Гуморальный фактор иммунитета фагоцитоз

К клеточным факторам врожденного иммунитета относят все фагоциты, объединенные в единую мононуклеарную фагоцитирующую систему. В нее включены:

макрофаги — это фиксированные или тканевые, например, альвеолярные, перитонеальные клетки, эпидермоциты кожи (клетки Лангерганса и Гренстейна), звездчатые ретикулоэндотелиоциты в печени (клетки Купфера) и подвижные мигрирующие макрофаги (моноциты).

микрофаги – полиморфно-ядерные лейкоциты (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы) или циркулирующие микрофаги.

Микрофаги способны захватывать частички не менее 0,1 мк; макрофаги могуг поглощать молекулы биополимеров, вирусы (размеры меньше 0,1 мк).

Функции фагоцитов:

1) удаляют из организма отмирающие клетки и их структуры (эритроциты, раковые клетки);

2) удаляют неметабилизируемые неорганические вещества, попадающие во внутреннюю среду организма тем или иным путем (например, частички угля, минеральную и другую пыль, проникающую в дыхательные пути);

3) поглощают и инактивируют микробы (бактерии, вирусы, грибы);

4) синтезируют разнообразные биологически активные вещества, необходимые для обеспечения резистентности организма (некоторые компоненты комплемента, лизоцим, интерферон, интерлейкины и др.);

5) участвуют в регуляции иммунной системы;

6) осуществляют «презентацию» антигенов Т-хелперам, т. е. участвуют в кооперации иммунокомпетентных клеток.

Фагоцитоз(от греч. phages — пожираю, cytos — клетка) – процесс, открытый и изученный И. И. Мечниковым (Нобелевская премия 1908 года), обеспечивает резистентность организма, защиту от инородных веществ, в том числе микробов. Это наиболее древняя форма иммунной защиты, которая появилась уже у кишечнополостных организмов. Механизм фагоцитоза состоит в поглощении, переваривании, инактивации инородных для организма веществ специализированными клетками — фагоцитами.

Стадии фагоцитоза:

1) хемотаксис (от греч. chymeia — искусство сплавления металлов и taxis — расположение, построение)- фагоциты способны активно перемещаться к объекту фагоцитоза по градиенту концентрации особых биологически активных веществ хемоаттрактантов. Это АТФ-зависимый процесс, в котором участвуют сократительные белки актин и миозин. К числу хемоаттрактантов относятся, например, фрагменты компонентов комплемента (СЗа и С5а), интерлейкин 8, продукты распада клеток и бактерий.

2) адсорбция микроорганизмов на поверхности фагоцита осуществляется за счет слабых химических взаимодействий и происходит либо спонтанно, неспецифически, либо путем связывания со специфическими рецепторами (к иммуноглобулинам, компонентам комплемента). Кроме того, поверхность бактерий имеет гидрофобные группы, которые способствуют их взаимодействию с рецепторами фагоцитов.

3) поглощение объекта путем инвагинации клеточной мембраны с образованием в протоплазме фагосомы, содержащей поглощенный объект. Поглощение адсорбированного на фагоците вещества происходит путем эндоцитоза. Это энергозависимый процесс, связанный с преобразованием энергии химических связей молекулы АТФ в сократительную активность внутриклеточного актина и миозина. Фагоцитируемый объект окружается цитоплазматической мембраной и образуется внутриклеточная вакуоль — фагосома.

4) слияние фагосомы с лизосомой клетки с образованием фаголизосомы;

5) киллинг (уничтожение жизнеспособных микробов), осуществляемый при участии кислородзависимых и кислороднезависимых механизмов, и переваривание (процессинг) объекта в фаголизосоме с помощью протеаз, нуклеаз и др.;

6) презентация (представление) антигенных пептидов Т-хелперам — антигенные пептиды в цитоплазме макрофага образуют комплекс с молекулами II класса главного комплекса гистосовместимости, которые перемещаются на поверхность клетки и, в последующем, связываются с соответствующими рецепторами Т-хелперов.

Различают завершенный и незавершенный фагоцитоз. Завершенным фагоцитоз считается в том случае, если произошли все стадии процесса. Однако в ряде случаев фагоцитоз носит незавершенный характер: поглощенные бактерии (например, иерсинии), вирусы (например, возбудитель ВИЧ-инфекции, натуральной оспы), риккетсии блокируют ферментативную активность фагоцита, не погибают, не разрушаются и даже размножаются в фагоцитах. Такой процесс получил название незавершенный фагоцитоз.

Иммунная система организма. Основные клетки иммунной системы и их характеристика

Иммунная система — это совокупность клеток лимфоидной ткани, которая производит специфический контроль генетического постоянства внутренней среды, гомеостаза и постоянно взаимодействует с другими органами и системами.

Клетки иммунной системы называются иммунокомпетентными клетками (ИКК) или иммуноцитами, постоянно циркулируют в крови, проникают в другие ткани и органы.

Основными особенностями иммунной системы являются:

1) генерализована по всему организму;

2) интегрирована с другими системами (нервной, эндокринной) и органами (печень, лёгкие, кишечник);

3) способна отвечать на молекулы веществ, отражающих генетически чужеродную информацию (АГ), специфическими иммунными реакциями и образованием антител.

Иммунная система включает совокупность органов и отдельно расположенных ИКК. Органы иммунной системы подразделяют на:

1) центральные органы — тимус, сумка или bursa Fabriciusa у птиц, у человека — костный мозг

2) периферические органы — пейеровы бляшки, лимфатические узлы, селезенка, аппендикс, миндалины.

Лимфоциты выполняют основную функцию иммунной системы – высокоспецифичное распознавание антигенов. Распределение лимфоцитов в лимфоидных органах и их миграция упорядочены и отражают функции конкретных клеток.

CD-антигены. На мембране клеток обнаруживаются групповые антигены, объединяющие клетки, имеющие сходные морфофункциональные характеристики или находящиеся на определенной стадии развития. Эти маркерные молекулы получили название антигенов кластеров дифференцировки клетки, или CD-антигенов (англ. Cell Differentiation Antigens). По структуре они представляют собой гликопротеиды, многие из которых относятся к суперсемейству иммуноглобулинов. CD-антигены используют для иммунофенотипирования клеток. Например, CD3+ экспрессируется на популяции Т-лимфоцитов, CD4+ характерен для субпопуляции Т-хелперов, a CD8+ — для цитотоксических Т-лимфоцитов (Т-киллеров). CD19-22 являются маркерами В-лимфоцитов. Список CD-маркеров насчитывает более 200 вариантов. CD-антигены имеют диагностическое значение при иммунодефицитных состояниях, при аллергических заболеваниях, аутоиммунных заболеваниях, гемобластозах.

Т-лимфоциты – их предшественники развиваются в корковом слое тимуса. Все зрелые Т-клетки экспрессируют (содержат) поверхностный CD3+ антиген. На основании поверхностных маркеров (CD) различают несколько субпопуляций Т-лимфоцитов (рис 18):

CD4+ лимфоциты, условно разделяемые на регуляторные (Т-хелперы) и эффекторные (Т-клетки ГЗТ):

·Т-хелперы – стимулируют пролиферацию лимфоцитов и трансформацию в плазматические клетки;

·Т-клетки ГЗТопосредуют реакции гиперчувствительности замедленного типа.

CD8+ лимфоциты, мембранные Аг CD8+ экспрессируют субпопуляцииТ-клеток, разделяемые на регуляторные (супрессоры) и эффекторные (цитотоксические).

· Т- супрессоры (регуляторные) – угнетают пролиферацию В-лимфоцитов и продукцию антител, способствуют развитию иммунологической толерантности;

· Т-киллеры (цитотоксические или эффекторные) – разрушают чужеродные клетки без участия антител и системы комплемента (цитотоксичность); имеют поверхностный маркер CD8+.

Т-лимфоциты памяти – сохраняют информацию об антигенах и передают ее другим клеткам, экспрессируют CD4+ и узнают антиген, связанный с молекулой МНС II на Аг-представляющих клетках.

Иммунологическая намять —это способность организма реагировать ускорением и усилением ответа на повторное введение АГ. Носители ИП могут быть Т- лимфоциты и В- лимфоциты памяти.

Рис.18. Субпопуляции Т-лимфоцитов

В-лимфоциты – их предшественники развиваются в костном мозге. Основными мааркерами являются CD19, 20, 21, 72. Выделяют следующие субпопуляции:

• В-Т-независимые – участвуют в образовании антител без взаимодействия с Т-лимфоцитами

• В—Т-зависимые – превращаются в плазматические клетки при помощи Т-хелперов

• В-киллеры – разрушают клетки-мишени без комплемента, но при участии антител

• В—супрессоры – угнетают пролиферацию Т-лимфоцитов

• В—лимфоциты памяти.

NK-клетки (Natural Killer Cells)– большие зернистые лимфоциты, уничтожающие опухолевые клетки, а также клетки, инфицированные вирусами, бактериями и простейшими, дифференцируются из общей лимфоидной клетки предшественника. Они составляют до 15% всех мононуклеарных клеток крови, в тканях локализованы в печени, красной пульпе селезёнки, слизистых оболочках особенно репродуктивных органов. NK-клетки не имеют основных маркеров Т- или В-лимфоцитов (поэтому их также называют нулевые лимфоциты), но экспрессируют дифференцировочные CD2+, CD56+ и CD16+ (рецептор Fc-фрагмента Ат). В отличие от цитотоксических лимфоцитов (Т-киллеров), способность NK-клеток к цитолизу связана с самостоятельным распознаванием «свое-чужое» на поверхности мишени. NK-клетки уничтожают клетку-мишень после установления с ней прямого контакта при помощи специальных белков — перфоринов. Перфорины проникают в клеточные мембраны, агрегируются там, формируя неконтролируемые осмотические каналы, что приводит к осмотическому лизису клетки. Наряду с макрофагами и нейтрофилами они также участвуют в антителозависимом клеточно-опосредованном цитолизе. NK клетки не формируют клеток иммунологической памяти.

Источник

Защита организма от внешнего воздействия осуществляется с помощью иммунитета. Различные живые тела и вещества, которые воздействуют на организм, воспринимаются им как чужеродная генетическая информация. Система, реагирующая на такое влияние, называется иммунной. Защиту организма составляет специфический (гуморальный иммунитет и клеточный уровень защиты) и неспецифический иммунитет (врожденный). Они отличаются по способу образования, времени возникновения и характеру действия.

Неспецифическая защита активизируется при проникновении антигенов – чужеродных веществ. Она считается врожденной, поэтому обуславливается различной степенью устойчивости к заболеваниям людей. Одними из ее проявлений являются продукция бактерицидных веществ, фагоцитоз и цитотоксический эффект. При образовании специфического иммунитета реакция возникает при внедрении чужеродного вещества. В этом случае продуцируются антитела В-лимфоцитами и плазматическими клетками в качестве гуморального иммунитета, а также происходит участие Т-лимфоцитов на клеточном уровне.

Несмотря на различие в функционировании, специфический и неспецифический иммунитет имеют совместное функционирование.

Неспецифический иммунитет

На первой стадии после рождения человека происходит формирование неспецифического иммунитета. В этом случае защита начинает работать в ответ на проникновение инородных веществ.

Гуморальный иммунитет и борьба на клеточном уровне при неспецифической защите формируются под воздействием различных факторов в зависимости от способа возникновения иммунной реакции организма.

Естественные защитные способности организма обуславливаются механическими барьерами, которые создаются при проникновении бактерий и инфекций в различные системы. Неспецифические факторы иммунитета проявляются в виде:

целостности кожных покровов;
выделений, вырабатываемых различными органами (слезы, моча, слюна, мокрота);
эпителия, ворсинок, образующих слизистую оболочку органов дыхания.

Все они предотвращают воздействие внедренных веществ на организм. Избавление от негативного влияния происходит в процессе чихания, диареи, рвоты. При правильном иммунном ответе может наблюдать повышение температуры тела, нарушение гормонального фона организма.

Биохимическая неспецифическая защита производится благодаря наличию различных факторов, к которым относятся:

кислоты, вырабатываемые сальными железами;
лизоцим слюны, устраняющий влияние грамположительных бактерий;
пониженная кислотность мочи, секрета из влагалища, желудочного сока, защищающие органы от бактериального воздействия.

При неспецифической защите огромную роль играет клеточная составляющая. Работа в этом направлении в организме осуществляется:

мононуклеарными фагоцитами (моноцитами, макрофагами тканей);
гранулоцитами (нейтрофилами, эозинофилами, базофилами);
клетками-киллерами.

Кроме этого среди неспецифических компонентов защитной функции выделяют:

систему комплемента (белки сыворотки крови);
составляющие гуморального иммунитета, к которым относят врожденные антитела сыворотки крови (разрушают грамотрицательные бактерии, белок пропердин);
белок бета-лизин в тромбоцитах (разрушает грамположительные бактерии);
интерфероны, способствующие защите клеток от вирусного поражения.

Иммунитет неспецифической формы имеет некоторые особенности, которые отличают его от приобретенной защиты.

При проникновении чужеродных тел происходит активизация всех факторов естественной защиты, что приводит к возникновению побочных эффектов.
Неспецифическая защита не обладает запоминанием возбудителя заболевания, что приводит к возможности дальнейшего его воздействия на организм.

Специфический иммунитет

Специфическая защита формируется позже естественного иммунитета. Благодаря особому функционированию, она способна распознать различные чужеродные агенты, которые называются антигенами. Все исследования, которые проводятся для выявления степени защиты организма, осуществляются именно на уровне специфических свойств организма препятствовать проникновению и размножению вирусов и бактерий.

Специфический иммунитет подразделяется на два вида: клеточный и гуморальный иммунитет. Их отличие состоит в задействованных в ответе клетках. На клеточном уровне защита формируется под воздействием Т-лимфоцитов. Гуморальные факторы обуславливаются В-лимфоцитами.

Гуморальный иммунитет

Один из видов иммунитета – гуморальный – начинает действие в момент образования антител к внедренным инородным химическим веществам и клеткам микробов. Важные защитные функции осуществляются при работе В-лимфоцитов. Их действие направлено на распознавание чужеродных структур. По завершению этого процесса происходит выработка антител – специфических белковых веществ (иммуноглобулинов).

Основной особенностью иммуноглобулинов является то, что вступать в реакцию они могут только с теми антигенами, которые повлияли на их образование. Поэтому ответ организма наступает в том случае, если наблюдается повторное проникновение раздражителя, к которому уже имеются антитела.

Локализация иммуноглобулинов может быть различной. В зависимости от этого они могут быть:

сывороточными – формируются в сыворотке крови;
поверхностными – располагаются на иммунокомпетентных клетках;
секреторными – находятся в жидкости, выделяемой ЖКТ, слезными и молочными железами.

Клетки гуморального иммунитета имеют некоторые особенности, которые отражаются на их функционировании.

Иммуноглобулины имеют активные центры, которые необходимы для взаимодействия с антигенами. Чаще всего их более одного.
Связь антитела с антигеном зависит от структуры веществ, а также от количества активных центров у иммуноглобулина.
На антиген могут иметь воздействие не одно, а несколько антител.
Антитела могут появляться непосредственно после контакта с раздражителем, а также возникать спустя некоторое время. В зависимости от этого они классифицированы на виды Ig G, Ig M, Ig A, Ig D и Ig E. Каждый из них обладает уникальной структурой и набором функциональных особенностей.

Гуморальный иммунитет человека формируется вследствие инфицирования, а также после прививки. В этом случае токсические вещества, проникающие в организм, нейтрализуются под воздействием антител. При вирусном поражении происходит блокировка рецепторов клеток антителами. После этого клетки организма поглощают обезвреженные вещества. Если отмечается бактериальное проникновение, то микробы смачиваются с помощью иммуноглобулинов. Это приводит к облегчению процесса уничтожения их макрофагами.

Клеточный иммунитет

Клеточный иммунитет образуется под влиянием иммунокомпетентных клеток. К ним относят Т-лифмоциты и фагоциты. Борьбу с бактериями осуществляет гуморальный иммунитет, в то время как на клеточном уровне происходит поражение вирусов, грибков и опухолей, а также отторжение тканей при трансплантации. Кроме этого замедленные аллергические реакции обусловлены работой клеточного иммунитета.

Теория иммунитета на клеточном уровне разрабатывалась в конце 19 века. В процессе выявления закономерностей работы клеток в области защиты организма были задействованы многие ученые. Однако структурировать знания удалось лишь одному исследователю.

Клеточную теорию иммунитета создал в 1883 году Илья Ильич Мечников. Его деятельность велась в направлении изучения трудов Чарльза Дарвина о процессах пищеварения живых существ на различных стадиях эволюционного развития. Продолжил исследование Мечников, изучая поведение морских блох и личинок морской звезды. Им было выявлено, что при проникновении чужеродного тела в объект, клетки последнего начинают окружать чужаков. Далее начинается их поглощение и рассасывание. При этом устранялись и ненужные организму ткани.

Клеточная теория иммунитета впервые вводит понятие «фагоцит». Термин описывает клетки, которые «поедают» инородные тела. Однако Мечников еще до этого рассматривал аналогичный процесс при изучении внутриклеточного пищеварения соединительных тканей представителей класса беспозвоночных. У высших животных роль фагоцитов выполняют лейкоциты. Дальнейшая работа ученого проводилась в разделении клеток на микрофаги и макрофаги.

Таким образом, исследователю удалось определить фагоцитоз, его роль в иммунитете, которая заключается в выведении патогенных микроорганизмов из различных систем.

Клеточный и гуморальный иммунитет неразрывно связаны друг с другом. Это обусловлено тем, что существуют элементы, которые могут участвовать как в одном, так и в другом процессе.

Защиту на клеточном уровне осуществляют Т-лимфоциты, которые могут быть в виде:

Т-киллеров, разрушающих внедренные клетки и пораженные в ходе инфицирования клеточные структуры организма;
Т-хелперов, способствующих выработке цитокинов и интерферонов (превращаются в макрофаги);
т-хелпер
Т-супрессоров, контролирующих защитную функцию организма, длительность ответа.

Также иммунокомпетентными клетками являются фагоциты (лейкоциты), которые могут быть:

циркулирующими ( гранулоциты и моноциты в кровеносной системе);
тканевыми (в соединительных тканях, а также в различных органах).

При внедрении антигена отмечается активация гуморального иммунитета, который дает сигнал к началу фагоцитоза. Процесс проходит несколько стадий развития.

В ходе хемотаксиса фагоциты стремятся к инородному веществу за счет компонентов комплемента, лейкотриенов.
На следующем этапе макрофаги приклеиваются к тканям сосудов.
Когда фагоциты покидают сосуд, начинается процесс опсонизации. В ходе него инородная частица обволакивается антителами с помощью компонентов комплемента. Поэтому фагоцитам становится легче поглотить антиген.
После прикрепления фагоцита к антигену начинается непосредственно процесс поглощения и активизации метаболизма внутри фагоцита.
Итогом такого воздействия становится полное разрушение чужеродного вещества.

В случае завершенного процесса происходит излечение больного. При воздействии гонококков, микробактерий туберкулеза, фагоцитоз может быть незавершенным.

Гуморальный иммунитет совместно с клеточным составляют специфическую иммунную защиту, которая позволяет человеку бороться с различными бактериями и вирусами. При их правильной работе наступает выздоровление и укрепление иммунной функции организма.

Источник