Адаптивный иммунитет у животных
Они называются врожденный и адаптивный (приобретенный) иммунитет.
Врожденная иммунная система состоит из группы лейкоцитов (белых кровяных клеток) и различных белковых молекул, действие которых является незамедлительным, но неспецифическим. Врожденная иммунная система часто расценивается как относительно примитивная и эволюционно более древняя, чем адаптивная – но, тем не менее, эффективный врожденный иммунитет имеет большое значение для выживания любого животного.
Компоненты врожденного иммунитета наиболее интенсивно представлены в наружных покровах тела, которые имеют самый непосредственный контакт с внешней средой. Эти покровы включают в себя кожу, а также поверхности слизистых оболочек респираторного, желудочно-кишечного и мочеполового трактов, молочных желез и конъюнктивы глаз. Таким образом, врожденный иммунитет является первой линией защиты, которая помогает не впускать эти микроорганизмы внутрь, то есть предотвращать их проникновение и распространение по всему телу. Врожденный иммунитет критически значим для защиты, но действие большинства вакцин основано не на его стимулировании. Наоборот, они оказывают воздействие на адаптивную иммунную систему.
Адаптивный иммунитет является вторым звеном обороны организма-хозяина. Адаптивная иммунная система является гораздо более мощной, чем врожденная, и опирается на собственный комплект лейкоцитов и белковых молекул. Важная особенность адаптивного иммунного ответа заключается в том, что ее клетки и белки работают в специфической манере, имея в качестве цели конкретный инфекционный агент, который их активирует. Ключевыми компонентами адаптивной иммунной системы являются лимфоциты (клетки) и антитела (белки). Некоторые лимфоциты (B-лимфоциты) отвечают за выработку антител, в то время как другие (T-лимфоциты) контролируют или «регулируют» адаптивный иммунный ответ либо осуществляют процесс под названием «клеточно-опосредованный (или просто клеточный) иммунный ответ» (cell-mediated immunity, CMI). Лимфоциты адаптивной иммунной системы можно обнаружить в организме повсюду. Некоторые из этих клеток расположены на поверхности тела, но большая часть находится в особых иммунологических органах (селезенке и лимфатических узлах), а также циркулирует в кровотоке.
Когда возбудитель болезни впервые проникает в организм, его преследует врожденная иммунная система, которая всегда функционирует на поверхности тела. Несколькими днями позже активируется адаптивная иммунная система, производя клетки и антитела, предназначенные для специфического противодействия этому микроорганизму. И тогда эти очень мощные исполнители со стороны адаптивного иммунитета приходят, чтобы обеспечить «подкрепление» врожденной иммунной системе и помочь сдержать или устранить инфекцию. Для многих инфекционных болезней в таком защитном иммунном ответе важную роль играют не только антитела, но и клеточный иммунитет. Антитела могут связываться с инфекционным агентом, нейтрализуя или разрушая его, чем препятствуют его проникновению и расселению в организме. Особые T-лимфоциты, называемые «цитотоксическими T-клетками», могут работать совместно с естественными киллерами (natural killer, NK) врожденной иммунной системы, уничтожая инфицированные клетки собственного тела и предотвращая тем самым распространение инфекции.
В дополнение к тому, что она является более могущественной и специфичной, адаптивная иммунная система имеет еще одну важную особенность – наличие иммунологической памяти. После завершения любого иммунного ответа отдельные долгоживущие лимфоциты сохраняют память об этой инфекции, поэтому если тот же возбудитель болезни попытается снова проникнуть в организм в будущем и заразить его, эти клетки быстро активируются, чтобы запустить еще более мощный «вторичный (анамнестический) иммунный ответ».
Поэтому вакцинация является процессом, в котором воздействие безвредной («аттенуированной» или «убитой») формы инфекционного агента ведет к возникновению адаптивного иммунного ответа, и, что более важно, к образованию иммунологической памяти.
Мы все больше осознаем, что эффективность иммунной системы каждой отдельной особи находится под генетическим контролем. Поскольку теперь мы способны анализировать полный геном (набор генов) человека, собаки и, с недавнего времени, кошки, мы начинаем понимать, какие гены важны для регулирования иммунной функции. По существу, в течение многих лет ученые выявляют группу генов «иммунного ответа» и подтверждают ее способность контролировать адаптивный иммунный ответ. Человек и животные наследуют разные формы (аллели) этих генов, а это значит, что каждая отдельная особь может ответить на заражение или вакцинацию иначе, чем другие.
Для собак генетический контроль иммунитета лучше всего проявляется при сравнении различных пород.
Теперь мы понимаем, что создание современных пород собак путем селективного (избирательного) разведения в пределах одной линии (так называемое линейное разведение) привело также к относительно ограниченному генофонду в рамках этих пород. У некоторых пород могут закрепляться гены, имеющие отношение к ослаблению иммунных реакций (или ответных реакций на вакцинацию), поскольку в ходе селекции были выбраны сцепленные с ними гены, определяющие особенности экстерьера.
Например, хорошо известно, что некоторые популяции ротвейлеров являются носителями генов, делающих их неспособными вырабатывать защитный иммунный ответ (или ответную реакцию на вакцинацию) против парвовируса собак (CPV), а отдельные ротвейлеры имеют недостаточно сильный иммунный ответ на вакцинацию против бешенства.
Второй отличительной особенностью иммунной системы собак и кошек, которая оказывает влияние на вакцинацию, является способ защиты новорожденных животных от инфекционных болезней. Человеческий ребенок получает готовые защитные антитела от матери трансплацентарно (они проникают через плаценту) еще во время внутриутробного развития.
В отличие от нас, новорожденные щенки и котята (у которых более сложный плацентарный барьер, чем у человека) должны получить эти материнские антитела, усваивая «первое молоко» или молозиво матери. Материнские антитела могут абсорбироваться (всасываться) в течение первых 24 часов жизни и обеспечивают системную иммунную защиту новорожденных в первые недели жизни, пока не укрепится их собственная иммунная система. Без таких материнских антител новорожденное животное быстро станет жертвой инфекций и может умереть.
Однако, хотя присутствие материнских антител важно для выживания детенышей, оно мешает им осуществлять собственный иммунный ответ – в частности, отвечать на введение традиционных вакцин. Такие материнские антитела имеют ограниченную продолжительность жизни (характеризующуюся «периодом полувыведения»), поэтому со временем они убывают, позволяя молодому животному заместить их на антитела своего собственного производства. Только когда уровень материнских антител существенно снизится, молодой щенок или котенок сможет выработать в ответ на введение вакцины свой собственный защитный адаптивный иммунитет с формированием иммунологической памяти. Это одна из причин, по которым мы не вакцинируем щенков и котят на протяжении нескольких недель после их рождения.
Эта ситуация становится еще немного сложнее, если принять во внимание, что щенки или котята одного помета, скорее всего, высосут у матери различное количество молозива. Более сильные животные могут получить больше материнских антител по сравнению с более мелкими или слабыми однопометниками, которые оттесняются в «конец очереди» за молозивом. Фактически, это означает, что разные животные в одном и том же помете оказываются способными отвечать на вакцинацию в разные моменты времени в зависимости от того, когда уровень материнских антител у них в крови достаточно снизится для того, чтобы не препятствовать их собственному иммунному ответу, ведущему к выработке антител.
Самые мелкие особи в помете, которые получили меньше молозива, смогут ответить на вакцинацию уже в возрасте 8 недель, тогда как у более крепких животных в это время могут все еще сохраняться материнские антитела, блокирующие их собственный иммунный ответ до 12- недельного возраста.
Вот почему мы рекомендуем вводить котятам и щенкам последнюю дозу базовых вакцин в возрасте 16 недель или старше.
Разработанные для щенков и котят графики вакцинации принимают во внимание описанные выше возможные отличия среди особей одного помета и среди животных из разных пометов (поскольку уровень антител у одной кормящей матери может разительно отличаться от их уровня у другой).
Поскольку мы не проводим определение уровня антител у беременных и кормящих собак и кошек в плановом порядке, а также не измеряем уровень материнских антител у каждого отдельного щенка или котенка, проводятся повторяющиеся вакцинации (в большинстве случаев: начало в 8-9 недель, вторая инъекция 2-4 неделями позже, и третья – в возрасте 16 недель или старше). Самые мелкие особи в помете могут хорошо ответить на вакцинацию в возрасте 8 недель (и им не причинят вреда повторяющиеся дополнительные вакцинации в 12 и 16 недель), а более крепкие однопометники, получившие больше материнских антител, могут оказаться не в состоянии выработать иммунный ответ до возраста 16 недель.
Более того, в некоторых пометах, рожденных матерью с очень высокими титрами антител (например, к CPV-2), вообще нет щенков, способных к развитию иммунного ответа до получения последней дозы вакцины в 16 недель или позже. Вакцины, введенные в возрасте 8 и 12 недель, будут у них полностью заблокированы.
График вакцинации состоит из этой начальной серии инъекций с иммунологическим ответом, возникающим в возрасте 8, 12 или 16 недель (у каждого индивидуально), и, самое главное, он включает в себя ревакцинацию в возрасте 6 или 12 месяцев, которая выполняется для того, чтобы «поймать» очень редкого щенка или котенка, который не смог ответить на вакцинацию даже в 16-недельном возрасте. Щенки и котята получат пользу от этой ревакцинации в возрасте 6 или 12 месяцев, поскольку она является важной «мерой безопасности»
Источник https://www.wsava.org/WSAVA/media/PDF_old/WSAVA-Owner-Breeder-Guidelines-(2015)-Russian.pdf
Крепкий иммунитет является обязательным условием здоровья человека. Эта система выполняет защитные функции, не позволяя сторонним патогенам развиваться в организме. Существует несколько разновидностей иммунитета. Они характеризуются разными механизмами образования и воздействия. Только слаженная работа всех защитных систем способна предотвратить проникновение в организм возбудителей болезней. Что собой представляет адаптивный иммунитет, будет подробно рассмотрено далее.
Общая характеристика
Врожденный и адаптивный иммунитет являются двумя компонентами защитной системы организма. Вместе они являются качественным критерием, который показывает способность противостоять разного рода сторонним воздействиям и заболеваниям. Сегодня для его оценки применяется такое понятие, как иммунный статус.
Иммунитет позволяет сохранить целостность генетической информации организма на протяжении всей его жизни. Он может быть врожденным и приобретенным. Первый тип защитных функций называется еще генетическим, или первичным. Он формируется у ребенка еще в утробе матери. Это фундамент для развития последующих защитных механизмов. Врожденный иммунитет зависит от того, какими недугами болели родители и остальные кровные родственники, как реагировал их организм на эти патологии.
Адаптивный (приобретенный) иммунитет формируется на протяжении всей жизни человека. Бывает несколько разновидностей этого типа защиты. Приобретенный иммунитет формируется под воздействием естественных и искусственных факторов. В первом случае на организм воздействуют разные заболевания, на борьбу с которыми выделяются определенные силы. Информация о защите в этом случае сохраняется в организме. Это активный иммунитет.
Второй тип защиты называется пассивным, или искусственным. В организм вводят инъекцию с небольшим количеством возбудителя болезни. В результате иммунитет борется с патогеном, а информация об этом процессе остается на определенное время или на всю жизнь в организме.
Особенности приобретенного иммунитета
Врожденный и адаптивный иммунитет действуют в организме непрерывно. Они выполняют важнейшие функции. Адаптивный (специфический) иммунитет представляет собой вторую фазу защитных реакций организма. Его характерной особенностью является факт, что он не передается по наследству. Он формируется в течение всей жизни человека.
Приобретенный тип защиты организма является более интенсивным, чем врожденный барьер от разных чужеродных микроорганизмов. Так как организм приспосабливается к условиям окружающей среды благодаря подобным реакциям, иммунитет этого типа называется адаптивным.
Этот тип защиты формируется во время инфекционных заболеваний, отравлений. Однако он не является стабильным. Не все возбудители инфекций могут четко запоминаться организмом. Так, например, человек, который переболел гонореей, может заболеть ею снова. Иммунитет, который сохраняется после этого заболевания, слабый и непродолжительный. Поэтому вероятность заболеть этим недугом еще раз велика.
Однако некоторые болезни, например ветряная оспа, переносятся организмом только один раз. Больше заболеть этим недугом человек не может. Иммунитет, который вырабатывается после этого заболевания, стабильный. Однако он не передается по наследству. У родителей, переболевших ветрянкой, ребенок все равно может заразиться этим вирусом.
Чем разнообразнее патогены, которые попадали в организм человека, тем больше разных антител выделяет организм на борьбу с ними. Это формирует защитные реакции. Поэтому дети, которые выросли в стерильных условиях, болеют гораздо чаще, чем малыши, которые в юном возрасте контактировали с разными микробами и бактериями.
Основные различия
Чтобы понять особенности разных типов защитных реакций организма, необходимо подробно рассмотреть сравнительную характеристику врожденного и адаптивного иммунитета. Они отличаются рядом показателей. Врожденный иммунитет был первой защитной системой, которая сформировалась у позвоночных в процессе эволюционного развития. Вторичный (приобретенный) иммунитет появился гораздо позже.
В организме человека первым формируется врожденный иммунитет. Это базовая основа, которая досталась ему от родителей. На основе этого типа защиты формируется последующая реакция организма на окружающие неблагоприятные факторы. Это неспецифичный иммунитет, который передается от организма матери к ребенку через плаценту и грудное молоко.
Приобретенный тип защиты организма составляет всего 35-40% иммунного статуса организма. Однако при этом он отличается большей интенсивностью. Он быстрее и активнее воздействует на возбудителей инфекции, прочие патогены. Врожденный иммунитет проявляется слабее. Он реагирует на возникновение заболевания медленнее. При этом реакция, которая произошла на то или иное чужеродное тело, не запоминается.
Приобретенный иммунитет отличается наличием процесса запоминания. Именно по этой причине такой барьер интенсивнее и быстрее.
Механизм действия
Механизм адаптивного иммунитета довольно интересен. Это сложная система, которая непрерывно функционирует в теле человека. При попадании в организм вируса, бактерии или иного болезнетворного микроба иммунитет в первую очередь должен его распознать, идентифицировать. Это необходимо для возможности отличать нужные, «свои» бактерии от чужеродных, разрушительных. За эту функцию отвечают определенные виды лейкоцитов. Они подходят к бактерии и проводят процедуру идентификации.
Далее, после сбора необходимой информации, ее передают другим клеткам. В зависимости от того, с каким типом чужеродных микроорганизмов приходится иметь дело, выбирается способ подавления очага инфекции. Для вирусов, бактерий, аллергенов, ядов организм продуцирует разные виды лейкоцитов. Они подходят к чужеродной клетке и поглощают ее.
Информация о том, какой иммунный ответ был дан в этом случае, сохраняется в памяти организма. Существуют специальные лейкоциты, которые проводят обучение, передают соответствующую информацию новым клеткам иммунной системы, которые только развиваются. Это позволяет быстро отреагировать на патологию при ее вторичном появлении.
В этой системе каждой клетке иммунитета отведена своя особая роль. Они работают как единая, слаженная система, дополняя друг друга. При этом реакция организма на возбудитель инфекции может быть разной. Бывает клеточный и гуморальный адаптивный иммунитет.
Виды иммунитета
Приобретенный тип защиты может быть двух типов. Это клеточный и гуморальный адаптивный иммунитет. Они выполняют разные функции. Клеточные защитные факторы действуют агрессивно по отношению к чужеродным микроорганизмам. Клетки, которые для этого вырабатываются организмом, уничтожают опухолевые, больные, посторонние клетки.
Для этого запускается такой механизм, как фагоцитоз. Клетка подходит к инородному объекту, а затем его заглатывает. Затем он «переваривается», расщепляется особым способом. Эту функцию выполняют лейкоциты. Они относятся к определенной группе. При действии приобретенного иммунитета в работу вовлечены Т-лимфоциты.
Примером воздействия клеточного адаптивного иммунитета является отторжение имплантов, пересаженных органов и тканей. Этот тип защиты оберегает организм от развития опухолей, инфекций. Лимфоциты, которые принимают участие в уничтожении чужеродных объектов, образуются в костном мозге. Затем они перемещаются в тимус, где проходят период созревания и обучения. Именно по этой причине их называют Т-лимфоцитами. Они много раз покидают лимфоидные органы. Затем клетки возвращаются обратно. Это позволяет быстро реагировать на возбудителя инфекции.
Гуморальный адаптивный иммунитет обеспечивается выработкой антител. Они обеспечивают защиту. В этом случае именно антитела являются иммунными факторами. Выработкой этих клеток занимаются В-лимфоциты. Их работа является аллергической реакцией на некоторые лекарства, пыльцу и прочие компоненты.
Точно обозначить границу между гуморальным и клеточным иммунитетом нельзя. Они тесно связаны и работают сообща.
Основные компоненты и формирование иммунной системы
Существующие факторы адаптивного иммунитета состоят из нескольких ключевых компонентов. В их число входят функционирование тимуса, которое продуцирует Т-лимфоциты, а также процесс образования антител. Также к ним относятся синтез цитокинов и трансфер-фактор.
К основным гуморальным факторам адаптивного иммунитета относится работа тимуса. Его еще называют вилочковой железой. Этот процесс можно сравнить с получением образования по ступенчатой системе. Сначала проводится обучение дошкольников, затем школьников. После этого наступает черед высшего образования. То же самое происходит с клетками иммунитета.
В тимусе лимфоциты получают «дошкольное» и «начальное среднее» образование. В их число входят Т-супрессоры, Т-хеллеры, а также Т-лимфоциты цитотоксического типа.
Пока человек пребывает в детском возрасте, их «обучение» проводится менее интенсивно. Однако со временем нагрузка возрастает. К наступлению полового созревания человеческого организма «обучение» лимфоцитов становится наиболее интенсивным. Это стимулирует иммунную систему. Когда человек становится взрослыми, тимус постепенно уменьшается в размере. Он начинает терять свою активность.
Со временем он уменьшается в размерах. К старости выработка Т-лимфоцитов снижается. Их подготовка становится менее интенсивной. Поэтому в старческом возрасте происходит снижение иммунитета.
Антитела
Кроме клеток адаптивного иммунитета в организме вырабатываются и антитела. Это особые молекулы белка. Они синтезируются В-лимфоцитами. Это наиболее активная часть иммунитета. На чужеродных клетках есть антигены. С ними и соединяются антитела. Они имеют определенную форму. Она соответствует конфигурации антигена. После того как антитела соединяются с чужеродными клетками, они их обезвреживают.
Эти клетки еще называют иммуноглобулинами. Существует несколько классов подобных белков. Самыми важными из них являются LgM, LgG, LgA. Каждый из них выполняет особые функции. По тому, какие иммуноглобулины обнаруживаются в анализе, можно определить, как давно человек заболел тем или иным недугом. На ранней стадии вырабатываются одни типы иммуноглобулинов, а на поздней – другие.
Макрофаги
Кроме антител с антигенами работают и макрофаги. Это большие клетки адаптивного иммунитета, которые уничтожают по частям большие участки инфицированной, чужеродной или поврежденной (мертвой) ткани. Они сопутствуют процессам регенерации. После того как макрофаг вступает в контакт со злокачественной или инфицированной клеткой, он уничтожает ее, но не полностью. Остаются некоторые части клетки. По этим антигенам происходит формирование специфических антител.
Антигены сохраняют информацию о чужеродной клетке. Они передают эту информацию при формировании иных составляющих иммунной системы. После этого Т-лимфоциты могут легко распознать чужеродный антиген. Иммунитет срабатывает в этом случае оперативно. Избирательно подлежат уничтожению раковые и инфицированные клетки. За это также отвечают специфические клетки памяти.
Именно сохранение информации помогает адаптивному иммунитету сохраняться в течение всей жизни. Т- и В-клетки в памяти хранят информацию о множестве патологий, которые развивались в организме. Такая особенность не позволяет недугу развиться снова. Некоторые из патогенов остаются даже незамеченными нами. При их появлении организм реагирует настолько быстро, что у инфекции порой не остается ни одного шанса на победу.
Цитокины
Рассматривая характеристики адаптивного иммунитета, необходимо обратить внимание на такую его составляющую, как цитокины. Они также вырабатываются в организме наряду со специальными клетками и антителами. Цитокины выполняют функцию сигнальных молекул. Им отведена важная роль на всех этапах иммунного ответа. Существует несколько разных видов этих молекул.
Одни цитокины отвечают за реакции врожденного, а другие приобретенного иммунитета. В эту категорию входит много разных факторов. Одним из самых важных является фактор переноса. Он играет важную роль при формировании иммунитета.
Заболевания иммунного характера
Адаптивный иммунитет порой дает сбои. Это случается из-за негативного влияния ряда факторов. В результате могут появляться иммунные и аутоиммунные заболевания. В первом случае в защитной системе отсутствует или вырабатывается в недостаточном количестве один или несколько компонентов.
Иммунный ответ в этом случае заметно снижается. В результате защита организма становится недостаточной. Иммунодефицит может быть врожденным или вторичным. К первой категории нарушений относятся наследственные дефекты иммунной системы. При вторичных иммунодефицитах требуется пересмотреть образ жизни. Провоцирующие нарушения факторы (плохое питание, стресс, неправильный образ жизни, вредные привычки и т. д.) требуют устранения. При этом также назначают иммуностимуляторы.
Аутоиммунные патологии характеризуются разрушительным воздействием антител иммунитета, которое направлено на собственный организм. В результате возникают воспалительные процессы, вызванные неправильной работой своего же иммунитета. Клетки теряют способность идентифицировать правильно чужеродные патогены. В процессе лечения применяются иммуносупрессоры.
Рассмотрев особенности адаптивного иммунитета, можно понять его механизмы, функции, а также характерные особенности. Это один из важнейших компонентов защиты организма.