Теория иммунитета виды иммунитета

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

Человеческий организм окружен микробами, в том числе и патогенными. Микробы, включая и патогенные, находятся в самом организме и притом не только больном, но и здоровом. Инфекционный процесс не исчерпывается действием одного только микроорганизма; более важным и существенным является состояние микроорганизма и его ответная реакция на раздражение, связанное с внедрением возбудителя.

Организм прежде всего обладает рядом неспецифических средств — неспецифический иммунитет, при помощи которых создаются препятствия для возбудителей инфекции на путях их проникновения.

Виды иммунитета

Естественный и искусственный иммунитет

Иммунитет получается в результате воздействия на организм соответствующего антигена. Это воздействие может происходить в условиях:

«естественных» — при перенесении заболевания или при посредстве скрытого инфицирования (естественный приобретенный иммунитет),
«искусственных» при введении антигена (искусственный иммунитет).

Каждая из этих форм приобретенного иммунитета в свою очередь подразделяется на:

пассивную,
активную.

При активном иммунитете организм при естественном или искусственном попадании антигена вырабатывает самостоятельно невосприимчивость (специфическое повышение барьер-фиксирующей функции к данному микробному началу, выработка антител и пр.). При естественном пассивном иммунитете готовые антитела передаются или при внутриутробном развитии от матери путем плацентарного кровообращения или через молоко матери при грудном вскармливании. При искусственном пассивном иммунитете вводятся готовые антитела в виде иммунной сыворотки специально проиммунизированного для этой цели животного. Пассивный иммунитет держится относительно недолгое время (несколько недель или немного месяцев при врожденном пассивном и около 3 недель при искусственном пассивном). Следовательно, этот вид иммунитета является менее полноценным по сравнению с активным иммунитетом, который нередко сохраняется многие годы.

Неспецифический и специфический иммунитет

Кроме того, специалисты выделяют следующие основные виды иммунитета:

неспецифический,
специфический.

Неспецифический иммунитет

Неповрежденные кожные покровы служат, как правило, непреодолимым препятствием для микробов, причем роговой слой с его кислой реакцией обладает способностью освобождаться от многих возбудителей. Слизистые оболочки в некоторой мере также являются значительным препятствием для проникновения микробов. Со слизистой микробы могут удаляться и механическим путем (движение ресничек мерцательного эпителия, смывание слизью, слюной, слезами). Экскреты и секреты сами по себе обладают бактерицидными свойствами: вещество слюны и слез — лизоцим — в разведении в миллион раз лизирует кокков, агглютинирует бактерии и т. п. Аналогичным губительным для микробов действием обладают и другие экскреты и секреты: грудное молоко, желудочный сок, носовой экскрет (разрушение кишечной палочки, нейтрализация вируса полиомиелита).

Ведущую роль среди неспецифических защитных механизмов макроорганизма играет состояние реактивности физиологической системы соединительной ткани, ретикуло-эндотелиальной системы с ее тканевой и барьерфиксирующей функцией и ряд других физиологических барьеров отдельных внутренних органов (гематоэнцефалический, печеночный, кишечный и др.), состояние нервной системы, внутренней секреции, обмена веществ и вообще состояние общей реактивности организма.

Большое влияние на судьбу внедрившегося возбудителя оказывает и характер местной реактивности ткани, ее чувствительности в местном очаге, обезвреживание возбудителя и его ядов в результате воспалительной реакции, окружение его отграниченным воспалительным валом, фиброзной тканью.

Специфический иммунитет

Помимо перечисленных способов неспецифического иммунитета, большое место в борьбе с инфекцией занимает иммунологическое состояние организма — специфический иммунитет, выражающийся в явлениях реактивности, носящих специфический характер и избирательно направленных против определенных видов микробов.

Антигены и антитела

Патогенные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, как чужеродные для организма вещества — раздражители, вызывают со стороны организма биологические реакции различного типа в зависимости от химической структуры и физического строения раздражителя и характера реактивности организма.

Эти раздражители — антигены (микробы, их токсины, белки и клеточные продукты) — обладают способностью при парентеральном введении их в организм проводить к выработке последним «иммунных тел» — антител, строго специфичных в отношении своего антигена. Характерным для антигена является и то, что он обладает способностью вступать в соединения или реакции как вне, так и внутри животного организма с образовавшимся в организме специфическим для него иммунным антителом. В чистом виде антитела не получены, но по своим свойствам они имеют сходство с ферментами, выдерживают нагревание при температуре 56-58°, сохраняют устойчивость в высушенном виде, в сыворотке связаны с глобулиновой фракцией (гамма-глобулинами) и, так же как и ферменты, могут быть обнаружены только по своему действию.

При введении микробных антигенов в организме образуются различные антитела:

преципитины — осаждающие антиген,
агглютинины — склеивающие микробы в кучки,
бактериолизины — растворяющие микробы,
бактерицидные вещества — убивающие микробы без видимых морфологических их изменений,
антитоксины — нейтрализующие в определенных количественных соотношениях токсины и др.

Свойства иммунных сывороток (то есть сывороток, содержащих антитела) проявлять свое действие в смысле склеивания, растворения или уничтожения клеточных элементов имеет место не только в отношении микробов, но и к каждой клетке вообще. Так, при введении эритроцитов животного одного вида животному другого вида сыворотка последнего приобретает способность склеивать (гемоагглютинация) и гемолизировать эритроциты первого животного. Вещества, вызывающие гемолиз, называются гемолизинами. Иммунные тела, вызывающие растворение каких бы то ни было клеточных элементов, носят общее название цитолизинов (гемолизины, бактериолизины и т.д.). Процесс лизиса бактерий при воздействии на них иммунной сыворотки требует не только наличия в последней активного начала — бактериолизина (сенсибилизатора — по Борде или амбоцептора — по Эрлиху), но еще и неспецифической составной части свежей сыворотки — алексина или комплемента (нестоек, разрушается при температуре 56-58°).

При введении антигена, в связи с качеством его и в особенности в связи с характером иммунологической реактивности организма, не только имеет место разное содержание и разная концентрация иммунных антител, но и различная потенция к их образованию в дальнейшем или различная, так называемая иммунологическая потенция. Выявленная и невыявленная иммунологическая потенция к определенному микробному антигену и составляет степень строго специфической невосприимчивости или иммунитета по отношению к данному микробу. Выявление характера специфичности иммунной сыворотки дает возможность определять видовую и типовую принадлежность антигена (реакция агглютинации Видаля и т. п.).

Помимо собственно антигенов, иммуногенная специфичность клеточных элементов может в некоторых случаях обусловливаться также наличием в них веществ характера липоидов или полисахаридов («полуантигенов» или «гаптенов»). Гаптены вступают в реакцию с антителами, но, в отличие от антигенов, они вызывают образование иммунных тел только при введении их с белком. Наличие в некоторых микробах гаптенов из группы полисахаридов дает возможность деления этих микробов на серологические типы (пневмококки и др.).

Бактериофаги

К защитным факторам специфического иммунитета надлежит отнести и явление бактериофагии, сводящееся в основном к лизису бактерий под влиянием мельчайших (меньше белковой молекулы) живых организмов по Эреллю или просто специфических ферментов по мнению других авторов. Сущность бактериофагии в основном сводится к лизису бактерий под влиянием бактериофага (in vivo и in vitro). Бактериофаги находятся не только в организме, но и вне его в природных условиях (холерный бактериофаг — в реке Джумны в Индии и т. п.).

Специфический иммунитет — важнейший фактор в борьбе человека с инфекцией, что в основном он является гуморальным (антитоксическим и антибактериальным) и клеточно-тканевым. Вопросы о роли бактериофагии в специфическом иммунитете пока не могут считаться решенными.

Теории иммунитета

Вопрос о происхождении антител не разрешен, и для объяснения причин их образования предложены различные теории. Схематично (условно) можно представить, что под влиянием антигена клетками вырабатываются антитела, которые поступают затем в кровь и сообщают последней специфические свойства, сказывающиеся в обезвреживании поступающих в организм микробов и их продуктов. Подобного рода иммунитет носит название гуморального. Антитела являются показателями иммунитета; бесспорным и вполне ясным является значение в создании невосприимчивости антитоксинов. Иммунитет при токсических инфекциях находится в непосредственной и прямой связи с содержанием антитоксина в крови (нейтрализация интоксикации — гуморальный антитоксический иммунитет). Антитоксин действует только в отношении нейтрализации токсина, но не оказывает прямого вредного действия на развитие и размножение соответствующего микроба. Присутствие остальных антител (или свойств иммунной сыворотки) обусловливает способность иммунной сыворотки оказывать действие на патогенные организмы (бактерицидный иммунитет).

Должно быть признано значение при иммунитете за бактериолизинами и бактерицидными веществами ввиду их губительного действия на микробов. Но косвенное положительное значение, по-видимому, имеют и преципитины (переход в осадок растворенного антигена и тем самым снижение его ядовитых свойств) и агглютинины (благоприятный момент для фагоцитоза). При гуморальном иммунитете специфические иммунные реакции происходят в жидкостях организма, выработка же антител, по-видимому, происходит в клетках, в частности — в ретикуло-эндотелиальной системе.

Фагоцитарная теория иммунитета (Мечников)

Роль клеточных элементов (мезодермального происхождении), помимо выработки антител, сказывается во внутриклеточном поглощении микробов и в их переваривании (фагоцитарная теория иммунитета Мечникова). В фагоцитарном процессе принимают участие преимущественно нейтрофильные гранулоциты, моконуклеары, целый ряд клеток ретикуло-эндотелиальной системы (ретикулярные и эндотелиальные клетки печени, селезенки, лимфатических узлов и костного мозга, соединительнотканные гистиоциты). Самый процесс фагоцитоза связан с химико-токсическим действием вырабатываемых бактериями веществ, понижающих поверхностное натяжение фагоцитов и тем самым вызывающих их движение в сторону очага. Процесс фагоцитоза, по-видимому, протекает по физико-химическим законам аттракции и адсорбции в коллоидальной среде и в зависимости от соотношения электролитов. Значение фагоцитоза в иммунитете твердо установлено, но, с другой стороны, фагоцитоз тесно связан с состоянием гуморального иммунитета (сенсибилизированные антигены, как было указано, легче фагоцитируются). Интенсивность фагоцитарного процесса должна быть поставлена и связь с присутствием особых антител — опсонинов или тропиков. С нарастанием иммунитета увеличивается и опсоническая сила сыворотки.

Роль антител — опсонинов и тропинов — заключается в специфической сенсибилизации бактерий, подготовляющей их к фагоцитозу (опсонины действуют в присутствии комплемента, а тропины — без него).

Тканевая теория иммунитета (Берман)

Клеточная теория иммунитета Мечникова в настоящее время расширяется, превращаясь в тканевую теорию иммунитета (Берман и др.). По данным Бермана, на первом этапе встречи организма с возбудителем иммунитет находит свое проявление не в бактерицидных, а в его барьерфиксирующих свойствах (преимущественно лимфатическая система), при этом величина барьерфиксирующей функции, а следовательно, и антимикробного иммунитета, подлежит количественному изменению (в эксперименте). По Берману, «напряжение барьерфиксирующей функции в условиях нормергии является одним из решающих факторов собственной резистентности организма» и притом «дифференцировано по отношению к отдельным возбудителям и, следовательно, к отдельным инфекционным формам». При иммунизации не только активной, но и пассивной барьерфиксирующая функция резко возрастает (Берман).

При некоторых болезнях (сифилис и др.) иммунитет проявляется при наличии живых микробов в организме (инфекционный или нестерильный иммунитет).

Теория местного иммунитета (Безредка)

Теория и практика местного иммунитета, по Безредка, построены на явлениях, связанных с избирательной способностью локализации микробов в определенных органах и тканях. Безредка считает, что чувствительность органов и тканей к определенному возбудителю зависит от наличия соответствующих чувствительных клеток и что для получения иммунитета всего организма достаточно проиммунизировать только чувствительные органы (кожу при роже и сибирской язве и т. д.). Продукт распада микробных клеток, названный Безредка антивирусом, при местном применении в состоянии «насытить» чувствительность клеток и тем самым привести организм к иммунитету (накладывание на кожу повязок с антивирусом стрептококка при роже, введение per os вакцины дизентерийных палочек и т. п.). Методы иммунизации по Безредка применяются довольно широко, но высказаться в настоящее время об их эффективности не представляется возможным.

Источник