Иммунитет
Эволюция формировала систему иммунитета около 500 млн. лет. Этот шедевр
природы восхищает нас красотой гармонии и целесообразностью. Настойчивое
любопытство ученых разных специальностей раскрыло перед нами закономерности ее
функционирования и создало в последние 110 лет науку «Медицинская иммунология».
Каждый год приносит открытия в этой бурно развивающейся области
медицины.
Логика
подсказывает, что система иммунитета защищает нас от инфекционных агентов:
бактерий, вирусов и простейших, т. е. защищает организм от всего чужеродного.
Но, в то же время стало понятным, что иммунная система необходима, в первую
очередь, для защиты от своего, ставшего чужим. Дело в том, что ежедневно в
нашем организме возникают миллионы мутантных клеток, которые могут стать источником
смертельных опухолей.
Различают
специфическую защиту, или иммунитет, и неспецифическую резистентность
организма. Последняя в отличие от иммунитета направлена на уничтожение любого
чужеродного агента. К неспецифической резистентности относятся фагоцитоз и
пиноцитоз, система комплемента, естественная цитотоксичность, действие
интерферонов, лизоцима, b-лизинов и других гуморальных факторов защиты.
Иммунитет – это комплекс реакций, направленных на поддержание
гомеостаза при встрече организма с агентами, которые расцениваются как
чужеродные, независимо от того, образуются ли они в самом организме или
поступают в него извне.
Чужеродные для данного организма соединения, способные
вызывать иммунный ответ, получили название «антигены» (АГ). Теоретически
любая молекула может быть АГ. В результате действия АГ в организме образуются антитела
(АТ), сенсибилизируются лимфоциты, благодаря чему они приобретают
способность принимать участие в иммунном ответе. Специфичность АГ заключается в
том, что он избирательно реагирует с определенными АТ или лимфоцитами,
появляющимися после попадания АГ в организм.
Способность АГ вызывать специфический иммунный ответ
обусловлена наличием на его молекуле многочисленных детерминант (эпитонов), к
которым специфически, как ключ к замку, подходят активные центры
(антидетерминанты) образующихся АТ. АГ, взаимодействуя со своими АТ, образуют
иммунные комплексы. Как правило, АГ – это молекулы с высокой молекулярной
массой; существуют потенциально активные в иммунологическом отношении вещества,
величина молекулы которых соответствует одной отдельной антигенной
детерминанте. Такие молекулы носят наименование гаптенов. Последние способны
вызывать иммунный ответ, только соединяясь с полным АГ, т. е. белком.
Органы, принимающие участие в иммунитете, делят на 4
группы:
1.
Центральные – тимус, или
вилочковая железа, и, по-видимому, костный мозг.
2.
Периферические, или
вторичные, - лимфатические узлы, селезенка, система лимфоэпителиальных
образований, расположенных в слизистых оболочках различных органов.
3.
Забарьерные ЦНС,
семенники, глаза, паренхима тимуса и при беременности – плод.
4.
Внутрибарьерные – кожа.
Различают
клеточный и гуморальный иммунитет. Клеточный иммунитет направлен на
уничтожение чужеродных клеток и тканей и обусловлен действием Т-киллеров.
Типичным примером клеточного иммунитета является реакция отторжения чужеродных
органов и тканей, в частности кожи, пересаженной от человека человеку.
Гуморальный иммунитет обеспечивается образованием АТ и обусловлен в
основном функцией В-лимфоцитов.
ИММУННЫЙ ОТВЕТ
В иммунном ответе принимают участие иммунокомпетентные
клетки, которые могут быть разделены на антигенпрезентирующие (представляющие
АГ), регуляторные (регулирующие течение иммунных реакций) и эффекторы иммунного
ответа (осуществляющие заключительный этап в борьбе с АГ).
К антигенпрезентирующим клеткам относятся
моноциты и макрофаги, эндотелиальные клетки, пигментные клетки кожи (клетки
Лангерганса) и др. К регуляторным клеткам относятся Т- и В-хелперы,
супрессоры, контрсупрессоры, Т-лимфоциты памяти. Наконец, к эффекторам
иммунного ответа принадлежат Т- и В-киллеры и В-лимфоциты, являющиеся в
основном антителопродуцентами.
Важная роль в иммунном ответе отводится особым цитокинам, получившим
наименование интерлейкинов. Из названия видно, что ИЛ обеспечивают взаимосвязь
отдельных видов лейкоцитов в иммунном ответе. Они представляют собой малые
белковые молекулы с молекулярной массой 15000-30000.
ИЛ-1 –
соединение, выделяемое при антигенной стимуляции моноцитами, макрофагами и
другими антигенпрезентирующими клетками. Его действие в основном направлено на
Т-хелперы (амплифайеры) и макрофаги-эффекторы. ИЛ-1 стимулирует гепатоциты,
благодаря чему в крови возрастает концентрация белков, получивших наименование
ректантов острой фазы, так как их содержание всегда увеличивается в острую фазу
воспаления. К таким белкам относятся фибриноген, С-реактивный белок, a1-антитрипсин и др. Белки острой фазы воспаления
играют важную роль в репарации тканей, связывают протеолитические ферменты,
регулируют клеточный и гуморальный иммунитет. Увеличение концентрации ректантов
острой фазы является приспособительной реакцией, направленной на ликвидацию
патологического процесса. Кроме того, ИЛ-1 усиливает фагоцитоз, а также
ускоряет рост кровеносных сосудов в зонах повреждения.
ИЛ-2 выделяется
Т-амплифайерами под воздействием ИЛ-1 и АГ; является стимулятором роста для
всех видов Т-лимфоцитов и активатором К-клеток.
ИЛ-3 выделяется
стимулированными Т-хелперами, моноцитами и макрофагами. Его действие направлено
преимущественно на рост и развитие тучных клеток и базофилов, а также
предшественников Т- и В-лимфоцитов.
ИЛ-5 выделяется
стимулированными Т-хелперами и является фактором пролиферации и дифференцировки
эозинофилов, а также В-лимфоцитов.
ИЛ-6
продуцируется стимулированными моноцитами, макрофагами, эндотелием, Т-хелперами
и фибробластами; вместе с ИЛ-4 обеспечивает рост и дифференцировку
В-лимфоцитов, способствуя их переходу в антителопродуценты, т. е.
плазматические клетки.
ИЛ-7
первоначально выделен из стромальных клеток костного мозга; усиливает рост и
пролиферацию Т- и В-лимфоцитов, а также влияет на развитие тимоцитов в тимусе.
ИЛ-8 образуется
стимулированными моноцитами и макрофагами. Его назначение сводится к усилению
хемотаксиса и фагоцитарной активности нейтрофилов.
ИЛ-9
продуцируется Т-лимфоцитами и тучными клетками. Действие его направлено на
усиление роста Т-лимфоцитов. Кроме того, он способствует развитию эритроидных
колоний в костном мозге.
ИЛ-10
образуется макрофагами и усиливает пролиферацию зрелых и незрелых тимоцитов, а
также способствует дифференцировке Т-киллеров.
ИЛ-11
продуцируется стромальными клетками костного мозга. Играет важную роль в
гемопоэзе, особенно тромбоцитопоэзе.
ИЛ-12 усиливает
цитотоксичность Т-киллеров и К-лимфоцитов.
Иммунный ответ начинается с
взаимодействия антигенпрезентирующих клеток с АГ, после чего происходит его
фагоцитоз и переработка до продуктов деградации, которые выделяются наружу и
оказываются за пределами антигенпрезентирующей клетки.
Специфичность иммунного ответа обеспечивается наличием
особых антигенов, получивших у мышей название Ia-белка. У человека его
роль выполняют человеческие лейкоцитарные антигены 2-го класса, тип DR (Human Leukocytes Antigens, HLA).
Ia-белок
находится практически на всех кроветворных клетках, но отсутствует на зрелых
Т-лимфоцитах; под влиянием интерлейкинов происходит экспрессия белка на этих
клетках.
Роль Ia-белка в иммунном ответе сводится к
следующему. АГ могут быть распознаны иммунокомпетентными клетками лишь при
контакте со специфическими рецепторами, однако количество АГ слишком велико и
природа не заготовила для них соответствующего числа рецепторов, вот почему АГ
(чужое) может быть узнан лишь в комплексе со «своим», функцию которого и несет Ia-
белок или антигены HLA-DR.
Продукты деградации АГ, покинув макрофаг, частично
вступают во взаимодействие с Ia-белком, образуя с ним комплекс, стимулирующий
деятельность антигенпрезентирующей клетки. При этом макрофаг начинает
секретировать ряд интерлейкинов. ИЛ-1 действует на Т-амплифайер, в результате
чего у последнего появляется рецептор к комплексу Ia-белок+АГ.
Именно эта реакция, как и все последующие, обеспечивает специфичность иммунного
ответа.
Активированный Т-амплифайер выделяет
ИЛ-2, действующий на различные клоны Т-хелперов и цитотоксические лимфоциты,
принимающие участие в клеточном иммунитете. Стимулированные клоны Т-хелперов
секретируют ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-6, оказывающие преимущественное влияние на
эффекторное звено иммунного ответа и тем самым способствующие переходу
В-лимфоцитов в антителопродуценты. Благодаря этому образуются АТ, или
иммуноглобины. Другие интерлейкины (ИЛ-7, ИЛ-9, ИЛ-10, ИЛ-12) влияют нарост и
дифференцировку Т- и В-лимфоцитов и являются факторами надежности,
обеспечивающими иммунный ответ.
Клеточный иммунитет зависит от действия гуморальных факторов, выделяемых
цитотоксическими лимфоцитами (Т-киллерами). Эти соединения получили
наименование «перфорины» и «цитолизины».
Установлено, что каждый Т-эффектор
способен лизировать несколько чужеродных клеток-мишеней. Этот процесс
осуществляется в три стадии: 1) распознавание и контакт с клетками-мишенями; 2)
летальный удар; 3) лизис клетки-мишени. Последняя стадия не требует присутствия
Т-эффектора, так как осуществляется под влиянием перфоринов и цитолизинов. В
стадию летального удара перфорины и цитолизины действуют на мембрану
клетки-мишени и образуют в ней поры, через которые проникает вода, разрывающая
клетки.
Среди гуморальных факторов,
выделяемых в процессе иммунного ответа, следует указать на фактор некроза
опухолей и интерфероны.
Действие интерферонов неспецифично,
так как они обладают различными функциями – стимулируют деятельность К-клеток и
макрофагов, влияют непосредственно на ДНК - и РНК-содержащие вирусы, подавляя
их рост и активность, задерживают рост и разрушают злокачественные клетки.
Гуморальный иммунный ответ обеспечивается антителами, или
иммуноглобинами. У человека различают 5 основных классов иммуноглобинов: IgA, IgG, IgM, IgE, IgD. Все они имеют как общие, так и специфические
детерминанты.
Иммуноглобины класса G. У человека являются наиболее важными. Концентрация их достигает 9-18
г/л. Иммуноглобины этого класса обеспечивают противоинфекционную защиту,
связывают токсины, усиливают фагоцитарную активность, активируют систему
комплемента, вызывают аглютинацию бактерий и вирусов, они способны переходить
через плаценту, обеспечивая новорожденному так называемый пассивный иммунитет.
Секреторный находится в наружных секретах – в слюне, слизи
трахеобронхиального дерева, мочеполовых путей, молоке. Молекулы иммуноглобина
А, присутствующие во внутренних секретах и жидкостях, существенно отличаются от
молекул наружных секретов. Секреторный компонент, по всей видимости, образуется
в эпителиальных клетках и в дальнейшем присоединяется к молекуле IgA.
IgA нейтрализует токсины и вызывает аглютинацию
микроорганизмов и вирусов. Концентрация сывороточных IgA
колеблется от 1,5 до 4 г/л.
Содержание IgA резко возрастает при заболеваниях верхних
дыхательных путей, пневмониях, инфекционных заболеваниях желудочно-кишечного
тракта и др.
Иммуноглобины класса Е. Принимают участие в нейтрализации токсинов,
опсонизации, аглютинации и бактериолизисе, осуществляемом комплементом. К этому
классу также относятся некоторые природные антитела, например к чужеродным
эритроцитам. Содержание IgE повышается при инфекционных заболеваниях у
взрослых и детей.
Иммуноглобины класса D. Представляют собой антитела, локализующиеся в мембране плазматических
клеток, в сыворотке их концентрация невелика. Значение IgD пока
не выяснено, предполагают, что они участвуют в аутоиммунных процессах.
РЕГУЛЯЦИЯ ИММУНИТЕТА
Интенсивность иммунного ответа во
многом определяется состоянием нервной и эндокринной систем. Установлено, что
раздражение различных подкорковых структур (таламус, гипоталамус, серый бугор)
может сопровождаться как усилением, так и торможением иммунной рекции на
введение антигенов. Показано, что возбуждение симпатического отдела автономной
(вегетативной) нервной системы, как и введение адреналина, усиливает фагоцитоз
и интенсивность иммунного ответа. Повышение тонуса парасимпатического отдела
вегетативной нервной системы приводит к противоположным реакциям.
Стресс, а также депрессии угнетают
иммунитет, что сопровождается не только повышенной восприимчивостью к различным
заболеваниям, но и создает благоприятные условия для развития злокачественных
новообразований.
За последние годы установлено, что
гипофиз и эпифиз с помощью особых пептидных биорегуляторов, получивших
наименование «цитомедины», контролируют деятельность тимуса. Передняя доля
гипофиза является регулятором преимущественно клеточного, а задняя –
гуморального иммунитета.
ИММУННАЯ РЕГУЛЯТОРНАЯ СИСТЕМА
В последнее время высказано
предположение, что существует не две системы регуляции (нервная и гуморальная),
а три (нервная, гуморальная и иммунная). Иммунокомпетентные клетки способны
вмешиваться в морфогенез, а также регулировать течение физиологических функций.
Не подлежит сомнению, что Т-лимфоциты играют чрезвычайно важную роль в
регенерации тканей. Многочисленные исследования показывают, что Т-лимфоциты и
макрофаги осуществляют «хелперную» и «супрессорную» функции в отношении
эритропоэза и лейкопоэза. Лимфокины и монокины, выделяемые лимфоцитами,
моноцитами и макрофагами, способны изменять деятельность центральной нервной
системы, сердечно-сосудистой системы, органов дыхания и пищеварения,
регулировать сократительные функции гладкой и поперечно-полосатой мускулатуры.
Особенно важная роль в регуляции
физиологических функций принадлежит интерлейкинам, которые являются «семьей
молекул на все случаи жизни», так как вмешиваются во все физиологические
процессы, протекающие в организме.
Иммунная система является регулятором
гомеостаза. Эта функция осуществляется за счет выработки аутоантител,
связывающих активные ферменты, факторы свертывания крови и избыток гормонов.
Иммунологическая реакция, с одной
стороны, является неотъемлемой частью гуморальной, так как большинство
физиологических и биохимических процессов осуществляется при непосредственном
участии гуморальных посредников. Однако нередко иммунологическая реакция носит
прицельный характер и тем самым напоминает нервную. Лимфоциты и моноциты, а
также другие клетки, принимающие участие в иммунном ответе, отдают гуморальный
посредник непосредственно органу-мишени. Отсюда предложение назвать
иммунологическую регуляцию клеточно-гуморальной. Основную роль в ней следует
отвести различным популяциям Т-лимфоцитов, осуществляющих «хелперные» и
«супрессорные» функции по отношению к различным физиологическим процессам.
Учет регуляторных функций иммунной
системы позволяет врачам различных специальностей по-новому подойти к решению
многих проблем клинической медицины.
БИБЛИОГРАФИЯ:
1.
«Физиология человека» под редакцией В. М.
Покровского, Г. Ф. Коротько, М., «Медицина», 1997, т.1, стр. 298 – 307.
2.
Использованы материалы с
серверов:
http://www.medline.com