Современное учение об иммунитете

Иммунитет – это способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации.

Иммунитет – целостная системы биологических механизмов самозащиты организма.

С помощью иммунитета распознается и уничтожается все чужеродное. Чужеродное – не свое, генетические разделения между веществами.

Задачи – поддержание структурной целостности организма. Обеспечивает

Сохранение гомеостаза
Сохранение функциональных структурной целостности организма
Сохранение биологической индивидуальности организма.
Уничтожается клетки, которые генетически отличаются от клеток организма.

Иммунология – наука об организмах, молекулах иммунной системы. Изучает структурную функцию иммунитета и реакцию иммунитета на чужеродные антитела. Изучает последовательность иммунного ответа и способы влияния на него.

Развитие иммунологии

Основоположник – труды Мечникова 1883 год. Создал фагоцитарную теорию иммунитета, 1897 год – Эрлих создал гуморальную теорию иммунитета, 1908 – получение ноб. Премии за теории.

Эмпирически были предложены вакцины(до этого гук).

Дженер – вакцина против коровье оспы

1974 – оспа ликвидирована.

Вакцина Пастера – вакцина против бешенства.

Виды и формы иммунитета.

в зависимости от механизмов иммунитет – видовой – врожденный наследственный, естественный, неспецифический, приобретенный(адаптивный ) – естественный –активный(после инфекции) пассивный – трансплантацитарно, искусственный активный – после введения вакцины, пассивный – сыворотка.
От исхода инфекционного процесса – стерильный – когда организм освобождается от возбудителя, нестерильный – инфекция сохраняется при наличии возбудителя в организме – туберкулез.
По распространяемости – общий – во всем организме, местный – в определенном участке.
По проявлениям – антибактериальный, антитоксичный, противовирусный, противогрибковый, противопаразитарный, противоопухолевый, трансплатационный
По факторам – клеточный, гуморальный

Видовой иммунитет.

Невосприимчивость обусловленная врожденными биологическими особенностями организма.

Отличается свойствами

1.Видовоый признак(животные не болеют болезнями людей)

2. Генетически детерминированный – по наследству

3. Неспецифический – не имеет избирательного направления, а проявляется против различных инфекций

4. стойкий но не абсолютный

Механизмы видового иммунитета.

Внешние барьеры видового иммунитета.

Кожа является механическим барьером на пути инфекционных агентов – патогенов. Обладает бактерицидным свойством ибо секреты потовых и сальных желез содержат пероксид водорода, а также мочевину, ненасыщенные жирные кислоты, желчные пигменты аммиак
Слизистая оболочка. Секрет слизистых вымывает патогенны с поверхности. Содержит лизоцим, секреторные антитела, ингибиторы бактерий и вирусов.
Антатомо-физиологические особенности организма. Реснички цилиндрического эпителия верхних дых. Путей. Задерживают патогены, а также рвота, кашель, чихание – это физиологические акты. Ресницы, брови глаз препядствуют попаданию патогенов

Внутренние барьеры

Нормальная микрофлора организма, заселяющая слизистую, кожу, различные биотопы. Является антагонистом патогенных и условно патогенных организмов. Обладает иммунизирующим действием. Благодаря чему индуцирует образование антител. Синтез витаминов – К, B.
Мембраны клеток
Функцию гистогематических барьеров. Осуществляют защиту мозга, репродуктивную систему, глаза.
Лимфоидная система. Входит система лимфоидных узлов и образований
Лихорадка – увеличение температуры усиливает обменные процессы, кровоток, активность ферментов, макрофагов, ингибирует размножение вирусов и бактерий.
Воспаление возникает при повреждении тканей. В очаг воспаления устремляются фагоциты. Активируются биологически активные вещества(БАВ) – серототнин и гистомин, которые увеличивают проницаемость сосудов, что приводит к развитию отека, покраснения, накапливаются вещества – антитела и комплимент которые обеспечивают уничтожение патогенна.
Функция выделительной системы. От разрушенных патогенов избавляется через ЖКТ, дыхательные пути и мочевыделительную систему.

Клеточные механизмы видового иммунитета.

Фагоцитоз и функции натуральных киллеров NK клеток.

Фагоцитоз – процесс захвата и уничтожения чужеродных антигенов фагоцитами.

В фагоцитозе участвуют клетки, которые подразделяются на следующие виды – микрофаги. Это полиморфноядерные нейтрофилы периферической крови. Макрофаги – моноциты, фаговые макрофаги, которые получили название гистиоциты. Клетки Купера печени, остеокласты – костной ткани, а также клетки микроглии нервной ткани. Макро и микрофаги на мембранах имеют много рецепторов, ферментов и выраженный лизосомальный аппарат.

Стадии фагоцитоза

Движение фагоцита к объекту осуществляется хемотаксисом. Это направленное движение клетки к определенным хим. Группам, определенным рецепторам.
Прилипание объекта к фагоцитам, что обозначается как адгезия и абсорбция, которые происходят за счет взаимодействия с рецепторами
Поглощение фагоцитом объекта. На месте прикрепления клеточная стенка инвагинирует. Объект погружается в фагоцит. Образуется фагосома, которая сливается с лизосомой и образуется комплекс фаголизосома
Исход различен. Варианты исхода 1. Переваривание объекта. 2. Размножение объекта в фагоците 3. Выталкивание объекта из фагоцита

Механизмы переваривания

О-зависмый. Фагоцит активно поглощает кислород, происходит окислительный взрыв, образуются активные формы кислорода, такие как гидроксилион, супероксиданион, пероксид водорода, который губительно действует на бактерию
Кислород независимый. Осуществляется за счет катионных белков и лизосомальных ферментов.

Виды фагоцитоза

Завершенный – объект переваривается
Незавершенный – бактерии не перевариваются

Механизмы незавершенного фагоцитоза.

Бактерии могут быть устойчивы к действию лизосомальных ферментов, например гонококки
Микроорганизмы могут выходить из фагоцита и размножаться, что характерно для риккетсий.
Бактерии могут препятствовать образованию фаголизосомы – туберкулезная палочка.

Оценка фагоцитоза.

Для оценки фагоцитарной активности используют следующие показатели

-Процент фагоцитоза(ПФ) – количество фагоцитов из 100, проявляющих функциональную активность.

В норме против стафилаккоков или каких либо корпускул – 60-80 %

-Индекс фагоцитоза(ИФ) –количество бактерий, захваченных одним фагоцитом из 100. Примерно 6-8 бактерий захватывает 1 фагоцит.

Активность фагоцитов может увеличиваться под влиянием цитокинов, комплиментов, антител, среди которых имеются опсонины. Это антитела, которые подготавливают бактерию к фагоцитозу. В их присутствии фагоцитоз идет более активно. Синтезируются опсонины в иммунизированном организме.

Наличие опсонинов определяется по опсоно-фагоцитарному индексу(ОФИ)

ОФИ = ПФимунной сыворотки / ФП нормальной сыворотки. Если > 1, значит есть опсонины. У больного бруцеллезом формируются опсонины. Антиетла подготавливают фагоциты к захвату бруцелл. 80/20=4. Если < 1 человек болен.

Функции фагоцитов

Обеспечивание фагоцитоза
Переработка антигенов
Презентация антигена клеткам иммунной системы и запуск последующей имунной реакции.
Секреция БАВ – биологически активных веществ. Более 5-. Цитокины, компоненты комплементы, простогландины,

Натуральные киллеры.

Это естественные убийцы, относящиеся к лимфоцитам не обладающие свойствами T и B лимфоцитов, оказывают цитотоксическое действие на клетки опухолей, клетки содержащие вирусы. Имеют особый белок, который в присутствии ионов кальция быстро полимеризуется, образуются субъединицы, которые встраиваются в клеточную мембрану, формируется канал, по которому в клетку устремляется вода. Клетка набухает, лопается, что обозначается как цитолиз.

Гуморальные факторы видового иммунитета

Комплимент – многокомпонентная система белков сыворотки крови, обеспечивающая поддержание гомеостаза. Объединяет 9 компонентов-фракций и обозначается латинской С с индексом 1,2,3,4,5 и тд. В систему входят субкомпоненты С1R, C1S, C5A, C5B. Регуляторные белки, факторы участвующие в активации комплимента – гаммаглобулины, ионы магния и кальция. Компоненты комплимента находятся в неактивном состоянии и для проявления функционального действия необходима активация системы комплименты. Различают следующие пути активации –

Классический
Альтернативный
Лектиновый.

Активация по классическому типу. Активация идет по типу усиливающегося каскада.

1 молекула распадается, активирует 2 молекулы и тд. Инициируется комплексом антиген- антитело, который взаимодействует с первой фракцией С1, которая распадается на субкомпоненты. Взаимодействует с C4, которая взаимодействие с С2, которая активирует С3, которая распадается на субкомпоненты С3А и С3Б, приводящие к активации С5, который распадается на субкомпоненты С5а и С5б, активируется С6 и тд до С9. Комплекс С6-С9 – мембранатакующий комплекс, встраивается в мембрану, формируется канал, по которому поступает вода и клетка лизируется.

Активация по альтернативному типу. Запускается ЛПС и микробными антигенами, которые активируют сразу С3 фракцию. Далее С5 и до С9.

Активация по лектиновому типу запускается монозосвязывающими белками, которые соединяются с остатками монозы на бактериальных клетках, активируется протеаза, которые расщепляется 4йю фракцию комплимента. Затем С2,3 и тд до С9. В результате комплимент активируется.

Комплимент в результате активации выполняет следующие функции

Лизис клетки
Стимуляция фагоцитоза, например С5 фракция усиливает хемотаксис
Увеличение проницаемости сосудов, что обеспечивается субкомпонентами
Усиливается процесс воспаления

К гуморальным факторам видового иммунитета относится фермент лизоцим, который разрушает пептидогликан клеточной стенки, тем самым вызывает гибель бактерий, синтезируется макрофагами и моноцитами. Содержится в большом количестве в крови, жидкостях организма, много в слюне и слезной жидкости

Белки острой фазы, например С реактивный белок. Это крупная белковая молекула из 5 одинаковых субъединиц – пентроксин. Имеет сродство с веществами клеточной стенки бактерий. Обеспечивает опсонизацию бактерий, активацию комплимента по классическому пути

Эндогенные пептиды, которые обладают активностью антибиотиков, способны убивать бактерий

Интерферон, защитные белки сыворотки крови, среди которых кроме белков острой фазы различают пропердин, бета лизин, монозосвящывающие белки.

Источник

Как устроен иммунитет: Объясняем по пунктам

Наш организм непрерывно меняется, но при этом очень «любит» постоянство и может нормально работать только при определенных параметрах своей внутренней среды. Например, нормальная температура тела колеблется между 36 и 37 градусами по Цельсию. Вспомните последнюю простуду и то, как плохо вы себя чувствовали, стоило температуре подняться всего на полградуса. Такая же ситуация и с другими показателями: артериальным давлением, рН крови, уровнем кислорода и глюкозы в крови и другими. Постоянство значений этих параметров называется гомеостазом, а поддержкой его стабильного уровня занимаются практически все органы и системы организма: сердце и сосуды поддерживают постоянное артериальное давление, легкие — уровень кислорода в крови, печень — уровень глюкозы и так далее.

Иммунная же система отвечает за генетический гомеостаз. Она помогает поддерживать постоянство генетического состава организма. То есть ее задача — уничтожать не только все чужеродные организмы и продукты их жизнедеятельности, проникающие извне (бактерии, вирусы, грибки, токсины и прочее), но также и клетки собственного организма, если «что-то пошло не так» и, например, они превратились в злокачественную опухоль, то есть стали генетически чужеродными.

Как клетки иммунной системы уничтожают «врагов»?

Чтобы разобраться с этим, сначала нужно понять, как иммунная система устроена и какие бывают виды иммунитета.

Иммунитет бывает врожденным (он же неспецифический) и приобретенным (он же адаптивный, или специфический). Врожденный иммунитет одинаков у всех людей и идентичным образом реагирует на любых «врагов». Реакция начинается немедленно после проникновения микроба в организм и не формирует иммунологическую память. То есть, если такой же микроб проникнет в организм снова, система неспецифического иммунитета его «не узнает» и будет реагировать «как обычно». Неспецифический иммунитет очень важен — он первым сигнализирует об опасности и немедленно начинает давать отпор проникшим микробам.

Однако эти реакции не могут защитить организм от серьезных инфекций, поэтому после неспецифического иммунитета в дело вступает приобретенный иммунитет. Здесь уже реакция организма индивидуальна для каждого «врага», поэтому «арсенал» специфического иммунитета у разных людей различается и зависит от того, с какими инфекциями человек сталкивался в жизни и какие прививки делал.

Специфическому иммунитету нужно время, чтобы изучить проникшую в организм инфекцию, поэтому реакции при первом контакте с инфекцией развиваются медленнее, зато работают гораздо эффективнее. Но самое главное, что, один раз уничтожив микроба, иммунная система «запоминает» его и в следующий раз при столкновении с таким же реагирует гораздо быстрее, часто уничтожая его еще до появления первых симптомов заболевания. Именно так работают прививки: когда в организм вводят ослабленных или убитых микробов, которые уже не могут вызвать заболевание, у иммунной системы есть время изучить их и запомнить, сформировать иммунологическую память. Поэтому, когда человек после вакцинации сталкивается с реальной инфекцией, иммунная система уже полностью готова дать отпор, и заболевание не начинается вообще или протекает гораздо легче.

Кто отвечает за работу различных видов иммунитета?

Костный мозг. Это центральный орган иммуногенеза. В костном мозге образуются все клетки, участвующие в иммунных реакциях.
Тимус (вилочковая железа). В тимусе происходит дозревание некоторых иммунных клеток (Т-лимфоцитов) после того, как они образовались в костном мозге.
Селезенка. В селезенке также дозревают иммунные клетки (B-лимфоциты), кроме того, в ней активно происходит процесс фагоцитоза — когда специальные клетки иммунной системы ловят и переваривают проникших в организм микробов, фрагменты собственных погибших клеток и так далее.
Лимфатические узлы. По своему строению они напоминают губку, через которую постоянно фильтруется лимфа. В порах этой губки есть очень много иммунных клеток, которые также ловят и переваривают микробов, проникших в организм. Кроме того, в лимфатических узлах находятся клетки памяти — это специальные клетки иммунной системы, которые хранят информацию о микробах, уже проникавших в организм ранее.

Таким образом, органы иммунной системы обеспечивают образование, созревание и место для жизни иммунных клеток. В нашем организме есть много их видов, вот основные из них.

Т-лимфоциты. Названы так, потому что после образования в костном мозге дозревают в вилочковой железе — тимусе. Разные подвиды Т-лимфоцитов отвечают за разные функции. Например, Т-киллеры могут убивать зараженные вирусами клетки, чтобы остановить развитие инфекции, Т-хелперы помогают иммунной системе распознавать конкретные виды микробов, а Т-супрессоры регулируют силу и продолжительность иммунной реакции.
B-лимфоциты. Название их происходит от Bursa fabricii (сумка Фабрициуса) — особого органа у птиц, в котором впервые обнаружили эти клетки. В-лимфоциты умеют синтезировать антитела (иммуноглобулины). Это специальные белки, которые «прилипают» к микробам и вызывают их гибель. Также антитела могут нейтрализовывать некоторые токсины.
Натуральные киллеры. Эти клетки находят и убивают раковые клетки и клетки, пораженные вирусами.
Нейтрофилы и макрофаги умеют ловить и переваривать микробов — осуществлять фагоцитоз. Кроме того, макрофаги выполняют важнейшую роль в процессе презентации антигена, когда макрофаг знакомит другие клетки иммунной системы с кусочками переваренного микроба, что позволяет организму лучше бороться с инфекцией.
Эозинофилы защищают наш организм от паразитов — обеспечивают антигельминтный иммунитет.
Базофилы — выполняют главным образом сигнальную функцию, выделяя большое количество сигнальных веществ (цитокинов) и привлекая этим другие иммунные клетки в очаг воспаления.

Как клетки иммунной системы отличают «своих» от «чужих» и понимают, с кем нужно бороться?

В этом им помогает главный комплекс гистосовместимости первого типа (MHC-I). Это группа белков, которая располагается на поверхности каждой клетки нашего организма и уникальна для каждого человека. Это своего рода «паспорт» клетки, который позволяет иммунной системе понимать, что перед ней «свои». Если с клеткой организма происходит что-то нехорошее, например, она поражается вирусом или перерождается в опухолевую клетку, то конфигурация MHC-I меняется или же он исчезает вовсе. Натуральные киллеры и Т-киллеры умеют распознавать MHC-I рецептор, и как только они находят клетку с измененным или отсутствующим MHC-I, они ее убивают. Так работает клеточный иммунитет.

Но у нас есть еще один вид иммунитета — гуморальный. Основными защитниками в этом случае являются антитела — специальные белки, синтезируемые B-лимфоцитами, которые связываются с чужеродными объектами (антигенами), будь то бактерия, вирусная частица или токсин, и нейтрализуют их. Для каждого вида антигена наш организм умеет синтезировать специальные, подходящие именно для этого антигена антитела. Молекулу каждого антитела, также их называют иммуноглобулинами, можно условно разделить на две части: Fc-участок, который одинаков у всех иммуноглобулинов, и Fab-участок, который уникален для каждого вида антител. Именно с помощью Fab-участка антитело «прилипает» к антигену, поэтому строение этого участка молекулы зависит от строения антигена.

Как наша иммунная система понимает устройство антигена и подбирает подходящее для него антитело?

Рассмотрим этот процесс на примере развития бактериальной инфекции. Например, вы поцарапали палец. При повреждении кожи в рану чаще всего попадают бактерии. При повреждении любой ткани организма сразу же запускается воспалительная реакция. Поврежденные клетки выделяют большое количество разных веществ — цитокинов, к которым очень чувствительны нейтрофилы и макрофаги. Реагируя на цитокины, они проникают через стенки капилляров, «приплывают» к месту повреждения и начинают поглощать и переваривать попавших в рану бактерий — так запускается неспецифический иммунитет, но до синтеза антител дело пока еще не дошло.

Расправляясь с бактериями, макрофаги выводят на свою поверхность разные их кусочки, чтобы познакомить Т-хелперов и B-лимфоцитов со строением этих бактерий. Этот процесс называется презентацией антигена. Т-хелпер и B-лимфоцит изучают кусочки переваренной бактерии и подбирают соответствующую структуру антитела так, чтобы потом оно хорошо «прилипало» к таким же бактериям. Так запускается специфический гуморальный иммунитет. Это довольно длительный процесс, поэтому при первом контакте с инфекцией организму может понадобиться до двух недель, чтобы подобрать структуру и начать синтезировать нужные антитела.

После этого успешно справившийся с задачей B-лимфоцит превращается в плазматическую клетку и начинает в большом количестве синтезировать антитела. Они поступают в кровь, разносятся по всему организму и связываются со всеми проникшими бактериями, вызывая их гибель. Кроме того, бактерии с прилипшими антителами гораздо быстрее поглощаются макрофагами, что также способствует уничтожению инфекции.

Есть ли еще какие-то механизмы?

Специфический иммунитет не был бы столь эффективен, если бы каждый раз при встрече с инфекцией организм в течение двух недель синтезировал необходимое антитело. Но здесь нас выручает другой механизм: часть активированных Т-хелпером В-лимфоцитов превращается в так называемые клетки памяти. Эти клетки не синтезируют антитела, но несут в себе информацию о структуре проникшей в организм бактерии. Клетки памяти мигрируют в лимфатические узлы и могут сохраняться там десятилетиями. При повторной встрече с этим же видом бактерий благодаря клеткам памяти организм намного быстрее начинает синтезировать нужные антитела и иммунный ответ запускается раньше.

Таким образом, наша иммунная система имеет целый арсенал различных клеток, органов и механизмов, чтобы отличать клетки собственного организма от генетически чужеродных объектов, уничтожая последние и выполняя свою главную функцию — поддержание генетического гомеостаза.

Источник