Иммунология. Виды иммунитета

Иммунитет ( от лат. Immunitas) – освобождение отчего-либо.Биологический смысл иммунитета – защита, неприкосновенность, освобождение организма от биологически активных веществ – антигенов.

В настоящее время считается, что наследственный (врожденный, видовой) и приобретенный иммунитет зависит от согласованной деятельности пяти основных систем: макрофагов, комплемента, интерферонов, Т- иВ-лимфоцитов,главной системы гистосовместимости(МНС-Iи II класса), обеспечивающих различные формы иммунного ответа.

Иммунная система представляет собой лимфоидную ткань, способную комплексом клеточных и гуморальных реакций, осуществляемых с помощью набора иммунореагентов, нейтрализовать, обезвредить, удалить, разрушить генетически чужеродный антиген, попавший в организм извне или образовавшийся в самом организме.

Функции иммунной системы: распознавание антигена; устранение влияния антигена на биопроцессы организма с целью сохранения гомеостаза; сохранение специфической памяти об этом антигене в определенном промежутке времени; охрана и поддержка антигенной индивидуальности собственных биополимеров организма.

Иммунитет – это способ защиты организма от генетически чужеродных веществ (антигенов экзогенного и эндогенного происхождения), направленный на поддержание и сохранение гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, биологической индивидуальности каждого организма и вида в целом.

Биологическая суть антигенов. Могут быть вещества только ге-

нетически чужеродные для данного организма; должны представлять макромолекулы определенного класса: белки, полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты и т.д.; могут воздействовать на течение биомакромолекулярных процессов организма и вызывать функциональные и органические нарушения.

Направления иммунологии:

медицинская иммунология; зооиммунология; фитоиммунология.

Классификация медицинской иммунологии:

Общая: молекулярная; клеточная; физиология иммунитета; иммунохимия; иммуногенетика; эволюционная иммунология.

Частная: иммунопрофилактика; аллергология; иммуноонкология; трансплантационная иммунология; иммунология репродукции; иммунопатология; иммунобиотехнология; иммунофармакология; экологическая иммунология; клиническая иммунология.

Достижения и задачи иммунопрофилактики:

Ликвидирована натуральная оспа в мире.

Снижена заболеваемость многими инфекциями (коклюш, дифтерия и т.д.).

Предотвращены эпидемии вирусных парентеральных гепатитов с помощью вакцинации.

Разработана и внедрена иммунодиагностика практически всех инфекционных болезней.

Для лечения инфекционных болезней применяются иммуномодуляторы (интерферон, пептиды тимуса, интерлейкины и др.), а также специфические иммуноглобулины.

Установлены антигены опухолей человека.

На их основе разработаны способы дифференциальной диагностики опухолей.

 

Трансплантационная иммунология:

изучены а/г гистосовместимости, явления толерантности;

применение иммунодепрессантов значительно снизило риск отторжения трансплантатов при пересадках сердца, почек и других органов, а также тканей;

в результате установления иммунологически совместимых групп крови решена проблема переливания крови.

Достижения иммунологии репродукции:

Разработаны иммунологические методы выявления причин бесплодия, аномалий в развитии плода, заболеваний и осложнений в здоровье ребенка и матери.

Решена проблема иммунологической диагностики резусгемолитической болезни новорожденных.

 

Виды иммунитета. Видовой (врожденный, наследственный, генетический, конституционный), приобретенный (активный, пассивный), гуморальный и клеточный, местный и общий, стерильный и нестерильный; антитоксический; противобактериальный; противовирусный; противогрибковый; противоопухолевый; трансплантационный; противогельминтный.

Врожденный, или видовой, иммунитет – это выработанная в процессе филогенеза генетически закрепленная, передающаяся по наследству невосприимчивость данного вида и его индивидов к ка- кому-либо антигену (или м/о), обусловленная биологическими особенностями самого организма, свойствами данного антигена, а также особенностями их взаимодействия

Приобретенный иммунитет – это невосприимчивость к антигену чувствительного к нему организма человека, животных и пр., приобретаемая в процессе онтогенеза в результате естественной встречи с этим антигеном организма (вакцинация).

Активный иммунитет. Активный иммунитет может поддерживаться либо в отсутствии, либо в присутствии антигена в организме. Отсутствие антигена: а/г играет роль пускового фактора, а иммунитет называют стерильным (поствакцинальный иммунитет при введении убитых вакцин). Присутствие а/г: иммунитет нестерильный (иммунитет при туберкулезе, сохраняется только в присутствии в организме МБТ).

Факторы резистентности: неспецифическая и специфическая резистентность.

Факторы неспецифической резистентности:

механические барьеры (кожа, слизистые дыхательных путей, ЖКТ, мерцательный эпителий и слизь дыхательного тракта);

физико-химическиебарьеры (ферменты, рН среды, органические кислоты и др.) – деструкция антигена;

иммунобиологические барьеры (фагоциты, комплемент, интерферон, ингибиторы свертывания крови) – участие в поглощении и деструкции антигена, взаимодействие со специфическими факторами защиты;

антитела; иммунный фагоцитоз;

цитотоксическая функция лимфоцитов; ГНТ и ГЗТ;

толерантность, иммунологическая память.

Биореагенты иммунной системы

Ig (специфические, рецепторные, естественные); фагоцитирующие клетки (естественные и иммунные); цитотоксические лимфоциты (киллерная функция); ферменты деструкции антигена (лизоцим и др.);

комплемент, защитные белки сыворотки крови (пропердин, β -лизин,фибронектин и др.);

цитокины (интерлейкины, интерфероны и др.); рецепторы иммунокомпетентных клеток; антигены МНС-системы.

Кожа и слизистые оболочки. Многослойный эпителий здоровой кожи и слизистых оболочек обычно не проницаем для микробов и макромолекул. При малозаметных микроповреждениях, воспалительных изменениях и т. д. через кожу и слизистые могут проникать микроорганизмы. Вирусы и некоторые бактерии могут проникать в макроорганизм межклеточно, чресклеточно и с помощью фагоцитов, переносящих поглощенных микроорганизмов через эпителий слизистых оболочек.

Физико-химическая защита. Потовые и сальные железы постоянно выделяют на поверхность кожи вещества, обладающие бактерицидным действием (уксусная, муравьиная, молочная кислоты). Желудок инактивирует бактерии, вирусы, а/г, которые разрушаются под действием кислой среды (рН1,5-2,5)и ферментов. В кишечнике инактивирующими факторами служат ферменты и бактериоцины, образуемые нормальной микробной флорой кишечника, а также трипсин, панкреатин, липаза, амилазы и желчь.

Фагоцитоз. Механизм фагоцитоза состоит в поглощении, переваривании, инактивации инородных для организма веществ фагоцитами.

Фагоциты объединены в единую мононуклеарную фагоцитирующую систему:

тканевые макрофаги (альвеолярные, перитонеальные и др.); клетки Лангерганса и Гренстейна (эпидермоциты кожи); клетки Купфера (звездчатые ретикулоэндотелиоциты); эпителиоидные клетки; нейтрофилы и эозинофилы крови и др.

Основные функции фагоцитов. Удаление отмирающих клеток и их структур (эритроциты, раковые клетки). Удаление неметабилизируемых неорганических веществ (частички угля, минеральная и др. пыль). Поглощение и инактивация микроорганизмов, их останков и продуктов. Синтез БАВ, необходимых для обеспечения резистентности организма (компоненты комплемента, лизоцим и др.). Участие в регуляции иммунной системы. «Ознакомление» Т- хелперов с антигенами, т. е. участие в кооперации иммунокомпетентных клеток.

Стадии фагоцитоза:

хемотаксис; адсорбция поглощаемого вещества на поверхности фагоцита;

инвагинация клеточной мембраны с образованием в протоплазме фагосомы (вакуоли, пузырьки), содержащей поглощенное вещество;

слияние фагосомы с лизосомой клетки с образованием фаголизосомы;

активация лизосомальных ферментов и переваривание вещества в фаголизосоме с их помощью.

Возможно три исхода фагоцитоза:

завершенный фагоцитоз; незавершенный фагоцитоз; процессинг антигенов.

Завершенный фагоцитоз – полное переваривание микроорганизмов в клетке-фагоците.

Незавершенный фагоцитоз – выживание и даже размножение микроорганизмов в фагоците. Это характерно для факультативных и особенно облигатных внутриклеточных паразитов. Механизмы персистирования в фагоцитах связаны с блокадой фагосомолизосомального слияния (вирус гриппа, микобактерии, токсоплазмы), резистентностью к действию лизосомальных ферментов (гонококки, стафилококки), способностью микробов быстро покидать фагосомы после поглощения и длительно пребывать в цитоплазме (риккетсии).

В процессе фагоцитоза происходит «окислительный взрыв» с образованием активных форм кислорода, что обеспечивает бактерицидный эффект.

 

К одной из важнейших функций макрофагов (наряду с хемотаксисом, фагоцитозом, секрецией биологически активных веществ)

является переработка (процессинг) антигена и представление его

иммунокомпетентным клеткам с участием белков главной системы гистосовместимости (МНС) II класса.

Фагоцитоз – не только уничтожение чужеродного, но и представление антигена для запуска иммунных реакций и секреции медиаторов иммунных и воспалительных реакций. Система макрофагов – не только центральное звено естественной резистентности (видового иммунитета), но и играет важную роль в приобретенном иммунитете, кооперации клеток в иммунном ответе.

Воспаление как защитная реакция организма на различные повреждения тканей возникло на более высокой ступени эволюции, чем фагоцитоз и характерно для высокоорганизованных организмов, обладающих кровеносной и нервной системами.

Инфекционное воспаление сопровождается различными сосудистыми и клеточными (включая фагоцитоз) реакциями, а также запуском целого ряда медиаторов воспалительных реакций (гистамина, серотонина, кининов, белков острой фазы воспаления, лейкотриенов и простагландинов, цитокинов, системы комплемента).

Многие бактериальные продукты активируют клетки макрофагальномоноцитарной системы и лимфоциты, отвечающие на них выделением биологически активных продуктов – цитокинов (ин-

терлейкинов) – медиаторов клеточных иммунных реакций. В вос-

палительных реакциях основную роль имеет интерлейкин-1 (ИЛ-1), стимулирующий лихорадку, повышающий проницаемость сосудов и адгезивные свойства эндотелия, активирующий фагоциты.

Лихорадка. Повышение температуры тела – защитная реакция организма, ухудшающая условия для размножения многих микроорганизмов, активирует макрофаги, ускоряет кровоток и усиливает обменные процессы в организме.

Барьерные функции лимфоузлов. По выражению П.Ф. Здродов-

ского (1969), лимфоузлы – своеобразный биологический фильтр для возбудителей, переносимых с лимфой. Здесь проникшие через кожу или слизистые и занесенные током лимфы микроорганизмы задерживаются и подвергаются действию макрофагов и активированных лимфоцитов.

Природа и характеристика комплемента. Комплемент – важ-

ный фактор гуморального иммунитета – сложный комплекс белков

сыворотки крови, находится обычно в неактивном состоянии. Состав: 20 взаимодействующих между собой белков, 9 из них – основные компоненты комплемента; их обозначают: С1, С2, СЗ... С9. Важную роль играют также факторы В, О и Р (пропердин). Белки комплемента относятся к глобулинам и отличаются между собой по физико-химическимсвойствам.

Функции комплемента:

участие в лизисе микробных и других клеток (цитотоксическое действие);

обладание хемотаксической активностью; участие в анафилаксии; участие в фагоцитозе.

В условиях физиологической нормы компоненты системы комплемента находятся в неактивной форме. Известны три способа ак-

тивации системы комплемента – классический, альтернативный и с использованием С1-шунта.

Классический путь – каскад протеазных реакций с компонента С1q до С9 – реализуется при наличии антител к соответствующему антигену

С иммунным комплексом взаимодействует компонент С1q, затем С4, следом – С2. Образуется комплекс «антиген-антитела-С1С4С2»,с ним соединяется С3 (центральный компонент системы), и запускается цепь активации с эффекторными функциями (опсонизация и лизис бактерий, активация системы макрофагов, воспаление).

Альтернативный путь реализуется при первичном контакте с возбудителем (когда еще нет антител). Он индуцируется ЛПС и другими микробными антигенами. С1, С4, С2 не участвуют, альтернативный и классический пути смыкаются на уровне С3.

Лизоцим – протеолитический фермент мурамидаза, синтезируемый макрофагами, нейтрофилами и другими фагоцитами, постоянно поступает в жидкости и ткани организма. Содержится в крови, лимфе, слезах, молоке, сперме, урогенитальном тракте, на слизистых оболочках дыхательных путей, ЖКТ, в мозге. Отсутствует лизоцим вспинно-мозговойжидкости и передней камере глаза. В сутки синтезируется несколько десятков граммов фермента.

Механизм действия лизоцима:

Разрушение гликопротеидов (мурамилдипептида) клеточной стенки микроорганизмов → лизис его способствует фагоцитозу по-

врежденных клеток, обладает бактерицидным и бактериостатическим действием.

Активация фагоцитоза и образование антител.

Нарушение синтеза лизоцима ведет к снижению резистентности организма, возникновению воспалительных и инфекционных заболеваний.

Для лечения используют препарат лизоцим, получаемый из яичного белка или путем биосинтеза, т.к. он продуцируется некоторыми бактериями.

Интерферон. Важный защитный белок иммунной системы. Открыт в 1957 г. А. Айзексом и Ж. Линдеманом; интерферон – семействобелков-гликопротеидов– синтезируется клетками иммунной системы и соединительной тканью. В зависимости от того, какими клетками синтезируется интерферон, выделяют три типа: α, β, γ- интерфероны (ИФН).

Интерфероны:

α - ИФН– лейкоцитарный (лейкоцитами);

β - ИФН– фибробластный (фибробластами – клетками соединительной ткани);

γ-ИФН – иммунный (активированнымиТ-лимфоцитами,макрофагами, естественными киллерами).

ИФН синтезируются постоянно. Выработка ИФН резко возрастает при инфицировании вирусами, при воздействии индукторов интерферона (РНК, ДНК, сложные полимеры) – интерфероногенов.

Механизм действия интерферона. ИФН непосредственно на ви-

рус вне клетки не действует, а связывается с рецепторами клеток и оказывает влияние на процесс репродукции вируса внутри клетки на стадии синтеза белков. Действие ИФН тем эффективнее, чем раньше он начинает синтезироваться или поступать в организм извне. ИФН дает положительные результаты при лечении злокачественных опухолей и заболеваний, связанных с иммунодефицитами.

Защитные белки сыворотки крови. Белки острой фазы, опсони-

ны, пропердин, β-лизини др. Белки острой фазы: С-реактивныйбелок (СРБ), противовоспалительные и другие белки, вырабатываются в печени в ответ на повреждение тканей и клеток. СРБ способствует опсонизации бактерий и является индикатором воспаления. Маннозосвязывающий белок – нормальный протеин сыворотки крови, который прочно связывается с остатками маннозы, находящимися на поверхности микроорганизмов,опсонирует их.Способст-

 

вует фагоцитозу, активирует систему комплемента по лектиновому пути.

Защитные белки сыворотки крови. Пропердин – γ-глобулин нормальной сыворотки крови. Активирует комплемент по альтернативному пути и участвует в иммунологических реакциях. Фибронектин – универсальный белок плазмы и тканевых жидкостей, синтезируемый макрофагами. Обеспечивает опсонизацию антигена и связывание клеток с чужеродными веществами, экранирует дефекты эндотелия сосудов, препятствуя тромбообразованию. β -лизины – белки сыворотки крови, синтезируемые тромбоцитами. Оказывают повреждающее действие на ЦПМ бактерий.

Киллерные клетки. В обеспечении видового иммунитета сущест-

венная роль принадлежит Т-цитотоксическимлимфоцитам (Т- киллерам), а также главной системе гистосовместимости.

Т-киллеры по представлению антигенов главной системы гистосовместимости I класса распознают любые чужеродные антигены (включая мутантные, например, раковые клетки), атакуют и уничтожают их.

Клетки NK (natural killerи – натуральные киллеры) имеют важное значение в поддержании генетического гомеостаза и противоопухолевой защите, их функции распознавания не зависят от представле-

ния антигенов МНС (major histocompatibility complex) I класса.

Системы неспецифической резистентности и видового иммунитета способствуют поддержанию структурной и функциональной целостности организма и являются основой для формирования приобретенного (специфического) иммунитета.

Лекция 14