Klimnik_Sitnik_mikrobiologiya

Сироваткові ІдА складають 10-12 % усіх імуноглобулінів і синте­ зуються плазмоцитами кісткового мозку, лімфатичних вузлів і селе­ зінки. продукуються плазмоцитами лімфоїдної тканини слизових оболонок кишечника, верхніх дихальних шляхів, сечостатевої систе­ ми і становлять лише 1 % від усього сироваткового ІдА.

Б^А , розміщуючись на поверхні слизових оболонок, захищають їх від адгезії на них патогенних мікроорганізмів. Це - основний захисний фактор від вірусів. Місцева резистентність від вірусних інфекцій тісно пов'язана з кількістю Б ^А на слизових оболонках ротової порожнини, дихальних шляхів, травного тракту. Концент­ рація Б ^А найвища в молоці - 1,5 г/л, вмісті тонкого кишечника - 0,75 г/л.

Імуноглобуліни класу Е. Ці імуноглобуліни одержали назву реагінів. Вони відіграють основну патогенетичну роль в алергічних реакціях негайного типу й активно синтезуються в шкірі, лімфоїдній тканині дихальних шляхів і кишечника. За своєю структурою ІдЕ дещо відріз­ няються від ^ С . У них на один домен більше, що зумовлює появу нової біологічної властивості - здатність ]£Е адсорбуватись на базофі­ лах і тучних клітинах.

Концентрація ІдЕ в сироватці людини дуже незначна - 0,0002 г/л. Його рівень зростає при бронхіальній астмі, екземі, полінозах та ін.

Імуноглобуліни класу О. Будова цього класу імуноглобулінів подібна до ІдС. Проте вони не здатні фіксувати комплемент. Порівняно більша кількість перебуває в судинах, ніж за їх межами. В сироватці крові його кількість становить 0,01-0,02 г/л, проте у спин­ номозковій рідині його концентрація сягає 5-7 мг/л, при незначних кількостях імуноглобулінів інших класів.

Динаміка утворення антитіл. Кількість і швидкість утворення ан­ титіл на кожен антиген генетично детермінована. Кожному виду ха­ рактерна своя динаміка синтезу антитіл. Вона також залежить від дози антигена, шляхів його проникнення в організм. Перший контакт з антигеном зумовлює первинну імунну відповідь, при якій розрізняють чотири фази синтезу антитіл:

1.Індукції - триває від моменту проникнення антигена в організм до початку зростання кількості антитіл (24-96 годин).

2.Логарифмічного збільшення титру антитіл - триває 2-7 днів.

3.Максимальної концентрації антитіл - два-три тижні.

4.Зменшення продукції антитіл - декілька тижнів, місяців і навіть

років.

180

Повторне введення антигена викликає вторинну імунну відповідь (анамнестичну). При цьому тривалість кожної фази реакції інша. Спостерігається значне скорочення фази індукції. Потім настає раптове збільшення антитіл у сироватці (одночасно з ’являються ІдС і ІдМ), які знаходяться там значно триваліший період, ніж при первинній імунній відповіді (рис. 49). Факторами, які стимулюють імунну відпо­ відь, є ад’юванти - речовини, що вводяться разом із антигеном і підвищують потенційну здатність імунної системи. Ад’ювантами мо­ жуть бути мікобактерії, хімічні сполуки (фосфат алюмінію, гідроксид кальцію, гідроксид алюмінію), олії.

Первинна імунна	Вторинна імунна
відповідь	відповідь
Введення антигена	Повторне введення антигена

Час

Рис. 49. Первинна й вторинна імунна відповідь

Теорії синтезу антитіл. Протягом усього періоду розвитку й становлення імунології як науки виникали оригінальні теорії синтезу антитіл, які намагались пояснити, яким же чином в організмі з’явля­ ється така надзвичайна їх кількість. Найбільшого поширення набули інструктивні та селекційні теорії.

Інструктивні теорії пояснювали, що антиген виконує роль “інструк­ тора” або матриці для імунокомпетентної клітини, а відповідні від­ битки, комплементарні матриці, що продукуються клітиною - це антитіла.

Селекційні теорії передбачали, що антиген відбирає специфічні йому антитіла з присутніх в організмі. Цей комплекс стимулює імунні клітини, які починають виробляти значну кількість таких антитіл.

Однак, лише клонально-селекційна теорія Ф. Бернета зуміла в значній мірі пояснити цей процес. Згідно з нею, популяція лімфоїдних клітин гетерогенна й складається з великої кількості клонів, що виникають у результаті мутацій. Таким чином, в організмі існують окремі клони лімфоцитів, які мають на сво'ій поверхні імуноглобулінові

181

Рис. 50. Клітини імунної відповіді:

М - макрофаги

рецептори, що здатні реагувати з певними антигенними детермінан­ тами. Незначна кількість антигена стимулює специфічний йому клон лімфоцитів до проліферації та диференціації в плазмоцити, які по­ чинають виробляти відповідні антитіла. Коли в організм проникає значна кількість антигена, вона здатна видаляти відповідний специфіч­ ний клон лімфоцитів. Цим фактом можна пояснити загибель в ембріо­ нальному періоді тих лімфоїдних клітин, що були здатні реагувати з детермінантами власних клітин і контактували з ними. Таким чином, формується природна терпимість (толерантність) імунної системи до власних тканин і органів.

Частина клонів лімфоцитів виникає ще в ембріональному періоді, а інші в процесі життя людини. Нові клони можуть виникати внаслі­ док експресії (прояву) різноманітних генів і в результаті соматичних мутацій.

Клітини імунної відповіді

В імунній відповіді бе­ руть участь В-лімфоцити, Т- лімфоцити і макрофаги (рис. 50). Лімфоцити - одні з найважливіших клітин імунної системи. Вони здат­ ні реагувати лише на ок­

Т • і В - лімоцитпи, рему групу структурно по­ дібних антигенів. Ця здат­

ність існує ще до першого контакту імунної системи з даним анти­ геном і зумовлена наявністю мембранних рецепторів до його детермі­ нант. Кожен клон лімфоцитів відрізняється від іншого будовою цих рецепторів. Таким чином, кожен клон здатний реагувати тільки на певні, відповідні йому антигени. В результаті лімфоцити людини складають виключно неоднорідну популяцію клітин, у яких різнома­ ніття рецепторів перевищує 10е.

Лімфоцити відрізняються між собою не тільки за специфічністю своїх рецепторів, а й за функціональними властивостями. Розрізня­ ють два основних класи лімфоцитів: В-лімфоцити й Т-лімфоцити.

В-лімфоцити. Попередники антитілопродукуючих клітин розви­ ваються із гемопоетичної стовбурової клітини кісткового мозку. При

182

цьому вони проходять свій цикл розвитку, в результаті якого на їх поверхні з ’являються рецептори, спочатку у вигляді молекул IgM, а в міру дозрівання виникають IgD, рецептори компонентів компле­ менту, Fc - фрагментів тих імуноглобулінів, які вони здатні проду­ кувати. В середині кожного клону частина В-клітин переключається із синтезу IgM (IgD) на синтез IgG, IgA, IgE. Зрілі В-клітини відзначаються тим, що на їх мембранах є імуноглобулінові рецептори до антигена. При зв’язуванні антигена цими рецепторами, клітини активуються, проліферують і диференціюють у плазмоцити, які є продуцентами антитіл.

Т-лімфоцити і їх різновидності. Попередники Т-лімфоцитів із кісткового мозку й ембріональної печінки мігрують у тимус і зазна­ ють серії перетворень. В процесі дозрівання і проліферації виникають різні види Т-лімфоцитів. Розрізняють Т-лімфоцити хелпери (по­ мічники) з CD4 антигеном, Т-супресори, Т-еффектори (кілери) з CD8 антигеном, Т-лімфоцити контрсупресори.

Серед Т-хелперів теж є різновидності: класичні Т-хелпери, які активуються, проліферують під впливом антигена і стимулюють

В-лімфоцити до поділу і перетворення їх у плазмоцити; Т-хелпери гіперчутливості сповільненого типу, що здійснюють функцію поміч­ ників шляхом вивільнення біологічно активних речовин - лімфокінів; Т-хелпери підсилювачі - стимулюють інші Т-лімфоцити до продукції факторів, які виконують роль помічників.

Таким чином, основною функцією Т-хелперів є стимуляція В-лім- фоцитів, Т-лімфоцитів і макрофагів.

До клітин, що здатні пригнічувати різні ланки імунопоезу, відно­ сяться Т-супресори. Розрізняють специфічні та неспецифічні Т-супре- сори. Специфічні Т-супресори пригнічують імунну відповідь організ­ му на конкретні антигени, в той час, як неспецифічні супресори при­ гнічують відповідь незалежно від виду антигена.

Від функціонального стану Т-супресорів залежить розвиток аутоімунних, алергічних, імунодефіцитних станів, вираженість транс­ плантаційних реакцій тощо.

Наприклад, при функціональній недостатності Т-супресорів В-лімфоцити й Т-кілери одержують широку можливість реагувати

проти власних клітин і тканин, що зумовлює розвиток аутоімунних і алергічних реакцій. Однак, якщо активність Т-супресорів перева­ жає функціональну здатність Т-хелперів, створюється благодатний фон для розвитку імунодефіцитних станів.

183

Особливу роль відіграють Т-контрсупре- сори. Вони здатні пригнічувати вплив Т-суп- ресорів на Т-хелпери.

Важливою групою Т-лімфоцитів є Т-ефек- І тори, кілери. Ці клітини здатні розпізнавати чужорідний антиген у комплексі з рецептора­ ми власних клітин і знищувати ці клітини разом з патогенними агентами, що в них зна­ ходяться (рис. 51).

Рис. 51.Т-лімфоцити ата-	У крові людини на долю Т-лімфоцитів
	__	. ,	1 С,„
кують трансформовану	припадає біля 75 % лімфоцитів, 15 % склада-
клітину	ЮТЬ В-КЛІТИНИ І 10 % - К-клітини.

Велике значення для дослідження стану імунної системи має підрахунок Т- і В-лімфоцитів і визначення їх функціональної здатності.

Для підрахунку цих клітин до недавнього часу користувались методом спонтанного розеткоутворення. Розеткоутворення - це процес взаємодії лімфоцитів і чужорідних еритроцитів з утворенням комплексів клітин, що складаються із центрально розміщеного лім­ фоцита й розташованих навколо нього еритроцитів.

Т-лімфоцити людини, маючи рецептори до баранячих еритроци­ тів, утворюють з ними розетки, і тому вони позначаються Е-РУК (Е - еритроцити, РУК - розеткоутворюючі клітини). За кількістю Е-РУК можна підрахувати кількість Т-лімфоцитів.

В-лімфоцити мають на своїй поверхні рецептори до еритроцитів мишей і формують з ними спонтанні розетки. Іноді цей тест викорис­ товують для визначення В-лімфоцитів. Проте частіше для цього поки що використовують методики розеткоутворення з врахуванням інших рецепторів. Такими маркерами є рецептори до Ес-фрагменту імуноглобуліну і до СЗ компоненту комплементу. При зв'язуванні комплексу еритроцит - антиеритроцитарні антитіла з рецептором до Ес-фрагмента виникають ЕА-розетки (Е - еритроцит, А - антитіло). Коли ж до рецептора СЗ приєднується комплекс еритроцити-анти- еритроцитарні антитіла-СЗ компонент, утворюються ЕАС-розетки (Е - еритроцит, А - антитіло, С - комплемент). Відповідно В-лімфоци­ ти часто позначають як ЕА-РУК або ЕАС-РУК.

Для визначення імунорегуляторних клітин: Т-хелперів і Т-супре- сорів, беручи до уваги присутність у перших рецепторів до Есфрагмента ІдМ, а в других - до Ес фрагмента ІдС, навантажують

184

лімфоцити відповідно комплексами еритроцит-ІдМ, еритроцит-} (). Підраховуючи розетки визначають кількість Т-хелперів і Т-сугЛл/ сорів. Крім того, знаючи, що теофілін гальмує активність більш ої

Т-лімфоцитів, крім Т-хелперів, досліджують розеткоутворення	і
після обробки Т-клітин теофіліном. Клітини, які зберігають здатн і^
формувати розетки, вважаються Т-хелперами, а ті, які втрачають

здатність, розглядаються як сукупність Т-супресорів і Т-ефектор^. Тепер у науково-дослідних і діагностичних лабораторіях ш и ро^ го розповсюдження набувають більш досконалі й чутливі м ет о д у

підрахунку кількості Т- і В-лімфоцитів і їх субпопуляцій. З метою використовують флуоресцуючі моноклональні антитіла, що дозволяють виявляти на популяціях лімфоцитів специфічні ан ти г^, характерні для цієї різновидності клітин.

Для вивчення функціональної здатності лімфоцитів використовуй ється реакція бласттрансформації (РБТЛ). Перехід малих лім ф ощ ^ із стану спокою в бластні форми, які здатні до проліферації та ^ ференціації, називається бласттрансформацією. Цей процес супро^0/ джується морфологічними змінами лімфоцитів - збільшенням р03/ мірів, кількості мітохондрій, рибосом. Згодом одна бластна кліт^^ може започатковувати клон із значної кількості клітин, які мають ^ ж імунологічну специфічність, що й вихідна клітина.

Ті речовини, що викликають бласттрансформацію, о д е р ж у назву мітогенів, які бувають специфічними та неспецифічними. Спе^/ фічними мітогенами виступають антигени, які впливають тільки ті лімфоцити, що несуть відповідні йому рецептори. Неспецифічщ залучають у процес значну частину лімфоцитів незалежно від ^ імунологічної специфічності. Причому одні з них вибірково активу*^ тільки Т-клітини, інші В-клітини. Найбільш часто в клінічній п р а к ^ ці використовують такі мітогени, як фітогемаглютинін (ФГА), Коні^ навалин А (КонА), ліпополісахарид (ЛПС), мітоген лаконосу, т у б ^

кулін. ФГА і КонА вибірково активують лише Т-клітини, ЛПС тільки В-клітини.

Роль макрофагів у імунній відповіді. Макрофаги (мононуклеарн£ фагоцити) - це третій тип клітин, які безпосередньо беруть учас^ У формуванні гуморальної і клітинної імунної відповіді та маїо^ багатогранні функції. Вони всюдисущі й знаходяться в усіх органу \ тканинах. Будучи активно рухомими клітинами, макрофаги мігруй ють до чужорідних агентів, старіючих, пошкоджених клітин і ру^ нують їх. На їх поверхні є багато рецепторів: Ес-рецептори

185

імуноглобулінів, до компонентів комплементу, інтерферону, інтерлейкінів тощо.

Вони здійснюють одну з важливих імунологічних функцій - роз­ щеплюють і переробляють антиген і подають його Т- і В-лімфоцитам. На відміну від останніх, макрофаги не мають клонально запрограмо­ ваних властивостей і не володіють антигенною специфічністю, а реагують як неспецифічні допоміжні клітини.

Головний комплекс гістосумісності (ГКГ)

Головний комплекс гістосумісності - це система генів, яка контролює синтез антигенів, характерних для органів і тканин певного індивіду-; ума, і зумовлює відторгнення пересаджених тканин (трансплантатів). Однак ці антигени виконують в організмі й інші біологічно важливі функції. Наприклад, розміщуючись на В-клітинах і макрофагах, зумовлюють їх взаємодію з Т-хелперами. Поверхневі антигенні структури клітин, які стимулюють реакції відторгнення трансплан- І тата, одержали назву антигенів гістосумісності, а гени, які їх коду- ? ють, генів гістосумісності. У зв’язку з тим, що найбільше антигенш| гістосумісності розміщується на лейкоцитах, їх назвали лейкоцитар-j ними - HLA (human leukocyte antigen - людські лейкоцитарні антиге- і ни). ГКГ - досить різноманітна й складна система, яка розміщується на; шостій парі хромосом і сформована з великої кількості генів. Ці гени f поділяють на три класи. Гєни першого класу називаються HLA-A,; HLA-B, HLA-C, кожен з яких поліморфний: ген А має понад 20 різно­ видностей, ген В - біля 50, а ген С - 8. Ці гени кодують таку ж кількість різноманітних лейкоцитарних антигенів. На даний час розрізняють, три гени другого класу HLA-DP, HLA-DQ, HLA-DR, які мають в різновидностей. Вони кодують відповідні антигени гістосумісності.

Антигени першого класу розміщені практично на всіх клітинах організму. Антигени другого класу знаходяться на В-лімфоцитах, макрофагах, входять до складу рецепторів Т-хелперів, Т-супресорів. Вважають, що антигени першого класу забезпечують взаємодій між всіма клітинами організму, а антигени другого класу зумовлюють взаємодію між клітинами імунної системи. Гени третього класу коду­ ють компоненти комплементу і білки теплового шоку.

ГКГ - це основна генетична система, що обумовлює функціонування імунної системи і в першу чергу Т-системи імунітету. Вона кодує

186

здатність розпізнавати “своє” й “чуже”, синтезувати антитіла, відт0ргати чужорідні клітини, визначає схильність до захворювань людей похилого віку (злоякісні пухлини, діабет, амілоїдоз, серцевосудинні захворювання).

Останнім часом показано, що із набором лейкоцитарних антигенів асоціюється ряд захворювань. Певні лейкоцитарні антигени з великою частотою зустрічаються у людей з певними захворюваннями. Наприклад, НЬА-В27 знаходять у 96 % осіб з хворобою Рейтера, НЬА-А8 зустрічається у 80 % людей з хворобою Адісона, у 60 % хворих на ювенільний діабет. За наявністю тих чи інших лейкоцитар­ них антигенів можливо навіть прогнозувати перебіг і результат конкретних захворювань.

Механізми набутого імунітету

Незважаючи на могутній механізм природного неспецифічного захисту організму, вирішальне значення в підтримці гомеостазу має імунна система, яка ініціює специфічні реакції захисту. Вони, в свою чергу, поділяються на гуморальні і клітинні.

Гуморальні механізми захисту - синтез специфічних антитіл. Проникнення антигена в організм визначає місце перебування його в лімфоїдній системі. Там його захоплюють і переробляють макрофа­ ги, після чого активна частина антигена виноситься на їх мембрану. Перероблений макрофагами антиген у десятки разів активніший від вихідного.

Макрофаг, маючи на своїй поверхні антиген, реагує із специфіч­ ним клоном Т-хелперів і одночасно виділяє їнтерлейкін-1. Під впли­ вом цих стимулів Т-хелпери активуються й клон проліферує. У цьому процесі беруть активну участь основні попередники продуцен­ тів антитіл, тобто ті В-лімфоцити, які мають на своїй поверхні спе­ цифічні рецептори до детермінант антигена. Для того, щоб В-лімфо- цити активувались, вони повинні зв’язатись з антигеном, який знахо­ диться на поверхні макрофага, та одночасно одержати сигнал від Т-хелперів у вигляді інтерлейкіна-2, який виділяється останніми.

Дякуючи такому механізму, поодинокий клон В-лімфоцитів певної специфічності активується, проліферує, диференціюється, займаючи Домінуючу позицію. Велике значення в цих перетвореннях мають інтерлейкіни-4, -5, -6. Плазмоцити, які утворилися при цьому,

187

синтезують імуноглобуліни, спрямовані на знищення антигена. Існує невелика кількість антигенів (полісахаридні комплекси), які самі, без допомоги Т-хелперів, здатні стимулювати В-лімфоцити і їх диференціацію в плазмоцити.

Так забезпечується гуморальний імунітет, зумовлений антитілами. Клітинні механізми імунного захисту. Основними дійовими особа­ ми в цьому захисті є Т-лімфоцити ефектори, Т-хелпери і макрофаги. Клітинні механізми імунітету особливо ефективні в боротьбі з вірус­ ними інфекціями. Після проникнення в організм віруси взаємодіють із чутливими клітинами і частково поглинаються макрофагами. Т-лімфоцити ефектори (вбивці) здатні розпізнавати їх, але вони по­ винні активуватись. Як і при гуморальній відповіді, для цього необхід­

на допомога Т-хелперів і їх продукту інтерлейкіну-2.

Активовані таким чином Т-кілери з'єднуються з клітиною, зара­ женою вірусом, і впорскують у неї біоактивні речовини, які розщеп­ люють мембрану клітини, спричиняючи лізис останньої разом із ві­ русами, що там перебувають.

Таким чином, основною регулюючою клітиною як гуморальної, так і клітинної імунної відповіді є Т-хелпер. Без нього неможлива актива­ ція ні В-лімфоцитів, ні Т-лімфоцитів. При ураженні Т-хелперів не може бути повноцінної імунної відповіді. Організм стає беззахисним перед бактеріями, вірусами, грибами, пухлинами. Ось чому таким не­ безпечним є СНІД, адже при ньому уражаються переважно Т-хел­ пери.

Клітинами, які виконують протилежну функцію в імунній відповіді порівняно з Т-хелперами, є Т-супресори. При надто виражених за­ хисних реакціях вони активуються, пригнічуючи дію Т-хелперів. Відповідно зменшується вплив Т-хелперів на В-лімфоцити і Т-ефек- тори. Імунологічна відповідь знижується. При певній межі такого гальмування включаються інші регуляторні клітини - Т-контрсупре- сори, що конкурують з Т-супресорами і стримують їх вплив на Т- хелпери. І знову рівень антитіл і активність Т-кілерів починає зростати. За таким механізмом відбувається регуляція імунної від­ повіді.

Однак основним регулятором імунної відповіді є генетичний апарат головного комплексу гістосумісності. На тій же парі хромосом, де розташований ГКГ, розміщені гени імунної відповіді. Вони здійснюють свою функцію через Т-хелпери і Т-супресори. В одних індивідуумів ці гени зумовлюють сильну імунну відповідь на антиген, у інших -

188

слабку. Ці гени передаються спадково. Наприклад, одна людина реагує на збудник черевного тифу синтезом значної кількості антитіл, у іншої імунна відповідь ослаблена. З цими механізмами пов’язана різна чутливість людей до збудників інфекційних захворювань.

Реакції гіперчутливості (алергія)

Кожна реакція, в якій бере участь імунна система, може мати захисну спрямованість або бути шкідливою, патологічною. В обох ви­ падках спрацьовує один і той же імунологічний механізм, але кінце­ вий результат буде різним.

Вперше у 1901 році Порт’є і Ріше встановили, що повторне па­ рентеральне введення собакам екстрактів із щупалець морських зірок викликає їх загибель. Таким чином, вони випадково відкрили явище, коли повторна ін’єкція нешкідливої речовини не захищає організм, а навпаки, викликає його ураження і навіть загибель. Таку реакцію вони назвали анафілаксією (ana - проти, filaxis - захист). Пірке (1906 р.) першим запропонував термін алергія (alios ergon - інша дія), включаючи в це поняття змінену чутливість організму після першого контакту з антигеном. Він вважав, що алергія має місце при розвитку нормальної захисної реакції і патогенних проявах. У даний час термін алергія використовується лише для характеристики шкідливих, патологічних реакцій імунної системи.

Речовини, що здатні викликати такі змінені реакції, називаються алергенами. Ними можуть бути речовини різного походження: тва­ ринного (шерсть, лупа, пір’я, токсичні секрети комах), рослинного (пилок трав, квітів, дерев), мікробного (кишкові палички, стафілококи, стрептококи, гриби, віруси), харчового (фрукти, мед, молоко, яйця, риба), медикаментозного (антибіотики, сульфаніламіди, новокаїн, лікувальні сироватки), побутового (домашній і бібліотечний пил).

У зв’язку з тим, що після першого попадання алергену розвива­ ється підвищена чутливість на повторну зустріч з ним, і організм реагує сильною захисною реакцією, яка набуває шкідливого характе­ ру, такі реакції одержали назву реакцій гіперчутливості.

Залежно від часу, через який після повторного попадання алер­ гену розвиваються ці реакції, говорять про гіперчутливість негайного типу (з’являються протягом перших 8 годин) і сповільненого типу (проявляються через 24-48 годин).

189