Воспаление и иммунитет книги
Как наш организм защищается от инфекции. Иммунитет – естественная защита от инфекций, виды иммунитета. Иммунная система
Еще в древнем Египте и Греции за больными чумой ухаживали люди, прежде переболевшие этой болезнью: опыт показывал, что они уже не подвержены заражению.
Люди интуитивно пытались обезопасить себя от инфекционных болезней. Несколько веков назад в Турции, на Ближнем Востоке, в Китае для профилактики оспы втирали в кожу и слизистые оболочки носа гной из подсохших оспенных гнойников. Люди надеялись, что, переболев каким-то инфекционным заболеванием в легкой форме, они приобретут устойчивость к действию возбудителей в последующем.
Так зарождалась иммунология – наука, изучающая реакции организма на нарушение постоянства его внутренней среды.
Нормальное состояние внутренней среды организма является залогом правильного функционирования клеток, не общающихся напрямую с внешним миром. А такие клетки образуют большинство наших внутренних органов. Внутреннюю среду составляют межклеточная (тканевая) жидкость, кровь и лимфа, а их состав и свойства во многом контролирует иммунная система.
Трудно найти человека, который не слышал бы слово “иммунитет”. Что же это такое?
Иммунитет (от латинского immunitas – освобождение, избавление) – защита организма от внешних и внутренних биологически активных агентов (антигенов), направленная на сохранение постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма. | ||
Другими словами, это невосприимчивость организма к инфекционным агентам и веществам, обладающим антигенными свойствами.
Антигены – общее название чужеродных для организма агентов и веществ. Ими могут быть продукты жизнедеятельности микроорганизмов – возбудителей различных заболеваний, ядовитые соединения растительного и животного происхождения, погибшие или переродившиеся клетки самого организма и другие вещества.
В жизни нас окружает бесчисленное множество невидимых простым глазом микроорганизмов, многие из которых очень опасны для организма. Поражает их воспроизводство. Одна бактерия в течение 1 ч порождает 8 себе подобных особей, через 2 ч их образуется уже 64, через 24 ч – 4772 триллиона. При размножении в течение 1 года получилась бы масса бактерий, равная массе Солнца. Но в природе все находится в равновесии и беспрепятственного увеличения числа микробов не происходит. Научился сопротивляться этим агрессорам и наш организм.
В нашем организме есть особые механизмы, препятствующие проникновению в него микробов и развитию инфекций. Так, слизистые оболочки выполняют роль барьера, через который проходят далеко не все микробы, а выделяемые кожным эпителием и слизистыми оболочками вещества понижают активность микробов или полностью их инактивируют. Одним из главных механизмов сопротивления является иммунная система.
Строение и состав иммунной системы. Иммунная система человека (рисунок 1.5.13) включает центральные органы – костный мозг и вилочковую железу (тимус) – и периферические – селезенку, лимфатические узлы, лимфоидную ткань. Эти органы вырабатывают несколько типов клеток, которые и осуществляют надзор за постоянством клеточного и антигенного состава внутренней среды.
Рисунок 1.5.13. Основные органы иммунной системы человека
Основные клетки иммунной системы – фагоциты и лимфоциты (В- и Т-лимфоциты). Они циркулируют по кровеносной и лимфатической системе, некоторые из них могут проникать в ткани. Все клетки иммунной системы имеют определенные функции и работают в сложном взаимодействии, которое обеспечивается выработкой специальных биологически активных веществ – цитокинов. Вы, наверное, слышали такие названия, как интерфероны, интерлейкины и тому подобные. Это так называемые цитокины, с помощью которых клетки иммунной системы могут обмениваться информацией и осуществлять координацию своих действий.
Фагоциты (в переводе на русский язык – “пожирающие”) бросаются на пришельцев, поглощая и разрушая микробы, ядовитые вещества и другие чужеродные для организма клетки и ткани. При этом погибают и сами фагоциты, высвобождая вещества (медиаторы), вызывающие местную воспалительную реакцию и привлекающие новые группы фагоцитов на борьбу с антигенами.
Впервые фагоциты – “подвижные клетки” открыл в 1882 году И.И. Мечников, когда проводил опыт, вводя в тело личинок морских звезд шип от розы. Он увидел, как занозу быстро окружают клетки и пытаются ее уничтожить.
Этот процесс был назван И.И. Мечниковым фагоцитозом, а клетки, осуществляющие эту функцию, – фагоцитами. Установлено, что один фагоцит может захватить 15-20 бактерий. Если он поглощает больше микробов, чем может их переварить, то клетка гибнет. Смесь погибших и живых фагоцитов и бактерий называется гноем.
Известно, что при многих заболеваниях повышается температура, возникает воспалительный процесс.
Воспаление – это защитная реакция организма против инфекций. | ||
Лимфоциты вырабатывают специфические белки (антитела) – иммуноглобулины, взаимодействующие с определенными антигенами и связывающие их. Антитела нейтрализуют активность ядов, микробов, делают их более доступными для фагоцитов.
Защитные реакции организма обеспечиваются клетками-фагоцитами, а также белками-антителами. | ||
Иммунная система “запоминает” те чужеродные вещества, с которыми она хоть раз встречалась и на которые реагировала. От этого зависит формирование невосприимчивости к “чужим” агентам, терпимости к собственным биологически активным веществам и повышенной чувствительности к аллергенам. Нормально функционирующая иммунная система не реагирует на внутренние факторы и, в то же время, отторгает чужеродные воздействия на организм. Она формирует иммунитет – противоинфекционный, трансплантационный, противоопухолевый. Иммунитет защищает организм от инфекционных болезней, освобождает его от погибших, переродившихся и ставших чужеродными клеток. Иммунные реакции являются причиной отторжения пересаженных органов и тканей. При врожденных или приобретенных дефектах иммунной системы возникают заболевания – иммунодефицитные, аутоиммунные или аллергические, вызванные повышенной чувствительностью организма к аллергенам.
Виды иммунитета. Различают естественный и искусственный иммунитет (смотри рисунок 1.5.14).
Рисунок 1.5.14. Виды иммунитета
Человек уже с рождения невосприимчив ко многим болезням. Такой иммунитет называют врожденным. Например, люди не болеют чумой животных, потому что у них в крови уже содержатся готовые антитела. Врожденный иммунитет передается по наследству от родителей. Организм получает антитела от матери через плаценту или с материнским молоком. Поэтому часто у детей, находящихся на искусственном вскармливании, ослаблен иммунитет. Они больше подвержены инфекционным заболеваниям и чаще страдают от диабета. Врожденный иммунитет сохраняется всю жизнь, но он может быть преодолен, если дозы заражающего агента увеличатся или ослабеют защитные функции организма.
В некоторых случаях иммунитет возникает после перенесенных заболеваний. Это приобретенный иммунитет. Переболев один раз, люди приобретают невосприимчивость к возбудителю. Такой иммунитет может сохраняться десятки лет. Например, после кори остается пожизненный иммунитет. Но при других инфекциях, например при гриппе, ангине, иммунитет сохраняется относительно недолго, и человек может перенести эти заболевания несколько раз в течение жизни. Врожденный и приобретенный иммунитет называют естественным.
Инфекционный иммунитет всегда конкретен или, другими словами, специфичен. Он направлен только против определенного возбудителя и не распространяется на прочих.
Существует также искусственный иммунитет, который возникает в результате введения в организм готовых антител. Это происходит, когда заболевшему человеку вводят сыворотку крови переболевших людей или животных, а также при введении ослабленных микробов – вакцины. В этом случае организм активно участвует в выработке собственных антител, и такой иммунитет остается на длительное время. Об этом подробнее будет сказано в главе 3.10.
Генератор титульных листовТаблица истинности ONLINE |
|
Посвящаю эту книгу моему внуку Шаталову Дмитрию, с благодарностью за поддержку и за помощь с работой над книгой
© Логина Н., 2019
© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2019
Предисловие
Передо мной, автором этой книги, стоит нелегкая задача донести до читателя в доступной форме проблемы очень сложной современной науки – клинической иммунологии, объяснить, как врачи выявляют нарушения иммунитета и восстанавливают эту защитную систему организма, а также рассказать о диагностике и лечении аллергических заболеваний.
Иммунная система возникла на самых ранних этапах эволюции и сформировалась в процессе своего развития в мощную структуру защиты организма от таких факторов, как вирусы, бактерии, токсины, аллергены.
Организм здорового человека с физиологически нормальными адаптационно-приспособительными способностями обладает значительным потенциалом «саморегуляции» и «самовосстановления». Казалось бы, всем нам для поддержания здоровья достаточно вести активный образ жизни и соблюдать принципы сбалансированного питания, избегая вредных привычек. Однако технический прогресс, быстрая урбанизация общества, стремительное ухудшение экологической обстановки во всемирном масштабе коренным образом изменили среду нашего обитания.
Наряду с катастрофическим загрязнением биосферы неблагоприятное воздействие на организм человека оказывают напряженный образ жизни, эмоциональные стрессы, широкое внедрение бытовой техники и повседневное использование бытовой химии, нерациональное питание с использованием продуктов, содержащих большое количество пищевых добавок, красителей, консервантов. Эти и многие другие факторы негативно влияют на иммунитет и приводят в первую очередь к снижению адаптационных способностей организма, то есть возможности приспосабливаться к воздействию окружающей среды и выживанию в условиях конкретного места пребывания.
Таким образом, на фоне ранее нормально функционировавшей иммунной системы могут развиться так называемые вторичные иммунодефициты (ВИД), являющиеся зоной риска развития хронических инфекций, аллергических, аутоиммунных и онкологических заболеваний.
К перечисленным неблагоприятным воздействиям на иммунную систему следует добавить «самолечение» – бесконтрольный прием иммуномодуляторов, противовирусных препаратов, антибиотиков широкого спектра действия. Особую опасность представляет необоснованное применение лекарственных средств в детском возрасте – иммунная система ребенка находится в процессе формирования, поэтому любое вмешательство в этот процесс, осуществляемое без предписаний и наблюдения врача-педиатра, может привести к серьезным нарушениям естественного иммунитета.
Хочу отметить, что подобные «сбои» в функционировании иммунной системы существенно не зависят от социального статуса и материального благополучия человека. Начавшийся в высокоразвитых странах в середине прошлого века стремительный рост болезней аллергической природы в течение нескольких десятилетий приобрел характер эпидемии, распространившейся по всей планете.
В настоящее время в мире нет ни одной страны, в которой была бы отмечена тенденция к снижению роста аллергических болезней. Наоборот, цифры статистики неумолимо ползут вверх.
Еще в середине 70-х годов прошлого века аллергические заболевания занимали 3—4-е место в мире среди патологических состояний человека1. В настоящее время статистические данные разных стран (США, Англия, Германия, Венгрия, Болгария, Россия) свидетельствуют о том, что аллергии подвержены 20–30 % населения. В США количество больных аллергией превышает 40 миллионов человек. В Германии примерно у четверти населения выявлены аллергические заболевания. В России их распространенность, по данным эпидемиологических исследований, колеблется от 13,9 до 20 %2. При этом официальные сведения статистики представляются заниженными ввиду отсутствия учета по начальным и легким формам, так как в этих случаях пациенты зачастую не считают нужным обращаться к врачу.
Несмотря на многообразие факторов, оказывающих неблагоприятное воздействие на иммунитет, способность человека приспособиться к изменению окружающей среды с помощью естественных мощных механизмов защиты весьма высока и надежна. Однако для разумного использования возможностей нашего организма необходим определенный уровень знаний.
Собственный многолетний опыт практикующего врача-иммунолога и результаты научно-исследовательских работ, проведенных в лаборатории Клинической иммунологии и аллергологии Московской медицинской академии им. И. М. Сеченова, дают мне основания считать, что даже на фоне воздействия вредных производственных факторов, проживания населения в промышленных зонах экологически неблагоприятных регионов страны, иммунная система человека все еще обладает весьма высоким потенциалом защиты.
Наша задача сохранить и по возможности поддержать данную нам от рождения способность приспосабливаться к постоянно изменяющимся реалиям окружающей среды.
Не существует «волшебных таблеток», которые избавили бы нас от болезнетворных вирусов, бактерий, токсинов, аллергенов и последствий загрязнения атмосферы, почвы и водных ресурсов. Мы можем попытаться защитить себя самостоятельно, используя данные нам природой возможности. В наше время трудно найти человека, не отдающего себе отчет в пользе ведения здорового образа жизни (ЗОЖ).
Однако в повседневной врачебной практике мы, врачи аллергологи-иммунологи, постоянно сталкиваемся с тем, что в подавляющем большинстве случаев здоровый образ жизни сводится только к отказу от вредных привычек. Но на самом деле к ЗОЖ относятся и ведение активного образа жизни, и полноценное сбалансированное питание, и правильный режим сна, и сведение к минимуму факторов стресса. Об этих и других аспектах сохранения и укрепления иммунитета мы поговорим в этой книге.
В книге также изложены современные методы диагностики и коррекции нарушений иммунитета и инновационный способ лечения аллергических заболеваний.
Будьте здоровы!
Ваша Надежда Логина
Иммунная система. Структура и функция
Слово «иммунитет» происходит от латинского immunitas, что означает освобождение.
Иммунная система избавляет и защищает организм человека от генетически чужеродных веществ – антигенов. Они бывают как внешнего, так и внутреннего происхождения. Ограждая нас от вторжения антигенов, иммунная система тем самым сохраняет структурную и функциональную целостность организма, а также его генетическую индивидуальность.
Антигенами являются любые структуры и вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности, вызывающие развитие иммунных реакций, направленных на удаление из организма всего чужеродного.
Обычно антигенами являются чужеродные частицы, клетки, бактерии, крупные молекулы (белки, полисахариды) чужого организма.
Даже свои собственные структуры организма могут стать «чужеродными», если по каким-либо причинам (старение, воздействие ультрафиолета, радиации и пр.) на клетках появляются поверхностные антигены, генетически отличающиеся от тканей организма данного человека.
В этом случае иммунная система распознает ткань организма как «врага» и начинает уничтожать ее. Так, например, происходит при аутоиммунном тиреоидите – заболевании, при котором организм начинает атаковать ткани щитовидной железы.
Как любая система организма, иммунная система имеет свои органы, ткани, клетки, молекулы.
И для того, чтобы понять, как возникают иммунные реакции, снижается иммунитет, появляется аллергия и, главное, как бороться с этими проблемами, очень важно знать, как именно функционирует наша защитная система.
Органы иммунной системы человека
В иммунной системе выделяют:
• центральные органы, где зарождаются, размножаются и созревают клетки иммунной системы;
• и периферические, где эти клетки функционируют 3.
Поговорим об участии в механизме иммунной защиты человека каждого из органов.
Центральные органы иммунной системы
Костный мозг – как понятно из его названия, располагается в костях человека: ребрах, тазовых костях. Костный мозг является для иммунной системы источником стволовых (незрелых) клеток, которые способны самообновляться, делиться и превращаться (дифференцировать) в главные иммунные клетки – В-лимфоциты. Костный мозг также является источником претимоцитов, из которых в дальнейшем в вилочковой железе рождаются Т-лимфоциты.
Тимус – этот орган также называют вилочковой железой. Он находится в верхней части грудной клетки. Вилочковая железа растет у человека с рождения и достигает своей максимальной величины к половому созреванию. Затем с возрастом тимус начинает атрофироваться, уменьшаться в размерах.
Вилочковая железа является центром иммунологического надзора: в ней происходит образование Т-лимфоцитов из костномозговых предшественников и их «обучение» конкретным функциям. Также вилочковая железа вырабатывает тимусные факторы – специальные гормоны, которые управляют Т-лимфоцитами.
Периферические органы иммунной системы
Лимфатические узлы – эти органы иммунной системы располагаются по всему телу человека и часто составляют группы или «гроздья» до десяти штук в одной. У лимфатических узлов есть две иммунные функции:
• Задерживают чужеродные антигены, опухолевые клетки, разрушают старые эритроциты (красные клетки крови).
• Являются местом развития иммунного ответа после взаимодействия Т- и В-лимфоцитов с антигеном и между собой, а также выработки защитных антител В-лимфоцитами.
Селезенка – этот орган располагается в верхней левой части брюшной полости, позади желудка. Селезенка выполняет ту же функцию, что и лимфатические узлы.
Лимфоидная система слизистых оболочек – к ней относятся нёбные миндалины, скопления лимфоидной ткани в органах дыхания, стенках кишечника, в слизистой и подслизистой оболочках мочевыводящих путей и отделов половой сферы. Лимфоидная ткань слизистых оболочек образует систему, в которой циркулируют клетки, синтезирующие защитные антитела: иммуноглобулины Е и A (IgE и IgA), секреторные иммуноглобулины А, М, G и интерферон.
Аппендикулярный отросток, или аппендикс, – является придатком одного из отделов кишечника – слепой кишки. В нем происходит размножение В-лимфоцитов, активированных (сенсибилизированных) кишечными бактериями.
Кровь – с током крови осуществляется транспорт клеток иммунной системы к месту внедрения чужеродных антигенов.
Иммунокомпетентные клетки
Работу иммунной системы обеспечивают ее компоненты: клетки и вырабатываемые ими активные молекулы, принимающие участие в защите организма от всего чужеродного и недоброкачественного своего.
К основным клеточным компонентам иммунной системы относят все лейкоциты крови, которые называют иммунокомпетентными клетками (ИКК).
Процентное соотношение содержания ИКК в крови человека, так называемая лейкоцитарная формула, представленная в клиническом анализе крови, является, по сути, первичной иммунограммой, определяющей основные параметры иммунной защиты организма и отражающая в определенной степени характер и активность некоторых патологических процессов.
Лейкоциты обеспечивают работу иммунной системы как непосредственно действующие участники и как производители большинства иммунных молекул.
В отличие от других клеток крови (эритроцитов и тромбоцитов) лейкоциты не выполняют в кровеносном русле никаких функций, кровоток служит для них лишь транспортом. В кровотоке находится всего 1–2 % лейкоцитов от всего их количества в организме.
Свои защитные функции лейкоциты выполняют непосредственно в органах и тканях.
Различают пять основных типов лейкоцитов:
• лимфоциты,
• моноциты,
• нейтрофилы,
• эозинофилы
• и базофилы.
Лимфоциты
Лимфоцит – центральная клетка иммунной системы. Она способна специфично распознавать чужеродный антиген с помощью располагающихся на ее поверхности рецепторов.
По функциональным признакам различают три типа лимфоцитов:
• NK-клетки,
• В-лимфоциты,
• Т-лимфоциты.
NК-клетки, или как еще их называют натуральные киллеры, получили столь образное название за прямое разрушающее действие опухолевых и вирусинфицированных клеток путем растворения (лизиса). NK-клетки относятся к факторам врожденного (естественного) иммунитета.
В-лимфоциты и Т-лимфоциты относятся к клеточным факторам, обеспечивающим высокую специфичность иммунной защиты при приобретенном (адаптивном) иммунитете.
В-лимфоциты при контакте с антигеном или стимуляции со стороны Т-лимфоцитов превращаются (трансформируются) в плазматические клетки, способные к продукции антител.
Антитела – специфические активные белковые молекулы, разрушающие или нейтрализующие различные бактерии, вирусы, токсины и прочие опасные антигены.
Часть В-лимфоцитов трансформируется в клетки иммунологической памяти, навсегда запоминающие опасный антиген.
Т-лимфоциты, составляющие большинство всех лимфоцитов – до 70 %, являются долгожителями – существуют месяцы и годы. Они постоянно циркулируют в лимфе, проходя десятки раз через периферические органы иммунной системы: лимфатические узлы, селезенку, лимфоидные структуры слизистых оболочек внутренних органов. Т-лимфоциты находятся под постоянным контролем тимуса, хотя никогда не возвращаются в вилочковую железу, где происходил процесс их созревания и «профессиональной» ориентации, с разделением на отдельные виды клеток, выполняющих строго специфические функции.
В настоящее время Т-лимфоциты разделяют на пять видов клеток, которые осуществляют ряд конкретных иммунных реакций: активируют синтез антител В-лимфоцитами, уничтожают злокачественные, состарившиеся или пораженные вирусами и бактериями клетки, контролируют активность иммунных процессов и прочее4.
Фагоциты – это лейкоциты, способные поглощать (фагоцитировать) и убивать чужеродные клетки. К ним относятся нейтрофилы, эозинофилы и моноциты5.
Нейтрофилы – крупные клетки (макрофаги), способные разрушать мелкие чужеродные структуры. Вирусы и бактерии атакуют иммунную систему человека каждый день. Макрофаги находят вирус, поглощают его в себя и растворяют. При этом они погибают вместе с инородной клеткой. В крови нейтрофилы – «камикадзе», образно говоря, клетки-«смертники».
Функция нейтрофилов – найти инфекционные структуры, против которых бессильны эозинофилы и базофилы, потому что единственный способ борьбы с этими антигенами – полное поглощение и расщепление.
Эозинофилы – фагоцитарная активность этих клеток значительно ниже, чем у нейтрофилов, но она важна в защите от гельминтов и простейших. Эозинофилы прикрепляются к паразиту и убивают его, впрыскивая свои ферменты. Кроме этого, эозинофилы угнетают воспаление и ограничивают его очаг, контролируя выделение гистамина и других активных белков, участвующих в воспалительном процессе.
При гельминтозах и аллергических реакциях количество эозинофилов в крови увеличивается. Эозинофилы могут снижать остроту аллергических реакций с помощью своих поверхностных рецепторов, связывающих гистамин. При бронхиальной астме эти клетки вырабатывают медиаторы воспаления, которые вызывают повреждение эпителия дыхательных путей.
Моноциты – это фагоциты, обладающие способностью к самостоятельному активному движению. Они выходят за пределы кровеносных сосудов и далее мигрируют в места воспаления или повреждения тканей. В отличие от эозинофилов и нейтрофилов моноциты способны поглощать крупные частицы и клетки или одновременно множество мелких клеток. При этом они, как правило, не погибают после фагоцитирования.
Эти клетки образуют ограничивающий вал вокруг неразрушенных инородных тел. Моноциты очищают место воспаления и подготавливают клетки этой области для регенерации (восстановления).
Базофилы и тучные клетки вырабатывают биологически активные белковые молекулы – медиаторы: гистамин, гепарин, лейкотреин, а также простогландины, фактор активации тромбоцитов, повышающий проницаемость сосудов. Все перечисленные факторы активно участвуют в воспалении. Базофилы и тучные клетки несут на своей поверхности рецепторы к иммуноглобулину Е и играют важную роль в аллергических реакциях немедленного типа. Они формируют очаг сосудистой и экссудативной (выход жидкости из сосудов, тканей) фазы воспаления, выбрасывая гистамин и вазоактивные белки, влияющие на состояние сосудов.