Механизм первичного иммунного ответа гуморального звена иммунитета

Гуморальный иммунитет – это одна из составляющих сложной иммунной системы человека, призванной оберегать организм от развития тех или иных заболеваний, что осуществляется за счет разных механизмов. Рассмотрим, каковы функции этого иммунного звена, и каким образом они осуществляются.

Что такое гуморальный иммунитет?

Клеточный и гуморальный иммунитет – два условно разделяемых вида иммунитета, тесно взаимосвязанных, при этом выполняющих разные функции. Основное их различие заключается в объектах, на которые они воздействуют. Так, клеточный иммунитет призван распознавать и ликвидировать болезнетворные грибки, бактерии, вирусы, а также чужеродные клетки, собственные измененные (атипичные) клетки. Гуморальный иммунитет направлен на уничтожение патогенов, которые пребывающих во внеклеточном пространстве и крови.

Что обеспечивает гуморальный иммунитет?

Чтобы понять принципы функционирования этой части защитной системы организма, рассмотрим, какие клетки обеспечивают гуморальный иммунитет. В данном случае защитные функции выполняют белковые молекулы, циркулирующие в плазме крови и других жидкостях (слюне, слезной жидкости, ликворе и так далее). Эти белковые образования производятся разными клетками организма. К ним относятся:

• С-реактивный белок (белок острой фазы);
• лизоцим (фермент);
• муцин (мукопротеин);
• интерфероны (гликопротеины);
• интерлейкины (цитокины);
• белки комплементной системы (пропердин и прочие).

Механизм гуморального иммунитета

Важную роль в функционировании гуморального иммунитета играют клетки B-лимфоциты. Эти клетки, являющиеся разновидностью лимфоцитов, вырабатываются в красном костном мозге стволовыми клетками. На их поверхности находятся особые рецепторы, распознающие антигены – любые вещества, рассматриваемые организмом в качестве потенциально опасных и подлежащих ликвидации (такие вещества содержат болезнетворные микроорганизмы).

Если в организм проникает чужеродный агент, B-лимфоциты, распознающие его по антигенам, активизируются и превращаются в плазматические клетки, которые способны вырабатывать иммуноглобулины. Иммуноглобулины – антитела, представляющие собой белковые соединения, работа которых заключается в препятствии размножения патогенов и нейтрализации выделяемых ими токсинов в кровяном и лимфатическом потоках.

По составу, строению и функциям иммуноглобулины делятся на пять классов, обозначаемых так:

• IgA;
• IgD;
• IgE;
• IgG;
• IgM.

Гуморальный иммунитет связан с такими понятиями, как первичный и вторичный иммунный ответ. Иммунный ответ – цепочка последовательных сложных процессов, протекающих в иммунной системе после обнаружения антигена. Различают:

1. Первичный иммунный ответ – возникает после первой встречи с антигеном, характерна низкая скорость образования антител и появление последних в сравнительно невысоких титрах. Помимо того, этот тип ответа имеет следующие особенности:

• латентный период длительностью 2-5 дней, во время которого происходит распознавание антигенов и образование клонов плазматических клеток;
• синтез IgM (через 2-3 суток);
• синтез IgG (максимум выработки достигается на 10-14 день);
• увеличение уровней IgA, IgE и IgD;
• формирование комплексов антиген-антитело, активирующих систему комплемента.

2. Вторичный иммунный ответ – характерен для повторной встречи с тем же самым антигеном. Для него характерна высокая скорость антителообразования, максимальные титры антител и длительное их циркулирование. Особенности его таковы:

• образование антител возможно при малом уровне антигенов;
• так как в организме уже имеются долгоживущие клоны антигенспецифических В-лимфоцитов памяти, выработка антител происходит быстрее (через 1-3 дня);
• среди антител доминируют высокоспецифичные IgG (пик образования приходит на 3-5 сутки).

Виды гуморального иммунитета

Можно выделить две последовательных реакции гуморального иммунитета:

• индуктивная – стадия, на которой происходит распознавание антигена благодаря рецепторам В-лимфоцитов;
• продуктивная – превращение B-лимфоцитов в плазматические клетки, выработка антител и образование клеток памяти, за чем следует замедление иммунных процессов.

Гуморальный иммунитет характеризуется тем, что иммунный ответ при вторжении чужеродных агентов обладает такими свойствами:

• специфичность – направленность реактивности на определенный антиген;
• потенцирование – способность давать усиление ответа при последующих поступлениях в организм одного и того же антигена;
• иммунологическая память – распознавание и ответ на проникновение одного и того же антигена во второй и последующий разы, даже через большие промежутки времени.

В зависимости от происхождения гуморальный иммунитет подразделяется на два основных вида:

1. Врожденный – наследственно передаваемая способность обезвреживать чужеродные агенты, существующая с рождения, до их попадания в организм.
2. Приобретенный (естественный и искусственный) – способность обезвреживать чужеродные агенты, которая вырабатывается в процессе жизни после проникновения их в организм или при передаче готовых антител от матери с грудным молоком.

Гуморальные факторы иммунитета

Гуморальные факторы врожденного иммунитета – это вещества, циркулирующие во внеклеточных жидких средах организма и служащие для обезвреживания вредоносных агентов и обеспечения активности иммунных реакций.

В конечном итоге гуморальный иммунный ответ сводится к одному из четырех процессов:

• фагоцитоз – захватывание и переваривание чужеродных частичек;
• опсонизация – обезвреживание частиц для последующего фагоцитоза;
• хемотаксис – направленная миграция лейкоцитов к очагу внедрения патогенов;
• лизис – растворение патогенных частичек, атипичных клеток.

Важнейшим компонентом и врожденного, и приобретенного гуморального иммунитета является система комплемента. Она представляет собой комплекс около 20 взаимодействующих между собой белковых компонентов, синтезируемых преимущественно в печени. Они работают как каскад биохимических реакций, активизирующихся одним из трех путей: классическим (с участием антител), альтернативным и лектиновым путями (активизируются без присутствия антител).

Специфический гуморальный иммунитет

Специфический иммунитет человека – одна из фаз защитной реакции организма, для которой характерно распознавание чужеродных клеток и выработка факторов защиты, направленных конкретно против них. Специфические факторы иммунитета – антитела и иммуноглобулины, вырабатываемые костным мозгом, селезенкой, лимфатической тканью. Процессы специфического иммунного ответа пересекаются и во многом дополняют неспецифический иммунитет.

Неспецифический гуморальный иммунитет

Гуморальные факторы неспецифического иммунитета – белки плазмы крови (интерфероны, маркеры), секреты желез, некоторые ферменты (лизоцим). Они обеспечивают первый этап борьбы с патогенами, запускаемый сразу после проникновения в организм. Данная фаза защитной реакции предусматривает первичное разрушение чужеродных клеток и формирование очага воспаления. Неспецифический иммунитет ассоциируют с общей сопротивляемостью организма.

Оценка гуморального иммунитета

Для того, чтобы оценить функциональную полноценность иммунной системы, выявить, с какими возможными нарушениями работает гуморальный иммунитет, анализ крови берется на определение уровня таких показателей:

• иммуноглобулины IgA, IgG, IgM, IgD, IgЕ;
• C-реактивный протеин;
• С3 и С4 компоненты комплемента;
• циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК);
• В-лимфоциты.

Существует несколько правил подготовки к исследованию:

1. Кровь сдается натощак (можно только пить воду перед анализом).
2. За сутки до исследования нельзя употреблять алкоголь.
3. За 3 часа до анализа запрещено курить.
4. Исключить эмоциональные и физические нагрузки.
5. Прием медикаментов перед исследованием должен быть оговорен с врачом.

В-лимфоциты повышены

Увеличение уровня В-лимфоцитов (повышенная активация В-лимфоцитов) может свидетельствовать о таких патологических состояниях:

• аутоиммунные заболевания;
• хронические заболевания печени;
• цирроз;
• бронхиальная астма;
• паразитарные и грибковые инфекции;
• муковисцидоз;
• хронический В-лимфолейкоз.

В-лимфоциты понижены

Если В-лимфоциты ниже нормы, это может быть связано с:

• физиологическими и врожденными гипогаммаглобулинемиями и агаммаглобулинемиями;
• острой вирусной или хронической бактериальной инфекцией;
• новообразованиями иммунной системы;
• состоянием после удаления селезенки.

Как повысить гуморальный иммунитет?

Чтобы усилить иммунный ответ организма, рекомендуется подкорректировать образ жизни:

1. Отказаться от вредных привычек.
2. Ежедневно бывать на свежем воздухе.
3. Полноценно отдыхать, спать не менее 8 часов в сутки.
4. Заниматься спортом.
5. Придерживаться здорового рациона питания.

При серьезных нарушениях гуморального звена иммунитета назначаются препараты-иммуностимуляторы, к которым относятся:

• Спленин;
• Полиоксидоний;
• Натрия нуклеинат;
• Глутоксим.

ЛЕКЦИЯ №7. МЕХАНИЗМЫ ИММУННОГО ОТВЕТА

Содержание

1. Стадии иммунного ответа по клеточному типу

2. Стадии иммунного ответа по гуморальному типу

3. Цитолиз антигена с участием системы комплемента

4. Цитолиз антигена путем фагоцитоза

5. Цитолиз антигена с участием цитотоксических Т-лимфоцитов (Т-киллеров)

6. Регуляция иммунного ответа

Иммунный ответ – это процесс вз/д клеток иммунной системы, который индуцируется антигеном и приводит к образованию АТ или иммунных лимфоцитов. При этом специфические реакции всегда сопровождается неспецифическими: такими как фагоцитоз, активация комплемента, НК-клеток и т.д.

По механизму формирования различают 2 типа иммунного ответа: клеточный и гуморальный.

Клеточный иммунный ответ формируется в основном на АГ вирусов, опухолевых клеток и пересаженных чужеродных клеток. Его основные эффекторные клетки – Т-лимфоциты: Т-хелперы, Т-киллеры а также Т-клетки памяти.

Гуморальный иммунный ответ – это основа антитоксического, антибактериального и антигрибкового иммунитета. В его развитии участвуют В-ЛФ: они дифференцируются в плазматические клетки, синтезирующие антитела; и В-клетки памяти.

Развитие того или иного типа иммунного ответа направляется цитокинами Т-хелперов. В зависимости от секретируемых цитокинов Т-хелперы подразделяются на Т-хелперы 1-го, 2-го и 3-го типа.

Т-хелперы 1го типа выделяют ИЛ -2, 7, 9, 12, 15, γ-ИФН и TNF-α. Эти цитокины – основные индукторы клеточного иммунного ответа и соответствующего воспаления.

Т-хелперы 2го типа выделяют ИЛ – 2, 4, 5, 6, 10, 13, 14 и др., которые активируют гуморальный иммунный ответ.

Т-хелперы 3готипа выделяют трансформирующий фактор роста -β (TGF- β) – это основной супрессор иммунного ответа — их название – Т-супрессоры (не все авторы признают существование отдельной популяции Тх-3).

Механизм иммунного ответа

Для реализации иммунного ответа необходимы три типа клеток – макрофаг (или дендритная клетка), Т-лимфоцит и В-лимфоцит.

Основными стадиями иммунного ответа являются:

1. Эндоцитоз антигена, его обработка и презентация лимфоцитам;

2. Распознавание антигена лимфоцитами;

3. Активация лимфоцитов;

4. Клональная экспансия или пролиферация лимфоцитов;

5. Созревание эффекторных клеток и клеток памяти.

6. Деструкция антигена.

Механизмы цитолиза антигена:

1. Цитолиз антигена с участием системы комплемента

2. Цитолиз антигена путем фагоцитоза

3. Цитолиз антигена с участием цитотоксических Т-лимфоцитов (Т-киллеров)

Цитолиз антигена с участием системы комплемента

1. Комплементзависимый лизис антигена. При появлении во внутренней среде микробных продуктов запускается процесс, который называют активацией комплемента. Активация протекает по типу каскадной реакции, когда каждый предшествующий компонент системы активирует последующий:

При встрече антигена и антитела образуется комплекс белков С1. К ним присоединяются белки С2 и С4К ним присоеденяется белок С3 конвертаза. С3 является центральным компонентом этого каскада. Его активация путем расщепления представляет собой главную реакцию всей цепи активации комплемента. При гидролизе С3 образуются фрагменты белков С3б и С3а. К ним присоединяется белки С5.

Белки С5 и С6 системы комплемента связываются с мембраной клетки антигена, к ним присоединяются белки С7, С8, С9. Эти белки образуют мембраноатакующий комплекс, который образует в мембране антигена пору. Через эту пору мембраноатакующий комплекс проходит в тело антигена и лизирует (разрушает) антиген.

Регуляция иммунного ответа

1. Нейро-эндокринный механизм. Регуляция функций и всех защитных реакций организма, в т.ч. и иммуногенеза, осуществляется под контролем центральной нервной и эндокринной систем. При воздействии микроба-стрессора на периферические ткани и органы чувств сигналы об этом по нервным путям поступают в гипоталамус.Гипоталамус, получив информацию, начинает выделять гормоны, воздействующие на гипофиз– рабочую железу, являющуюся общим регулятором эндокринной системы. Гипофиз выделяет аденокортикотропный гормон (АКТГ). Он поступает в кровь и лимфу и действует на периферические эндокринные железы, в частности на кору надпочечника. Там он стимулирует образование противовоспалительного гормона – кортизона, являющегося иммунодепресантом (угнетает деятельность системы мононуклеарных фагоцитов и иммунокомпетентных клеток, образующих антитела).

Помимо АКТГ, гипофиз выделяет гормон роста (соматотрофный гормон), который наоборот повышает реактивность тканей, стимулирует воспалительную реакцию, деятельность макрофагов, иммуноцитов, плазмоцитов, синтез антител. Гормоны, вырабатываемые в центральных органах СИ(тимозин в тимусе, стимулятор антителопродуцентов (САП) в костном мозге), также влияют на состояние Т- и В-системы иммунитета, обеспечивает нормальное созревание и функционирование.

2. Ауторегуляторный механизм. Пусковая роль в иммунном ответе принадлежит антигенному воздействию на иммунокомпетентные клетки. Важным условием для полноценного иммунного ответа является взаимное кооперирование макрофагов, Т- и В-лимфоцитов. В основе управления деятельности ИС находится ауторегуляторный механизм. Иммунитету, как всякой саморегулирующейся системе, необходимо самоограничение или обратная отрицательная связь. Когда иммунный ответ достигнет пика, включаются тормозные механизмы, снижающие активность образования плазматических и Т-киллеров. Это происходит за счет образования клона Т- и В-супрессоров, клетками-мишенями для которых служат Т-хелперы, плазматические клетки и макрофаги. Кроме того, антитела, вырабатываемые в ходе иммунного ответа, сами на себя или в комплексе с антигеном способны индуцировать синтез антиидиотипических антител.

3. Генетический контроль иммунного ответа осуществляется МНС. Ir – гены контролируют высоту иммунного ответа, Ia – гены играют роль в кооперативном взаимодействии В- и Т-лимфоцитов и макрофагов при иммунном ответе, а также играют роль в функции клеток-супрессоров, подавляющих иммунный ответ.

Интерпретация иммунограммы

1. Характеристика системы врожденного иммунитета:

1. Количество нейтрофилов и моноцитов крови

2. Величина показателей оценки фагоцитоза

3. Уровень естественных киллеров и больших гранулярных лимфоцитов

4. Сывороточный титр комплемента

5. Концентрация отдельных компонентов комплемента в сыворотке крови

6. Концентрация лизоцима в секретах

2. Характеристика клеточного звена иммунитета:

1. содержание CD3+ Т-лимфоцитов (интегральный показатель клеточного звена), CD3+CD4+ Т-лимфоцитов (так называемых Т-хелперов),

2. Содержание CD3+CD8+ Т-лимфоцитов (так называемых Т-киллеров, или цитотоксических Т-лимфоцитов),

3. Содержание CD4+CD25+ Т-лимфоцитов (регуляторных Т-клеток),

4. Содержание CD3-CD16+CD56+ клеток (т.н. естественных киллеров),

5. Содержание CD3+CD16+CD56+ клеток (естественных киллерных Т-лимфоцитов).

Клеточное звено является превалирующим при вирусных, грибковых патогенах, атипичных возбудителях (микоплазмы, хламидии), бактериальных инфекциях с внутриклеточным пребыванием возбудителя (микобактерии), а также при иммунном ответе на опухоли и тканевые формы гельминтов (например, личинки аскариды или трихинеллы).

3. Характеристика гуморального звена иммунитета:

1. Уровни CD3-CD19+, CD3-CD20+, CD3-CD21+ и CD3-CD22+-клеток (В-лимфоцитов в разные фазы созревания),

2. Уровни иммуноглобулинов разных классов (IgМ, IgG, IgE, сывороточного и секреторного IgA).

3. Уровень Т-хелперов (CD3+СD4+ Т-лимфоцитов)

Гуморальное звено является преобладающим при бактериальных инфекциях с внеклеточным пребыванием патогена (стрептококки, стафилококки, эшерихии, синегнойная палочка, протей и др.), а также при полостных протозойных и гельминтных инвазиях.

ЛЕКЦИЯ №7. МЕХАНИЗМЫ ИММУННОГО ОТВЕТА

Содержание

1. Стадии иммунного ответа по клеточному типу

2. Стадии иммунного ответа по гуморальному типу

3. Цитолиз антигена с участием системы комплемента

4. Цитолиз антигена путем фагоцитоза

5. Цитолиз антигена с участием цитотоксических Т-лимфоцитов (Т-киллеров)

6. Регуляция иммунного ответа

Иммунный ответ – это процесс вз/д клеток иммунной системы, который индуцируется антигеном и приводит к образованию АТ или иммунных лимфоцитов. При этом специфические реакции всегда сопровождается неспецифическими: такими как фагоцитоз, активация комплемента, НК-клеток и т.д.

По механизму формирования различают 2 типа иммунного ответа: клеточный и гуморальный.

Клеточный иммунный ответ формируется в основном на АГ вирусов, опухолевых клеток и пересаженных чужеродных клеток. Его основные эффекторные клетки – Т-лимфоциты: Т-хелперы, Т-киллеры а также Т-клетки памяти.

Гуморальный иммунный ответ – это основа антитоксического, антибактериального и антигрибкового иммунитета. В его развитии участвуют В-ЛФ: они дифференцируются в плазматические клетки, синтезирующие антитела; и В-клетки памяти.

Развитие того или иного типа иммунного ответа направляется цитокинами Т-хелперов. В зависимости от секретируемых цитокинов Т-хелперы подразделяются на Т-хелперы 1-го, 2-го и 3-го типа.

Т-хелперы 1го типа выделяют ИЛ -2, 7, 9, 12, 15, γ-ИФН и TNF-α. Эти цитокины – основные индукторы клеточного иммунного ответа и соответствующего воспаления.

Т-хелперы 2го типа выделяют ИЛ – 2, 4, 5, 6, 10, 13, 14 и др., которые активируют гуморальный иммунный ответ.

Т-хелперы 3готипа выделяют трансформирующий фактор роста -β (TGF- β) – это основной супрессор иммунного ответа — их название – Т-супрессоры (не все авторы признают существование отдельной популяции Тх-3).

Механизм иммунного ответа

Для реализации иммунного ответа необходимы три типа клеток – макрофаг (или дендритная клетка), Т-лимфоцит и В-лимфоцит.

Основными стадиями иммунного ответа являются:

1. Эндоцитоз антигена, его обработка и презентация лимфоцитам;

2. Распознавание антигена лимфоцитами;

3. Активация лимфоцитов;

4. Клональная экспансия или пролиферация лимфоцитов;

5. Созревание эффекторных клеток и клеток памяти.

6. Деструкция антигена.

Механизмы цитолиза антигена:

1. Цитолиз антигена с участием системы комплемента

2. Цитолиз антигена путем фагоцитоза

3. Цитолиз антигена с участием цитотоксических Т-лимфоцитов (Т-киллеров)