Что такое плацентарный иммунитет
Иммунитет (лат. immunitas – освобождение) – совокупность биологических явлений (процессов и механизмов), направленных на сохранение постоянства внутренней среды и защиту организма от инфекционных и других генетически чуждых ему агентов.
Виды иммунитета. Иммунитет бывает врожденный (наследственный, видовой) и приобретенный.
Врожденный иммунитет является видовым генетическим свойством организма, он передается по наследству и отличается высокой устойчивостью. Например, человек невосприимчив к чуме собак, животные невосприимчивы к возбудителям кори, холеры, менингита.
Приобретенный иммунитет по наследству не передается, он вырабатывается к некоторым заболеваниям индивидуально каждым организмом и менее стоек, чем врожденный иммунитет. Через определенный срок он может утрачиваться. Для него характерна специфичность (например, человек, переболевший дифтерией, приобретает иммунитет только против дифтерии). Приобретенный иммунитет бывает естественный, плацентарный и искусственный.
Естественно приобретенный иммунитет – это иммунитет, выработанный в результате перенесенного инфекционного заболевания. Он бывает стерильный и нестерильный. Стерильный иммунитет – это, когда после перенесенного заболевания организм освобождается от возбудителя болезни, сохраняя состояние иммунитета. Нестерильный иммунитет – это, когда состояние и продолжительность иммунитета связаны с присутствием в организме возбудителя (например, при туберкулезе, некоторых вирусных заболеваниях).
Плацентарный иммунитет – это естественный иммунитет, передаваемый от матери ребенку в период его внутриутробного развития, сохраняется у новорожденных до шести месяцев.
Искусственно приобретенный иммунитет – это иммунитет, вызываемый введением в организм прививочных препаратов (вакцин и сывороток). Он бывает активный и пассивный.
Активный искусственный иммунитет – это иммунитет, вырабатываемый при вакцинации организма. Вакцины – это ослабленные или убитые культуры микроорганизмов, либо инактивированные токсины микроорганизмов. Например, иммунитет при ботулизме носит антитоксигенный характер (ботулинический токсин при добавлении к нему формалина утрачивает свою ядовитость, но сохраняет иммуногенные свойства).
Пассивный искусственный иммунитет – это иммунитет, вырабатываемый при введении готовых защитных факторов (сывороток). Сыворотки – это препараты, содержащие активные тела (например, антитела крови животных). Пассивный иммунитет возникает быстро (через 1-2 ч после введения сыворотки), но сохраняется недолго (1-2 недели), т.е. до тех пор, пока присутствуют введенные антитела. Организм в создании пассивного иммунитета никакого участия не принимает.
Теории иммунитета. Учение об иммунитете разработали И.И.Мечников и П.Эрлих. За разработку этого учения они были в 1908 г. удостоены Нобелевской премии. Защитные свойства организма против инфекции объясняют две теории – клеточная и гуморальная.
Клеточная (фагоцитарная) теория была разработана Мечниковым. Согласно этой теории невосприимчивость организма к инфекциям связана с деятельностью специальных подвижных клеток, которые захватывают и уничтожают микроорганизмы. Эти клетки называются фагоцитами, а явление – фагоцитозом. Наибольшей активностью обладают лейкоциты крови и клетки ретикуло-эндотелиальной системы (печени, селезенки, лимфатических узлов, костного мозга).
Фагоцитоз складывается из следующих стадий: хемотаксис — приближение фагоцитов к месту нахождения микроорганизма (или другого чужеродного объекта); адгезия(прилипание) фагоцитов к объекту; эндоциноз (захват) – поглощение объекта фагоцитом; лизис (растворение) объекта.
Гуморальная теория (лат. humor – жидкость) теория создана Эрлихом. Согласно этой теории невосприимчивость к инфекционным заболеваниям связана с присутствием в крови, лимфе и других биологических жидкостях человека и животных антимикробных веществ.
Лизоцим – муколитический фермент, содержится во многих тканях и жидкостях организма (слюна, слизи кишечника), обладает способностью лизировать клеточную стенку бактерий (в основном грамположительных). Лизоцим устойчив к нагреванию, действию кислот, но разрушается щелочами. Активность его ослабевает с понижением температуры. Лизоцим у рыб впервые обнаружен в 30-х годах ХХ в. З.В. Ермольевой (выделен из икры осетровых рыб).
Лейкины – содержатся в лейкоцитах и освобождаются при их гибели. β-лизины – находятся в сыворотке крови в свободном состоянии, обладают сильным бактерицидным действием в отношении стафилококков, анаэробных микроорганизмов.
Комплемент (лат.complementum – дополнение) является составной частью сыворотки крови, представляет собой термолабильное вещество белковой природы. Он обладает слабым бактерицидным действием, но увеличивает действие специфических антител и других антимикробных факторов.
Пропердин по химической природе является эуглобулином (глобулином, растворимым только в присутствии солей, термолабилен, его оптимальная активность наблюдается в слабокислой среде в присутствии комплемента и ионов магния. Активность лизоцима и пропердина усиливается при остром течении болезни. Интерферон – гликопротеид, играющий важную роль в защите организма против вирусных болезней, обнаружен в 1957 г.
Антитела. Огромную роль в создании иммунитета играют антитела. Образование антител является ответной реакцией на введение в организм чужеродных тел – антигенов. Антитела представляют собой иммуноглобулины, которые образуются в костном мозге, лимфатических узлах, селезенке, печени и др. По химическому составу они относятся к гликопротеидам, состоящим из протеина и олигосахарида (гексозы, аминосахара, сиаловой кислоты).
Антигены (лат. anti– против, genos – род) – генетически чуждые для организма органические вещества, на введение которых он отвечает образованием антител или другой формой иммунного ответа. Антигенами являются не только инфекционные агенты, но и чужеродные для данного организма вещества (например, сыворотка крови). Антигенными свойствами обладают микроорганизмы, их токсины, клетки животного и растительного происхождения, белки, комплексные соединения белков с липидами, полисахаридами, нуклеиновыми кислотами. Процессы, возникающие и развивающиеся в организме при введении любых антигенов, протекают сходно, являясь сложной биологической реакцией, направленной на восстановление гомеостаза организма, нарушенного проникновением чужеродного агента.
Бактериальные антигены. Бактерии образуют сложный комплекс антигенов, состоящих из высокомолекулярных соединений белковой природы, биологически активных специфических полисахаридов и других химических соединений. Жгутиковые, или Н-антигены входят в состав бактериальных жгутиков, содержат белок флагеллин, являются тармолабильными. Соматические, или О-антигены – липопротеидные, термостабильные. Ранее полагали, что О-антиген заключен в содержимом клеток (соме), впоследствии оказалось, что этот антибиотик связан с бактериальной клеточной стенкой. Капсульные, или К-антигены подразделяются на термолабильные и термостабильные. Из вирулентных штаммов сальмонелл выделен относительно термостабильный полисахаридный антиген – Vi-антиген. Ряд бактерий продуцирует во внешнюю среду экзотоксины, то антигенной структуре которых возбудителей делят на серовары или серогруппы.
Реакции иммунитета Взаимодействие антител с антигеном называют иммунной реакцией, а поскольку взаимодействующие тела находятся в сыворотке – серологическими реакциями (лат. serum – сыворотка).
Антитела реагируют с антигенами, против которых они выработаны, вызывая реакции: агглютинации (склеивания), преципитации (оседания), лизиса (растворения), нейтрализации токсинов. Антитела носят название в зависимости от реакций, которые они вызывают.
Агглютины – антитела, вызывающие склеивание микробных тел, эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, клеток тканей и др. Реакцию агглютинации широко применяют при диагностике брюшного тифа, сыпного тифа, лептоспироза. Преципитинами называются антитела, вызывающие при контакте со специфическим антигеном образование мелкого осадка (преципитат). Реакцию преципитации используют в диагностике сибирской язвы, туляремии и др. Антитоксины – антитела, обладающие способностью взаимодействовать с соответствующими токсинами и нейтрализовать их. Лизинами называются специфические антитела, вызывающие растворение бактерий (бактериолизины), клеток растений и животных. Гемолизинывызывают лизис эритроцитов. Реакции связывания комплемента применяют в диагностике сифилиса (реакция Вассермана), риккетсиозов, многих вирусных заболеваний.
Иммунитет — (лат. immunitas — освобождение) — защита организма от генетически чужеродных организмов и веществ, к которым относятся микроорганизмы, вирусы, черви, различные белки, клетки, в том числе и собственные изменённые клетки организма.
Иммунология — наука, изучающая иммунитет.
Иммунный ответ — это реакция организма на внедрение чужеродных агентов.
Антиген — любое чужеродное вещество или организм.
Антитело — вещество организма, распознающее антигены.
Антитела (иммуноглобулины) — особый класс гликопротеинов, присутствующих на поверхности B-лимфоцитов в виде рецепторов (рис. 1). Реагируя на присутствие антигена, они отделяются от мембраны В-лимфоцита и присутствуют в сыворотке крови и тканевой жидкости в виде растворимых молекул (антител). Антитела способны избирательно связываться с конкретными видами чужеродных молекул, которые в связи с этим называют антигенами.
Рис. 1. В-лимфоцит с мембрансвязанными рецепторами
Антитела используются иммунной системой для идентификации и нейтрализации чужеродных объектов — например, бактерий и вирусов.
Антигены, как правило, являются белками или полисахаридами и представляют собой части бактериальных клеток, вирусов и других микроорганизмов.
К антигенам немикробного происхождения относятся белки пыльцы растений, яичный белок и белки трансплантатов тканей и органов, а также поверхностные белки клеток крови при переливании крови.
Аллергены — это антигены, вызывающие аллергические реакции.
История изучения иммунитета
Фундамент иммунологии был заложен изобретением микроскопа, благодаря чему удалось обнаружить первую группу микроорганизмов — болезнетворные бактерии.
В конце XVIII в. английский сельский врач Эдвард Дженнер сообщил о первой удачной попытке предотвратить заболевание посредством иммунизации. Его подход вырос из наблюдений за одним интересным явлением: доярки часто заражались коровьей оспой и впоследствии не болели натуральной оспой. Дженнер ввёл маленькому мальчику гной, взятый из пустулы (нарыва) коровьей оспы, и убедился в том, что мальчик оказался иммунным к натуральной оспе.
Работа Дженнера дала начало изучению теории микробного происхождения заболеваний в XIX в. Пастером во Франции и Кохом в Германии. Они отыскали антибактериальные факторы в крови животных, иммунизированных микробными клетками.
Луи Пастер успешно выращивал различные микробы в лабораторных условиях. Как часто бывает в науке, открытие было сделано случайно при культивировании возбудителей холеры кур. Во время работы одна из чашек с микробами была забыта на лабораторном столе. Было лето. Микробы в чашке несколько раз нагревались под солнечными лучами, высохли и потеряли способность вызывать заболевание. Однако куры, получившие эти неполноценные клетки, оказались защищёнными против свежей культуры холерных бактерий. Ослабленные бактерии не только не вызывали заболевание, а, напротив, давали иммунитет.
В 1881 г. Луи Пастер разработал принципы создания вакцин из ослабленных микроорганизмов с целью предупреждения развития инфекционных заболеваний.
В 1908 г. Илья Ильич Мечников и Пауль Эрлих были удостоены Нобелевской премии за работы по теории иммунитета.
И. И. Мечников создал клеточную (фагоцитарную) теорию иммунитета, согласно которой решающая роль в антибактериальном иммунитете принадлежит фагоцитозу.
Сначала И. И. Мечников как зоолог экспериментально изучал морских беспозвоночных фауны Чёрного моря в Одессе и обратил внимание на то, что определённые клетки (целомоциты) этих животных поглощают все инородные частицы (в т. ч. бактерии), проникающие во внутреннюю среду. Затем он увидел аналогию между этим явлением и поглощением белыми клетками крови позвоночных животных микробных телец. И. И. Мечников осознал, что это явление не питание данной единичной клетки, а защитный процесс в интересах целого организма. Учёный назвал действующие таким образом защитные клетки фагоцитами — «пожирающими клетками». И. И. Мечников первым рассматривал воспаление как защитное, а не разрушительное явление.
Против теории И. И. Мечникова в начале XX в. выступали большинство патологов, так как они считали лейкоциты (гной) болезнетворными клетками, а фагоциты — разносчиками инфекции по организму. Однако работы И. И. Мечникова поддержал Луи Пастер. Он пригласил И. И. Мечникова работать в свой институт в Париже.
Пауль Эрлих открыл антитела и создал гуморальную теорию иммунитета, установив, что антитела передаются ребёнку с грудным молоком, создавая пассивный иммунитет. Эрлих разработал метод изготовления дифтерийного антитоксина, благодаря чему были спасены миллионы детских жизней.
Теория иммунитета Эрлиха говорит о том, что на поверхности клеток есть специальные рецепторы, распознающие чужеродные вещества (антигенспецифические рецепторы). Сталкиваясь с чужеродными частицами (антигенами), эти рецепторы отсоединяются от клеток и в качестве свободных молекул выходят в кровь. В своей статье П. Эрлих назвал противомикробные вещества крови термином «антитело», так как бактерий в то время называли «микроскопические тельца».
П. Эрлих предполагал, что ещё до контакта с конкретным микробом в организме уже есть антитела в виде, который он назвал «боковыми цепями». Теперь известно, что он имел в виду рецепторы лимфоцитов для антигенов.
В 1908 г. Паулю Эрлиху вручили Нобелевскую премию за гуморальную теорию иммунитета.
Чуть раньше Карл Ландштейнер впервые доказал наличие иммунологических различий индивидуумов в пределах одного вида.
Питер Медавар доказал удивительную точность распознавания иммунными клетками чужеродных белков: они способны отличить чужеродную клетку всего по одному изменённому нуклеотиду.
Френк Бёрнет постулировал положение (аксиома Бёрнета), что центральным биологическим механизмом иммунитета является распознавание своего и чужого.
В 1960 г. Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили Питер Медавар и Френк Бёрнет за открытие иммунологической толерантности (лат. tolerantia — терпение) — это распознавание и специфическая терпимость к некоторым антигенам.
Уничтожение генетически изменённых клеток
Одна из функций иммунной системы — это уничтожение генетически изменённых (мутантных) клеток организма. В процессе клеточного деления постоянно происходят ошибки, и одна из миллиона образовавшихся клеток становится мутантной, т. е. генетически чужеродной. В организме человека благодаря мутациям в каждый конкретный момент должно быть более 10 миллионов мутантных клеток. Мутации приводят к изменению функций клетки. Большинство мутантных клеток не способны выполнять свои функции, а многие выходят из-под контроля организма (например, при нарушении апоптоза) и становятся раковыми клетками. Появление таких клеток может привести к возникновению серьёзных заболеваний и гибели организма.
Один из механизмов иммунитета, осуществляемый лимфоцитами (НК-лимфоцитами), направлен на уничтожение именно раковых клеток.
Виды иммунитета
Иммунитет можно разделить на клеточный и гуморальный (рис. 2)
Рис. 2. Клеточный и гуморальный иммунитет
Все разнообразные формы иммунного ответа можно разделить на два типа: врождённый иммунитет и приобретённый иммунитет (рис. 3).
Рис. 3. Классификация иммунитета
Приобретённый иммунитет — это специфический индивидуальный иммунитет, т. е. это иммунитет, который имеется конкретно у определённых индивидуумов и к определённым возбудителям или агентам.
Главными характеристиками приобретённого иммунитета являются специфичность и иммунологическая память. Чем чаще организм встречается с патогеном, тем быстрее и активнее вырабатываются антитела, следовательно — сильнее защита.
Врождённый иммунитет с самого рождения (ещё до первой встречи с антигеном) защищает организм против всего чужеродного, т. е. он не специфичен.
Таким образом, повторная встреча с тем или иным патогенным микроорганизмом не приводит к изменениям врождённого иммунитета, но повышает уровень приобретённого.
Врождённый иммунитет активируется при первом появлении патогена быстрее, но распознаёт патоген с меньшей точностью. Он реагирует не на конкретные специфические антигены, а на определённые классы антигенов, характерные для патогенных организмов (белки вирусного капсида, продукты метаболизма глистов и т. п.).
Врождённый иммунитет может быть наследственным (видовым) и индивидуальным.
Наследственный (видовой) иммунитет — это невосприимчивость всех представителей данного вида к определённому антигену, приобретённая в процессе эволюции:
болезни, которыми болеет человек, но не болеют животные и птицы (корь, натуральная оспа, проказа, вирусный гепатит, холера, гонорея, дизентерия, брюшной тиф и др.);
болезни, которыми болеют животные, но не болеет человек (чума крупного рогатого скота, пироплазмоз собак);
болезни, которыми болеют птицы, но не болеет человек (куриная холера);
болезни, которыми болеют животные и человек, но не болеют птицы (сибирская язва, бешенство и др.).
Индивидуальный врождённый иммунитет определяется теми особенностями, которые передаются организму с родительскими генами и в процессе эмбрионального развития.
В процессе эмбрионального развития через плаценту плоду передаются антитела матери, которые противостоят инфекциям. Передача антител от мамы к ребёнку происходит в основном в последнем триместре беременности.
Иммунитет подразделяется на естественный и искусственный.
Естественный иммунитет возникает самостоятельно в процессе жизни организма.
Естественный иммунитет делится на активный (после перенесённых заболеваний) и пассивный (например, с молоком матери).
До 6 месяцев малыша защищают антитела, передающиеся от матери с грудным молоком. Поэтому важным является исключительно грудное вскармливание. Иммунитет матери защищает ребёнка. Дети, которые находятся на искусственном вскармливании, слабо защищены, т. к. собственных антител у них мало. Только к 6 месяцам организм самостоятельно начинает вырабатывать антитела. Собственный иммунитет ребёнка формируется только к концу первого года жизни.
Искусственный иммунитет организм приобретает в результате применения медицинских препаратов (вакцин и сывороток).
Вакцина — медицинский препарат, содержащий ослабленные или убитые микроорганизмы.
Вакцина вводится абсолютно (!) здоровому человеку для предотвращения заболевания в будущем.
Сыворотка — медицинский препарат плазмы крови без фибриногена, содержащий готовые антитела к определённому патогену (заражающему микроорганизму). Сыворотку получают из крови заражённого данным заболеванием животного (коровы, лошади и т. п.).
Сыворотка с чужими антителами вводится заболевшему человеку в случае, когда организм не способен произвести достаточное количество антител.