Рытов Г.Л. "Что абитуриенты обычно не знают об иммунитете". Современные представления об иммунитете виды иммунитета неспецифические факторы Современные представления о сущности иммунитета

Даже простые одноклеточные обладают примитивными защитными механизмами против патогенных микроорганизмов. А у высокоорганизованных, включая и человека, сформировалась сложная многоуровневая протекция, обеспечивающая их стабильное существование. Понятие того, что такое иммунитет , определяется способностью организма сопротивляться чужеродным элементам с антигенными свойствами.

Понятие об иммунной системе

Так как иммунная система отвечает за генетическую целостность развития особи, то она должна характеризоваться следующими признаками:

• уметь распознавать чужеродные тела с патогенными свойствами;
• запоминать после первичного контакта антигенные объекты;
• каждая группа генетически идентичных клеток должна обладать способностью реагировать только на отдельный вид патогенного элемента.

В качестве антигена могут выступить различные болезнетворные микроорганизмы, импланты, собственные, но измененные в результате мутаций или опухолей клетки, и даже эмбрион при беременности.

Иммунология как наука, прошла длительный путь развития. Он не был простым. На начальном его этапе иммунитет и виды, а также механизмы его действия были темой многолетней дискуссии между приверженцами различных представлений о путях защиты организма.

Одна из теорий отводила главное место лейкоцитам, способным поглощать и переваривать антигены. Другая объясняла их обезвреживание действием особых белков – антител, растворённых в плазме крови. В итоге обе точки зрения легли в основу современной теории иммунитета.

Основные виды

Одна из классификаций делит иммунитет по происхождению на естественный и искусственный. Первый из них характеризуется такими разновидностями, как неспецифический (или врождённый) и приобретенный (то есть специфический).

Неспецифический тип передаётся с генами и начинает формироваться уже в эмбриональной стадии с образования фагоцитов. Это клетки, обладающие способностью к поглощению чужеродных организмов. Их источником являются стволовые клетки. Окончательное оформление происходит в селезёнке, где формируются и белковые клетки. Механизм действия неспецифического иммунитета заключается в обнаружении и уничтожении антигена.

Элементы специфического иммунитета также образуются из стволовых клеток. Однако затем они поступают не в селезёнку, а в вилочковую железу, где превращаются в антитела. Иммунная система вырабатывает свой набор антител к каждому заболеванию, с которым встречается организм. Запоминая их, она с каждым разом усиливает свою реакцию.

Чем с большим количеством патогенов она контактирует, тем крепче иммунитет. Поэтому, создавая ребёнку стерильные условия, родители оказывают ему плохую услугу.

Искусственный иммунитет формируется способом вакцинации или введения лечебной сыворотки. Он также подразделяется на активный и пассивный. Первый создается при введении вакцин – препаратов, приготовленных из мертвых или ослабленных микробов. Через несколько дней после этого в организме образуются защитные тела. Обычно вакцины используются с профилактическими целями, но при длительных инфекциях могут применяться и в лечебных.

Пассивный искусственный иммунитет создаётся при введении сывороток. Их получают из крови заражённых инфекцией животных. Они содержат уже готовые антитела, которые помогают справиться с инфекцией, развивающейся быстрее, чем организм успевает сформировать иммунный ответ.

Различные виды иммунитета и их характеристика представлены в следующей таблице.

Классификация по другим признакам

Иммунитет и его виды классифицируются по направленности действия. При таком делении различают инфекционный и неинфекционный иммунитет. К первым видам относятся:

• антимикробный, куда включают противовирусный, антибактериальный и другие, отличается направленностью защитной реакции организма на уничтожение микроба;
• антитоксический, когда действие иммунной системы состоит в нейтрализации токсинов микроба.

• стерильными, когда устойчивость наблюдается к антигену, которого в организме нет;
• нестерильными, если он присутствует.

Барьер против инфекции представляют неповреждённые кожные покровы и слизистые оболочки. При очистке и шелушении кожи уничтожаются многие патогенные микроорганизмы.

Повреждение верхнего слоя эпидермиса, микротрещины, травмы создают благоприятные условия для внедрения инфекции.

Секрет, выделяемый потовыми железами, слюна, слёзы обладают бактерицидным действием.

Неинфекционный иммунитет также имеет определённые разновидности:

• трансплантационный – связан с переливаниями крови и имплантацией органов и тканей;
• противоопухолевый – характеризуется защитной реакцией против опухолевых клеток;
• репродуктивный – выражен реакцией иммунитета матери на антигены плода, в котором есть чужие гены, полученные от отца;
• аутоиммунитет – вызван нарушениями в распознавании собственных тканей и их разрушении.

В зависимости от того, какие существуют периоды поддержания иммунной памяти, бывают такие формы иммунитета, как:

• транзиторный – система защиты «забывает» об антигене сразу после его удаления;
• кратковременный, когда память поддерживается от одного до нескольких месяцев;
• долгосрочный – иммунная система помнит антиген до нескольких десятков лет;
• пожизненный наблюдается обычно при детских инфекционных болезнях – кори, ветрянке и других и действует в течение всей жизни.

Кратковременные формы присутствуют, если антиген не представляет особой опасности для организма, а третий и четвёртый виды связаны с серьёзными болезнями.

Первичные и вторичные органы системы защиты

Характеристика иммунной системы человека включает центральные органы, в которых лимфоциты приобретают уникальные свойства (умение распознавать антигены любого вида), и периферические. В них происходит специализация иммунных клеток, а также формируются Т- и В- лимфоциты. Они расположены на транспортных путях, через которые вероятно проникновение в организм чужеродных объектов.

К центральным относят:

• красный костный мозг, в нём содержатся стволовые клетки, в которых находятся Т- и В-лейкоциты;
• вилочковая железа – в ней происходит специализация Т-лимфоцитов.

Периферические включают:

• лимфатические узлы -– располагаются на пути циркуляции лимфы и занимаются её фильтрацией, извлекая посторонние антигенные элементы;
• лимфоидные ткани, ассоциированные с кожей и слизистыми оболочками различных органов – представляют барьер для антигенов, проникших в организм;
• селезёнка – контролирует систему кровообращения и формирует иммунный ответ патогенам, проникшим в кровь.

Знания об иммунитете человека и особенностях его формирования позволяют разрабатывать более эффективные способы борьбы с новыми заболеваниями и многочисленными инфекциями.

Современные представления о иммунитете

С середины XX века под системой иммунитета стали понимать систему лимфоидных клеток, которые обеспечивали в организме распознавание "своего" и "чужого".
В последние годы, в систему иммунитета начинают включать практически все клетки белой крови, а так же целый ряд других клеток. Основную же функцию иммунитета видят в защите организма от различных проявлений биологической агрессии, как экзогенного, так и эндогенного характера.
Во второй половине XIX века, когда в странах Европы интенсивно разрабатывались различные подходы к вакцинации, в медицинскую практику прочно входит термин "иммунитет". Этот термин был заимствован из латинского языка, где он употреблялся как политический термин. "Immunitas" - означающий неприкосновенность кого-либо, нераспространение на него общепринятых правил. (Кстати, этот термин используется в дипломатии и в настоящее время).

Первоначально под иммунитетом понимали состояние повышенной устойчивости (невосприимчивости) человека (или животного) к заражению. Изящество этого термина заключалось в том, что организм, обладающий иммунитетом, был как бы "неприкосновенным" для данной инфекции и общепринятые правила обязательного инфицирования всех представителей этого вида, на данный организм не распространялись.
Обычно такое иммунное состояние достигалось путем предварительной вакцинации или благодаря перенесенной ранее болезни. То есть, в те времена под иммунитетом практически понимали реакции вторичного иммунного ответа.

Дальнейшие попытки объяснить этот интригующий феномен невосприимчивости к инфекции приводят к детальному изучению различных реакций, возникающих при инфицировании организма.

Возникают две гениальные теории иммунитета - фагоцитарная Мечникова и гуморальная Эрлиха, стоявшие в начале на антагонистических позициях. Именно борьба этих теории и их всестороннее развитие позволили к середине XX века приподнять занавес над многими неизвестными механизмами защиты.

С 60-х годов XX-го столетия возникает новое понимание функций и предназначения иммунитета. В это время была открыта уникальная способность лимфоцитов к распознаванию генетически чужеродного материала. Выдающийся австралийский ученый Бернет создал свою теорию иммунитета. Иммунитет рассматривался им как основной механизм, направленный на дифференциацию "своего" и "чужого". И основная роль здесь принадлежала лимфоцитам, которые Бернет предлагал называть "иммуноцитами".

Исходя из необходимости отличать "свое" и "не свое", под иммунитетом стали понимать механизмы поддержания генетического постоянства внутренней среды организма. То есть специфический контроль за присутствием в организме именно "своих" клеток и уничтожение всего "чужого" (бактерий, опухолевых клеток, клеток чужеродного трансплантата и т.д.).

В дальнейшем многие авторы, описывая проявления иммунитета, связывали его только со специфическими реакциями лимфоидных клеток. Другие же клетки, активно участвующие в защитных реакциях организма (макрофаги, нейтрофилы, эозинофилы, дендритные клетки и др.) оказывались как бы вне сферы иммунологии. В лучшем случае их рассматривали как клетки, помогающие развитию "истинного" иммунитета. Это приводило к недопониманию многих процессов, происходящих при инфекционной патологии. Такой "лимфоцентристский" перекос почему-то особенно был выражен в отечественной литературе.

На первых этапах это были примитивные реакции фагоцитирующих амебоцитов и белков, подобных белкам системы комплемента и белкам "острой фазы". А уже на более развитых ступенях эволюции появляются лимфоидные клетки, осуществляющие специфические реакции на конкретный антиген, и циркулирующие, специфически направленные молекулы - антитела.

Замечательным свойством эволюции иммунной системы является то, что в процессе ее развития, появляющиеся более совершенные механизмы защиты не исключали более древних, предшествующих механизмов. Они развивались и совершенствовались параллельно, формируя, таким образом, взаимосвязанную, "эшелонированную" систему обороны от агрессии патогенных микроорганизмов.

Некоторые авторы, среди причин эволюции иммунитета, на первый план выдвигают необходимость сдерживания и контроля процессов мутагенеза, который должен возрастать в условиях увеличения массы тела и количества соматических клеток. Однако такой подход не вполне убедителен, поскольку вряд ли целью эволюции является простое увеличение количества соматических клеток в организме. Видимо речь здесь, скорее может идти об увеличении количества дифференциированных групп клеток, что явно поддерживается эволюционным процессом.

Таким образом, в последнее время формируется понимание иммунитета (системы иммунитета), как системы факторов, обеспечивающих внутреннюю защиту организма от экзогенной (бактерии, вирусы и др.) и эндогенной (измененные или опухолевые клетки) биологической агрессии. Эта система имеет несколько линий (эшелонов) обороны.

Базируется она на древних, эволюционно закрепившихся защитных реакциях, осуществляемых лейкоцитами и белками плазмы крови. Часто их называют неспецифическими факторами иммунитета.

Они первыми вступают в борьбу с инфекцией и обеспечивают примитивное распознавание (лектиноподобное распознавание) основных бактериальных антигенов, а так же поврежденных собственных клеток (по неэкранированным углеводным остаткам, денатурированным белкам, или отсутствию "своих" белков гистосовместимости).

Они же осуществляют процессы нейтрализации и элиминации (удаления) чужеродного материала, которые происходят в реакциях фагоцитоза, внеклеточного цитолиза, цитотоксических реакциях естественных киллеров (NK- клеток) или цитолитических эффектах комплемента.

Параллельно включается вторая, специфическая линия обороны. При этом биологический материал, образующийся в результате деятельности клеток неспецифической линии борьбы, служит фактором, запускающим реакции второй, специфической линии. Ими служат переработанные (процессированные) антигены и различные цитоксины.

При достаточно быстрой нейтрализации и удалении чужеродного материала (например, авирулентных или слабовирулентных микроорганизмов) развитие специфических иммунных реакций не поддерживается и затухает.

Однако при массивной дозе чужеродного материала или высокой вирулентности возбудителя реакция неспецифических факторов бывает интенсивной и значительно более длительной. Это означает, что первая линия испытывает существенные трудности и ей необходима помощь второй, специфической линии защиты.

Последующее включение второй линии, позволяет более эффективно, более "прицельно" и точно вести борьбу с возбудителем, несущим конкретные, специфические антигены. При этом возрастает и эффективность базовых реакций неспецифического иммунитета, поскольку специфические антитела, сорбируясь на мембранах киллерных клеток или мишеней, как бы указывают, куда конкретно должна быть направлена атака.

Биологический смысл временного отставания в развитии реакций специфической системы вполне очевиден. Он заключается в том, что резервы этой системы не расходуются "по мелочам", на агрессию, не представляющую опасности для жизни организма хозяина.

При запуске реакций, приводящих к развитию выраженного специфического ответа, автоматически происходит образование, и накопление долгоживущих клеток памяти. Повторная встреча с комплиментарным антигеном, приводит к их ускоренному и интенсивному размножению. В итоге количество защитных факторов (активированных клеток и антител) оказывается настолько значительным, что внедрившийся возбудитель быстро и эффективно нейтрализуется и удаляется. Клинические проявления болезни при этом, крайне незначительны или не выявляются вовсе. В данном случае можно говорить о невосприимчивости к данной болезни.

Таким образом, понимание иммунитета, как многофакторной и многоэтапной системы защиты организма, наиболее оптимально на современном этапе.

В настоящее время предлагается разделять все разнообразные формы иммунного ответа на два основных типа - врожденный и приобретенный.

Приобретенный или адаптивный иммунитет связывают со специфической функцией лимфоцитов. Действительно, антигенспецифические реакции этих клеток не предсуществуют изначально, т.е. от рождения. Они развиваются и закрепляются в ответ на массированное проникновение антигенов во внутреннюю среду организма. Такой тип иммунитета приобретается. В западной литературе его называют адаптивным.
Еще раз хочется обратить внимание читателя на тесную взаимосвязь специфических и неспецифических факторов иммунитета, их взаиморегулирование и слаженные, генетически запрограммированные, действия по надзору за антигенным постоянством и защитой внутренней среды организма.

В конце XX века, через 100 лет после выхода основополагающих трудов Пастера, работ Коха и Мечникова, последовала новая череда открытий в микробиологии. Современные представления об иммунитете претерпели многочисленные изменения, за небольшой период времени (примерно 40 лет) в человеческую популяцию вторглись и были идентифицированы более 40 новых видов патогенных бактерий и вирусов, целый ряд из которых приобрел пандемическое распространение. Поступательное движение глобального эпидемического процесса (как и наших представлений о нем) - от стихийного развития к управляемости - было прервано.

Значение иммунитета в развитии общества сложно переоценить, мы вынуждены констатировать небывалую ранее разнонаправленность тенденций в динамике больших групп инфекционных болезней. С одной стороны, продолжается выдающийся прогресс в борьбе с инфекциями, управляемыми средствами вакцинопрофилактики и санитарно-гигиеническими мерами (детские вирусные и бактериальные инфекции, острые кишечные инфекции бактериальной природы).

С другой стороны, нарастает или сохраняется неблагополучие по "социально-значимым инфекциям" (СПИД, вирусные гепатиты, туберкулез, болезни репродуктивной сферы). В полной мере сохраняют актуальность проблемы хронических, сочетанных и онкогенных инфекций.

И, наконец, существует постоянный и пока непредсказуемый риск возникновения новых инфекционных форм, как это наглядно продемонстрировали эпидемии тяжелого острого респираторного синдрома, "птичьего" гриппа, "свиного" гриппа уже в самом начале XXI столетия.

Проблема борьбы с вновь возникающими инфекциями неожиданно для многих осложнилась тем обстоятельством, что вакцинология, накопившая замечательный опыт создания специфических профилактических препаратов, все чаще сталкивается с неэффективностью классических и новейших подходов к получению вакцин против актуальнейших массовых болезней (ВИЧ-СПИД, вирусный гепатит С, хеликобактериоз).

Это обстоятельство, а также пожизненный или упорный хронический характер течения "новых" инфекций указывают на несостоятельность механизмов иммунной защиты, конкретные причины которой сегодня неясны. Очевиден факт, что нам еще неизвестны какие-то важные фундаментальные основы функционирования иммунной системы.

Ученые добились неплохих результатов в разработках препаратов позволяющих повысить иммунитет, но стоит отметить, что на данный момент этого не достаточно. В связи с этим в последнее время возобновляется интерес к изучению механизмов врожденного иммунитета, способов его стимуляции, поиску новых подходов к формированию приобретенного иммунитета.

Нарастающий темп появления "новых" и постоянные риски возврата "старых" патогенных агентов потребовали резко расширить рамки исследования их циркулирующих популяций. В числе актуальных задач их изучения сегодня - генетика возникновения новых патогенов, механизмы и условия преодоления межвидового барьера, биоразнообразие и изменчивость, доминирующие генотипы и география их распределения, условия формирования эпидемических клонов и линий, механизмы и частота формирования антибиотике - и химиорезистентных штаммов, коэволюция человека и возбудителей массовых инфекционных болезней.

Специальной задачей в этом плане является анализ и выявление закономерностей изменчивости патогенов в условиях селективного давления массовой вакцинопрофилактики, мониторинг актуальности и эффективности вакцин.

Развитие молекулярной биологии, формирование новых наук - геномики, протеомики, биоинформатики и других, быстрый прогресс методологии вооружают современную микробиологию информативными методами исследований. Молекулярный подход сегодня доминирует в изучении как самих патогенных агентов, так и их взаимодействий с биологическими системами макроорганизма.

В самых различных разделах инфекционной патологии возрастает роль исследований по изучению генетических и фенотипических факторов предрасположенности человека к заражению, заболеванию, хронизации инфекции и ее неблагоприятным исходам. В своем практическом аспекте эти исследования, как представляется сегодня, будут наиболее востребованы в области хронических и онкогенных инфекций, поскольку могут способствовать выработке критериев для прогноза клинического течения и исхода инфекции и в конечном итоге - своевременному принятию адекватных лечебно-профилактических мер.

В их числе - вакцинация как мера профилактики онкогенных последствий инфекционных заболеваний. Она уже сделала первые шаги в профилактике гепатокарциномы (вакцина против вирусного гепатита В) и рака шейки матки (вакцина против папилломавирусной инфекции). Следует ожидать, что круг онкогенных инфекций, контролируемых средствами вакцинопрофилактики, будет расширен в обозримом будущем.

Медицинская микробиология и иммунология на современном этапе переживают преимущественно аналитический период в своем развитии. Огромный поток научной информации, получаемой в ходе фундаментальных и прикладных исследований, дает основание надеяться на близкое решение вновь возникающих научных и практических задач диагностики, профилактики и лечения инфекционных заболеваний и их последствий.

Иммунитет (лат. immunitos - освобождение, избавление от чего-либо) - состояние невосприимчивости организма к чужеродным антигенам как инфекционной, так и неинфекционной природы. Реакции иммунитета направлены на недопущение, устранение чуждых организму агентов и веществ из его внутренней среды, обеспечение ее постоянства (гомеостаз).

Механизмы иммунитета усложнялись и совершенствовались по мере эволюции жизни на земле от фагоцитарной реакции у простейших, когда функция защиты была неотделима от функции пищеварения, до способности клеток организма позвоночных распознавать чуждые антигены и продуцировать высоко специфические антитела, осуществляющие функцию иммунологического надзора.

В зависимости от механизмов формирования различают иммунитет наследственный (иными словами врожденный) и приобретенный.

Наследственный иммунитет зачастую именуют видовым, так как он присущ всем особям данного вида и передается из поколения в поколение, подобно тому, как передаются иные анатомо-физиологические структуры и функции, совокупность которых в целом отличает данный вид от другого. В связи с агентами инфекционной природы примерам наследственного, т. е. генетически предопределенного (детерминированного), иммунитета является невосприимчивость человека к возбудителям подавляющего числа зоонозов (инфекционных болезней животных) и, напротив, нечувствительность животных к возбудителям антропонозов - инфекционных болезней, поражающих только людей. Напряженность наследственного иммунитета чрезвычайно высока, но не абсолютна; его иногда удается преодолеть, воздействуя на организм физическими и химическими факторами, введением необычайно больших количеств микробов или токсинов и т. п. Именно эти пути и используются при разработке моделей экспериментальной инфекции, крайне необходимых прежде всего для конструирования, производства и контроля эффективных вакцинно-сывороточных препаратов.

Приобретенный иммунитет не передается по наследству и формируется в процессе индивидуальной жизни в результате перенесенной инфекционной болезни либо по причине иммунизации. В зависимости от метода иммунизации говорят об активно приобретенном и пассивно приобретенном иммунитете.

Так, активно приобретенный иммунитет формируется в результате вакцинации, зачастую имитирующей инфекционный процесс на фоне практического здоровья, тогда как пассивно приобретенная невосприимчивость обусловлена циркуляцией чужих специфических антител, попадающих, например, от матерей через плаценту в организм новорожденных, вследствие чего они некоторое время и защищены от ряда инфекционных болезней, либо введенных с иммунными сыворотками.

Отсюда ясно, почему поствакцинальный иммунитет формируется не сразу, но сохраняется неизмеримо дольше иммунитета, связанного с введением иммунной сыворотки, хотя последний и наступает практически немедленно.

Приведенный выше принцип раздельного рассмотрения наследственного и приобретенного иммунитета является достаточно условным, так как механизмы приобретенной невосприимчивости также формируются на генетически детерминированной основе.

Видовой иммунитет - во многом следствие первичной ареактивности клеток организма, на которых отсутствуют рецепторы, способные взаимодействовать с микроорганизмами и их токсинами, и отсутствия той биохимической среды, которая необходима для размножения микробов. Наряду с этим врожденную невосприимчивость связывают и с высокой напряженностью защитных реакций, обеспеченной наличием таких факторов, как неповрежденные кожные и слизистые покровы с учетом их бактерицидных свойств, эвакуаторной способности их секретов и функций мерцательного эпителия, кислая рН желудка, содержащийся в разнообразных секретах основной белок лизоцим, функционирующий как муколитический фермент (особенно в случае взаимодействия с иммуноглобулином А) и вызывающий гибель значительного числа бактерий и в первую очередь представителей семейства стафилококков и стрептококков, постоянно присутствующих на коже и слизистых оболочках.

Важное значение в обеспечении видового иммунитета имеют содержащиеся в тканях и сыворотке различные ингибиторы ферментативной активности бактерий и вирусов, механизм действия которых подобен действию антител, белок пропердин, обладающий широким спектром бактерицидного действия на ряд бактерий и вирусов в присутствии ионов магния и комплемента.

Большую роль в состоянии наследственного иммунитета играет комплемент (скорее эффект комплементарного действия сыворотки, так как система комплемента состоит из 11 компонентов), который во многом определяет судьбу антигена (микроба-возбудителя, токсина) после его вступления в связь со специфическим антителом. Известно, что после образования комплекса антиген - антитело различные компоненты комплемента последовательно присоединяются к отдельным его участкам и так изменяют его свойства, что он более легко поглощается фагоцитами. Последующее же присоединение к комплексу антиген-антитело компонентов сопровождается губительными для микробов изменениями их клеточной стенки. Существенным фактором видового иммунитета являются так называемые нормальные антитела, в отличие от иммунных содержащиеся в низких титрах и наличие которых вероятнее всего генетически детерминировано без участия антигенного раздражения.

Нормальные антитела, равно как и иммунные (появляются в ответ на антигенное раздражение во время инфекционной болезни или после иммунизации), в присутствии комплемента обусловливают агглютинацию и лизис бактерий, делают их более легкой добычей фагоцитов (так называемый опсонизирующий эффект действия антител), нейтрализуют токсины и вирусы.

Наряду с нормальными антителами в сыворотке крови людей содержатся так называемые изоантитела к эритроцитам человека и гетероантитела (к эритроцитам животных). Активным фактором наследственного иммунитета является особый белок - интерферон, вырабатываемый в клетках организма, в частности пораженных вирусами, который после адсорбции на здоровых соседних клетках делает их недоступными для различных вирусов. Коммерческие препараты интерферона с успехам применяются в клинической и эпидемиологической практике. В перечне факторов наследственного иммунитета рассматривается и так называемая нормальная микрофлора кишечника, действующая угнетающе (антагонистически) на возбудителей брюшного тифа , дизентерии и т, д.

Как указывалось ранее, наиболее древним и мощеным механизмом, причем не только наследственного, но и приобретенного иммунитета, является фагоцитоз. Роль фагоцитоза в иммунитете всесторонне изучена и обоснована великим русским естествоиспытателем И. И. Мечниковым и его многочисленными учениками. Среди клеток, обладающих способностью фагоцитировать, различают микрофаги (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы), которые подобно пожарным первыми появляются в очаге воспаления, и макрофаги: подвижные (моноциты крови) и фиксированные (звездчатые эндотелиоциты печени, селезенки, лимфатических узлов, вилочковой железы, тимуса), адвентициальные клетки Максимова, гистиоциты соединительной ткани).

Микрофаги ведут свое происхождение от клеток соединительной ткани, циркулируют в крови до 6-7 ч, а в очаге воспаления - до 5 дней. Жизнеспособность макрофагов значительно дольше: в кровяном русле - до 3 дней, а в очаге воспаления - до нескольких месяцев. Микрофаги фагоцитируют в основном бактерий - возбудителей острых гнойных инфекций, а макрофаги могут захватывать и переваривать бактерии, грибки, простейшие, вирусы, обломки клеток своего организма, комплексы антиген-антитело и что особенно важно - участвуют в процессе образования иммунных антител.

Фагоцитоз осуществляется в несколько стадий: соединение фагоцита с микробом, погружение последнего вместе с участком клеточной стенки внутрь фагоцита и его последующее переваривание в пищеварительных вакуолях - лизосомах, где найдено более 25 различных протеолитических и гидролитических ферментов.

Некоторые патогенные микробы приобрели способность образовывать особый фермент - лейкоцидин, убивающий лейкоциты, разрушать фагосомалыше мембраны, препятствовать слиянию фагосом с лизосомами ит. д. Напротив, как ранее указывалось, фагоцитоз активируется под действием нормальных и иммунных антител, а также ряда фармакологически активных веществ - лимфокинов, выделяемых сенсибилизированными к антигену лимфоцитами тимуса (Т-лимфоцитами).

Полноценные антигены (греч. anti - против, gennae - производить) - вещества, которые обладают способностью индуцировать образование антител и взаимодействовать с ними. Так называемые гаптены, практически являющиеся лишь детерминантной частью (группой) антигенов, определяющей их специфичность, сами по себе способны лишь вступать в реакцию с уже циркулирующими в организме специфическими антителами, но, присоединившись к белку-носителю, приобретают способность индуцировать их образование.

Антигены по своей природе - высокомолекулярные полимеры, как правило; характеризующиеся высокой относительной молекулярной массой, причем проявляется прямая связь между величиной относительной молекулярной массы и степенью антигенной активности. Вместе с тем известны антигенные свойства веществ с крайне низкой молекулярной массой - порядка 3800 дальтон, например, гормон поджелудочной железы глюкагон, иммуногенность которого, однако, проявляется при введении в организм с адъювантом. Полагают, что, помимо значения величины молекулы, антигенная активность зависит от жесткости структуры детерминантных групп, входящих в состав антигена. Так, если увеличить жесткость структуры молекул практически неантигенного белка желатина путем введения в их состав тирозина, триптофана, фенилаланина, то их иммуногенность резко возрастает.

При помощи методики получения так называемых комплексных антигенов, в состав которых вводят определенные химические группировки, установлено, что специфичность антигенов определяется не свойствами всей макромолекулы, а химическим составом, месторасположением и стереоизомерией их детерминантных групп. Антигенная специфичность белковых антигенов определяется составом и последовательностью аминокислот в полипептидной цепи (особенно в ее конечных участках). Точно так же от состава и структурных взаимоотношений моносахаров зависит антигенная специфичность полисахаридов. В свою очередь детерминанты, образующиеся на поверхности белковой макромолекулы, могут отличаться друг от друга по форме, числу, размерам и набору составляющих их аминокислот.

Так называемая валентность антигена (число антител, которое может соединиться с одной молекулой антигена) зависит от числа детерминантных групп. Известно, что прямой зависимости между относительной молекулярной массой антигенов и их валентностью нет, однако молекула тиреоглобулина 40-валентна, а молекула яичного альбумина - 5-валентна.

С помощью методики серологического анализа установлена сложность антигенной структуры микроорганизмов. В составе последних выявлено наличие видовых, групповых и типовых антигенов, совокупность которых и образует так называемые антигенные формулы - своеобразные паспорта, например, многочисленных представителей рода сальмонелл, вирусов гриппа и т. д.

Антитела - это сывороточные белки-глобулины, структура которых изменена соответственно строению детерминантных групп антигена, вызвавшего (индуцировавшего) их образование. Вследствие этого такие иммуноглобулины приобретают способность вступать в реакцию взаимодействия практически только с детерминантами антигена-индуктора, что и обусловливает высокую специфичность реакции антиген - антитело. В свою очередь реакция иммуноглобулинов с антигенами-индукторами и, в частности, с различными патогенными микроорганизмами и их токсинами чаще всего (не говоря о случаях смерти от инфекционной болезни) сопровождается их нейтрализацией, гибелью и выведением из организма.

Имеется 5 классов иммуноглобулинов (Ig), различающихся между собой по относительной молекулярной массе, константе седиментации, электрофоретической подвижности, строению и, главное, по особенностям своей функциональной активности IgG, IgM, IgA, IgD и IgE.

Антитела по химическому составу и структуре неотличимы от неспецифических иммуноглобулинов того же класса. Поэтому достаточно правомерно предположение, согласно которому все молекулы Ig являются антителами к антигенам, многие из которых просто не удается обнаружить.

Синтез Ig подчиняется общим законам синтеза белков: он генетически детерминирован, иными словами связан с наличием набора определенных генов в хромосомах образующих их клеток и передается по наследству.

Иммуноглобулины образуются в результате тесного, так называемого кооперативного, взаимодействия трех видов иммунокомпетентных клеток, составляющих периферическое звено системы гуморального иммунитета. При этом все иммунокомпетентные клетки имеют общего предка в виде мультипотентных стволовых кроветворных клеток костного мозга, которые затем дифференцируются в макрофаги и так называемые Т- и В-лимфоциты. Т- и В-лимфоциты перед заселением определенных участков лимфатических органов "проходят своеобразное обучение" - инструктаж соответственно в вилочковой железе и вероятнее всего в аппендиксе и групповых лимфатических фолликулах (пейеровых бляшках) - образованиях слизистой оболочки кишечника, функционально идентичных фабрициевой сумке птиц. Морфологически В-лимфоциты отличаются от Т-лимфоцитов только наличием множества расположенных на их поверхности микроворсинок, тогда как функциональные их различия огромны. Так, установлено, что стволовые клетки еще в костном мозге дифференцируются в полустволовые, а затем часть популяции последних попадает в вилочковую железу, где под влиянием специфического индуктора-тимозина превращается в минимум в три типа Т-лимфоцитов:

Клетки-помощники или клетки-хелперы (от англ. to help - помогать), которые в последующем вместе с В-лимфоцитами участвуют в процессе продукции антител;

Клетки-киллеры (от англ. to kill - убивать), обладающие выраженной цитотоксической активностью и разрушающие чуждые организму клетки (в том числе микроорганизмов) и ткани (например, трансплантаты) с помощью образуемых ими лимфотоксинов (молекулярная масса 80 000 дальтон), которые парализуют и разрушают клетки, в частности, содержащие вирусы и риккетсии, и активизируют их фагоцитоз;

Клетки-супрессоры (от англ. to supress - подавлять), замедляющие антителообразование и "заведующие", в частности, развитием феномена иммунологической толерантности (терпимости, ареактивности к антигену-индуктору) - утраты организмом в постэмбриональном периоде способности реагировать на собственные антигены и, естественно, образовывать к ним антитела.

На состояние иммунологической толерантности похоже по конечным итогам состояние иммунологического паралича, развивающегося после введения чрезмерно больших, запредельных дозировок антигенов, что обязательно учитывается при выборе прививочных доз вакцин и анатоксинов. Вероятнее всего, роль макрофагов, Т- и В-лимфоцитов в процессе антителообразования соответственно связана со способностью макрофагов захватывать и трансформировать антиген с высвобождением его детерминантной группы, которая стимулирует Т-лимфоциты-хелперы на продукцию белка иммуноглобулиновой природы, обладающего способностью вызывать пролиферацию и дифференциацию В-лимфоцитов в пиронинофильные, а затем и плазматические,клетки, которые и продуцируют антитела, специфичные к антигену-индуктору. С учетом положения о необходимости трехклеточного кооперирования в антителогенезе, сформулированного Р. В. Петровым, схема взаимоотношений указанных клеток в процессе антителообразования может быть представлена следующим образом: антиген + макрофаг - переработанный антиген + антиген-реактивная Т-клетка - активированный антиген и, видимо, индуктор иммунопоэза + предшественник антителообразующей В-клетки - антитела. Полагают, что фактор иммунопоэза, вырабатываемый Т-лимфоцитами, активированными антигеном, представляет собой фрагмент Ig, или маленькую молекулу белка с выраженным гормональным или адъювантным действием. При этом, если индуктор иммунопоэза, продуцируемый Т-клетка-ми, почему-либо не принимает участия в кооперативном взаимодействии, то антитела не синтезируются, а развивается состояние иммунологической толерантности.

Однако нет правил без исключений. Известны так называемые тимуснезависимые, состоящие из повторяющихся субъединиц антигены типа полисахарида пневмококков, антитела к которым синтезируются В-лимфоцитами без участия Т-лимфоцитов-хелперов. Небезынтересно, что иммунологическая память к таким антигенам не развивается, почему трудно рассчитывать на эффективность отдаленной ревакцинации при их введении в чистом виде.

Срок жизни В-лимфоцитов, синтезирующих антитела, сравнительно короток. Наряду с ними существуют длительно живущие Т- и В-лимфоциты, которые после активации антигеном не проделывают весь цикл дифференцировки и поэтому выполняют особую чрезвычайно важную функцию становления иммунологической памяти способности организма быстро реагировать массивной продукцией антител на антиген-индуктор через значительное время после первой с ним встречи ранее. Очевидно, с функцией этих клеток и связан эффект ревакцинации.

В специальной литературе имеется перечень теоретических представлений о механизме образования антител. К настоящему времени наиболее экспериментально обоснованной и при этом высоко конструктивной считается клонально-селекционная теория австралийского ученого, лауреата Нобелевской премии Ф. Бернета, которая не только позволяет обобщать разнообразные уже установленные и вновь устанавливаемые факты и объяснить связанные с ними иммунологические явления, но и указывает на пути дальнейших исследований, результаты которых в свою очередь дополняют и развивают ее.

Согласно основным положениям этой теории, на протяжении длительной эволюции животного мира осуществлялись многочисленные контакты с разнообразными веществами антигенной природы, способность специфически реагировать на которые в конечном итоге закрепилась на генетическом уровне, получив представительство в хромосоме клеток, участвующих в синтезе антител. Поэтому готовность организма к реакции антителообразования генетически детерминирована и связана с наличием в популяции лимфоидных клеток множества клонов иммунокомпетентных клеток, способных продуцировать специфические антитела к различным антигенам.

Реакция лимфоидных клеток на антиген в эмбриональном и постнатальном периодах резко различается. Так, допускается, что клоны, реагирующие с антигенами собственных белков, к моменту рождения погибают, поэтому после рождения сохраняются лишь клоны клеток, распознающие только чуждые организму антигены. При этом клонально-селекционная теория допускает сохранение "запретных" клонов клеток, способных реагировать с собственными антигенами вследствие отсутствия контактов с ними в процессе эмбриогенеза. Это и является причиной развития истинных аутоиммунных заболеваний. Наличие клеток с рецепторами к различным антигенам приводит к тому, что попадающий в организм не свойственный для него "чужой" антиген неизбежно вступает в реакцию с распознающими его иммунокомпетентными клетками, вызывает усиленную их пролиферацию и массовую продукцию специфических антител.

Фундаментальными доказательствами в пользу приведенных положений клонально-селекционной теории служат экспериментально установленные факты возможности воспроизведения явления толерантности к чужеродным антигенам при условии их введения эмбриону или состояния иммунологического паралича после рождения, наличия на предшественниках клеток-продуцентов антител антителоподобных рецепторов иммуноглобулиновой природы и ряд других.

Невзирая на существенную роль антител в обеспечении невосприимчивости, природа многообразных явлений видового и приобретенного иммунитета, причем к чужеродным антигенам не только инфекционного происхождения значительно сложнее.

Невзирая на значительные успехи в объяснении механизмов, в частности, формирования иммунитета к инфекционным болезням, сущность многих известных явлений требует последующих исследований.

Так, в рамках инфекционной иммунологии не ясны причины различий в напряженности и длительности иммунитета, формирующегося после переболевания отдельными инфекционными болезнями, равно как и после введения разных вакцин одной и той же природы; требует расшифровки феномен хронического носительства патогенных микроорганизмов и ряд других фактов, знание которых необходимо для совершенствования и последовательного усиления эффективности системы профилактических мероприятий.

План лекции

Иммунология и виды иммунитета.

Врожденный и приобретенный иммунитет.

Антигены.

Антитела.

Литература.

Ветеринарна мікробіологія та імунологія: Підручник [Текст] / А.В.Демченко, В.А.Бортнічук, В.Г.Скибицький, В.М.Апатенко.-К.:Урожай, 1996.-386с.

Загальна ветеринарна мікробіологія: Навч. посібник для викладачів і студентів / В.М. Апатенко, Б.Т.Стегній, В.О. Головко, С.А.Ничик. – Х.: РВВ ХДЗВА, 2009.-294с.

Ветеринарна мікробіологія /В.А. Бортнічук, В.Г. Скибицький, Ф.Ж. Ібатуліна // Практикум: УСГА, 1993 – 206с.

Апатенко В.М. Ветеринарна імунологія та імунопатологія / Навчальний посібник.- К.: «Урожай», 1994.-128с.

1. Иммунология и виды иммунитета.

Иммунология – наука об иммунитете, которая изучает основные механизмы защиты организма, а также разрабатывает иммунологические методы диагностики, лечения и профилактики болезней человека и животных.

Начало новой науки было положено английским врачом Дженером (1749-1823), который заметил, что во время эпидемии оспы чаще других не болеют доярки. Известно, что коровы болеют оспой с поражением кожи, особенно вымени и сосков. У доярок заразившихся от коров больных оспой, возникают пустулы на руках. Переболевшие доярки не заболевали натуральной оспой. В подтверждение своих наблюдений в 1796 г он привил 8-летнему мальчику сначала коровью оспу, а спустя 1,5 мес. оспу человека и мальчик не заболел. В честь первооткрывателя предохранительных прививок Дженера названы ослабленные культуры возбудителей болезней вакцинами от лат. слова vacca – корова. Основоположникм иммунологии признан Пастер.

В результате новых открытий и достижений иммунология выросла в самостоятельную научную дисциплину, которая охватывает множество проблем и имеет ряд новых направлений общей иммунологии в частности: молекулярная иммунология, иммунопатология, иммуногенетика, иммунохимия, клиническая иммунология, иммунологическая репродукция и эмбриогенез, иммунопатология, иммуноонкология, трансплантационная иммунология.

На смену старой классификации иммунологии за последние годы сформировалась новая современная иммунология.

Современная иммунология называется новой не только потому, что за последние десятилетия расширились рамки старой классической иммунологии, которая была определена Пастером и Мечниковым как наука о невосприимчивости организма к инфекционным болезням. В настоящее время определение иммунитета как части учения об инфекции является не полным.

Современная иммунология сформировалась как наука о сохранении антигенного постоянства организма. Иммунитет это способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки чужеродной генетической информации. В понятие живых тел и веществ, генетически отличающихся от собственных, могут быть включены вирусы, бактерии, простейшие, ткани и органы измененные, в том числе и раковые. Приведенная формулировка иммунитета находится в соответствии с аксиомой Бернета, постулирующей то, что центральным биологическим механизмом иммунитета служит распознавание своего и чужого, своё воспринимать, чужое – отвергать.

В настоящее время известно, что иммунологическую функцию выполняет специализированная система тканей и органов. Это также специализированная как например пищеварительная, сердечно-сосудистая. Иммунная система – совокупность всех лимфоидных органов и клеток. Она имеет центральные и периферические органы. К центральным органам иммунной системы у млекопитающих относится тимус, костный мозг, у птиц – бурса Фабрициуса. К периферическим – селезенка, лимфатические узлы, пейеровы бляшки, кровь.

Современная иммунология рассматривает следующие 5 форм иммунологических реакций, из которых складывается иммунологический ответ:

1. Выработка антител.

2. Гиперчувствительность немедленного типа.

3. Гиперчувствительность замедленного типа.

4. Иммунологическая память.

5. Иммунологическая толерантность.

Помимо защиты от микроорганизмов – возбудителей инфекционных заболеваний, иммунная система организма участвует в противораковой защите, обеспечивает дифференцировку клеток кроветворной системы, нормальное внутриутробное развитие плода, элиминацию и утилизацию отмерших тканевых структур, а также отторжение пересаженных органов, тканей, клеток. Нарушения иммунной системы, связанные с заболеваниями обуславливают: а) резкое повышение чувствительности к острым и хроническим инфекциям, неэффективность вакцинации, повышенную вероятность возникновения опухолей, аллергию, аутоиммунные заболевания.