Гуморальные явления в реакциях иммунитета
Гуморальные явления в реакциях иммунитета
Изучение иммунитета показало роль в нем гуморальных процессов.
Антигены. Антигенами называются высокомолекулярные вещества (чаще всего белковой природы), вызывающие в организме образование антител и вступающие с ними в специфическую реакцию.
К антигенам относятся микробы, токсины, чужеродные для данного организма эритроциты и вещества белковой природы, в том числе некоторые гормоны и ферменты (инсулин, пепсин, трипсин и др.). Антигенными свойствами отличаются также некоторые вещества небелковой природы, например высокополимерные полисахариды и липополисахариды, которые могут играть роль гаптенов, т. е. обладают способностью вступать в соединение с белками и приобретать свойства полноценного антигена. Положение, согласно которому антигенами могут быть вещества только чужеродного (экзогенного) происхождения, нуждается в дополнении. Уже давно известно, что сперма и хрусталик глаза обладают антигенностью по отношению к организму, в котором они развиваются. Ныне установлено, что эндогенные белки, т. е. белки самого организма, также могут стать антигенами — аутоантигенами, вызывающими образование аутоантител, только при условии изменения их специфических свойств, например при денатурировании белка в результате воздействия инфекционных агентов, токсинов, глубокого воспаления, ожога и др.
Для получения иммунитета антигены должны быть введены парентерально, т. е. минуя пищеварительный тракт, непосредственно в кровь или под кожу.
Классические антигены — это макромолекулярные вещества. Например, молекулярный вес сывороточного глобулина лошади равняется 167 000, дифтерийного токсина — 74 000, яичного альбумина — 44 000.
Однако один только молекулярный вес не определяет свойств антигена. Известны макромолекулярные вещества, которые являются очень слабыми антигенами, например гемоглобин, желатина.
Специфичность антигена находится в зависимости от природы и пространственного расположения полипептидных цепей и отдельных атомных групп на поверхности его молекулы. Антигенную специфичность белка можно изменить, присоединяя к нему сравнительно простые полипептиды и другие химические соединения, например различные азосоединения или радикалы — ацетильный, сульфатный, нитратный, мышьяковистый (табл. 1).
Таблица 1
Эффект полярных групп на специфичность антигенов (по Landsteiner)
Химические соединения, определяющие антигенную специфичность, носят название детерминантных групп данного антигена.
Установлено, что длительность пребывания антигена в организме усиливает его антигенные свойства. Для ускорения эффекта иммунизации прибегают иногда к введению антигена в сочетании с веществами, способствующими задержке антигена в организме, например вводят антиген в масле или вместе с хлористым кальцием, вызывающим свертывание тканевых белков.
Имеют также значение количество и частота введения антигена. Инъекция очень больших количеств антигена не благоприятствует продукции антител.
После попадания в организм антиген начинает постепенно исчезать из крови. Большинство исследованных полноценных антигенов задерживается в крови не более 2 — 3 недель. Некоторые из них исчезают быстрее, например яичный альбумин, который задерживается в крови всего несколько часов.
Опыты, проведенные с окрашенными или мечеными антигенами, показали, что из крови антигены попадают в органы: печень, селезенку, костный мозг, лимфатические узлы, в которых происходит выработка антител. В этих органах антиген задерживается месяцами, но содержание его все время уменьшается, так как он постепенно разрушается и выделяется из организма.
Антитела. Антитело — это вещество, относящееся к γ-глобулинам, появляющееся в плазме и других жидкостях организма вследствие парентерального введения антигена и избирательно вступающее в реакцию с ним.
Виды антител и реакция их с антигенами: первый — антитоксины, второй — агглютинины и преципитины и третий — лизины (бактерио- и цитолизины) и опсонины. Антитоксины нейтрализуют токсическое действие соответствующих антигенов. Например, противодифтерийная сыворотка, содержащая соответствующий антитоксин, предохраняет и излечивает от дифтерии. Агглютинины и преципитины склеивают или осаждают антигены, способствуя этим их фагоцитозу и удалению из организма. Антитела третьего вида благодаря пептизации растворяют антигены (лизины) или, изменяя поверхность микроорганизмов, делают их более доступными для фагоцитов (например, опсонины).
Подобно антигенам, антитела специфичны.
Важным фактором в реакциях иммунитета является также комплемент, который представляет собой комплекс белков сыворотки крови, обладающий ферментоиодобным действием при реакции антигенов с комплементфиксирующими антителами. Действие комплемента неспецифично. Его активность можно установить благодаря литическому действию, например при бактериолизе или гемолизе, хотя при этом необходимо признать участие и других активных химических и физико-химических факторов. Способность комплемента фиксироваться комплексом антиген- антитело используется для постановки серологических реакций связывания или отклонения комплемента.
Количество образующихся антител нарастает при иммунизации, но не всегда соответствует степени иммунитета. Это видно из того, что наличие в крови незначительного содержания антител иногда сочетается с развитием стойкого иммунитета, например при оспе. Несоответствие между содержанием антител и степенью иммунитета показывает, что образование антител еще не исчерпывает всех сложных биологических явлений, благодаря которым организм может противостоять действию инфекционных начал. Большое значение имеют также химические и физические свойства крови и тканей, состояние обмена веществ, особенно белкового, баланс витаминов и функция регуляторных систем.
Кроме защитной роли, антитела как сами по себе, так и в соединении с антигенами могут вызывать и другие явления. Так, белковые осадки и комки микробов, образующиеся при агглютинации и преципитации, могут обусловить возникновение шоковой реакции, воздействуя на рецепторы сосудов и на центральную нервную систему (агглютинационный шок). То же возможно при лизисе микробов или животных клеток.
У больных с резким уменьшением количества или полным отсутствием γ-глобулинов в сыворотке — агаммаглобулинемия — наблюдается потеря способности продуцировать антитела. У таких больных снижается сопротивляемость к септическим инфекциям. При агаммаглобулинемии парентеральное введение очищенного глобулина оказывает лечебный эффект.
В настоящее время доказана возможность образования в организме аутоантител, активных по отношению к собственным антигенам (аутоантигенам). Аутоантигены могут возникать в тех случаях, когда клеточные белки, измененные, например, вследствие денатурации от воздействия какого-либо патологического процесса (например, тяжелого ожога или инфекционного агента), начинают проявлять антигенные свойства в организме, из которого они происходят. В результате взаимодействия аутоантител с аутоантигенами могут развиваться тяжелые повреждения. Наиболее отчетливо выражено образование антител против аутоантигенов из эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов крови, ведущее к возникновению ряда заболеваний. Иммунопатологические процессы нередко протекают по типу аллергических реакций.
Существует также особый вид изменения иммунологической реактивности — приобретенная «иммунологическая толерантность», или «безответность», под которой понимают потерю или снижение выработки в организме антител в ответ на воздействие антигенов. Она возникает в том случае, когда антиген был введен в эмбриональном периоде или в ближайшее время после рождения. У взрослых подобное явление может развиться после введения больших доз антигена или при длительном действии его, а также после облучения рентгеновыми лучами. Общее биологическое значение иммунологической толерантности проявляется при трансплантации чужеродной ткани, когда организм обнаруживает неспособность к выработке антител, что и способствует приживлению трансплантата. В основе иммунологической толерантности лежит ферментативный процесс, под влиянием которого происходит потеря антигеном его антигенных свойств.
респиратор 3м 9322 купить здесь
3mrespirator.ru
ВИДЫ И ФАКТОРЫ ИММУНИТЕТА.
ВРОЖДЕННЫЙ И ПРИОБРЕТЕННЫЙ ИММУНИТЕТ
1.1. Формы иммунитета
1.2. Виды иммунитета
1.3. Регуляция иммунного ответа
1.1. ФОРМЫ ИММУНИТЕТА
Специфический иммунный ответ развивается в организме параллельно с развитием инфекции или после вакцинации и приводит к формированию ряда специфических эффекторных механизмов противоинфекционной защиты:
- Гуморальный иммунный ответ (Влимфоцит);
- Клеточный иммунный ответ (Тлимфоцит);
- Иммунологическая память (Т и Влимфоциты);
- Иммунологическая толерантность.
К этим механизмам относятся эффекторные молекулы (антитела) и эффекторные клетки (Тлимфоциты и макрофаги) иммунной системы.
Гуморальные иммунные реакции
В гуморальных иммунных реакциях участвуют три клеточных типа: макрофаги (Агпредставляющие клетки), Тхелперы и Влимфоциты.
Агпредставляющие клетки фагоцитируют микроорганизм и перерабатывают его, расщепляя на фрагменты (процессинг Аг). Фрагменты Аг выставляются на поверхности Агпредставляющей клетки вместе с молекулой МНС. Комплекс «Агмолекула МНС класса II» предъявляется Тхелперу. Распознавание комплекса Тхелпером стимулирует секрецию ИЛ1 макрофагами.
Тхелпер под действием ИЛ1 синтезирует ИЛ2 и рецепторы к ИЛ2; последний стимулирует пролиферацию Тхелперов, а также ЦТЛ. Таким образом, после взаимодействия с Агпредставляющей клеткой Тхелпер приобретает способность отвечать на действие ИЛ2 бурным размножением. Биологический смысл этого явления состоит в накоплении Тхелперов, обеспечивающих образование в лимфоидных органах необходимого пула плазматических клеток, вырабатывающих АТ к данному Аг.
Влимфоцит. Активация Влимфоцита предполагает прямое взаимодействие Аг с молекулой Ig на поверхности Вклетки. В этом случае сам Влимфоцит перерабатывает Аг и представляет его фрагмент в связи с молекулой МНС II на своей поверхности. Этот комплекс распознает Тхелпер, отобранный при помощи того же Аг. Узнавание рецептором Тхелпера комплекса Агмолекула МНС класса II на поверхности Влимфоцита приводит к секреции Тхелпером ИЛ2, ИЛ4, ИЛ5, ИЛ6, под действием которых Вклетка размножается, образуя клон плазматических клеток (плазмоцитов). Плазмоциты синтезируют антитела. Часть зрелых Влимфоцитов после антигензависимой дифференцировки циркулируют в организме в виде клеток памяти.
Антитела, специфически взаимодействуя с антигенными детерминантами (эпитопами) на поверхности микроорганизмов, образуют с ними иммунные комплексы, что ведет к активации мембраноатакующего комплекса системы комплемента и лизису микробных клеток. Кроме того, иммунные комплексы, включающие микроорганизмы и специфические антитела, быстрее и легче захватываются фагоцитирующими клетками организма при участии Fcрецепторов. При этом ускоряется и облегчается внутриклеточная гибель и переваривание. Защитная роль антител в антитоксическом иммунитете определяется также их способностью нейтрализовать токсины. Секреторные иммуноглобулины класса А обеспечивают местный специфический иммунитет слизистых оболочек, препятствуя прикреплению и проникновению патогенных микроорганизмов.
Вместе с тем гуморальная защита малоэффективна против внутриклеточно паразитирующих бактерий, риккетсий, хламидий, микоплазм, грибов, простейших и вирусов. Против этих возбудителей более эффективны клеточные механизмы специфического иммунитета, к которым относится иммунное воспаление реакция гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) и цитотоксическая активность Ткиллеров, NКклеток, макрофагов.
Рис. 1. Гуморальный иммунный ответ.
В результате кооперации макрофагов, Тхелперов и Влимфоцитов и дальнейшей дифференцировки
Влимфоцитов в плазматические клетки, последние продуцируют антитела, которые нейтрализуют антиген.
Клеточные иммунные реакции
В очаге иммунного воспаления Тэффекторы ГЗТ, активированные при контакте с микробными антигенами, продуцируют лимфокины, индуцирующие микробоцидные механизмы фагоцитов. В результате усиливается внутриклеточная гибель захваченных фагоцитами возбудителей.
Гибель клеток»мишеней» вместе с паразитирующими в них возбудителями может наступить вследствие их распознавания Ткиллерами, специфически сенсибилизированных против микробных антигенов.
Другой механизм гибели зараженных клеток носит название антителозависимой цитотоксичности (АЗЦТ). Он заключается в распознавании микробных антигенов на мембране зараженной клетки»мишени» антителами, адсорбированными на Fcрецепторах NKклеток или макрофагов. При этом цитотоксичность является результатом действия лизосомных ферментов и других продуктов секреции данных клеток.
В целом клеточные механизмы обеспечивают защиту организма против факультативно и облигатно внутриклеточных паразитов, что позволяет оценивать напряженность специфического иммунитета по результатам кожноаллергической реакции. Этим же объясняется и тот факт, что наиболее эффективными для специфической профилактики таких инфекций являются вакцины из живых ослабленных микроорганизмов, активирующие клеточные механизмы иммунитета.
Рис. 2. Клеточный иммунный ответ опосредован активированными
Тхелперами макрофагами и другими фагоцитирующими клетками, а также цитотоксическими Тлимфацитами.
Иммунологическая память
Иммунологическая память способность организма отвечать на повторное введение антигена иммунной реакцией, характеризующейся большей силой и более быстрым развитием.
Клетки иммунологической памяти долгоживущие Т и Влимфоциты, сохраняющие многие годы способность реагировать на повторное введение антигена, так как вырабатываются рецепторы к этому антигену. Иммунологическая память проявляется как ускоренный специфический ответ на повторное введение антигена.
Иммунологическая память к антигенным компонентам окружающей среды лежит в основе аллергических заболеваний, а к резусантигену (возникает при резуснесовместимости беременности) в основе гемолитической болезни новорожденных. Феномен иммунологической памяти используется в практике вакцинации людей.
Иммунологическая толерантность
Иммунологическая толерантность явление, противоположное иммунному ответу и иммунологической памяти, проявляющееся в том, что на введение антигена вместо выработки иммунитета в организме развивается ареактивность, инертность, отсутствие ответа на антиген.
Иммунный ответ против собственных тканей организма в нормальных условиях не развивается, т.е. иммунная система толерантна к подавляющему большинству Аг тканей организма (аутоантигены). Искусственная толерантность к чужеродным Аг может быть вызвана иммунизацией по определенной схеме (например, толерантность «низкой дозы» дробное введение Аг в возрастающих количествах или толерантность «высокой дозы» однократное введение Аг в высокой дозе).
1.2. ВИДЫ ИММУНИТЕТА
Многообразие систем защиты организма позволяют человеку оставаться невосприимчивым к действию инфекционных агентов.
Видовой иммунитет (врожденный) генетически закрепленная невосприимчивость присущая каждому виду. Например, человек никогда не заболевает чумой крупного рогатого скота. Крысы резистентны к дифтерийному токсину.
Приобретенный иммунитет формируется в течение жизни индивидуума и не передается по наследству; может быть естественным и искусственным, активным и пассивным.
Естественно приобретенный иммунитет (активный) развивается после перенесенного инфекционного заболевания, протекавшего в клинически выраженной форме, либо после скрытых контактов с микробными Аг (так называемая бытовая иммунизация). В зависимости от свойств возбудителя и состояния иммунной системы организма невосприимчивость может быть пожизненной (например, после кори), длительной (после брюшного тифа) или сравнительно кратковременной (после гриппа).
Инфекционный (нестерильный) иммунитет особая форма приобретенной невосприимчивости; не является следствием перенесенной инфекции, обусловлен наличием инфекционного агента в организме. Невосприимчивость исчезает сразу после элиминации возбудителя из организма (например, туберкулез; вероятно, малярия).
Естественный пассивный иммунитет связан с переносом IgG от матери к плоду через плаценту (передача по вертикали) или с грудным молоком (SIgA) новорожденному. Это обеспечивает устойчивость новорожденного ко многим возбудителям в течение некоторого, обычно индивидуально варьирующего срока.
Искусственно приобретенный иммунитет. Состояние невосприимчивости развивается в результате вакцинации, серопрофилактики (введение сыворотки) и других манипуляций.
Активно приобретенный иммунитет развивается после иммунизации ослабленными или убитыми микроорганизмами либо их антигенами. В обоих случаях организм активно участвует в создании невосприимчивости, отвечая развитием иммунного ответа и формированием пула клеток памяти.
Пассивно приобретенный иммунитет достигается введением готовых АТ или, реже, сенсибилизированных лимфоцитов. В таких ситуациях иммунная система реагирует пассивно, не участвуя в своевременном развитии соответствующих иммунных реакций.
Иммунитет может формироваться против микроорганизмов, их токсинов, вирусов, антигенов опухолей. В этих случаях иммунитет называют антимикробным, антитоксическим, антивирусным, противоопухолевым соответственно. При трансплантации несовместимых тканей возникает трансплантационный иммунитет (реакция отторжения трансплантата).
Поступление в организм антигена через дыхательные пути, пищеварительный тракт и другие участки слизистых поверхностей и кожи нередко обуславливает развитие выраженной локальной иммунной реакции. В таких случаях речь идет о местном иммунитете.
1.3. РЕГУЛЯЦИЯ ИММУННОГО ОТВЕТА
Интенсивность и продолжительность иммунного ответа контролируется и регулируется при участии ряда механизмов обратной связи на генетическом, клеточном и организменном уровнях.
Генетический контроль иммунного ответа связан с наличием конкретных генов, контролирующих синтез и выход специфических рецепторов на поверхность иммунокомпетентных клеток, что непосредственно влияет на уровень представления и распознавания антигена.
Иммунная система представляет собой комплекс взаимодействующих клеток, связанных между собой внутренними регуляторными связями посредством цитокинов.
На уровне организма осуществляется взаимодействие нервной, эндокринной и иммунной систем, иммунный ответ контролируется и регулируется нейрогуморальными механизмами, среди которых ведущую роль играют кортикостероидные гормоны, подавляющие процессы пролиферации, дифференцировки и миграции лимфоидных клеток и ингибирующие биосинтез интерлейкинов.
Воспаление сумма защитноадаптивных реакций, развивающихся в тканях при их повреждении; впоследствии они могут полностью восстанавливать свою структуру и функции либо в них формируются стойкие дефекты. Хорошо известны классические признаки, характеризующие острое воспаление: покраснение, отек, боль, локальное повышение температуры и нарушение функций органа или ткани. Если интенсивность острой реакции оказывается недостаточной для элиминации возбудителя, то она меняет свои характеристики и принимает хроническое течение.
С позиции защиты от патогенов большинство системных реакций острого воспаления резко изменяет лимфо и кровообращение в очаге. Вазодилатация и повышение проницаемости капилляров облегчает выход из просвета капилляров больших молекул (например, компонентов комплемента) и полиморфонуклеаров. Весьма важным фактором является снижение рН в воспаленных тканях, обусловленное преимущественно секрецией молочной кислоты фагоцитами. Снижение рН оказывает губительное действие на бактерии, повышает микробицидную активность низкомолекулярных органических кислот и снижает резистентность к действию антимикробных химиопрепаратов.
Любое инфекционное воспаление начинается с запуска комплементарного каскада и активации свертывающей системы, многие компоненты которых известны как медиаторы воспалительных реакций.