Иммунная система

Иммунная система объединяет органы и ткани организма, защищающие его от заболеваний за счет идентификации и уничтожения патогенных микроорганизмов и опухолевых клеток. Деятельность иммунной системы ориентирована на поддержание гомеостаза и обеспечение здоровья человека. Она способна распознавать огромное число патогенов - от вирусов до червей-паразитов, отличать их от молекул и клеток собственного организма. Задача идентификации патогенных микроорганизмов иммунной системой может усложняться за счёт их адаптации и эволюционного процесса с формированием новых способов инфицирования организма- хозяина.

Конечной целью иммунной системы является уничтожение любого чужеродного агента, несущего генетически чужеродную информацию, будь то патогенный микроорганизм, инородное тело, токсин или переродившаяся клетка организма-хозяина. Реализация указанной цели обеспечивает биологическую индивидуальность организма.

Процесс обнаружения, идентификации и элиминации чужеродных агентов иммунной системой высокоразвитых живых организмов носит название иммунного ответа, все существующие формы которого подразделяются на врождённые и приобретённые реакции. Они в основном различаются тем, что приобретённый иммунитет является высокоспецифичным по отношению к определенному типу антигенов и позволяет намного быстрее и более эффективно уничтожать их при повторном столкновении (табл. 4).

Таблица 4

Основные отличия систем врожденного и приобретённого иммунитета

Врождённый иммунитет

Приобретённый иммунитет

Реакция неспецифична

Специфическая реакция, привязанная к чужеродному антигену

Столкновение с инфекцией приводит к немедленной максимальной реакции

Латентный период между контактом с инфекцией и максимальным ответом

Клеточные и гуморальные звенья

Клеточные и гуморальные звенья

Не обладает иммунологической памятью

Столкновение с чужеродным агентом приводит к иммунологической памяти

Обнаруживается практически у всех форм жизни

Обнаружена только у некоторых организмов

Антигенами являются молекулы различных органических веществ (белков, полипептидов, полисахаридов, высокомолекулярных нуклеиновых кислот, комплексов соединений белки + липиды или белки + полисахариды), идентифицируемые как чужеродные агенты, способные при проникновении внутрь организма вызывать ответные реакции со стороны иммунной системы в форме иммунологических реакций специфического характера. Они обладают двумя основными свойствами: во-первых, инициируют образование антител либо сенсибилизацию лимфоцитов; во-вторых, взаимодействуют с соответствующими им антителами либо сенсибилизированными к ним лимфоцитами (проявления специфичности). Антигены бывают полноценными и неполноценными. Полноценные антигены способны сами вызвать иммунный ответ, а неполноценные антигены, называемые гапте- нами, получают способность вызывать иммунный ответ только при условии соединения их с белковыми молекулами организма.

Иммунная система человека включает в себя различные органы и ткани организма, обладающие способностью реализовывать иммунологические функции, которые подразделяются на две группы: во-первых, центральные - тимус (вилочковая железа) и красный костный мозг; во-вторых, периферические - селезенка, лимфатические узлы, лимфоидные образования пищеварительного тракта, аппендикс и кровь (рис. 31).

Клетки системы иммунитета, обеспечивающие основные функции приобретённого иммунитета, являются лимфоцитами, т.е. одним из подтипов лейкоцитов. Основная доля лимфоцитов является ответственной за процессы специфического приобретённого иммунитета, так как они обладают возможностью идентифицировать патогенные микроорганизмы, включая вирусы как внутри, так и вне клеток, в тканях организма и кровяном русле. Два основных типа лимфоцитов - это Т-лимфоциты, представляющие собой основу клеточного звена специфического иммунного ответа, и В-лимфоциты, отвечающие за его гуморальное звено. В организме взрослого человека они образуются в красном костном мозге, а затем Т- лимфоциты попадают в вилочковую железу (тимус), где подвергаются дополнительным этапам дифференцировки. Кроме указанных двух типов, существуют и другие лимфоциты - естественные киллеры, проявляющие неспецифическую цитотоксичность. Важно то, что клетки- предшественники лимфоцитов постоянно образуются из стволовых кроветворных клеток за счёт процесса их дифференциации и, вследствие мутаций генов, обеспечивающих кодирование вариабельных структур антител, возникает колоссальное разнообразие вариантов иммунокомпетентных клеток, чувствительных практически к любым потенциально существующим антигенам. На дальнейших этапах созревания лимфоциты подвергаются отбору и остаются только те, которые значимы для защиты организма и не несут никакой угрозы собственным клеткам и тканям организма- хозяина. Как В-лимфоциты, так и Т-лимфоциты на своей поверхности имеют молекулы-рецепторы, которые способны распознавать специфические для них «мишени». Данные рецепторы фактически являются «зеркальным отпечатком» определённого фрагмента чужеродной молекулы, способным к ней присоединяться. Важным является то, что каждая имму- нокомпетентная клетка содержит молекулы-рецепторы исключительно для единственного варианта антигена.

Среди Т-лимфоцитов существует несколько подтипов, к трем основным из которых относятся: во-первых, Т-киллеры разрушающие собственные клетки организма-хозяина либо контаминированные вирусами и другими патогенными микроорганизмами - внутриклеточными паразитами, либо мутированные и неверно функционирующие (например, клетки опухолей). Как и В-лимфоциты, любая линия Т-лимфоцитов идентифицирует только определенный антиген; во-вторых, Т-хелперы, регулирующие протекание реакций как врожденного, так и приобретенного иммунитета, позволяющие выбирать тот тип реакции, которой организм-хозяин ответит на внедрение чужеродного агента. Т-хелперы не обладают цитотоксичностью и не принимают непосредственного участия в уничтожении пораженных клеток организма или непосредственно патогенов. Они обеспечивают управление процессами иммунного ответа, направляя деятельность других иммунокомпетентных клеток на выполнение данных задач - регулируют механизмы приобретённого иммунитета посредством специальных белковых молекул, активируют В-лимфоциты для образования антител и фагоциты для эффективного разрушения патогенных микроорганизмов. Т- хелперы являются «мишенью», поражаемой вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ); в-третьих, Т-супрессоры, оказывающие регулирующее влияние на протекание иммунного ответа, защищающие от него собственные ткани организма-хозяина (рис. 32).

Органы иммунной системы человека

Рис. 31. Органы иммунной системы человека

Основной функцией В-лимфоцитов является выработка антител - субстрата гуморального компонента специфического иммунного ответа. Действие антител нацелено против внеклеточно расположенных патогенных микроорганизмов - в крови, межтканевой жидкости, лимфе. Любая прошедшая этапы дифференцировки линия В-лимфоцитов экспрессирует уникальное только для неё антитело. Фактически, полный набор антигенных рецепторов всех В-лимфоцитов организма соответствует полному «репертуару» антител, которые могут вырабатываться в данном организме. Схема процесса антителообразования включает следующие последовательные этапы: чужеродный антиген идентифицируется Т-хелперами Т- хелпер активирует В-лимфоцит осуществляется трансформация В- лимфоцит с образованием клона плазматических клеток плазматические клетки синтезируют и вьщеляют во внутреннюю среду организма растворимые белковые образования - антитела; каждое из антител строго специфично тому антигену, который инициировал реакцию В-системы иммунитета защитные свойства антител проявляются в образовании комплексов антиген + антитело образовавшийся комплекс либо подвергается растворению с последующей элиминацией из организма, либо захватывается и переваривается фагоцитом. Защита организма с участием В- системы иммунитета получила название приобретенного специфического гуморального иммунитета.

Иммунокомпетентные клетки человека

Рис. 32. Иммунокомпетентные клетки человека

В соответствии с клонально-селективной теорией, разработанной Франком Бёрнетом для объяснения функционирования иммунной системы, в организме образуются клоны клеток, иммунокомпетентных в отношении различных антигенов; а антигены, избирательно контактируя с соответствующими им клонами иммунокомпетентных клеток, стимулируют выработку ими антител. Основные положения данной теории, подтвержденные экспериментально, постулируют, каким образом система иммунитета адаптируется к различным и постоянно трансформирующимся антигенам окружающей среды. Система иммунитета должна обеспечивать идентификацию колоссального количества антигенов. Поэтому организм человека синтезирует миллионы антител разнообразной специфичности, которые способны связывать специфичные для них антигены. Клонально-селективная теория Франка Бёрнета утверждает, что: во-первых, антитела и лимфоциты с надлежащей специфичностью существуют в организме еще до первичного контакта с соответствующим им антигеном; во-вторых, лимфоциты, задействованные в процессах иммунного ответа, обладают антигенспецифичны- ми рецепторами на поверхности мембран. В случае с В-лимфоцитами рецепторами являются молекулы той же специфичности, что и антитела, которые эти В-лимфоциты будут продуцировать и выделять; в-третьих, каждый из лимфоцитов несет на своей поверхности рецепторы исключительно единичной специфичности; в-четвертых, лимфоцит, сенсибилизированный антигеном, проходит ряд стадий пролиферации и, в конечном итоге, формирует клон плазматических клеток. Плазматические клетки обеспечивают синтез антител именно той специфичности, на которую был запрограммирован лимфоцит-предшественник. Стимулами, инициирующими процесс пролиферации В-лимфоцитов, являются результаты связывания антигена, а также цитокины, синтезируемые и выделяемые другими иммунокомпе- тентными клетками, в первую очередь Т-хелперами. Сами активированные В-лимфоциты также способны выделять цитокины. За счёт механизма клональной селекции антитела накапливаются в достаточной для эффективной борьбы с патогенами концентрации. Аналогичный механизм действует и при селекции специфичных к антигену Т-лимфоцитов. Пролиферирующим клонам лимфоцитов требуется достаточно времени для образования необходимого количества клеток. Именно поэтому обычно проходит несколько суток от момента первичного контакта с антигеном до достижения достаточно высокой концентрации антител в сыворотке крови. Так как данные антитела образованы в результате воздействия антигена, то иммунитет считается приобретенным. Интенсивность иммунного ответа возрастает, главным образом, за счёт увеличения числа иммунокомпетентных клеток, обладающих способностью к восприятию антигенного стимула. При этом часть потомков первичного В-лимфоцита трансформируются в длительно живущие В-клетки памяти, что обусловливает способность системы им- муннитета «запоминать» имевшийся в прошлом контакт с антигеном. Иными словами, формируется приобретенный специфический иммунитет против данного возбудителя.

По своей природе антитела являются гетерогенной группой белков - иммуноглобулинами, которые подразделяются на пять классов: М, G, А, Е и D. Иммуноглобулины G представляют собой классические антитела, их удельный вес в сумме иммуноглобулинов достигает 80 %. Они легко проникают через плаценту, активно иммобилизуют растворимые антигены микроорганизмов и токсины. Иммуноглобулины М обеспечивают активацию фагоцитоза и оказывают воздействие на грамотрицательные бактерии (менингококки и гонококки). Иммуноглобулины А подразделяют на два вида - сывороточные и секреторные, которые защищают организм от кишечных и респираторных инфекций. Иммуноглобулины Е содержатся в организме в незначительном количестве, участвуют в реакциях сенсибилизации при бронхиальной астме, аллергическом рините и других аллергических заболеваниях. Уровень иммуноглобулинов Е регулируется Т-супрессорами. Снижение активности Т-супрессоров приводит к гиперсекреции иммуноглобулинов Е в ответ на антигенное раздражение и иммунная реакция приобретает патологический характер. Функция иммуноглобулинов D до настоящего времени окончательно не выяснена.

Таким образом, система Т-лимфоцитов обеспечивает клеточный компонент иммунного ответа при большинстве вирусных инфекций, туберкулезе, бруцеллезе, а также противоопухолевый и противогрибковый иммунитет; система В-лимфоцитов защищает организм от большинства бактериальных и вирусных инфекций, возбудители которых локализованы в крови и межклеточном пространстве. Иммунологическая реактивность организма зависит также и от возраста - у новорожденных она резко снижена, а у пожилых выражена значительно меньше, чем у лиц среднего возраста. В периоде становления системы иммунитета имеется несколько критических периодов, когда резистентность организма снижена: 4-6 месяцев, когда снижается пассивный гуморальный иммунитет из-за элиминации антител, полученных через плаценту от матери; 2 года - характерны повышенная чувствительность иммунной системы из-за увеличения функциональной активности Т-хелперов, а также повышенная чувствительность к вирусам; 4 года - недостаточное содержание иммуноглобулинов А при количестве иммуноглобулинов G и М, как у взрослого человека; 11-15 лет, когда в период полового созревания андрогены (половые гормоны) подавляют клеточное звено иммунитета.

Система иммунитета обладает способностью к саморегуляции за счёт деятельности Т-супрессоров, а также гуморальных факторов, синтезируемых и выделяемых иммунокомпетентными клетками, тимусом и костным мозгом. Нарушение процессов саморегуляции может проявляться развитием сенсибилизации (повышенной чувствительности), которая связана с накоплением в организме сенсибилизированных лимфоцитов или антител - иммуноглобулинов класса Е. Аллергия - это сверхчувствительность иммунной системы организма при повторном воздействии аллергена на предварительно сенсибилизированный данным аллергеном организм. В случае повторного попадания в организм того же антигена запускается аллергическая реакция (аллергия может проявиться только в сенсибилизированном организме). К числу потенциальных аллергенов относят как вещества, обладающие прямым аллергизирующим эффектом, так и вещества, способные потенцировать (усиливать) эффект других аллергенов. Различные люди, в силу генетической специфичности иммунной системы обладают различной степенью реактивности по отношению к разным группам аллергенов; пыль и выделения домашнего клеща; чужеродные белки, имеющиеся в донорской плазме и вакцинах; пыльца растений при поллинозах; плесневые грибы; лекарственные препараты, включая пенициллины, сульфаниламиды, салицилаты и местные анестетики; многие пищевые продукты, в том числе орехи, кунжут, морепродукты, яйца, бобовые, молоко, злаки, цитрусовые и мёд; укусы насекомых и членистоногих (пчелиный и осиный яд); животные продукты и перхоть животных; прочие (латекс, соединения никеля, химические чистящие средства - стиральный порошок, жидкости для мытья посуды и другие) [1, 17].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >