Иммунитет человека основные понятия
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.
Большинство сталкивалось с моментами, когда возникает беспричинная сонливость, недомогание, хронические болезни, простуды. Но стоит понимать, что ничего не бывает просто так – все имеет свое объяснение. Состояние здоровья напрямую зависит от того, насколько эффективно функционируют защитные функции, а если не способны побороть проблемы – налицо падение иммунитета человека.
Если говорить кратко, то иммунитет — это система, обнаруживающая чужеродные клетки — антигены и включающая механизмы для защиты организма. Для истребления вторгшегося чужака иммунная система (ИС) вырабатывает клетки специфического типа – антитела, способные связаться с антигеном, распознать «код» и уничтожить.
Функции иммунитета
Иммунная система человека — это слаженный механизм, создающий барьер для пагубного воздействия как внешних, так и внутренних факторов. У здорового человека она невосприимчива не только к инфекциям, микробам, бактериям, но и к инородным организмам, не имеющим одинаковый генетический код с человеческим организмом. Иммунитет, с биологической точки зрения, сохраняет оптимальное постоянство среды внутри тела и защищает от внешних пагубных факторов, в том числе и простейших гельминтов. Если говорить кратко, то иммунитет – это система, не позволяющая проникать инфекциям и бактериям, а также способ защиты от развития опасных патологий – онкологии, воспалительных и аутоиммунных процессов. Именно по этой причине, на ранках, царапинах, ссадинах, местах проведения операций и других пораженных зонах происходит быстрое заживление, восстановление после болезней.
Иммунитет – это система определения опасности, которая возникла вместе с появлением многоклеточных организмов для того, чтобы помочь им выжить. Она имеет свойство распознавания чужаков, вызывающих опасные патологии для организма. Распознавание происходит на генетическом уровне, так как любая клетка обладает информацией. Врачи называют данное свойство «меткой».
Виды иммунитета
Существует два вида – врожденный и приобретенный иммунитет.
Врожденный иммунитет
Врожденный иммунитет, который также называют видовым, генетическим, наследственным, естественным мы получаем от своих родителей, те от своих и т.д. Такой тип защиты от ряда возбудителей свойственен определенному типу животного мира. Врожденный также подразделяется на два вида.
- Индивидуальный: присущ отдельным особям, видам, при этом остальные имеют чувствительность к определенному возбудителю.
- Видовой: присущ всем представителям данного вида, бывает абсолютным и относительным.
При абсолютном возникновение определенного заболевания невозможно ни при каких условиях. Относительный возможен при способствующих условиях – возраст, перегрев, переохлаждение и т.д. Стоит указать, что факторы врожденного иммунитета чаще присущи взрослым особям, у новорожденных она, как правило, отсутствует.
Естественная устойчивость – это не только видовой признак, она может проявляться отдельными породами, популяцией и даже родовой линией.
Приобретенный иммунитет
Приобретенный – это способность организма противостоять определенным возбудителям, с которыми он сталкивается в течение жизни, не передается по наследству. Приобретенный естественным путем делится на активный и пассивный виды иммунитета.
- Активный – проявляет себя после того, как организм переносит заболевание, поэтому его также называют постинфекционным. Сохраняется в течение нескольких лет, а у ряда особей в течение жизни. Иммунный ответ на возбудитель возможен при попадании его малых доз в организм в течение длительного времени. Таким образом, происходит скрытая иммунизация или субинфекция иммунизирующая.
- Пассивный развивается за счет поступления в организм младенца антител через плаценту в утробе матери – плацентарный, или грудное молоко – колостральный. Благодаря этому виду невосприимчивость организма к возбудителю сохраняется на протяжении нескольких месяцев, затем в «дело» вступает приобретенный иммунитет.
Как работает иммунитет
С детских лет мы знаем, что иммунная система защищает наш организм от проникновения инфекций, микробов, болезнетворных микроорганизмов. Также сюда можно отнести пагубное воздействие внешней среды – холода, жары, ультрафиолетового излучения, простейших гельминтов. Но, мы мало представляем, какова роль иммунной системы внутри человеческого тела. Ее можно вполне обоснованно называть «санитаром», «мусоросборником», без которого существование попросту невозможно.
Клетки иммунитета – макрофаги, истребляют возбудителей, собирают остатки жизнедеятельности отмерших клеток, выводят из организма токсины, продукты застоя. За счет этого сохраняется на оптимальном уровне метаболизм, заживают раны, восстанавливаются силы после тяжелых болезней, хирургических операций и т. д.
Органы иммунной системы
Чтобы детально выяснить – что такое иммунитет и как его повысить, следует изучить всю иммунную систему , в которую входят клетки, органы, лимфатика. Участники симбиоза:
- Лимфатическая система (узлы – мягкое, овальное тканевое образование с большим содержанием лимфоцитов).
- Вилочковая железа – тимус расположен за грудиной, здесь размножаются лимфоидные клетки.
- Миндалины – небольшие образования лимфоидной ткани на глоточных стенках.
- Костный мозг – ткань с пористой структурой, напоминающей губку, находится внутри плоских или трубчатых костей, продуцирует клетки крови – эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
- Образования лимфоидные в кишечнике (бляшки пейеровые) – расположены на стенках аппендикса, участвуют в циркуляции протоков, соединяющих между собой лимфатические узлы.
- Селезенка – схожий на большой лимфатический узел орган, предназначенный для фильтрации кровотока, сохранения клеток крови и продуцирования лимфоцитов. Располагается под левыми ребрами рядом с желудком.
- Лимфа – бесцветная жидкость с высоким содержанием лимфоцитов, текущая по сосудам.
- Лимфоциты. Данные клетки также называют «солдатами» иммунитета, так как именно они уничтожают любого возбудителя, вторгающегося в организм человека или сформировавшегося внутри – больные клетки, вызывающие онкологию, аутоиммунные процессы, воспаления и т. д.
Интересный факт: аутоиммунные болезни — это сбой в работе иммунитета, при котором макрофаги начинают путать собственные клетки организма с чужими, и пытаются их истребить.
Среди лимфоцитов есть В и Т-лимфоциты. В купе с другими клетками иммунной системы, они создают защитный барьер, при этом тип Т обучает отличать свои клетки от чужих на раннем этапе развития иммунитета, в детские годы. Процесс происходит в вилочковой железе, а при достижении подросткового возраста активность снижается.
Причины снижения иммунитета
Существует ряд как неподконтрольных нам факторов, так и причин, напрямую зависящих от нашего поведения.
- Курение – в организм попадают канцерогены, воздействующие на организма на клеточном уровне. Частицы видоизменяются и превращаются в свободные радикалы, приводящие не только к падению ИС, но и онкологическим, инфекционным, воспалительным, аутоиммунным процессам.
- Неправильное питание – жирная, копченая, сладкая, мучная пища, содержащая много быстрых углеводов, соли приводит к нарушению работы ЖКТ, участвующего в формировании и сохранении иммунитета на оптимальном уровне. Плюс, тяжелая еда разрушает печень, являющейся органом для фильтрации крови и выделения из организма токсинов.
- Алкоголь – алкалоиды разрушают работу всего ЖКТ, печени, почек. Плюс, вызывают патологические деформации клеток, в том числе и иммунных.
- Гиподинамия – малоактивный образ жизни тормозит процессы метаболизма – обновления клеток. Плюс, происходит торможение циркуляции крови, возникают застойные процессы, отравляющие организм и создающие нагрузку для ИС.
- Стрессы – нервные переживания, депрессии, конфликты вызывают дисбаланс в гормональной сфере – снижается уровень выработки кортизола, подавляющего тестостерон, эстроген. Такой фон становится причиной падения иммунитета.
- Плохой сон, бессонница – организм не успевает накопить силы, восстановиться после тяжелого дня. По этой причине вырабатывается недостаточное количество мелатонина, без которого ИС не способно произвести оптимальное количество белых клеток крови, главных участников иммунной системы.
- Ультрафиолетовые лучи – длительное нахождение на открытом солнце, увлечение загаром приводит к разрушению клеток иммунитета.
- Вода – главный источник питания для клеток. Без оптимального количества жидкости невозможна транспортировка кислорода и других ценных веществ.
Существует мнение, что причиной падения иммунитета может быть чрезмерное потребление белка через молоко, яйца, мясо и т.д.
Как укрепить иммунитет
Чтобы понять, каким образом повысить защитные функции организма, нужно уяснить, что иммунитет – это система, взаимосвязь различных процессов, органов, клеток и т. д. А значит, важно отказаться от привычек, вредящих как организму в целом, так и отдельным органам. Но если даже при их устранении состояние здоровья остается плачевным, необходимо обратиться к врачу и пройти детальное обследование организма, выявить опасные процессы, подавляющие иммунную системы.
- Здоровый образ жизни – весьма доступный и важный комплекс, благодаря которому можно укрепить иммунитет, здоровье в целом.
- Правильное питание: фрукты, овощи, морепродукты, рыба, орехи, ягоды, зелень и т.д.
- Отказ от алкоголя. Печень – единственный орган, способный к полному самовосстановлению. Достаточно не пить в течение трех месяцев, как главный фильтр организма будет вновь молодым и здоровым.
- Отказ от курения – данная пагубная зависимость является причиной множества бед, несущих смертельную угрозу для организма, в том числе эмфизема, инфаркт, инсульт аутоиммунные процессы, рак легких и т. д.
- Нормализация сна — необходимо создать все условия, чтобы организм мог отдохнуть на протяжении минимум 6-7 часов.
- Употребление отваров, настоек и чаев из ромашки, крапивы, изюма, мяты, шиповника.
- Вести активный образ жизни – заниматься плаванием, посещать фитнесс, секции йога, просто ежедневно гулять на свежем воздухе, не набирать лишний вес и избегать инфекционные, грибковые заболевания.
- Контроль за эмоциями, важно избегать стрессы. Радость, веселое настроение способствует выработке гормонов удовольствия, активирующих защитные механизмы организма. А это значит, что выражение: «Улыбайтесь, Господа, улыбайтесь!» имеет не только философское, но и медицинское значение.
Книги по укреплению иммунитета
Чтобы детально исследовать понятие иммунной системы и способы его укрепления, издаются тематические работы от известных авторов. Среди самых популярных:
- Умнякова Екатерина, «Как работает иммунитет»; 2018 год, издательство «Аванта». В книге Умняковой Е. излагается научное представление об иммунной системе, процессах в организме. Также автор развеивает устоявшиеся мифы, а с помощью простых аналогий и примеров из жизни доступно объясняет о всех процессах, связанных с иммунной системой человека.
- Фурман Джоэл, «Нетрадиционная медицина и народная кулинария»; 2013 год, издательство Эксмо.
Недоспасов С. А., «Врожденный иммунитет и его механизмы»; 2012 год, издательство Научный мир.