Глава 14. Иммунитет

Иммунитет (лат. immunitas - освобождение от чего либо) оз­начает способ защиты постоянства внутренней среды организма от генетически чужеродных агентов. Генетически чужеродными агентами могут быть микробы, продукты их жизнедеятельности, а также чуже­родные клетки, вещества, попадающие во внутреннюю среду организ­ма. Это происходит, например, при инфекционных заболеваниях, при вакцинации, переливании несовместимой крови, при трансплантации тканей или органов. Чужеродные клетки возникают и в самом орга­низме вследствие мутаций, и постоянной функцией иммунной системы является функция "надзора" - удаления таких измененных клеток. При снижении этой функции такие клетки-мутанты могут дать начало развитию злокачественного новообразования.

Вначале понятие "иммунитет" складывалось как "невосприимчи­вость к инфекционным болезням". Давно было отмечено, что чело­век, перенесший инфекционную болезнь, становится невосприимчивым к повторному заражению. В древнем Китае, в Индии делались попыт­ки проводить прививки против оспы путем искусственного заражения детей. В средние века людей, переболевших чумой, привлекали к уходу за больными и захоронению умерших.

Впервые Эдуард Дженнер провел вакцинацию против оспы путем заражения человека оспой коров. Пастер создал вакцины против бе­шенства и сибирской язвы и научно обосновал принципы получения живых вакцин. Мечников построил фагоцитарную теорию иммунитета. Бухнер обнаружил бактерицидные свойства сыворотки крови. Эрлихом была предложена гуморальная теория иммунитета. Беринг и Ру соз­дали лечебные антитоксические сыворотки против дифтерии и столб­няка. Это направленние иммунологии ("инфекционная иммунология") развивалась в дальнейшем и продолжает развиваться. Достигнуты

значительные успехи в профилактике, лечении и диагностике инфек­ционных заболеваний. Но уже с начала XX века стало известно, что чужеродными для организма являются не только микробы и их токси­ны, но и чужеродные клетки или вещества. Сложилось особое нап­равление - "неинфекционная иммунология".

Виды иммунитета. Неспецифические факторы защиты.

Различают видовой и приобретенный иммунитет.

Видовой иммунитет передается по наследству, характерен для данного вида. Например, человек невосприимчив к чуме рогатого скота, к куриной холере, собаки невосприимчивы к туберкулезу. Видовой иммунитет неспецифичен, то есть одни и те же защитные механизмы действуют против разных видов микробов. Это наиболее прочный вид иммунитета, но он не абсолютен и может быть снижен при облучении, охлаждении. Например, в опытах Пастера естествен­ная устойчивость кур к сибирской язве была преодолена при погру­жении лап в холодную воду.

Неспецифические факторы естественной резистентности защища­ют организм от микробов при первой встрече с ними. Эти же факто­ры участвуют в формировании приобретенного иммунитета.

А р е а к т и в н о с т ь клеток является наиболее стой­ким фактором естественной защиты. При отсутствии клеток, чувс­твительных к данному микробу, токсину, вирусу организм полностью защищен от них. Так, например, крысы нечувствительны к дифтерий­ному токсину.

Кожа и слизистые оболочки представляют собой механический барьер для большинства патогенных микробов. Кроме того, на мик­робов губительно действуют выделения потовых и сальных желез, содержащие молочную и жирные кислоты. Чистая кожа обладает более сильными бактерицидными свойствами. Удалению микробов с кожи способствует слущивание эпителия.

В секретах слизистых оболочек содержится лизоцим (lysozyme)

- фермент, лизирующий клеточную стенку бактерий, главным обра­зом, грамположительных. ЛИзоцим содержится в слюне, секрете конъюнктивы, а также в крови, в макрофагах, в слизи кишечника. Открыт впервые П.Н. Лащенковым в 1909 г. в белке куриного яйца.

Эпителий слизистых оболочек дыхательных путей является препятствием для проникновения патогенных микробов в орагнизм. Час­тицы пыли и капли жидкости выбрасываются наружу со слизью, выде­ляющейся из носа. Из бронхов и трахеи попавшие сюда частицы вы­водятся движением ресничек эпителия, направленным кнаружи. Эта функция мерцательного эпителия обычно нарушена у злостных ку­рильщиков. Немногие частички пыли и микробы, достигшие легочных альвеол, захватываются фагоцитами и обезвреживаются.

Секрет пищеварительных желез. Желудочный сок губительно действует на микробов, поступающих с водой и пищей, благодаря наличию соляной кислоты и ферментов. Пониженная кислотность же­лудочного сока способствует ослаблению сопротивляемости к кишеч­ным инфекциям, таким как холера, брюшной тиф, дизентерия. Бакте­рицидным действием обладают также желчь и ферменты кишечного со­держимого.

Лимфатические узлы. Микробы, проникшие через кожу и слизис­тые оболочки, задерживаются в регионарных лимфатических узлах. Здесь они подвергаются фагоцитозу. В лимфатических узлах также содержатся так называемые нормальные (естественные) киллеры-лим­фоциты (англ. killer - убийца), несущие функцию противоопухоле­вого надзора - разрушение собственных клеток организма, изменен­ных вследствие мутаций.

Фагоцитоз - процесс активного поглощения клетками организма микробов и других чужеродных частиц (греч. phagos - пожирающий + kytos - клетка). Это самый мощный из неспецифических факторов защиты против бактерий.

И.И. Мечников - автор фагоцитарной теории иммунитета - по­казал, что: 1)явление фагоцитоза - это проявление внутриклеточ­ного переваривания, которое у низших животных, например, у амеб, является способом питания; 2)у высших организмов фагоцитоз явля­ется механизмом защиты. Фагоциты освобождают организм от микро­бов, а также уничтожают старые клетки собственного организма.

По Мечникову, все фагоцитирующие клетки подразделяются на макрофаги и микрофаги. К микрофагам относятся полиморфноядерные гранулоциты крови: нейтрофилы, базофилы, эозинофилы. Макрофаги - это моноциты крови и макрофаги различных тканей организма - пе­чени, легких, соединительной ткани.

В процессе фагоцитоза различают несколько стадий (Рис. 12):

1)приближение и присоединение фагоцита к микробу;

2)поглощение микроба;

3)внутриклеточная инактивация микроба;

4)переваривание микроба ферментами клетки.

Завершенный фагоцитоз включает в себя все четыре стадии. Незавершенный фагоцитоз не приводит к гибели и перевариванию микробов. Захваченные фагоцитами микробы выживают и размножаются внутри клетки (например, гонококки).

При наличии приобретенного иммунитета к данному микробу ан­титела-опсонины специфически усиливают фагоцитоз. Такой фагоци­тоз называется иммунным. В отношении патогенных бактерий, обла­дающих антифагоцитарной активностью, например, стафилококков, фагоцитоз возможен только после опсонизации.

Ф у н к ц и я м а к р о ф а г о в не ограничивается то­лько фагоцитозом. Макрофаги вырабатывают лизоцим, белковые фрак­ции комплемента, участвуют в формировании иммунного ответа: вза­имодействуют с Т- и В-лимфоцитами, продуцируют интерлейкины, ре­гулирующие иммунный ответ.

Гуморальные факторы защиты. В крови, лимфе и других жидкос­тях организма (лат. humor - жидкость) находятся вещества, обла­дающие антимикробной активностью. К гуморальным факторам неспе­цифической защиты относятся: комплемент, лизоцим, b-лизины, лей­кины, противовирусные ингибиторы, нормальные антитела, интерфе­роны.

К о м п л е м е н т - важнейший гуморальный защитный фак­тор крови, представляет собой комплекс белков, которые обознача­ются как С1, С2, С3, С4, С5, ... С9. Вырабатываются клетками пе­чени, макрофагами и нейтрофилами. В организме комплемент нахо­дится в неактивном состоянии. Активируясь, белки приобретают свойства ферментов.

Существуют два пути активации комплемента: классический и альтернативный.

Классический путь осуществляется с участием антител. К комплексу антиген-антитело присоединяется фракция С1, затем пос­ледовательно С4, С2, С3, далее активируются C5, C6, C7, C8, C9. Каждая предыдущая фракция вызывает активацию последующей. В ре­зультате такого "каскадного" процесса активации последние фрак­ции приобретают способность лизировать микробы, эритроциты и др.

Альтернативный путь совершается без участия антител, под влиянием антигена и начинается с активации С3.Система комплемента осуществляет: 1)лизис клеток; 2)активацию фагоцитоза; 3) участие в реакции анафилаксии и в процессе воспаления; 4)участие в иммунном ответе.

Комплемент термолабилен, разрушается при 56^оС в течение 30 минут. Сыворотка крови, обработанная таким образом, называется инактивированной. Коммерческий препарат комплемента, применяемый в лаборатории, представляет собой сыворотку крови морской свин­ки. Выпускается в ампулах в лиофилизированном виде.

Л и з о ц и м вырабатывается моноцитами крови и тканевыми макрофагами, оказывает лизирующее действие на бактерии, термос­табилен.

Б е т а - л и з и н выделяется тромбоцитами, обладает ба­ктерицидными свойствами, термостабилен.

Н о р м а л ь н ы е а н т и т е л а содержатся в крови, возникновение их не связано с заболеванием, они оказывают анти­микробное действие, способствуют фагоцитозу.

И н т е р ф е р о н - защитный белок, вырабатываемый кле­тками в организме, а также культурами клеток. Интерферон подав­ляет развитие вируса в клетке. Явление интерференции заключается в том, что в клетке, зараженной одним вирусом, вырабатывается белок, подавляющий развитие других вирусов. Отсюда название - интерференция (лат. inter - между + ferens - переносящий). Ин­терферон открыли А. Айзекс и Дж. Линденман в 1957 г.

Защитное действие интерферона оказалось неспецифическим в отношении вируса, так как один и тот же интерферон защищает клетки от разных вирусов. Но он обладает видовой специфичностью. Поэтому в организме человека действует только тот интерферон, который образован клетками человека.

В дальнейшем было обнаружено, что синтез интерферона в клетках может быть индуцирован не только живыми вирусами, но и убитыми вирусами, бактериями. Индукторами интерферона могут быть некоторые лекарственные средства.

В настоящее время известно несколько интерферонов. Они не только препятствуют размножению вируса в клетке, но и задержива­ют рост опухолей и оказывают иммуномодулирующее действие, то есть нормализуют иммунитет.

Интерфероны разделяют на три класса: a-интерферон (лейкоци­тарный), b-интерферон (фибробластный), g-интерферон (иммунный).

Лейкоцитарный a-интерферон продуцируют в организме в основ­ном макрофаги и В-лимфоциты. Аптечный препарат a-интерферона получают в культурах донорских лейкоцитов, подвергнутых действию индуктора интерферона. Применяется как противовирусное средство.

Фибробластный b-интерферон в организме продуцируют фиброб­ласты и эпителиальные клетки. Препарат b-интерферона получают в культурах диплоидных клеток человека. Обладает противовирусным и противоопухолевым действием.

Иммунный g-интерферон в организме продуцируют, в основном, Т-лимфоциты, стимулированные митогенами. Препарат g-интерферона получают в культуре лимфобластов. Обладает иммуностимулирующим действием: усиливает фагоцитоз и активность естественных килле­ров (NK-клеток).

Продукция интерферона в организме играет роль в процессе выздоровления больного инфекционным заболеванием. При гриппе, например, продукция интерферона возрастает в первые дни заболе­вания, в то время как титр специфических антител достигает мак­симума только к 3-й неделе.

Способность людей продуцировать интерферон выражена в раз­ной степени. "Интерфероновый статус" (ИФН-статус) характеризует состояние системы интерферона:

1)содержание интерферонов в крови определяется по их дейс­твию на определенные виды вирусов;

2)способность лейкоцитов, полученных от пациента, вырабаты­вать интерферон в ответ на действие индукторов.

В лечебной практике применяют a-, b-, g-интерфероны естест­венного происхождения. Получены также рекомбинантные (генноинже­нерные) интерфероны: реаферон и другие.

Эффективным в лечении многих заболеваний является примене­ние индукторов, способствующих выработке в организме эндогенного интерферона.

Приобретенный иммунитет

В отличие от видового, приобретенный иммунитет формируется в ответ на действие генетически чужеродного агента (антигена), это антигензависимый иммунитет. Он специфичен по отношению к ан­тигену. Так, человек, переболевший корью, приобретает иммунитет только против кори; человек, получивший прививку против дифте­рии, приобретает невосприимчивость только к дифтерии. Приобретенный иммунитет не передается по наследству, он является инди­видуальным.

Сила и продолжительность иммунного ответа регулируется ге­нами иммунного ответа. Это Ir-гены (англ. immune - иммунный, response - ответ). Они кодируют образование Ia-белка, участвую­щего в иммунном ответе.

Виды и формы приобретенного иммунитета. В зависимости от способа формирования различают виды приобретенного иммунитета (Таблица 3).

Таблица 3

+

ВИДЫ ИММУНИТЕТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА ФОРМИРОВАНИЯ

------- ИММУНИТЕТ ----------

| ------------- |

| ВИДОВОЙ | | ПРИОБРЕТЕННЫЙ |

----------- -----------------

----- АКТИВНЫЙ ----- | ------------ | ------------ -------------- ПОСТИНФЕК-| | ПОСТВАКЦИ- | ЦИОННЫЙ | | НАЛЬНЫЙ | (ЕСТЕСТВЕН-| | (ИСКУССТВЕН-| НЫЙ) | | НЫЙ) |

---- ПАССИВНЫЙ --- | ------------- | -------------- ------------- | ПОСТСЫВОРО-| | ПЛАЦЕНТАР-| | ТОЧНЫЙ | | НЫЙ | |(ИСКУССТВЕН-| |(ЕСТЕСТВЕН-| | НЫЙ) | | НЫЙ) |

А к т и в н ы й и м м у н и т е т вырабатывается орга­низмом в ответ на антиген. Вследствие перенесенного инфекционно­го заболевания вырабатывается активный естественный (постинфек­ционный) иммунитет. В ответ на введение вакцины или анатоксина - активный искусственный (поствакцинальный) иммунитет. Под влияни­ем антигена в организме происходит активная перестройка иммунной системы. В результате образуются антитела, которые соединяются с микробами или их токсинами, обезвреживая их или усиливая фагоцитоз. Постинфекционный иммунитет может быть пожизненным или длиться годами, как при кори, коклюше, брюшном тифе, дифтерии. Повторные заболевания возможны, но редко. Непродолжителен имму­нитет при гриппе.

Поствакцинальный иммунитет формируется не сразу, а через некоторое время (дни, недели) после введения вакцины или анаток­сина, сохраняется при применении живых вакцин несколько лет, убитых - до одного года.

П а с с и в н о п р и о б р е т е н н ы й и м м у н и - т е т возникает, если организм получает от другого, иммунного организма, готовые антитела. При введении иммунных сывороток создается искусственный (постсывороточный) иммунитет. Например, при лечении ребенка, больного дифтерией, путем введения ему сы­воротки крови лошади, иммунизированной дифтерийным токсином. Пассивно приобретенный иммунитет, в отличие от активного, созда­ется быстро, но сохраняется недолго.

Пассивный естественный иммунитет создается, когда антитела передаются от матери плоду через плаценту (плацентарный иммуни­тет) или ребенку с материнским молоком. Благодаря этому грудные дети в первые месяцы жизни невосприимчивы к некоторым инфекцион­ным болезням, например, к кори, дизентерии.

При большинстве инфекций по мере развития невосприимчивости организм осовобождается от микробов. Но при некоторых заболева­ниях, например, при туберкулезе, сифилисе иммунитет поддержива­ется сохранившимися в организме возбудителями. Такой иммунитет называют н е с т е р и л ь н ы м.

М е с т н ы й и м м у н и т е т - это особый вид защиты против внедрения в организм возбудителей инфекций, главным обра­зом кишечных и воздушно-капельных. Большую роль здесь играют неспецифические факторы и антитела, так называемые секреторные иммуноглобулины класса А (SIgA).

Различают виды иммунитета в зависимости от того, против че­го он напрвлен. При а н т и б а к т е р и а л ь н о м иммуни­тете защитные силы организма направлены на уничтожение бактерий, при а н т и т о к с и ч е с к о м - антитела-антитоксины ней­трализуют бактериальные экзотоксины. Этот вид иммунитета имеет большое значение при токсинемических инфекциях, таких, как диф­терия, столбняк, ботулизм, газовая анаэробная инфекция. П р о - т и в о в и р у с н ы й иммунитет обеспечивает нейтрализацию

вирионов или подавление их образования. П р о т и в о о п ух о л е в ы й иммунитет направлен против опухолей. Т р а н сп л а н т а ц и о н н ы й иммунитет возникает вследствие несов­местимости тканей при трансплантации.