Какие виды лейкоцитов обеспечивают гуморальный иммунитет. Гуморальный иммунитет — описание, факторы

Ведь эту фразу приходится слышать довольно часто, особенно в стенах медучреждения. В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое гуморальный иммунитет.

Споры, о том, как устроена наша иммунная системы начали возникать еще в 19 веке между такими великими учеными, как Илья Мечников и Пауль Эрлих. Но, прежде чем, вникнуть в классификацию иммунитета и его отличия между собой, давайте вспомним, что такое иммунитет человека.

Что такое иммунитет человека?

Если у человека иммунитет снижается, то это и является причиной различных болезней, недомоганий, воспалительных и инфекционных процессов в организме.

Иммунитет регулируется в организме человека на двух уровнях – на клеточном и на молекулярном. Именно благодаря повышению защитных сил организма, стало возможно существование и жизнь многоклеточного организма, то есть, человека. До этого функционировали исключительно одноклеточные особи.

Механизм возникновения иммунитета

После того, как мы поняли то, что без иммунитета человек постоянно болел бы и в итоге не смог бы существовать в этом мире, так как его клетки постоянно поедались инфекциями и бактериями. Теперь, вернемся к ученым – Мечникову и Эрлиху, о которых мы говорили выше.

Между двумя этими учеными длился спор о том, как же устроена иммунная система человека (спор растянулся на несколько лет). Мечников пытался доказать, что иммунитет человека работает исключительно на клеточном уровне. То есть, все защитные силы организма проявляются клетками внутренних органов. Ученый Эрлих делал научное предположение о том, что защитные силы организма проявляются на уровне плазмы крови.

В результате многочисленных научных исследований и огромного количества дней и лет, потраченных на эксперименты, было сделано открытие:

Иммунитет человека функционирует на клеточном и на гуморальном уровне.

За эти исследования Илья Мечников и Пауль Эрлих получили Нобилевскую премию.

Специфическая и неспецифическая реакция иммунитета

То, как именно наш организм реагирует на патогенные негативные факторы, окружающие человека, называется механизмом иммунитета. Что это значит – рассмотрим подробнее.

На сегодняшний день классифицируют специфическую и неспецифическую реакцию организма на окружающие факторы.

Специфическая реакция – это та, которая направлена на один какой-то возбудитель. Например, человек один раз в детстве переболел ветрянкой и после этого у него выработался иммунитет к этому заболеванию.

Это значит, что если у человека выработался специфический иммунитет, то он может быть на протяжении всей жизни защищен от негативных факторов.

Неспецифический иммунитет – это универсальная защитная функция организма человека. Если человек обладает неспецифическим иммунитетом, то его организм сразу же реагирует на большинство вирусов, инфекций, а также чужеродных организмов, проникающих в клетки и внутренние органы.

Немного о клеточном иммунитете

Чтобы перейти к рассмотрению гуморального иммунитета, рассмотрим для начала клеточный иммунитет.

В нашем организме за клеточный иммунитет отвечают такие клетки, как и фагоциты. Благодаря клеточному иммунитету мы можем быть надежно защищены от проникновения в организм различных вирусов и инфекций.

Лимфоциты, которые выступают в роли защитных сил организма, образуются в костном мозге человек. После того, как эти клетки полностью созревают, они перемещаются из костного мозга в вилочковую железу или же тимус. Именно по этой причине во многих источниках вы можете встретить такое определение, как Т-лимфоциты.

Т-лимфоциты – классификация

Клеточный иммунитет оказывает защиту организму посредством активных Т-лимфоцитов. В свою очередь, Т-лимфоциты, делятся на:

• Т-киллеры – то есть, это такие клетки в организме человека, которые способны полностью уничтожать и бороться с вирусами и инфекциями (антигенами);
• Т-хэлперы – это «умные» клетки, которые сразу же активируются в организме и начинают вырабатывать специфические защитные ферменты в ответ на проникновение патогенных микроорганизмов;
• Т-супрессоры – они блокируют ответ клеточного иммунитета (конечно, если в этом есть таковая необходимость). Т-супрессоры используют в борьбе с аутоиммунными заболеваниями.

Гуморальный иммунитет

Иммунитет по гуморальному типу полностью состоит из белков, наполняющих кровь человека. Это такие клетки, как – интерфероны, С-реактивный белок, фермент под названием лизоцим.

Как работает гуморальный иммунитет?

Действие гуморального иммунитета происходит через большое количество различных веществ, которые направлены на угнетение и уничтожение микробов, вирусов и инфекционных процессов.

Все вещества гуморального иммунитета принято классифицировать на специфические и неспецифические.

Рассмотрим неспецифические факторы гуморального иммунитета:

• Сыворотка крови (инфекция проникает в кровоток – начинается активация С-реактивного белка – происходит уничтожение инфекции);
• Секреты, выделяемые железами – влияют на рост и развитие микробов, то есть, не дают им развиваться и размножаться;
• Лизоцим – это фермент, который является своего рода растворителем всех патогенных микроорганизмов.

Специфические факторы гуморального иммунитета представлены или же В-лимфоцитами. Эти полезные вещества вырабатывают внутренние органы человека, в частности – костный мозг, пейеровые бляшки, селезенка, а также лимфатические узлы.

Большая часть гуморального иммунитета закладывается в момент развития ребенка в утробе матери и потом передается малышу через грудное молоко. Некоторые иммунные клетки можно заложить в течение жизни человека посредством вакцинации.

Резюме!

Иммунитет – это способность нашего организма защищать нас (то есть, внутренние органы и важные системы жизнедеятельности) от проникновения вирусов, инфекций и других чужеродных объектов.

Гуморальный иммунитет выстраивается по типу постоянного образования в организме человека специальных антител, которые необходимы для усиленной борьбы с инфекциями и вирусами, проникающими в организм.

Гуморальный и клеточный иммунитеты являются одним общим звеном, где один элемент не может существовать без другого.

Есть способность нашего организма защищать самого себя от болезнетворных микроорганизмов, химических агентов, а также от собственных больных и некондиционных клеток.

Биологический смысл иммунитета заключается в обеспечении целостности и поддержании постоянства состава организма на генетическом и молекулярном уровне в течение всей его жизни.

Реализуется иммунитет благодаря иммунной системе, в которой выделяют органы центральные, а также периферические. В них образуются иммунокомпетентные клетки. К центральным органам относят костный красный мозг и вилочковую железу (тимус). Периферические органы – это селезенка, лимфоузлы, а также лимфоидная ткань, находящаюся в некоторых органах. Иммунная защита сложно устроена. Давайте разберемся, какие формы, виды и механизмы иммунитета существуют.

1. Неспецифический иммунитет направлен против всех микроорганизмов, независимо от их природы. Он осуществляется различными веществами, которые выделяют железы кожи, пищеварительного и дыхательного тракта. Например, в желудке среда сильнокислая, благодаря чему ряд микробов гибнет. В слюне находится лизоцим, обладающий сильныи антибактериальным действием и т.д. К неспецифическому иммунитету также относится фагоцитоз – захватывание и переваривание микробных клеток лейкоцитами.
2. Специфический иммунитет направлен против конкретного вида микроорганизмов. Осуществляется специфический иммунитет за счет Т-лимфоцитов и антител. На каждый вид микробов вырабатываются организмом свои антитела.

Видов иммунитета тоже два, каждый из них, в свою очередь, подразделяется еще на две группы.

1. Естественный иммунитет передается по наследству или приобретается после перенесенных болезней. Он, соответственно, и подразделяется на врожденный и приобретенный.
2. Искусственный иммунитет человек приобретает после прививок – введения вакцин, сывороток и иммуноглобулинов. Вакцинация способствует появлению активного искусственного иммунитета, так как в организм попадают либо убитые, либо ослабленные культуры микробов, а организм потом сам на них вырабатывает иммунитет. Так действуют вакцины против полиомиелита, туберкулеза, дифтерии и некоторых других инфекционных заболеваний. Активный иммунитет вырабатывается на годы или на всю жизнь.

При введении сывороток или иммуноглобулинов в попадают уже готовые антитела, которые циркулируют в организме и защищают его в течение нескольких месяцев. Так как организм получает готовые антитела, этот вид искусственного иммунитета называется пассивным.

И, наконец, существует два основных механизма, за счет которых осуществляются иммунные реакции. Это гуморальный и клеточный иммунитет. По названию видно, что гуморальный иммунитет реализуется за счет образования определенных веществ, а клеточный – благодаря работе определенных клеток организма.

Гуморальный иммунитет

Этот механизм иммунитета проявляется при образовании антител к антигенам – чужеродным химическим веществам, а также микробным клеткам. Основополагающую роль в гуморальном иммунитете берут на себя В-лимфоциты. Именно они распознают чужеродные структуры в организме, а потом вырабатывают на них антитела – специфические вещества белковой природы, которые еще называют иммуноглобулинами.

Антитела, которые вырабатываются, исключительно специфичны, то есть взаимодействовать они могут только с теми чужеродными частицами, которые вызвали образование этих антител.

Иммуноглобулины (Ig) находятся в крови (сывороточные), на поверхности иммунокомпетентных клеток (поверхностные), а также в секретах желудочно-кишечного тракта, слезной жидкости, грудном молоке (секреторные иммуноглобулины).

Кроме того, что антигены высоко специфичны, у них есть еще и другие биологические характеристики. Они имеют один или несколько активных центров, которыми взаимодействуют с антигенами. Чаще их два и больше. Прочность связи активный центр антитела – антиген зависит от пространственной структуры веществ, вступающих в связи (т.е. антитела и антигена), а также количества активных центров у одного иммуноглобулина. С одним антигеном могут связываться сразу несколько антител.

У иммуноглобулинов существует своя классификация с помощью латинских букв. В соответствии с ней иммуноглобулины подразделяются на Ig G, Ig M, Ig A, Ig D и Ig E. Они отличаются по структуре и функциям. Одни появляются сразу после инфицирования, а другие – позже.

Комплекс антиген-антитело активизирует систему комплемента (белковой субстанции), что способствует дальнейшему поглощению фагоцитами микробных клеток.

За счет антител формируется иммунитет после перенесенных инфекций, а также после . Они способствуют нейтрализации токсинов, попадающих в организм. У вирусов антитела блокируют рецепторы, препятствуя поглощению их клетками организма. Антитела участвуют в опсонизации («смачивании микробов»), благодаря чему антигены легче заглатываются и перевариваются макрофагами.

Клеточный иммунитет

Как было уже сказано, клеточный иммунитет осуществляется за счет иммунокомпетентных клеток. Это Т-лимфоциты и фагоциты. И если защита от бактерий организма происходит, в основном, за счет гуморального механизма, то противовирусная, противогрибковая, а также противоопухолевая защита – за счет клеточных механизмов иммунитета.

• Т-лимфоциты подразделяются на три класса:
• Т-киллеры (непосредственно контактируют с чужеродной клеткой или поврежденными клетками собственного организма и разрушают их)
• Т-хелперы (вырабатывают цитокины и интерферон, которые затем активизируют макрофаги)
• Т-супрессоры (контролируют силу иммунного ответа, его продолжительность)

Как видим, клеточный и гуморальный иммунитеты между собой связаны.

Вторая группа иммунокомпетентных клеток, участвующих в клеточных иммунных реакциях, – это фагоциты. Фактически, это лейкоциты разных видов, которые находятся либо в крови (циркулирующие фагоциты), либо в тканях (тканевые фагоциты). В крови циркулируют гранулоциты (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы) и моноциты. Тканевые фагоциты находятся в соединительной ткани, селезенке, лимфоузлах, легких, эндокринных клетках поджелудочной железы и др.

Процесс уничтожения антигена фагоцитами называется фагоцитоз. Он крайне важен для обеспечения иммунной защиты организма.

Фагоцитоз проходит поэтапно:

• Хемотаксис. Фагоциты направляются к антигену. Этому могут способствовать определенные компоненты комплемента, некоторые лейкотриены, а также продукты, выделяемые патогенными микробами.
• Адгезия (приклеивание) фагоцитов-макрофагов к эндотелию сосудов.
• Проход фагоцитов через стенку и выход за его пределы
• Опсонизация. Антитела обволакивают поверхность чужеродной частицы, им помогают компоненты комплемента. Это облегчает поглощение фагоцитами антигена. Потом фагоцит прикрепляется к антигену.
• Собственно фагоцитоз. Чужеродная частица поглощается фагоцитом: вначале образуется фагосома – специфическая вакуоля, которая потом соединяется с лизосомой, где находятся лизосомальные ферменты, переваривающие антиген).
• Активизация процессов метаболизма в фагоците, способствующая осуществлению фагоцитоза.
• Разрушение антигена.

Процесс фагоцитоза может быть завершенным и незавершенным. В первом случае антиген фагоцитируется успешно и полностью, во втором – нет. Незавершенностью фагоцитоза пользуются некоторые патогенные микроорганизмы в своих целях (гонококки, микобактерии туберкулеза).

Узнайте как можно поддержать иммунитет своего организма.

Иммунитет – важнейший процесс нашего организма, помогающий поддерживать его целостность, защищающий его от вредных микроорганизмов и чужеродных агентов. Клеточный и гуморальный – два механизма, которые, слаженно действуя, взаимодополняют друг друга и помогают сохранить здоровье и жизнь. Эти механизмы достаточно сложные, но ведь и наш организм в целом – очень сложная самоорганизующаяся система.

Одноклеточные эукариотные организмы применяют токсичные пептиды , чтобы предотвратить проникновение бактерий и вирусов в свои клетки. По мере эволюции сложно организованных многоклеточных организмов у них формируется многоуровневая иммунная система , важнейшим звеном которой становятся специализированные клетки, противостоящие вторжению генетически чужеродных объектов .

Характерные признаки иммунной системы :

• способность отличать «своё» от «чужого»;
• формирование памяти после первичного контакта с чужеродным антигенным материалом;
• клональная организация иммунокомпетентных клеток, при которой отдельный клеточный клон способен, как правило, реагировать лишь на одну из множества антигенных детерминант .

Классификации [ | ]

Иммунная система исторически описывается состоящей из двух частей - системы гуморального иммунитета и системы клеточного иммунитета . В случае гуморального иммунитета защитные функции выполняют молекулы, находящиеся в плазме крови, а не клеточные элементы. В то время как в случае клеточного иммунитета защитная функция связана именно с клетками иммунной системы.

Иммунитет так же классифицируют на врождённый и адаптивный.

Врождённый (неспецифический, наследственный ) иммунитет обусловлен способностью идентифицировать и обезвреживать разнообразные патогены по наиболее консервативным, общим для них признакам, дальности эволюционного родства, до первой встречи с ними. В 2011 году была вручена Нобелевская премия в области медицины и физиологии за изучение новых механизмов работы врождённого иммунитета (Ральф Стайнман , Жюль Хоффман и Брюс Бётлер).

Осуществляется большей частью клетками миелоидного ряда, не имеет строгой специфичности к антигенам, не имеет клонального ответа, не обладает памятью о первичном контакте с чужеродным агентом.

Адаптивный (устар. приобретённый, специфический) иммунитет имеет способность распознавать и реагировать на индивидуальные антигены, характеризуется клональным ответом, в реакцию вовлекаются лимфоидные клетки, имеется иммунологическая память, возможна аутоагрессия .

Классифицируют на активный и пассивный.

• Приобретённый активный иммунитет возникает после перенесённого заболевания или после введения вакцины .
• Приобретённый пассивный иммунитет развивается при введении в организм готовых антител в виде сыворотки или передаче их новорождённому с молозивом матери или внутриутробным способом.

Другая классификация разделяет иммунитет на естественный и искусственный.

• Естественный иммунитет включает врождённый иммунитет и приобретённый активный (после перенесённого заболевания), а также пассивный иммунитет при передаче антител ребёнку от матери.
• Искусственный иммунитет включает приобретённый активный после прививки (введение вакцины) и приобретённый пассивный (введение сыворотки).

Органы иммунной системы [ | ]

Выделяют центральные и периферические органы иммунной системы. К центральным органам относят красный костный мозг и тимус , а к периферическим - селезёнку , лимфатические узлы , а также местноассоциированную лимфоидную ткань : бронхассоциированную (БАЛТ), кожноассоциированную (КАЛТ), кишечноассоциированную (КиЛТ, пейеровы бляшки).

Красный костный мозг - центральный орган кроветворения и иммуногенеза. Содержит самоподдерживающуюся популяцию стволовых клеток . Красный костный мозг находится в ячейках губчатого вещества плоских костей и в эпифизах трубчатых костей . Здесь происходит дифференцировка В-лимфоцитов из предшественников. Содержит также Т-лимфоциты .

Тимус - центральный орган иммунной системы. В нём происходит дифференцировка Т-лимфоцитов из предшественников, поступающих из красного костного мозга.

Лимфатические узлы - периферические органы иммунной системы. Они располагаются по ходу лимфатических сосудов. В каждом узле выделяют корковое и мозговое вещество. В корковом веществе есть В-зависимые зоны и Т-зависимые зоны. В мозговом есть только Т-зависимые зоны.

Макрофаги, нейтрофилы, эозинофилы, базофилы и натуральные киллеры обеспечивают прохождение врождённого иммунного ответа, который является неспецифичным (в патологии неспецифичный ответ на альтерацию называют воспалением, воспаление является неспецифической фазой последующих специфических иммунных).

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.

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.