Клеточным фактором регуляции специфического иммунитета является
Специфическая система иммунитета имеет свои центральные (костный мозг, тимус, фабрициева сумка у птиц, печень у млекопитающих) и периферические органы (селезенка, лимфатические узлы, лимфоидные ткани желудочно-кишечного тракта, а также кровь и лимфа, в которые поступают и непрерывно в них циркулируют все иммунокомпетентные клетки).
Органом иммунитета является лимфоидная ткань, а его основными исполнителями — макрофаги (а также другие антиген-представляющие клетки), различные популяции и субпопуляции Т- и В-лимфоцитов.
Основной мишенью действия иммунной системы являются антигены, подавляющее большинство которых имеет белковую природу.
Лимфоциты представлены двумя большими популяциями — В — и Т-клетками, которые ответственны за специфическое распознавание антигенов. Возникнув из общей исходной, так называемой стволовой клетки, и пройдя соответствующую дифференцировку в центральных органах иммунной системы, Т- и В-лимфоциты приобретают иммунокомпетентность, выходят в кровь и непрерывно циркулируют по организму, выполняя роль его эффективных защитников.
Т-лимфоциты обеспечивают клеточный тип иммунных реакций, а В-лимфоциты — гуморальный тип иммунного ответа.
Дифференцировка предшественников Т-лимфоцитов в иммунокомлетентные клетки («обучение») происходит в тимусе под влиянием гуморальных факторов, секретируемых тимусом; созревание В-лимфоцитов — у птиц в бурсе, у млекопитающих сначала в печени плода, а после рождения в костном мозге.
Зрелые В- и Т-лимфоциты приобретают способность распознавать чужеродные антигены. Они покидают костный мозг и тимус и заселяют селезенку, лимфатические узлы и другие скопления лимфатических клеток. Подавляющее большинство Т- и В-лимфоцитов циркулирует в крови и лимфе. Такая постоянная циркуляция обеспечивает контакт как можно большего числа соответствующих лимфоцитов с антигеном (вирусом).
Каждая В-клетка генетически запрограммирована на синтез антител к одному определенному антигену. Встретив и распознав этот антиген, В-клетки размножаются и дифференцируются в активные плазматические клетки, секретирующие антитела на данный антиген. Другая часть В-лимфоцитов, пройдя 2—3 цикла деления, превращается в клетки памяти, которые не способны к выработке антител. Они могут жить много месяцев и даже лет без деления, циркулируя между кровью и вторичными лимфоидными органами. Быстро распознают антиген при повторном его поступлении в организм, после чего клетки памяти приобретают способность к делению и превращаются в плазматические клетки — секретирующие антитела.
Таким же образом образуются клетки памяти из Т-лимфоцитов. Это можно назвать «резервом» иммунокомпетентных клеток.
Клетки памяти определяют продолжительность приобретенного иммунитета. При повторном контакте с данным антигеном они быстро превращаются в клетки-эффекторы. При этом В-клетки памяти обеспечивают синтез антител в более короткий срок, в большем количестве и в основном IgG. Установлено, что существуют Т-хелперы, которые определяют переключение классов иммуноглобулинов.
Различают два варианта выдачи иммунного ответа в форме биосинтеза антител:
- первичный ответ — после первой встречи организма с анти — 1 сном;
- вторичный ответ — при повторном контакте с антигеном, через 2—3 нед.
Они различаются по следующим показателям: продолжительностью латентного периода; скоростью нарастания титра антител, общего количества синтезируемых антител; последовательностью синтеза иммуноглобулинов различных классов. Клеточные механизмы первичного и вторичного иммунных ответов также отличаются.
При первичном иммунном ответе отмечают: биосинтез антител после латентного периода продолжается 3— 3 дней; скорость синтеза антител относительно невелика; титр антител не достигает максимальных значений; первыми синтезируются IgM, затем IgG и позже IgA и IgE. Вторичный иммунный ответ характеризуется: латентный период — в пределах нескольких часов; скорость синтеза антител имеет логарифмический характер; титр антител достигает максимальных значений; синтезируется сразу IgG.
Вторичный иммунный ответ обусловлен клетками иммунной памяти.
Т-клетки имеют несколько популяций с различными функциями. Одни взаимодействуют с В-клетками, помогая им размножаться, созревать и образовывать антитела, а также активируют макрофаги — хелперные Т-клетки (Тх); другие угнетают иммунные реакции — супрессорные Т-клетки (Тс); третья популяция Т-клеток осуществляет разрушение клеток организма, зараженных вирусами или иными агентами. Этот тип активности назван цитотоксичностью, а сами клетки — цитотоксическими Т-клетками (Тц) или Т-киллерами (Тк).
Поскольку Т-хелперы и Т-супрессоры действуют как регуляторы иммунного ответа, эти два типа Т-лимфоцитов называют Т-клетками регуляторами.
Существенным фактором в противовирусном иммунитете являются макрофаги. Они не просто уничтожают чужеродные антигены, но и предоставляют антигенные детерминанты для запуска цепи иммунных реакций (презентируют). Поглощенные макрофагами антигены расщепляются на короткие фрагменты (антигенные детерминанты), которые связываются с молекулами белков главного комплекса гистосовместимости (ГКГС I, II) и транспортируются на поверхность макрофагов, где они распознаются Т-лимфоцитами (Тх, Тк) и В-лимфоцитами, что приводит к их активации и размножению.
Т-хелперы, активируясь, синтезируют факторы (медиаторы) для стимуляции В- и Т-лимфоцитов. Активированные Т-киллеры размножаются и образуется пул цитотоксических Т-лимфоцитов, способных обеспечить гибель клеток-мишеней, т. е. клеток, зараженных вирусом.
Главным свойством всех клеток-киллеров является то, что под их влиянием и клетке-мишени запускаются механизмы алоптоза (запрограммированной гибели клетки). Лизис клетки происходит после отсоединения киллера, что позволяет одному киллеру лидировать несколько клеток-мишеней. В процессе лизиса участвуют секретируемые лимфоцитами перфорины и гранзимы. Перфорин, встраиваясь в мембрану клетки, формирует в ней канал, через который в клетку проникает пода. Клетка разбухает и лизируется. Считают, что гранзимы обусловливают индукцию апоптоза.
Активированные В-лимфоциты размножаются и дифференцируются в плазматические клетки, которые синтезируют и секретируют антитела соответствующего класса (IgM, IgG, IgA, IgD, IgE).
Координированное взаимодействие макрофагов, Т- и В-лимфоцитов при встрече с антигеном обеспечивает как гуморальный, так и клеточный иммунный ответ. Для всех форм иммунного ответа требуется согласованное взаимодействие основных факторов иммунной системы: макрофагов, Т-, В-лимфоцитов, NK-клеток, системы интерферонов, комплемента, главной системы гистосовместимости. Взаимодействие между ними осуществляется с помощью разнообразных синтезируемых и секретируемых медиаторов.
Медиаторы, вырабатываемые клетками иммунной системы и участвующие в регуляции ее активности, получили общее название цитокинов (от греч. cytos — клетка и kineo — приводить в движение). Их подразделяют на монокины — медиаторы, продуцируемые моноцитами и макрофагами; лимфокины — медиаторы, секретируемые активированными лимфоцитами; лимфокины, которые химически идентифицированы и получены в чистом виде. В 1979 г. было предложено назвать их интерлейкинами. Они обозначаются номерами — 1, 2, 3, 4, 5 и т. д. Семейство интерлейкинов пополняется новыми представителями, которые осуществляют взаиморегуляцию иммунной, нервной и эндокринной систем. Все иммунокомпетентные клетки на своих мембранах несут уникальные рецепторы, с помощью которых они распознают и воспринимают сигналы от других иммунных клеток, перестраивают свой метаболизм, синтезируют или устраняют свои собственные рецепторы. Благодаря этому все клетки иммунной системы функционируют как хорошо отлаженная система.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
ВИДЫ И ФАКТОРЫ ИММУНИТЕТА.
ВРОЖДЕННЫЙ И ПРИОБРЕТЕННЫЙ ИММУНИТЕТ
1.1. Формы иммунитета
1.2. Виды иммунитета
1.3. Регуляция иммунного ответа
1.1. ФОРМЫ ИММУНИТЕТА
Специфический иммунный ответ развивается в организме параллельно с развитием инфекции или после вакцинации и приводит к формированию ряда специфических эффекторных механизмов противоинфекционной защиты:
- Гуморальный иммунный ответ (Влимфоцит);
- Клеточный иммунный ответ (Тлимфоцит);
- Иммунологическая память (Т и Влимфоциты);
- Иммунологическая толерантность.
К этим механизмам относятся эффекторные молекулы (антитела) и эффекторные клетки (Тлимфоциты и макрофаги) иммунной системы.
Гуморальные иммунные реакции
В гуморальных иммунных реакциях участвуют три клеточных типа: макрофаги (Агпредставляющие клетки), Тхелперы и Влимфоциты.
Агпредставляющие клетки фагоцитируют микроорганизм и перерабатывают его, расщепляя на фрагменты (процессинг Аг). Фрагменты Аг выставляются на поверхности Агпредставляющей клетки вместе с молекулой МНС. Комплекс «Агмолекула МНС класса II» предъявляется Тхелперу. Распознавание комплекса Тхелпером стимулирует секрецию ИЛ1 макрофагами.
Тхелпер под действием ИЛ1 синтезирует ИЛ2 и рецепторы к ИЛ2; последний стимулирует пролиферацию Тхелперов, а также ЦТЛ. Таким образом, после взаимодействия с Агпредставляющей клеткой Тхелпер приобретает способность отвечать на действие ИЛ2 бурным размножением. Биологический смысл этого явления состоит в накоплении Тхелперов, обеспечивающих образование в лимфоидных органах необходимого пула плазматических клеток, вырабатывающих АТ к данному Аг.
Влимфоцит. Активация Влимфоцита предполагает прямое взаимодействие Аг с молекулой Ig на поверхности Вклетки. В этом случае сам Влимфоцит перерабатывает Аг и представляет его фрагмент в связи с молекулой МНС II на своей поверхности. Этот комплекс распознает Тхелпер, отобранный при помощи того же Аг. Узнавание рецептором Тхелпера комплекса Агмолекула МНС класса II на поверхности Влимфоцита приводит к секреции Тхелпером ИЛ2, ИЛ4, ИЛ5, ИЛ6, под действием которых Вклетка размножается, образуя клон плазматических клеток (плазмоцитов). Плазмоциты синтезируют антитела. Часть зрелых Влимфоцитов после антигензависимой дифференцировки циркулируют в организме в виде клеток памяти.
Антитела, специфически взаимодействуя с антигенными детерминантами (эпитопами) на поверхности микроорганизмов, образуют с ними иммунные комплексы, что ведет к активации мембраноатакующего комплекса системы комплемента и лизису микробных клеток. Кроме того, иммунные комплексы, включающие микроорганизмы и специфические антитела, быстрее и легче захватываются фагоцитирующими клетками организма при участии Fcрецепторов. При этом ускоряется и облегчается внутриклеточная гибель и переваривание. Защитная роль антител в антитоксическом иммунитете определяется также их способностью нейтрализовать токсины. Секреторные иммуноглобулины класса А обеспечивают местный специфический иммунитет слизистых оболочек, препятствуя прикреплению и проникновению патогенных микроорганизмов.
Вместе с тем гуморальная защита малоэффективна против внутриклеточно паразитирующих бактерий, риккетсий, хламидий, микоплазм, грибов, простейших и вирусов. Против этих возбудителей более эффективны клеточные механизмы специфического иммунитета, к которым относится иммунное воспаление реакция гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) и цитотоксическая активность Ткиллеров, NКклеток, макрофагов.
Рис. 1. Гуморальный иммунный ответ.
В результате кооперации макрофагов, Тхелперов и Влимфоцитов и дальнейшей дифференцировки
Влимфоцитов в плазматические клетки, последние продуцируют антитела, которые нейтрализуют антиген.
Клеточные иммунные реакции
В очаге иммунного воспаления Тэффекторы ГЗТ, активированные при контакте с микробными антигенами, продуцируют лимфокины, индуцирующие микробоцидные механизмы фагоцитов. В результате усиливается внутриклеточная гибель захваченных фагоцитами возбудителей.
Гибель клеток»мишеней» вместе с паразитирующими в них возбудителями может наступить вследствие их распознавания Ткиллерами, специфически сенсибилизированных против микробных антигенов.
Другой механизм гибели зараженных клеток носит название антителозависимой цитотоксичности (АЗЦТ). Он заключается в распознавании микробных антигенов на мембране зараженной клетки»мишени» антителами, адсорбированными на Fcрецепторах NKклеток или макрофагов. При этом цитотоксичность является результатом действия лизосомных ферментов и других продуктов секреции данных клеток.
В целом клеточные механизмы обеспечивают защиту организма против факультативно и облигатно внутриклеточных паразитов, что позволяет оценивать напряженность специфического иммунитета по результатам кожноаллергической реакции. Этим же объясняется и тот факт, что наиболее эффективными для специфической профилактики таких инфекций являются вакцины из живых ослабленных микроорганизмов, активирующие клеточные механизмы иммунитета.
Рис. 2. Клеточный иммунный ответ опосредован активированными
Тхелперами макрофагами и другими фагоцитирующими клетками, а также цитотоксическими Тлимфацитами.
Иммунологическая память
Иммунологическая память способность организма отвечать на повторное введение антигена иммунной реакцией, характеризующейся большей силой и более быстрым развитием.
Клетки иммунологической памяти долгоживущие Т и Влимфоциты, сохраняющие многие годы способность реагировать на повторное введение антигена, так как вырабатываются рецепторы к этому антигену. Иммунологическая память проявляется как ускоренный специфический ответ на повторное введение антигена.
Иммунологическая память к антигенным компонентам окружающей среды лежит в основе аллергических заболеваний, а к резусантигену (возникает при резуснесовместимости беременности) в основе гемолитической болезни новорожденных. Феномен иммунологической памяти используется в практике вакцинации людей.
Иммунологическая толерантность
Иммунологическая толерантность явление, противоположное иммунному ответу и иммунологической памяти, проявляющееся в том, что на введение антигена вместо выработки иммунитета в организме развивается ареактивность, инертность, отсутствие ответа на антиген.
Иммунный ответ против собственных тканей организма в нормальных условиях не развивается, т.е. иммунная система толерантна к подавляющему большинству Аг тканей организма (аутоантигены). Искусственная толерантность к чужеродным Аг может быть вызвана иммунизацией по определенной схеме (например, толерантность «низкой дозы» дробное введение Аг в возрастающих количествах или толерантность «высокой дозы» однократное введение Аг в высокой дозе).
1.2. ВИДЫ ИММУНИТЕТА
Многообразие систем защиты организма позволяют человеку оставаться невосприимчивым к действию инфекционных агентов.
Видовой иммунитет (врожденный) генетически закрепленная невосприимчивость присущая каждому виду. Например, человек никогда не заболевает чумой крупного рогатого скота. Крысы резистентны к дифтерийному токсину.
Приобретенный иммунитет формируется в течение жизни индивидуума и не передается по наследству; может быть естественным и искусственным, активным и пассивным.
Естественно приобретенный иммунитет (активный) развивается после перенесенного инфекционного заболевания, протекавшего в клинически выраженной форме, либо после скрытых контактов с микробными Аг (так называемая бытовая иммунизация). В зависимости от свойств возбудителя и состояния иммунной системы организма невосприимчивость может быть пожизненной (например, после кори), длительной (после брюшного тифа) или сравнительно кратковременной (после гриппа).
Инфекционный (нестерильный) иммунитет особая форма приобретенной невосприимчивости; не является следствием перенесенной инфекции, обусловлен наличием инфекционного агента в организме. Невосприимчивость исчезает сразу после элиминации возбудителя из организма (например, туберкулез; вероятно, малярия).
Естественный пассивный иммунитет связан с переносом IgG от матери к плоду через плаценту (передача по вертикали) или с грудным молоком (SIgA) новорожденному. Это обеспечивает устойчивость новорожденного ко многим возбудителям в течение некоторого, обычно индивидуально варьирующего срока.
Искусственно приобретенный иммунитет. Состояние невосприимчивости развивается в результате вакцинации, серопрофилактики (введение сыворотки) и других манипуляций.
Активно приобретенный иммунитет развивается после иммунизации ослабленными или убитыми микроорганизмами либо их антигенами. В обоих случаях организм активно участвует в создании невосприимчивости, отвечая развитием иммунного ответа и формированием пула клеток памяти.
Пассивно приобретенный иммунитет достигается введением готовых АТ или, реже, сенсибилизированных лимфоцитов. В таких ситуациях иммунная система реагирует пассивно, не участвуя в своевременном развитии соответствующих иммунных реакций.
Иммунитет может формироваться против микроорганизмов, их токсинов, вирусов, антигенов опухолей. В этих случаях иммунитет называют антимикробным, антитоксическим, антивирусным, противоопухолевым соответственно. При трансплантации несовместимых тканей возникает трансплантационный иммунитет (реакция отторжения трансплантата).
Поступление в организм антигена через дыхательные пути, пищеварительный тракт и другие участки слизистых поверхностей и кожи нередко обуславливает развитие выраженной локальной иммунной реакции. В таких случаях речь идет о местном иммунитете.
1.3. РЕГУЛЯЦИЯ ИММУННОГО ОТВЕТА
Интенсивность и продолжительность иммунного ответа контролируется и регулируется при участии ряда механизмов обратной связи на генетическом, клеточном и организменном уровнях.
Генетический контроль иммунного ответа связан с наличием конкретных генов, контролирующих синтез и выход специфических рецепторов на поверхность иммунокомпетентных клеток, что непосредственно влияет на уровень представления и распознавания антигена.
Иммунная система представляет собой комплекс взаимодействующих клеток, связанных между собой внутренними регуляторными связями посредством цитокинов.
На уровне организма осуществляется взаимодействие нервной, эндокринной и иммунной систем, иммунный ответ контролируется и регулируется нейрогуморальными механизмами, среди которых ведущую роль играют кортикостероидные гормоны, подавляющие процессы пролиферации, дифференцировки и миграции лимфоидных клеток и ингибирующие биосинтез интерлейкинов.
Воспаление сумма защитноадаптивных реакций, развивающихся в тканях при их повреждении; впоследствии они могут полностью восстанавливать свою структуру и функции либо в них формируются стойкие дефекты. Хорошо известны классические признаки, характеризующие острое воспаление: покраснение, отек, боль, локальное повышение температуры и нарушение функций органа или ткани. Если интенсивность острой реакции оказывается недостаточной для элиминации возбудителя, то она меняет свои характеристики и принимает хроническое течение.
С позиции защиты от патогенов большинство системных реакций острого воспаления резко изменяет лимфо и кровообращение в очаге. Вазодилатация и повышение проницаемости капилляров облегчает выход из просвета капилляров больших молекул (например, компонентов комплемента) и полиморфонуклеаров. Весьма важным фактором является снижение рН в воспаленных тканях, обусловленное преимущественно секрецией молочной кислоты фагоцитами. Снижение рН оказывает губительное действие на бактерии, повышает микробицидную активность низкомолекулярных органических кислот и снижает резистентность к действию антимикробных химиопрепаратов.
Любое инфекционное воспаление начинается с запуска комплементарного каскада и активации свертывающей системы, многие компоненты которых известны как медиаторы воспалительных реакций.