Клеточные и гуморальные факторы адаптивного иммунитета
Крепкий иммунитет является обязательным условием здоровья человека. Эта система выполняет защитные функции, не позволяя сторонним патогенам развиваться в организме. Существует несколько разновидностей иммунитета. Они характеризуются разными механизмами образования и воздействия. Только слаженная работа всех защитных систем способна предотвратить проникновение в организм возбудителей болезней. Что собой представляет адаптивный иммунитет, будет подробно рассмотрено далее.
Общая характеристика
Врожденный и адаптивный иммунитет являются двумя компонентами защитной системы организма. Вместе они являются качественным критерием, который показывает способность противостоять разного рода сторонним воздействиям и заболеваниям. Сегодня для его оценки применяется такое понятие, как иммунный статус.
Иммунитет позволяет сохранить целостность генетической информации организма на протяжении всей его жизни. Он может быть врожденным и приобретенным. Первый тип защитных функций называется еще генетическим, или первичным. Он формируется у ребенка еще в утробе матери. Это фундамент для развития последующих защитных механизмов. Врожденный иммунитет зависит от того, какими недугами болели родители и остальные кровные родственники, как реагировал их организм на эти патологии.
Адаптивный (приобретенный) иммунитет формируется на протяжении всей жизни человека. Бывает несколько разновидностей этого типа защиты. Приобретенный иммунитет формируется под воздействием естественных и искусственных факторов. В первом случае на организм воздействуют разные заболевания, на борьбу с которыми выделяются определенные силы. Информация о защите в этом случае сохраняется в организме. Это активный иммунитет.
Второй тип защиты называется пассивным, или искусственным. В организм вводят инъекцию с небольшим количеством возбудителя болезни. В результате иммунитет борется с патогеном, а информация об этом процессе остается на определенное время или на всю жизнь в организме.
Особенности приобретенного иммунитета
Врожденный и адаптивный иммунитет действуют в организме непрерывно. Они выполняют важнейшие функции. Адаптивный (специфический) иммунитет представляет собой вторую фазу защитных реакций организма. Его характерной особенностью является факт, что он не передается по наследству. Он формируется в течение всей жизни человека.
Приобретенный тип защиты организма является более интенсивным, чем врожденный барьер от разных чужеродных микроорганизмов. Так как организм приспосабливается к условиям окружающей среды благодаря подобным реакциям, иммунитет этого типа называется адаптивным.
Этот тип защиты формируется во время инфекционных заболеваний, отравлений. Однако он не является стабильным. Не все возбудители инфекций могут четко запоминаться организмом. Так, например, человек, который переболел гонореей, может заболеть ею снова. Иммунитет, который сохраняется после этого заболевания, слабый и непродолжительный. Поэтому вероятность заболеть этим недугом еще раз велика.
Однако некоторые болезни, например ветряная оспа, переносятся организмом только один раз. Больше заболеть этим недугом человек не может. Иммунитет, который вырабатывается после этого заболевания, стабильный. Однако он не передается по наследству. У родителей, переболевших ветрянкой, ребенок все равно может заразиться этим вирусом.
Чем разнообразнее патогены, которые попадали в организм человека, тем больше разных антител выделяет организм на борьбу с ними. Это формирует защитные реакции. Поэтому дети, которые выросли в стерильных условиях, болеют гораздо чаще, чем малыши, которые в юном возрасте контактировали с разными микробами и бактериями.
Основные различия
Чтобы понять особенности разных типов защитных реакций организма, необходимо подробно рассмотреть сравнительную характеристику врожденного и адаптивного иммунитета. Они отличаются рядом показателей. Врожденный иммунитет был первой защитной системой, которая сформировалась у позвоночных в процессе эволюционного развития. Вторичный (приобретенный) иммунитет появился гораздо позже.
В организме человека первым формируется врожденный иммунитет. Это базовая основа, которая досталась ему от родителей. На основе этого типа защиты формируется последующая реакция организма на окружающие неблагоприятные факторы. Это неспецифичный иммунитет, который передается от организма матери к ребенку через плаценту и грудное молоко.
Приобретенный тип защиты организма составляет всего 35-40% иммунного статуса организма. Однако при этом он отличается большей интенсивностью. Он быстрее и активнее воздействует на возбудителей инфекции, прочие патогены. Врожденный иммунитет проявляется слабее. Он реагирует на возникновение заболевания медленнее. При этом реакция, которая произошла на то или иное чужеродное тело, не запоминается.
Приобретенный иммунитет отличается наличием процесса запоминания. Именно по этой причине такой барьер интенсивнее и быстрее.
Механизм действия
Механизм адаптивного иммунитета довольно интересен. Это сложная система, которая непрерывно функционирует в теле человека. При попадании в организм вируса, бактерии или иного болезнетворного микроба иммунитет в первую очередь должен его распознать, идентифицировать. Это необходимо для возможности отличать нужные, «свои» бактерии от чужеродных, разрушительных. За эту функцию отвечают определенные виды лейкоцитов. Они подходят к бактерии и проводят процедуру идентификации.
Далее, после сбора необходимой информации, ее передают другим клеткам. В зависимости от того, с каким типом чужеродных микроорганизмов приходится иметь дело, выбирается способ подавления очага инфекции. Для вирусов, бактерий, аллергенов, ядов организм продуцирует разные виды лейкоцитов. Они подходят к чужеродной клетке и поглощают ее.
Информация о том, какой иммунный ответ был дан в этом случае, сохраняется в памяти организма. Существуют специальные лейкоциты, которые проводят обучение, передают соответствующую информацию новым клеткам иммунной системы, которые только развиваются. Это позволяет быстро отреагировать на патологию при ее вторичном появлении.
В этой системе каждой клетке иммунитета отведена своя особая роль. Они работают как единая, слаженная система, дополняя друг друга. При этом реакция организма на возбудитель инфекции может быть разной. Бывает клеточный и гуморальный адаптивный иммунитет.
Виды иммунитета
Приобретенный тип защиты может быть двух типов. Это клеточный и гуморальный адаптивный иммунитет. Они выполняют разные функции. Клеточные защитные факторы действуют агрессивно по отношению к чужеродным микроорганизмам. Клетки, которые для этого вырабатываются организмом, уничтожают опухолевые, больные, посторонние клетки.
Для этого запускается такой механизм, как фагоцитоз. Клетка подходит к инородному объекту, а затем его заглатывает. Затем он «переваривается», расщепляется особым способом. Эту функцию выполняют лейкоциты. Они относятся к определенной группе. При действии приобретенного иммунитета в работу вовлечены Т-лимфоциты.
Примером воздействия клеточного адаптивного иммунитета является отторжение имплантов, пересаженных органов и тканей. Этот тип защиты оберегает организм от развития опухолей, инфекций. Лимфоциты, которые принимают участие в уничтожении чужеродных объектов, образуются в костном мозге. Затем они перемещаются в тимус, где проходят период созревания и обучения. Именно по этой причине их называют Т-лимфоцитами. Они много раз покидают лимфоидные органы. Затем клетки возвращаются обратно. Это позволяет быстро реагировать на возбудителя инфекции.
Гуморальный адаптивный иммунитет обеспечивается выработкой антител. Они обеспечивают защиту. В этом случае именно антитела являются иммунными факторами. Выработкой этих клеток занимаются В-лимфоциты. Их работа является аллергической реакцией на некоторые лекарства, пыльцу и прочие компоненты.
Точно обозначить границу между гуморальным и клеточным иммунитетом нельзя. Они тесно связаны и работают сообща.
Основные компоненты и формирование иммунной системы
Существующие факторы адаптивного иммунитета состоят из нескольких ключевых компонентов. В их число входят функционирование тимуса, которое продуцирует Т-лимфоциты, а также процесс образования антител. Также к ним относятся синтез цитокинов и трансфер-фактор.
К основным гуморальным факторам адаптивного иммунитета относится работа тимуса. Его еще называют вилочковой железой. Этот процесс можно сравнить с получением образования по ступенчатой системе. Сначала проводится обучение дошкольников, затем школьников. После этого наступает черед высшего образования. То же самое происходит с клетками иммунитета.
В тимусе лимфоциты получают «дошкольное» и «начальное среднее» образование. В их число входят Т-супрессоры, Т-хеллеры, а также Т-лимфоциты цитотоксического типа.
Пока человек пребывает в детском возрасте, их «обучение» проводится менее интенсивно. Однако со временем нагрузка возрастает. К наступлению полового созревания человеческого организма «обучение» лимфоцитов становится наиболее интенсивным. Это стимулирует иммунную систему. Когда человек становится взрослыми, тимус постепенно уменьшается в размере. Он начинает терять свою активность.
Со временем он уменьшается в размерах. К старости выработка Т-лимфоцитов снижается. Их подготовка становится менее интенсивной. Поэтому в старческом возрасте происходит снижение иммунитета.
Антитела
Кроме клеток адаптивного иммунитета в организме вырабатываются и антитела. Это особые молекулы белка. Они синтезируются В-лимфоцитами. Это наиболее активная часть иммунитета. На чужеродных клетках есть антигены. С ними и соединяются антитела. Они имеют определенную форму. Она соответствует конфигурации антигена. После того как антитела соединяются с чужеродными клетками, они их обезвреживают.
Эти клетки еще называют иммуноглобулинами. Существует несколько классов подобных белков. Самыми важными из них являются LgM, LgG, LgA. Каждый из них выполняет особые функции. По тому, какие иммуноглобулины обнаруживаются в анализе, можно определить, как давно человек заболел тем или иным недугом. На ранней стадии вырабатываются одни типы иммуноглобулинов, а на поздней – другие.
Макрофаги
Кроме антител с антигенами работают и макрофаги. Это большие клетки адаптивного иммунитета, которые уничтожают по частям большие участки инфицированной, чужеродной или поврежденной (мертвой) ткани. Они сопутствуют процессам регенерации. После того как макрофаг вступает в контакт со злокачественной или инфицированной клеткой, он уничтожает ее, но не полностью. Остаются некоторые части клетки. По этим антигенам происходит формирование специфических антител.
Антигены сохраняют информацию о чужеродной клетке. Они передают эту информацию при формировании иных составляющих иммунной системы. После этого Т-лимфоциты могут легко распознать чужеродный антиген. Иммунитет срабатывает в этом случае оперативно. Избирательно подлежат уничтожению раковые и инфицированные клетки. За это также отвечают специфические клетки памяти.
Именно сохранение информации помогает адаптивному иммунитету сохраняться в течение всей жизни. Т- и В-клетки в памяти хранят информацию о множестве патологий, которые развивались в организме. Такая особенность не позволяет недугу развиться снова. Некоторые из патогенов остаются даже незамеченными нами. При их появлении организм реагирует настолько быстро, что у инфекции порой не остается ни одного шанса на победу.
Цитокины
Рассматривая характеристики адаптивного иммунитета, необходимо обратить внимание на такую его составляющую, как цитокины. Они также вырабатываются в организме наряду со специальными клетками и антителами. Цитокины выполняют функцию сигнальных молекул. Им отведена важная роль на всех этапах иммунного ответа. Существует несколько разных видов этих молекул.
Одни цитокины отвечают за реакции врожденного, а другие приобретенного иммунитета. В эту категорию входит много разных факторов. Одним из самых важных является фактор переноса. Он играет важную роль при формировании иммунитета.
Заболевания иммунного характера
Адаптивный иммунитет порой дает сбои. Это случается из-за негативного влияния ряда факторов. В результате могут появляться иммунные и аутоиммунные заболевания. В первом случае в защитной системе отсутствует или вырабатывается в недостаточном количестве один или несколько компонентов.
Иммунный ответ в этом случае заметно снижается. В результате защита организма становится недостаточной. Иммунодефицит может быть врожденным или вторичным. К первой категории нарушений относятся наследственные дефекты иммунной системы. При вторичных иммунодефицитах требуется пересмотреть образ жизни. Провоцирующие нарушения факторы (плохое питание, стресс, неправильный образ жизни, вредные привычки и т. д.) требуют устранения. При этом также назначают иммуностимуляторы.
Аутоиммунные патологии характеризуются разрушительным воздействием антител иммунитета, которое направлено на собственный организм. В результате возникают воспалительные процессы, вызванные неправильной работой своего же иммунитета. Клетки теряют способность идентифицировать правильно чужеродные патогены. В процессе лечения применяются иммуносупрессоры.
Рассмотрев особенности адаптивного иммунитета, можно понять его механизмы, функции, а также характерные особенности. Это один из важнейших компонентов защиты организма.
Патогенные бактерии, проникая в организм человека, могут вызывать различные инфекционные заболевания. Чтобы воспрепятствовать активной деятельности микробов, организм человека защищается при помощи собственных сил. Различают два звена для борьбы – иммунитет гуморальный и клеточный. Их общая характеристика заключается в единой цели – устранение всего генетически чужого. И это вне зависимости от того, каким образом антиген появился в организме – извне либо изнутри посредством мутации.
Содержание:
Иммунитет клеточный
У истоков разработки теории о клеточном иммунитете стоял русский ученый – биолог Илья Мечников. Во время съезда врачей в Одессе в 1883 году он первым сделал заявление о способности иммунной системы нейтрализовать чужеродные тела. Поэтому Мечникова считают создателем клеточной теории иммунитета.
Создатель теории разрабатывал свои идеи параллельно с немецким фармакологом Паулем Эрлихом. Тот, в свою очередь, открыл факт появления белковых антител – иммуноглобулинов – в ответ на заражение организма инородными патогенными агентами. Антитела объединяются в команду и сообща противостоят антигену.
Эффективная защита организма достигается благодаря различным естественным процессам. Не последнюю роль в этой цели играют:
- достаточное насыщение клеток кислородом;
- нормализация pH среды;
- наличие необходимого количества микроэлементов и витаминов в тканях.
Внимание! Иммунитет клеточный – это вариант ответа организма на проникновение сторонних агентов. В этой реакции не задействованы антитела и группа комплемента. В процессе борьбы участвуют макрофаги и другие защитные клетки человека.
Основной механизм защиты организма обеспечивает особая группа – Т-лимфоциты. Они вырабатываются в вилочковой железе (тимусе). Происходит их активация лишь в случае проникновения чужеродных элементов. Клеточный иммунитет имеет направленное действие против патогенных бактерий. Мощной атаке подвергаются, в основном, чужеродные микроорганизмы, выжившие в фагоцитах. Также не остаются без внимания иммунной системы и вирусы, поражающие клетки человеческого организма. Клеточная иммунная система принимает активное участие в борьбе с бактериями, грибами, опухолевыми клетками, простейшими.
Механизм работы клеточного иммунитета
Специфический клеточный иммунитет представлен Т-лимфоцитами. Они имеют разделение:
- киллеры могут распознавать и уничтожать носителя антигена без сторонней помощи;
- хелперы способствуют размножению иммунных клеток в период атаки извне;
- супрессоры контролируют и, при необходимости, подавляют деятельность эффекторных клеток.
Важно! Иммунитет клеточный неспецифический отличается тем, что его клетки имеют способность к фагоцитозу. Фагоцитоз – акт захвата, переваривания и уничтожения бактерий, вирусов, собственных дефектных или отмерших клеток, инородных тел.
В случае активации клеточного иммунитета защитные функции выполняются следующим образом:
- Цитотоксичные Т-лимфоциты активизируются, соединяются с патогенной клеткой-мишенью и выбрасывают из гранул токсический белок перфорин, который повреждает клеточную стенку и вызывают гибель чужеродной клетки.
- Макрофаги и клетки-киллеры способствуют уничтожению внутриклеточных патогенов.
- За счет информационных молекул оказывается влияние на другие клетки иммунитета. Именно они оказывают существенное действие на приобретенное и врожденное защитное свойство организма.
Цитокины, оказавшись в мембране одной клетки, начинают взаимодействовать с рецепторами других иммунных клеток. Так клеточное звено получает информацию об опасности. В них запускаются ответные реакции. В случае нарушения созревания лимфоцитов (с полным отсутствием функциональности) образуются врожденные дефекты Т-клеточного звена иммунитета. К внешним проявлениям заболеваний иммунодефицита относят:
- задержку физического развития;
- тяжелые формы молочницы;
- сильные поражения кожи;
- различные патологии дыхательных путей (в основном, в виде пневмоцистных пневмоний).
Знайте! Дети, у которых имеется Т-клеточный дефект, в большинстве случаев умирают на первом году своей жизни. Причины летальных исходов – осложнения после вирусных, бактериальных, протозойных инфекций, сепсиса.
В других случаях дефект может проявляться в виде гипоплазии тимуса, селезенки, лимфоузлов. У больных наблюдается отставание в умственном развитии, заторможенность. Прогноз у таких больных неблагоприятный. В будущем возможно развитие различных форм поражений некоторых систем организма, образований злокачественного характера.
Гуморальный иммунитет
Гуморальный иммунитет – это еще один вид реакции организма. При активации ответных действий защиту выполняют молекулы плазмы крови, но никак не клеточные составляющие внутренних систем.
К системе гуморального иммунитета относятся активные молекулы, которые варьируются от простых до очень сложных:
- иммуноглобулины;
- система комплемента;
- белки острой фазы (С-реактивный белок, сывороточный амилоид Р, белки сурфактанта легких и другие);
- антимикробные пептиды (лизоцим, дефензины, кателицидины).
Эти элементы производятся различными клетками организма. Они защищают внутренние системы человека от патогенных инородных агентов и собственных антигенных провокаций. Гуморальный иммунитет проявляет себя в отношении бактерий и различных патогенных раздражителей, которые проявляются в кровотоке или лимфатической системе.
Внимание! Гуморальное звено состоит из нескольких классов иммуноглобулинов. IgG и M продуцируют множество различных реакций в тканях. IgG принимает непосредственное участие в ответных действиях организма на аллергены.
Гуморальные факторы иммунитета подразделяются на две группы:
- Специфический гуморальный. К этой категории относятся иммуноглобулины. Их вырабатывают B-лимфоциты (плазмоциты). Если в организм проникают чужеродные элементы, лимфоциты блокируют их действия, а клетки-поглотители (фагоциты) – уничтожают. Специализируются эти клетки против определенных антигенов.
- Неспецифический гуморальный. В отличие от предыдущего типа, это вещества, которые не имеют четких специализаций под определенные антигены. Воздействуют на патогенные бактерии в целом. К этому типу относятся циркулирующие в крови интерфероны, С-реактивный белок, лизоцим, трансферрин, система комплемента.
Кроме того, иммунитет подразделяется на еще два класса:
- врожденный;
- приобретенный.
Часть антител передается человеку еще в утробе, оставшийся гуморальный врожденный иммунитет – с молоком матери. Дальше организм учится вырабатывать защиту самостоятельно. Приобретенный иммунитет формируется после перенесенного инфекционного заболевания. Также защитные клетки могут быть введены в организм искусственно путем вакцинации.
Важно! Приобрести иммунитет позволяют определенные разновидности ослабленных либо убитых микроорганизмов.
Гуморальные факторы врожденного иммунитета тесно функционируют с клеточными факторами всей иммунной системы организма. В связи с этим постоянно поддерживается точная направленность иммунной деятельности и генетическое постоянство внутренних систем человеческого тела. Врожденный иммунитет часто создает состояние невосприимчивости организма к различным патогенным атакам антигенов.
Принцип работы гуморального иммунитета
На гуморальный иммунитет работают, в основном, B-лимфоциты. Они продуцируются из стволовых клеток костного мозга. Окончательное созревание происходит в селезенке и лимфатических узлах.
О B-лимфоцитах известно, что они делятся на два типа:
- плазматические;
- клетки памяти.
Первые действуют лишь в отношении определенных антигенов. Поэтому организм вынужден производить тысячи разновидностей B-лимфоцитов (чтобы бороться с разными версиями патогенов). Клетки памяти «запоминают» антиген, с которым уже происходила встреча. При повторном контакте они довольно быстро выдают иммунный ответ, что способствует эффективной борьбе.
Знайте! О T-лимфоцитах можно сказать, что они работают с группой B-лимфоцитов сообща.
Механизм деятельности гуморального иммунитета выглядит следующим образом:
- макрофаг поглощает вторгшийся в организм антиген и расщепляет его внутри себя, после этого частички антигена выставляются на поверхности мембраны макрофага;
- макрофаг предъявляет фрагменты антигена Т-хелперу, который в ответ начинает вырабатывать интерлейкины – особые вещества, под влиянием которых начинается размножение Т-хелперов и цитотоксических Т-лимфоцитов (Т-киллеров);
- В-лимфоцит встречается с антигеном, происходит активация лимфоцита, он превращается в плазматическую клетку, вырабатывающую иммуноглобулины;
- часть плазматических клеток в дальнейшем превращается в клетки памяти, циркулирующие в крови на случай повторной встречи с антигеном.
Снижение гуморального иммунитета у ребенка объясняется несколькими факторами:
- наличием родовой травмы;
- тяжелым течением беременности;
- плохой наследственностью;
- нарушениями в работе ЖКТ;
- ранним отказом от грудного вскармливания;
- нарушением режима искусственного питания, недостаточным поступлением полезных элементов;
- неконтролируемым употреблением лекарственных препаратов;
- сильной психологической травмой;
- плохой экологической обстановкой в месте проживания.
Частые заболевания одного и того же характера требуют детального изучения. Состояние иммунитета доктор может определить, проведя анализ и проверив полученные показатели. Снижение уровня иммуноглобулинов иногда объясняется нарушением белкового синтеза. Дополнительно влияет на этот параметр увеличение их распада. Повышенный уровень гликопротеинов указывает на усиленный синтез и снижение их распада.
Витамин Д стимулирует функции макрофагов и синтеза антимикробных пептидов. Его недостаток сказывается на повышении частоты возникновения простудных и аутоиммунных заболеваний. К этим категориям стоит отнести такие опасные патологии как сахарный диабет, рассеянный склероз, волчанку, псориаз. Кроме всего прочего витамин участвует в дифференцировке иммунокомпетентных клеток. Учеными доказана прямая зависимость функционирования иммунной системы от участия витамина D.