Механизмы формирования иммунитета. Активный и пассивный иммунитет

МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИММУНИТЕТА

Введение

Введение

Главная функция иммунной системы - сохранять "свое" и устранять чужеродное. Носители "чужого" с которыми иммунная система сталкивается повседневно, - это прежде всего микроорганизмы. Кроме них, она способна устранять злокачественные новообразования и отторгать трансплантанты чужеродных тканей. Для этого иммунная система обладает сложнейшим набором постоянно взаимодействующих неспецифических и специфических механизмов. Неспецифические механизмы относятся к врожденным, а специфические приобретаются в процессе "иммунологического обучения".

Специфический и неспецифический иммунитет

Неспецифический (врожденный) иммунитет обуславливает однотипные реакции на любые чужеродные антигены. Главным клеточным компонентом системы неспецифического иммунитета служат фагоциты, основная функция которых - захватывать и переваривать проникающие извне агенты. Для возникновения подобной реакции чужеродный агент должен иметь поверхность, т.е. быть частицей (например, заноза).

Если же вещество молекулярно-дисперсное (например: белок, полисахарид, вирус), и при этом не токсичное и не обладает физиологической активностью - оно не может быть нейтрализовано и выведено организмом по вышеописанной схеме. В этом случае реакцию обеспечивает специфический иммунитет. Он приобретается в результате контакта организма с антигеном; имеет приспособительное значение и характеризуется формированием иммунологической памяти. Его клеточными носителями служат лимфоциты, а растворимыми - иммуноглобулины (антитела).

Первичный и вторичный иммунный ответ

Специфические антитела продуцируются специальными клетками - лимфоцитами. Причем для каждого вида антител существует свой тип лимфоцитов (клон).

Первое взаимодействие антигена (бактерии или вируса) с лимфоцитом вызывает реакцию, названную первичным иммунным ответом, в ходе которого лимфоциты начинают развиваться (пролиферировать) в виде клонов, претерпевая затем дифференцировку: некоторые из них становятся клетками памяти, другие превращаются в зрелые клетки, продуцирующие антитела. Главные особенности первичного иммунного ответа - существование латентного периода до появления антител, затем выработка их лишь в небольшом количестве.

Вторичный иммунный ответ развивается при последующем контакте с тем же самым антигеном. Основная особенность - быстрая пролиферация лимфоцитов с дифференцировкой их в зрелые клетки и быстрая выработка большого количества антител, которые высвобождаются в кровь и тканевую жидкость, где могут встретиться с антигеном и эффективно побороть болезнь.

Естественный и искусственный иммунитет

К факторам естественного иммунитета относят иммунные и неиммунные механизмы. К первым относятся гуморальные (система комплемента, лизоцим и др. белки). Ко вторым относятся барьеры (кожа, слизистая), секрет потовых, сальных, слюнных желез (содержит разнообразные бактерицидные вещества), желез желудка (соляная кислота и протеолитические ферменты), нормальная микрофлора (антагонисты патогенных микроорганизмов).

Искусственный иммунитет вырабатывает при введении в организм вакцины или иммуноглобулина.

Активный и пассивный иммунитет

Существует два вида иммунитета: активный и пассивный.

Активная иммунизация стимулирует собственный иммунитет человека, вызывая выработку собственных антител. Вырабатывается у человека в ответ на возбудитель. Образуются специализированные клетки (лимфоциты), которые продуцируют антитела к конкретному возбудителю. После инфекции в организме остаются "клетки памяти", и в случае последующих столкновений с возбудителем начинают снова (уже быстрее) продуцировать антитела.

Активный иммунитет может быть естественным и искусственным. Естественный приобретается в результате перенесенного заболевания. Искусственный вырабатывается при введении вакцин.

Пассивный иммунитет : в организм вводятся уже готовые антитела (гамма-глобулин). Введенные антитела в случае столкновения с возбудителем "расходуются" (связываются с возбудителем в комплекс "антиген-антитело"), если встречи с возбудителем не произошло, они имеют некий период полужизни, после чего распадаются. Пассивная иммунизация показана в тех случаях, когда необходимо в короткие сроки создать иммунитет на непродолжительное время (например, после контакта с больным).

Когда ребенок появляется на свет, он обычно имеет иммунитет (невосприимчивость) к некоторым инфекциям. Это заслуга борющихся с болезнями антител, которые передаются через плаценту от матери к будущему новорожденному. Передаются антитела против возбудителей тех болезней, которыми мать переболела или против которых была иммунизирована. Впоследствии, вскармливаемый грудью младенец постоянно получает дополнительную порцию антител с молоком матери. Это естественный пассивный иммунитет . Он также носит временный характер, угасая к концу первого года жизни.

Стерильный и нестерильный иммунитет

После заболевания в некоторых случаях иммунитет сохраняется пожизненно. Например корь, ветряная оспа. Это стерильный иммунитет. А в некоторых случаях иммунитет сохраняется только до тех пор, пока в организме есть возбудитель (туберкулез, сифилис) - нестерильный иммунитет.

Форми­рование специфических иммунологических реакций на анти­ген происходит с участием ИКК. Их взаимоотношения реа­лизуются через:

1) антигенраспознающий рецептор;

2) непосредственный контакт;

3) комплекс «Аг + Ат»;

4) сеть медиаторов.

Перечисленные события и составляют собственно иммунный ответ.

Эффективность иммунологиче­ских реакций определяется полноценностью рецепторного аппарата, участвующего в иммунном ответе клеток, сетью медиаторов с регулирующим влиянием центральной нервной и эндокринной систем. Передача информации от клетки к клетке в зависимости от ее характера или происхождения осуществляется с помощью биологически активных веществ (медиаторов).

1. Медиаторы - сложный динамический комплекс клеток, белков крови, секретов ИКК, обладающих регули­рующими функциями других клеток, участвующих в реакци­ях организма. К ним относятся все активные гуморальные, клеточные и неклеточные факторы (БОФ и др.).

2. Цитокины - более узкое понятие, включающее все медиаторы, синтезируемые ИКК в процессе их взаимодейст­вия.

3. Интерлейкины (интер - между, греч. - лейкос - белый) - медиаторы, синтезируемые ИКК и регулирующие их взаимодействие. Нумерация интерлейкинов устанавлива­ется по мере их открытия с 60-70-х гг. прошлого столетия: ИЛ-1 открыт в 1976 г.; ИЛ-3 - в 1981 г. и т.д.).

4. Трансмиттеры (лат. transmittere - пересылать, пе­редавать), как и медиаторы, биологически активные вещест­ва, участвующие в передаче возбуждения с одной клетки на другую.

В воспалительном процессе носителями медиаторов воспаления могут быть базофилы, тучные клетки, эозинофилы.

Синтез и влияние медиаторов на клетки ИС характе­ризуются ритмичностью. Ритмичность изменений гормо­нальных факторов, нейромедиаторов обуславливают ритм пролиферативно-дифференцировочных процессов в ИС и их сбалансированность. Становится понятным, что любое на­рушение этого ритма (инфекция, вакцинация, стресс и т.д.) способно вызвать изменения, результатом которых может быть формирование заболевания.

Регуляция иммунного ответа происходит за счет про­явления конкретных функций цитокинов, их стимулирую­щее или ингибирующее влияние. Восприятие сигналов реа­лизуется через рецепторный аппарат клеточных мембран, специфических поверхностных молекул, проводящих ин­формацию к ядру клетки. Направленность иммунного ответа зависит от природы антигена и реализуется через комплекс «МНСI + АГ» - преимущественно клеточный тип реакций или «МНСII + АГ» - преимущественно гуморальный тип ИО. Экспрессия молекул МНС активируется комплексом «АГ+АТ». Сила ИО контролируется не только Iг-геном, но и соотношением активирующих и ингибирующих медиаторов.

Существует путь непосредственного контакта ИКК между собой с использова-нием адгезивных молекул. Целесо­образность наличия различных путей специфических защит­ных реакций определяется единственной целью - сохранение индивидуума, т. е. постоянства антигенного состава, или гомеостаза.

Как говорилось выше, одним из путей взаимодействия ИКК может быть путь непосредственного контакта. Вместе с тем, четкую границу между дистанционным и контактным взаимодействием провести трудно, поскольку экспрессия и активация специальных молекул адгезии подчиняется влия­нию медиаторов. Так, ИЛ-8 активирует прикрипление ПМЯЛ к стенке сосуда, участвуя таким образом в хемотаксисе и ми­грации клеток. Сами адгезивные молекулы, в конечном счете, можно рассматривать как антигенраспознающие рецепторы.

Интенсивное изучение молекул адгезии началось в 60-е гг. XX в. Основное функциональное значение этих мо­лекул заключается в усилении процессов соединения ИКК, ответственности за их кооперацию, прикрепление клеток к кровеносным сосудам и миграционные способности.

Адгезивные молекулы расположены практически на всех клетках: неиммунный лимфоцит, нейтрофилы, моноци­ты, эозинофилы, эндотелий сосудов, стволовые крове-твор­ные клетки, макрофаги, дендритные клетки и т.д. Миграция предшественников Т-клеток из одних зон лимфоидных орга­нов в другие осуществляется молекулами адгезии, без кото­рых трудно представить процесс дифференцировки клеток.

На разных этапах миграции клеток и заселения соот­ветствующих зон действуют разные адгезивные молекулы. На первом этапе иммунного ответа - этапе воспаления, активизируются селектины и муциноподобные молекулы. На втором этапе для прохождения через стенку сосуда (диапедез) активизируются интегрины и супер-семейство имму­ноглобулинов. Таким образом, лимфоидная ткань заселяется лимфоци-тами. В процессе активации возможны конформационные изменения молекул адгезии, что способствует уси­лению степени сродства (аффинности) молекул адгезии взаимодействующих клеток. Это необходимо для осуществ­ления последовательности иммунологических реакций.

Наиболее важную роль в процессах миграции клеток играют молекулы адгезии- интегрины, в частности интегрин LFA-I. Он активирует практически любой Т-лимфоцит, име­ет максимальное функциональное значение для проникнове­ния иммунного Т-лимфоцита в очаг воспаления.

Селектины обеспечивают избирательное (селектив­ное) прохождение определен-ных клеток через стенку сосу­дов и их хомминг, обладают слабой адгезивной способно­стью.

Таким образом, иммунный ответ как активная имму­нологическая реакция на внедрение антигена обусловлен кооперацией основных типов ИКК, реализуемой через рецепторную, медиаторную, адгезивную сеть. Экспрессия рас­познающих или передающих сигнал молекул возможна лишь после активации ИКК антигеном, комплексом «АГ+АТ».

Полноценный иммунный - ответ развивается при пред­ставлении антигена в иммунногенной форме, что обеспечи­вается его комплексацией с молекулами МНС. Все этапы взаимодействия ИКК контролируются соответствующими специфическими и неспецифическими медиаторами, актив­ностью адгезивных молекул, генетическим аппаратом ГКГС и системой АВО.

Первичный иммунный ответ (I тип)

Динамика и тип антител характеризуются ранним на­коплением IgМ антител с момента встречи с антигеном с пи­ком на 4-6-й день. Более эффективные IgG антитела нарас­тают медленно с пиком на 14-21-й день. Затем после состоя­ния «плато» количество антител постепенно снижается. Под действием Т-лимфоцитарных цитокинов в ходе первичного ответа формируются классоспецифические клетки памяти (В-памяти).

Последовательность событий при первичном ИО можно представить следую-щим образом:

1. Проникновение антигена во внутреннюю среду организ­ма.
2. Выброс медиаторов неспецифического воспаления.
3. Эндоцитоз антигена (дендритная клетка, макрофаг).
4. Миграция клеток с антигеном в региональные лимфоидные органы.
5. Процесс презентации антигена Т- и В-лимфоцитам (комп­лексы АГ с МНС I или МНС II).
6. Активация Т-зависимых зон лимфоидного органа.
7. 7. Контакт АПК с комплементарным рецептором Т-клетки.
8. Пролиферация, дифференцировка, формирование антигенспецифических Т-лимфоцитов
9. Экспрессия специфических мембранных рецепторов, синтез цитокинов, активирующих В-лимфоцит, взаимо­действие Т-лимфоцита с клетками-мишенями.
10. Взаимодействие Т-клеток с В-клетками в Т-зависимых зонах.
11. Миграция активных В-клеток в зону фолликула.
12. Пролиферация, дифференцировка В-лимфоцитов, взаи­модействие с Тх2, образование плазматических клеток в зародышевых центрах фолликулов.
13. Миграция плазмоцитов в костный мозг, где они активно синтезируют специфические иммуноглобулины.
14. Иммунные Т-лимфоциты из региональных лимфоузлов мигрируют через эфферентный лимфатический сосуд в очаг воспаления, воздействуют на клетки-мишени. Акти­вация фагоцитоза, ЕК и т.д.
15. Фагоцитоз, элиминация микроорганизма.
16. Регуляция иммунного ответа, направленная на его сни­жение.

Вторичный иммунный ответ (II тип)

При повторной встрече с тем же антигеном клетки памяти активизируются, пролифилируют и синтезируют оп­ределенный специфический класс антител в более короткие сроки. Вторичный тип иммунного ответа характеризуется преимущественной выработкой IgG-антител уже с 3-4-го дня с пиком на 9-11-и день.

Динамика IgМ-антител при вторичном иммунном от­вете практически не отличается от таковой при первичном ИО. Вторичный ИО ускоренный, повышенный, интенсив­ный. Антитела характеризуются высокой специфической ак­тивностью, называемой авидностью, или аффинностью, т.е. силой связи с антигеном. Установлено, что с увеличением времени после иммунизации аффинность антител повышает­ся. Это связано с отбором В-лимфоцитов, секретирующих аффинные антитела. Биологический смысл явления заключа­ется в возможности минимальному количеству антител более эффективно связывать антиген. Наиболее важное значение аффинитет имеет при повторной встрече с антигеном (им­мунный ответ, II тип), когда продуцируются преимущест­венно IgG, IgА, IgЕ.

Вторичный иммунный ответ обусловлен феноменом иммунологической памяти Т- и В-лимфоцитов. До конца ме­ханизмы формирования иммунологической памяти не ясны. В процессе пролиферации В-лимфоцитов происходит отбор специфических клонов. Большая часть В-лимфоцитов поги­бает. Часть В-лимфоцитов по завершении ИО сохраняется и персистирует. При повторной встрече требуется гораздо меньшее количество антигена для запуска ИО. Не на все ан­тигены формируется иммунологическая память. Носителями иммунологической памяти являются В- и Т-лимфоциты, от­личающиеся большей частотой встречаемости и большим количеством (плотности) активных антигенраспознающих рецепторов, молекул адгезии, молекул активации и др.

Из вышеперечисленного можно выделить четыре ос­новные стадии иммунного ответа.

1-я стадия - стадия индукции (афферентная). В это время осуществляется переработка антигена, представление его в иммуногенной форме Т- или В-лимфоцитам.

2-я стадия - пролиферативная - происходит актива­ция ИКК, их взаимодействие, пролиферация клеток-пред­шественников.

3-я стадия - продуктивная (эффекторная) - отмеча­ется дифференцировка клеток-предшественников; В-клетка - плазмоцит с синтезом иммуноглобулинов, Т-клетка - Т-цитотоксические и др.

4-я стадия - стадия формирования иммунологиче­ской памяти - накопление Т- и В-клеток памяти.

Механизмы иммунитета - это процессы формирования защитной реакции против внедрения в организм чужеродных агентов. От правильности их протекания зависит здоровье и жизнеспособность организма. Бывают специфические и неспецифические механизмы иммунитета. Специфические - это те, которые работают против конкретного антигена, обеспечивая защиту от него длительное время, иногда на протяжении всей жизни. Неспецифические механизмы иммунитета можно назвать в некотором роде универсальными, поскольку они реагируют на проникновение в организм любых чужеродных агентов, а также обеспечивают первоначальную эффективную защиту до тех пор, пока не включатся антиген-специфические реакции.

Клеточный и гуморальный иммунитет

Исторически, в процессе изучения иммунной системы, сложилось разделение на клеточный и гуморальный иммунитет. Клеточный иммунитет обеспечивается лимфоцитами и фагоцитами и протекает без участия антител, которые относятся к гуморальным механизмам. Этот тип иммунитета осуществляет защиту от инфекций и опухолей. Основа клеточного иммунитета - это лимфоциты, которые образуются в костном мозге , а затем перемещаются для окончательного созревания в тимус, или вилочковую железу . По этой причине их называют тимус-зависимыми, или Т-лимфоцитами. В течение своей жизни лимфоцитам много раз приходится покидать лимфоидные органы и поступать в кровь, а затем возвращаться обратно. Благодаря такой мобильности эти клетки могут появляться в местах воспаления достаточно быстро. Т-лимфоциты бывают трех видов, каждый из которых выполняет свою важную функцию. Т-киллеры - это клетки, которые могут уничтожать антигены. Т-хэлперы первыми узнают о том, что в организм вторгся враг и реагируют на это выработкой особых ферментов, которые вызывают размножение и созревание Т-киллеров и В-клеток. И, наконец, Т-супрессоры нужны для того, чтобы подавлять активность иммунного ответа, когда в нем исчезает необходимость. Это очень важно для того, чтобы остановить развитие аутоиммунных реакций . Вообще, оказывается, что поставить четкую границу, разделяющую клеточный и гуморальный иммунитет, нельзя. В образовании антигенов участвуют клетки, а некоторые реакции клеточного иммунитета невозможны без антител.

Гуморальный иммунитет строится на образовании антител к каждому антигену, попадающему в организм человека. Он представлен различными белками, присутствующими в крови и других биологических жидкостях. К ним относятся интерфероны, способные делать клетки невосприимчивыми к воздействию вирусов; С-реактивный белок крови, который запускает систему комплемента; лизоцим - это фермент, который повреждает стенки чужеродных микроорганизмов, растворяя их. Названные белки относятся к неспецифическому гуморальному иммунитету. Но есть также специфический, который представлен интерлейкинами, а также специфическими антителами и другими образованиями.

Как видим, клеточный и гуморальный иммунитет тесно связаны между собой, и сбой в одном звене неизбежно потянет за собой проблемы в работе другого.

Противовирусный и инфекционный иммунитет

Инфекционный иммунитет может еще по-другому называться нестерильным. Его суть состоит в том, что человек не может повторно заразиться болезнью, возбудитель которой уже есть в организме. Он может быть врожденным либо приобретенным, а приобретенный, в свою очередь, активным или пассивным. Инфекционный иммунитет существует лишь до тех пор, пока в крови находится антиген и антитела к нему, то есть в течение болезни. Когда этот период заканчивается, данная защита перестает действовать и человек снова может заразиться тем, чем недавно переболел. Инфекционный иммунитет может быть кратковременным, длительным или пожизненным. Так, например, кратковременный обеспечивается во время болезни гриппом, длительный может быть при брюшном тифе, а пожизненный приобретается после кори, краснухи, ветрянки и прочих болезней.

Противовирусный иммунитет на первом этапе обеспечивается механическими барьерами - кожными покровами, слизистыми оболочками. Повреждение их, или сухость слизистых облегчают проникновение вируса в организм. После того, как враг попал, куда стремился и начал повреждать клетки, огромное значение играет выработка интерферонов, которые обеспечивают их невосприимчивость к действию вируса. Далее противовирусный иммунитет действует благодаря зову гибнущих клеток. Погибая, они выделяют цитокины, которые являются признаком воспаления. На этот зов сбегаются лейкоциты, которые и формируют очаг воспаления. Примерно на 4-й день болезни начинают вырабатываться антитела, которые, в конце-концов и победят вирус. Им на помощь приходят также макрофаги - клетки, обеспечивающие фагоцитоз , уничтожение и переваривание вражеских клеток. Противовирусный иммунитет - это очень сложный процесс, в котором участвует множество ресурсов иммунной системы.

К сожалению, иммунные реакции не всегда срабатывают так, как об этом пишут в учебниках по биологии. Часто какой-либо процесс может быть нарушен, что приводит к осложнениям и проблемам. Когда снижен иммунный ответ, нужны средства, поднимающие иммунитет. Они могут быть природными, либо купленными в аптеке, главное - это эффективность и безопасность. В активизации иммунной защиты нуждаются люди разных возрастов, включая стариков и детей, а эти категории населения особенно нуждаются в мягком и безопасном подходе к лечению. Многие современные средства, поднимающие иммунитет, не отвечают этому требованию. Они вызывают побочные эффекты, привыкание, синдром отмены, что, в конце концов, ставит под вопрос целесообразность их приема. Конечно же, медицинское обследование и назначение лечащего врача - это основание для того, чтобы принимать средства, поднимающие иммунитет . Самолечение недопустимо.

Ученые давно пытались создать «волшебные» таблетки для иммунитета, которые бы могли восстанавливать его функции. Более полувека тому назад было проведено исследование, которое позволяет сегодня говорить о том, что такие таблетки изобретены. Это учение о трансфер факторах - информационных соединениях, которые способны обучать клетки иммунной системы, разъяснять им, как именно, когда, и против кого нужно действовать. Результатом многолетней работы стали таблетки для иммунитета, которые регулируют и восстанавливают его функции, что раньше казалось недосягаемым. Речь идет о Трансфер факторе - препарате, который восполняет недостаток иммунной информации, благодаря входящим в его состав информационным соединениям, взятым из коровьего молозива. Натуральность, безопасность и небывалая эффективность - ни одни таблетки для иммунитета, кроме Трансфер фактор а, на такое не способны.

Данный препарат - лучшее, что есть на сегодняшний день для восстановления иммунной системы . Он хорош и для профилактики, и для лечения, и в период восстановления. Даже младенцы, беременные женщины и пожилые люди могут его принимать, не опасаясь побочных эффектов или привыкания, а это серьезный показатель безопасности.