Иммунитет не формирует иммунологическую память

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

Когда B- и T-лимфоциты активируются в результате вторжения в организм какого-то патогенна, те из них, что способны распознавать антигены этого патогена, начинают размножаться, причем часть новых лимфоцитов не вступает непосредственно в схватку с врагом, а становится хранителем информации о его антигенах. Такие лимфоциты называют клетками памяти; они могут циркулировать в организме еще многие годы после столкновения с патогеном, и благодаря им при повторном заражении развивается молниеносный иммунный ответ, не оставляющий никаких шансов захватчику. Казалось бы, иммунные клетки памяти должны появляться в организме после рождения, когда он начинает сталкиваться с разнообразными бактериями и вирусами. Однако, как показало недавнее исследование, в кишечнике человеческого эмбриона имеется популяция CD4+ (то есть несущих на своей поверхности гликопротеин CD4) T-клеток, которые по молекулярным свойствам соответствуют клеткам памяти. Наша статья посвящена этому открытию.

Исследования последних десяти лет показали, что наряду с T-клетками, циркулирующими по кровотоку, существуют и «оседлые» T-клетки, которые не покидают определенные ткани . Как правило, такие Т-клетки обнаруживаются «на рубежах» организма, где риск столкновения с неприятелем наиболее высок, — например, в кишечнике, причем еще с периода эмбрионального развития.

Т-клетки были выявлены в кишечнике плода, небольшие их популяции также имеются в зародышевых лимфоузлах, тимусе и селезенке. Кроме того, CD4+ T-клетки, обладающие свойствами клеток памяти и эффекторных T-клеток, были обнаружены в крови, взятой из пуповины. Большая международная группа исследователей, провела всесторонний анализ T-клеток из кишечника человеческих эмбрионов и пришла к неожиданному выводу: в популяции кишечных T-клеток плода имеются CD4+ T-клетки памяти [3]! В состав исследовательской группы вошли и российские специалисты, работающие в Институте биоорганической химии и Сколковском институте науки и технологий: Софья Касацкая, Евгений Егоров, Марк Израэльсон, Ольга Британова и Дмитрий Чудаков. Как отмечает Софья, «лаборатория профессора Чудакова много лет сотрудничает с лабораторией Дэвида Прайса в Кардиффе по разным проектам, связанным с фундаментальными и медицинскими вопросами в иммунологии человека. Именно профессор Прайс решил позвать нас в этот проект, и так мы сделали для этой коллаборации подготовку ДНК-библиотек для высокопроизводительного секвенирования и провели анализ данных».

Анализ T-клеток включал в себя различные подходы, такие как массцитометрия, секвенирование РНК и высокопроизводительное секвенирование T-клеточных рецепторов , благодаря которым исследователи смогли выявить различные типы Т-клеток в популяции.

Конечно, Т-лимфоциты не находятся непосредственно в просвете кишки: они залегают в lamina propria (ресничном слизистом эпителии) (рис. 1); помимо лимфоидной ткани их можно найти в более глубоких слоях. В тонком кишечнике, клетки которого и исследовались в обсуждаемой работе, есть небольшие скопления лимфоцитов и В-клеточные фолликулы прямо под lamina propria, а также в более близком к поверхности (подслизистом) слое стенки кишечника.

Препарат тонкой кишки эмбриона

Рисунок 1. Препарат тонкой кишки эмбриона. ДНК окрашена синим цветом, красным — CD3 (корецептор Т-клеток), зеленым — белок межклеточной адгезии E-кадгерин. Желтая стрелка указывает на наивные CD4+ T-лимфоциты, а белая — на CD4+ T-клетки памяти.

Всего выявили 22 группы Т-клеток, различающихся по экспрессии определенных белков-мáркеров; в их числе имеются наивные (то есть еще не сталкивавшиеся с антигенами) T-клетки и регуляторные T-клетки, а также T-клетки памяти. Среди них обнаружили CD4+ клетки памяти, в которых наблюдалась повышенная экспрессия белка Ki-67, служащего индикатором делящихся клеток. Кроме того, они секретировали провоспалительные цитокины интерферон-γ (INF-γ) и интерлейкин-2 (IL-2). Таким образом, исследователи показали, что разделение Т-клеток на наивные, регуляторные и клетки памяти, а также формирование обособленных популяций «оседлых» Т-клеток происходят очень рано — еще в период эмбрионального развития организма.

Стоит отметить, что популяция наивных Т-клеток в кишечнике плода гораздо больше популяции Т-клеток памяти, в то время как у взрослого человека бóльшая часть Т-клеток кишечника, напротив, приходится на клетки памяти. Ученые предполагают, что Т-клетки памяти плода формируются при локальном столкновении наивных T-клеток с чужеродными антигенами в зародышевых лимфоузлах, в которые мигрирующие из тимуса наивные Т-клетки заходят перед тем, как окончательно «осесть» в кишечнике. Антигенами, которые запускают образование эмбриональных T-клеток памяти, могут быть молекулы лейкоцитарных антигенов матери или фрагменты молекул патогенов, которые попали в амниотическую жидкость. Исследователи отмечают, что образование разнообразных иммунных клеток в кишечнике плода подготавливает его к столкновению с множеством бактерий, которое ждет его сразу же после рождения. Таким образом, формирование популяций специализированных иммунных клеток, в том числе и клеток памяти, начинается еще в период внутриутробного развития.

Т-лимфоциты: путешественники и домоседы;
Сказочка не для взрослых, или Об иммунитете новорожденных;
Na Li, Vincent van Unen, Tamim Abdelaal, Nannan Guo, Sofya A. Kasatskaya, et. al.. (2019). Memory CD4+ T cells are generated in the human fetal intestine. Nat Immunol. 20, 301-312;
12 методов в картинках: проточная цитофлуориметрия;
12 методов в картинках: секвенирование нуклеиновых кислот;
Анализ индивидуальных репертуаров Т-клеточных рецепторов.

Источник

Иммунологическая память-это способность организма сохранять информацию о перенесенных болезнях. Также она способна активно реагировать на вирусные атаки и ликвидировать саму болезнь.

Иммунитет-это сильнейшая защита организма от вирусов, бактерий, токсинов, поступающих из внешней среды. При сильном иммунитете организм активно сопротивляется любым вторжениям и включает свою сложную систему реагирования. В этот момент подключается иммунная и нервная система, активно вырабатываются антитела. Иммунная система-это сложная система, которая состоит из вилочковой железы, костного мозга, селезенки, печени, отдельных отделов кишечника.

Иммунологи выделяют два типа иммунитета-это врожденный и приобретенный. Врожденный передается по наследству, а приобретенный иммунитет появляется после перенесенной болезни, даже если ребенок переболел в очень легкой форме.

С момента рождения ребенка существуют определенные критические периоды, когда организм ребенка сильно уязвим. Защитный барьер ослаблен первые 30 дней с момента рождения, затем с 3 месяцев и до 6 месяцев, затем с 6 месяце и до 2 лет, затем с 4 до 6 лет, а также в подростковом периоде. Именно в эти периоды нужно тщательно следить за здоровьем ребенка, избегать перехода заболевания в хроническую форму, проводить профилактические мероприятия, ведь именно в это время формируется иммунитет.

ПЕРВЫЙ КРИТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Самый первый критический период возникает с момента рождения малыша и длится 28-30 дней. Это момент, когда ребенок теряет внутриутробную поддержку матери и подвержен вирусным атакам. В этом возрасте особенно необходимо малышу материнское молоко.

ВТОРОЙ КРИТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Второй критический период в возрасте 3-6 месяцев связан с разрушением материнских антител. В этот период особенно важно начать вакцинацию, с последующей ревакцинацией для формирования активного иммунитета. Период характеризуется частыми воспалениями органов дыхания, инфекциями желудочно-кишечного тракта.

ТРЕТИЙ КРИТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Третий критический период протяженностью до 2 лет характерен проявлением аллергических диатезов на продукты питания, молоко. Ребенок в этот период часто болеет простудой и заболеваниями уха, горла, носа.

ЧЕТВЕРТЫЙ КРИТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

В возрасте от 4 до 6 лет происходит медленное формирование антител, а иммунитет очень слаб, поэтому дети в этом возрасте часто болеют. Именно в этом возрасте болезни могут перейти в хроническую форму.

ПЯТЫЙ КРИТИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Происходит на фоне гормональной перестройки организма для девочек 12-13 лет, а для мальчиков 14-15 лет. Растет число половых гормонов, вследствие этого подавляется клеточный иммунитет и число антител значительно уменьшается. В этот период организм подростка подвержен многим внешним факторам и прежде всего неправильное питание с нехваткой белка и витаминов.

ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ

При повторной встрече с антигеном организм человека проявляет быструю и активную реакцию-вторичный иммунный ответ. Это является иммунологической памятью, она точно адресована к определенному антигену и сохраняется много лет. Именно такая реакция организма защищает наше здоровье.

В настоящее время рассматривается два механизма формирования иммунологической памяти:

сохранение антигена в организме длительное время, иногда всю жизнь;
в процессе развития в организме иммунного ответа часть клеток переходит в покоящиеся клетки (клетки иммунной памяти).

Чтобы оценить иммунитет ребенка нужно уделить внимание рациональному питанию, условиям и режиму жизни, профилактике заболеваний.

Питание ребенка должно быть разнообразным, состоять из мясных и растительных продуктов, натуральных кисломолочных и молочных изделий. Формированию иммунитета способствует спокойная семейная обстановка, любовь и забота родителей.

НАШ НОВЫЙ КУРС:

Источник