Клеточный и гуморальный противовирусный иммунитет
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.
Гуморальный противовирусный иммуннитет. Клеточный противовирусный иммунный ответ.Гуморальный противовирусный иммунный ответ в основном рассматривают как благоприятный для организма процесс, который в сочетании с клеточными иммунными механизмами, как правило, способствует выздоровлению. Однако существуют вирусы (герпесвирусы, гепатита В и др.), которые, несмотря на иммунный статус, длительно персистируют в организме хозяина. При некоторых вирусных инфекциях возможны иммунопатологические реакции. Так, антитела против вируса денге способствуют повышению его вирулентности у частично иммунных особей. Опосредованное антителами усиление репликации вируса денге в макрофагах объясняется повышенным связыванием иммунных комплексов с Fc-рецепторами клеточной поверхности. Иммунокомплексная патология лежит в основе патогенеза ряда вирусных инфекций, в том числе при лимфоцитарном хориоменингите и алеутской болезни норок. Следовательно, одним из важных аспектов защиты от данных инфекций является разработка высокоиммуногенных вакцин. Проникновение вирусов в организм, как правило, сопровождается образованием вируснейтрализующих антител. Исключение составляют ряд вирусов и прежде всего, вирус африканской чумы свиней. Инфицирование этим вирусом не индуцирует синтез вируснейтрализующих антител, хотя в сыворотке крови выявляют комплементсвязывающие, преципитирующие и задерживающие гемадсорбцию антитела. Отсутствие вируснейтрализующих антител обусловливает неспособность организма связывать и элиминировать циркулирующий вирус, что сопровождается высокой летальностью и сводит на нет попытки создания эффективной вакцины. Важное значение антител в защите от заболевания можно продемонстрировать следующим примером. Дети с тяжелой агаммаглобулинемией выздоравливают нормально от кори, но очень плохо защищены от паралитического полиомиелита, несмотря на прививку живой полиовирусной вакциной. Такие дети имели нормальный, опосредованный клетками и интерфероном иммунитет, нормальный фагоцитоз и нормальную систему комплемента, но не могли образовывать антитела, которые особенно важны, чтобы вирус с током крови не попал в нервную систему. Следует отметить, что полиовирус имеет два органа-мишени: кишечник и центральную нервную систему, которые поражаются в указанной последовательности.
Наряду с гуморальными факторами, играющими важную роль в ограничении распространения вирусов в организме, существенное значение при различных вирусных инфекциях имеет клеточный иммунитет. Так, убедительно доказано значение цитотоксических Т-клеток в формировании специфического иммунного статуса при многих системных инфекциях, особенно вызываемых вирусами «второй категории». Об этом свидетельствует, например, необычайно тяжелое течение болезни, обусловленное вирусом герпеса у детей с иммунодефицитом, связанным с дефектом Т-клеточной системы. Известно, что репликация аттенуированного вируса необходима прежде всего для развития выраженного клеточного иммунитета, в то время как инактивированные вакцины индуцируют, главным образом, гуморальный иммунный ответ. Кроме того, иммунизация живыми вакцинами через слизистые покровы может приводить и к выраженному местному синтезу антител, которые способны эффективно предотвращать локальную колонизацию (например, кишечника энтеропатогенными вирусами, а дыхательного тракта респираторными вирусами), блокируя таким образом развитие инфекции уже на уровне места проникновения и репликации вируса. С учетом указанной взаимосвязи, несомненный интерес представляют вирусы со строго дифференцированным тропизмом в отношении клеток слизистого покрова, в защите которых главенствующая роль принадлежит факторам иммунной системы слизистых покровов. К широко распространенным вирусным инфекциям респираторного тракта человека и животных относятся грипп, парагрипп и респираторно-синцитиальная инфекция. Они считаются «локальными» инфекциями: клетки эпителия дыхательных путей представляют не только «входные ворота» возбудителя, но и основное место его репликации. Разрушение цилиарного эпителия воздухоносных путей часто сопровождается активацией нормальной микрофлоры респираторного тракта и развитием секундарной инфекции. При гриппе и других респираторных вирусных инфекциях на поверхности эпителиальных клеток дыхательных путей прочно фиксируются секреторные антитела класса IgA (11S), которые являются первым и главным звеном защиты организма. Однако следует отметить, что нижние отделы респираторного тракта человека содержат большее количество IgG, чем носоглоточная область. Секреторные IgA отличаются от сывороточных антител меньшей специфичностью, поскольку они способны нейтрализовать инфекционную активность гетерологичных штаммов в пределах подтипа. Среди секреторных и сывороточных антител наибольшее значение имеют вирусспецифические антитела к поверхностным гликопротеинам и, главным образом, к НА. Если антитела к НА нейтрализуют инфекционность вируса, то антитела к NA в основном ограничивают распространение инфекции, снижая ее интенсивность. Помимо антител к гликопротеинам при респираторной инфекции образуются антитела к внутренним белкам вируса, в основном к нуклеопротеину (NP) и матриксному (М) белку. В отличие от поверхностных штаммоспецифических гликопротеинов, внутренние белки являются типоспецифическими антигенами, то есть индуцируют синтез антител, образующих иммунные комплексы со всеми штаммами вируса одного типа. Несмотря на индукцию гуморального и клеточного ответа, NP-белок вируса гриппа не создавал протективного иммунитета. Протективный эффект при пассивном переносе сывороточных IgG (особенно анти-НА) подтверждает их главную роль в гуморальном иммунитете при гриппе и других респираторных вирусных инфекциях. Устойчивость к респираторным вирусным инфекциям при отсутствии антител в сыворотке крови приписывают действию специфически сенсибилизированных цитотоксических Т-лимфоцитов. Адаптивный перенос таких клеток защищал мышей даже от летального инфицирования вирусом гриппа. С их присутствием связывают относительно высокую (50%) частоту субклинических инфекций в период пандемий гриппа. Такие клетки обнаруживали в периферической крови иммунных доноров и в легких привитых мышей. Они взаимодействуют в основном с перекрестно-реагирующими детерминантами внутренних белков вируса гриппа одного типа. Несмотря на то, что некоторые из них «узнают» НА вируса, тем не менее для большинства перекрестно реагирующих Тц-лимфоцитов основной «мишенью» является вирионный белок NP. Полагают, что свойством различать антигенные детерминанты обладает особый клон Тц-лимфоцитов, наделенный иммунологической памятью, которая усиливается при естественном инфицировании организма. Время полужизни вирусспецифических Тц-лимфоцитов у человека составляет 2—3 года. К специфическим факторам клеточного иммунитета относят также Тц-клетки с гиперчувствительностью замедленного типа. Антителозависимая цитотоксичность определяется всецело наличием антител и является своеобразным связующим звеном между клеточным и гуморальным иммунитетом. Это же положение подтверждается на примере Т-хелперов, которые способствуют продукции как Тц-лимфоцитов, так и антител. При первичном инфицировании, когда еще не развились специфические факторы защиты, в борьбу с возбудителем включаются клеточные и гуморальные факторы неспецифической резистентности. Индуцируемая вирусом гриппа активность естественных киллеров (NK) обусловлена главным образом НА- и NA-антигенами. Таким образом, иммунитет при гриппе ассоциируется с развитием гуморального ответа, а также формированием вирусспецифического клеточного иммунитета. Основные факторы гуморального иммунитета — вируснейтрализующие антитела секретов и сыворотки — обеспечивают защитный эффект в основном при реинфекции вирусом, проявляющейся даже спустя много лет после первичного инфицирования. Наибольшее значение для защиты имеют штаммспецифические антитела к НА вируса. Иммунитет, индуцированный инактивированными гриппозными вакцинами, связывают с действием сывороточных антител. Живые вакцины обеспечивают длительный местный иммунитет слизистых оболочек с синтезом секреторных антител и, кроме того, транзиторный ответ сывороточных антител. Устойчивость организма к респираторным вирусам, как, впрочем, и ко многим другим вирусам, представляет собой многофакторный феномен, обусловленный как специфическими факторами иммунитета, так и неспецифической резистентностью. — Вернуться в оглавление раздела «Микробиология.» Оглавление темы «Патогенез и механизмы противовирусной защиты организма.»: |