Иммунитет

ИММУНИТЕТ
Иммунитет — защита организма от генетически чужеродных веществ — АГ (антигенов).
А н т и г е н ы ( А Г ) — это сложные органические вещества, способные при поступлении в
организм человека и животных вызывать специфический иммунный ответ.
Антигены, вызывающие аллергию,
толерантность — т о л е р о г е н а м и .
называются
аллергенами,
а
иммунологическую
Гаптен — неполноценный антиген в виде небольшой химической группы. Самостоятельно
гаптен не вызывает иммунный ответ, но может взаимодействовать с антителами или
сенсибилизированными лимфоцитами.
Гаптен вызывает иммунный ответ только после соединения с белком (комплекс белок-гаптен)
или с другим полимером-носителем.
В некоторых случаях наличие чужеродного для иммунной системы АГ сопровождается
незначительной реакцией организма на него или даже отсутствием какого-либо ответа. Такое
состояние называют толерантностью.
Иммунологическая толерантность — отсутствие иммунного ответа при наличии в организме
антигенов (толерогенов), доступных лимфоцитам.
Искусственная иммунологическая толерантность возможна: при введении чужеродных антигенов
плоду или сразу после рождения (т.е. в период «иммунологической незрелости»); при разрушении
или подавлении иммунной системы в результате облучения, введения цитотоксических агентов и др.
Виды иммунного реагирования
Иммунный ответ на
антиген отсутствует:
Иммунный ответ на
антиген адекватен (без
повреждения тканей):
Иммунитет
Иммунная система
несостоятельна
вследствие её
нарушения
(наследственного,
приобретённого) или
истощения
Иммунная система
перестроена после
первичного
воздействия
антигена (снижена
чувствительность к
антигену). Антиген
не доступен
иммунной системе
Иммунодефицит
Иммунная
толерантность
Иммунный ответ на антиген
чрезмерен (с явлениями
повреждения тканей)
Иммунная система
перестроена после
первичного
воздействия
антигена
(повышение
чувствительности к
антигену).
Количество антигена
слишком большое.
Иммунная система
испытывает дефицит
времени для
формирования
адекватного ответа
Аллергия,
аутоаллергия
Иммунная система
ошиблась из-за: её
дефектности
(мутации, дефект
апоптоза); антигенной
идентичности
«чужого» и «своего»;
срыва естественной
иммунной
толерантности (к ряду
тканей)
Аутоиммунная
патология
Опсонины (лат. opsonin — усиливающий) — белки, обволакивающие микробы и усиливающие их
фагоцитоз. Роль опсонинов выполняют иммуноглобулины, белки острой фазы,* компоненты
комплемента (СЗ, С4), сурфактантные протеины легких.
*Белки острой фазы (С-реактивный белок, фибриноген, манан-связывающий лектин, сывороточный
амилоид), вырабатываются гепатоцитами при тяжёлых острых процессах.
Иммунологическая память — способность организма отвечать на повторное введение антигена
иммунной реакцией, характеризующейся большей силой и более быстрым ответом, чем на первую
иммунизацию.
Иммунологическая память основана на наличии Т- и В-клеток памяти, которые образуются при
первичном введении антигена (первичном иммунном ответе). За счет клеток памяти более быстро и
эффективно удаляются повторно введенные антигены (при вторичном иммунном ответе). При
вторичном иммунном ответе значительно возрастает скорость образования и количество IgG.
Иммунологическая память при некоторых инфекциях (оспа, корь и др.) может сохраняться годами и
пожизненно.
Иммунная система состоит из центральных и периферических органов.
Иммунная система
Центральные органы
костный мозг
вилочковая железа (тимус)
Периферические органы
селезёнка
лимфатические узлы
миндалины
аппендикс
групповые лимфатические
фолликулы в тонком кишечнике
Главными клетками, осуществляющими контроль и иммунологическую защиту в организме, являются
лимфоциты, а также плазматические клетки и макрофаги.
А н т и т е л а — это сложные белки, синтезируемые В-лимфоцитами и плазмоцитами, способные
специфически соединяться с соответствующими антигенами (например, с бактериальными) и обезвреживать
их. Обнаружение антител в глобулиновой фракции белков крови обусловило их название —
иммуноглобулины (Ig). Выявлено несколько классов иммуноглобулинов — IgG, IgM, IgA, IgD, IgE. Антитела
в высоких концентрациях находятся в крови и лимфе.
Разнообразные иммунные реакции организма осуществляются посредством функционирования четырёх
тесно связанных между собой компонентов иммунной системы.
Компоненты
иммунной системы
Неспецифическая
гуморальная
система защиты
Гуморальный
специфический
иммунитет
комплемент*
С-реактивный
белок
интерфероны
В-лимфоциты
(образуются в
красном костном
мозге),
вырабатывают
антитела
Клеточный
специфический
иммунитет
Т-лимфоциты
(образуются в
красном костном
мозге, окончательно
формируются в
тимусе)**:
Т-киллеры
Т-хелперы
Т-супрессоры
Неспецифическая
клеточная система
иммунитета
(фагоцитоз)
макрофаги
микрофаги
эозинофилы
* К о м п л е м е н т о м является группа белков, содержащихся в свежей сыворотке крови человека и животных
и активизирующихся в тех случаях, когда антитело связывается с антигеном. Этот процесс приводит к лизису
определенных типов клеток.
**Т-киллеры участвуют в реакциях клеточного иммунитета, обеспечивая разрушение (лизис) чужеродных
клеток. Главной функцией Т-хелперов является распознавание чужеродных антигенов. Т-супрессоры
способны подавлять активность Т-хелперов, В-лимфоцитов и плазмоцитов. Они участвуют в аллергических
реакциях, реакциях гиперчувствительности.
Развитие клеток иммунной системы
Костный мозг
Лимфобласты
Созревание в костном
мозге
Дальнейшее формирование в
тимусе
В-лимфоциты
Клетки памяти
Регуляторные Тклетки
Плазмоциты
Антитела
Гуморальный иммунный ответ
Эффекторные Тклетки
Т-хелперы
Т-киллеры
Т-супрессоры
Клеточный иммунный ответ
Центральные и периферические лимфоидные органы и ткани
Селезёнка
Селезёнка находится в брюшной полости в области левого подреберья между IX и XI рёбрами. В
среднем масса селезёнки составляет 170-200 г. Она имеет две
поверхности: диафрагмальную и висцеральную. Селезёнка со всех
сторон покрыта брюшиной, которая прочно сращена с её фиброзной
оболочкой (капсулой). Под серозной оболочкой селезёнки находится
соединительнотканная капсула, от которой внутрь направляются
перегородки ― трабекулы. Между трабекулами расположена пульпа
селезёнки, которая делится на красную и белую пульпу. Белая пульпа
представляет собой шаровидные скопления лимфоидной ткани и
участвует в процессах иммунного ответа. Красная пульпа состоит из
петель ретикулярной ткани, заполненных эритроцитами, лейкоцитами,
макрофагами, лимфоцитами. Важными функциями красной пульпы
являются:
 уничтожение отживших эритроцитов;
 образование антител;
 депонирование крови;
 снабжение организма железом и желчными пигментами.
Селезенка (как и тимус) секретирует также полипептид спленопоэтин, стимулирующий фагоцитоз.
Имеются данные, что при спленэктомии страдает системная активность фагоцитов.
Вилочковая железа
Тимус (вилочковая железа) является центральным органом иммуногенеза. Тимус состоит из двух
долей ― правой и левой. В период своего максимального развития (10-15 лет) масса тимуса достигает
в среднем 37,5 г. Тимус располагается в передней части верхнего средостения. Снаружи тимус
покрыт соединительнотканной капсулой. От неё внутрь отходят перегородки, разделяющие железу
на дольки. В каждой дольке различают корковое и мозговое вещества. Корковое вещество ―
периферическая часть долек содержит Т-лимфоциты. Мозговое вещество дольки имеет более
светлую окраску, так как по сравнению с корковым веществом содержит меньшее количество
лимфоцитов. Тимус не только иммунный, но и важный эндокринный орган. Эпителиальные клетки
тимуса выделяют в системный кровоток полипептидный гормон тимопоэтин (он же — тимозин),
способствующий созреванию тимоцитов, а также цинк-содержащий пептид тимулин, необходимый
для иммуногенеза.
Красный костный мозг
Красный костный мозг располагается в губчатом веществе плоских костей (грудина, лопатки, рёбра,
тазовые кости), в коротких костях и в эпифизах коротких и длинных трубчатых костей.
В красном костном мозге выделяют миелоидную ткань и гемопоэтическую, которая содержит
стволовые клетки, клетки-предшественники и форменные элементы крови на разных стадиях
развития. Стволовые клетки дают начало всем видам клеток крови и иммунной системы. Они
обладают способностью к многократному делению.
Периферические органы иммунной системы
Миндалины
Миндалины представляют собой скопления лимфоидной ткани, содержащие небольших размеров
более плотные клеточные массы ― лимфоидные узелки.
Язычная миндалина, нёбная миндалина, глоточная (аденоидная миндалина), трубная миндалина
Лимфоидные узелки червеобразного отростка
Лимфоидные бляшки тонкой кишки
Одиночные лимфоидные узелки
Комплемент (С) — система сывороточных белков (более 20 компонентов), которые каскадно
(цепочкой) активируются при наличии в организме чужеродного антигена.
Активация комплемента происходит по классическому, альтеративному и лектинозависимому пути.
При активации комплемента образуется мембраноатакующий комплекс (МАК), формирующий
трансмембранный канал в мембране клетки. В результате образования многочисленных МАКкомплексов клетки разрушаются.
Механические барьеры
кожи, слизистых,
органов и тканей
Лейкоциты
Неспецифические
Фагоцитоз
Рефлекторные защитные
реакции организма*
Механизмы защиты
организма от
возбудителей
инфекции
Бактериостатические и
бактерицидные факторы
биологических
жидкостей организма
Специфические
клеточные
иммунные реакции
гуморальные
*При помощи рефлекторных защитных реакций типа кашля и рвоты из дыхательных путей и желудка
удаляются многие возбудители инфекции.
При появлении в организме патогенных микроорганизмов, злокачественных клеток, а также клеток,
зараженных вирусами, формируется неспецифическая воспалительная реакция, направленная на
обезвреживание, связывание и удаление чужеродных антигенов. Эта реакция, названная
острофазовым ответом носит клеточно-гуморальный характер, и в ней участвуют гранулоциты
(нейтрофилы, эозинофилы, базофилы), макрофаги, лимфоциты (клеточные элементы
специфического иммунитета), а также системы комплемента, интерферона, лизоцим, С-реактивный
белок, цитокины и специфические антитела.
Характеристика иммуноглобулинов (антител)
Субкласс
IgG
Содержание Ig
в сыворотке, %
Функция
75%
Циркулирующее антитело в крови и лимфе. Соединяется с
антигенами и активизирует систему комплемента (опсонизация)
и лизис клеток. Способен проходить через плаценту и из плазмы
крови в тканевую жидкость. Поскольку IgG способен
преодолевать плацентарный барьер, ему принадлежит главная
роль в защите от инфекций в течение первых недель жизни.
Иммунитет новорожденных усиливается также благодаря
проникновению IgG в кровь через слизистую оболочку кишки
после поступления туда молозива, содержащего большие
количества этого иммуноглобулина.
Содержание повышается при инфекциях, снижается при
недостатке гуморального иммунитета.
IgA
15%
IgM
10%
IgD
0,2%
IgE
Следы
Преобладает в секретах желез (пот, слезы, слизь, молоко,
вагинальный и простатический секреты), в слизистых оболочках,
в лимфатических узлах и селезенке. Уровень IgA в крови
повышается при респираторных и кишечных заболеваниях. Это
первая линия противомикробной защиты. Высокие уровни
секреторного IgA в молоке матери защищают слизистые
оболочки пищеварительного тракта младенца от кишечных
инфекций.
Синтез IgM начинается до рождения. Это первые антитела,
продуцируемые развивающимися В-лимфоцитами. Антитела
этого класса выделяются в кровь на ранних стадиях первичного
иммунного ответа. Антитела этого класса играют ведущую роль в
выведении
микроорганизмов
из
кровотока.
Если
у
новорожденных в крови обнаруживается высокий уровень IgM, то
это обычно указывает на внутриутробное заражение плода.
Мощный активатор каскада комплемента. Не проходит через
плаценту (его появление свидетельствует о внутриматочной
инфекции).
Маркер В-лимфоцитов, опосредует дифференцировку В-клеток.
Не проходит через плаценту. Не связывает комплемент.
Активируют тучные клетки (ТК) и базофилы в аллергических
реакциях. Синтезируется IgE — при действии аллергенов (пыльца
растений, пчелиный яд и др.). При вторичном воздействии
аллергена IgE, связанный с ТК, «распознает» аллерген и вызывает
немедленную дегрануляцию ТК, выделение гистамина. (Местно
— приступ астмы, отек, сыпь; системно — анафилактический
шок.). Не связывает комплемента. Не проходит через плаценту.
Механизмы действия антител:
1) Прямая атака патогенного агента.
2) Активация системы комплемента.
Прямое действие антител на внедрившиеся в организм агенты:
 агглютинация: многочисленные частицы с антигенами на их поверхности, например бактерии
связываются вместе, образуя комок;
 преципитация: молекулярный комплекс растворимого антигена и антитела становится таким
большим, что переходит в нерастворимое состояние и выпадает в осадок;
 нейтрализация: антитела закрывают токсические участки антигенного агента;
 лизис: антитела разрушают мембраны клеточных агентов.
Более мощная защита обеспечивается путём усиливающих эффектов системы комплемента.
К основным клеточным иммунным компонентам относятся все лейкоциты крови, представляющие
собой так называемые иммунокомпетентные клетки. Зрелые лейкоциты объединяют пять популяций
клеток: лимфоциты, моноциты, нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Фагоцитирующие клетки,
представлены у человека моноцитами (макрофагами).
Фагоцитоз — поглощение фагоцитом корпускул, бактерий или крупных макромолекулярных
комплексов. Клетки-фагоциты: нейтрофилы и моноциты/макрофаги.
Фагоцитировать могут также эозинофилы (наиболее эффективны при антигельминтном
иммунитете). Процесс фагоцитоза усиливают опсонины, обволакивающие объект фагоцитоза.
Фагоцитоз может быть завершенным, в результате гибели захваченного микроба, и незавершенным,
при котором микробы не погибают. Примером незавершенного фагоцитоза является фагоцитоз
гонококков, туберкулезных палочек и лейшманий.
Механизм фагоцитоза включает 8 последовательных фаз:
1) хемотаксис (направленное движение фагоцита к объекту),
2) адгезия (прикрепление к объекту),
3) активация мембраны (актин-миозиновой системы фагоцита),
4) начало собственно фагоцитоза, связанное с образованием вокруг поглощаемой частицы
псевдоподий,
5) образование фагосомы (поглощаемая частица оказывается заключенной в вакуоль благодаря
надвиганию на нее плазматической мембраны фагоцита подобно застежке-молнии),
6) слияние фагосомы с лизосомами,
7) уничтожение и переваривание,
8) выброс продуктов деградации из клетки.
Главный барьер против микробных инфекций представляют нейтрофилы — популяция лейкоцитов,
иначе называемая микрофагами, или микрофагоцитами.
Основной функцией нейтрофилов является уничтожение чужеродных клеток или веществ
биополимерной природы путем фагоцитоза. Эту функцию нейтрофилы осуществляют только после
выхода их из сосудистого пула. Процесс фагоцитоза, осуществляемого нейтрофилами, состоит из тех
же самых этапов, которые выше описаны для макрофагов. В отличие от макрофагов, нейтрофилы
могут фагоцитировать чужеродную клетку или частицу только один раз, после чего они гибнут.
Цитокины ― полипептидные белки, которые обеспечивают развитие воспаления и иммунного
ответа.
Семейство цитокинов включает интерлейкины (выделено — 15, хорошо изучены функции у 8),
интерфероны, колониестимулирующие факторы, факторы некроза опухолей. Часть из них
продуцируется в организме постоянно, секреция других индуцируется антигенами. Биологическая
активность этих веществ осуществляется через специфические рецепторы, широко представленные
на многих типах клеток.
Цитокины контролируют протекание иммунных реакций, инициируют формирование
воспалительной реакции, участвуют в элиминации опухолевых клеток, а также оказывают влияние
на функциональное состояние нервной и эндокринной систем.
Различные цитокины могут быть сгруппированы в 5 обширных классов, объединенных по их
доминирующему биологическому действию: 1) воспалительные; 2) антивоспалительные; 3) факторы,
вызывающие рост и дифференцировку лимфоцитов; 4) гемопоэтические колониестимулирующие
факторы; 5) факторы, вызывающие рост мезенхимальных клеток.
Стадии иммунного ответа