражением органов и тканей, формально не включаемых в иммунную систему (например, поражение суставов, печени, кожи, ЦНС и др.). От того, насколько полноценно функционирует иммунная система, зависят многие процессы нормальной жизнедеятельности организма. Эта функция может быть непосредственно не связана с иммунитетом, но в процессе иммунного ответа выработка иммуноцитокинов значительно усиливается, и их действие распространяется на реализацию регуляторных воздействий как внутри, так и за пределами иммунной системы. Современная иммунология большое внимание уделяет изучению роли цитокинов в межсистемных регуляторных процессах.

Таким образом, наряду с нервной и эндокринной иммунная система служит одной из интегрирующих систем регуляции, действующих на уровне целого организма.

3.объекты исследования в иммунологии

1.1. ИНБРЕДНЫЕ ЖИВОТНЫЕ

Для проведения фундаментальных исследований в иммунологии лучший объект - инбредные мыши. Инбредные животные - это животные, полученные путем инбридинга (in breed - выводить породу, разводить), т.е. последовательных близкородственных скрещиваний с целью получения гомозиготного и генетически идентичного потомства. Среди потомков для дальнейших скрещиваний сначала отбирают особей по признакам внешнего сходства, в последующих поколениях уже тестируют на совпадение групп крови и приживление кожных лоскутов. Через 20 поколений и более такой селекции получают мышей с весьма высокой степенью гомозиготности, обозначаемых как чистая линия, в пределах которой все животные генетически почти идентичны (например, как однояйцевые близнецы у человека).

Главная цель выведения чистых линий мышей и исследований на них - получение возможности многократного повторения экспериментов на генетически одинаковых организмах, т.е. обеспечение воспроизводимости результатов исследований в высоком смысле этого понятия, что полностью исключено при решении многих иммунологических задач с использованием беспородных животных. Подобные проблемы существуют при оценке результатов иммунных процессов у человека.

Мыши стали исключительными экспериментальным животными в иммунологии в силу ряда причин, главные из которых следующие:

1) короткий срок беременности (21 сут) и множественное потомство от каждой самки (5-8 детенышей в одни роды) позволяют весьма быстро вывести чистые линии, что важно по вышеназванным причинам;

2) себестоимость содержания мышей по сравнению с таковой других млекопитающих наименьшая;

3) структура и функция иммунной системы мыши и человека во многом сходны;

4) выведение чистых линий мышей показало, что, например, некоторые из них (несмотря на гомозиготность) весьма крепкие и здоровые, т.е. не всякий инбридинг приводит к вырождению.

Кроме того, путем целенаправленного отбора тех или иных свойств созданы многочисленные линии мышей с точно заданными характеристиками, и это позволяет выбирать особей, необходимых для достижения конкретных научных целей. Характеристики животных разных линий занесены в соответствующие документы; на них ориентируются питомники по разведению чистолинейных мышей, имеющиеся во всех странах, где успешно занимаются проблемами экспериментальной иммунологии. Из наиболее прославленных питомников хотим упомянуть Джексоновскую лабораторию (The Jackson Laboratory) в США. Ежегодно она поставляет в университеты, медицинские институты и научно-исследовательские лаборатории всего мира приблизительно 2 млн животных 2500 разных линий, стоков и животных-моделей. Около 97% этих животных можно приобрести только в Джексоновской лаборатории. В каждом питомнике

разводимые и поддерживаемые линии мышей имеют паспорт, систематизированы в соответствующих базах данных и доступны для широкого применения. Известен гаплотип (Н-2) мышей разных линий, их окрас, поведенческие характеристики, особенности функционирования иммунной системы и прочие свойства, необходимые не только для иммунологических исследований, но и исследований в других областях биологии и медицины (онкология, фармакология, экология и т.д.).

БИОЛОГИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для исследования иммунной системы используются следующие биологические материалы.

1. Цельная периферическая кровь.

2. Сыворотка крови - жидкая фракция крови, освобожденная от фибриногена.

3. Плазма крови - жидкая фракция крови, содержащая фибриноген, следовательно, способная к образованию сгустков фибрина.

4. Клетки крови, отделенные от жидкой фракции.

5. Цереброспинальная жидкость.

6. Синовиальная жидкость.

7. Бронхоальвеолярный лаваж.

8. Выделения слизистых секретов половых органов (из канала шейки матки, влагалища, семенная жидкость).

9. Выделения из носа (смывы или адсорбция на пористые материалы).

10. Моча.

11. Супернатанты, полученные от культивируемых in vitro клеток

12. Гомогенаты тканей (биопсия или post mortem).

13. Цитоплазматические и ядерные компоненты клеток. Биологический материал разного происхождения отличается по

биохимическому составу, ионной силе, вязкости. Все эти

Английское слово «иммунитет» , которым определяют все механизмы, используемые организмом для защиты от чужеродных агентов из окружающей среды, происходит от латинского термина «immunis» , означающего «освобожденный» . Эти агенты могут представлять собой микроорганизмы или их продукты, пищевые продукты, химические вещества, лекарства, пыльцу или чешуйки и шерсть животных. Иммунитет может быть врожденным или приобретенным.

Врожденный иммунитет

Врожденный иммунитет поддерживается всеми элементами, с которыми рождается человек и которые всегда присутствуют и по первому требованию доступны для защиты организма от чужеродных агрессоров. В табл. 1.1 суммируются и сравниваются некоторые свойства врожденной и адаптивной иммунных систем. Элементами врожденной системы являются оболочки тела и его внутренние компоненты, такие как кожа и слизистые оболочки, кашлевый рефлекс, которые представляют эффективный барьер для чужеродных агентов.

Эффективными химическими барьерами против проникновения многих микроорганизмов являются кислотность (рН) и выделяемые жирные кислоты. Другим неклеточным элементом врожденной иммунной системы является система комплемента.

Таблица 1.1. Основные свойства врожденной и адаптивной иммунных систем

Существуют и другие многочисленные компоненты врожденного иммунитета: лихорадка, интерфероны, другие вещества, высвобождаемые лейкоцитами, и молекулы, распознающие структуры патогенов, которые могут связываться с разными микроорганизмами (Тоll-подобные рецепторы или TLR), а также белки сыворотки, например В-лизин, фермент лизоцим, полиамины и кинины.

Все перечисленные элементы либо непосредственно действуют на патогенный объект, либо усиливают реакцию организма на него. К другим компонентам врожденного иммунитета относятся фагоцитирующие клетки, такие как гранулоциты, макрофаги и микроглиальные клетки центральной нервной системы (ЦНС), которые участвуют в разрушении и удалении чужеродного материала, проникающего сквозь физические и химические барьеры.

Приобретенный иммунитет

Приобретенный иммунитет более специализирован, чем врожденный, и поддерживает защиту, создаваемую врожденным иммунитетом. С точки зрения эволюции приобретенный иммунитет появляется относительно поздно и имеется только у позвоночных.

Хотя индивидуум уже рождается со способностью запускать иммунный ответ на чужеродное вторжение, приобретается иммунитет только при контакте с вторгшимся объектом и специфичен именно к нему; отсюда и его название - приобретенный иммунитет.

Первоначальный контакт с чужеродным агентом (иммунизация) запускает цепь событий, которые ведут к активации лимфоцитов и других клеток, а также к синтезу белков, некоторые из которых обладают специфической реактивностью против чужеродного агента. В этом процессе индивидуум приобретает иммунитет, который позволяет противостоять последующей атаке или защищает при повторной встрече с этим же агентом.

Открытие приобретенного иммунитета определило появление многих концепций современной медицины. В течение столетий признавалось, ч го люди, которые не умирали от таких смертельно опасных заболеваний, как бубонная чума и оспа, были в последующем более устойчивы к заболеванию, чем люди, которые не встречались с ними ранее.

Окончательное открытие приобретенного иммунитета приписывают английскому врачу Э.Дженнеру (E.Jenner), который в конце XVIII в. экспериментально вызвал иммунитет к оспе. Если бы Э.Дженнер проводил свой эксперимент сегодня, его медицинская лицензия была бы аннулирована, а он сам стал бы подсудимым на сенсационном судебном процессе: он ввел маленькому мальчику гной из очага поражения у молочницы, которая болела коровьей оспой - относительно доброкачественным заболеванием, родственным оспе.

Затем он намеренно заразил мальчика оспой. Но контакт с возбудителем не вызвал заболевания! В связи с защитным эффектом введения возбудителя коровьей оспы (vaccinia от латинского слова «vacca», означающего «корова») процесс получения приобретенного иммунитетa был назван вакцинацией.

Теорию вакцинации или иммунизации развили Л. Пастер и П. Эрлих почти 100 лет спустя после эксперимента Э.Дженнера. К 1900 г. стало ясно, что иммунитет может быть вызван не только к микроорганизмам, но и к их продуктам. Сейчас мы знаем, что он может развиться против бесчисленного количества естественных и синтетических веществ, включая металлы, химические вещества с относительно низкой молекулярной массой, углеводы, белки и нуклеотиды.

Вещество, к которому возникает иммунная реакция, называется антигеном . Этот термин был создан для демонстрации способности вещества генерировать продукцию антител. Конечно, в настоящее время известно, что антигены могут генерировать реакции, опосредованные и антителами, и Т-клетками.

Активная, пассивная и адоптивная иммунизация

Приобретенный иммунитет индуцируется путем иммунизации, которая может достигаться несколькими путями.

• Активная иммунизация - иммунизация индивидуума путем введения антигена.
• Пассивная иммунизация - иммунизация посредством переноса специфических антител от иммунизированного к неиммунизированному индивидууму.
• Адоптивная иммунизация - перенос иммунитета путем переноса иммунных клеток

Характеристики приобретенного иммунного ответа

Приобретенный иммунный ответ имеет несколько общих черт, характеризующих его и отличающих от других физиологических систем, таких как циркуляторная, респираторная и репродуктивная. Это следующие черты:

• специфичность - это способность распознавать определенные молекулы среди многих других и реагировать только на них, избегая таким образом случайного недифференцированного ответа;
• адаптивность - способность реагировать на ранее не встречавшиеся молекулы, которые в действительности могли бы и не существовать на Земле в естественной среде;
• распознавание между «своим» и «чужим» - главное свойство специфичности иммунного ответа; способность узнавать и реагировать на чужеродные («чужие») молекулы и избегать реакции на собственные. Это распознавание и узнавание антигенов передается специализированными клетками (лимфоцитами), которые несут на своей поверхности антигенспецифические рецепторы;
• память - способность (как и у нервной системы) вспоминать предыдущий контакт с чужеродной молекулой и реагировать на нее уже известным образом, однако с большими силой и скоростью. Для описания иммунологической памяти используют термин «анамнестический ответ».

Клетки, участвующие в приобретенном иммунном ответе

В течение многих лет иммунология оставалась эмпирической наукой, в которой эффекты введения различных веществ в живые организмы исследовались главным образом с точки зрения получаемых продуктов. Основной прогресс был достигнут с появлением количественных методов выявления этих продуктов иммунного ответа. В 1950-х гг. после открытия того, что лимфоциты являются клетками, играющими основную роль в иммунном ответе, акценты в иммунологии резко сместились и в ней выделилась новая область - клеточная иммунология.

В настоящее время установлено, что существуют три основных типа клеток, вовлеченных в приобретенный иммунный ответ, и для индукции полноценного иммунного ответа необходимо сложное взаимодействие между ними. Из них клетки двух типов имеют общую лимфоидную клетку-предшественник, но в дальнейшем их дифференцировка идет по разным направлениям. Одна линия клеток созревает в тимусе, и их относят к Т-клеткам.

Другие созревают в костном мозге и относятся к В-клеткам. Клетки В- и Т-лимфоцитарных линий различаются по многим функциональным признакам, но имеют в иммунном ответе одну важную способность, а именно: обладают специфичностью относительно антигена. Таким образом, в иммунном ответе основные функции - распознавание и реагирование - выполняют лимфоциты.

Антигенпрезентирующие клетки (АПК) , такие как макрофаги и дендритные клетки, относятся к третьему типу клеток, участвующих в приобретенном иммунном ответе. Хотя на этих клетках нет антигенспецифических рецепторов, как у лимфоцитов, они выполняют важную функцию - процессируют (перерабатывают) и презентируют антиген специфическим рецепторам (Т-клеточным рецепторам) на Т-лимфоцитах. Антигенпрезентирующие клетки имеют на своей поверхности два типа специальных молекул, участвующих в презентации антигена.

Эти молекулы, называемые молекулами главного комплекса гистосовместимости (major histocompatibility complex - МНС) I и II классов, кодируются набором генов, которые отвечают также за отторжение или приживление трансплантированной ткани. Процессированный антиген нековалентно связывается с молекулами МНС I или II класса (или обеими). Антиген, представляемый на молекулах МНС 1 класса, презентируется и участвует в активации одной из субпопуляций Т-клеток (цитотоксических Т-клеток), в то время как антиген, процессируемый и экспрессируемый на АПК в комплексе с молекулами МНС II класса, приводит к активации другой субпопуляции (Т-клетки-хелперы).

Кроме того, в иммунных ответах участвуют и клетки других типов, такие как нейтрофилы и тучные клетки. В действительности, они принимают участие как в реакциях врожденного, так и приобретенного иммунитета. В основном они вовлечены в эффекторную фазу реакции. Эти клетки не способны специфически распознавать антиген Они активируются различными субстанциями, называемыми цитокинами, которые высвобождаются другими клетками, в том числе активированными антигенспенифическими лимфоцитами.

Клонально-селекционная теория

Поворотным пунктом в иммунологии стало распространение в 1950-е гг. дарвиновской теории на клеточную основу специфичности при иммунном ответе. Это была повсеместно принятая в настоящее время клонально-селекционная теория, предложенная и развитая Ерне (Jerne) и Бернетом (Burnet) (оба лауреаты Нобелевской премии), а также Толмеджем (Talmage). Основные постулаты этой теории суммируются далее.

Специфичность иммунного ответа основывается на способности его компонентов (а именно антигенспецифичных Т- и В-лимфоцитов) распознавать определенные чужеродные молекулы (антигены) и реагировать на них, чтобы устранить. Неотъемлемой частью этой теории является необходимость клональной делеции (выбраковки, удаления) лимфоцитов, способных быть аутореактивными. При отсутствии такого механизма постоянно возникали бы аутоиммунные реакции. К счастью, лимфоциты с рецепторами, связывающимися с собственными антигенами, устраняются на ранних стадиях развития, повышая таким образом толерантность к структурам собственного организма (рис. 1.1).

Поскольку, как указано ранее, иммунная система способна распознавать огромное множество чужеродных антигенов, остается выяснить, как осуществляется реакция на какой-либо один антиген. В дополнение к уже доказанному постулату, что аутореактивные клоны лимфоцитов инактивируются, клонально-селекционная теория предполагает:

• что Т- и В-лимфоциты, отличающиеся огромным разнообразием специфичностей, существуют еще до того, как произошел какой-либо контакт с инородным антигеном;
• лимфоциты, участвующие в иммунном ответе, имеют антигенспецифичные рецепторы на своих поверхностных мембранах. В результате связывания антигена с лимфоцитом клетка активируется и высвобождает различные вещества. В случае В-лимфоцитов рецепторами являются молекулы (антитела), обладающие той же специфичностью, что и антитела, которые клетка в дальнейшем будет производить и секретировать. Т-клетки обладают рецепторами, называемыми Т-клеточными рецепторами (Т cell receptors - TCR). В отличие от В-клеток Т-лимфоциты продуцируют вещества, отличающиеся от их поверхностных рецепторов и являющиеся другими белковыми молекулами, называемыми цитокинами. Они участвуют в устранении антигена путем регуляции других клеток, необходимых для организации эффективной иммунной реакции;
• каждый лимфоцит несет на своей поверхности рецепторные молекулы только одной специфичности, как показано на рис. 1.1 для В-клеток, что также справедливо для Т-клеток.

Указывается на существование широкого спектра возможных различий по специфичности, формируемых в процессе размножения и дифференцировки до того, как происходит какой-либо контакт с чужеродной субстанцией, на которую должна быть реакция.

В ответ на ведение чужеродного антигена из всех имеющихся разновидностей (специфичностей) отбираются те, которые специфичны для антигена и делают возможным его связывание (см. рис. 1.1). Схема, показанная на рис. 1.1 для В-клеток, также подходит для Т-клеток, однако Т-клетки имеют рецепторы, не являющиеся антителами, и секретируют молекулы, не являющиеся антителами.

Рис. 1.1. Теория клональной селекции В-клеток, вырабатывающих антитела

Оставшиеся постулаты клонально-селекционной теории объясняют процесс селекции антигеном клеток из всего репертуара доступных клеток.

• Иммунокомпетентные лимфоциты соединяются с чужеродным антигеном или его частью, называемой эпитопом, посредством своих поверхностных рецепторов. В соответствующих условиях идет стимуляция их пролиферации и дифференцировки в клоны клеток с соответствующими идентичными рецепторами к определенной части антигена, называемой антигенной детерминантой или эпитопом. У В-клеточных клонов это приводит к синтезу антител, имеющих совершенно одинаковую специфичность Комплекс антител, секретируемых разными клонами, составляет поликлональную антисыворотку, способную взаимодействовать с множеством эпитопов, представленных на антигене. Т-клетки будут таким же образом отбираться соответствующими антигенами или их участками. Каждая селектированная Т-клетка будет активироваться, чтобы делиться и образовать клоны той же самой специфичности. Таким образом, в клональном ответе на антиген количество реагирующих клеток будет умножено, а образовавшиеся клетки будут высвобождать различные цитокины. Последующий контакт с тем же антигеном приведет к активации многих клеток или клонов той же специфичности. Вместо синтеза и высвобождения антител, как у В-клеток, Т-клетки синтезируют и высвобождают цитокины. Эти цитокины, являющиеся растворимыми медиаторами, осуществляют свое воздействие на другие клетки, заставляя их расти или активироваться для дальнейшего устранения антигена. Распознаваться могут несколько отделенных друг от друга участков антигена (эпитопов), соответственно для создания антител к ним будут стимулироваться несколько различных клонов В-клеток, которые в свою очередь все вместе будут создавать антигенспецифическую антисыворотку, объединяющую антитела различной специфичности (см. рис. 1.1). Все клоны Т-клеток, распознающие различные эпитопы на том же антигене, будут активироваться для выполнения своей функции.
• Последний постулат был добавлен для объяснения способности к распознаванию собственных антигенов без возникновения реакции.
• Циркулирующие аутоантигены, попадающие в места развития незрелых лимфоцитов до того, как начнется определенный этап их созревания, обеспечивают «выключение» тех клеток, которые будут специфически распознавать эти аутоантигены и, таким образом, предотвратят начало последующего иммунного ответа.

Сформулированная таким образом клонально-селекционная теория оказала поистине революционное воздействие на иммунологию и изменила подход к ее изучению.

Р.Койко, Д.Саншайн, Э.Бенджамини