Иммунитет

Виды и формы иммунитета. Естественная резистентность.

Иммунитет- это совокупность защитных механизмов, Направленных на сохранение постоянства антигенного состава иутренней среды организма, т.е. система защиты от чужеродных центов.

Это биологическое явление характерно для всех существ.

Иммунология- учение об иммунитете.

Виды и Формы иммунитета. Различают, иммунитет тканевой /обусловливает несовместимость тканей/ и антиинфекционный / противомикробный и Противопаразитарный /.

Антиинфекционньй иммунитет включает:

естественную резистентность / неспецифическая защита /

и приобретённый иммунитет / специфическая защита /.

Естественная резистентность представлена:

а/ видовой невосприимчивостью /невосприимчивость к микробам, патогенным для других видов/,

б/ невосприимчивостью при генетических отклонениях от нормы /например, люди с серповидной формой эритроцитов не болеют Малярией/,

в/собственно естественной резистентностью.

Приобретенный иммунитет имеет следующие формы:

1) активный /в его создании принимает участие собственная Иммунная система/, в том числе:

а/ постинфекционный /после перенесенного заболевания/

б/ поствакцинальный /после введения вакцинного препарата/,

2) пассивный /когда в организм вводятся готовые специфические антителаили иммуноциты/, в том числе:

а/ плацентарный /передаваемые от матери через плаценту плоду антитела/ б/ постсывороточный /после введения иммунной сыворотки/.

Формы la и 2а являются естественным иммунитетом, формы 16 и 26 - искусственным. По направленности приобретенный иммунитет /формы 1а,б и 2а,б/ может быть антитоксическим /защита от чужеродного яда/ и антимикробным /невосприимчивость к микробам/. В свою очередь антимикробный иммунитет /по присутствию или отсутствию в организме живых микробов/ делят на нестерильный /инфекционный/ и стерильный.

Особым видом защиты является местный иммунитет, которому свойственны черты естественной резистентности и приобретенного иммунитета.

Признаки естественной резистентности:

1. Наследуется, являясь видовым признаком.

2. Отличается относительной стойкостью в течение жизни.

3. Формирование не связано с поступлением антигена /чужеродных агентов/.

4. Механизм защиты однотипен вне зависимости от вида возбудителя / неспецифичиость защиты/.

Признаки приобретенного иммунитета:

1. Приобретается в течение жизни индивидуума /не наследуется/.

2. Нестоек во времени.

3. Строго специфичен /направлен против того возбудителя или яда, к которому иммунизирован индивидуум/.

Механизмы естественной резистентности Главным фактором видовой невосприимчивости и невосприимчивости при генетических отклонениях является клеточная ареактивностъ. Клеточная, ареактивность обусловлена отсутствием в организме клеток или рецепторе: с которыми могли бы связываться и взаимодействовать микробы, а также отсутствием питательных субстратов, других условий для размножения и поддержания микроба в организме.

Другие факторы неспецифической защиты объединяют в 3группы:

- обще-физиологические

- клеточные

- гуморальные

1 .Общефизиологические факторы.

1. Общая реактивность организма /интегральный показатель, на который оказывают влияние, например, интенсивность обмена веществ, гормональный фон процессы торможения и возбуждения участков ЦНС и др./,

2. Температурная реакция /лихорадка стимулирует другие факторы зашиты, способствует замедлению размножения вирусов и т.д./.

3. Секреторные и экскреторные функции /механическое удаление Микробов с мокротой, мочой и т.д

4.Изменение кислотности среды в тканях и полостях /препятствует росту и размножению микробов/.

5. Воспаление /является комплексом реакций, ведущих к ограничению и ликвидации очага инфекции: а/образование отёка; 6/образование вала из мигрирующих клеток; в/закупорка капилляров; г/индукция фагоцитоза; д/выделение тканями биологически-активных веществ/медиаторов/, влияющих на |развитие общих и местных реакций защиты/, б/ защитное действие нормальной микрофлоры. В его основе лежит конкуренция со случайно попадающими микробами, которые хуже приспособлены к условиям данной экологической ниши, и активация иммунной системы.

II Клеточные факторы /их функцией является защита от проникновения и уничтожение попавших в организм чужеродных частиц/.

1 Неповрежденная кожа и слизистые оболочки /представляют собой не только механический барьер, когда микробы удаляются со слущивающимися клетками, но и химический, т.к. находящиеся в секретах кислоты и ферменты /лизоцим и др./ обладают антимикробным действием, а также иммунный барьер, поскольку уже здесь происходят специфические защитные реакции, обусловленные действием секреторных/

иммуноглобулинов класса А.

В целом это является важным самостоятельным звеном защиты, определяющим местный иммунитет.

2. Лимфатический аппарат /выполняет барьерную функцию, является "фильтром для лимфы, в котором фокусируется воспаление, индуцируется фагоцитоз и происходит антигенная стимуляция иммунной системы - сигнал для включения специфических механизмов защиты/.

3. Фагоцитоз.

Фагоцитозом называют процесс узнавания,поглощения и разрушения клетками организма /фагоцитами/инородных частиц. Явление открыто и подробно описанорусским ученый, лауреатом Нобелевской премии И.И.Мечниковым в 1883 г /описаны фагоциты, стадии и механизм, атакже широкое распространение фагоцитоза в природе, чтопозволило выдвинуть первую теорию иммунитета/.

К профессиональным фагоцитам относятся:

I/ нейтрофилы крови/полиморфно-ядерные лейкоциты/;

2/ макрофаги, входящие всистему мононуклеарных фагоцитов /СМФ/ - совокупностьподвижных и фиксированных клеток костно-мозговогопроисхождения.

Стадии завершенного фагоцитоза:

1/ приближение /индуцируется химическими веществами - эндогенными и экзогенными аттрактантами/, одновременно идёт подготовка объекта к захвату /опсонизация/ - окружение его молекулами комплемента и/или антител,

2/ прикрепление /в том числе за счет рецепторов фагоцита длякомплемента и антител/,

3/ поглощение /путём инвагинации мембраны фагоцита, еёотшнуровывания и образования вакуоли - фагосомы/,

4/ переваривание и удаление остатков /при слиянии фагосомы илизосом образуется фаголизосома, происходит "освобождение"лизосомальных ферментов, закисление среды, гибель микроба/.При незавершенном фагоцитозе гибели микроба не происходит,напротив, он может размножаться внутри фагоцита, вызываягибель, или покидать фагоцит без размножения.

Отрицательная роль незавершенного фагоцитоза:

а/внутри фагоцита микробзащищен от действия гуморальных факторов организма, антители лекарств,

б/возможна миграция микробов из очага,

в/происходит гибель фагоцитов, г/в целом это способствуетхронизации инфекции /например, при хронической гонорее,туберкулёзе/.

К факторам, угнетающим фагоцитоз относятся: факторы патогенности микробов, кортикостероиды, серотонин, аминазин, антибиотики, антигистаминные препараты.

Стимулируют фагоцитоз: ионы кальция и магния, антитела/опсонины/, комплемент, лимфокины, гистамин, адреналин,лихорадка.

Ш. Гуморальные факторы. Они содержатся в жидкостях -крови, слюне, молоке, лимфе, ликворе, слёзной жидкости,различных экссудатах.

1. Комплемент. Это термолабильный комплекс из 9 белковых фракций сыворотки крови, составляющих сложную многофункциональную систему. Биологическая роль: усиливает Хемотаксис /приближение фагоцитов/, фагоцитоз и действие антител, участвует в лизисе /растворении/ микробных клеток и нейтрализации вирусов, в формировании иммунного ответа

2. Лизоцим. Это фермент /мурамидаза/, который разрушает пептидогликан клеточной стенки бактерий, способствуя их лизису. Наиболее чувствительны грамположителыше бактерии.

3, Пропердин. Это сывороточный белок /гамма-глобулин/. Участвует в опсонизации и разрушении микробов самостоятельно /после активации/ или через активацию системы комплемента. Вместе с ионами магния и 4 другими факторами образует систему пропердина.

4 Бета-лизин - термостабильный компонент сыворотки крови.Овладеет бахтерицидяым свойствами, повреждаяциоплазматическую мембрану; наиболее чувствительныспорообразующие аэробы.

5. Лейкины - термостабильные вещества лейкоцитов,оказывающие бактерицидное действие.

6. Плакины - бактерицидные термостабильные веществатромбоцитов.

7.. Эритрин - бактерицидное термостабильное веществоэритроцитов.

8. Интерфероны - видоспецифические термостабильные белкиразличных клеток, препятствующие размножению вирусов иопухолевых клеток. Индукторами интерферона являютсямикробные компоненты, синтетические вещества,

9. Вируснейтрализующие ингибиторы /инактивируют вирусныечастицы/.

10, Нормальные антитела /иммуноглобулины, инактивирующиемикробы, с которыми организм ранее не встречался/.

11. Трансферрин - сывороточный белок. Оказывает бактериостатическое действие, связывая и транспортируя ионы железа в организме.

Регуляция факторов естественной резистентностиосуществляется посредством сложных нейро-гуморальных механизмов.

Для оценки состояния естественной резистентности определяют: фагоцитарные реакции /активность, интенсивность,завершенность фагоцитоза/; титры лизоцима, комплемента ; бактерицидную активность сыворотки крови /БАСК/; бактерицидную активность кожи /БАК/; глубокую и поверхностную аутофлору /нормальную микрофлору кожи/. Это позволяет прогнозировать возникновение инфекций, диагносцировать и оценивать эффективность их лечения.

Специфические механизмы защиты. Антигены. Антитела.

Специфические механизмы защиты /приобретенный иммунитет, иммунный ответ/ предполагают распознавание клетками иммунной системы генетически чужеродных субстанций /антигенов/ и специфическое реагирование на них, которое может проявляться в виде нескольких реакций:

- образование антител

- иммунологическая память

- иммунологическая толерантность

- гиперчувствительность немедленного типа

- гиперчувствительность замедленного типа

- идиотип-антиидиотипическое взаимодействие.

Эти реакции и в целом иммунный ответ являются функцией иммунной системы.

Иммунная система - это совокупность всех лимфоидных органов и клеток, образующих единый диффузный орган иммунитета. Клетки этого органа постоянно циркулируют с кровотоком по всему телу. Главной клеткой иммунной системы является лимфоцит.

Центральные органы иммунитета - тимус /вилочковая железа/ и костный мозг. В них происходит дифференциация, т.е. развитие и "обучение" лимфоцитов, которые становятся, соответственно, Т-лифоцитами и В-лимфоцитами. Периферические органыиммунитета - селезенка, лимфоузлы, лимфатические фолликулы/бляшки/, циркулирующие в крови моноциты. В этих органахПроисходит формирование конкретного иммунного ответа.Иммунный ответ осуществляют иммуно-компетентные клетки/иммуноциты/, т.е. Т-лимфоциты, В-лимфоциты и макрофаги, входе их кооперации с участием медиаторов /химическихПосредников/.Различают гуморальный иммунный ответ /выработка антител,формирование аллергии немедленного типа/ и клеточныйиммунный ответ, связанный с накоплениемсенсибилизированных Т-лимфоцитов /гиперчувствителъностьзамедленного типа и др./.Иммунный ответ контролируют гены 1-области 6-й парыхромосом человека. Пусковым механизмом для любойиммунологической реакции является контакт иммунной системыс антигеном.

Антигенами называют вещества, которые несут признакигенетической чужеродности и при введении в организмвызывают развитие иммунологических реакций. Если веществовызывает развитие аллергии, его называют аллергеном. Условия,при которых вещество может быть антигеном:

1чужеродность /по отношению к иммунной системе конкретного

2 достаточно большая молекулярная масса /более 10 кило дальтон/,

3достаточно сложная структура,

4 жесткое расположение детерминантных групп в молекуле,

5 хорошая растворимость во внутренней среде организма,

Антигенами являются:

белки различного происхождения, сложные полисахариды, липополисахариды, комплексы белков с липидами или нуклеиновыми кислотами. Не являются антиигенами: простые неорганические и органические соединения, липиды, чистые препараты нуклеиновых кислот.

Для полноценных антигенов характерны следующие свойства:чужеродность, антитенность, иммуногенность и специфичность.

Чужеродность - признак /"печать"/ работы чужого генома /организма/. Он появляется при высокой уровне организации биомолекул /например, отсутствует у аминокислот или пептидов,; но появляется у сложных белков/. "Чужеродность относительна: /кроличий белок альбумин не чужероден для кролика, но чужероден для мыши или морской свинки/.

Антигенность -способность вызывать иммунологические реакции большей или меньшей степени выраженности /например, глобулин обладает большей антигенностью, чем альбумин, т.к. после введения глобулина образуется больше антител/.

Иммуногенность -способность вызывать формирование иммунитета /невосприимчивости к микробам или токсинам/. Например, антигены возбудителя брюшного тифа или кори более иммуногенны, чем антигены возбудителя дизентерии, после которой нет стойкого иммунитета и бывают повторные заболевания.

Специфичность - это то, чем антигены отличаются друг от друга. Она определяется их химической структурой. Наиболее значимые для специфичности химические группы /антигенные детерминанты/: обладают гидрофильностью, концентрируют определенный заряд и ориентированы наружу. Количество антигенных детерминант /валентностей/, присоединяющих i молекулу антитела, у разных антигенов колеблется от 10 до 1000 и более.

По специфичности различают следующие типы антигенов:

I/ видовой антиген, определяется у всех представителей данного вида и отсутствует у представителей других видов /у микробов, животных, человека его можно выявить в реакции с видо-специфическими иммунными сыворотками/,

2/ типовой антиген, обусловливает различие среди особей одного вида; например, возбудитель дизентерии Флекснера имеет 6 антигенных вариантов - сероваров. У человека различают более 70 изоантигенов, обусловливающих различия по группам крови, резус-фактору, антигенам тканевой совместимости. Несовпадение по изоантигенам донора и реципиента может быть причиной реакции отторжения пересаженной ткани или органа,

3/ гетерогенный антиген, является общим для представителей разных видов; так, у возбудителя чумы и других микробов есть общие антигены с тканями человека /антигенная мимикрия/; общие антигены могут быть у представителей разных видов

микробов, входящих в одно семейство, или весьма отдалённых /групповые антигены/,

4/ аутоантигены - это вещества, способные иммунизировать тот организм, из которого они получены. Нормальными аутоантигенами являются ткани организма, которые в норме не соприкасаются с иммунной системой /мозг, хрусталик глаза, семенники/; они в случае травмы могут иммунизировать организм. Патологическими аутоантигенами могут быть патологически измененные ткани после обморожения, ожога, получения, действия микробных токсинов.

Все антигены можно разделить на полноценные, обладающие всеми свойствами антигена, и неполноценные /гаптены/.

Гаптенами - называют вещества, не способные при введении в организм вызывать иммунологические реакции, но вступающие в специфические реакции с готовыми антителами или иммуноцитами, Гаптены становятся полноценными антигенами после укрупнения молекулы /соединения с белком, полисахаридом или другим носителем/. Гаптенами могут быть: несложные полипептиды, липиды, нуклеиновые кислоты, простые органические вещества, антибиотики, формальдегид и др. Простые гаптены при взаимодействии с соответствующими антителами не дают видимой реакции осаждения /преципитации/,а сложные гаптены - дают /выпадает осадок/. Проникая в организм, гаптены могут соединяться с его белками /свободными или в составе клеток/ и становиться полноценными антигенами, иммунизируя организм. Это может приводить к патологическим состояниям /контактные дерматиты у рабочих на производстве антибиотиков или витаминов, аллергические реакции после введения лекарств; если гаптен имеет сродство к клеткам крови, может развиться анемия, лейкопения или пурпура/.

Микробные антигены. К ним относят: целые микробные клетки /убитые и живые/, токсины, продукты распада клеток, извлекаемые из клеток фракции. В антигенной структуре микробной клетки различают: Н-антиен /белковый антиген жгутиков/, К-антиген /поверхностный белковый или полисахаридный антиген оболочки/, О-антиген /липополисахарид клеточной стенки, соматический антиген/, цитоплазматические антигены. Протективным антигеном микроба называют антиген с

наибольшей антигенностью и иммуногенностью, который при введении способствует формированию стойкого иммунитета. Поэтому протективные антигены вводят в состав вакцин. Цели изучения микробных антигенов:

- определение вида и варианта /идентификация/ возбудителя по антигенной структуре,

- быстрая индикация /обнаружение/ микробов в исследуемом материале иммунологическими методами /при помощи иммуноглобулиновых препаратов,

- конструирование антигенных препаратов /диагностикумов, аллергенов/ для диагностики инфекционных заболеваний по иммунному ответу организма /серодиагностика - обнаружение: антител, аллергодиагностика

- обнаружение сенсибилизированных лимфоцитов,

- создание вакцин и сывороток для профилактики и лечения инфекций.

Препараты микробных антигенов можно получить из культуральной жидкости /секретируемые/ или путем разного рода воздействий на клетки /нагреванием - 0-антиген, обработкой формалином - Н-антиген; используют также ультразвуковую дезинтеграцию, фракционирование, химическую экстракцию и; т.д./. Антигены можно создать в лабораторных условиях путём химического синтеза /синтетические антигены/.

Антитела - это белки животного происхождения, образуемые лимфоидными органами позвоночных при внедрении антигенов и способные вступать с ними в специфическое взаимодействие. Они отличаются особым строением и свойствами, входят в состав гамма-глобулиновой фракции сыворотки крови и поэтому их называют иммуноглобулинами. Свойства антител: специфичность и ряд физико-химических особенностей Специфичность - способность вступать в реакцию только с тем антигеном, который вызвал их образование. Физико-химические свойства:

а/ относительнаятермостабильность,

б/ относительная устойчивость к действию протеаз,

в/ устойчивость к денатурации этанолом при 0 -4°С,

г/ осаждаются без денатурации нейтральными солями /сульфатом' аммония и др./.

Эти свойства используются при получении иммуноглобулиновых препаратов.

Различают 5 классов иммуноглобулинов (Ig ), отличающихся по массе /150 - 900 КД/, физико-химическим свойствам, строению и функциональным особенностям: G, М, А, Е, Д. Основную массу сывороточных иммуноглобулинов составляют антитела трёх классов: IgG /70-80%/, IgA /10-15%/ и IgM /5-10%; остальные / IgE и IgD/-0,2 %.

Строение иммуноглобулина /IgG , мономер/. IgG состоит из 4 полипептидных цепей, соединенных дисульфидными связями: пары идентичных тяжелых /50 КД/ и пары идентичных легких /23 КД/ цепей с шарнирным участком в середине молекулы. При обработке протеолитическим ферментом папаином IgGраспадается на 3 фрагмента: 2 идентичных с активными центрами /антидетерминантными группами/ - Fabl и Fab2, способных вступать в реакцию с антигеном, и фрагмент Fc/кристаллизующийся, константный/, не вступающий в связь с антигеном. Свободные концы /активные центры/ обоих Fab фрагментов составлены из вариабельных участков - тяжелой и легкой цепи. Конфигурация активного центра повторяет пространственную структуру антигенной детерминанты в виде полости /как перчатка повторяет форму руки/. Остальные участки молекулы константны т.е. имеют одинаковые аминокислотные последовательности у антител разной специфичности. Этими участками /Fc/ антитела могут адсорбироваться, например, на специальных рецепторах иммуноцитов.IgG двухвалентны — имеют 2 активных центра, IgM пятивалентныимеют 5 активных центров/ пентамер /.

Краткая характеристика классов иммуноглобулинов.

IgG - сывороточные антитела /150 КД/, в большом количестве образуются при повторном поступлении антигена, проходят через плаценту, высокоспецифичны, нейтрализуют микробные частицы и токсины, взаимодействуют с гаптенами.

IgM- сывороточные антитела /900 КД/, появляющиеся в 1-е дни после 1-го контакта с антигеном, менее специфичны, чем IgG , не- проходят через плаценту, но могут быть в секретах на слизистых оболочках, активно связывают комплемент, участвуют в лизисе клеток.

IgAr- содержатся в сыворотке крови /мономер, 170 КД/ и в секретах /молоке, на "слизистых оболочках - димер, 430 КД/. При прохождении /из кровеносного русла/ через эпителий они приобретают "секреторный компонент", который предохраняет молекулу от разрушения ферментами секретов. IgA имеет большое значение в создании местного иммунитета, препятствуя адгезии микробов к эпителиоцитам и колонизации ими слизистых оболочек.

IgE - сывороточные термолабильные антитела-реагины /190 КД/; обладают цитофильностью /фиксируются на клетках/, способствуя развитию аллергических реакций немедленного типа; не проходят через плаценту; усиливают проницаемость сосудов.

IgD - сывороточные термолабильные антитела /180 КД/, функции которых уточняются.

Различают полные и неполные антитела.

Полные антителаимеют 2 или более валентности и образуют с антигеном комплексные соединения /сетевые структуры/. Так как 1 молекула антитела может связываться с 2 и более антигенами, то приводит к изменению физико-химического состояния антигена и видимым феноменам - агглютинации /образуются хлопья/, преципитации /выпадает осадок/ и др.

Неполные антитела/блокирущие/ моновалентны, т.к. имеют 1 активный центр. Они не дают сетевых структур и не обнаруживаются в прямых реакциях иммунитета /их обнаруживают непрямыми методами - путем нейтрализации антигена или в антиглобулиновом тесте Кумбса/. Динамика накопления антител различна в зависимости от того, первично или вторично поступает дачный антиген в организм.

При первичном иммунном ответе антитела могут быть обнаружены в крови через 3-4 дня после контакта с антигеном. Это латентная /индуктивная/ фаза иммуногенеза - период скрытого антигенного раздражения и кооперативного взаимодействия иммуноцитов, в результате чего из В-лимфоцитов образуются и накапливаются плазматические клетки, продуцирующие антитела /продуктивная фаза иммуногенеза/. Максимальное количество антител отмечается на 7-20 день; после этого наблюдается снижение титра до минимума, который наступает через 2-3 месяца. С начала|продуктивной фазы (Образуются IgM , затем дополнительнопродуцируются IgG и IgA,

Вторичный иммунный ответимеет следующие отличия:

а/ укороченный латентный период,

б/ более 5ыстрый подъём концентрации антител, более высокие значения максимальных титров

/в 3 и более раз/

г/ вырабатываемые антитела относятся к IgG . Способность к кому усиленному ответу сохраняется до нескольких лет и является одним из проявлений иммунологической памяти, которая поддерживается в организме за счет сенсибилизированных Т-лимфоцитов. Эти закономерности иммуогенеза лежат в основе современных методов вакцинации /ревакцинации/.