Иммунитет человека обеспечивает ткань

Как устроен иммунитет: Объясняем по пунктам

Наш организм непрерывно меняется, но при этом очень «любит» постоянство и может нормально работать только при определенных параметрах своей внутренней среды. Например, нормальная температура тела колеблется между 36 и 37 градусами по Цельсию. Вспомните последнюю простуду и то, как плохо вы себя чувствовали, стоило температуре подняться всего на полградуса. Такая же ситуация и с другими показателями: артериальным давлением, рН крови, уровнем кислорода и глюкозы в крови и другими. Постоянство значений этих параметров называется гомеостазом, а поддержкой его стабильного уровня занимаются практически все органы и системы организма: сердце и сосуды поддерживают постоянное артериальное давление, легкие — уровень кислорода в крови, печень — уровень глюкозы и так далее.

Иммунная же система отвечает за генетический гомеостаз. Она помогает поддерживать постоянство генетического состава организма. То есть ее задача — уничтожать не только все чужеродные организмы и продукты их жизнедеятельности, проникающие извне (бактерии, вирусы, грибки, токсины и прочее), но также и клетки собственного организма, если «что-то пошло не так» и, например, они превратились в злокачественную опухоль, то есть стали генетически чужеродными.

Как клетки иммунной системы уничтожают «врагов»?

Чтобы разобраться с этим, сначала нужно понять, как иммунная система устроена и какие бывают виды иммунитета.

Иммунитет бывает врожденным (он же неспецифический) и приобретенным (он же адаптивный, или специфический). Врожденный иммунитет одинаков у всех людей и идентичным образом реагирует на любых «врагов». Реакция начинается немедленно после проникновения микроба в организм и не формирует иммунологическую память. То есть, если такой же микроб проникнет в организм снова, система неспецифического иммунитета его «не узнает» и будет реагировать «как обычно». Неспецифический иммунитет очень важен — он первым сигнализирует об опасности и немедленно начинает давать отпор проникшим микробам.

Однако эти реакции не могут защитить организм от серьезных инфекций, поэтому после неспецифического иммунитета в дело вступает приобретенный иммунитет. Здесь уже реакция организма индивидуальна для каждого «врага», поэтому «арсенал» специфического иммунитета у разных людей различается и зависит от того, с какими инфекциями человек сталкивался в жизни и какие прививки делал.

Специфическому иммунитету нужно время, чтобы изучить проникшую в организм инфекцию, поэтому реакции при первом контакте с инфекцией развиваются медленнее, зато работают гораздо эффективнее. Но самое главное, что, один раз уничтожив микроба, иммунная система «запоминает» его и в следующий раз при столкновении с таким же реагирует гораздо быстрее, часто уничтожая его еще до появления первых симптомов заболевания. Именно так работают прививки: когда в организм вводят ослабленных или убитых микробов, которые уже не могут вызвать заболевание, у иммунной системы есть время изучить их и запомнить, сформировать иммунологическую память. Поэтому, когда человек после вакцинации сталкивается с реальной инфекцией, иммунная система уже полностью готова дать отпор, и заболевание не начинается вообще или протекает гораздо легче.

Кто отвечает за работу различных видов иммунитета?

Костный мозг. Это центральный орган иммуногенеза. В костном мозге образуются все клетки, участвующие в иммунных реакциях.
Тимус (вилочковая железа). В тимусе происходит дозревание некоторых иммунных клеток (Т-лимфоцитов) после того, как они образовались в костном мозге.
Селезенка. В селезенке также дозревают иммунные клетки (B-лимфоциты), кроме того, в ней активно происходит процесс фагоцитоза — когда специальные клетки иммунной системы ловят и переваривают проникших в организм микробов, фрагменты собственных погибших клеток и так далее.
Лимфатические узлы. По своему строению они напоминают губку, через которую постоянно фильтруется лимфа. В порах этой губки есть очень много иммунных клеток, которые также ловят и переваривают микробов, проникших в организм. Кроме того, в лимфатических узлах находятся клетки памяти — это специальные клетки иммунной системы, которые хранят информацию о микробах, уже проникавших в организм ранее.

Таким образом, органы иммунной системы обеспечивают образование, созревание и место для жизни иммунных клеток. В нашем организме есть много их видов, вот основные из них.

Т-лимфоциты. Названы так, потому что после образования в костном мозге дозревают в вилочковой железе — тимусе. Разные подвиды Т-лимфоцитов отвечают за разные функции. Например, Т-киллеры могут убивать зараженные вирусами клетки, чтобы остановить развитие инфекции, Т-хелперы помогают иммунной системе распознавать конкретные виды микробов, а Т-супрессоры регулируют силу и продолжительность иммунной реакции.
B-лимфоциты. Название их происходит от Bursa fabricii (сумка Фабрициуса) — особого органа у птиц, в котором впервые обнаружили эти клетки. В-лимфоциты умеют синтезировать антитела (иммуноглобулины). Это специальные белки, которые «прилипают» к микробам и вызывают их гибель. Также антитела могут нейтрализовывать некоторые токсины.
Натуральные киллеры. Эти клетки находят и убивают раковые клетки и клетки, пораженные вирусами.
Нейтрофилы и макрофаги умеют ловить и переваривать микробов — осуществлять фагоцитоз. Кроме того, макрофаги выполняют важнейшую роль в процессе презентации антигена, когда макрофаг знакомит другие клетки иммунной системы с кусочками переваренного микроба, что позволяет организму лучше бороться с инфекцией.
Эозинофилы защищают наш организм от паразитов — обеспечивают антигельминтный иммунитет.
Базофилы — выполняют главным образом сигнальную функцию, выделяя большое количество сигнальных веществ (цитокинов) и привлекая этим другие иммунные клетки в очаг воспаления.

Как клетки иммунной системы отличают «своих» от «чужих» и понимают, с кем нужно бороться?

В этом им помогает главный комплекс гистосовместимости первого типа (MHC-I). Это группа белков, которая располагается на поверхности каждой клетки нашего организма и уникальна для каждого человека. Это своего рода «паспорт» клетки, который позволяет иммунной системе понимать, что перед ней «свои». Если с клеткой организма происходит что-то нехорошее, например, она поражается вирусом или перерождается в опухолевую клетку, то конфигурация MHC-I меняется или же он исчезает вовсе. Натуральные киллеры и Т-киллеры умеют распознавать MHC-I рецептор, и как только они находят клетку с измененным или отсутствующим MHC-I, они ее убивают. Так работает клеточный иммунитет.

Но у нас есть еще один вид иммунитета — гуморальный. Основными защитниками в этом случае являются антитела — специальные белки, синтезируемые B-лимфоцитами, которые связываются с чужеродными объектами (антигенами), будь то бактерия, вирусная частица или токсин, и нейтрализуют их. Для каждого вида антигена наш организм умеет синтезировать специальные, подходящие именно для этого антигена антитела. Молекулу каждого антитела, также их называют иммуноглобулинами, можно условно разделить на две части: Fc-участок, который одинаков у всех иммуноглобулинов, и Fab-участок, который уникален для каждого вида антител. Именно с помощью Fab-участка антитело «прилипает» к антигену, поэтому строение этого участка молекулы зависит от строения антигена.

Как наша иммунная система понимает устройство антигена и подбирает подходящее для него антитело?

Рассмотрим этот процесс на примере развития бактериальной инфекции. Например, вы поцарапали палец. При повреждении кожи в рану чаще всего попадают бактерии. При повреждении любой ткани организма сразу же запускается воспалительная реакция. Поврежденные клетки выделяют большое количество разных веществ — цитокинов, к которым очень чувствительны нейтрофилы и макрофаги. Реагируя на цитокины, они проникают через стенки капилляров, «приплывают» к месту повреждения и начинают поглощать и переваривать попавших в рану бактерий — так запускается неспецифический иммунитет, но до синтеза антител дело пока еще не дошло.

Расправляясь с бактериями, макрофаги выводят на свою поверхность разные их кусочки, чтобы познакомить Т-хелперов и B-лимфоцитов со строением этих бактерий. Этот процесс называется презентацией антигена. Т-хелпер и B-лимфоцит изучают кусочки переваренной бактерии и подбирают соответствующую структуру антитела так, чтобы потом оно хорошо «прилипало» к таким же бактериям. Так запускается специфический гуморальный иммунитет. Это довольно длительный процесс, поэтому при первом контакте с инфекцией организму может понадобиться до двух недель, чтобы подобрать структуру и начать синтезировать нужные антитела.

После этого успешно справившийся с задачей B-лимфоцит превращается в плазматическую клетку и начинает в большом количестве синтезировать антитела. Они поступают в кровь, разносятся по всему организму и связываются со всеми проникшими бактериями, вызывая их гибель. Кроме того, бактерии с прилипшими антителами гораздо быстрее поглощаются макрофагами, что также способствует уничтожению инфекции.

Есть ли еще какие-то механизмы?

Специфический иммунитет не был бы столь эффективен, если бы каждый раз при встрече с инфекцией организм в течение двух недель синтезировал необходимое антитело. Но здесь нас выручает другой механизм: часть активированных Т-хелпером В-лимфоцитов превращается в так называемые клетки памяти. Эти клетки не синтезируют антитела, но несут в себе информацию о структуре проникшей в организм бактерии. Клетки памяти мигрируют в лимфатические узлы и могут сохраняться там десятилетиями. При повторной встрече с этим же видом бактерий благодаря клеткам памяти организм намного быстрее начинает синтезировать нужные антитела и иммунный ответ запускается раньше.

Таким образом, наша иммунная система имеет целый арсенал различных клеток, органов и механизмов, чтобы отличать клетки собственного организма от генетически чужеродных объектов, уничтожая последние и выполняя свою главную функцию — поддержание генетического гомеостаза.

Источник

ЗАНЯТИЕ 15

АНТИТЕЛА. РЕАКЦИИ ИММУНИТЕТА: РЕАКЦИЯ
НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ТОКСИНОВ АНТИТОКСИНАМИ,
РЕАКЦИЯ ПРЕЦИПИТАЦИИ, РЕАКЦИЯ АГГЛЮТИНАЦИИ

Цель занятия

1. Изучить строение и функционирование иммунной системы.

2. Изучить специфические формы иммунного ответа: клеточный и гуморальный ответы, иммунологическая память, иммунологическая толерантность.

3. Выработать чёткое преставление об антителах, их строении, классах иммуноглобулинов, их роли.

4. Изучить механизмы взаимодействия антиген-антитело: принципы и методы постановки реакций агглютинации и преципитации.

5. Научиться интерпретировать результаты серологических исследований.

Контрольные вопросы

Какая ткань составляет иммунную систему организма? Укажите центральные и периферические органы иммуногенеза у человека и их функции.

Специфический иммунный ответ формирует иммунная система организма, основу которой составляет лимфоидная ткань. Роль иммунной системы — распознавание чужеродных веществ и клеток и устранение их. Клетки, способные распознавать антиген и отвечать иммунной реакцией, называют иммунокомпетентными клетками.

Различают центральные и периферические органыиммунной системы человека.

Периферические органы иммунной системы.К ним относят селезенку, лимфоузлы, лимфоидную ткань различных органов желудочно-кишечного тракта, дыхательной и мочеполовой систем. В периферических органах иммунной системы происходит выработка антител и иммунных лимфоцитов в ответ на антиген. Формирование и функционирование периферических органов иммунной системы зависит от центральных органов.

Центральные органы иммунной системы.К ним относятся тимус (вилочковая железа) и костный мозг. В центральных органах происходит созревание и дифференцировка лимфоцитов, в результате чего они приобретают способность распознавать антигены. Кроме того, центральные органы продуцируют гормоны иммунной системы, несущие регуляторную функцию.

Процесс созревания лимфоцитов происходит в организме постоянно, независимо от антигена (антигеннсзависимый процесс). Предшественниками лимфоцитов являются стволовые клетки, образующиеся в костном мозге. В тимусе из них формируются Т-лимфоциты, которые затем расселяются в периферические лимфоидные органы, образуя в них тимусзависмые зоны. В-лимфоциты формируются в костном мозге и затем попадают в периферические лимфоидные органы, образуя в них тимуснезависимые зоны.

Назовите классы лимфоцитов, от которых зависит механизм иммунитета: гуморальный и клеточный.

В — лимфоциты — распознавание и восприятие антигенной стимуляции на поверхности макрофага, дифференциация и превращение в плазматические клетки, продуцирующие антитела. С В-лимфоцитами связан гуморальный иммунный ответ.

Т — лимфоциты — распознавание антигенной информации на поверхности макрофага, дифференциация и превращение в иммунные лимфоциты: Т-эффекторы (Те) и Т-киллеры (Тк). С Т-лимфоцитами связан клеточный иммунитет.

Укажите: клетки, которые в процессе антителогенеза осуществляют захват, переваривание и презентацию антигена; клетки, взаимодействующие при формировании гуморального иммунитета, клеточного иммунитета; клетки, которые трансформируются и превращаются в плазмоциты, продуцирующие антитела; клетки, стимулирующие этот процесс; клетки, которые угнетают иммунный ответ; клетки, которые убивают опухолевые и заражённые вирусом клетки.

Макрофаги — захват и переработка (процессинг) антигена, концентрация его детерминантных групп вместе с la-белком на поверхности клетки, представление (презентация) антигенной информации лимфоцитам. Выработка интерлейкшюв — веществ, стимулирующих лимфоциты.

Регуляторные лимфоциты:

Т-хелперы (Тх) — Т-лимфоциты, усиливающие иммунный ответ; вырабатывают интерлейкины.

Т-супрессоры (Тс) — Т-лимфоциты, тормозящие иммунный ответ.

NK-клетки убивают опухолевые и заражённые вирусом клетки

Что такое реакции иммунитета? Для чего практически применяются реакции иммунитета, какая основная особенность реакций иммунитета используется при этом, в каких двух направлениях применяются реакции иммунитета, какие диагностические препараты необходимо иметь при этом; что они содержат?

В основе реакций иммунитета лежит специфическое взаимодействие между антигеном и антителами. Реакции происходят в том случае, если антиген и антитела соответствуют, специфичны друг для друга. Следовательно, реакции иммунитета можно использовать в двух направлениях: 1) с помощью известных антигенов определить наличие антител в сыворотке крови больного и 2) с помощью известных антител, которые содержатся в иммунной сыворотке, определить вид и тип микроорганизма.

Поскольку в реакциях иммунитета участвует сыворотка, их называют серологическими (лат. serum — сыворотка).

Процесс взаимодействия антигена и антитела происходит в две фазы. Первая фаза — это специфическое соединение антигена и антител, вторая — неспецифическая, видимая фаза, происходит обычно в присутствии электролитов. Видимое проявление зависит от антигена: если это корпускулярный антиген, например, микробы, то образуются хлопья (агглютинация), если антиген растворимый (молекулярно-дисперс-ный), например, белки или полисахариды, то образуется осадок (преципитация)

Реакция агглютинации на стекле: необходимые ингредиенты, метод постановки; как выглядит положительная реакция; в чём преимущество реакции по сравнению с развёрнутой реакцией агглютинации и в чём её недостаток; в каком случае реакция агглютинации на стекле является ориентировочной, а в каком случае она даёт окончательный результат?

Ориентировочная реакция агглютинации на стекле. К капле агглютинирующей сыворотки (разведение 1 : 20) добавляют взвесь бактерии, выделенных от больного животного.

как выглядит положительная реакция;

Реакцию считают положительной, если агглютинацию наблюдают в разведениях, близких к титру диагностической сыворотки.

в чём преимущество реакции по сравнению с развёрнутой реакцией агглютинации и в чём её недостаток;

1)ориентировочная РА:
— на предметном стекле;
— наступающая в течение нескольких минут.
— применяется только с целью идентификации вида (серотипа) выделенной из организма больного чистой культуры по его специфичности как АГ к серотипу АТ;
2) развернутая РА:
— в пробирках;
— учитывается через 2 часа выдерживания при 37 С и на следующий день стояния при комнатной температуре.
— применяется с целью идентификации микроба и обнаружения АТ в сыворотке крови.

В чём различия между поливалентными и моновалентными (монорецепторными) агглютинирующими сыворотками; почему при иммунизации кролика микробами одного вида получается сыворотка, содержащая антитела к нескольким антигенам?

Монорецепторные сыворотки — сыворотки, содержащие антитела только к одному антигену, и поливалентные сыворотки, дающие реакции агглютинации с двумя-тремя родственными бактериями, имеющими общий антиген. Агглютинирующие сыворотки применяют для идентификации микроорганизмов в реакции агглютинации. Недостатком таких сывороток является то, что они способны давать групповые реакции агглютинации, т.к. они содержат антитела к бактериям, имеющим общие антигены.

Моноклональные антитела и гибридомы: что это такое? Опишите последовательность действий для получения моноклональных антител, какие клетки соединяют для получения гибридом. Преимущество моноклональных антител; практическое применение.

Моноклональные антитела. При введении антигена в иммунный ответ вовлекается множество лимфоцитов. Они могут различаться между собой по специфичности, различия эти могут быть совсем незначительными. Однако при иммунизации даже таким антигеном, который содержит одну детерминантную группу, образуются антитела, различающиеся по своей специфичности.

Для получения антител одной специфичности необходимо получить потомство-клон (греч. klon — отпрыск, ветвь) из одного лимфоцита. Но культуру лимфоцитов в искусственной питательной среде получить трудно (вследствие ограниченного числа делений и времени жизни клетки). Только опухолевые клетки могут культивироваться invitro без ограничения при условии поступления питательных веществ .

Задачу получения культуры клеток, полученных из одного лимфоцита и способных длительно размножаться в питательной среде, решили Г.Келер и К. Мильштейн (1975 г., Нобелевская премия, 1984 г.). Авторы разработали методику получения гибридом (гибридных клеток) от слияния лимфоцитов иммунизированных животных с миеломными (опухолевыми) клетками. Слияние осуществляется с помощью полиэтиленгликоля или электрического разряда. Полученные гибридомы наследуют от лимфоцита способность синтезировать специфическое антитело, а от миеломной клетки способность бесконечно размножаться в питательной среде in vitro. Синтезируемые гибридомами антитела могут быть получены в неограниченном количестве. Антитела идентичны и по специфичности, и по классу иммуноглобулинов. Таким образом, полученный in vitro препарат может служить идеальным по специфичности средством для диагностики и лечения.

Реакция обнаружения неполных антител (реакция Кумбса): чем отличаются неполные антитела от полных; какое свойство антител используется для их обнаружения; какая диагностическая сыворотка для этого применяется?

Виды антител. Принято различать полные и неполные антитела. Полные антитела имеют не менее двух активных центров, поэтому при постановке реакции агглютинации, преципитации и других реакций иммунитета они обусловливают видимый эффект. Неполные антитела способны соединяться с антигеном, но видимой реакции агглютинации или преципитации не наблюдается. Причина в том, что неполные антитела имеют только один активный центр, способный соединяться с антигеном (второй блокирован). Неполными являются антитела к резус-антигену эритроцитов. При многих инфекциях они появляются

наряду с полными антителами. Для выявления неполных антител используют реакцию Кумбса.

По характеру действия антитела разделяют на антимикробные, антитоксические, вируснейтрализующие, гемолизины, аутоантитела и др. Антимикробные антитела вызывают агглютинацию бактерий или преципитацию антигенов, извлеченных из них, лизис бактерий при участии комплемента, усиление фагоцитоза — опсонизацию; антитоксины нейтрализуют токсины; вируснейтрализующие антитела оказывают противовирусное действие. Аутоантитела вырабатываются организмом против собственных белков и клеток при изменении их химической структуры или при освобождении антигенов из разрушившихся органов и тканей, или при утрате естественной нммунологической толерантности к каким-то собственным антигенам.

Реакция Кумбса (аптиглобулиновый тест)

Реакцию применяют для выявления неполных антител, например, антител к резус-фактору. К Rh+ эритроцитам добавляют исследуемую сыворотку, в которой предполагается присутствие неполных антител к резус-фактору. Присоединившись к эритроцитам, неполные антитела не вызывают агглютинации, так как имеют только один активный центр. Затем добавляют антиглобулиновую сыворотку, содержащую антитела к глобулинам человека. Соединившись с неполными антителами, антиглобулиновая сыворотка вызывает агглютинацию эритроцитов.

Две фазы реакции преципитации, какими по физическому состоянию должны быть ингредиенты реакции? Варианты постановки реакции: в жидкой среде, в геле, с использованием электрофореза.

Антигеном в реакции преципитации являются молекулярно-дисперсные вещества.

вующих индивидуальным системам антиген антитело.