Иммунитет и его механизмы

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

АЛЛЕРГИЯ И АНАФИЛАКСИЯ.

1. Понятие об иммунологической реактивности.

2. Иммунитет, его виды.

3. Механизмы иммунитета.

4. Аллергия и анафилаксия.

ЦЕЛЬ: Представлять значение иммунологической реактивности, виды, механизмы иммунитета, аллергию и анафилаксию, что необходимо для понимания иммунологической защиты организма от генетически чужеродных тел и веществ, а также при проведении прививок против инфекционных заболеваний, введении сывороток с профилактической и лечебной целями.

1. Иммунология — наука о молекулярных и клеточных механизмах иммунного ответа и его роли при различных патологических состояниях организма. К одной из актуальных проблем им-мунологии относится иммунологическая реактивность — важнейшее выражение реактивности вообще,т.е свойства живой системы реагировать на воздействия различных факторов внешней и внутренней среды. Понятие иммунологической реактивности включает в себя 4 взаимо-связанных явления: 1) невосприимчивость к заразным болезням, или иммунитет в собственном смысле слова;2) реакции биологической несовместимости тканей;3) реакции повышенной чувствитель-ности (аллергию и анафилаксию);4) явления привыкания к ядам различного происхождения.

Все эти явления объединяют друг с другом следующие признаки:1) все они возникают в организме при попадании в него чужеродных живых существ (микробов, вирусов) или болезненно измененных тканей, различных антигенов, токсинов.2) эти явления и реакции являются реакциями биологической защиты, направленной на сохранение и поддержание постоянства,устойчивости, состава и свойств каждого отдельного целостного организма;3) в механизме большинства самих реакций существенное значение имеют процессы взаимодействия антигенов с антителами.

Антигены (греч. anti — против, genos — род, происхождение) – чуждые для организма вещества, вызывающие образование антител в крови и других тканях. Антитела — белки группы иммуноглобулинов, образующиеся в организме при попадании в него некоторых веществ (антигенов) и нейтрализующие их вредное действие.

Иммунологическая толерантность (лат. tolerantia — терпение) — полное или частичное отсутствие иммунологической реактивности, т.е. потеря (или снижение) организмом способности к выработке антител или иммунных лимфоцитов в ответ на антигенное раздражение. Она может быть физиологической, патологической и искусственной (лечебной). Физиологическая иммунологическая толерантность проявляется переносимостью иммунной системой белков собственного организма. В основе такой толерантности лежит «запоминание» клетками иммунной системы белкового состава своего организма. Пример патологической иммунологической толерантности — переносимость опухоли организмом. В этом случае иммунная система слабо реагирует на чуже-родные по белковому составу раковые клетки, с чем может быть связан не только рост опухоли, но и ее возникновение. Искусственная (лечебная) иммунологическая толерантность воспроизводится с помощью воздействий, снижающих активность органов иммунной системы, например, введением иммунодепрессантов, ионизирующим излучением . Ослабление активности иммунной систе-мы обеспечивает переносимость организмом пересаженных органов и тканей (сердца, почки).

2. Иммунитет (лат. immunitas — освобождение от чего-либо, избавление) — это невосприимчивость организма по отношению к возбудителям болезней или определенным ядам. Иммунные реакции направлены не только против возбудителей болезней и их ядов (токсинов), но и против всего чужеродного: чужих клеток и тканей, генетически изменившихся в результате мутации собственных клеток, в том числе и раковых. В каждом организме существует иммунологический надзор, обеспечивающий распознавание «своего» и «чужого» и уничтожение «чужого». Поэтому под иммунитетом понимают не только невосприимчивость к заразным болезням, но и способ защиты организма от живых существ и веществ, несущих признаки чужеродности. Иммунитет — это способность организма защищаться от генетически чужеродных тел и веществ.По способу происхождения различают врожденный (видовой) и приобретенный иммунитет.

Врожденный (видовой) иммунитет является наследственным признаком для данного вида животных. По прочности или стойкости его разделяют на абсолютный и относительный. Абсолютный иммунитет является очень прочным: никакие воздействия внешней среды не ослабляют иммунитет (у собак и кроликов не удается вызвать заболевание полиомиелитом при их охлаждении, голодании, травме).Относительный видовой иммунитет является в отличие от абсолютного менее прочным, зависящим от воздействия внешней среды (птицы (куры, голуби) в обычных условиях невосприимчивы к сибирской язве, но если ослабить их путем охлаждения, голодания, то они заболевают ею).

Приобретенный иммунитет приобретается в процессе жизни и делится на естественно приобретенный и искусственно приобретенный. Каждый из них по способу возникновения разделяется на активный и пассивный.

Естественно приобретенный активный иммунитет возникает после перенесения соответствующего инфекционного заболевания. Естественно приобретенный пассивный иммунитет (врож-денный, или плацентарный, иммунитет) обусловлен переходом защитных антител из крови матери через плаценту в кровь плода. Защитные антитела вырабатываются в организме матери, плод же получает их готовыми. Таким путем получают иммунитет новорожденные дети по отношению к кори,скарлатине, дифтерии.Через 1-2 года, когда антитела, полученные от матери, разрушаются и частично выделяются из организма ребенка, восприимчивость его к указанным инфекциям резко возрастает. Пассивным путем иммунитет в меньшей степени может передаваться и с молоком матери.Искусственно приобретенный иммунитет воспроизводится человеком в целях предупреждения заразных болезней. Активный искусственный иммунитет достигается путем прививки здоровым людям культур убитых или ослабленных патогенных микробов, ослабленных токсинов (анатоксинов) или вирусов. Впервые искусственная активная иммунизация была выполнена Э.Дженнером путем прививок коровьей оспы детям. Эта процедура Л.Пастером была названа вак-цинацией, а прививочный материал — вакциной (лат. vacca — корова). Пассивный искусственный иммунитет воспроизводится путем введения человеку сыворотки, содержащей антитела против микробов и их токсинов. Особенно эффективны антитоксические сыворотки против дифтерии, столбняка, ботулизма, газовой гангрены. Применяют также сыворотки против змеиных ядов (кобра, гадюка). Эти сыворотки получают от лошадей, которых иммунизируют токсином.

В зависимости от направленности действия различают также антитоксический, антимикробный и противовирусный иммунитет.Антитоксический иммунитет направлен на нейтрализацию микробных ядов, ведущая роль при нем принадлежит антитоксинам. Антимикробный (антибактериальный) иммунитет направлен на уничтожение самих микробных тел. Большая роль при нем принадлежит антителам, а также фагоцитам. Противовирусный иммунитет проявляется образованием в клетках лимфоидного ряда особого белка — интерферона, подавляющего размножение вирусов. Однако действие интерферона неспецифично.

3. Механизмы иммунитета делятся на неспецифические, т.е. общие защитные приспособления, и специфические иммунные механизмы. Неспецифические механизмы препятствуют про-никновению микробов и чужеродных веществ в организм, специфические механизмы начинают работать тогда, когда в организме появляются чужеродные антигены.

Механизмы неспецифического иммунитета включают ряд защитных барьеров и приспособлений.1) Неповрежденная кожа является биологическим барьером для большинства микробов, а слизистые оболочки имеют приспособления (движения ресничек) для механического удаления микробов.2) Уничтожение микробов с помощью естественных жидкостей (слюна, слезы – лизо-цим, желудочный сок — соляная кислота.).3) Бактериальная флора, содержащаяся в толстом кишечнике, слизистой оболочке полости носа, рта, половых органов, является антагонистом многих патогенных микробов.4) Гематоэнцефалический барьер (эндотелий капилляров головного мозга и сосудистых сплетений его желудочков) защищает ЦНС от попадания в нее инфекции и чужеродных веществ.5) Фиксация микробов в тканях и уничтожение их фагоцитами.6) Очаг воспаления в месте проникновения микробов через кожу или слизистую оболочку играет роль защитного барьера.7) Интерферон — вещество, которое угнетает внутриклеточное размножение вируса. Вырабатывается различными клетками организма. Образуясь под влиянием одного типа вирусов, он активен и в отношении других вирусов, т.е. является неспецифическим веществом.

Специфический иммунный механизм иммунитета включает 3 связанных между собой компонента: А-, В- и Т-системы.1) А-система способна воспринимать и отличать свойства антигенов от свойств собственных белков. Главный представитель этой системы — моноциты. Они поглощают антиген, накапливают его и передают сигнал (антигенный стимул) исполнительным клеткам иммунной системы.2) Исполнительная часть иммунной системы — В-система включает В-лимфо-циты(они созревают у птиц в фабрициевой сумке (лат. bursa — сумка) -дивертикуле клоаки). У млекопитающих и у человека аналога фабрициевой сумки не найдено, предполагают, что ее функ-цию выполняет либо сама кроветворная ткань костного мозга, либо пейеровы бляшки подвздошной кишки. После получения антигенного стимула от моноцитов В-лимфоциты превращаются в плазматические клетки, которые синтезируют специфические по отношению к антигену антитела — иммуноглобулины пяти разных классов: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM. В-система обеспечивает разви-тие гуморального иммунитета.3) Т-система включает Т-лимфоциты (созревание зависит от вилоч-ковой железы – тимуса). После получения антигенного стимула Т-лимфоциты превращаются в лимфобласты, которые усиленно размножаются и созревают. В результате образуются иммунные Т-лимфоциты, способные распознавать антиген и взаимодействовать с ним. Различают 3 вида Т- лимфоцитов: Т-хелперы, Т-супрессоры и Т-киллеры. Т-хелперы (помощники) помогают В-лимфо-цитам, повышая активность и превращая их в плазматические клетки. Т-супрессоры (угнетатели) понижают активность В-лимфоцитов. Т-киллеры (убийцы) взаимодействуют с антигенами – чуже-родными клетками и уничтожают их Т-система обеспечивает формирование клеточного имму-нитета и реакции отторжения трансплантата, предупреждение возникновения в организме опу-холей, создавая противоопухолевую устойчивость, и поэтому ее нарушения могут способствовать развитию опухолей.

4. Аллергия (греч. allos — другой, ergon — действие) – измененная (извращенная) реактивность организма к повторным воздействиям каких-либо веществ или к компонентам собственных тканей. В основе аллергии лежит иммунный ответ, протекающий с повреждением ткани.

При первоначальном внедрении в организм антигена, называемого аллергеном, заметных изменений не происходит, но накапливаются антитела или иммунные лимфоциты к этому аллер-гену. Спустя некоторое время, на фоне высокой концентрации антител или иммунных лимфоцитов,повторно введенный тот же аллерген вызывает иное действие — выраженные расстройства жизнедеятельности, а иногда и гибель организма. При аллергии иммунная система в ответ на попадание аллергенов активно вырабатывает антитела и иммунные лимфоциты, которые взаимодействуют с аллергеном. Результатом такого взаимодействия является повреждение на всех уров-нях организации: клеточном, тканевом, органном.

К типичным аллергенам относятся различные виды пыльцы трав и цветов, шерсть домашних животных, синтетические изделия, моющие порошки, косметические средства, пищевые вещества, лекарства, различные красители, чужеродная сыворотка крови, домашняя и производственная пыль. Кроме названных экзоаллергенов, проникающих в организм извне различными путями (че-рез дыхательные пути, через рот, кожу, слизистые оболочки, путем инъекций), в больном организме образуются эндоаллергены (аутоаллергены) из его собственных белков под влиянием и различных повреждающих факторов. Эти эндоаллергены становятся причиной многообразных аутоаллергических (аутоиммунных, или аутоагрессивных) болезней человека.

Все аллергические реакции разделяют на две группы:1) аллергические реакции замедленного типа (гиперчувствительность замедленного типа);2) аллергические реакции немедленного типа (гиперчувствительность немедленного типа).В возникновении первых реакций главная роль при-надлежит взаимодействию аллергена с сенсибилизированными Т-лимфоцитами, в возникновении вторых — нарушению деятельности В-системы и участию гуморальных аллергических антител-иммуноглобулинов.

К аллергическим реакциям замедленного типа относятся: реакция туберкулинового типа (бактериальная аллергия), аллергические реакции контактного типа (контактный дерматит), некоторые формы лекарственной аллергии, многие аутоаллергические заболевания (энцефалит, тиреоидит, системная красная волчанка, ревматоидный артрит, системная склеродермия), аллер-гические реакции отторжения трансплантата. К аллергическим реакциям немедленного типа относятся: анафилаксия, сывороточная болезнь, бронхиальная астма, крапивница, поллинозы (сенная лихорадка), отек Г.Квинке.

Анафилаксия (греч. ana — вновь, aphylaxis — беззащитность) — аллергическая реакция немедленного типа, возникающая при парентеральном введении аллергена (анафилактический шок и сывороточная болезнь). Анафилактический шок — одна из наиболее тяжелых форм аллергии. Это состояние может возникнуть у человека при введении лечебных сывороток, антибиотиков, суль-фаниламидов, новокаина, витаминов. Сывороточная болезнь возникает у человека после введения лечебных сывороток (противодифтерийной, противостолбнячной), а также гамма-глобулина с лечебной или профилактической целями.Проявляется повышением температуры тела, возникновением болей в суставах, их отеком, кожным зудом, высыпаниями на коже..Для профилактики анафилаксии используют метод десенсибилизации по А.М.Безредка: за 2-4 часа перед введением необходимого количества сыворотки вводят небольшую ее дозу (0,5-1 мл), затем при отсутствии реакции вводят всю остальную.

Бронхиальная астма — хроническое заболевание, характеризующееся приступами удушья с затруднением выдоха, которые возникают вследствие спазма бронхиол и отека их слизистой оболочки. Крапивница – внезапное появление на коже и слизистых оболочках зудящих волдырей, сходных по внешнему виду с волдырями после прикосновения крапивы и исчезающих. Может сопровождаться головной болью, недомогаем и лихорадкой. Отек Г. Квинке (ангионевратический отек, гигантская крапивница) — одна из форм крапивницы, характеризующаяся внезапным разви-тием ограниченного или диффузного отека подкожной клетчатки и слизистых оболочек. Процесс может распространяться на мозговые ободочки и вещество мозга.

К аллергии относится и идиосинкразия (греч. idios — своеобразный, siynkrasis — смешение) — сверхчувствительность организма к некоторым пищевым продуктам (рыба, молоко, земляника), медикаментам (йод, бром,хинин), вдыхаемой пыльце цветов, косметическим средствам. Идиосинкразия отличается от анафилаксии тем, что возникает сразу после первого введения, без предварительной сенсибилизации. При воздействии вызывающего диосинкразию агента антитела и мму-нитет не образуются. Проявляется идиосинкразия общим недомоганием, сыпью и отеком кожи.

Дата добавления: 2016-12-06; просмотров: 4831 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов