Механизмы иммунитета специфические и естественные факторы защиты

Иммунитет — это способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки чужеродной генетической информации. Система организма, выполняющая эту функцию, называется иммунной системой. Она представлена всеми видами лейкоцитов: лимфоцитами, моноцитами, макрофагами, нейтрофилами, базофилами, эозинофилами, а также органами, в которых происходит развитие лейкоцитов: костный мозг, тимус, селезенка, лимфатические узлы.

Различают следующие виды иммунитета:

• 1. Неспецифический, направленный против любого чужеродного вещества (антигена). Он проявляется в виде гуморального, за счет продукции бактерицидных веществ, и клеточного, в результате которого осуществляется фагоцитоз и цитотоксический эффект.
• 2. Специфический иммунитет, направленный против определенного чужеродного вещества. Специфический иммунитет тоже реализуется в двух формах — гуморальный (продукция антител В-лимфоцитами и плазматическими клетками) и клеточный, который реализуется главным образом с участием Т-лимфоцитов.

Неспецифический иммунитет по своему происхождению является врожденным и осуществляется с участием нейтрофилов, моноцитов, макрофагов, эозинофилов, базофилов. Специфический иммунитет бывает врожденным и приобретенным, который в свою очередь бывает активным и пассивным. Специфический иммунитет осуществляется Т- и В-лимфоцитами и, возможно, 0-лимфоцитами.

Одним из основных показателей состояния иммунной системы является количественная характеристика клеток белого ростка крови. В нормальных условиях количество лейкоцитов составляет 4-8,8х 109. Лейкоцитарная формула, т.е. процентное содержание в крови отдельных форм лейкоцитов, такова: нейтрофилы палочкоядерные — 1-6%, нейтрофилы сегментоядерные — 45-70%, эозинофилы — 0-5%, базофилы — 0-1%, лимфоциты — 18-40%, моноциты — 2-9%. В настоящее время рутинный анализ крови дополняется данными о количественном составе лимфоцитов: в нормальных условиях на долю Т-лимфоцитов приходится 40-70% от всех лимфоцитов, на долю В-лимфоцитов — 20-30%, на долю 0-лимфоцитов — 10-20%. Отклонение от данных значений, характеризующих лейкоцитарную популяцию форменных элементов крови, указывает на наличие патологии.

Неспецифический иммунитет

Удаление любых чужеродных в генетическом отношении тел, частиц осуществляется гуморальными и клеточными механизмами. Гуморальные механизмы предоставлены такими факторами как фибропектин, лизоцим, интерфероны, система комплемента и другими.

Фибропектин является белком, который способен присоединяться к чужеродным частицам, клеткам, микроорганизмам, в результате чего облегчается последующий этап инактивации этих чужеродных тел — фагоцитоз. Фибропектин продуцируется макрофагами, эндотелием, гладкомышечными клетками, астроглией, шванновскими клетками, энтероцитами, гепатоцитами и другими клетками. Обладает высоким сродством к фибрину, актину, гепарину.

Лизоцим является ферментом, который продуцируется нейтрофилами и макрофагами. Он разрушает мембраны бактерий, способствуя их лизису. Этот фермент содержится не только в крови, но и в слюне, чем объясняется бактерицидность слюны. Определение активности лизоцима является одним из способов оценки состояния неспецифического иммунитета.

Интерфероны — белки, продуцируемые нейтрофилами и моноцитами. За счет торможения синтеза белка в клетках, содержащих вирусы, они блокируют размножение вирусов, в том числе опухолеродных. У человека выделены десятки видов интерферонов.

Специфический иммунитет

Органы иммунной системы. Под иммунной системой в узком значении слова обычно понимаются механизмы защиты от чужеродного в генетическом отношении вещества, которые реализуются с участием лимфоцитов.

Лимфоциты развиваются из стволовой кроветворной клетки, которая под влиянием интерлеикина-1 дифференцируется в КОЕд, из которой развиваются последовательно пролимфобласт В, пролимфоцит В, лимфоцит В, из которого развиваются плазмоциты (через стадии плазмобласт > нроплазмоцит > плазмоцит). Под влиянием интерлейкина-1 стволовая клетка дифференцируется в КОЕ. р из которой последовательно развиваются пролимфобласт Т, пролимфоцит Т и лимфоцит Т (все его популяции — хелперы, супрессоры, киллеры, клетки памяти).

В отличие от других форменных элементов крови, созревание лимфоцитов не ограничивается костным мозгом — здесь лишь возникают родоначальники популяций, а основные этапы развития идут в других областях. В частности, предшественники Т-лимфоцитов вначале попадают в тимус (поэтому и название Т-лимфоциты, или тимусзависимые), а затем они зреют в лимфатических узлах, пейеровых бляшках, селезенке. В-лимфоциты, возможно, прежде чем попасть в селезенку, также проходят стадию созревания вне костного мозга (у птиц это происходит в фабрициевой сумке — бурсе, поэтому и название — бурсазависимые лимфоциты, В-лимфоциты). Костный мозг и вилочковую железу принято называть первичными лимфатическими органами, или центральными органами, а селезенку, лимфатические узлы, нейеровые бляшки, аппендикс, миндалины — вторичными, или периферическими лимфатическими органами. Во вторичных органах происходит пролиферация лимфоцитов в ответ на антигенную стимуляцию (на конкретный антиген).

В итоге, в периферической крови количество лимфоцитов в норме составляет 18-40% от общего числа лейкоцитов, а внутри этой группы доля Т-лимфоцитов составляет 40- 70%, В-лимфоцитов — 20-30%, 0-лимфоцитов — 10-20%.

Принято все виды лимфоцитов разделять в зависимости от выполняемой ими функции:

• 1) клетки, узнающие чужеродный антиген и дающие сигнал началу иммунного ответа. Такие клетки получили название антигенреактивные клетки, или клетки иммунологической памяти;
• 2) клетки-эффекторы, непосредственно выполняющие процесс элиминации чужеродного в генетическом отношении материала. Это цитотоксические клетки, или клетки-киллеры (убийцы), или клетки-эффекторы ГЗТ;
• 3) клетки, помогающие образованию эффекторов, их называют хелперы (от англ. слова help — помогать);
• 4) клетки, тормозящие начало и осуществляющие прерывание, окончание иммунной реакции организма, их называют супрессоры;
• 5) В-клетки, вырабатывающие иммуноглобулины.

Антигены. Это одно из основных понятий в иммунологии. К антигенам относятся: белки, полисахариды, липополисахариды, нуклеиновые кислоты как в очищенном виде, так и в виде структурных компонентов различных биологических структур (клеток, тканей, вирусов). Обычно это молекулы с большой массой. На поверхности молекулы сложного антигена имеются функциональные группы, которые определяют особенность и специфичность данного вещества. Они получили название антигенных детерминант. Число детерминант на поверхности молекулы определяет валентность антигена.

Для иммунного ответа обычно нужно несколько молекул антигена, сконцентрированных в виде обоймы. Такую концентрацию антигенов, циркулирующих в крови или находящихся в тканях, осуществляет Т-лимфоциты-хелперы и макрофаг. Макрофаг за счет наличия иммуноглобулиновых рецепторов захватывает антиген, 90% его переваривается, а 10% идет на поверхность макрофага — происходит процессинг, концентрация антигенных детерминант. В результате такой работы слабый антиген повышает свою антигенность в 1000 раз, а сильный — увеличивает ее в 10 раз. Затем эта информация представляется Т-лимфоцитам-хелперам, которые в последующем передают се на В-лимфоциты или на Т-киллеры.

Для представления антигена В-лимфоциту необходимо двойное распознавание, смысл которого сводится к следующему: В-лимфоцит узнает детерминанту антигена. Одновременно Т-хелпер с помощью своих рецепторов опознает макрофаг, который представляет антиген, и сам антиген, находящийся на макрофаге. Распознав «чужое», Т-хелпер продуцирует интерлейкин-И, который вызывает превращение В-лимфоцита в плазматическую клетку — непосредственный производитель антител против узнанного антигена. Макрофаг в ответ на данное взаимодействие начинает продуцировать интерлейкин-1, который активирует наработку В-лимфоцитов из стволовой кроветворной клетки.

Такое взаимодействие макрофага, Т-хелперов и В-лимфоцитов получило название процесса кооперации. Ему уделяется большое внимание в иммунологии, так как нарушение этого процесса приводит к блокаде выработки антител.

Антитела. Они выполняют в организме две основные функции. Первая — распознавание и специфическое связывание соответствующих антигенов, вторая — эффекторная: антитело индуцирует физиологические процессы, направленные на уничтожение антигена, — лизис чужеродных клеток через активацию системы комплемента, стимуляцию специализированных иммунокомпетентных клеток, выделение физиологически активных веществ и т.п. По своей химической природе все антитела относятся к гликопротеидам.

Иммунитет – слово, которое для большинства людей является почти магическим. Дело в том, что каждый организм владеет своей, свойственной лишь ему генетической информацией, поэтому и невосприимчивость к болезням у каждого человека разная.

Так что же это такое – иммунитет?

Наверняка каждый, кто знаком со школьной программой по биологии, примерно представляет, что иммунитет – это умение организма защищать себя от всего чужеродного, то есть противостоять действию вредоносных агентов. Причем как тех, что попадают в организм извне (микробы, вирусы, различные химические элементы), так и тех, которые образуются в самом организме, например погибшие или раковые, а также поврежденные клетки. Любое вещество, которое несет чужеродную генетическую информацию, является антигеном, что дословно переводится – «против генов». Иммунитет неспецифический и специфический обеспечивается целостной и скоординированной работой органов, ответственных за выработку конкретных веществ и клеток, способных своевременно распознавать, что для организма свое, а что – чужое, а также адекватно отвечать на вторжение инородного.

Антитела и их роль в организме

Иммунная система сначала распознает антиген, а потом старается его уничтожить. При этом организм вырабатывает особенные белковые структуры – антитела. Именно они встают на защиту при попадании в организм любого возбудителя болезни. Антитела – это особые белки (иммуноглобулины), вырабатываемые лейкоцитами для нейтрализации потенциально опасных антигенов – микробов, токсинов, раковых клеток.

По наличию антител и их количественному выражению определяется, инфицирован организм человека или нет, и имеет ли он достаточный иммунитет (неспецифический и специфический) против конкретного заболевания. Обнаружив те или иные антитела в крови, можно не только сделать вывод о присутствии инфекции или злокачественной опухоли, но и определить ее тип. Именно на определении наличия антител к возбудителям конкретных заболеваний основано множество диагностических тестов и анализов. Например, при иммуноферментном твердофазном анализе образец крови смешивают с заранее приготовленным антигеном. Если наблюдается реакция, значит, в организме присутствуют антитела к нему, следовательно, и сам данный агент.

Разновидности иммунной защиты

По своему происхождению различают следующие виды иммунитета:специфический и неспецифический. Последний является врожденным и устремлен против всякого чужеродного вещества.

Неспецифический иммунитет — комплекс защитных элементов организма, который, в свою очередь, делят на 4 типа.

1. К механическим элементам (участвуют кожный покров и слизистые оболочки, ресницы, появляется чихание, кашель).
2. К химическим (кислоты пота, слезы и слюна, носовые выделения).
3. К гуморальным факторам острой фазы воспаления (система комплемента; свертывание крови; лактоферрин и трансферрин; интерфероны; лизоцим).
4. К клеточным (фагоциты, натуральные киллеры).

Специфический иммунитет называют приобретенным, или адаптационным. Он направлен против избранного чужеродного веществ и проявляется в двух формах — гуморальной и клеточной.

Специфический и неспецифический иммунитет, его механизмы

Рассмотрим, чем отличаются друг от друга оба вида биологической защиты живых организмов. Неспецифические и специфические механизмы иммунитета разделяются по скорости реакции и действию. Факторы естественной невосприимчивости приступают к защите немедленно, как только возбудитель проникает через кожный покров или слизистую оболочку, и не сберегают память о взаимодействии с вирусом. Они работают на протяжении всего времени сражения организма с инфекцией, но особо результативно – в первые четверо суток после проникновения вируса, затем приступают к работе механизмы специфического иммунитета. Основными защитниками организма от вирусов в период действия неспецифического иммунитета становятся лимфоциты и интерфероны. Натуральные киллеры определяют и уничтожают пораженные инфекцией клетки с помощью выделяемых цитотоксинов. Последние вызывают запрограммированное уничтожение клеток.

Как пример можно рассмотреть механизм действия интерферона. При вирусной инфекции клетки синтезируют интерферон и выделяют его в пространство между клетками, где он соединяется с рецепторами других здоровых клеток. После их взаимодействия в клетках учаличивается синтез двух новых ферментов: синтетазы и протеинкиназы, первый из которых тормозит синтез вирусных белков, а второй расщепляет чужеродные РНК. В результате около очага вирусной инфекции образуется барьер из неинфицированных клеток.

Естественный и искусственный иммунитет

Специфический и неспецифический врожденный иммунитет делится на естественный и искусственный. Каждый из них бывает активным или пассивным. Естественный обретается природным путем. Естественный активный появляется после вылеченной болезни. Например, люди, которые перенесли чуму, не заражались при уходе за больными. Естественный пассивный – плацентарный, колостральный, трансовариальный.

Искусственный иммунитет выявляется в результате внедрения в организм ослабленных или погибших микроорганизмов. Искусственный активный появляется после вакцинации. Искусственный пассивный приобретается с помощью сыворотки. При активном организм самостоятельно создает антитела в результате болезни или активной иммунизации. Он более устойчив и продолжителен, может сохраняться много лет и даже всю жизнь. Пассивный иммунитет достигается с помощью антител, искусственно внедряемых при иммунизации. Он менее продолжителен, действует спустя пару часов после введения антител и длится от нескольких недель до месяцев.

Специфический и неспецифический иммунитет отличия

Неспецифический иммунитет еще называют естественным, генетическим. Это свойство организма, которое генетически наследуется представителями данного вида. Например, существует иммунитет человека к собачьей и крысиной чуме. Врожденную невосприимчивость можно ослабить облучением или голоданием. Неспецифический иммунитет реализовывается с помощью моноцитов, эозинофилов, базофилов, макрофагов, нейтрофилов. Специфические и неспецифические факторы иммунитета различны и по времени действия. Специфический проявляется спустя 4 суток при синтезе специфических антител и образовании Т-лимфоцитов. При этом срабатывает иммунологическая память благодаря образованию Т- и В-клеток памяти на определенный возбудитель. Иммунологическая память хранится продолжительно и является ядром более результативного вторичного иммунного действия. Именно на этом свойстве базируется способность вакцин для профилактики инфекционных болезней.

Специфический иммунитет имеет целью защиту организма, которая создается в процессе развития отдельного организма на протяжении его жизни. При проникновении в организм чрезмерного количества возбудителей заболевания он может быть ослаблен, хотя болезнь будет протекать в более легкой форме.

Какой иммунитет у новорожденного ребенка?

У только родившегося младенца уже существует иммунитет неспецифический и специфический, который постепенно, с каждым днем усиливается. Первые месяцы жизни малышу помогают существовать антитела мамы, которые он получил от нее через плаценту, а потом получает вместе с грудным молоком. Этот иммунитет пассивный, он не является стойким и защищает ребенка примерно до 6 месяцев. Поэтому новорожденный ребенок невосприимчив к таким инфекциям как корь, краснуха, скарлатина, паротит и другие.

Постепенно, а также с помощью вакцинации, иммунная система ребенка научится производить антитела и противостоять самостоятельно возбудителям инфекций, но процесс этот длительный и очень индивидуальный. Окончательное формирование иммунной системы ребенка завершается в трехлетнем возрасте. У ребенка младше иммунная система окончательно не сформирована, поэтому малыш больше, чем взрослый, восприимчив к большинству бактерий и вирусов. Но это не значит, что организм новорожденного полностью беззащитен, он способен противостоять многим инфекционным агрессорам.

Сразу после рождения малыш сталкивается с ними и постепенно учится с ними существовать, производя защитные антитела. Постепенно микробы заселяют кишечник малыша, разделяясь на полезные, которые помогают пищеварению и вредные, которые ничем себя не проявляют, пока не нарушится баланс микрофлоры. Например, микробы поселяются на слизистых оболочках носоглотки и миндалинах, там же вырабатываются защитные антитела. Если при проникновении инфекции организм уже имеет против нее антитела, болезнь или не развивается, или проходит в легкой форме. На этом свойстве организма базируется проведение профилактических прививок.

Вывод

Следует помнить, что иммунитет неспецифический и специфический – это генетическая функция, то есть каждый организм вырабатывает необходимое для него количество различных защитных факторов, и если для одного этого вполне достаточно, то для другого – нет. И, наоборот, один целиком может обойтись необходимым минимумом, тогда как другому человеку защитных тел понадобится значительно больше. Кроме этого, реакции, происходящие в организме, достаточно изменчивы, поскольку работа иммунной системы – процесс непрерывный и зависит от множества внутренних и внешних факторов.