Что участвует в формировании гуморального иммунитета. Гуморальный иммунитет — описание, факторы

Доброго времени суток, дорогие читатели.

Хочу сегодня поднять очень важную тему, которая касается составляющих иммунитета. Клеточный и гуморальный не позволяют развиться инфекционным болезням, и подавляют рост раковых клеток в организме человека. От того, насколько правильно протекают защитные процессы, зависит здоровье человека. Выделяют два вида: специфический и неспецифический. Далее вы найдете характеристику защитных сил человеческого организма, а также – чем отличается иммунитет клеточный и гуморальный иммунитет.

Основные понятия и определения

Илья Ильич Мечников – тот ученый, кто открыл фагоцитоз и положил начало науки иммунологии. В клеточном иммунитете не участвуют гуморальные механизмы – антитела, и осуществляется он посредством лимфоцитов и фагоцитов. Благодаря этой защите в организме человека уничтожаются опухолевые клетки и инфекционные агенты. Главное действующее лицо клеточного иммунитета – лимфоциты, синтез которых происходит в костном мозге, после чего они мигрируют в тимус. Именно по причине их перемещения в тимус их назвали Т-лимфоцитами. При обнаружении в организме какой-то угрозы эти иммунокомпетентные клетки довольно быстро покидают места своего обитания (лимфоидные органы) и спешат на борьбу с врагом.

Выделяют три вида Т-лимфоцитов, которые играют свою важную роль в защите человеческого организма. Функцию уничтожения антигенов играют Т-киллеры. Т-хелперы первые узнают про то, что в организм проник чужеродный белок и выделяют в ответ особые ферменты, которые стимулируют образование и созревание Т-киллеров и В-клеток. Третий вид лимфоцитов – Т-супрессоры, которые при необходимости угнетают иммунный ответ. При недостатке этих клеток возрастает риск аутоиммунных заболеваний. Гуморальная и клеточная системы защиты организма тесно связаны между собой и не функционируют раздельно.

Сущность гуморального иммунитета заключается в синтезе специфических антител в ответ на каждый антиген, который попадает в человеческий организм. Он представляет собой белковые соединения, которые есть в крови и других биологических жидкостях.

Факторы неспецифического гуморального – это:

• интерферон (защита клеток от вирусов);
• С-реактивный белок, запускающий систему комплемента;
• лизоцим, который разрушает стенки бактериальной или вирусной клетки, растворяя ее.

Специфические компоненты гуморального представлены специфическими антителами, интерлейкинами и другими соединениями.

Иммунитет можно разделить на врожденный и приобретенный. К факторам врожденного относят:

• кожные покровы и слизистые;
• клеточные факторы – макрофаги, нейтрофилы, эозинофилы, дендритные клетки, естественные киллеры, базофилы;
• гуморальные факторы – интерфероны, система комплемента, антимикробные пептиды.

Приобретенный формируется при вакцинации и при перенесении инфекционных заболеваний.

Таким образом, механизмы неспецифического и специфического клеточного и гуморального иммунитета тесно связаны между собой, а факторы одного из них принимают активное участие в осуществлении другого вида. Так, например, лейкоциты участвуют как в гуморальной, так и в клеточной защите. Нарушение одного из звеньев приведет к системному сбою всей системы защиты.

Оценка видов и их общая характеристика

Микроб, попадая в организм человека, запускает сложные иммунные процессы, задействуя специфические и неспецифические механизмы. Для того чтобы развилась болезнь, микроорганизм должен пройти ряд барьеров – кожу и слизистые, субэпителиальную ткань, регионарные лимфатические узлы и кровеносное русло. Если при попадании в кровь его гибель не наступает, то он разнесется по всему организму и попадет во внутренние органы, что приведет к генерализации инфекционного процесса.

Отличия клеточного и гуморального иммунитета незначительные, так как протекают они одновременно. Считается, что клеточный защищает организм от бактерий и вирусов, а гуморальный – от грибковой флоры.

Какие бывают механизмы иммунного ответа вы можете увидеть в таблице.

Звенья физиологических цепочек иммунитета показаны на схеме.

Методы оценки состояния иммунной системы

Чтобы оценить имунный статус человека, придется сдать ряд анализов, а возможно даже придется сделать биопсию и отправить полученное на гистологию.

Опишем кратко все методы:

• общее клиническое исследование;
• состояние естественной защиты;
• гуморальный (определение содержания иммуноглобулинов);
• клеточный (определение Т-лимфоцитов);
• дополнительные тесты включают определение С-реактивного белка, компонентов комплемента, ревматоидных факторов.

Вот и все, что хотелось вам рассказать про защиту человеческого организма и двух основных составляющих – гуморальном и клеточном иммунитете. А сравнительная характеристика показала, что отличия между ними весьма условные.

ФГОУ ВПО «Московская Государственная Академия Ветеринарной Медицины и Биотехнологии им. К.И. Скрябина»

на тему: «Гуморальный иммунитет»

Выполнила:

Москва 2004

Введение

АНТИГЕНЫ

антитела, строение и функции иммуноглобулинов

СИСТЕМА КОМПОНЕНТОВ КОМПЛЕМЕНТА

альтернативный путь активации

классический путь активации

цитокины

интерлейкины

интерфероны

факторы некроза опухолей

колониестимулирующие факторы

другие биологически активные вещества

белки острой фазы

• нормальные (естественные) антитела

бактериолизины

ингибиторы ферментативной активности бактерий и вирусов

пропердин

другие вещества…

ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ

Список использованной литературы

Введение

К гуморальным иммунным компонентам относятся самые разнообразные иммунологически активные молекулы, от простых, до весьма сложных, которые продуцируются иммунокомпетентными и другими клетками и участвуют в защите организма от чужеродного или своего дефектного:

иммуноглобулины,

цитокины,

система компонентов комплемента,

белки острой фазы,

ингибиторы ферментов, подавляющие ферментативную активность бактерий,

ингибиторы вирусов,

многочисленные низкомолекулярные вещества, являющиеся медиаторами иммунных реакций (гистамин, серотонин, простагландины и другие).

огромное значение для эффективной защиты организма имеют также насыщенность тканей кислородом, рН среды, наличие Са 2+ и Mg 2+ и других ионов, микроэлементы, витамины и др.

Все эти факторы функционируют взаимосвязано друг с другом и с клеточными факторами иммунной системы. Благодаря этому поддерживается точная направленность иммунных процессов и в конечном итоге генетическое постоянство внутренней среды организма.

Антигены

Антиген – генетически чужеродное вещество (белок, полисахарид, липополисахарид, нуклеопротеин), способное, при введении в организм или при образовании в организме, вызывать специфический иммунный ответ и взаимодействовать с антителами и антигенраспознающими клетками.

Антиген содержит несколько различных или повторяющихся эпитопов. Эпитоп (антигенная детерминанта) – отличительная часть молекулы антигена, обуславливающая специфичность антител и эффекторных Т-лимфоцитов при иммунном ответе. Эпитоп комплементарен активному центру антител или Т-клеточному рецептору.

Антигенные свойства связаны с величиной молекулярной массы, которая должна быть не менее десятка тысяч. Гаптен – неполноценный антиген в виде небольшой химической группы. Самостоятельно гаптен не вызывает образования антител, но может взаимодействовать с антителами. Когда гаптен соединяется с крупномолекулярным белком или полисахаридом, то это комплексное соединение приобретает свойства полноценного антигена. Это новое комплексное вещество получило название конъюгированного антигена.

Антитела, строение и функции иммуноглобулинов

А
нтитела – иммуноглобулины, продуцируемые В-лимфоцитами (плазматическими клетками). Мономеры иммуноглобулинов состоят из двух тяжелых (Н-цепи) и двух легких (L-цепи) полипептидных цепей, связанных дисульфидной связью. Эти цепи имеют константные (С) и вариабельные (V) участки. Папаин расщепляет молекулы иммуноглобулина на два одинаковых антигенсвязывающих фрагмента – Fab (Fragment antigen binding) и Fc (Fragment cristallizable). Активный центр антител – антигенсвязывающий участок Fab-фрагмента иммуноглобулина, образованный гипервариабельными участками Н- и L-цепей; связывает эпитопы антигена. В активном центре имеются специфичные комплементарные участки к определенным антигенным эпитопам. Fc-фрагмент может связывать комплемент, взаимодействует с мембранами клеток и участвует в переносе IgG через плаценту.

Домены антител – компактные структуры, скрепленные дисульфидной связью. Так, в IgG различают: V – домены легких (V L) и тяжелых (V H) цепей антитела, расположенные в N-концевой части Fab-фрагмента; С-домены константных участков легких цепей (C L); С-домены константных участков тяжелых цепей (C H 1, C H 2, C H 3). Комплементсвязывающий участок находится в C H 2-домене.

Моноклональные антитела являются однородными и высоко специфичными. Их продуцирует гибридома – популяция гибридной клетки, полученной слиянием антителообразующей клетки определенной специфичности с «бессмертной» клеткой миеломы.

Выделяют такие свойства антител как:

аффинность (аффинитет) – сродство антител к антигенам;

авидность – прочность связи антитела с антигеном и количество связанного антигена антителами.

Молекулы антител отличаются исключительным разнообразием, связанным, в первую очередь, с вариабельными областями, расположенными в N-концевых участках легких и тяжелых цепей молекулы иммуноглобулина. Остальные участки относительно неизменны. Это позволяет выделить в молекуле иммуноглобулина вариабельные и константные области тяжелых и легких цепей. Отдельные участки вариабельных областей (так называемые гипервариабельные участки) отличаются особым разнообразием. В зависимости от строения константных и вариабельных областей иммуноглобулины могут быть разделены на изотипы, аллотипы и идиотипы.

Изотип антител (класс, подкласс иммуноглобулинов – IgM, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1, IgA2, IgD, IgE) определяется С-доменами тяжелых цепей. Изотипы отражают разнообразие иммуноглобулинов на уровне биологического вида. При иммунизации животных одного вида сывороткой крови особи другого вида образуются антитела, распознающие изотипические специфичности молекулы иммуноглобулина. Каждый класс иммуноглобулинов имеет свою изотипическую специфичность, против которой могут быть получены специфические антитела, например, кроличьи антитела против IgG мыши.

Наличие аллотипов обусловлено генетическим разнообразием внутри вида и касается особенностей строения константных областей молекул иммуноглобулинов у отдельных лиц или семей. Это разнообразие имеет такую же природу, как и различия людей по группам крови системы АВО.

Идиотип антител определяется антигенсвязывающими центрами Fab-фрагментов антител, то есть антигенными свойствами вариабельных участков (V-областей). Идиотип состоит из набора идиотопов – антигенных детерминант V-областей антитела. Идиотипы представляют собой участки вариабельной части молекулы иммуноглобулина, которые сами являются антигенными детерминантами. Антитела, полученные против таких антигенных детерминант (антиидиотипические антитела), способны различать антитела разной специфичности. С помощью антиидиотипических сывороток можно обнаружить одну и ту же вариабельную область на разных тяжелых цепях и в разных клетках.

По типу тяжелой цепи различают 5 классов иммуноглобулинов: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE. Антитела, принадлежащие к разным классам, отличаются друг от друга во многих отношениях по периоду полураспада, распределению в организме, способности фиксировать комплемент и связываться с поверхностными Fc-рецепторами иммунокомпетентных клеток. Поскольку иммуноглобулины всех классов содержат одни и те же тяжелые и легкие цепи, а также одинаковые вариабельные домены тяжелых и легких цепей, указанные выше различия должны быть обусловлены константными областями тяжелых цепей.

IgG - основной класс иммуноглобулинов, находящихся в сыворотке крови (80% всех иммуноглобулинов) и тканевых жидкостях. Имеет мономерное строение. Вырабатывается в большом количестве при вторичном иммунном ответе. Антитела этого класса способны активировать систему комплемента и связываться с рецепторами на нейтрофилах и макрофагах. IgG является главным опсонизирующим иммуноглобулином при фагоцитозе. 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 IgG в крови зависит от антигенной стимуляции: уровень его чрезвычайно низкий у животных, содержащихся в стерильных условиях. Он быстро повышается при помещении животного в нормальные условия.

IgM составляет примерно 6% иммуноглобулинов сыворотки крови. Молекула образована комплексом из пяти связанных мономерных субъединиц (пентамер). Синтез IgM начинается до рождения. Это первые антитела, продуцируемые развивающимися В-лимфоцитами. Кроме того, они первыми появляются в мембраносвязанной мономерной форме на поверхности В-лимфоцитов. Полагают, что IgM в филогенезе иммунного ответа позвоночных появился раньше, чем IgG. Антитела этого класса выделяются в кровь на ранних стадиях первичного иммунного ответа. Связывание антигена с IgM вызывает присоединение Clq-компонента комплемента и его активацию, что приводит к гибели микроорганизмов. 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. У млекопитающих, птиц и пресмыкающихся IgM является пентамером, у земноводных - гексамером, а у большинства костистых рыб - тетрамером. При этом в аминокислотном составе константных участков легких и тяжелых цепей IgM различных классов позвоночных не выявлено существенных различий.

IgA существует в двух формах: в сыворотке крови и в секретах экзокринных желез. Сывороточный IgA составляет примерно 13% общего содержания иммуноглобулинов в крови. Представлены димерные (преобладают), а также три- и тетрамерные формы. IgA в крови обладает способностью связывать и активировать комплемент. Секреторный IgA (slgA) - основной класс антител в секретах экзокринных желез и на поверхности слизистых оболочек. Он представлен двумя мономерными субъединицами, связанными с особым гликопротеином - секреторным компонентом. Последний вырабатывается клетками железистого эпителия и обеспечивает связывание и транспорт IgA в секреты экзокринных желез. Секреторный IgA блокирует прикрепление (адгезию) микроорганизмов к поверхности слизистых оболочек и ее заселение ими. slgA может также играть роль опсонина. Высокие уровни секреторного IgA в молоке матери защищают слизистые оболочки пищеварительного тракта младенца от кишечных инфекций. При сопоставлении различных секретов оказалось, что максимальный уровень slgA обнаружен в слезах, а наибольшие концентрации секреторного компонента - в слезных железах.

IgD составляет менее 1 % общего содержания иммуноглобулинов в сыворотке крови. Антитела этого класса имеют мономерное строение. Они содержат большое количество углеводов (9-18%). Этот иммуноглобулин отличается чрезвычайно высокой чувствительностью к протеолизу и небольшим периодом полураспада в плазме крови (около 2,8 сут.). Последнее, возможно, обусловлено большой протяженностью шарнирной области молекулы. Почти весь IgD вместе с IgM находится на поверхности лимфоцитов крови. Полагают, что эти антигенные рецепторы могут взаимодействовать между собой, контролируя активацию и супрессию лимфоцитов. Известно, что чувствительность IgD к протеолизу возрастает после связывания с антигеном.

Плазматические клетки, секретирующие IgD, были найдены в миндалинах. Они редко встречаются в селезенке, лимфатических узлах и лимфоидных тканях кишки. Иммуноглобулины этого класса являются главной мембранной фракцией на поверхности В-лимфоцитов, выделенных из крови больных лейкозами. На основании этих наблюдений была выдвинута гипотеза о том, что молекулы IgD являются рецепторами лимфоцитов и, возможно, участвуют в индукции иммунологической толерантности.

IgE присутствует в крови в следовых количествах, составляя лишь 0,002% всех иммуноглобулинов в сыворотке крови. Подобно IgG и IgD, имеет мономерное строение. Вырабатывается преимущественно плазмоцитами в слизистых оболочках пищеварительного тракта и респираторных путей. Содержание углеводов в молекуле IgE составляет 12%. При подкожной инъекции этот иммуноглобулин задерживается в коже на длительное время, связываясь с тучными клетками. В последующем взаимодействие антигена с такой сенсибилизированной тучной клеткой приводит к ее дегрануляции с высвобождением вазоактивных аминов. Основной физиологической функцией IgE является, очевидно, защита слизистых оболочек организма путем локальной активации факторов плазмы крови и эффекторных клеток благодаря индукции острой воспалительной реакции. Болезнетворные микробы, способные прорвать линию обороны, образованную IgA, будут связываться со специфическими IgE на поверхности тучных клеток, в результате чего последние получат сигнал к высвобождению вазоактивных аминов и хемотаксических факторов, а это в свою очередь вызовет приток циркулирующих в крови IgG, комплемента, нейтрофилов и эозинофилов. Возможно, локальная выработка IgE способствует защите от гельминтов, так как этот иммуноглобулин стимулирует цитотоксическое действие эозинофилов и макрофагов.

Система компонентов комплемента

Комплементом называют сложный комплекс белков и гликопротеинов (около 20), которые, так же как и белки, участвующие в процессах свертывания крови, фибринолиза, формируют каскадные системы эффективной защиты организма от чужеродных клеток. Для этой системы характерен быстрый, многократно усиленный ответ на первичный антигенный сигнал за счет каскадного процесса. При этом продукт одной реакции служит катализатором последующей. Первые данные о существовании системы комплемента были получены в конце XIX в. при изучении механизмов защиты организма от проникающих в него бактерий и унич­тожения чужеродных клеток, введенных в кровь. Эти исследования показали, что на проникновение микроорганизмов и чужеродных клеток организм отвечает образованием антител, способных агглютинировать эти клетки, не вызывая при этом их гибели. Добавление к этой смеси свежей сыворотки вызывало гибель (цитолиз) объектов имму­низации. Сделанное наблюдение послужило толчком для интенсивных исследований, на­правленных на выяснение механизмов лизи­са чужеродных клеток.

Ряд компонентов системы комплемента обозначают символом «С» и цифрой, которая соответствует хронологии их открытия. Существует два пути активации компонента:

без участия антител - альтернативный

с участием антител - классический

Альтернативный путь активации комп лемента

Первый путь активации комплемен­та, вызываемый чужеродными клетками, с филогенетической точки зрения является бо­лее древним. Ключевую роль в активации комплемента таким способом играет СЗ, который представляет собой гликопротеин, состоящий из двух полипептидных цепей. При нормальных условиях внутренняя тиоэфирная связь в СЗ медленно активируется в результате взаимо­действия с водой и следовыми количествами протеолитических ферментов плаз­мы крови, приводя к образованию С3b и С3а (фрагменты СЗ). В присутствии ионов Mg 2+ СЗb может образовывать комплекс с другим компонентом системы комплемента фактором В; затем последний фактор расщепляется одним из фер­ментов плазмы крови - фактором D. Образовавшийся комплекс СЗbВb представляет собой СЗ-конвертазу - фермент, расщепляющий СЗ на С3а и СЗb.

Некоторые микроорганизмы могут активировать СЗЬВb-конвертазу с обра­зованием большого количества продуктов расщепления СЗ путем связывания фермента на углеводных участках своей поверхностной мембраны и защиты ее тем самым от действия фактора Н. Затем другой белок пропердин взаимодей­ствует с конвертазой, повышая стабильность ее связывания. Как только СЗ расщепляется с помощью конвертазы, его внутренняя тиоэфирная связь акти­вируется, и реакционноспособное производное СЗb ковалентно связывается с мембраной микроорганизма. Один активный центр СЗbВb позволяет связаться с микроорганизмом большому количеству молекул СЗb. Существует и меха­низм, сдерживающий этот процесс в нормальных условиях: в присутствии факторов I и Н СЗb превращается в СЗbI, последний под влиянием протеолити­ческих ферментов расщепляется до конечных неактивных пептидов С3с и C3d. Следующий активируемый компонент - С5, взаимодействуя с мембраносвязанным СЗb, становится субстратом для СЗbВb и расщепляется с образовани­ем короткого пептида С5а, причем фрагмент С5b остается фиксированным на мембране. Затем С5b последовательно присоединяет С6, С7 и С8 с образованием комплекса, способствующего ориентации на мембране молекул последнего ком­понента С9. Это приводит к развертыванию молекул С9, проникновению их внутрь билипидного слоя и полимеризации в кольцеобразный «мембраноатакующий комплекс» (МАК). Вклинившийся в мембрану комплекс С5b-С7 позволяет С8 войти в непосредственный контакт с мембраной, вызвать дезорга­низацию ее регулярных структур и, наконец, привести к образованию спиралевидных трансмембранных каналов. Формирующийся трансмембранный канал полностью проницаем для электролитов и воды. За счет высокого коллоидно-осмотического давления внутри клетки в нее поступают ионы Na + и воды, что и приводит к лизису чужеродной клетки или микроорганизма.

Помимо способности лизировать клетки с чужеродной информацией компле­мент обладает также другими важными функциями:

а) за счет присутствия на поверхности фагоцитирующих клеток рецепторов к СЗb и СЗЫ облегчается адге­зия микроорганизмов;

б) образующиеся в процессе активации комплемента не­большие пептиды С3а и С5а («анафилатоксины»):

стимулируют хемотаксис нейтрофилов к месту скопления объектов фагоцитоза,

активируют кислородзависимые механизмы фагоцитоза и цитотоксичности,

вызывают выброс медиаторов воспа­ления из тучных клеток и базофилов,

вызывают расширение кровеносных капилляров и повышение их проницаемости;

в) протеиназы, появляющиеся при активации комплемента, несмотря на их субстратную специфичность, способны активиро­вать другие ферментные системы крови: систему свертывания и систему кининообразования;

г) компоненты комплемента, взаимодействуя с нерастворимыми комплексами антиген-антитело, уменьшают степень их агрегации.

Классический путь активации комплемента

Инициация классического пути происходит в тот момент, когда антитело, соединенное с микробом или другой клеткой, несущей чужеродную информацию, связывает и активирует первый компонент каскадаClq. Эта молекула поливалентна в отношении связы­вания антител. Она состоит из центрального коллагеноподобного стержня, раз­ветвляющегося на шесть пептидных цепочек, каждая из которых оканчивается связывающей антитело субъединицей. По данным электронной микроскопии вся молекула напоминает тюльпан. Его шесть лепестков образованы С-концевыми глобулярными участками полипептидных цепей, коллагеноподобные участки скручены в каждой субъединице в трехспиральную структуру. Все вместе они образуют структуру, подобную стеблю, за счет объединения в районе N-концевого участка дисульфидными связями. Глобулярные участки отвечают за взаимодействие с антителами, а коллагеноподобный участок - за связывание с двумя другими субъединицами С1. Для объединения трех субъе­диниц в единый комплекс необходимы ионы Са 2+ . Комплекс активируется, приобретает протеолитические свойства и участвует в формировании центров связывания других компонентов каскада. Завершается процесс образованием МАК.

Специфические к антигену антите­ла могут дополнять и усиливать способ­ность механизмов естественного иммуни­тета инициировать острые воспалительные реакции. Меньшая часть комплемента в организме активируется по альтернатив­ному пути, который может осуществлять­ся в отсутствие антител. Этот неспеци­фический путь активации комплемента важен при уничтожении фагоцитами ста­реющих или поврежденных клеток орга­низма, когда атака начинается с неспеци­фической сорбции иммуноглобулинов и комплемента на поврежденной клеточ­ной мембране. Тем не менее, классичес­кий путь активации комплемента в орга­низме млекопитающих является превалирующим.

Цитокины

Цитокины – белки главным образом активированных клеток иммунной системы, обеспечивающие межклеточные взаимодействия. К цитокинам относятся интерфероны (ИНФ), интерлейкины (ИЛ), хемокины, факторы некроза опухоли (ФНО), колониестимулирующие факторы (КСФ), факторы роста. Цитокины действуют по эстафетному принципу: воздействие цитокина на клетку вызывает образование ею других цитокинов (цитокиновый каскад).

Различают следующие механизмы действия цитокинов:

Интракринный механизм – действие цитокинов внутри клетки-продуцента; связывание цитокинов со специфическими внутриклеточными рецепторами.

Аутокринный механизм – действие секретируемого цитокина на саму секретирующую клетку. Например ИЛ-1, -6, -18, ФНОα являются аутокринными активирующими факторами для моноцитов/макрофагов.

Паракринный механизм – действие цитокинов на близкорасположенные клетки и ткани. Например ИЛ-1, -6, -12, -18, ФНОα, продуцируемые макрофагом, активируют Т-хелперы (Th0), распознающий антиген и МНС макрофага (Схема аутокринно-паракринной регуляции иммунного ответа).

Эндокринный механизм – действие цитокинов на расстоянии от клеток-продуцентов. Например, ИЛ-1, -6 и ФНОα, помимо ауто и паракринных воздействий, могут оказывать дистантное иммунорегуляторное действие, пирогенный эффект, индукцию выработки белков острой фазы гепатоцитами, симптомы интоксикации и мультиорганные поражения при токсико-септических состояниях.

Интерлейкины

В настоящее время выделены, изучены структура и функции 16 интерлейкинов, их порядковые номера – в порядке получения:

Интерлейкин-1. Продуцируется макрофагами, а также АГП клетками. Запускает иммунный ответ, активируя Т-хелперы, играет ключевую роль в развитии воспаления, стимулирует миэлопоэз и ранние этапы эритропоэза (позднее – подавляет, будучи антагонистом эритропоэтина), является медиатором взаимодействия между иммунной и нервной системами. Ингибиторами синтеза ИЛ-1 являются простагландин Е2, глюкокортикоиды.

Интерлейкин-2. Продуцируют активированные Т-хелперы. Представляет собой фактор роста и дифференцировки Т-лимфоцитов и NK-клеток. Участвует в реализации противоопухолевой резистентности. Ингибиторы – глюкокортикоиды.

Интерлейкин-3. Продуцируют активированные Т-хелперы, типа Th1 и Th2, а также В-лимфоциты, стромальные клетки костного мозга, астроциты головного мозга, кератиноциты. Ростовый фактор для тучных клеток слизистых оболочек и усиливает выделение ими гистамина, регулятор ранних стадий гемопоэза, при стрессе подавляет формирование NK-клеток.

Интерлейкин-4. Стимулирует пролиферацию В-лимфоцитов, ативированных антителами к IgM. Продуцируется Т-хелперами типа Th2, на которые оказывает стимулирующее дифференцировку действие, влияет на развитие кроветворных клеток, на макрофаги, NK-клетки, базофилы. Способствует развитию аллергических реакций, обладает противовоспалительным и противоопухолевым действием.

Интерлейкин-6. Продуцируется лимфоцитами, моноцитами/макрофагами, фибробластами, гепатоцитами, кератиноцитами, мезанглиальными, эндотолиальными и краветворными клетками. По спектру биологического действия близок ИЛ-1 и ФНОα, участвует в развитии воспалительных, иммунных реакций, служит ростовым фактором плазматических клеток.

Интерлейкин-7 . Продуцируется стромальными клетками костного мозга и тимуса (фибробластами, эндотелиальными клетками), макрофагами. Является основным лимфопоэтином. Способствует выживаемости преТ-клеток, обуславливает антигензависимое размножение т-лимфоцитов вне тимуса. Удаление у животных гена ИЛ-7 приводит к опустошению тимуса, развитию тотальной лимфопении и тяжелого иммунодефицита.

Интерлейкин-8 . Образуют макрофаги, фибробласты, гепатоциты, Т-лимфоциты. Основная мишень ИЛ-8 – нейтрофилы, на которые он действует как хемоаттрактант.

Интерлейкин-9. Продуцируется Т-хелперами типа Th2. Поддерживает пролиферацию активированных Т-хелперов, влияет на эритропоэз, активность тучных клеток.

Интерлейкин-10. Продуцируется Т-хелперами типа Th2, Т-цитотоксическими и моноцитами. Подавляет синтез цитокинов Т-клетками типа Th1, снижает активность макрофагов и выработку ими воспалительных цитокинов.

Интерлейкин-11. Образуется фибробластами. Обуславливает пролиферацию ранних кроветворных предшественников, подготавливает стволовые клетки к восприятию действия ИЛ-3, стимулирует иммунный ответ и развитие воспаления, способствует дифференцировке нейтрофилов, выработке белков острой фазы.

В конце XIX века между двумя великими учеными Ильей Мечниковым и Паулем Эрлихом на протяжении нескольких лет велся серьезный спор об устройстве иммунной системы. Мечников утверждал, что борьба организма ведется на клеточном уровне, а Эрлих - что все дело в защитных свойствах плазмы крови. Отстаивая свои позиции, ученые открыли две составляющие внутренней защиты организма - клеточный и гуморальный иммунитет, за что и были удостоены Нобелевской премии.

Гуморальный иммунитет — один из механизмов реализации защитных свойств организма в жидкостной среде. В отличие от , гуморальный защищает внеклеточные пространства.

Деление на клеточный и гуморальный иммунитет весьма условно, поскольку это взаимосвязанная система.

Принцип действия гуморального иммунитета

Гуморальный иммунитет действует через различные вещества, которые способны подавлять размножение микробов.

Эти вещества, называемые гуморальными факторами иммунитета, делятся на две большие категории: специфические и неспецифические факторы.

Неспецифические факторы гуморального иммунитета

Неспецифические факторы — это такие вещества, которые не имеют четкой специализации, а действуют угнетающе на микробов в общем.

К ним относятся:

• экстракты из тканей тела;
• сыворотка крови и циркулирующие в ней белки (интерфероны повышают сопротивляемость клеток действию вирусов, С-реактивный белок вызывает иммунные реакции, маркируя чужеродные объекты для их последующего уничтожения, белки системы комплемента активизируются под воздействием участников иммунной реакции);
• секреты желез могут ингибировать рост микробов;
• лизоцим — фермент с антибактериальными свойствами, который растворяет стенки микроорганизмов.

Специфические факторы гуморального иммунитета

Специфические факторы — это антитела или, по-другому, иммуноглобулины. Их вырабатывают В-лимфоциты.

Лимфоциты — это белые клетки крови. В-лимфоциты образуются у взрослых млекопитающих, в том числе и у человека, в красном костном мозге, в селезенке, лимфатических узлах, пейеровых бляшках.

Они реагируют на антигены — чужеродные вещества, попавшие в данном случае в кровь или другие жидкости внутри тела, которые наш организм счел опасными, блокируют их, а фагоциты, клетки-убийцы, поглощают их. Антитела специализируются на конкретных антигенах.

Антитела возникают в организме различными путями. Первая часть переходит ребенку внутриутробно от матери, это наследие эволюции человеческого вида и его борьбы за выживание. Вторая часть уже после рождения передается через грудное молоко, это некоторые их тех антител, которые сумела накопить мать за свою жизнь.

Со временем организм начинает вырабатывать антитела самостоятельно из стволовых клеток или после вакцинации. Антитела могут попасть путем инъекционного введения больному человеку. К этому прибегают, если возникает острая необходимость, потому что на выработку антител требуется некоторое время.

Причем во время болезни образование антител идет по времени неравномерно. Выделяют две фазы:

• индуктивная (латентная) фаза — первые сутки, антитела выделяются в незначительном количестве;
• продуктивная фаза — 10-15 дней с пиком на 4-й день, происходит волнообразное увеличение их синтеза с постепенных убыванием.

Организм обладает иммунной памятью. Одни антигены запоминаются на всю жизнь, другие — на некоторое время. При повторном появлении знакомого антигена антитела появляются в большом количестве уже в первые два дня, и человек либо не заболевает совсем, либо переносит болезнь быстрее и легче, чем в первый раз.

Именно на феномене иммунной памяти построена система и ревакцинации с определенными отрезками времени между прививками.

Клеточный иммунитет осуществляется при помощи Т-лимфоцитов и фагоцитов. Т-лимфоциты обнаруживают в организме болезнетворные бактерии, клетки, пораженные вирусами, а также чужеродные белки, клетки и ткани. После обнаружение патогенных элементов, Т-лимфоциты вступают с ними в контакт и выделяют особые вещества угнетающие деятельность патогенных элементов. Так же Т-лимфоциты могут передавать информацию о вредоносных элементах фагоцитам, те в свою очередь уничтожают их напрямую.

Гуморальный иммунитет осуществляется Б-лимфоцитами, они вырабатывают особые вещества - антитела, которые вызывают гибель вредоносных микроорганизмов. Выделяют естественный и искусственный гуморальный иммунитет.

Врожденный естественный иммунитет сформирован у плода к моменту рождения и обусловлен наличием в крови антител. Врожденный естественный иммунитет способен обезвреживать болезнетворные микроорганизмы еще до их первого попадание в организм. По сравнению с системой приобретённого иммунитета система врождённого активируется при первом появлении патогена быстрее, но распознаёт патоген с меньшей точностью. Она реагирует не на конкретные специфические антигены, а на определённые классы антигенов, характерные для патогенных организмов (полисахариды клеточной стенки бактерий, двунитевая РНК некоторых вирусов и т.п.).

Приобретенный естественный иммунитет это способность организма обезвреживать чужеродные и потенциально опасные микроорганизмы (или молекулы токсинов), которые уже попадали в организм ранее. Представляет собой результат работы системы высокоспециализированных клеток (лимфоцитов), расположенных по всему организму. Считается, что система приобретённого иммунитета возникла у челюстноротых позвоночных. Она тесно взаимосвязана с гораздо более древней системой врождённого иммунитета, которая является основным средством защиты от патогенных микроорганизмов у большинства живых существ.

Различают активный и пассивный приобретённый иммунитет. Активный может возникать после перенесения инфекционного заболевания или введения в организм вакцины. Образуется через 1-2 недели и сохраняется годами или десятками лет. Пассивно приобретённый возникает при передаче готовых антител от матери к плоду через плаценту или с грудным молоком, обеспечивая в течение нескольких месяцев невосприимчивость новорожденных к некоторым инфекционным заболеваниям. Такой иммунитет можно создать и искусственно, вводя в организм иммунные сыворотки, содержащие антитела против соответствующих микробов или токсинов.

Различают три этапа работы приобретенной иммунной защиты:

• 1. Распознавание антигенов. Все лейкоциты способны в какой-то мере распознавать антигены и враждебные микроорганизмы.
• 2. Иммунный ответ. На начальном этапе иммунный ответ происходит при участии механизмов врождённого иммунитета, но позднее лимфоциты начинают осуществлять специфический (приобретённый) ответ.
• 3. Дальше происходит уничтожение вредоносных микроорганизмов следующими возможными путями: а) Нейтрализация -- это один из самых простых способов иммунного ответа. В данном случае само связывание антител с чужеродными частицами обезвреживает их. Это работает для токсинов, некоторых вирусов. Например, антитела к наружным белкам (оболочке) некоторых риновирусов, вызывающих простудные заболевания, препятствуют связыванию вируса с клетками организма. б) Фагоцитоз - активный захват и поглощение живых инородных клеток и неживых частиц особыми клетками -- фагоцитами. Фагоциты являются компонентом врождённого иммунитета и могут действовать самостоятельно, поглощая любые чужеродные микроорганизмы и молекулы. Но фагоцитоз определённого вида чужеродных частиц происходит более эффективно, когда фагоциты активированы антителами, комплементом или T-лимфоцитами. Присоединение антител или комплемента к патогенной частице делает её более «аппетитной» для фагоцитов. в) Т-киллеры (цитотоксические клетки) при активации убивают клетки с чужеродным антигеном, к которому имеют рецептор, вставляя в их мембраны перфорины (белки, образующие широкое незакрывающееся отверстие в мембране) и впрыскивая внутрь токсины.

Иммунный ответ с участием лимфоцитов не проходит для организма бесследно. После него остаётся иммунная память -- лимфоциты, которые будут долгое время (годы, иногда -- до конца жизни организма) пребывать в «спящем состоянии» до повторной встречи с тем же антигеном и быстро активируются при его появлении.

Большинство современных людей слышали о существовании иммунной системы организма и о том, что она препятствует возникновению всевозможных патологий, вызываемых внешними и внутренними факторами. Как работает эта система, и от чего зависят ее защитные функции, может ответить не каждый. Многие удивятся, узнав, что у нас есть не один, а два иммунитета - клеточный и гуморальный. Иммунитет, кроме того, может быть активным и пассивным, врожденным и приобретенным, специфическим и неспецифическим. Рассмотрим, в чем состоит разница между ними.

Понятие иммунитета

Невероятно, но даже у простейших организмов, например, доядерных прокариот и эукариот, существует защитная система, позволяющая им избежать заражения вирусами. С этой целью они продуцируют специальные ферменты и токсины. Это тоже своего рода иммунитет в самом элементарном виде. У более высокоорганизованных организмов защитная система имеет многоуровневую организацию.

Она выполняет функции защиты всех органов и частей тела индивида от проникновения в него различных микробов и других чужеродных агентов извне, а также для защиты от внутренних элементов, которые иммунная система классифицирует, как чужие, опасные. Чтобы эти функции по защите организма выполнялись в полном объеме, природа «изобрела» для высших существ иммунитет клеточный и иммунитет гуморальный. Они имеют специфические различия, но действую совместно, помогая один другому и дополняя друг друга. Рассмотрим их особенности.

Иммунитет клеточный

С названием данной системы защиты все просто - клеточный, значит, как-то связан с клетками организма. Он предполагает иммунный ответ без участия антител и Основными «исполнителями» по обезвреживанию чужеродных агентов, проникших в организм, в клеточном иммунитете являются Т-лимфоциты, которые вырабатывают рецепторы, фиксирующиеся на мембранах клеток. Они начинают действовать при непосредственном контакте с чужеродным раздражителем. Проводя сравнение клеточного и гуморального иммунитета, следует заметить, что первый «специализируется» на вирусах, грибах, опухолях различной этиологии, различных микроорганизмах, проникших в клетку. Обезвреживает он и микробов, выживших в фагоцитах. Второй предпочитает иметь дело с бактериями и другими патогенными агентами, находящимися в кровяном или лимфатическом русле. Принципы их работы немного различаются. Клеточный иммунитет активирует фагоциты, Т-лимфоциты, NK - клетки (натуральные киллеры) и выделяет цитокины. Это малые пептидные молекулы, которые, оказавшись на мембране клетки А, взаимодействуют с рецепторами клетки В. Так они передают сигнал об опасности. Он запускает ответные защитные реакции в соседних клетках.

Гуморальный иммунитет

Как уже было отмечено выше, основное отличие клеточного и гуморального иммунитетов состоит в местонахождении объектов их воздействия. Разумеется, механизмы, при помощи которых осуществляется защита от вредоносных агентов, тоже имеют свои специфические особенности. На гуморальный иммунитет, в основном, «работают» В-лимфоциты. У взрослых людей они вырабатываются исключительно в костном мозге, а у эмбрионов дополнительно и в печени. Гуморальным этот вид защиты назвали от слова «гумор», что на латыни означает «русло». В-лимфоциты способны вырабатывать такие антитела, которые отделяются от клеточной поверхности и свободно перемещаются по лимфатическому либо кровяному руслу. (побуждают к действию) чужеродные агенты или Т-клетки. В этом проявляется связь и принцип взаимодействия между иммунитетом клеточным и гуморальным иммунитетом.

Подробнее о Т-лимфоцитах

Это клетки, представляющие собой особый вид лимфоцитов, вырабатывающихся в тимусе. У людей так называется вилочковая железа, располагающаяся в грудной клетке чуть ниже щитовидки. В названии лимфоцитов использована первая буква этого важного органа. В костном мозге продуцируются предшественники Т-лимфоцитов. В тимусе происходит их окончательная дифференциация (формирование), в результате которой они приобретают клеточные рецепторы и маркеры.

Т-лимфоциты бывают нескольких типов:

• Т-хелперы. Название образовано от английского слова help, что означает «помощь». «Хелпер» на английском - это помощник. Такие клетки сами чужеродных агентов не уничтожают, но активируют выработку клеток-киллеров, моноцитов, цитокинов.
• Т-киллеры. Это «прирожденные» убийцы, цель которых - уничтожить клетки собственного организма, в которых поселился чужеродный агент. Этих «киллеров» существует множество вариаций. Каждая такая клетка «видит»
  только на какой-либо один вид патогенна. То есть Т-киллеры, реагирующие, например, на стрептококк, оставят без внимания сальмонеллу. Также они «не заметят» чужеродного «вредителя», проникшего в тело человека, но пока свободно циркулирующего в его жидких средах. Особенности действия Т-киллеров дают понять, чем клеточный иммунитет отличается от гуморального, работающего по другой схеме.
• γδ Т-лимфоциты. Их образуется очень мало, по сравнению с другими Т-клетками. Настроены они на распознавание липидных агентов.
• Т-супрессоры. Их роль - обеспечить иммунный ответ такой продолжительности и такой силы, которые требуются в каждом конкретном случае.

Подробнее о В-лимфоцитах

Эти клетки впервые были обнаружены у птиц в их органе, который на латыни пишется как Bursa fabricii. Первая буква была добавлена в название лимфоцитов. Рождаются они из стволовых клеток, расположенных в красном костном мозге. Оттуда они выходят незрелыми. Окончательная дифференциация заканчивается в селезенке и в лимфоузлах, где из них получаются два вида клеток:

• Плазматические. Это В-лимфоциты, или плазмоциты, являющиеся основными «фабриками» по производству антител. За 1 секунду каждый плазмоцит продуцирует тысячи белковых молекул (иммуноглобулинов), ориентированных на какой-либо один вид микроба. Поэтому иммунная система вынуждена дифференцировать множество разновидностей плазматических В-лимфоцитов, чтобы бороться с разными патогенными агентами.
• Клетки памяти. Это малые лимфоциты, живущие значительно дольше других форм. Они «запоминают» антиген, против которого уже защищали организм. При повторном инфицировании таким агентом они очень быстро активируют иммунный ответ, вырабатывая огромное количество антител. Клетки памяти имеются и у Т-лимфоцитов. В этом иммунитет клеточный и гуморальный иммунитет похожи. Более того, эти два вида защиты от чужеродных агрессоров действуют сообща, так как В-лимфоциты памяти активируются с участием работы Т-клеток.

Способность помнить патологических агентов легла в основу вакцинации, создающей в организме приобретенный иммунитет. Также это умение действует после перенесения человеком заболеваний, на которые вырабатывается устойчивый иммунитет (ветрянка, скарлатина, оспа).

Другие факторы иммунитета

Каждый вид защиты организма от чужеродных агентов обладает своими, скажем так, исполнителями, которые стремятся уничтожить патогенное образование или хотя бы воспрепятствовать его проникновению в систему. Повторим, что иммунитет по одной из классификаций бывает:

1. Врожденный.

2. Приобретенный. Бывает активным (появляется после прививок и некоторых заболеваний) и пассивным (возникает в результате передачи антител младенцу от матери или введения сыворотки с готовыми антителами).

По другой классификации иммунитет бывает:

• Естественный (включает 1 и 2 типы защиты из предыдущей классификации).
• Искусственный (это тот же приобретенный иммунитет, появившийся после прививок или некоторых сывороток).

Врожденный тип защиты обладает следующими факторами:

• Механические (кожа, слизистые, лимфоузлы).
• Химические (пот, секреты сальных желез, молочная кислота).
• Самоочищение (слезы, шелушение, чихание и прочие).
• Антиадгезивные (муцин).
• Мобилизуемые (воспаление инфицированного участка, иммунный ответ).

Приобретенный тип защиты имеет только клеточные и гуморальные факторы иммунитета. Рассмотрим их подробнее.

Гуморальные факторы

Действие этого вида иммунитета обеспечивают следующие факторы:

• Система комплимента. Этим термином обозначена группа сывороточных белков, постоянно присутствующая в организме здорового человека. Пока нет внедрения чужеродного агента, белки пребывают в неактивной форме. Как только во внутреннюю среду проникает патоген, система комплимента мгновенно активируется. Это происходит по принципу «домино» - один белок, обнаруживший, например, микроба, сообщает об этом другому ближайшему, тот - следующему и так далее. В результате белки комплемента распадаются, высвобождая вещества, которые перфорируют мембраны чуждых живых систем, осуществляют лизинг их клеток, инициируют реакцию воспаления.
• Растворимые рецепторы (нужны для уничтожения патогенов).
• Антимикробные пептиды (лизоцим).
• Интерфероны. Это специфические белки, способные защитить клетку, зараженную одним агентом от поражения другим. Вырабатывают интерферон лимфоциты, Т-лейкоциты и фибробласты.

Клеточные факторы

Обращаем ваше внимание, что данный термин имеет несколько другое определение, нежели клеточный иммунитет, основными факторами которого являются Т-лимфоциты. Они уничтожают патоген и одновременно клетку, которую он инфицировал. Также в иммунной системе есть понятие клеточных факторов, к которым относятся нейтрофилы и макрофаги. Их основная роль - поглотить проблемную клетку и переварить ее (съесть). Как видим, они занимаются тем же самым, что и Т-лимфоциты (киллеры), но при этом имеют свои особенности.

Нейтрофилы являются неделимыми клетками, содержащими большое количество гранул. В них находятся антибиотические белки. Важные свойства нейтрофилов - короткая жизнь и способность к хемотаксису, то есть передвижению к месту внедрения микроба.

Макрофаги - это клетки, способные поглощать и перерабатывать довольно крупные чужеродные частицы. Кроме того, их роль состоит в передаче информации о патогенном агенте другим защитным системам и стимулирование их активности.

Как видим, виды иммунитета клеточный и гуморальный, выполняя каждый свою функцию, предопределенную природой, действуют совместно, обеспечивая тем самым максимальную защиту организма.

Механизм работы клеточного иммунитета

Чтобы понять, как он действует, нужно вернуться к Т-клеткам. В тимусе они проходят, так называемую, селекцию, то есть, обзаводятся рецепторами, способными распознавать тот или иной патогенный агент. Без этого они не смогут выполнять свои защитные функции.

Первый этап называется β-селекцией. Ее процесс очень сложный и заслуживает отдельного рассмотрения. В нашей статье мы отметим лишь то, что в ходе β-селекции большинство Т-лимфоцитов обзаводятся пре-ТРК-рецепторами. Те клетки, которые не могут их образовать, погибают.

Второй этап называется позитивной селекцией. Т-клетки, имеющие пре-ТРК-рецепторы, еще не способны выполнять защиту от патогенных агентов, так как не могут связываться с молекулами из комплекса гистосовместимости. Для этого им нужно обзавестись другими рецепторами - CD8 и CD4. В ходе сложных трансформаций часть клеток получает возможность вступать во взаимодействие с белками ГКГ. Остальные погибают.

Третий этап называется негативной селекцией. В ходе этого процесса клетки, прошедшие второй этап, перемещаются к границе тимуса, где некоторые из них вступают в контакт с собственными антигенами. Такие клетки тоже погибают. Это предотвращает аутоиммунные заболевания человека.

Оставшиеся Т-клетки начинают работу по защите организма. В неактивном состоянии они направляются к месту своей жизнедеятельности. При проникновении в организм чужеродного агента, они реагируют на него, распознают, активируются и начинают делиться, образуя описанные выше Т-хелперы, Т-киллеры и прочие факторы.

Принцип работы гуморального иммунитета

Если микроб успешно прошел все механические барьеры защиты, не погиб от действия химических и антиадгезивных факторов, и проник в организм, за дело принимаются гуморальные факторы иммунитета. Т-клетки «не видят» агента, пока он находится в свободном состоянии. Но активировавшиеся (макрофаги и другие) захватывают патоген и устремляются с ним в лимфоузлы. Находящиеся там Т-лимфоциты умеют распознавать патогенны, так как имеют для этого соответствующие рецепторы. Как только «опознание» произошло, Т-клетки начинают вырабатывать «хелперов», «киллеров» и активируют В-лимфоциты. Те, в свою очередь, приступают к выработке антител. Все эти действия еще раз подтверждают тесное взаимодействие клеточного и гуморального иммунитетов. Их механизмы борьбы с чужеродным агентом несколько отличны, но направлены на полное уничтожение патогена.

В заключение

Мы рассмотрели, как в организме происходит защита от различных вредоносных агентов. На страже нашей жизни стоят клеточный и гуморальный иммунитеты. Их общая характеристика заключается в таких особенностях:

• Имеют клетки памяти.
• Действуют против одних и тех же агентов (бактерий, вирусов, грибков).
• В своем строении имеют рецепторы, с помощью которых происходит распознавание патогенов.
• Перед тем как начать работу по защите, проходят длительный этап созревания.

Основное различие заключается в том, что клеточный иммунитет уничтожает только тех агентов, которые проникли в клетки, а гуморальный может работать на любом расстоянии от лимфоцитов, так как вырабатываемые ими антитела к мембранам клеток не привязаны.