Механизмы и клетки иммунитет
Механизмы иммунитета:
механизм клеточного иммунитета (фагоцитоза);
механизм гуморального иммунитета (образование комплекса антиген-антитело)
Фагоцитоз
В конце XIX века русский биолог И. И. Мечников в период своей работы в Институте Пастера (Париж) занимался изучением роли клеток в осуществлении иммунных реакция.
Фагоцитоз, процесс поглощения чужеродного материала, является защитной реакцией, для которой не требуется специфичности, характерной для синтеза антител. С точки зрения эволюции, это — самый древний механизм защиты, присущий всем живым организмам, начиная с простейших.
Мечников изучал фагоцитоз на морских беспозвоночных (губках и кишечнополостных), наблюдая, как подвижные амёбовидные клетки поглощают частицы угля, попавшие в организм.
Оказалось, что открытое И. И. Мечниковым явление свойственно и человеку. Именно фагоцитоз и осуществляющие его клетки иммунной системы — нейтрофилы и Т-лимфоциты — осуществляют клеточный неспецифический иммунитет.
Фагоциты способны связывать микроорганизмы и антигены на своей поверхности, а затем поглощать и уничтожать их. Эта функция основана на простых механизмах распознавания, позволяющих связывать самые разнообразные микробные продукты, и относится к проявлениям врождённого иммунитета (рис. 1).
Рис. 1. Механизм клеточного иммунитета
Механизм воспалительной реакции
Клетки крови и соединительной ткани участвуют в защитной неспецифической реакции на любое повреждение или внедрение инородного тела. В данной иммунной реакции участвуют тучные клетки (тканевые базофилы).
Они выделяют гистамин и гепарин, которые вызывают повышение проницаемости стенки капилляров. Расширяются капилляры, усиливается кровоток (гиперемия).
Лейкоцитарная фаза воспалительной реакции. Нейтрофилы в большом количестве выходят из кровеносных сосудов в зону повреждения. Они образуют вокруг инородного тела лейкоцитарый вал (через 5-6 часов). Нейтрофилы фагоцитируют микроорганизмы, токсические вещества и быстро погибают.
Макрофагическая фаза воспалительной реакции. Моноциты выходят из кровеносных сосудов в зону повреждения — в ткань и превращаются в макрофаги. Образовавшиеся макрофаги мигрируют в зону вала и там фагоцитируют разрушенные, погибшие клетки, инородные частицы и погибших нейтрофилов.
Фибробластическая фаза воспалительной реакции. Фибробласты (клетки соединительной ткани) активно деляться в зоне воспаления. Они образуют коллагеновые волокна, которые выталкивают инородное тело на поверхность, или формируют вокруг него соединительнотканную капсулу, отграничивающую его от окружающей ткани.
Механизм гуморального иммунитета
В настоящее время известно, что B-лимфоциты программируются в кроветворной (миелоидной) ткани костного мозга, а T-лимфоциты — в корковом веществе тимуса. В процессе программирования на плазмалемме появляются белки-рецепторы, комплементарные определенному антигену. Связывание данного антигена с рецептором вызывает каскад реакций, которые приводят к пролиферации (делению) данной клетки и образованию множества потомков, реагирующих только с данным антигеном. Одним из важнейших свойств иммунной системы является иммунологическая память.
Гуморальный иммунитет состоит из следующей цепочки реакций:
В-лимфоцит распознает поверхностными рецепторами специфические антигены (определенные бактерии, вирусы и т. п.).
При участии Т-лимфоцита-хелпера В-лимфоцит преобразуется в плазматическую клетку (плазмоцит) и клетку памяти (рис. 2).
Клетка памяти при повторном вторжении данного антигена будет вызывать очень мощный вторичный иммунный ответ, противостоящий повторному заболеванию.
Плазмоцит несет на клеточной мембране антигенспецифичные рецепторы, которые при контакте с конкретным антигеном превращаются в антитела.
Антитела специфично контактируют с антигеном, образуя комплекс антиген-антитело (иммунный комплекс).
Далее возможно несколько вариантов событий:
дезактивация антигенов (например, лишение бактерий подвижности, растворение клеточной стенки бактерии и т. п.);
слипание антигенов;
осаждение растворимых антигенов (если комплекс антиген-антитело нерастворим);
изменение конформации антигена и потеря его химической активности (например, обезвреживание токсинов);
привлечение фагоцитов для поглощения антигенов.
Рис. 2. Механизм гуморального иммунитета
Для реализации иммунного ответа недостаточно лишь Т- и В-лимфоцитов. Согласно современной трехклеточной схеме кооперации образование антител осуществляется благодаря совместной функции макрофага, T- и B- лимфоцитов. При этом макрофаг передает антиген В-лимфоциту, но лишь после воздействия T-хелперного фактора лимфоцит начинает размножаться и дифференцироваться в плазматическую клетку.
Гуморальный иммунитет — это средство, посредством которого организм защищает себя от инфекции путем продуцирования антител, которые нацелены на инородный материал в кровотоке, считающийся потенциально опасным.
Это часть адаптивного иммунитета, активирующийся в ответ на конкретную угрозу, в отличие от врожденного иммунитета, который постоянно активен, но менее эффективен.
Другая часть адаптивной системы — это клеточный или опосредованный клетками иммунитет, в котором клетки выделяют токсины для уничтожения захватчиков или нападают непосредственно, без участия антител. Вместе гуморальный и клеточный иммунитет призваны защищать организм от множества угроз, которые могут скомпрометировать его.
гуморальный иммунитет
Механизмы работы
Эта форма иммунитета начинается в специализированных лейкоцитах, известных как B-клетки, продуцируемых костным мозгом. Они распознают антигены, которые являются определенными молекулами, такими как некоторые белки, на поверхности вируса или бактерии.
Существуют разные В-клетки, предназначающиеся для ответа на определенный антиген.
B-клетка будет размножаться, создавая огромное количество индивидуумов, которые высвобождают антитела, предназначенные для прикрепления к антигену на заражающемся организме; они, по сути, превращаются в маленькие фабрики антител в крови, плавающие вокруг, чтобы охватить как можно больше захватчиков.
Как только эти антитела будут отмечены, захватчики будут уничтожены другими иммунными клетками.
Когда захватчик будет удален, многие из B-клеток, созданных для борьбы с этой конкретной угрозой, умрут, но некоторые останутся в костном мозге и будут действовать как «память» этой атаки.
Люди рождаются с набором врожденных иммунных реакций, которые предназначены для распознавания широких типов клеток и организмов, но гуморальный иммунитет приобретается путем воздействия на вирусы, бактерии. Со временем тело накапливает больше «воспоминаний» о предыдущих нападениях вредных микроорганизмов.
Долгосрочная защита организма от вредных воздействий
Гуморальный иммунитет может обеспечить длительный иммунитет многих инфекционных агентов. Когда организм подвергается атаке с помощью агента, такого как вирус, который он не встречал раньше, он должен начинаться с нуля и обычно занимает несколько дней, чтобы установить эффективный иммунный ответ. В течение этого времени вирус может размножаться беспрепятственно, вызывая инфекцию, которая может вызвать неприятные и, возможно, опасные симптомы. Только когда организм произвел большое количество подходящих антител, он может бороться с инфекцией.
Если, однако, он снова встретится с этим вирусом, он, как правило, будет намного лучше подготовлен, благодаря сохранению B-клеток, созданных в ответ на предыдущую атаку, и он сможет немедленно работать над устранением захватчика.
Прививка
Людям можно вводить мертвые или инактивированные формы опасного вируса или бактерии, которые будут стимулировать гуморальный иммунитет, не создавая никакой угрозы для организма.
Если в какой-то момент в будущем этот человек подвергнется действию агента, должен последовать немедленный иммунный ответ, устраняющий его, прежде чем он сможет нанести серьезный ущерб.
Вакцинация более эффективна для некоторых видов инфекции. К сожалению, некоторые вирусы мутируют быстро, вызывая изменения соединений на их поверхностях, которые гуморальная иммунная система использует для их распознавания. Вот почему необходимо постоянно разрабатывать новые вакцины.
Люди, вакцинированные от стремительно мутирующего вируса, могут быть невосприимчивы к новому штамму, который появляется в следующем году, потому что химические вещества на его поверхности изменились и не будут признаны антигенами B-клеток организма.
Будьте здоровы и подписывайтесь также на наш телеграм-канал, там еще много интересного и полезного для Вас => ✅ ЗДРАВНАСТРОЙ ✅ !
На сегодняшний день выявлен широкий перечень видов иммунных систем человека, среди которых необходимо выделить клеточный и гуморальный. Взаимодействие обоих видов обеспечивает распознавание и уничтожение инородных микроорганизмов. Подробнее рассмотреть особенности, принципы действия внеклеточной системы защиты поможет представленная публикация.
Что такое гуморальный иммунитет?
Гуморальный иммунитет — это защищенность человеческого организма от регулярного попадания во внутреннюю среду чужеродных возбудителей инфекций и заболеваний. Защита осуществляется посредством растворимых во внутренних жидкостях, крови человека белков — антигенов (лизоцим, интерферон, реактивный белок).
Принцип действия заключается в регулярном формировании веществ, способствующих предотвращению и распространению вирусов, бактерий, микробов вне зависимости от того какого рода микроорганизм попал во внутреннюю среду опасный или безвредный.
Гуморальное звено иммунитета включает в себя:
- Сыворотка крови — в состав входит С — реактивный белок, деятельность которого направлена на ликвидацию патогенных микробов;
- Секреты желез, препятствующие развитию инородных тел;
- Лизоцим — стимулирует растворение клеточных стенок бактерий;
- Муцин — вещество направлено на защиту оболочки клеточного элемента;
- Пропердин — отвечает за свертываемость крови;
- Цитокины — соединение белков, выделяемых тканевыми клетками;
- Интерфероны — выполняют сигнальные функции, оповещающие о появлении чужеродных элементов во внутренней среде;
- Комплементая система — общая численность белков, содействующая обезвреживанию микробов. В систему входят двадцать белков.
Механизмы
Механизм гуморального иммунитета представляет собой процесс, в течение которого формируется защитная реакция, направленная на предотвращение проникновения в организм человека вирусных микроорганизмов. От того каким образом протекает процесс защиты зависит состояние здоровья и жизнедеятельности человека.
Процесс защиты организма заключается в следующих этапах:
- Происходит формирование В — лимфоцита, который образуется в костном мозге, где созревает лимфоидная ткань;
- Далее осуществляется процесс воздействия антигена на плазматические клетки и клетки памяти;
- Антитела внеклеточного иммунитета распознают инородные частицы;
- Формируются антитела приобретенной иммунной защиты.
Механизмы иммунной системы делятся на:
Специфические — действие которых направлено на уничтожение конкретного возбудителя инфекции;
Неспецифические — отличаются универсальным характером направленности. Механизмы распознают и борются с любыми инородными антителами.
Специфические факторы
Специфические факторы гуморального иммунитета вырабатываются В — лимфоцитами, которые формируются в костном мозге, селезенке, лимфоузлах в течение двух недель. Представленные антигены реагируют на появление инородных частиц в жидкостях организма. К специфическим факторам относят антитела и иммуноглобулины (Ig E, Ig A, Ig М, Ig D). Действие лимфоцитов в человеческом организме направлено на блокировку чужеродных частиц, после этого процесса в действие вступают фагоциты, которые ликвидируют вирусные элементы.
Этапы формирования антител:
- Скрытая фаза (индуктивная) — в течение первых дней элементы вырабатываются в небольшом количестве;
- Продуктивная фаза — образование частиц происходит в течение двух недель.
Неспецифические факторы
Перечень неспецифических факторов гуморального иммунитета представлен следующими веществами:
- Элементы тканевых клеток;
- Сыворотка крови и содержащиеся в ней белковые элементы, стимулирующие противодействие клеток возбудителям;
- Секретами внутренних желез — содействуют уменьшению численности бактерий;
- Лизоцим — вещество, обладающее противобактериальным эффектом.
Показатели гуморального иммунитета
Действие гуморального иммунитета осуществляется путем выработки необходимых для защиты организма элементов. От количества полученных антител и правильности их функционирования зависит общее состояние и жизнеспособность человеческого организма.
При необходимости определить показатели внеклеточной иммунной системы требуется провести комплексный анализ крови, по результатам которого определяется общее количество формируемых частиц и возможные нарушения действия иммунной системы.
Клеточный и гуморальный иммунитет
Благоприятное функционирование внеклеточного иммунитета обеспечивается только посредством взаимодействия с клеточной защитой. Функции иммунных систем отличаются, но имеются схожие характеристики. Они оказывают эффективное воздействие на внутреннюю систему организма человека.
Отличие гуморального иммунитета от клеточного заключается в их объекте воздействия. Клеточный функционирует непосредственно в клетках организма, предотвращая размножение инородных микроорганизмов, а гуморальный оказывает влияние на вирусы и бактерии во внеклеточном пространстве. Одна система иммунной защиты без другой не может существовать.
Большое значение в жизни каждого человека играет жизнеспособность его внутренней среды. Укрепление иммунной защиты и поможет обезопасить человеческих организм от болезнетворных бактерий и вирусов.
Автор материала — Самолетова Даная Яковлевна, эндокринолог и терапевт, кандидат медицинских наук. Имеет более 10 лет опыта работы с пациентами. Узнайте здесь, как попасть к ней на прием (город Уфа, РФ) или получить консультацию через Интернет. Не принимайте сильнодействующие лекарства по своей инициативе. Это опасно! Не пытайтесь заменить лечение, назначенное врачом, приемом БАДов.
Клеточный иммунитет: активация Т-лимфоцитов и элиминация внутриклеточных микробов. Наивные Т-лимфоциты активируются антигеном и костимуляторами в периферических лимфоидных органах, пролиферируют и дифференцируются в эффекторные клетки, которые мигрируют в любой участок организма, где присутствует антиген.
Одной из наиболее ранних реакций хелперных Т-клеток CD4+ является секреция цитокина IL-2 и экспрессия его высокоаффинных рецепторов. IL-2 представляет собой фактор роста, который действует на эти Т-лимфоциты и стимулирует их пролиферацию, приводя к повышению числа антиген-специфических лимфоцитов.
Функции хелперных Т-клеток опосредованы комбинированным действием лиганда CD40 (CD40L) и цитокинов. После распознавания антигенов, презентированных макрофагами или В-лимфоцитами, хелперные Т-клетки CD4+ экспрессируют CD40L, взаимодействующий с CD40 на макрофагах или В-клетках и активирующий их.
Некоторые из потомков размножившихся Т-клеток дифференцируются в эффекторные клетки, секретирующие различные наборы цитокинов и тем самым выполняющие различные функции. Лучше всего исследованы субпопуляции Тh1-клеток и Тh2-клеток — дифференцированных хелперных Т-клеток CD4+. Тh1 -клетки секретируют цитокин IFN-y, сильный активатор макрофагов.
Сочетание процессов активации, опосредованных CD40 и IFN-y, приводит к индукции микробицидных веществ в макрофагах, разрушающих поглощенные ими микробы. Тh2-клетки образуют IL-4, который стимулирует дифференцировку В-клеток в секретирующие IgE плазматические клетки, и IL-5, активирующий эозинофилы.
Эозинофилы и тучные клетки связываются с покрытыми IgE патогенами (например, с паразитическими гельминтами) и элиминируют паразитов. Третья субпопуляция Т-клеток CD4+, открытая недавно, получила название «субпопуляция Тh17-клеток», поскольку эти клетки продуцируют цитокин IL-17. Эти клетки характеризуются выраженной способностью мобилизовать нейтрофилы и моноциты и тем самым играют главную роль в некоторых воспалительных заболеваниях.
Также клетки осуществляют защиту от некоторых инфекций, вызываемых бактериями и грибами, при которых существенное значение имеет нейтрофильное воспаление. Образование и функции этих субпопуляций Т-клеток подробнее будут рассмотрены при обсуждении реакции гиперчувствительности.
Активированные лимфоциты CD8+ дифференцируются в цитотоксические Т-лимфоциты, которые уничтожают клетки, содержащие микробы. Разрушая инфицированные клетки, цитотоксические Т-лимфоциты устраняют резервуар инфекции.
Клеточно-опосредованный иммунитет.
Дендритные клетки (ДК) захватывают микробные антигены в эпителии и тканях и транспортируют их в лимфоузлы.
В течение этого процесса ДК созревают и экспрессируют на высоком уровне молекулы МНС и костимуляторы.
Наивные Т-клетки распознают ассоциированные с МНС пептидные антигены, презентированные ДК.
Т-клетки активируются, пролиферируют и дифференцируются в эффекторные Т-клетки и Т-клетки памяти, мигрирующие в очаг инфекции и выполняющие разнообразные функции.
Эффекторные Т-клетки CD4+ субпопуляции ТН1 распознают антигены микробов, поглощенных фагоцитами, активируют их и индуцируют воспаление.
Цитотоксические Т-лимфоциты CD8+ убивают инфицированные клетки, содержащие микробы в цитоплазме.
На рисунке не показаны Тh2-клетки, имеющие особое значение в защите от гельминтов. Некоторые активированные Т-клетки дифференцируются в долгоживущие Т-клетки памяти.
Тh — хелперные Т-клетки; АПК — антиген-презентирующая клетка.
Субпопуляции хелперных Т-клеток (Тн).
В ответ на стимуляцию (осуществляемую главным образом цитокинами) во время распознавания антигена наивные Т-клетки CD4+ могут дифференцироваться в популяции эффекторных клеток, продуцирующих различные наборы цитокинов и выполняющих разные функции.
На рисунке в суммарном виде представлены основные иммунные реакции, вызываемые каждой субпопуляцией, и их роль в защите организма и при иммунологических заболеваниях.
IFN — интерферон; Ig — иммуноглобулин; IL — интерлейкин; TGF — трансформирующий фактор роста; АПК — антигенпрезентирующая клетка.
— Рекомендуем ознакомиться со следующей статьей «Механизмы гуморального иммунитета»
Оглавление темы «Реакции иммунного ответа»:
- Цитокины иммунной системы
- Механизм презентации и распознавания антигенов лимфоцитами
- Механизмы клеточного иммунитета
- Механизмы гуморального иммунитета
- Механизмы затухания иммунного ответа и иммунологической памяти
- Механизмы и типы реакций гиперчувствительности
- Механизмы гиперчувствительности немедленного типа (I типа)
- Примеры гиперчувствительности I типа (немедленного)
- Механизмы гиперчувствительности опосредованной антителами (II типа)
- Механизмы гиперчувствительности опосредованной иммунными комплексами (III типа)