Иммунитет и здоровье 8 класс экология

ЛЕКЦИЯ 17.

ИММУНИТЕТ И ЗДОРОВЬЕ.

ЗАЩИТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОРГАНИЗМА

Иммунитет (от латинского immunitas — освобождение от че­го-либо) — это защита организма от веществ и существ, несущих признаки генетически чужеродной информации.

К ним относятся микроорганизмы, вирусы, грибки, простейшие, различные бел­ки, клетки, в том числе и свои собственные — стареющие и моди­фицированные, злокачественные и пересаженные. Иммунитет связан с оплодотворением, участвует в эмбриональном развитии, защищает человека после родов, осуществляет механизм разви­тия, принимает участие в обмене веществ и т.д.

Иммунитет — это система организма, направленная на под­держание генетической целостности клеточного состава живых существ.

Механизмы иммунитета удивительно точны: они способны выделить чужеродную клетку, содержащую всего один нуклеотид, отличающийся от генома собственного организма.

Иммунитет передается по наследству, это генотипическое явление. В связи с этим он имеет видовую специфичность, и у разных животных и у человека иммунитет различается, но в популяциях одного вида по выраженности и характеру проявле­ния он довольно однотипный и отличается только степенью ин­дивидуального проявления. Общим свойством любого наследст­венного иммунитета является то, что по напряженности он превосходит приобретенный иммунитет и незначительно меня­ется в процессе жизни — в этом смысле слова его можно считать абсолютно устойчивым.

Основоположниками иммунологии являются Л. Пастер, И. Мечников, П. Эрлих. В 1881 г. Л. Пастер разработал принци­пы создания вакцин из ослабленных микроорганизмов с целью предупреждения развития инфекционных заболеваний. И. Меч­ников создал фагоцитарную теорию иммунитета.

В организме существует три взаимодополняющие системы, обеспечивающие защиту от вредных агентов.

Специфическая иммунная системаотвечает на внедрение чуже­родных клеток, частиц или молекул (антигенов — АГ) образова­нием специфических защитных веществ, локализованных внут­ри клеток или на поверхности (специфический клеточный иммунитет), либо растворенных в плазме (антитела — AT; специ­фический гуморальный иммунитет). Эти вещества, соединяю­щиеся с чужеродными частицами (реакция АГ—AT), нейтрализу­ют их влияние.

Неспецифические гуморальные системы. К ним относятся систе­ма комплемента и другие белки плазмы, способные разрушать комплексы АГ—AT, уничтожать инородные частицы и активиро­вать клетки организма, участвующие в воспалительных реакциях.

Неспецифические клеточные системывключают лейкоциты и макрофаги, способные осуществлять фагоцитоз и благодаря это­му уничтожающие болезнетворные агенты и комплексы АГ—AT. Тканевые макрофаги играют также важную роль в распознавании специфической иммунной системой инородных частиц. Неспе­цифические системы иммунитета способны обезвреживать чуже­родные агенты даже в том случае, если организм с ними ни разу предварительно не сталкивался. Что же касается специфических систем, то они формируются (иммунитет приобретается) лишь после начального взаимодействия с чужеродным фактором.

Антигены(от греческого anti — против, genes — род, проис­хождение) — вещества, которые несут признаки генетической чужеродности для данного организма и являются первопричиной развития иммунного процесса. Антигены — это потенциально болезнетворные вещества (патогены, белки других видов живот­ных, инертные соединения), которые при попадании в организм вызывают образование специфических, нейтрализующих их ан­тител. Антигены состоят из неспецифической крупной молеку­лы — носителя (полисахарида, белка или липида с молекулярной массой более 10 000) и структурных компонентов — детерминант, локализованных на поверхности молекулы и определяющих ее специфичность.

Антитела — это особый вид белков, называемых иммуногло­булинами, вырабатываемых под влиянием антигенов и обладаю­щих способностью специфически реагировать с ними. Антитела могут нейтрализовать токсины бактерий и вирусы (антитоксины и вируснейтрализующие антитела), осаждать растворимые анти­гены (преципитины), склеивать корпускулярные антигены (аг­глютинины), повышать фагоцитарную активность лейкоцитов (опсонины), связывать антигены, не вызывая каких-либо види­мых реакций (блокирующие антитела), совместно с комплемен­том лизировать бактерии и другие клетки, например, эритроциты (лизины).

Факторы риска иммунитета

При определении того, что принадлежит организму и что нет, иммунная система обращает особое внимание на детали химии белков, ибо из всех молекул, со­ставляющих живые организмы, белки являются наиболее харак­терными и наиболее специализированными. То есть в организме есть система, которая прощупывает внешний мир ежесекундно, постоянно — она анализирует все, что попадает в человека, будь то с пищей или через кожу. И это не просто «узнавание», но и рас­шифровка структуры, и создание против нее реагентов. Подобно нервной системе, иммунная способна «учиться». Она анализирует опыт «встречи» с чужеродным белком, запоминает его практиче­ски на всю жизнь и передает будущим поколениям клеток. Поско­льку ее ткани очень активны и сильно вовлечены в процесс ин­формации, ее клетки становятся очень быстро и необычайно сильно подверженными повреждениям такими видами энергии и материи, которые могут изменить (мутировать) ДНК. Такое пони­мание работы иммунной системы позволяет заниматься уже не только защитой организма, но и более широкими проблемами, связанными с самой сутью жизни. За последние десятилетия им­мунная система людей испытывает огромную нагрузку в результа­те стрессов, применения лекарств, нездоровой экологии и вред­ных привычек.

Напряжение иммунитета как одного из механизмов адаптации организма, направленного на восстанов­ление нарушений гомеостаза, вызванных факторами измененной человеком среды, получило название антропоэкологического инфекционно-иммунологического напряжения.

Нескомпенсированное напряжение иммунитета обозначается термином утомление, ког­да речь идет о срыве механизмов адаптации и развитии неустойчи­вого состояния, которое может перейти в болезнь. Усилившееся за последние десятилетия давление на человеческий организм не­адекватных факторов и многочисленных чужеродных соедине­ний — ксенобиотиков проявляется в виде изменений на всех уров­нях организации иммунной системы, массовой аллергизации людей, в преобладании хронических процессов над острыми, в росте онкологических заболеваний.

Развитие антропоэкологического инфекционно-иммунологического «утомления», характерного для человека, находящего­ся между здоровьем и болезнью, и охватывающего до 70% людей на Земле, создает постоянную угрозу для роста так называемых экологически зависимых болезней.

Проблема влияния опасных и вредных экологических факто­ров (ОВЭФ) на организм человека в значительной степени опре­деляется тем, что это влияние опосредуется через кроветворную и иммунную системы. Этому способствует целый ряд факторов и, главным образом, подвижность клеточных элементов обеих систем. В связи с этим при любом пути воздействия ОВЭФ (воз­душный, энтеральный, контактный, лучевой) возникает непо­средственный контакт с клетками кроветворной и иммунной си­стем и формируется целостная (системная) реакция на факторы воздействия с соответствующими клинико-иммунологическими и гематологическими проявлениями.

Классификация ОВЭФ с учетом специфики воздействия на кроветворную и иммунную системы может быть представлена тремя большими группами факторов: химическими, физическими, биологическими.Так, например, накопление в воздухе оксидов серы, азота, углерода, формальдегида, промышленной пыли (а в ней — соединений тяжелых металлов, поверхностно-активных веществ и других загрязнителей) обусловливает не только раздра­жение слизистых дыхательных путей, но и инактивирует факто­ры местного иммунитета, что способствует заболеваниям глаз, полости рта, носа, глотки, нарушению функций ферментов в тка­нях дыхательных органов и т.д. Кроме того, нарушаются функ­ции мембран клеток, в частности, их рецепторных белков.

Более активное воздействие ксенобиотиков на организм обу­словлено ростом их количества, разнообразия, комбинирован­ным действием, ведущим к изменению иммунного статуса, нару­шениям метаболических процессов и нейрогуморальной регуляции. На этом фоне повышенная чувствительность орга­низма может развиться к веществам как природного происхож­дения, так и искусственно созданным. Повысилась возможность контакта с бактериальными аллергенами из-за развития отраслей промышленности типа микробиологического синтеза, пока еще несовершенных биотехнологий. Немаловажное значение имеет и совместное их действие с физическими факторами, такими, как ультрафиолетовое, инфракрасное, электромагнитное излучение, которые обусловливают в малых дозах переориентирование ме­таболических процессов в сторону патологии.

Человеком создано около 10 млн разнообразных химических веществ, из них в массовом масштабе производится около 5 тыс. наименований. Немаловажное значение среди химических ве­ществ, воздействующих на организм человека, имеют и лекарст­венные препараты. В обращении находятся тысячи лекарствен­ных веществ, причем большинство из них по отношению к человеческому организму являются ксенобиотиками. В связи с этим могут развиваться иммунологические и аллергические ре­акции на лекарства, проявляющиеся в поражении различных си­стем организма. Вот почему учет иммунотропности традицион­ных лекарственных средств представляется обязательным, поскольку все они в определенной степени влияют на иммунную систему, усугубляя или устраняя иммунологические расстройст­ва. Например, иммуностимулирующим эффектом обладают пси­хотропные (ноотронил, фенамин), плазмозаменяющие (гемодез, желатиноль), бактериальные (колибактерин, бификон) препара­ты, а также гепатопротекторы, адреномиметики, витамины А, С, Е, группы В, гормоны соматотропные, тиреотропные, паратгормон, инсулин, эстрон, пролактин и др. В то же время большинст­во противовоспалительных препаратов, многие антибиотики, нитрофуранины, кортикостероиды, антикоагулянты и антигистаминные оказывают на иммунную систему иммунодепрессивный эффект. К этому надо добавить и индукцию лекарственных перекрестных аллергических реакций: в частности, с пеницилли­ном перекрестные реакции дают все его аналоги: природные, синтетические, полусинтетические и цефалоспорины; с сульфа­ниламидами — анестетики, солутан, ПАСК и многие другие; с йодом — рентгеноконтрастные вещества и энтеросептол; с аспи­рином — анальгетики и нестероидные противовоспалительные.

До сих пор, несмотря на запреты, в животноводстве широко используются лекарственные препараты (в частности, антибио­тики, гормоны) как кормовые добавки скоту, в связи с чем из-за передачи по трофическим цепям их опасность возрастает. Суще­ственное место среди таких веществ занимают и соединения раз­личных металлов, особенно тяжелых. Накопление их в средах жизни (воздухе, воде, почве) приводит к неизбежному попада­нию в неадекватных количествах в пищевые цепи и накоплению их в конечном звене — организме человека.

В современных экологических условиях возрастает и значе­ние для организма человека микроэлементных загрязнений окру­жающей среды. Термин микроэлементоз объединяет все патоло­гические процессы, вызванные избытком, дефицитом или дисбалансом микроэлементов. Микроэлементы — это не случай­ные ингредиенты тканей и жидкостей живых организмов, а ком­поненты закономерно существующей очень древней и сложной физиологической системы, участвующей в регулировании жиз­ненных функций организма на всех стадиях развития. Согласно современным представлениям, ряд микроэлементов (Fe, Cu, Zn, Mn, Cr, Se, Mo, Co) являются абсолютно необходимыми (эссенциальными) для организма: они влияют на оплодотворение, раз­витие, рост, жизнеспособность организма, его иммунологиче­ские свойства и прочие важнейшие функции. Часть микроэлементов является условно эссенциальными: В, Br, F, Zi, Ni, Si, V. Вместе с тем существует группа токсичных и условнo-токсичных микроэлементов А1, Cd, Pb, Hg, Be, Ba, Sr, Sb. На­копление их в организме приводит к поражению разных органов и систем. Микроэлементный статус организма тесно связан с возникновение и прогрессированием злокачественных опухолей. Так, при всех формах рака в крови снижено количество Fe. По­вышение частоты онкологических заболеваний связывается так­же с дефицитом Mg, Se, Mo и, напротив, с повышением уровня As, Cd, Ni, Cu, Mn, V, Sr, сульфатов.

Внесение в культуру лимфоцитов человека многих из выше­приведенных химических веществ и их соединений вызывает по­явление хромосомных аберраций у значительного количества (до 20%) клеток культуры. Грубые хромосомные нарушения, инду­цированные химическими агентами, приводят к нестабильности генома, появлению клеточных мутантов, что создает риск воз­никновения опухолевого роста. Мутагенный эффект химических агентов (формальдегид, бензол, пестициды) в конечном итоге ре­ализуется повышенной частотой новообразований кроветворной и лимфоидной ткани (лейкозы и лимфомы).

Спектр токсического и иммунного действия химических ве­ществ на кроветворную и иммунную системы не имеет строгой направленности. Перечисленные химические факторы характери­зуются не только мутагенным действием, важным также является их свойство вызывать гемо- и иммунодепрессии. Производные бензола и толуол вызывают депрессии кроветворения вплоть до аплазии, лимфопению, снижение фагоцитоза и продукции интер­ферона. Угнетение иммунной системы возникает при производст­венном контакте с полиэфирными волокнами, хлоропромовым ка­учуком, многосернистой нефтью, контакте с хлорорганическими и мышьяксодержащими пестицидами, акрилонитрилами, произ­водными хлорфенилуксусной кислоты. Подобными особенностя­ми обладают соединения никеля, молибдена, ртути, свинца, серо­водорода. Интоксикация бериллием вызывает некробиотические процессы в костном мозгу, вольфрамом — снижение уровня имму­ноглобулинов. Соединения никеля вызывают сенсибилизацию иммунной системы с развитием аллергических реакций.

К физическим факторам, оказывающим вредное воздействие на иммунную систему, относятся все виды излучения, электро­магнитные поля, метеорологические, климатические, географи­ческие и космические факторы. Известно, что лимфоциты отличаются наиболее высокой чув­ствительностью к воздействию ионизирующей радиации. В отли­чие от других клеток, радиочувствительность лимфоцитов прояв­ляется не только в фазе деления (митозов), но и в фазе покоя (интерфазе). В зависимости от мощности дозы и радиочувствите­льности организма облучение может вызвать радиационную ги­бель клеток, функциональные отклонения — нарушение коопе­рации клеток в иммунном ответе, иммунодепрессию или даже активацию отдельных клеточных клонов. Еще более существен­но для формирования патологических реакций генотоксическое действие радиации, которое проявляется в лимфоцитах перифе­рической крови как хромосомные аберрации и генные мутации.

Проявления различных типов мутаций в зависимости от дозы радиации зависят в каждом конкретном случае от факторов на­следственного (семейного) предрасположения к определенным реакциям организма на ионизирующую радиацию. Характер генотоксического эффекта может зависеть и от наличия дополни­тельных факторов: экологическое неблагополучие по ксенобио­тикам, неадекватное питание, дефицит витаминов А, Е, С, вызывающий недостаточность систем антиоксидантной защиты. Кроме того, должен быть принят во внимание возрастной фак­тор: при одних и тех же дозах облучения у детей число хромосом­ных аберраций лимфоцитов на 20% превышает их уровень в лим­фоцитах у взрослых.

Особенность радиационного воздействия на иммунную сис­тему заключается в одновременном развитии иммунологической недостаточности и склонности к аутоиммунным процессам. У части детей снижение специфического противовирусного имму­нитета сочетается с повышенной концентрацией в крови цирку­лирующих иммунных комплексов, склонных фиксироваться в сосудистой стенке и вызывать местную воспалительную реак­цию, что подтверждает вероятность развития у этих детей ауто­иммунных процессов.

Существует связь иммунологической реактивности с группами крови. У здоровых лиц 18—50 лет наиболее высокий уровень иммунореактивности наблюдается утех, кто имеет П(А) группу кро­ви. До 25 лет наиболее низкая реактивность улиц с 1(0) группой, от 30 до 50 лет — улиц с Ш(В) группой крови.

Бактериальные и вирусные агенты в момент проникновения в организм вызывают физиологическую реакцию в виде реактив­ного лейкоцитоза, сдвига лейкоцитарной формулы в пределах зрелых клеточных форм, появление атипичных клеточных эле­ментов (мононуклеаров) в рамках реактивных изменений. Эти реакции кроветворной системы сопровождаются увеличением концентрации антител, повышением активности фагоцитоза. Однако целый ряд бактериальных и вирусных агентов вызывают не физиологический ответ организма, а производят повреждающее воздействие на иммунную систему. Это, прежде всего, отно­сится к ВИЧ-инфекции, вызывающей поражение иммунорегуляторных клеток и как следствие этого глубокий иммунодефицит, сопровождающийся высокой частотой тяжелых инфекций и опу­холевых процессов.

Стресс — обобщенное понятие, отражающее реакцию напря­жения организма в ответ на действие чрезмерно интенсивных биологически значимых факторов. Стресс рассматривают как неспецифическую реакцию организма, формирующуюся под влиянием разнообразных опасных факторов и проявляющуюся фазным изменением защитно-приспособительных возможно­стей организма, состояния его физиологических систем и обмена веществ.

Опасные и вредные экологические факторы и возникающие в организме изменения могут стать стрессорами. Большое значе­ние в развитии стресса у человека имеет чрезмерная физическая нагрузка, а также столь распространенное в настоящее время противоположное состояние — гиподинамия.