Неспецифические эффекторные механизмы иммунитета
Иммунная система отвечает за устойчивость человеческого организма к болезнетворным микроорганизмам. Неправильная работа системы приводит к сбоям и нарушениям функционирования внутренней среды, снижая ее невосприимчивость к чужеродным элементам. Эффективная защита обеспечивается специфическим и неспецифическим иммунитетом.
Специфический иммунитет
Специфический иммунитет (приобретенный) — это способность организма обеспечивать защиту внутренней среды посредством выработки антител, содействующих устранению болезнетворных микроорганизмов. Невосприимчивость иммунной системы образуется в результате взаимодействия с элементами после введения вакцины или перенесенного заболевания. Образование защиты происходит в течение всей жизни человека.
Начинает свое действие при первом контакте с чужеродным микроорганизмом. Основным механизмом, обеспечивающим работу системы выступает лимфоцит (подразделяется на Т — лимфоциты и В — лимфоциты), формируются в костном мозге. Иммунная защита отличается эффективностью.
Отличительной особенностью приобретенной иммунной защиты выступает формирование памяти. После первичного контакта с бактериями и вирусами образуются клеточный элементы, которые при последующем столкновении с антителами превращаются в лимфоциты и формируют защитный барьер.
Виды
Виды специфического иммунитета подразделяются на:
Пассивный (врожденный) — формируется посредством введения искусственных микроэлементов от матери ребенку. Продолжительность действия устойчивости небольшая;
Активный (приобретенный) — приобретается после инфекционного заболевания или вакцинации человека. В результате образуются микроэлементы, исключающие возможность повторного заболевания или обеспечивающие протекание болезни в легкой форме. Осуществляет защитные функции внутренней среды человека в течение длительного периода или всю жизнь;
Приобретенный пассивный — образуется в результате ввода сыворотки, созданной на основе антител другого человека или животного. Является эффективным непродолжительное время.
Также специфический иммунитет делится на клеточный и гуморальный, элементы которых играют активную роль в предотвращении распространения инородных частиц.
Клеточный — осуществляет защитные функции посредством Т — лимфоцитов. Задача микроэлементов распознать и предотвратить распространение, посредством дублирования клеток ткани;
Гуморальный — осуществляет защитные функции посредством В — лимфоцитов, которые после распознания частиц производят антитела, попадающие в кровь. Защитный процесс организма осуществляется во внеклеточном пространстве.
Факторы
Иммунная устойчивость внутренней среды человека обеспечивается путем взаимодействия механизмов и факторов защиты. Специфические факторы иммунитета оказывают противодействие только в отношении одной разновидности инородных микроорганизмов.
К защитным факторам относятся:
- Способность создавать антитела;
- Фагоцитоз;
- Формирование иммунной памяти;
- Иммунологическая толерантность.
Неспецифический иммунитет
Неспецифический иммунитет — это механизм защиты внутренней среды человека, полученный по наследству. Отличается способностью отдельного вида противостоять некоторым заболеваниям. При этом обращает на себя внимание, что помимо устойчивости организма к инфекционным заболеваниям передается предрасположенность к болезням (инсульт, онкологические заболевания).
В первые годы жизни неспецифическая устойчивость осуществляет защитные функции. В течение жизни развивается специфический иммунитет, способствующий ликвидации инородных элементов после образования собственных антител и клеточных частиц.
Неспецифическая устойчивость к заболеваниям обеспечивается факторами иммунной системы, среди которых выделяют:
- Кожный покров и слизистые оболочки;
- Антибактериальные вещества в слюнной и слезной жидкостях и крови;
- Устранение опасных микроорганизмов при помощи специальных клеточных элементов (макро и микрофагов);
- Образование веществ, способствующих делению микробов;
- Комплементная система, состоящая из белковых клеток, принимающих участие в устранении антител.
Чем обеспечивается?
Неспецифический клеточный иммунитет обеспечивает защиту человеческого организма посредством лейкоцитов, которые содержатся в крови индивида, и фагоцитоза. Захват и переваривание вирусных и бактериальных частиц осуществляется моноцитами, тромбоцитами, гранулоцитами, лимфоцитами.
Неспецифическая устойчивость формируется за счет активности Т — лимфоцитов, которые обладают антигенной специфичностью.
Отличие специфического иммунитета от неспецифического
Первостепенным отличие специфического иммунитета от неспецифического является характер их формирования. Неспецифическая иммунная устойчивость формируется во внутриутробном состоянии и является врожденной невосприимчивостью человека. Специфическая защищенность образуется в течение жизни вследствие заболевания или ввода искусственных антител.
Также отличием специфической устойчивости от неспецифической выступает механизмы действия. Врожденная защита запускается в первую очередь при проникновении микроэлемента во внутреннюю среду человека. Осуществляется посредством уничтожения инородного тела и инициирования воспалительного процесса, который является универсальным защитным механизмом. Вторым этапом защитной реакции выступает фаза распознания опасной частицы и создание антител, специфичных для конкретного заболевания.
Взаимодействие специфической и неспецифической иммунной системы обеспечивают защищенность внутренней среды индивида.
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.
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.
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.
- К механическим элементам (участвуют кожный покров и слизистые оболочки, ресницы, появляется чихание, кашель).
- К химическим (кислоты пота, слезы и слюна, носовые выделения).
- К гуморальным факторам острой фазы воспаления (система комплемента; свертывание крови; лактоферрин и трансферрин; интерфероны; лизоцим).
- 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.