Стерильный и нестерильный иммунитет

Все об иммунитете

Дословно иммунитет — это невосприимчивость организма к воздействию на него болезнетворных агентов, продуктов их жизнедеятельности, а также чужеродных веществ. Если же рассматривать иммунитет в широком его понимании, то иммунитет — есть система защитных реакций организма против факторов внешней среды (в т.ч. и микробных), которые нарушают функциональную целостность организма. При рассмотрении иммунитета с точки зрения генетики—это способность организма отличать чужеродный материал («чужой» белок от «своего»), что очень важно, т.к. поступление в организм веществ, имеющих признаки чужеродной информации, приведет к структурному и химическому нарушению клеток организма.

У животных иммунитет определяется генетически обусловленными факторами. Иммунная реакция бывает как к инфекционным, так и неинфекционным факторам. В создании иммунитета принимает участие весь организм, все защитные механизмы которого тесно между собой взаимосвязаны. При иммунитете наряду с факторами специфической защиты (антитела, аллергия) принимают участие многочисленные неспецифические факторы (слизистые, кожа, лимфатическая система, ферменты крови, секреты, выделяемые пищеварительной системой и другие средства защиты). Все защитные реакции в организме осуществляются под воздействием нейро-гормональной регуляции.

Виды иммунитета.

Принято различать два вида иммунитета: видовой (наследственный) и приобретенный. При видовом иммунитете происходит передача иммунитета по наследству, от одного поколения другому, является весьма стойким в естественных условиях. При данном виде иммунитета животные одного вида не болеют инфекционными заболеваниями другого вида (крупный рогатый скот не болеет африканской чумой свиней, а свиньи не болеют чумой крупного рогатого скота). Приобретенный иммунитет возникает у животных в результате естественного переболевания – естественно приобретенный иммунитет или в результате искусственной иммунизации – искусственно приобретенный. Приобретенный иммунитет в свою очередь может быть активным или пассивным. Активным он будет в случае естественного переболевания той или иной инфекционной болезнью, по наследству не передается и длится месяцы и более.

В некоторых случаях он может быть пожизненным (оспа у человека, чума у собак). Искусственно приобретенный иммунитет мы получаем при вакцинации животных, когда подкожно или внутримышечно вводим ослабленных или инактивированных возбудителей инфекционных болезней или продуктов их жизнедеятельности; наступает через две недели после вакцинации и продолжается, если вакцина была живая, от нескольких месяцев до года.

Искусственно приобретенный иммунитет может быть пассивным — это когда животному вводят в кровь или подкожно иммунную или гипериммунную сыворотку, которая содержит готовые антитела против определенных возбудителей инфекционной болезни. Такой иммунитет длиться у животного 2-3 недели, причем применением гамма-глобулина длительность пассивного иммунитета можно увеличить. Этим видом иммунитета обладают и новорожденные животные, получающие готовые антитела с молозивом и молоком матери (колостральный иммунитет), он длиться несколько месяцев.

Стерильный и нестерильный иммунитет.

При некоторых инфекционных заболеваниях, когда состояние невосприимчивости связано с присутствием в организме возбудителя (туберкулез, бруцеллез и т.д.), устойчивость к новому заражению продолжается до тех пор, пока в организме животного сохраняется возбудитель данной инфекции. Такой иммунитет называется инфекционным, нестерильным или премуницией.
Данное положение используется в практике при вакцинации организма маловирулентными живыми возбудителями против туберкулеза (вакцина БЦЖ), бруцеллеза (штамм 19) и др. Состояние нестерильного иммунитета длиться иногда годами.

Иммунитет, образующийся после переболевания или вакцинации и сохраняющийся при отсутствии в организме возбудителя болезни называют стерильным.

У специалистов принято различать иммунитет в зависимости от того, на что направлено действие защитных механизмов организма – непосредственно на микробы или на их продукты. При антимикробном иммунитете происходит обезвреживание (разрушение или ингибиция) возбудителя. При антитоксическом иммунитете бактерии не разрушаются, а идет активная нейтрализация вырабатываемых ими токсинов (столбняк, ботулизм). Бывает иммунитет противогельминтный и неинфекционный.

Антимикробный иммунитет включает в себя невосприимчивость к бактериям, вирусам, риккетсиям, микоплазмам, грибам и простейшим. При антибактериальном иммунитете введенные в неиммунизированый организм авирулентные или слабовирулентные бактерии захватываются клетками ретикулоэндотелиальной системы, а также лейкоцитами крови, в результате чего организм быстро очищается от них, при введении же вирулентных бактерий в иммунный организм происходит заметная задержка в проникновении их в кровь и лимфатическую систему с места внедрения.

Противовирусный иммунитет основан, как и противобактериальный и антитоксический, на тех же механизмах защиты, но имеет ряд особенностей. При таких вирусных болезнях, как оспа, чума собак, приобретается длительный и напряженный иммунитет, однако, например, при гриппе человека или гриппе лошадей и др. вирусных болезнях иммунитет бывает непродолжительным и недостаточно напряженным.

Неспецифические факторы иммунитета.

Они многочисленны и взаимосвязанно действуют в целостной системе организма. В естественных условиях заражению организма препятствуют следующие группы защитных приспособлений:

1. Кожные и слизистые барьеры. Неповрежденные кожа и слизистые оболочки непроходимы для большинства микроорганизмов. Кожа и слизистые оболочки являются не только механическим барьером, но и стерилизующим в отношении многих микробов. Бактерицидные свойства кожи обусловлены молочной и жирной кислотами, содержащимися в секрете потовых и сальных желез. Антимикробным действием обладает секрет желез слизистых оболочек, содержащийся в слюне, слезах, носовом секрете, молоке ( лизим-белковое вещество типа энзима, растворяет бактерии, преимущественно из группы кокков). Секреты желез пищеварительного тракта оказывают бактерицидное действие на бактерии. Высокую бактерицидность имеет слюна и желудочный сок, а также желчь, обладающая способностью обезвреживать ряд вирусов.

2. Лимфатические барьеры. Те микробы, которые сумели пройти кожу и слизистые оболочки, встречаются с новым барьером — лимфатическими узлами (при попадании микробов через глотку барьером становится окологлоточное лимфатическое кольцо). Попав в лимфатические узлы, микробы захватываются клетками ретикулоэндотелиальной системы и подвергаются фагоцитозу. Барьерная функция лимфоузлов возрастает после проведенной вакцинации.

3. Фагоцитоз и воспаление. Борьба с проникшими в организм микробами, в месте внедрения которых организм отвечает воспалением, проводиться лейкоцитами (макрофагами), которые поглощают микробные клетки и своими ферментами разрушают их.

4. Гуморальные факторы. Попав в кровь, микробы встречаются с рядом защитных механизмов. Кровь и ее сыворотка обладает бактерицидной и бактериостатической активностью в отношении многих микробов (сибирской язвы, рожи свиней, стафилококков), имеющимся в ней бактериолизином. К гуморальным факторам относиться также комплемент, пропердин, термостабильный β-лизин, лизоцим и лейкины.

Все явления иммунитета регулируются нейро-гуморальным путем. При этом особое значение имеют гормоны, снижающие реактивность соединительной ткани — противовоспалительные и повышающие ее реактивность воспалительные. К противовоспалительным относятся адренокортикотропный гормон и кортизон, к воспалительным —соматотропный и гормон типа дезоксикортикостерона. Противовоспалительные гормоны угнетают выработку антител, воспалительные гормоны усиливают.

Тканевой иммунитет.

В процессе взаимодействия вируса с клеткой, наряду с гибелью одних клеток, в других происходит образование противовирусных антител -интерферона, происходит перестройка метаболизма клеток организма, не позволяющая вирусным частицам и дальше проникать в клетки и размножаться в них. Нейтрализующие вирус антитела в клетках появляются на второй день, как попал вирус в организм. В результате появления внутриклеточных антител, происходит нейтрализация вируса, без развития патологических изменений в органах.

Функциональный иммунитет.

Защитные реакции организма на действие возбудителя инфекционной болезни возникает не изолированно, а во взаимосвязи всех систем и органов. Взаимосвязь в организме осуществляет нервная система, и от типа нервной системы и ее тонуса целиком зависит уровень и качество защитных механизмов. Центральная нервная система во время болезни обеспечивает восстановление функций, нарушенных попавшим в организм возбудителем инфекции. Лихорадка, являющаяся характерным клиническим симптомом инфекционной болезни, является результатом реакции организма в целом. Она носит неспецифический, но в то же время защитный характер. Повышением температуры тела организм усиливает окислительные процессы, губительно действует на микроорганизмы, разрушая их. Проявлением данного вида иммунитета является усиление выделительной функции кишечника, почек, дыхательных путей на токсические продукты микробов и вирусов попавших в организм.

Аллергия.

При инфекционной болезни происходит повышение чувствительности организма к попавшему возбудителю и продуктам его жизнедеятельности. Такое состояние организма называется инфекционной аллергией. Она легко выявляется при хронических инфекционных болезнях, сопровождающихся премуницией (сап, туберкулез, бруцеллез и др.).

Данный факт широко используется в практической деятельности при проведении диагностических исследований на сап, туберкулез, бруцеллез.

Большое значение в регулирование иммунитета имеет нервная система. Тяжесть течения инфекционной болезни определяется функциональным состоянием высших отделов нервной системы. Перенапряжение нервной системы ослабляет противомикробную защиту организма животного. Длительный медикаментозный сон в определенных условиях резко снижает реактивность организма на некоторые токсины и виды микроорганизмов, в то же время при сибирской язве, столбняке, когда охранительное торможение отсутствует, течение болезни ухудшается.

У животных, перенесших в прошлом определенное инфекционное заболевание, или искусственно иммунизированных, создается следовая, т.н. анамнестическая (реакция «воспоминания»), реакция. При последующем (через месяцы и даже годы) заражении или вакцинации иным возбудителем или иным антигеном такое животное быстрее и активнее реагирует выработкой антител, специфичных в отношении возбудителя первичной инфекции.Важное значении в иммунитете имеет возрастной фактор.

Новорожденные животные в молозивный период обладают чувствительностью к ряду инфекционных болезней, несвойственных в дальнейшем для данного вида. Так, молодняк сельскохозяйственных животных часто переболевает колибактериозом, ягнята особенно чувствительны к столбняку и оспе. В то же время в раннем возрасте телята не болеют эмфизематозным карбункулом, поросята до 2-3 месяцев редко болеют рожей, щенята в молозивный период — чумой. Ряд инфекционных болезней поражают животных в определенном возрастном диапазоне(эмфизематозный карбункул у КРС бывает в возрасте от 3мес. до 4лет, рожа у свиней от 3 до 12месяцев и т.д.).

У взрослых животных возможен иммунитет в результате скрытой иммунизации. Если в организм систематически попадают дозы возбудителя инфекции меньше той, которая может вызвать заболевание, то происходит малозаметная иммунизация (так называемая иммунизирующая субинфекция, например отсутствие заболеваемости эмкаром у животных старше 4лет). Иммунологическая реактивность организма (антителообразование и аллергия) с возрастом нарастает.

Достаточно хорошо проблема пищевой аллергии животных разобрана на сайте zverivdom.com – рекомендуем ознакомиться с приведенным там материалом.

Неинфекционный иммунитет.

Первооткрываетелем неинфекционного иммунитета является великий русский ученый И.И.Мечников, установивший общебиологический характер реакций иммунитета против клеток любой категории. Группа крови животных является постоянной генетической характеристикой организма, используется в племенной работе при селекции, генетическом контроле, в ветеринарии при переливании крови, пересадке тканей и органов, применении тканевых препаратов, биопрепаратов и др. В медицине особо актуальное значение имеют вопросы трансплантационного иммунитета и т.д.

Иммунитет при паразитарных болезнях.

К настоящему времени данный вид иммунитета находиться в стадии активного изучения. Иммунопрофилактика при паразитарных болезнях находиться в стадии разработки. Так, идет активный поиск иммунопрофилактики заболеваний, вызываемых клещами – бабезиоз, пироплазмоз. Разработан и применяется для профилактики пироплазмоза у собак ряд вакцин – Нобивак Piro, Pirodog.

Условия кормления и содержания.

Особенно данные факторы важны для малышей. Полноценное кормление и создание оптимальных условий содержания ведет к повышению общей и специфической резистентности организма. В результате неполноценного кормления (недостаток белков, авитаминоз и др.) снижается устойчивость животных к заболеваниям, уменьшается синтез в организме белков, иммунных глобулинов, ослабляется лейкоцитарная реакция. При неполноценном кормлении и нарушении зоогигиенических условий содержания, при проведении вакцинации у животных наблюдаются поствакцинальные осложнения, иммунитет у таких животных не будет достаточно напряженным.

Источник

Иммунитет

Иммунитет (от лат. immunitas — освобождение или избавление от чего-либо) — состояние невосприимчивости организма к воздействию патогенных микробов, их токсинов и других чужеродных веществ биологической природы. Организмы человека и животных весьма точно дифференцируют «свое» и «чужое», благодаря чему обеспечивается защита не только от внедрения патогенных микробов, но и чужеродных белков, липополисахаридов, полисахаридов и других чужеродных веществ. Следовательно, главное значение иммунитета состоит в распознавании «своего» и «чужого», что жизненно важно. Поступление во внутреннюю среду организма веществ с признаками чужеродной информации (макромолекул белков, полисахаридов и др.) грозит нарушением структурного и химического состава этого организма. Количественное и качественное «постоянство» внутренней среды, называемое гомеостазом, обеспечивается процессами саморегулирования во всех живых системах. Иммунитет — одно из проявлений гомеостаза. В этой связи иммунитет является свойством всего живого: человека, животных, растений и даже бактерий.

Система органов и клеток, осуществляющая реагирование против чужеродных субстанций, получила название иммунной системы организма. Она распределена по всему организму, ее клетки постоянно рециркулируют по всему телу через кровоток, она обладает способностью вырабатывать сугубо специфические молекулы антител, различные по своей специфике в отношении каждого антигена.

По происхождению различают два вида иммунитета: врожденный и приобретенный.

Врожденный иммунитет

Врожденный (видовой, наследственный, генетический) иммунитет — это невосприимчивость к инфекционным агентам, детерминированная в геноме и проявляемая количеством и порядком расположения ганглиозидов определенного типа на поверхности мембран клеток. Этот вид иммунитета свойственен животным определенного вида к определенному возбудителю инфекции и передается из поколения в поколение. Например, лошади не болеют ящуром, крупный рогатый скот — сапом, собаки — чумой свиней, животные — сифилисом и т. д. В основе механизмов врожденного иммунитета к определенным возбудителям лежат отсутствие в клетках организма рецепторов и субстратов, необходимых для адгезии и размножения возбудителя, наличие веществ, блокирующих размножение патогенных микробов. Последние не могут размножаться в организме, и заболевание не возникает. Например, Brucclla abortus будет размножаться в плаценте только тех видов животных, которые содержат углевод эритритол.

Врожденный иммунитет весьма прочный, но не абсолютный. Так, в естественных условиях куры не болеют сибирской язвой, однако Пастер заразил курицу сибиреязвенной бациллой после искусственного понижения температуры тела погружением ее конечностей в холодную воду. Мечникову удалось вызвать экспериментальный столбняк у лягушки (весьма устойчивой к столбнячному токсину) путем согревания ее в термостате. Врожденной резистентностью в основном обладают взрослые животные. У новорожденных во многих случаях видовая устойчивость отсутствуют. Например, кролики-сосуны и мышата чувствительны к заражению вирусом ящура. Весьма чувствительны к заражению вирусами и бактериями развивающиеся куриные эмбрионы, что в практике используют для получения вакцин.

Следует учитывать, что животные, не заболевая определенной инфекционной болезнью, могут быть носителем возбудителя и представлять опасность для других видов. Например, человек может быть носителем вируса чумы собак.

Важно отметить, что естественная невосприимчивость является не только видовым признаком, среди восприимчивых к определенным микробам видов существуют породы, популяции и линии, животных, отличающиеся высокой устойчивостью к данному возбудителю. Так, при высокой чувствительности овец к сибирской язве алжирские овцы отличаются высокой к ней устойчивостью. Свиньи йоркширской породы по сравнению с другими породами устойчивее к роже свиней. Куры породы белый леггорн более устойчивы к пуллорозу, чем птицы пород красный род-айленд и плимутрок.

Характерная особенность приобретенного иммунитета — его специфичность, т. е. устойчивость организма только к определенному возбудителю болезни. Приобретенный иммунитет подразделяют на естественный и искусственный. Естественно приобретенный иммунитет, в свою очередь, делят на активный и пассивный. Активный (постинфекционный) образуется после естественного переболевания животного. Естественно приобретенный иммунитет не обязательно должен быть связан с клинически выраженным переболеванием. Во многих случаях в организм животного систематически попадают дозы возбудителя меньше той, которая может вызвать заболевание. В этом случае происходит скрытая иммунизация, которая у животных, достигших определенного возраста, создает активный иммунитет к определенному возбудителю. Такое явление называют иммунизирующей субинфекцией.

Естественно приобретенный пассивный иммунитет — иммунитет новорожденных, приобретенный ими за счет поступления плоду от матери антител через плаценту (трансплацентарный) либо уже после рождения через кишечник с молозивом (колостральньш, или молозивный). У птиц (например, кур) материнские антитела передаются с лецитиновой фракцией желтка (трансовариальный). Важно отметить, что насыщение кровотока иммунными фракциями новорожденных жвачных, лошадей, свиней происходит в основном колостральным путем. В этой связи различают естественно и искусственно вызванный колостральный иммунитет. В первом случае иммунитет обусловлен антителами, естественно выработанными в организме матери под воздействием различных антигенов окружающей среды. Во втором случае путем направленной иммунизации организма матери определенными антигенами вырабатываются специфические антитела против определенного возбудителя болезни.

Молозиво неиммунизированных коров обладает бактериостатическими и антитоксическими свойствами в отношении многих патогенных микроорганизмов — кишечной палочки, сальмонелл, стафилококков и др. Так, в молозиве в среднем при первой дойке содержится в 100 мл Ig — 900 мг, IgG — 200, IgM — 400, IgA — 300 мг, а в том же количестве молока уже соответственно 50, 2, 5 и 8 мг. Воспринятые с молозивом иммуноглобулины (антитела) в кишечнике, например новорожденных телят, абсорбируются и неизмененными проходят через стенку кишечника в лимфатическую систему, а затем в кровеносное русло. Следует знать, что у домашних животных кишечник проницаем для молозивных антител лишь первые 24—36 ч, поэтому молозиво новорожденный должен получить как можно раньше с момента рождения.

Естественно приобретенный активный иммунитет может сохраняться 1—2 года, но в некоторых случаях — пожизненно (например, у собак, переболевших чумой, у овец, переболевших оспой). Естественно приобретенный пассивный иммунитет обеспечивает состояние невосприимчивости от нескольких недель до нескольких месяцев.

Искусственно приобретенный иммунитет также подразделяют на активный и пассивный. Активный (поствакцинальный) возникает в результате иммунизации животных вакцинами. Вакцинный иммунитет развивается через 7—14 дней и сохраняется от нескольких месяцев до одного года и более. Пассивный иммунитет создается при введении в организм иммунной сыворотки, содержащей специфические антитела против определенного возбудителя болезни. Пассивный иммунитет можно создать и при введении сывороток крови животных-реконвалесцентов (переболевших данной болезнью), например при ящуре. Пассивный иммунитет, как правило, не превышает 15 дней.

Иммунитет также принято классифицировать по направленности действия защитных механизмов организма на микроорганизмы или их продукты. Различают антибактериальный иммунитет, когда защитные механизмы направлены против патогенного микроба, в результате предотвращается размножение и распространение в нем микроба.

Противовирусный иммунитет обусловливается выработкой организмом противовирусных антител и механизмами клеточной защиты.

Антитоксический иммунитет, при образовании которого бактерии не разрушаются, но вырабатываются антитела, эффективно нейтрализующие токсины в организме больного животного.

Иммунитет при протозойных и гсльминтозных заболеваниях направлен на обезвреживание и уничтожение возбудителей болезней.

Различают также местный (локальный) иммунитет. Понятие «местный иммунитет» впервые было введено А. М. Бередка в 1925 г. Логическим выводом теории местного иммунитета явилось изыскание методов локальной иммунизации тканей и органов, являющихся воротами инфекции — первого защитного барьера против инфекционного агента. В этой связи стали широко в практике применять аэрогенный и пероральный способы иммунизации.

Если после перенесенной болезни организм освобождается от возбудителя, сохраняя при этом состояние невосприимчивости, то такой иммунитет называют стерильным. Однако при многих инфекциях иммунитет сохраняется только до тех пор, пока в организме находится возбудитель болезни. В этом случае говорят об инфекционном или нестерильном иммунитете (премуниция).

В зависимости от механизмов зашиты организма различают также гуморальный и клеточный иммунитет. Гуморальный иммунитет обусловливается выработкой в зараженном организме специфических антител, клеточный иммунитет — за счет образования специфически реагирующих с возбудителем (антигеном) Т-лимфоцитов.

Источник



ИММУНИТЕ́Т

ИММУНИТЕ́Т жи­вот­ных и че­ло­ве­ка (от лат. immunitas – ос­во­бо­ж­де­ние, из­бав­ле­ние), спо­соб­ность ор­га­низ­ма под­дер­жи­вать свою це­ло­ст­ность и био­ло­ги­че­скую ин­ди­ви­ду­аль­ность пу­тём рас­по­зна­ва­ния и уда­ле­ния чу­же­род­ных ве­ществ и кле­ток. Уче­ние об И. ро­ди­лось из не­об­хо­ди­мо­сти пре­одо­леть ин­фекц. бо­лез­ни, эпи­де­мии ко­то­рых (чу­ма, хо­ле­ра, ос­па и др.) до кон. 19 в. уно­си­ли боль­шое чис­ло жиз­ней лю­дей. В свя­зи с этим под тер­ми­ном «И.» дол­гое вре­мя по­ни­ма­ли не­вос­при­им­чи­вость ор­га­низ­ма к ин­фекц. за­бо­ле­ва­ни­ям. Даль­ней­шие ис­сле­до­ва­ния по­ка­за­ли, что И. – это так­же ус­той­чи­вость ор­га­низ­ма к пе­ре­са­жи­вае­мым ор­га­нам и тка­ням, к из­ме­нив­шим­ся собств. клет­кам, вклю­чая ра­ко­вые, а так­же к чу­же­род­ным ве­ще­ст­вам жи­вот­но­го и рас­тит. про­ис­хо­ж­де­ния. В под­дер­жа­нии И. уча­ст­ву­ют за­щит­ные ме­ха­низ­мы вро­ж­дён­но­го (не­спе­ци­фи­че­ско­го) и при­об­ре­тён­но­го (спе­ци­фи­че­ско­го, или адап­тив­но­го) им­му­ни­те­та.

Формы врождённого и приобретённого иммунитета и их взаимосвязь

Врож­дён­ный И. при­сущ всем мно­го­кле­точ­ным жи­вот­ным, осу­ще­ст­в­ля­ет­ся спе­циа­ли­зир. клет­ка­ми, раз­ви­ваю­щи­ми­ся вне за­ви­си­мо­сти от по­сту­п­ле­ния в ор­га­низм чу­же­род­ных и по­тен­ци­аль­но опас­ных аген­тов; его не­спе­ци­фич. за­щит­ные ме­ха­низ­мы реа­ли­зу­ют­ся по­сле крат­ко­вре­мен­ной ак­ти­ва­ции спе­циа­ли­зир. кле­ток. При­об­ре­тён­ный И. ха­рак­те­рен для хря­ще­вых и ко­ст­ных рыб, зем­но­вод­ных, пре­смы­каю­щих­ся, птиц и мле­ко­пи­таю­щих, его ос­но­вой яв­ля­ет­ся им­мун­ный от­вет – цепь ре­ак­ций им­мун­ной сис­те­мы, ко­то­рая вклю­ча­ет­ся чу­же­род­ны­ми аген­та­ми (ан­ти­ге­на­ми) и при­во­дит к фор­ми­ро­ва­нию кле­ток и мо­ле­кул, уда­ляю­щих эти аген­ты или про­дук­ты их раз­ру­ше­ния из ор­га­низ­ма. В от­ли­чие от вро­ж­дён­но­го И., ре­ак­ции ко­то­ро­го уни­вер­саль­ны в от­но­ше­нии разл. чу­же­род­ных аген­тов, им­мун­ный от­вет при­об­ре­тён­но­го И. спе­ци­фи­чен (на­прав­лен про­тив аген­тов, вклю­чив­ших этот им­мун­ный от­вет). Обе фор­мы И. тес­но взаи­мо­свя­за­ны: им­мун­ный от­вет раз­ви­ва­ет­ся лишь при ус­ло­вии пред­ва­рит. ак­ти­ва­ции вро­ж­дён­но­го И., а про­дук­ты при­об­ре­тён­но­го И. по­вы­ша­ют эф­фек­тив­ность вро­ж­дён­но­го И. Ре­ак­ции И. осу­ще­ст­в­ля­ют­ся спец. клет­ка­ми – им­му­но­ци­та­ми. У выс­ших жи­вот­ных, напр., это лей­ко­ци­ты, ко­то­рые со­зре­ва­ют в кро­ве­твор­ных ор­га­нах и не­ко­то­рое вре­мя цир­ку­ли­ру­ют в кро­ви, а за­тем за­се­ля­ют тка­ни. Ре­ак­ции вро­ж­дён­но­го И. обес­пе­чи­ва­ют мие­ло­ид­ные клет­ки (ней­тро­филь­ные и эо­зи­но­филь­ные гра­ну­ло­ци­ты, мо­но­ци­ты и их тка­не­вые фор­мы – мак­ро­фа­ги, ден­д­рит­ные и туч­ные клет­ки) и час­тич­но – лим­фо­ид­ные ден­д­рит­ные клет­ки. Ре­ак­ции при­об­ре­тён­но­го И. реа­ли­зу­ют­ся Т- и В-лим­фо­ци­та­ми.

Процесс распознавания чужеродных агентов в организме: рецепторы врождённого и приобретённого иммунитета

Рас­по­зна­ва­ние чу­же­род­ных мо­ле­кул в ор­га­низ­ме осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с по­мо­щью спец. бел­ко­вых ре­цеп­то­ров. Ре­цеп­то­ры вро­ж­дён­но­го И. име­ют срод­ст­во к не­боль­шо­му чис­лу мо­ле­кул, ха­рак­тер­ных для бо­лез­не­твор­ных мик­ро­ор­га­низ­мов (па­то­ге­нов), но от­сут­ст­вую­щих в ор­га­низ­ме дан­но­го ви­да. Та­кие мо­ле­ку­лы (бак­те­ри­аль­ные ли­по­по­ли­са­ха­ри­ды, гли­ко­ли­пи­ды, пеп­ти­дог­ли­ка­ны, нук­леи­но­вые ки­сло­ты бак­те­рий и ви­ру­сов и др.) на­зы­ва­ют мо­ле­ку­ляр­ны­ми «об­раз­ами», свя­зан­ны­ми с па­то­ге­на­ми (PAMP – от pa­thogen-associated molecular patterns); они сиг­на­ли­зи­ру­ют о по­тен­ци­аль­ной опас­но­сти со сто­ро­ны па­то­ге­нов. Рас­по­зна­ва­ние РАМР осу­ще­ст­в­ля­ют неск. ти­пов ре­цеп­то­ров (т. н. Toll- и NOD-ре­цеп­то­ры, лек­ти­но­вые ре­цеп­то­ры), ко­то­рые пред­став­ле­ны не­боль­шим чис­лом ва­ри­ан­тов (ок. 10) и рас­по­ла­га­ют­ся на по­верх­но­сти или внут­ри кле­ток сис­те­мы вро­ж­дён­но­го И.; та­кое рас­по­зна­ва­ние на­дёж­но, по­сколь­ку де­тер­ми­ни­ру­ет­ся ге­на­ми за­ро­ды­ше­вой ли­нии. Свя­зы­ва­ние РАМР с ре­цеп­то­ра­ми при­во­дит к ак­ти­ва­ции кле­ток сис­те­мы вро­ж­дён­но­го им­му­ни­те­та.

Гл. осо­бен­ность рас­по­зна­ва­ния ре­цеп­то­ров в рам­ках при­об­ре­тён­но­го И. со­сто­ит в том, что ка­ж­дый ре­цеп­тор рас­по­зна­ёт кон­крет­ную чу­же­род­ную мо­ле­ку­лу, на­зы­вае­мую ан­ти­ге­ном, точ­нее фраг­мент ан­ти­ге­на – его эпи­топ, или ан­ти­ген­ную де­тер­ми­нан­ту. При этом раз­ные лим­фо­ци­ты не­сут на сво­ей по­верх­но­сти ре­цеп­то­ры к раз­ным эпи­то­пам. Т. о., ка­ж­дая клет­ка спо­соб­на рас­по­знать толь­ко один эпи­топ (или груп­пу струк­тур­но сход­ных эпи­то­пов) и лишь по­пу­ля­ция лим­фо­ци­тов в це­лом спо­соб­на обес­пе­чить рас­по­зна­ва­ние все­го раз­но­об­ра­зия чу­же­род­ных мо­ле­кул, для че­го тре­бу­ет­ся 10 5 –10 7 ва­ри­ан­тов ре­цеп­то­ров. В ге­но­ме жи­вот­ных со­дер­жит­ся неск. со­тен ва­ри­ан­тов ге­нов, ко­ди­рую­щих ан­ти­ген­рас­по­знаю­щие ре­цеп­то­ры лим­фо­ци­тов. Их ва­риа­бель­ность силь­но воз­рас­та­ет при диф­фе­рен­ци­ров­ке лим­фо­ци­тов в про­цес­се пе­ре­строй­ки со­от­вет­ст­вую­щих ге­нов. По­след­няя про­ис­хо­дит в ка­ж­дой клет­ке ав­то­ном­но, в ре­зуль­та­те че­го ка­ж­дый лим­фо­цит и его по­том­ст­во (клон) рас­по­ла­га­ют ин­ди­ви­ду­аль­ным по спе­ци­фич­но­сти ре­цеп­то­ром. Су­ще­ст­ву­ет три ти­па ан­ти­ген­рас­по­знаю­щих ре­цеп­то­ров – два ва­ри­ан­та (бел­ко­вые ди­ме­ры αβ и γδ , род­ст­вен­ные им­му­ног­ло­бу­ли­нам) в суб­по­пу­ля­ци­ях Т-лим­фо­ци­тов и один (мем­бран­ный им­му­ног­ло­бу­лин) в по­пу­ля­ции В-лим­фо­ци­тов. Ре­цеп­то­ры В-лим­фо­ци­тов рас­по­зна­ют эпи­то­пы на­тив­ных мо­ле­кул ан­ти­ге­на, а Т-лим­фо­ци­тов – эпи­то­пы, пред­ва­ри­тель­но вы­ще­п­лен­ные из це­лой мо­ле­ку­лы и вклю­чён­ные в со­став мо­ле­ку­лы глав­но­го ком­плек­са гис­то­сов­ме­сти­мо­сти. Та­кую об­ра­бот­ку ан­ти­ге­на осу­ще­ст­в­ля­ют ан­ти­ген­пред­став­ляю­щие клет­ки. Для ак­ти­ва­ции Т-лим­фо­ци­тов при этом тре­бу­ет­ся до­пол­нит. сти­му­ля­ция (кос­ти­му­ля­ция) с по­мо­щью мо­ле­кул, об­ра­зую­щих­ся при ак­ти­ва­ции вро­ж­дён­но­го И. В от­сут­ст­вии кос­ти­му­ля­ции фор­ми­ру­ет­ся анер­гия (не­от­ве­чае­мость) Т-лим­фо­ци­тов. При сти­му­ля­ции В-лим­фо­ци­тов ис­точ­ни­ком кос­ти­му­ли­рую­щих сиг­на­лов слу­жит Т-лим­фо­цит (в ча­ст­но­сти, Т-хел­пер, или клет­ка-по­мощ­ник). Ак­ти­ва­ция лим­фо­ци­тов – ус­ло­вие их по­сле­дую­щей про­ли­фе­ра­ции (для обес­пе­че­ния ко­ли­че­ст­ва кле­ток, дос­та­точ­но­го для осу­ще­ст­в­ле­ния за­щи­ты) и диф­фе­рен­ци­ров­ки в эф­фек­тор­ные (ис­пол­ни­тель­ные) клет­ки, ко­то­рые обес­пе­чи­ва­ют ре­ак­ции при­об­ре­тён­но­го им­му­ни­те­та.

Механизмы удаления чужеродных агентов из организма при врождённом и приобретённом иммунитете

Уда­ле­ние чу­же­род­ных аген­тов из ор­га­низ­ма осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с ис­поль­зо­ва­ни­ем ком­плек­са ме­ха­низ­мов, бо́льшая часть ко­то­рых фор­ми­ру­ет­ся в рам­ках вро­ж­дён­но­го И. Эф­фек­то­рные ме­ха­низ­мы И. раз­де­ля­ют на кле­точ­ные и гу­мо­раль­ные. Кле­точ­ные ме­ха­низ­мы вро­ж­дён­но­го И. при­во­дят к ци­то­ли­зу (раз­ру­ше­нию кле­ток). Из трёх ва­ри­ан­тов по­след­не­го (внут­ри­кле­точ­ный, вне­кле­точ­ный и кон­такт­ный) наи­бо­лее эф­фек­ти­вен внут­ри­кле­точ­ный ци­то­лиз, реа­ли­зуе­мый в про­цес­се фа­го­ци­то­за: чу­же­род­ная клет­ка за­хва­ты­ва­ет­ся фа­го­ци­та­ми (ней­тро­фи­ла­ми, мак­ро­фа­га­ми и др. клет­ка­ми) и, ока­зав­шись внут­ри фа­го­ли­зо­со­мы, сна­ча­ла уби­ва­ет­ся ак­тив­ны­ми фор­ма­ми ки­сло­ро­да, ок­си­дом азо­та и бак­те­ри­цид­ны­ми пеп­ти­да­ми, а за­тем рас­ще­п­ля­ет­ся фер­мен­та­ми. Вне­кле­точ­но­му ци­то­ли­зу бак­те­ри­цид­ны­ми фак­то­ра­ми, сек­ре­ти­руе­мы­ми лей­ко­ци­та­ми (в т. ч. эо­зи­но­фи­ла­ми), под­вер­га­ют­ся, напр., клет­ки мно­го­кле­точ­ных па­ра­зи­тов, кон­такт­но­му ци­то­ли­зу – ин­фи­ци­ро­ван­ные ви­ру­сом или опу­хо­ле­вые клет­ки с по­мо­щью т. н. NK-кле­ток (от англ. natural killer – ес­те­ст­вен­ный ис­тре­би­тель). В зо­не кон­так­та по­след­них с клет­ка­ми-ми­ше­ня­ми фор­ми­ру­ет­ся мик­ро­по­лость, в ко­то­рую NK-клет­ка сек­ре­ти­ру­ет ве­ще­ст­ва, од­ни из ко­то­рых фор­ми­ру­ют по­ры в мем­бра­не клет­ки-ми­ше­ни, а дру­гие, про­ник­нув че­рез эти по­ры, вклю­ча­ют про­цесс апоп­то­за – ак­тив­ной фор­мы ги­бе­ли клет­ки. Гу­мо­раль­ны­ми фак­то­ра­ми вро­ж­дён­но­го И., спо­соб­ст­вую­щи­ми уда­ле­нию чу­же­род­ных аген­тов, яв­ля­ют­ся бак­те­ри­цид­ные пеп­ти­ды (де­фен­зи­ны, ка­те­ли­ци­ди­ны), бел­ки ост­рой фа­зы вос­па­ле­ния, ком­по­нен­ты сис­те­мы ком­пле­мен­та, ци­то­ки­ны. Ак­ти­ви­руе­мые ком­по­нен­ты ком­пле­мен­та вы­зы­ва­ют оп­со­ни­за­цию – об­лег­че­ние фа­го­ци­то­за мик­ро­ор­га­низ­мов или их ли­зис в ре­зуль­та­те фор­ми­ро­ва­ния по­ры в мем­бра­не. Бел­ки ост­рой фа­зы (в т. ч. С-ре­ак­тив­ный бе­лок) оп­со­ни­зи­ру­ют чу­же­род­ные клет­ки и ак­ти­ви­ру­ют ком­пле­мент. Ци­то­ки­ны обес­пе­чи­ва­ют фор­ми­ро­ва­ние вос­па­лит. ре­ак­ции, в рам­ках ко­то­рой реа­ли­зу­ет­ся вро­ж­дён­ный И.; от­но­ся­щие­ся к ним ин­тер­фе­ро­ны ока­зы­ва­ют про­ти­во­ви­рус­ное и про­ти­во­опу­хо­ле­вое дей­ст­вие.

Осн. эф­фек­тор­ны­ми фак­то­ра­ми при­об­ре­тён­но­го И. слу­жат ци­то­ток­сические Т-лим­фо­ци­ты, ци­то­ки­ны, сек­ре­ти­руе­мые Т-хел­пе­ра­ми, и ан­ти­те­ла. Ци­то­ток­си­че­ские Т-лим­фо­ци­ты об­ра­зу­ют­ся в про­цес­се кле­точ­но­го им­мун­но­го от­ве­та. Они реа­ли­зу­ют своё дей­ст­вие с по­мо­щью ме­ха­низ­ма кон­такт­но­го ци­то­ли­за или апоп­то­за кле­ток-ми­ше­ней. Ми­ше­нью ци­то­ток­сических Т-лим­фо­ци­тов яв­ля­ют­ся лишь те клет­ки, ко­то­рые экс­прес­си­ру­ют ан­ти­ген­ные эпи­то­пы, рас­по­зна­вае­мые Т-лим­фо­ци­та­ми, т. е. их дей­ст­вие бо­лее при­цель­но, чем дей­ст­вие ес­теств. кил­ле­ров. Уча­стие Т-хел­пе­ров в реа­ли­за­ции эф­фек­тор­ной фа­зы им­мун­но­го от­ве­та свя­за­но с сек­ре­ци­ей ци­то­ки­нов, пре­ж­де все­го ин­тер­фе­ро­на. При его дей­ст­вии на мак­ро­фа­ги (осо­бен­но в со­че­та­нии с фак­то­ром нек­ро­за опу­хо­ли) рез­ко по­вы­ша­ет­ся бак­те­ри­цид­ная ак­тив­ность по­след­них и раз­ру­ша­ют­ся да­же те па­то­ге­ны (ми­ко­бак­те­рии, про­стей­шие), ко­то­рые не мо­гут быть уби­ты без уча­стия ци­то­ки­нов. Т. о., гу­мо­раль­ные про­дук­ты Т-хел­пе­ров уси­ли­ва­ют внут­ри­кле­точ­ный ци­то­лиз, осу­ще­ст­в­ляе­мый в рам­ках вро­ж­дён­но­го И. Ан­ти­те­ла, сек­ре­ти­руе­мые плаз­ма­тич. клет­ка­ми, ко­то­рые диф­фе­рен­ци­ру­ют­ся из В-лим­фо­ци­тов, пред­став­ля­ют со­бой рас­тво­ри­мую фор­му их ан­ти­ген­рас­по­знаю­щих ре­цеп­то­ров. Об­ла­дая спо­соб­но­стью свя­зы­вать­ся с ан­ти­ге­на­ми как в рас­тво­ри­мой, так и в мем­бра­но­свя­зан­ной фор­мах, они мо­гут бло­ки­ро­вать ан­ти­ге­ны и не­су­щие их па­то­ге­ны. Ре­зуль­та­том бло­ка­ды мо­жет быть ут­ра­та мик­роб­ны­ми клет­ка­ми под­виж­но­сти, спо­соб­но­сти к ад­ге­зии, пре­дот­вра­ще­ние ин­фи­ци­ро­ва­ния кле­ток ви­ру­са­ми. При свя­зы­ва­нии ток­си­нов или фер­мен­тов ан­ти­те­ла ней­тра­ли­зу­ют их ак­тив­ность. Од­на­ко бо́льшая часть эф­фек­тов ан­ти­тел обу­слов­ле­на при­вле­че­ни­ем эф­фек­тор­ных кле­ток и мо­ле­кул. При взаи­мо­дей­ст­вии с ан­ти­ге­ном (см. Ан­ти­ген – ан­ти­те­ло ре­ак­ция) де­ма­ски­ру­ют­ся уча­ст­ки мо­ле­ку­лы ан­ти­те­ла, рас­по­зна­вае­мые ком­по­нен­та­ми ком­пле­мен­та (C1q) и Fc-ре­цеп­то­ра­ми эф­фек­тор­ных кле­ток – фа­го­ци­тов и ес­теств. кил­ле­ров. Свя­зы­ва­ние C1q при­во­дит к ак­ти­ва­ции ком­пле­мен­та с оп­со­ни­за­ци­ей и/или ли­зи­сом чу­же­род­ной клет­ки. Свя­зы­ва­ние с Fc-ре­цеп­то­ром мак­ро­фа­га или ино­го фа­го­ци­та об­лег­ча­ет фа­го­ци­тоз (оп­со­ни­за­цию). Рас­по­зна­ва­ние ан­ти­тел, фик­си­ро­ван­ных на клет­ках-ми­ше­нях, Fc-ре­цеп­то­ра­ми ес­теств. кил­ле­ров об­лег­ча­ет осу­ще­ст­в­ле­ние кон­такт­но­го ци­то­ли­за. Т. о., бóльшая часть про­яв­ле­ний эф­фек­тор­ной ак­тив­но­сти ан­ти­тел, как и кле­точ­ных фак­то­ров при­об­ре­тён­но­го И., со­сто­ит в по­вы­ше­нии эф­фек­тив­но­сти ре­ак­ций вро­ж­дён­но­го И. и при­да­нии им спе­ци­фич­но­сти в от­но­ше­нии кон­крет­ных ан­ти­ге­нов.

В хо­де им­мун­но­го от­ве­та фор­ми­ру­ет­ся им­му­но­ло­ги­че­ская па­мять, не свой­ст­вен­ная вро­ж­дён­но­му И. Её суб­стра­том слу­жат Т- и В-лим­фо­ци­ты им­му­но­ло­гич. па­мя­ти, ко­то­рые диф­фе­рен­ци­ру­ют­ся при пер­вич­ном им­мун­ном от­ве­те, не при­ни­мая в нём уча­стия, и за­тем дли­тель­но со­хра­ня­ют­ся в ор­га­низ­ме. Ре­ак­ция этих кле­ток на ан­ти­ген при его по­втор­ном по­сту­п­ле­нии (вто­рич­ный им­мун­ный от­вет) осу­ще­ст­в­ля­ет­ся бо­лее бы­ст­ро и эф­фек­тив­но, чем ре­ак­ция лим­фо­ци­тов при пер­вом кон­так­те с ан­ти­ге­ном. На этом ос­но­ва­но соз­да­ние ис­кус­ст­вен­но­го И. к воз­бу­ди­те­лям за­бо­ле­ва­ний пу­тём вак­ци­на­ции: ос­лаб­лен­ный, уби­тый па­то­ген или вы­де­лен­ные из не­го ан­ти­ге­ны вы­зы­ва­ют фор­ми­ро­ва­ние кле­ток па­мя­ти без раз­ви­тия ин­фекц. про­цес­са, что по­вы­ша­ет эф­фек­тив­ность им­мун­ной за­щи­ты при по­сту­п­ле­нии в ор­га­низм ак­тив­но­го па­то­ге­на, не­су­ще­го те же ан­ти­ген­ные мо­ле­ку­лы. Ана­ло­гич­ные под­хо­ды ис­поль­зу­ют для соз­да­ния И. к опу­хо­ле­вым клет­кам с по­мо­щью он­ко­вак­цин.

Патология иммунитета

мо­жет быть обу­слов­ле­на его ос­лаб­ле­ни­ем (им­му­но­де­фи­ци­ты) или из­вра­щён­ным про­яв­ле­ни­ем (ау­то­им­му­ни­тет, ал­лер­гия). Им­му­но­де­фи­ци­ты мо­гут про­яв­лять­ся как са­мо­сто­ят. за­бо­ле­ва­ния, обу­слов­лен­ные де­фек­том ге­нов (пер­вич­ные им­му­но­де­фи­ци­ты), или как син­дро­мы, со­пут­ст­вую­щие др. за­бо­ле­ва­ни­ям или дей­ст­вию по­вре­ж­даю­щих фак­то­ров (вто­рич­ные им­му­но­де­фи­ци­ты). Ау­то­им­мун­ные бо­лез­ни яв­ля­ют­ся след­ст­ви­ем раз­ви­тия им­мун­но­го от­ве­та на собств. ан­ти­ге­ны ор­га­низ­ма. Ос­но­вой ал­лер­гии слу­жит не­аде­к­ват­но уси­лен­ная ре­ак­ция И. на оп­ре­де­лён­ные ан­ти­ге­ны (ал­лер­ге­ны); её при­чи­ной яв­ля­ет­ся вы­брос ак­тив­ных суб­стан­ций из туч­ных кле­ток при взаи­мо­дей­ст­вии ал­лер­ге­на с IgE-ан­ти­те­ла­ми, фик­си­ро­ван­ны­ми на по­верх­но­сти этих кле­ток. К па­то­ло­гии И. мо­гут быть от­не­се­ны так­же им­му­но­ло­гич. ос­лож­не­ния бе­ре­мен­но­сти (ре­ак­ция на ан­ти­ге­ны пло­да). Осо­бое ме­сто за­ни­ма­ет ре­ак­ция ор­га­низ­ма на транс­план­та­ты чу­же­род­ных тка­ней, а так­же ре­ак­ция им­му­но­ци­тов, со­дер­жа­щих­ся в транс­план­та­те, на ан­ти­ге­ны ор­га­низ­ма (ре­ак­ция транс­план­тат-про­тив-хо­зяи­на). Не­об­хо­ди­мость пре­ду­пре­ж­де­ния и ле­че­ния из­вра­щён­ных про­яв­ле­ний И. по­ро­ди­ла за­да­чу ос­лаб­ле­ния И. пу­тём «ин­ги­би­рую­щей» вак­ци­на­ции (ал­лер­го­вак­ци­ны, вак­ци­ны про­тив ау­то­им­му­ни­те­та), что до­пол­ни­ло тра­диц. спо­со­бы уси­ле­ния И. про­тив воз­дей­ст­вия па­то­ген­ных фак­то­ров (см. Им­му­ни­за­ция). По­ис­ки пу­тей на­прав­лен­ной им­му­но­кор­рек­ции в зна­чит. сте­пе­ни оп­ре­де­ля­ют при­клад­ную зна­чи­мость изу­че­ния И. и обу­слов­ли­ва­ют об­ществ. ин­те­рес к им­му­но­ло­гич. про­бле­мам. Нау­ка об им­му­ни­те­те на­зы­ва­ет­ся им­му­но­ло­ги­ей. См. так­же Им­му­но­па­то­ло­гия.

Источник

Иммунитет и гистосовместимость

Благодаря наличию иммунной системы организм защищен от большинства болезнетворных организмов (вирусов, бактерий, грибков, простейших, гельминтов и т. д.) и токсических продуктов их жизнедеятельности. Таким образом, иммунитет направлен на защиту организма, поддержание его целостности и индивидуальности.

Иммунитет можно разделить на клеточный и гуморальный. Клеточный иммунитет обеспечивается лейкоцитами при прямом их контакте с патогеном (фагоцитоз, повреждение патогена и т. д.). Гуморальный иммунитет обеспечивают белковые факторы, вырабатываемые клетками. К ним относят антитела и систему комплемента.

Рис. 1. Виды иммунитета.

По функциям иммунитет делят на врожденный и приобретенный. Врожденный иммунитет включает особенности индивидуума или вида, которые обеспечивают защиту от патогенов. Для проникновения вирусов и бактерий в организм и в клетки, необходимо наличие специальных белков на мембране. Такие белки чаще всего видоспецифичны, поэтому большинство болезней, от которых страдают животные, человеку не страшны. Даже внутри одного вида, существуют индивидуальные отличия белков, которые могут сделать часть популяции невосприимчивой к заболеванию.

Приобретенный активный иммунитет возникает при контакте с патогеном и последующей выработке антител. Он может произойти естественным путем (болезнь) искусственным (вакцина). В любом случае остаются клетки памяти и повторный контакт с патогеном уже не будет вызывать болезнь. Также антитела можно получить пассивно: с молоком матери или в виде сыворотки. Они защищают организм до тех пор, пока циркулируют в крови. Клетки памяти при этом не сохраняются и при повторном контакте с патогеном возможно заражение.

Иммунитет обеспечивают белые кровяные тельца – лейкоциты. Все они образуются в красном костном мозге. Лейкоциты принято делить на гранулоциты и агранулоциты.

К гранулоцитам относят нейтрофилы, базофилы и эозинофилы. Все они содержат большое количество гранул в цитоплазме, в которых запасены вещества, необходимые для борьбы с патогенами. Название гранулоцитов связано с красителями, которыми окрашиваются гранулы (гематоксилин – основный, эозин — кислый). Кроме того, они способны к фагоцитозу небольших частиц.

Нейтрофилы (рис. 2 а, г) составляют 93-96% всех лейкоцитов крови. Они имеют сегментированное (3-5 сегмента) ядро и окрашиваются и гематоксилином, и эозином. Они способны как к фагоцитозу небольших частиц, так и к образованию активных форм кислорода. Нейтрофилы могут жить и бороться с патогенами даже в анаэробных условиях. Они локализуются в крови и очагах воспаления, участвуют в образовании гноя. Эффективны против грибка, бактерий и протистов.

Эозинофилы (рис. 2 б, д) имеют сегментированное ядро (2 сегмента) и окрашиваются эозином. Они обеспечивают противогельминтный иммунитет (выделяют токсичные вещества и активные формы кислорода из гранул рядом с паразитом). Также они эффективно защищают организм от простейших. Способны к рециркуляции, то есть возвращению в кровь из тканей.

Рис. 2. Фотографии (а-в) и схематичное строение (г-е) нейтрофила (а, г), эозинофила (б, д) и базофила (в, е).

Базофилы (рис. 2 в, е) составляют 0,5-1% лейкоцитов крови. Они имеют S-образное ядро и их цитоплазма плотно набита гранулами, которые окрашиваются гематоксилином и содержат много гепарина и гистамина. Базофилы способны встраивать в мембрану IgE, благодаря этому специфически связываться и атаковать патоген. Все эти признаки характерны и для тучных клеток, из-за чего ранее базофилы считались их предшественниками. Однако, в настоящее время установлено, что тучные клетки имеют иное происхождение. Базофилы участвуют в реализации противогельминтного ответа. Они выделяют медиаторы воспаления и увеличивают проницаемость сосудов, что дополнительно привлекает другие иммунные клетки. Участвуют в аллергических реакциях немедленного типа.

Агранулоциты делятся на моноциты и лимфоциты.

Рис. 3. Фотография (а) и схематичное строение (б) моноцитов.

Моноциты (рис. 3) самые активные лейкоциты крови. Имеют клетку с крупным бобовидным ядром. Переходя в ткани, превращаются в макрофагов — профессиональных фагоцитов. Макрофаги способны поглощать даже очень крупные частицы. Мембрана этих клеток содержит Toll-подобные рецепторы, позволяющие распознавать и уничтожать консервативные структуры мембраны и клеточной стенки микроорганизмов. Если же макрофаги не способны поглотить чужеродную частицу, они облепляют ее со всех сторон и сливаются, изолируя частицу от организма. Макрофаги поглощают не только патогены, но и остатки мертвых клеток организма. Кроме того, они являются антиген-презентирующими клетками.

Лимфоциты имеют разнообразные функции. Выделяют T- и В-лимфоциты. Оба типа лимфоцитов образуются в красном костном мозге. Однако, их созревание проходит в разных местах: Т-лимфоцитов в тимусе, В-лимфоцитов – в красном костном мозге. Т-лимфоциты подразделяют на Т-киллеров, Т-хелперов. Также к лимфоцитам относят натуральных (естественных) киллеров. Как и все иммунные клетки, они образуются в красном костном мозге, однако, место их созревания до сих пор находится под вопросом. Созревание лимфоцитов проходит в детском возрасте, после чего все лимфоциты преимущественно локализуются в лимфатических узлах и в селезенке.

В-лимфоциты обеспечивают гуморальный приобретенный иммунитет и являются источником антител нашего организма. Антитела (иммуноглобулины, Ig) — белковые соединения плазмы крови (γ-глобулины), образующиеся в ответ на введение в организм человека бактерий, вирусов, белковых токсинов и других антигенов. Связываясь активными участками (центрами) с бактериями или вирусами, антитела препятствуют их размножению или нейтрализуют выделяемые ими токсические вещества. Кроме того, антитела являются своеобразной «меткой» для иммунных клеток о том, что частицу, к которой они присоединились, необходимо поглотить. При этом антитела распознают только чужеродные организму макромолекулы.

Антитела состоят из двух идентичных тяжёлых цепей (H-цепи) и из двух идентичных лёгких цепей (L-цепей) (рис. 4а). К тяжёлым цепям ковалентно присоединены олигосахариды. Каждая цепь имеет конститутивные (Fc) и вариабельные (Fab) фрагменты.

Конститутивный фрагмент консервативен и необходим для взаимодействия антитела с иммунными клетками. Базофилы и тучные клетки встраивают готовые антитела в мембрану и используют их как рецептор, что позволяет им быстро и бурно реагировать на патоген при его связывании мембранным антителом. В-лимфоциты встраивают в собственную мембрану антитела, той специфичности, которую производят сами. При связывании патогена с мембранным иммуноглобулином, становится возможна активация В-лимфоцита. При присоединении свободных (не встроенных в мембрану) антител к патогену, макрофаги и другие иммунные клетки могут провзаимодействовать с конститутивным фрагментом антитела. Это послужит сигналом к уничтожению помеченной молекулы или организма.

Вариабельный фрагмент антитела индивидуален для каждого В-лимфоцита. Именно этот участок (идиотоп) связывается с патогеном. Причем антитела разных В-лимфоцитов могут присоединяться к различным участкам одного и того же патогена, антитела одного В-лимфоцита связывают всегда один участок (эпитоп) (рис. 4 б). Благодаря вариабельности этих фрагментов, в организме одного человека может существовать до 10 8 вариантов антител.

Поскольку образование Fab фрагмента носит случайный характер у каждого В-лимфоцита, в период созревания в красном костном мозге они проходят селекцию. Как уже упоминалось ранее, эти клетки встраивают иммуноглобулины в мембрану и используют как рецептор. B-клетки, иммуноглобулиновые рецепторы которых способны взаимодействовать с собственными антигенами, либо погибают в результате апоптоза, либо приходят в состояние ареактивности (анергии). Таким образом, сохраняют активность только клетки, которые не реагируют на собственные антигены.

Рис. 4. Строение антитела (а) и его связывание с различными эпитопами антигена (б).

Тем не менее для активации зрелого В-лимфоцита одного контакта (связывание с рецептором) с патогеном недостаточно. Должна произойти презентация антигена.

Презентацию антигена осуществляют специальные антиген-презентирующие клетки (АПК), к которым относятся макрофаги и дендритные клетки (рис. 5), при этом В-лимфоцит должен получить сигнал к активации от Т-хелпера. Взаимодействие клеток происходит через ряд мембранных белков. Помимо иммуноглобулина, в нем участвуют главный комплекс гистосовместимости, Т-клеточный рецептор и ряд корецепторов.

Рис. 5. Взаимодействие между антиген-презентирующей (дендритной) клеткой и лимфоцитом.

Все клетки организма имеют на поверхности специальные гликопротеины – главный комплекс гистосовместимости (ГКГ, major histocompatibility complex, MHC, HLA). Этот гликопротеин существует в двух вариантах. ГКГ II имеют АПК и В-лимфоциты, ГКГ I – все остальные, в том числе и соматические, клетки. Этот комплекс индивидуален и насчитывает примерно 2000 аллельных генов. Внутри каждой клетки происходит постоянное обновление белков и других полимеров. Старые молекулы разрушаются и их фрагменты «выкладываются» на поверхность ГКГ. Иммунные клетки в процессе созревания «учатся» распознавать свой ГКГ и белки, которые на нем находятся. Таким образом, ГКГ являются «паспортом» клетки и показывают не только ее принадлежность данному организму, но и что происходит внутри клетки.

Т-лимфоциты обнаруживают патоген с помощью своих Т-клеточных рецепторов (ТКР, Tcell receptor, TCR). Это мембранный белок, ответственный за распознавание процессированных антигенов, связанных с молекулами главного комплекса гистосовместимости (рис. 6). Этот рецептор, как и антитела, имеет конститутивный и вариабельный участки. Конститутивным участком он связан с мембраной Т-лимфоцитов, вариабельный участок необходим для распознания ГКГ, антигена, и он индивидуален для каждого Т-лимфоцита.

Рис. 6. Взаимодействие Т-клеточного рецептора и главного комплекса гистосовместимости.

Для нормальной работы Т-лимфоцитов, при созревании в тимусе они проходят сложный двухэтапный отбор. На первом этапе выживают только те Т-лимфоциты, которые остаются способны связываться с ГКГ вариабельным участком ТКР (положительный отбор). На втором – уничтожаются Т-лимфоциты, которые активируются в ответ на собственные антигены, «выложенные» на ГКГ. Параллельно с этим, идет дифференцировка на Т-киллеры и Т-хелперы. Т-киллеры должны взаимодействовать с ГКГ I, в качестве корецептора такого взаимодействия выступает мембранный белок CD4, он и является маркером Т-киллеров. Т-хелперы должны связываться с ГКГ II, в качестве корецептора и маркера выступает белок CD8.

Если отбор Т- и В-лимфоцитов прошел недостаточно строго, и остались клетки, реагирующие на собственные антигены организма, то иммунитет может начать атаковать собственные клетки, что приведет к возникновению аутоиммунных заболеваний.

Презентация антигена В-лимфоцитам – это сложный процесс, в котором принимают участие Т-хелперы и АПК. В-лимфоцит, не взаимодействовавший со своим антигеном называется наивным. Если антиген взаимодействует с мембранным антителом В-лимфоцита, то происходит интернализация антитела с антигеном, антиген разрушается на фрагменты, и они выкладываются на ГКГ II. В это время, макрофаг или дендритная клетка также должны захватить антиген. Они его переваривают и выкладывают на ГКГ II. Т-хелпер должен провзаимодействовать с ГКГ II на поверхности АПК, после чего происходит его активация. Только после этого, Т-лимфоцит может провзаимодействовать с ГКГ II на поверхности В-лимфоцита, который активируется и превращается в плазматическую клетку. Плазматическая клетка пролиферирует и создает клонов, которые синтезируют антитела той же специфичности, что и исходный лимфоцит. Таким образом, происходит усиление иммунного ответа. Стоит отметить, что один патоген имеет много эпитопов, вследствие чего активируется множество В-лимфоцитов с различной специфичностью. Часть В-лимфоцитов, после контакта с патогеном, превращается в клетки памяти, которые сохраняются после болезни, и их активация происходит гораздо быстрее при повторном контакте с антигеном.

Рис. 7. Презентация антигена. Сверху: чужеродный антиген (1) захватывает и поглощает антиген-презентирующая клетка (2), которая его расщепляет и частично экспонирует на своей поверхности в комплексе с молекулами ГКГ II (3). Внизу весь чужеродный антиген связывается поверхностными антителами (5) В-лимфоцита (6), также поглощается и процессируется им (7), после чего часть чужеродной молекулы презентируются в комплексе с молекулами ГКГ II (8). После контакта (10) с Т-лимфоцитом (хелпером, 4), уже активированным антиген-презентирующей клеткой (2), В-лимфоцит начинает секретировать антитела в кровь (9).

Т-киллеры отвечают за клеточный иммунитет. Они играют важную роль в защите организма против вирусов и опухолей. Т-киллеры взаимодействуют с ГКГ I всех клеток и уничтожают клетку в случаях обнаружения чужого ГКГ или фрагмента чужого антигена на ГКГ. Таким образом, они уничтожают раковые клетки и внутриклеточных паразитов. Т-киллеры играют важную роль при трансплантации органов, ведь именно эти клетки атакуют чужеродные ткани пересаженного органа. Поэтому при трансплантации стараются подобрать донора органов, клетки которых имеют максимально похожий ГКГ на ГКГ пациента.

Т-киллеры взаимодействуют с клеткой через ГКГ, и, если он отсутствует, то клетка остается невидимой для этой системы. Поэтому, клетки без ГКГ уничтожаются натуральными киллерами. Таким образом, они обеспечивают противоопухолевую защиту.

Помимо лимфоцитов, в плазме крови присутствуют белки, способные распознавать клеточную стенку бактерий и самособираться в пору, вследствие чего нарушается ионный баланс клетки, и она погибает. Такие белки относятся к системе комплемента. Они синтезируются печенью и относятся к группе глобулинов.

Наличие на поверхности антигена антител или белков системы комплемента является сигналом для макрофагов к фагоцитозу чужеродной частицы.

Проявления иммунитета разнообразны и включает множество клеток и белков. Она обеспечивает эффективную защиту организма от различного рода заражений. Однако, приобретенный иммунитет – это эволюционно новая система, которая присутствует только у позвоночных. Именно поэтому нередки случаи некорректной работы иммунитета, что может привести к различным патологиям, например, аллергиям, опухолям и аутоиммунным заболеваниям.

Источник

Adblock
detector