Особенности иммунитета против вирусов
Высокая вариабельность вирусных антигенов усложняет распознавание этих микроорганизмов, иммунитет против вирусов не формируется в полной мере. Успешность ответа иммунной системы на вторжение инфекции зависит в большей степени от факторов немедленного реагирования иммунитета.
Устройство вируса
Наиболее изучен вирус гриппа, рассмотрим на его примере особенности формирования ответа иммунной
системы на заражение. В центре вириона (внеклеточной формы существования вируса) гриппа находится компактно свернутая двухцепочечная спираль РНК, неструктурированные белки, окруженные матриксным М-белком.
От внешней среды генетический материал отделен оболочкой, на поверхности которой находятся 2 поверхностных белка — фермент нейраминидаза и белок гемагглютинин.
Исключительная способность гриппа мутировать с образованием новых штаммов обусловлена изменчивостью этих поверхностных белков. Особенно высокой изменчивостью (вариабельностью) отличается поверхностный белок гемагглютинин.
Мутирование гемагглютинина приводит к образованию нового серотипа гриппа и провоцирует болезнь при повторном заражении, так как организм не формирует долгосрочный иммунитет в полной мере.
Сложность формирования иммунной защиты против вирусов состоит и в том, что деятельность этих микроорганизмов происходит преимущественно внутри клеток, где они недоступны гуморальным факторам иммунной защиты и специфическому иммунитету.
Как формируется иммунитет
Иммунная система подавляет действие вируса в течение от нескольких дней до 3-4 недель. Количество вирионов в продолжение этого периода сначала резко возрастает в тысячи раз, а затем снижается вплоть до полного исчезновения, но при некоторых заболеваниях вирусы переходят в латентную форму существования.
Они образуют неактивные формы внутри зараженной клетки и существуют в подобном виде до следующего этапа повышенной активности жизненного цикла.
Формирование иммунитета к вирусам происходит в несколько этапов.
- Ответ на внедрение вириона – первые часы после заражения.
- Фаза индукции – первые 3 дня после инфицирования.
- Сформировавшийся иммунитет – после 3-4 недель от заражения.
- Иммунологическая память.
Стадия внедрения вируса
Быстрое реагирование иммунной системы осуществляется за счет неспецифических реакций фагоцитоза, активации естественных циркулирующих антител IgM, IgG, системы комплемента. В слизистых оболочках циркулируют секреторные иммуноглобулины IgA, которые являются частью местной иммунной защиты слизистой и также участвуют в первичном разворачивании иммунного ответа.
Антитела и комплемент обладают способностью адсорбироваться на поверхности вирусов, что облегчает распознавание таких опсонизированных вирусов NK-клетками и их уничтожение. Естественные неспецифические антитела распознают вирусные антигены, в том числе, по дисахариду галактоза, который присутствует в поверхностных антигенах. Связываясь с этими молекулами, антитела обезвреживают вирион.
На стадии внедрения патогенов серьезным барьером для размножения болезнетворных микроорганизмов служит усиление синтеза интерферонов. Сама двухцепочечная РНК вириона гриппа, если вернуться к рассмотренному примеру, служит индуктором синтеза интерферонов.
Фаза индукции
В фазе индукции при формировании иммунитета изменения на клеточном уровне, вызванные внедрением микроорганизмов, проявляются на уровне всего организма. Во время внеклеточного существования вирионов, до момента внедрения в клетку-мишень, иммунная система реагирует на вторжение чужака, как на внедрение любого внеклеточного паразитического микроорганизма.
В очаге инфекции активизируются фагоцитирующие клетки, запускается синтез воспалительных факторов, под действием которых:
- повышается проницаемость кровеносных капилляров;
- возникает и усиливается миграция лейкоцитов в очаг инфицирования;
- стимулируются процессы дифференцирования лейкоцитов и лимфоцитов, повышается концентрация нейтрофилов, моноцитов.
К факторам иммунной защиты от внутриклеточных паразитических микроорганизмов относится на этом этапе система интерферонов. К 3 дню к неспецифической защите подключается специфический иммунитет.
Сформированный иммунитет
Через 3-4 недели после инфицирования в крови появляются антитела к вирусу, специфические CD4 Т-хелперы, цитотоксические Т – лимфоциты CD8 киллеры. Интенсивность ответа в этот период нарастает, в очаге воспаления появляются специфические иммуноглобулины IgA, обладающие активностью против антигенов внедрившегося инфекционного агента.
Начавшаяся в первые 3 недели выработка специфических антител IgA к поверхностным белкам-антигенам вирусов, продолжается еще в течение нескольких месяцев, постепенно снижаясь. Продолжается также выработка специфических Т-лимфоцитов CD4 и CD8.
Иммунологическая память
В незначительных количествах, как клетки памяти, CD8 Т-лимфоциты, продуцированные против вируса, продолжают циркулировать в крови долгое время. Количество этих цитотоксических Т-лимфоцитов достигает наибольшей концентрации к 3 неделе после заражения и постепенно спадает. Но полностью Т-лимфоциты CD8 не исчезают, они циркулируют в крови всю жизнь, выступая как клетки памяти.
В случае вторичного заражения этим же вирусом клетки памяти активизируются, стимулируя выработку специфических антител против вируса. Тем не менее, при повторном заражении неспецифический иммунитет обеспечивает более эффективную защиту и разворачивается быстрее, чем действуют факторы специфической защиты.
Чем ближе по времени вторичное вирусное заражение от первичного, тем быстрее действуют факторы специфического иммунитета. Если повторное заражение вирусом произошло через много лет, ответ факторов специфической иммунной системы будет минимальным.
Как защищаются вирусы
В процессе эволюции вирусы выработали способы защиты от иммунной системы. Они способны блокировать работу NK-киллеров, интерферона, Т-лимфоцитов. Вирионы герпеса и цитомегаловирус способны блокировать стадию представления антигена антигенпредставляющими клетками, к которым относятся макрофаги, В-лимфоциты.
Особенностью вирусной инфекции является способность вирионов переходить в латентную фазу внутри клетки-хозяина. Вирус прекращает активность, его антигены не экспрессируются на поверхностной мембране клетки-жертвы. В таком состоянии он недоступен для иммунной системы.
Теория опухолей
Подобный способ уклоняться от сформировавшегося специфического иммунитета против поверхностных
антигенов характерен для ряда вирусов, в том числе герпеса, цитомегаловируса, гепатита. Существует предположение, что ряд онкологических заболеваний вызывается именно такой скрытой хронической вирусной инфекцией.
Предположительно рак шейки матки, носоглотки вызваны постоянным присутствием в клетках хозяина вирусной ДНК.
Аутоиммунные болезни
Сложность формирования иммунной защиты против вирусов объясняется способностью их обмениваться участками антигенов с поверхностными антигенами клеток хозяина. Результатом такой особенности может стать перекрестное взаимодействие антигенов и развитие аутоиммунного заболевания.
Обнаружены одинаковые или сходные по строению участки вирусных антигенов и структурных белков человека, из-за которых возникает перекрестная реактивность вирусов:
- бешенства и рецептора инсулина;
- полиомиелита и ацетилхолина;
- папилломавируса и рецептора инсулина;
- ВИЧ и константной области иммуноглобулина.
Подобное сходство служит основанием для развития аутоиммунного ответа при повторном заражении. Развивается аутоиммунное заболевание не в каждом случае, но риск подобного развития болезни при вторичном инфицировании повышается.
Автор Камуллина Анна Евгеньевна На чтение 7 мин. Просмотров 336 Опубликовано 30.04.2020
Человек привык считать систему защиты универсальной, работающей по принципу «от всего». На практике она действительно успевает одновременно «расправляться» с угрозами разных типов. А присутствие у нас в организме отдельных механизмов сопротивления становится заметным, когда, к примеру, антибактериальная защита выполняет свои «обязанности» нормально, но противовирусный иммунитет начал подводить, и наоборот.
Особенности противовирусного иммунитета
Возбудители инфекций бывают разными. Но только вирусы стремятся при попадании в клетку изменить ее ДНК. Они имеют понятные для антител белковые «сигнатуры». Вот почему иммунитет к грибкам и бактериям если и вырабатывается, то не навсегда, к простейшим и гельминтам он отсутствует. А заразиться однажды побежденным вирусом повторно невозможно – только его штаммом.
Как вырабатывается?
Противовирусный иммунитет бывает приобретенным или наследственным, «позаимствованным» у предыдущих поколений через геном (вирус оставляет в нем следы своей РНК при размножении) или с молоком матери.
Наследственный иммунитет еще называется неспецифическим или конституционным.
Приобретенный вырабатывается двумя путями:
- прививка;
- по итогам перенесенной в полном объеме вирусной инфекции (называется специфическим и считается самым надежным).
Механизм
Развитие противовирусного иммунитета начинается с особых белков цитокинов. Самые известные среди них – интерфероны. Они запускают механизмы подавления возбудителя, заложенные в самой клетке. Но к цитокинам также относятся:
- интерлейкины;
- факторы некроза опухоли;
- хемокины;
- колониестимулирующие факторы.
Все вместе они провоцируют возбуждение белков-рецепторов на поверхности антител, привлекая их «внимание» к очагу. С бактериями, грибами и микроорганизмами энергичнее всего «воюют» лейкоциты. А за борьбу с вирусами как внутриклеточными паразитами отвечают лимфоциты. Они имеют «право» проникать внутрь клеток, в то время как лейкоциты его лишены. Отсюда и их «специализация» на вирусах.
Активность проявляют лимфоциты всех типов, включая макрофаги. Эти антитела производят вещества, воздействующие на центр терморегуляции в головном мозге. То есть, температура у инфицированного больного повышается за счет деятельности макрофагов.
Часть вирионов из разрушенных или целых клеток оказывается в крови в составе продуктов распада. А там постоянно находятся иммуноглобулины – белки с шарообразной молекулой, способные уничтожать носителей посторонних сигнатур и запоминать их, вырабатывая кратко- и долгосрочный иммунитет.
Свойства
За редкими исключениями (ВИЧ, герпесвирус и некоторые другие), противовирусный иммунитет:
- формируется в течение 3-7 суток после инвазии (проникновения вируса в организм):
- является абсолютным (этим штаммом пациент уже не заразится):
- и сохраняется пожизненно.
Препараты
Первое, с чего посоветует начать укрепление защиты любой современный врач, это средства с интерферонами. Эти противовирусные препараты, повышающие иммунитет, производятся методами генной инженерии. «Прирученные» лабораторные бактерии синтезируют белок, похожий на нужный. А после в нем искусственным путем заменяют несколько аминокислот, и получается его «человеческая» копия.
Народными средствами
26.67%
Проголосовало: 45
Самый известный бренд среди отечественных препаратов на такой основе – собственно Интерферон. Под этим названием выпускаются преимущественно ампулы для инъекций, что неудобно и довольно болезненно. Зато их упаковку можно купить за 65-100 рублей (10 ампул), а колоть – по 1 в сутки (сроки для каждого отдельно взятого человека разнятся, и регулируются медицинским специалистом).
Комфортнее пользоваться свечами (по 1 на ночь, неделю или чуть дольше) с аналогичным составом под названием Генферон. Но и стоят они дороже – от 780 рублей за 10 шт. Линейка, называемая Вифероном, обойдется дешевле. В ней за десяток суппозиториев с более высокой концентрацией действующего вещества в аптеке возьмут около 265 рублей. А мазь/гель оцениваются в пределах 200 и 170 рублей, соответственно.
Среди альтернатив интерферонам можно выделить следующие варианты:
- Циклоферон. Его действующее вещество представляет собой синтетик меглюмина акридонацетат. Он обладает свойством ускорять синтез собственного интерферона, «попутно» повышая активность лимфоцитов. Выпускается в кишечнорастворимых таблетках и ампулах для инъекций. Удобство пероральной формы обусловливает стоимость – в рамках 795 рублей. (правда, за 50 штук при необходимости пить по 1 в день). А болезненный курс уколов по 1 за сутки (5 ед. в упаковке) оценивается в 345 рублей.
- Ингавирин. Витаглутам в его составе улучшает чувствительность рецепторов имеющегося в организме интерферона к возбудителям. Производится в желатиновых капсулах для общего приема, по 7 в пачке (прием – по одной за 24 ч.), и оценивается от 495 рублей.
- Полиоксидоний. Позиционируется разработчиком как азоксимера бромид – полимер с уникальной способностью «уплотнять» клеточные оболочки, делая их непроницаемыми для вирусов. Он продается в таблетках (825 рубля за максимальную дозировку 12 мг и 10 ед. в блистере) либо свечах (1100 рублей и выше за десяток суппозиториев с такой же концентрацией). Для укрепления противовирусного иммунитета оба варианта требуют применения раз в сутки.
Народные средства
В на считается, что растения и другие субстанции наподобие мумие не влияют на иммунитет. Они лишь тонизируют ЦНС, подобно кофеину, заставляя человека ощущать себя лучше и бодрее. Плюс, они «дразнят» защитные тела своим непригодным в пищу или даже опасным составом. Это повышает их активность, но обычно – в сторону развития аллергии. Альтернативная медицина этот скепсис не разделяет.
Чаще всего знахари советуют укреплять противовирусную защиту:
- пергой с медом – смешанными поровну и потребляемыми по чайной ложке утром и вечером пару недель;
- шалфеем и липовым цветом – чайную ложку шалфея смешивают со столовой ложкой цветов, отделяют 1 чайную ложку смеси и заливают кипятком в чашке, подобно чаю. Напиток употребляют горячим, с медом, на ночь, 15-20 суток, дальше важно сделать минимум недельный перерыв;
- не распустившимися березовыми почками – столовую ложку которых промывают кипятком, складывают в стакан, заливают порцией горячей воды и остужают под крышкой. Процеживают настой и пьют его двухнедельным курсом, по чайной ложке, перед едой, трижды в сутки.
Рекомендуется также провести курс т.н. пчелиных обножек – собранной и скатанной пчелами в шарики цветочной пыльцы. Ее следует рассасывать по 3-4 крупинки в обед, месяц, но по схеме неделя — прием, неделя — отдых.
Продукты
Особых противовирусных продуктов питания на свете не существует. Зато есть цитрусовые, кисловатые на вкус ягоды, капуста (все сорта), листовые овощи (салат, шпинат, укроп, петрушка). Они богаты пищевыми кислотами, начиная с аскорбиновой. А эти соединения сами выступают хорошими антисептиками.
Плюс, витамин С принимает участие в транспортировке кальция и работе лимфоцитов. Он также входит в состав С-реактивных белков крови. Их нельзя назвать противовирусными агентами: они реагируют на воспаление любой природы и привлекают к его очагу остальных защитников.
Высоким содержанием веществ, участвующих в синтезе антител, также отличаются следующие продукты:
- орехи и семечки – богатые ретинолом и токоферолом для кожи;
- насыщенные кровью субпродукты и рыбная икра – с легкоусвояемым железом;
- мясо, молоко, рыба – источники полноценных белков, без которых невозможно строительство ни одного антитела или клетки;
- корнеплоды – с клетчаткой, незаменимой для нормальной работы пищеварительного тракта;
- мед – согревающий стимулятор обмена веществ (что несвойственно сахару);
- лук и чеснок – мощные противоглистные и обеззараживающие продукты с эффектом повышения аппетита.
Что еще?
Желающий оставаться здоровым человек никогда не откажется от отпуска и не станет проводить его в родном городе. Главная особенность поездок на курорты и путешествий в другие страны в том, что они действуют на организм подобно мумие с прополисом – заставляют его «включить» биологический резерв для приспособления к новым окружающим условиям. Прибегать к ним чаще 2 раз в год не стоит, но один – обязательно нужно.
Поддержать здоровье помогут и простейшие методы закаливания:
- контрастный душ утром;
- обливания прохладной водой с растиранием грубым полотенцем;
- прогулки не меньше часа на ночь и утренние пробежки, даже пусть вялой рысцой;
- посещение сауны и солярия, если нет патологий сердца или сосудов.
Часто болеющим ОРВИ пациентам стоит чаще бывать летом в хвойном лесу, а зимой – в соляной комнате.
Отличие вируса от большинства видов организмов в том, что он не способен к размножению вне чужой живой клетки. Вирусов известно много: Rabies Virus, Adenovirus, Ebola Virus, HIV, Hepatitis B и C, Papillomaviridae, Herpes Viridae, Influenza Virus и мн. др.
Они предпочитают разные клетки, атакуют нас по-разному, но всем им присуще нечто общее – структура жизненного цикла:
- проникновение в клетку с помощью присоединения к какому-либо типу рецепторов,
- транскрипция вирусной ДНК / РНК (в зависимости от вида вируса),
- встраивание в клеточный аппарат репликации генома,
- репликация вируса и его распространение за пределы клетки.
Врождённый иммунитет человека, формирующийся ещё до рождения, знает этот механизм. Ещё до первых контактов с патогенами мы имеем представление, как с ними бороться, и врождённые инструменты борьбы.
Как неспецифический иммунитет борется с инфекциями?
В распоряжении неспецифического иммунитета имеются естественные клетки-киллеры, запрограммированные уничтожать всё, что не отвечает критерию биологической идентичности геному организма хозяина.
В течение жизни эти клетки занимаются проверкой каждой клетки, каждого микроорганизма, который они встречают. Чтобы пройти контроль, клетки предъявляют молекулярный «паспорт» – главный комплекс гистосовместимости (ГКГС). Считывая его, как штрихкод, киллер отпускает здоровую клеточку – на свободу с извинениями.
Такие проверяющие клетки не умеют определять, инфицирована клетка или нет. Но когда вирус проникает в клетку и встраивает чужеродный геном в её реплицирующий комплекс, ГКГС нарушается и клетка не проходит контроль. Киллер впрыскивает в неё ферменты клеточного «пищеварения» и разрушает, а её остатки, как и остатки вирусов, подъедают фагоциты.
Типология клеток крови
При этом имеет место и иммунологическая толерантность, например, к компонентам нормального микробиома человека – при условии, что он найден в соответствующем месте. Так, кишечной палочке ничего не угрожает со стороны иммунитета хозяина в кишечнике, но, обнаружив её где-то ещё, клетка-киллер уничтожит эту бактерию как условный патоген. И будет права.
Как работает специфический иммунитет человека?
Специфический, или адаптивный, иммунитет человека работает на распознавание инфекций. В том числе новых. Ещё до первого контакта с возбудителем, до появления первых заражённых клеток и запуска соответствующего сигналинга иммунные клетки могут распознать патоген по т. н. паттернам патогенности – молекулярным (чаще всего белковым) комплексам, которые свойственны в принципе – вирусам, в принципе – бактериям, в принципе – грибам и т. д.
Когда патоген проник и развернул атаку, специфический иммунитет приступает к сложному мероприятию по его улавливанию и обезвреживанию. В его распоряжении имеются альфа-, бета- и гамма-интерфероны, которые:
- тормозят репликацию ДНК и РНК в клетке, не давая вирусу размножаться,
- запускают апоптоз – самоубийство заражённой клетки на благо организма.
В момент проникновения вируса клетка распознаёт инфицирование и успевает вывесить на мембране «флажки», которые привлекут внимание Т-хелперов, Т-киллеров, В-лимфоцитов и другие войска специфического иммунитета.Т-хелперы обеспечат исследование и запоминание патогена, В-лимфоциты займутся выработкой антител, которые обклеят (опсонизируют) вирусные фрагменты, сделав их неспособными к репликации. А фагоциты соберут остатки патогена и погибшей клетки. Затем «осколки» вируса затем попадут через кровь в лимфу, где отфильтруются в лимфоузлах и будут тщательно изучены. Затем молодым, т. н. наивным клеткам-лимфоцитам будут предъявлены антигены, и они смогут распознавать угрозы, которые «лично» никогда не встречали. Таким образом тренируется иммунная память.
Что ещё делает интерфероновый сигналинг? Интерфероны присоединяются к оболочкам здоровых клеток, не давая вирусу присоединиться и проникнуть сквозь клеточную мембрану.
Они же разрешают общие провоспалительные реакции, которые сопровождаются хорошо знакомыми клиническими симптомами усталости, разбитого состояния, высокой температуры, ломоты в суставах, сонливости, мышечной боли и т. п.
Всё это говорит о том, что красный костный мозг получил чёткий, конкретный сигнал – продуцировать больше специальных, «профессиональных» клеток: моноцитов, дендритных клеток, лимфоцитов, лейкоцитов и др.
Повышенные лимфо- и лейкоциты мы увидим в общем анализе крови – если, конечно, сам вирус не вызывает лейкоцито- или лимфоцитопению, поразив органы и клетки иммунной системы.
Таким образом, интерфероны оказывают аутокринный, паракринный и эндокринный эффект. И это, с одной стороны, хорошо, а с другой не очень, потому что военную мощь нашего иммунитета вирусы учатся обманывать и даже обращать против нас. И со стимуляцией иммунного ответа следует быть очень аккуратными.
Получить более подробную информацию об этом можно в статье от иммунологов онлайн-академии UniProf «Противовирусный иммунитет человека: как вирусы обманывают его и что с этим делать?»
А полное практические рекомендации, как пациенту подружиться с иммунитетом, а врачу – эффективно использовать иммунологические знания в любом направлении клинической практики,можно в рамках интенсива «Коронный иммунитет».
Лекции читают ведущие российский иммунологи и спикеры Академии UniProf. Регистрируйтесь на обучение, получайте актуальные и необходимые экспертные знания, чтобы быть здоровыми и вести пациентов на принципиально новом профессиональном уровне.