Специфические факторы иммунитета микробиология
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.
Доброго времени суток, дорогие читатели!Продолжаем рассуждения не тему иммунитета и всего, что с ним связано. Сегодняшняя статья позволит углубиться нам ещё дальше в познания, связанные с защитными свойствами человека. С надежной охраной от биологических тел или веществ, несущих чужеродную генетическую информацию. Защитой, которая носит название иммунная система. Такие понятия как специфический и неспецифический иммунитет, раскроют перед нами тайны лейкоцитов, стоящих на страже нашего здоровья.
Основные виды иммунитета
Защитная система человека представлена видовым разнообразием лейкоцитов, а также внутренними воспроизводителями по их выработке и развитию. Важные для нас лимфоциты, макрофаги, нейтрофилы, моноциты имеют происхождение из тканей костного мозга, селезенки, лимфоузлов и тимуса.
Целая вселенная, макрокосмос находится внутри нас. Все эти составляющие стоят на страже нашего здоровья, ежеминутно преобразовываясь и переходя из одного состояния в другое. Быстро и эффективно подавляя антигены, вещества чуждые человеческой природе. Среди видов иммунитета, направляющих свое действие на чужеродные микробы и бактерии, определяют неспецифический и специфический виды.
Неспецифический иммунитет
Данный тип, призван к борьбе с антигеном и проявляется гуморальным и клеточным видами. Первый работает в плазме крови и получается путём выработки бактерицидных составляющих, а клеточный говорит сам за себя, эта работа ведётся на клеточном уровне.
Неспецифический иммунитет ещё называют врожденным, видовым, он способен заблокировать любое посягательство на организм с внешней стороны. Воспринимает вторжение, как чужеродное и опасное, для внутренних систем человека.
Действует этот вид защиты влиянием на антиген различных видов лейкоцитов, в их числе нейтрофилы, макрофаги, базофилы. Это в общих чертах. Теперь несколько подробнее. Что такое неспецифический иммунитет?
Данный вид иммунитета имеет устойчивость к ряду вирусных инфекций. Будущий человек, находясь в материнской утробе, надёжно спрятан от антигена, даже после рождения, влияние наследственного иммунитета остается с ним на протяжении шести месяцев. Но, стоит заметить, что данный срок относится далеко не ко всем детям. Здесь многое зависит и от крепости здоровья матери и от наследуемых ребёнком индивидуальных черт.
Здесь неспецифический вид разделяется и следует по двум путям:
- Абсолютный, с ярко выраженной нечувствительностью к некоторым вирусным бактериям при самых неблагоприятных условиях.
- Относительный, который может быть не так стоек, если создать ему неблагоприятную среду. Примером может служить следующий случай: ребенок сильно переохладился, и находился в данных условиях довольно долго, что повлекло за собой вероятность заболевания ветрянкой. При плюсовой температуре, процент того, что он сможет заболеть, равен нулю.
Есть также понятие личной невосприимчивости к вирусам. Это определяется силой иммунной системы и нормой эндокринных показателей.
Можно наблюдать некоторые расовые особенности и игнорирование инфекций, которые проявляются в виде устойчивости к заболеваниям. Связаны подобные явления и с географическим положением.
Например: жители многих регионов Африки намного устойчивее к такому заболеванию как малярия. Они буквально «на ногах» способны перенести болезнь, тогда как европеец будет лежать с высокой температурой не в силах подняться.
Специфический иммунитет
Что такое специфический вид иммунитета? Он не передается генетическим путем, и формирование его длится всю жизнь. У него также есть свои подгруппы, и условно из них может быть составлена следующая таблица:
- Специфический или приобретённый естественный активный вид выявляется после того, как человек переболел серьёзной инфекцией. Но не только, в случае нахождения его долгое время в близком контакте с патогенными микробами, также может возникнуть данная форма. Она является достаточно устойчивой. Люди, переболевшие в детстве корью, не смогут заболеть этим недугом ещё раз. По срокам устойчивости данный иммунитет может быть не долговечен, однако сохраняться на десятки лет, постепенно утрачивая свою силу. Можно привести пример с брюшным тифом. При некоторых индивидуальных особенностях, при гриппе, данная форма имеет ещё более кратковременное действие. Если вы переболели этим недугом, то есть большая вероятность, вновь заболеть им через определенный период.
- Специфический, он же приобретенный естественный пассивный вид. Он попадает с передачей иммуноглобулина класса G, от материнской плаценты в организм малыша. Ещё более мощной поддержкой является материнское молоко.
- Специфический искусственный активный. Механизмы появления его в организме человека, связаны с вакцинациями. Устанавливается защита спустя какое – то время после вакцины и может держаться на первых позициях от года до многих лет. Он не имеет возможности передаваться наследственным способом. Особенно востребован при массовых инфекциях губительного свойства.
- Специфический искусственный пассивный. В случае, если иммунитет пассивен к выработке антител, в больной организм вводится уже сформировавшиеся в своей активности белки чужеродного свойства. Зачастую при этой довольно опасной процедуре наблюдается анафилактический шок. По устойчивости этот вид не длителен, до трех недель, затем идет на спад.
Специфические и неспецифические факторы иммунитета имеют отличие и разные способы воздействия на человека. Кроме вышеуказанных видов защиты, наш организм имеет еще массу способов противостояния негативным вторжениям в виде болезнетворных бактерий, микробов и вирусных инфекций.
К барьерным структурам, прежде всего, принадлежат:
- кожная система;
- слизистая оболочка;
- кровяная сыворотка.
Всё продумано до мелочей, любая внешняя атака может быть «отбита» при помощи механических, физико – химических или биологических способов. Остаётся только удивляться и восхищаться, как наш организм способен защищать сам себя.
- Механические проникновения отбиваются кожными покровами и слизистыми оболочками. От укусов насекомых, ожогов и порезов, переломов и травм спасает внешние повреждения и разрыв целостности структур.
- Физико – химические свойства в виде пота и сальных желез приобретают статус защитной реакции, а слизистые выделения, не что иное, как защитное действие на внешние микробные атаки.
- Иммунобиологические свойства начинают свою работу, в случае, если сделан прорыв через кожный слой. Тут же включается защита гуморального и клеточного уровней.
Как не восхищаться продуманностью действий и взаимовыручкой всех внутренних систем и органов друг друга. Этот уникальный мир следует беречь и приумножать его внутренний потенциал. Достаточно получить сбой в одном из звеньев, как может пострадать весь целостный облик.
Берегите своё здоровье и работайте над усилением иммунитета, ведь это ваше главное богатство. Он способно служить вам верой и правдой долгие годы!
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Специфическая защита организма направлена на уничтожение какого-либо конкретного антигена. Она осуществляется комплексом специальных форм реагирования иммунной системы. К этим формам относятся: антителообразова-ние, иммунный фагоцитоз, киллерная функция лимфоцитов, аллергические реакции, протекающие в виде гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ) и гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ), иммунологическая память и иммунологическая толерантность.
Основными клетками, которые обеспечивают неспецифическую и специфическую защиту организма от чужеродных веществ, являются фагоцитирующие клетки, Т — и В-лимфоциты, антитела, комплемент, интерфероны, ферменты. Эти все клетки участвуют в иммунных реакциях макроорганизма. В зависимости от природы антигена на каждом из этапов защиты включаются наиболее эффективные формы реагирования и иммунореагенты. Например, для обезвреживания столбнячного и дифтерийного токсинов основную роль играют антитела (антитоксины), для предохранения от живых бактерий — фагоцитоз. Для противодействия клеткам злокачественных опухолей — цито-токсические Т-лимфоциты.
Результатом взаимодействия антигена с организмом человека является формирование специфической невосприимчивости организма (иммунитет), иммунологическая память к данному антигену, толерантность (терпимость) к антигену. Неблагоприятным последствием является приобретение повышенной чувствительности к антигену (аллергия).
Иммунитет — антибактериальный, антивирусный, антитоксический и т. д. — обеспечивает иммунная система в целом.
Как видно из схемы, иммунная система подразделена на центральные и периферические органы. В периферических органах происходит адекватный иммунный ответ на присутствие антигенов. Селезенка— орган, через который фильтруется кровь. Селезенка находится в левой подвздошной области и имеет дольчатое строение. Лимфоидные скопления заселены Т-, В-лимфоцитами и плазматическими клетками. Лимфоциты распознают генетически чужеродные молекулы и клетки, участвуют в регуляции иммунного ответа, формировании гуморального и клеточного иммунитета.
Компоненты иммунной системы
Органы и ткани иммунной системы
1) центральные: костный мозг; тимус
2) периферические: селезенка; лимфатические узлы; скопление лимфоидной ткани в слизистых
Клетки иммунной системы иммунокомпетентные — обеспечивают специфичность иммунологических реакций;
1) Т — и В-лимфоциты;
2) макрофаги;
3) дентритные клетки
Гуморальные факторы иммунологической активности осуществляют неспецифическую функцию уничтожения:
1) третья популяция лимфоцитов — К-клетки (киллеры) NK (нормальные киллеры)
2) макрофаги;
3) нейтрофилы;
4) эозинофилы
1) иммуноглобулины;
2) цитокины (регулирующие факторы);
3) комплемент
Кровь также относится к периферическим органам иммунитета. В ней находятся Т — и В-лимфоциты, фагоциты, лейкоциты.
1 клетки вещества. Основными клетками лимфы являются лимфоциты.
торые отвечают за синтез иммуноглобулинов всех пяти классов, участвуют в формировании гуморального иммунитета. На долю этих клеток приходится 15% всей лимфоидной популяции. В организме могут жить до 10 и более лет. Лимфатические узлы — мелкие анатомические образования, бобовидной формы, которые располагаются по ходу лимфатических сосудов. Каждый участок тела имеет региональные лимфатические узлы. В организме человека находится около 1000 лимфатических узлов. Через них фильтруется лимфа, задерживаются и концентрируются различные антигены. В пределах узла включается система специфического иммунного реагирования, направленная на обезвреживание антигена. Лимфа — жидкая ткань, которая находится в лимфатических сосудах и узлах. Так как клетки организма с кровью не соприкасаются, каждая клетка омывается лимфой, в которой содержатся необходимые для
В-лимфоциты — это иммунокомпетентные клетки, ко-
3. Т-супрессоры — ингибируют активность Т-лимфоцитов или В-лимфоцитов, препятствуют чрезмерному развитию иммунных реакций.
л ера определяются молекулы СД8.
| уничтожают клетки. На поверхности мембраны Т-кил-
| 2. Т-цитотоксические (киллеры) — распознают антигены и
| сти мембраны Т-хелпера определяются молекулы СД4.
| верхности антигенпредставляющих клеток. На поверхно-
1 . Т-хелперы — распознают несущую часть антигена на по-
Т-лимфоциты обеспечивают клеточные формы иммунного ответа. Среди Т-лимфоцитов выделяют 3 основные популяции:
В осуществлении иммунной защиты участвуют 3 вида клеток: фагоциты, Т — и В-лимфоциты. Деятельность этих клеток направлена на распознавание и уничтожение чужеродных агентов — антигенов.
Свойства антигенов
Антигены обладают двумя основными свойствами:
1) антигенностью. Это способность вызывать в организме выработку антител.
Антигенность вещества зависит от его чужеродности, от величины и сложности строения молекулы, от его растворимости. Все эти свойства присущи белкам или белковой части антигена;
2) специфичностью — выражается в способности антигенов взаимодействовать только с теми антителами, которые выработались в ответ на введение данного антигена. Специфичность антигена определяется небольшим участком молекулы — детерминантной группой. Количество этих групп может быть разным. Их функции выполняют углеводы, пептиды, липиды, нуклеиновые кислоты. Антигены многих микроорганизмов уже хорошо изучены (у сальмонелл, эшерихий, шигелл). У бактерий различают несколько видов антигенов:
1) групповые. Являются общими для двух или более видов микробов. Например, возбудители брюшного тифа имеют общие групповые антигены с возбудителями парати-фов А и В;
2) специфические антигены — имеются только у данного вида микроорганизма. Знание специфических антигенов позволяет дифференцировать микробов внутри рода и вида.
Так, внутри рода сальмонелл по комбинации антигенов дифференцировано более 1500 типов сальмонелл. По локализации антигенов в микробной клетке различают:
1) соматические, О-антигены — связаны с телом микробной клетки. О-антиген высокотоксичен (является эндотоксином грамотрицательных микроорганизмов), термостабилен (не разрушается даже при кипячении). Однако соматический антиген разрушается под действием формалина и спиртов;
2) жгутиковые, Н-антигены — имеют белковую природу и находятся в жгутиках подвижных микроорганизмов. Н-антигены быстро разрушаются при нагревании;
3) капсульные, К-антигены — расположены на поверхности микробной клетки и называются еще поверхностными. Наиболее детально эти антигены изучены у кишечной группы бактерий. У них различают Vi-, M-, В-, L — и А-антигены. При иммунизации человека коплексом Vi-антигена наблюдается высокая степень защиты против брюшного тифа. Наибольшая термостабильность характерна для группы А — они не разрушаются даже при длительном кипячении. Группа В выдерживает нагревание до 60°С около 1 часа, группа L быстро разрушается при такой же температуре.
Антигенными свойствами обладают также бактериальные токсины, ферменты, белки, которые секретируются бактериями в окружающую среду. При взаимодействии со специфическими антителами эти антигены теряют свою активность.
По иммуногенности антигены бывают полноценными и неполноценными.
Полноценные антигены обладают способностью вызывать образование антител в организме и вступают с ними в специфическое взаимодействие. Такие антигены имеют большую молекулярную массу, большой размер молекулы и хорошо взаимодействует с факторами иммунитета. Результат этого взаимодействия можно наблюдать в пробирке. Под влиянием антител микробы могут склеиваться и оседать на дно пробирки, эта реакция называется реакцией агглютинации.
Неполноценные антигены обладают низкой иммуноген — ] ностью и не вызывают образования антител в организме, но они становятся полноценными, если соединятся с белками ] организма.
Существует несколько путей проникновения антигенов в макроорганизм:
Ф через кожные покровы и слизистые оболочки в результате их повреждения (укусы насекомых, ранения, микротравмы и т. д.); путем всасывания в ЖКТ;
* межклеточно (при незавершенном фагоцитозе, при внутриклеточном паразитировании микроорганизм может разноситься по всему организму). Проникнув в организм, микроб разносится по всем органам и тканям с током крови или лимфы. Процесс проникновения антигена и его контакт с иммунной системой протекают поэтапно, постепенно.