Способы распознавания чужого во врожденном иммунитете

Приобретенный иммунитет имеется только у очень небольшой доли — 1.5-2% всех живых организмов, но поскольку он есть у человека, то ему традиционно и отводилась главная роль в изучении иммунологии.

Между врожденным и приобретенным иммунитетом есть много принципиальных различий, первое и центральное из которых связано с разными стратегиями распознавания соответствующими клеточными рецепторами. Второе существенное различие заключается в распределении этих двух типов иммунных систем в мире живых существ: врожденный иммунитет универсален и найден у всех организмов, а приобретенный (адаптивный) иммунитет существует только у высших позвоночных (считается, что он в эволюции впервые возник у челюстных позвоночных). Третьей чертой можно считать быстроту иммунного ответа. Так, система врожденного иммунитета реагирует на внедрение патогена за часы или даже минуты, но она не обладает иммунологической памятью. Для ответа адаптивной системы нужны дни или недели, причем клональный принцип селекции позволяет адаптивной ветви иммунитета создать и сохранить клетки иммунологической памяти, которые существенно увеличивают быстроту и эффективность ответа при повторной встрече с тем же патогеном.

Поэтому иммунологическую память можно считать четвертым кардинальным отличием двух ветвей иммунитета.

Врожденное иммунное распознавание, которое есть у всех организмов — и у животных, и у растений, — полностью основано на неклональных рецепторах (сенсорах), которые запрограммированы в геноме. Из-за ограниченности размера генома и общего числа генов количество таких рецепторов сильно ограничено. Поэтому рецепторы, которые участвуют во врожденном иммунном распознавании, отбирались в эволюции с таким «расчетом», чтобы оказаться специфичными к микробным мишеням («паттернам»), которые инвариантны и консервативны для целого класса микробов.

Рассмотрим подробнее пример уже упоминавшегося липополисахарида (ЛПС, или бактериального эндотоксина), являющегося инвариантным компонентом клеточной стенки грамотрицательных бактерий. ЛПС распознается одним конкретным рецепторным комплексом врожденного иммунитета, сигнальный компонент которого называется TLR-4. Хотя различных форм ЛПС много и разные штаммы бактерий различаются в деталях химической структуры ЛПС, но та часть структуры, которая распознается иммунными рецепторами и называется Lipid А, — инвариантна для грамотрицательных бактерий. Таким образом, продукт одного гена, один рецептор (действующий вместе с дополнительными адаптерными белками) может распознать химическое «микробное чужое» (что Джейнуэй и назвал «паттерном»), характерное для всех грамотрицательных бактерий. Разумеется, такой химический паттерн отсутствует в клетках организма-хозяина, так как распознавание нацелено на продукты, уникальные для микробов.

С другой стороны, отличительной чертой адаптивной иммунной системы являются соматические формы генерирования разнообразия клональных иммунных рецепторов с помощью рекомбинации или генной конверсии. У приобретенного иммунного ответа стратегия распознавания заключается в том, чтобы заранее создать как можно больше случайных специфичностей — как для В-клеточных, так и Т-клеточных рецепторов. Разнообразие (репертуар) включает сотни тысяч или даже миллионы вариантов и создается в онтогенезе, в специализированных клетках иммунной системы, за счет случайной рекомбинации ключевых компонентов на уровне ДНК (генов иммуноглобулинов — в случае В-клеток, генов Т-клеточных рецепторов – в случае Т-клеток). Фундаментальный аспект такого способа генерирования рецепторов заключается в том, что каждый рецептор имеет случайную специфичность (это включая и те рецепторы, которые не могут быть использованы), а нужные для организма специфичности могут быть затем отобраны в онтогенезе. Тем самым обеспечивается механизм, по которому иммунная система узнает «измененное свое» (или «чужое в контексте своего» — например, так рецептор Т-клеток узнает вирусный пептид в комплексе с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости) или напрямую узнает антиген рецептором В-клеток (растворимую форму которого представляют собой антитела).

Считается, что адаптивный, или приобретенный, иммунитет возник после попадания в геном челюстных позвоночных новых генов какого-то древнего патогена, кодирующих ферменты рекомбинации RAG-1 и RAG-2 (recombination activating genes).

Есть еще одна стратегия распознавания, используемая во врожденном иммунитете: «отсутствие своего». Она характерна для NK-клеток, лимфоцитоподобных цитотоксических клеток, способных убивать определенные клетки-мишени, не повреждая при этом нормальные (неинфицированные или трансформированные) клетки. После заражения вирусом или при злокачественной трансформации ранее нечувствительные клетки могут стать мишенями для NK-клеток. Шведским ученым К. Шарре было предположено распознавание по принципу «отсутствия своего», постулирующее, что NK — клетки не убивают нормальные клетки потому, что последние экспрессируют какой-то «свой» поверхностный маркер («молекулярный пароль»). Предполагалось, что этот маркер распознается рецептором (тогда еще неизвестным) NK-клетки и посылает ей ингибирующий сигнал.

Интересно, что исторически первым примером «молекулярного пароля» для NK-клеток стали молекулы МНС первого класса, т. е. молекулы, критическим образом вовлеченные в иммунное распознавание адаптивной ветвью иммунитета.

Стратегия распознавания «отсутствие своего» используется не только NK-клетками. Например, в альтернативном пути активации комплемента так же распознается отсутствие собственных молекулярных маркеров. Другими словами, некоторое подмножество генов в организме хозяина кодирует сигналы, которые функционируют как молекулярные пароли, причем только наши собственные клетки знают этот пароль, поэтому он их и защищает. Примеры изменений, которые могут привести к превращению клетки в мишень для NK-клеток — это вирусная инфекция или злокачественная трансформация. На уровне внутриклеточной сигнализации (об этом подробнее — далее) внутри NK-клетки устанавливается баланс между двумя противоположными сигналами, идущими от активирующих и ингибирующих рецепторов. После трансформации или вирусного заражения баланс суммарного действия двух видов рецепторов смещается в сторону активации, и NK-клетка отвечает на это изменение тем, что образует контакт с клеткой-мишенью и уничтожает се с помощью перфорина и особых протеаз — грэнзимов.

Наличие иммунитета организма – необходимая защита, которая действует как невосприимчивость к чужеродным агентам, в том числе инфекционным возбудителям.

Необходимость иметь иммунитет заложена натурой. Способность сопротивляться берет начало в наследственном факторе. При этом нельзя оставить без внимания приобретенную возможность протекции организма, которая создает барьер для проникновения и размножения в теле различного рода бактерий и вирусов, а также защищает от воздействия производимых ими продуктов. Но иммунитет необязательно является защитой от патогенно – активных агентов. Ведь попадание в тело любого чужеродного микроорганизма способно вызвать иммунологическую реакцию, вследствие чего агент будет подвержен защитному воздействию и в последующей – уничтожен.

Отличие иммунитета заключается в многообразии происхождения, признаках проявления, механизме и некоторых других особенностях. Зависимо от источника иммунитет бывает:

• Врожденный;
• Приобретённый;

Главными отличительными характеристиками невосприимчивости считаются: генезис, форма появления, механизм и другие факторы. В зависимости от возникновения, иммунитет может быть врожденным и приобретенным. Первый подразделяется на видового и естественного типа.

Иммунология

Термин «иммунитет» связан со способностью и функциями организма создавать природное препятствие для попадания в него отрицательных агентов инородного происхождения, а также предусматривает способы распознавания чужого во врожденном иммунитете. Существуют механизмы противодействия подобных вредоносных организмов. Разнообразие методов борьбы с опасными возбудителями обусловлено видами и формами иммунитета, которые различают по многообразию и характеризующим признакам.

В зависимости от происхождения и формирования, механизм защиты может иметь врожденный характер, который также разделяется на несколько направлений. Различают неспецифического, естественного, наследственного типа природную  способность организма сопротивляться. При таком виде иммунитета факторы защиты в человеческом теле сформировались в процессе эволюции. Они способствуют борьбе с агентами неизвестного происхождения с момента рождения человека. Данный тип иммунной системы характеризует способность человеческого существа находиться устойчивым к всевозможным болезням, которым может быть, уязвим организм животного, растения.

Приобретенного типа иммунитет характеризуется наличием факторов предохранения, сформировавшимися на протяжении всего жизненного периода. Ненатуральная форма защиты организма подразделяется на естественный и искусственный тип. Вырабатывание первого начинается после того, как человек подвергся влиянию в результате которого в нем начали вырабатываться специальные клетки – антитела, которые оказывают противодействие агенту данного заболевания. Искусственный вид защиты связан с получением организмом уже заранее приготовленных ненатуральным путем клеток, которые были введены внутрь. Имеет место, когда форма вируса активна.

Качественные свойства

Жизненно необходимой функцией, которую выполняет врожденная иммунная система, является регулярная выработка организмом антител естественным способом. Они предназначены для обеспечения первичной реакции на появление инородных агентов в организме. Следует понимать, каковы основные различия врожденного и приобретенного иммунитета. Достаточно важным свойством естественного ответа организма в виде реакции – присутствие системы комплемента. Это так называемый комплекс, который предусматривает в крови наличие белка, обеспечивающего определение и первичную защитную реакцию на чужеродные агенты. Задачами такой системы является выполнение следующих функций:

• Опсонизация – процесс соединения в поврежденной клетке комплексных элементов;
• Хемотакисис – слияние сигналов в результате происходящей химической реакции, которая осуществляет привлечение других иммунных агентов;
• Мембранотропный повреждающий комплекс, в котором белковые сочетания в комплименте отвечают за разрушение защитной мембраны агентов опсонизации;

Преимущественным свойством естественного типа реакции организма является проявление первичного предохранения, на которые влияют молекулярные факторы врожденного иммунитета, в результате чего организм получает данные о неизвестных для него клетках чужеродного происхождения. Впоследствии такого процесса происходит образование приобретенной реакции, которая в некоторых случаях распознания неизвестных организмов будет готова для оказания противодействия, при этом, не привлекая посторонние защитные факторы.

Процесс формирования

Говоря об иммунитете, то он присутствует, как первичные признаки, у каждого организма, и заложен на генетическом уровне. Имеет отличительные черты врожденного иммунитета, а также обладает свойством быть переданным наследственным путем. Человек особенен тем, что у него есть внутренняя способность организма оказывать сопротивление множеству заболеваний, которым уязвимы другие живые существа.

В процессе формирования врожденной защиты главным берётся период внутриутробного развития и последующий стадия вскармливания младенца после появления на свет. Фундаментальное значение имеют переданные новорожденному антитела, дающие начало первым защитным признакам организма. Если в естественный процесс формирования вмешаться или воспрепятствовать, то это приводит к нарушениям становления иммунитета у ребенка, и стать причиной иммунодефицитного состояния. Таких факторов, негативно влияющих на детский организм, множество:

• излучения;
• воздействие агентов химического происхождения;
• болезнетворные микробы во время развития в утробе матери.

Признаки врожденной защиты организма

В чем же заключается предназначение врожденного иммунитета и как происходит процесс защитной реакции?

Комплекс всех признаков, которые характеризуют врожденный иммунитет, определяют особую функцию противоборства организма на вторжение посторонних агентов. Создание подобной защитной линии происходит в несколько этапов, которые настраивают иммунитет на реакцию на патогенные микроорганизмы. К барьерам первичного типа относят кожный эпителий и слизистую оболочку, так как они обладают функцией резистентности. Как результат попадания патогенного организма – воспалительный процесс.

Важной защитной системой является работа лимфатических узлов, которые борются с патогенами до момента попадания в кровеносную систему. Нельзя оставить без внимания свойства крови, которая реагирует на попадание инфекции в тело действием специальных форменных элементов. В случае когда не происходит гибель вредоносных организмов в крови, то инфекционное заболевание начинает формирование и поражает внутренние системы человека.

Развитие клеток

Защитная реакция, зависимо от механизма протекции, может быть выражена гуморальным или клеточным ответом. Объединение которых представляет собой целостную защитную систему. Реакция организма в среде жидкостей и внеклеточного пространства называется гуморальной. Такой фактор врожденного типа иммунной системы можно разделить на:

• специфический – В – лимфоциты формируют иммуноглобулины;
• неспецифический – вырабатываются жидкости, которые не обладают антибактерицидным свойством. Сюда причисляют кровяную сыворотку, лизоцим;

К гуморальному фактору относится система комплимента.

Процессом поглощения агентов инородного происхождения путем воздействия мембраны клеток называется фагоцитоз. Иначе говоря, участвующие в реакции молекулы дифференцируются на:

• лимфоциты группы Т – отличаются большой продолжительностью жизни, и разделяются по разным функциям. К ним можно отнести регуляторы, киллеры натуральные;
• лимфоциты группы И – отвечающие за выработку антител;
• нейтрофилы – отличаются присутствием антибиотических белков, у которых имеются хемотаксические рецепторы, что объясняет миграцию к очагу воспаления;
• эозинофилы – принимают участие в процессе фагоцитоза и отвечают за нейтрализацию гельминтов;
• базофилы – предназначены для реакции на появление раздражителя;
• моноциты – клетки специального назначения, превращающиеся в различного вида макрофаги и обладающие функциями, такими как, возможность активизировать процесс фагоцитоза, регулировать воспаление.

Факторы, стимулирующие клетки

В последних отчетах ВОЗ значатся такие данные, что практически половина населения планеты не имеет достаточного количества важных иммунных клеток – натуральных киллеров, в организме. Этим обуславливается учащение случаев выявления инфекционных и онкологических заболеваний у пациента. Но медицина развивается стремительно, и уже разработаны и широко используются средства, которые способны стимулировать активность киллеров.

Среди таких веществ имеет место применения адаптогенов, которые отличаются общеукрепляющими свойствами, иммуномодуляторов, трансферфактоных белков, которые обладают наибольшей степенью результативности. Подобного типа клеточные стимуляторы, способствующие усилению врожденного иммунитета, можно обнаружить в желтке яйца или молозиве.

Эти стимулирующие вещества распространены и используются в медицинских целях, выделяются искусственно из источников природного происхождения. На сегодня трансферфакторные белки доступны и представлены медицинскими препаратами. Какова природа воздействия? Заключается она в помощи в восстановлении клеток системы ДНК, запуске защитного процесса исходя из особенностей иммунитета человека.

Изучив природу появления и формирования невосприимчивости к бактериям, различие типов, становится понятно, что для нормальной работы организма надо иметь сильный и укрепленный иммунитет. Необходимо различать особенности врожденного и приобретенного. Оба дейстсвуют в комплексе, что способствует помощи организма в борьбе с попавшими в него вредными микроэлементами.

Чтобы противостояние было сильным и осуществлялись защитные функции качественно, необходимо изъять неполезные привычки из жизни и стараться следовать здоровому образу существования, дабы исключить возможность разрушения деятельности «крепких» и «рабочих» клеток.

Рекомендации по укреплению иммунной системы

Важна в таком случае комплексность подхода. Прежде всего, изменения должны коснуться вашего образа жизни, питания, использование народных способов повышения иммунитета. До того как вирусная инфекция убьёт организм, следует подготовиться к вероятной атаке. Здесь нужны процедуры закаливания, как простого способа защиты.

Также практикуется хождение без обуви, но это необязательно ходьба по улице. Здесь начинают в домашних условиях, но только не по ледяному полу. Это также считается принципом закаливания, ведь поступок направлен на запуск защитных процессов в организме при помощи действия на точки активизации на ступнях, что приводит в оживлению клетки иммунной системы.

Существует множество способов и методов естественной подготовки организма к возможному воздействию внешних факторов. Главное, чтобы процедуры не были противопоказаниями по причине наличия заболеваний, которые в комплексе с методами закаливания могут обернуться негативно для организма.