Как работает иммунитет человека

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

Партнерский материал с компанией SANTO

№1. Что такое иммунитет?

Иммунитет человека – это состояние невосприимчивости к различным инфекционным и вообще инородным для генетического кода человека организмам и веществам. Иммунитет организма определяется состоянием его иммунной системы, которая представлена органами и клетками.

Функции иммунной системы:

сохранять постоянство внутренней среды организма;
сохранять невосприимчивость к различным инфекционным микроорганизмам, вирусам, паразитам, другим чужеродным агентам, способным привести к генетическим сбоям.

То есть иммунитет человека – это когда организм не только не болеет разными инфекциями, но и не поражается опухолями, когда у человека заживают быстро раны и порезы на коже, когда в нём не поселяются различные паразиты и так далее. То есть это более широкое понятие, чем мы привыкли думать.

№2. Какие органы входят в иммунную систему?

Красный костный мозг, селезёнка и тимус (или вилочковая железа) – центральные органы иммунной системы.
Лимфатические узлы и лимфоидная ткань в других органах (например, в миндалинах, в аппендиксе) – это периферические органы иммунной системы.

Миндалины и аппендикс – необходимые для иммунной системы органы. Основная задача органов иммунной системы человека – выработка защитных клеток.

№3. Какие бывают клетки иммунной системы?

Т-лимфоциты. Делятся на различные клетки: Т-киллеры убивают микроорганизмов, Т-хелперы помогают распознавать и убивать микробов. Есть ещё другие Т-виды.
В-лимфоциты. Главная их задача – выработка антител. Антитела – это вещества, которые связываются с белками микроорганизмов (антигены, то есть инородные гены), инактивируют их и выводятся из организма человека, тем самым убивая инфекцию внутри человека.
Нейтрофилы. Эти клетки пожирают инородную клетку, разрушают её, при этом также разрушаясь. В итоге появляется гнойное отделяемое. Характерный пример работы нейтрофилов – воспалённая рана на коже с гнойным отделяемым.
Макрофаги. Эти клетки также пожирают микробов, но сами не разрушаются, а уничтожают их в себе либо передают на распознавание Т-хелперам.
Эозинофилы. Вырабатывают вещества, которые разрушают паразитов в организме человека. Характерное проявление работы эозинофилов – аллергическая реакция на гельминтов (на глисты).

Есть еще несколько клеток, которые выполняют узкоспециализированные функции. Но они интересны только узким специалистам и учёным.

№4. Виды иммунитета

Клеточный иммунитет представлен клетками: Т-киллеры, Т-хелперы, макрофаги, нейтрофилы и так далее.
Гуморальный иммунитет представлен антителами и их источником – В-лимфоцитами.

Эта градация очень важна, так как многие лекарственные препараты действуют либо на один, либо на другой вид иммунитета.

Есть ещё одна градация – по степени специфичности:

неспецифический (или врождённый) – например, работа нейтрофилов в любой реакции воспаления с образованием гнойного отделяемого;
специфический (приобретённый) – например, выработка антител к вирусу папилломы человека или к вирусу гриппа.

Третья классификация – виды иммунитета, связанные с медицинской деятельностью человека:

естественный – появившийся в результате болезни человека, например, иммунитет после ветрянки;
искусственный – появившийся в результате прививок, то есть введения ослабленного микроорганизма в организм человека, в ответ на это в организме вырабатывается иммунитет.

№5. Например

Чтобы было понятнее, вот вам пример: обыкновенные юношеские бородавки (на самом деле вирус папилломы человека третьего типа).

В микротравму кожи (царапина, потёртость) проникает вирус, постепенно проникает дальше в глубокие слои поверхностного слоя кожи. В организме человека ранее ещё его не было, поэтому иммунная система человека ещё не знает, как надо на него реагировать.
Вирус встраивается в генный аппарат клеток кожи, и они начинают неправильно расти, принимая уродливые формы.
Таким образом формируется бородавка на коже. Но этот процесс не проходит мимо иммунной системы. Первым делом включаются Т-хелперы. Они начинают распознавать вирус, снимают с него информацию, но уничтожить его сами не могут, так как его размеры очень малы, а Т-киллер могут убить только более крупные объекты типа микробов.
Т-лимфоциты передают информацию В-лимфоцитам, и те начинают выработку антител, которые проникают через кровь в клетки кожи, связываются с частичками вируса и таким образом обездвиживают их, а затем весь этот комплекс (антиген-антитело) выводится из организма.
Т-лимфоциты передают информацию о заражённых клетках макрофагам. Те активизируются и начинают постепенно пожирать измененные клетки кожи, уничтожая их. А на месте уничтоженных постепенно нарастают здоровые клетки кожи.

Весь процесс может занимать от нескольких недель до месяцев и даже лет. Всё зависит от активности как клеточного, так и гуморального иммунитета, от активности всех его звеньев. Ведь если, например, в какой-то период времени выпадает хотя бы одно звено, то рушится вся цепочка, и вирус беспрепятственно размножается, внедряясь во всё новые клетки, способствуя появлению новых уродливых бородавок.

№6. Хороший и плохой иммунитет

Наука пока еще не знает, каким образом запускаются те или иные аутоиммунные процессы в организме. Например, когда иммунная система человека ни с того ни с сего начинает воспринимать собственные клетки как чужеродные и начинает с ними бороться.

Хороший иммунитет – это состояние полной невосприимчивости к различным инородным агентам. Внешне это проявляется отсутствием инфекционных заболеваний, крепким здоровьем человека. Внутренне это проявляется полной работоспособностью всех звеньев клеточного и гуморального звена.
Плохой (слабый) иммунитет – это состояние восприимчивости к инфекционным заболеваниям. Проявляется слабой реакцией того или иного звена, выпадением отдельных звеньев, неработоспособностью тех или иных клеток. Причин его снижения может быть довольно много, и лечить его надо, устраняя все возможные причины.

№7. Зависит ли иммунитет от образа жизни?

Любопытный факт: связь между образом жизни и способностью организма сопротивляться болезням на сегодняшний день не доказана. Тем не менее специалисты считают, что стратегии здорового образа жизни вероятнее всего положительно влияют и на иммунитет. В миллион первый раз повторим правила, выполнять которые имеет смысл:

Бросьте курить
Придерживайтесь сбалансированной диеты с большим содержанием фруктов и овощей, с преобладанием цельнозерновых продуктов над мучными, с невысоким содержанием насыщенных жиров.
Избавьтесь от избыточного веса.
Ограничьте употребление алкоголя.
Начните высыпаться уже, наконец.
Не провоцируйте инфекции: мойте руки, фрукты и овощи, тщательно готовьте мясо.
Держите под контролем кровяное давление, регулярно проходите обследования, рекомендуемые для вашей возрастной группы или группы риска по заболеванию (если вы входите в одну из них).

№8. Помогают ли иммунитету витамины и БАДы?

Если вы нормально питаетесь, много двигаетесь и высыпаетесь, нужды в витаминах и минералах у вашего организма нет. Но если вы сидите на строгой диете либо ваш желудок и кишечник плохо усваивает питательные вещества, вам необходимо принимать их в медикаментозной форме. Вот несколько нутриентов, которые стоит рассмотреть в качестве добавок к питанию:

Витамин А. Доказана связь дефицита витамина А в организме со сниженной функцией иммунной системы и повышением риска инфекций.
Витамин В6. Дефицит витамина В6 снижает способность лимфоцитов к дифференцировке в Т-клетки и В-клетки. Умеренные дозы витамина помогают восстановить эту способность.
Витамин D. Его роль в работе иммунной системы неоспорима. Витамин D, вырабатываемый в организме под воздействием солнечного света, давно известен как важный фактор в борьбе с туберкулёзом, в профилактике рака, рассеянного склероза, а также сезонного гриппа. Эксперты рекомендуют принимать в виде добавки витамин D3 (не D2 – эта форма плохо усваивается). Полезен и рыбий жир, содержащий помимо D витамин А и полезные Омега-3 жирные кислоты.
Цинк. Этот микроэлемент необходим для нормального функционирования Т-клеток и других клеток иммунитета. Рекомендуемая дневная доза цинка – 15-25 мг, но не более того. Высокие дозы производят обратный эффект.

№9. Влияет ли стресс на сопротивляемость организма?

Экспериментов в этой сфере не проводили – врачи считают, что это не этично. Поэтому учёным приходится довольствоваться экспериментами на животных и некоторыми наблюдениями над миром людей.

Так, подопытные мыши, инфицированные вирусом герпеса, в условиях стресса продемонстрировали снижение активности Т-клеток. Сниженную продукцию лимфоцитов продемонстрировали младенцы индийской макаки, разлучённые с матерью.

Учёные наблюдали снижение активности Т-клеток у пациентов в депрессии, а также у разведённых мужчин по сравнению с женатыми.

Снижение ряда иммунных показателей продемонстрировали жители Флориды, потерявшие жильё после урагана Эндрю, а также работники больниц Лос-Анджелеса после землетрясения.

Резюме: то, что от стресса иммунитет падает, доказано. Но то, что стрессующие люди болеют чаще весёлых, не доказано.

№10. Понижают ли иммунитет низкие температуры?

Если вы вышли на прогулку зимой и слегка замёрзли, от этого ваш иммунитет вряд ли снизится. На сегодняшний день наука считает, что простуда, как это ни парадоксально звучит, не связана с простыванием.

Чтобы доказать эту гипотезу, учёные погружали добровольцев в холодную воду, подвергали их воздействию температур, близких к 0°С, изучали обитателей научных станций Антарктиды и северных районов Канады. Результаты были неоднозначными.

С одной стороны, канадские исследователи заметили повышение заболеваемости респираторными инфекциями у лыжников в условиях длительных тренировок на морозе. В то же время неясно, было ли это результатом низких температур, либо других факторов (большой физической нагрузки, сухости воздуха).

Так что одевайтесь комфортно, берегитесь переохлаждения и обмораживаний, а за иммунитет не волнуйтесь: скорее всего от холода он не пострадает.

№11. Бонус: эхинацея, чеснок и лимон не помогают иммунитету

Самая распространённая рекомендация при первых признаках простуды или гриппа – принять высокую дозу витамина С. Однако наука так и не доказала, что витамин С как-то помогает нашему иммунитету. То же самое с эхинацеей: во время исследований она не продемонстрировала полезности. Нет убедительных данных и об эффективности чеснока. Однако доказано, что в пробирке чеснок способен бороться с бактериальной, вирусной и грибковой инфекциями. Вполне возможно, что чеснок не бесполезен при простудах, хотя действует он, судя по всему, не через иммунную систему.

Источник