29. Иммунитет, типы иммунитета. Органы иммунной системы. Фагоцитоз, стадии фагоцитоза, работы и.И. Мечникова. Гуморальный иммунитет, классы иммуноглобулинов и их характеристика.
Каждый
организм индивидуален по белковому
составу, и иммунная система "стоит
на страже" этого индивидуального
состава.
Иммунитет – способность организма сохранять полученный по наследству индивидуальный состав белков; способ защиты организма от генетически чужеродных живых тел и веществ.
Виды иммунитета:
1. Неспецифический, направленный против любого чужеродного вещества (антигена). Он проявляется в виде гуморального, за счет продукции бактерицидных веществ, и клеточного, в результате которого осуществляется фагоцитоз и цитотоксический эффект.
2. Специфический, направленный против определенного чужеродного вещества. Реализуется в двух формах – гуморальный (продукция антител В-лимфоцитами и плазматическими клетками) и клеточный, который реализуется главным образом с участием Т-лимфоцитов.
Виды иммунитета: инфекционный (на микроорганизмы и вирусы); паразитарный (простейшие, грибки и черви); неинфекционный (на раковые клетки, пересаживаемые ткани, белки и полисахариды). Естественный иммунитет существует в организме от рождения, искусственный – приобретается в процессе жизнедеятельности организма.
Органы иммунной системы. Под иммунной системой в узком значении слова обычно понимаются механизмы защиты от чужеродного в генетическом отношении вещества, которые реализуются с участием лимфоцитов. Иммунная система – это совокупность лимфоидных иммунокомпетентных органов, тканей и клеток (вилочковая железа – тимус, лимфоузлы, селезенка, лимфатическая ткань аппендикса и пейеровых бляшек кишечника, миндалин носоглотки, костный мозг, лимфоциты и макрофаги), обеспечивающих механизмы иммунитета. Иммунная система распознает чужеродные агенты или антигены. Антигены – крупномолекулярные вещества с генетически чужеродной структурой или пространственной конфигурацией. Антигены: белки, полисахариды, липиды, полимеризованная нуклеиновая кислота.
Виды лимфоцитов:
1) клетки, узнающие чужеродный антиген и дающие сигнал началу иммунного ответа – антигенреактивные клетки, или клетки иммунологической памяти;
2) клетки-эффекторы, непосредственно выполняющие процесс элиминации чужеролного в генетическом отношении материала – цитотоксические клетки, или клетки-киллеры (убийцы), или клетки-эффекторы ГЗТ;
3) клетки, помогающие образованию эффекторов – хелперы;
4) клетки, тормозящие начало и осуществляющие прерывание, окончание иммунной реакции организма – супрессоры;
5) В-клетки, вырабатывающие иммуноглобулины
Всего у человека 1012 лимфоцитов или 106 клонов. Число же возможных антигенов – около 104. Это означает, что часть лимфоцитов "свободна" и готова к встречи с неизвестными еще антигенами.
Иммунитет обеспечивается иммунокомпетентными клетками, среди которых различают:
1. антигенпрезентирующие клетки (макрофаги, моноциты, эндотелиоциты, дендритные фагоциты), основной функцией которых является подготовка антигенных детерминат к распознаванию;
2. регуляторные клетки – лимфоциты (хелперы или помощники, супрессоры или подавители иммунного ответа, памяти);
3. эффекторные клетки – лимфоциты иммунной защиты (киллеры и антителопродуценты).
Основными иммунокомпетентными клетками являются лимфоциты, среди которых выделяют тимусзависимые или Т-лимфоциты и бурсазависимые или В-лимфоциты. Термин "бурса" произошел от фабрициевой сумки птиц, у млекопитающих и человека аналогом бурсы птиц является костный мозг. Т- и В-лимфоциты обеспечивают, соответственно, клеточный и гуморальный иммунитет.
Т-лимфоциты. Их развитие сначала в красном костном мозге, а затем в тимусе. 1. Хелперы – Th (I и II); 2. Цитотоксические (ЦТК) – киллеры; 3. Регулирующие (РЛ) – супрессоры. Обучаются в тимусе, обучение "строгое" в 2 этапа: обучаются узнавать собственные белки и учатся с ними не реагировать, но способны реагировать с другими; 99% погибают в результате плохого обучения.
В-лимфоциты. У птиц в "бурсовой сумке", у млекопитающих в красном костном мозге, селезенке и лимфоузлах; специфический иммунитет – направлен против конкретного белка; обучается сначала узнавать чужой антиген, а потом вырабатывать на них антитела. Клоны обученных В-лимфоцитов – большая часть превращается в плазматические клетки, из которых синтезируются иммуноглобулины; требуется 7 дней для размножения; клетки памяти.
Неспецифический иммунитет – в отношении всех антигенов и не всегда помогает: клеточный иммунитет, связанный с фагоцитозом; система комплимента – группа из 20 белков, которые находятся в плазме, по след. Атакуют белки: с-реактивный белок; цитокины – интерфероны α, β, ƴ – обладают противовирусной активностью.
Фагоцито́з— процесс, при котором специально предназначенные для этого клетки крови и тканей организма (фагоциты) захватывают и переваривают твердые частицы. Осуществляется двумя разновидностями клеток: циркулирующими в крови зернистыми лейкоцитами (гранулоцитами) и тканевыми макрофагами. Открытие фагоцитоза принадлежит И. И. Мечникову, который выявил этот процесс, проделывая опыты с морскими звёздами и дафниями, вводя в их организмы инородные тела. Например, когда Мечников поместил в тело дафнии спору грибка, то он заметил, что на неё нападают особые подвижные клетки. Когда же он ввёл слишком много спор, клетки не успели их все переварить, и животное погибло. Клетки, защищающие организм от бактерий, вирусов, спор грибов и пр., Мечников назвал фагоцитами.
У человека различают два типа профессиональных фагоцитов:
- нейтрофилы
- моноциты (в ткани — макрофаги)
Основные этапы фагоцитарной реакции сходны для клеток обоих типов. Реакция фагоцитоза может быть подразделена на несколько этапов:
1. Хемотаксис (стадия сближения). Фагоцит сближается с объектом фагоцитоза, что может быть результатом случайного столкновения в жидкой среде. Но главным механизмом сближения, по-видимому, является хемотаксис — направленное передвижение фагоцита по отношению к объекту фагоцитоза. Активное передвижение отчетливо наблюдается при наличии опорной поверхности клетки. Подобной поверхностью в естественных условиях служит ткань. В реакции фагоцитоза более важная роль принадлежит положительному хемотаксису. Ранее других клеток в очаг воспаления мигрируют нейтрофилы, существенно позже поступают макрофаги. Скорость хемотаксического перемещения для нейтрофилов и макрофагов сопоставима, различия во времени поступления, вероятно, связаны с разной скоростью их активации.
2. Адгезия фагоцитов к объекту (стадия прилипания). Обусловлена наличием на поверхности фагоцитов рецепторов для молекул, представленных на поверхности объекта (собственных или связавшихся с ним). Коснувшись объекта, фагоцит прикрепляется к нему. Лейкоциты, прилипшие в очаге воспаления к стенке сосуда, не отрываются даже при большой скорости кровотока. В механизме прилипания большую роль играет поверхностный заряд фагоцита. Поверхность фагоцитов заряжена отрицательно. Поэтому лучшая адгезия наблюдается, если объекты фагоцитоза заряжены положительно.
3. Стадия поглощения. Объект фагоцитоза может перемещаться двумя способами. В одном случае оболочка фагоцита в месте контакта с объектом втягивается и объект, прикрепленный к этому участку оболочки, втягивается в клетку, а свободные края мембраны смыкаются над объектом. Второй механизм поглощения — образование псевдоподий, которые обволакивают объект фагоцитоза и смыкаются над ним так, что, как и в первом случае, фагоцитированная частица оказывается заключенной в вакуоль внутри клетки. С помощью псевдоподий макрофаги поглощают микробов.
4. Стадия внутриклеточного переваривания. К вакуоли, содержащей фагоцитированный объект (фагосоме), присоединяются лизосомы и содержащиеся в них неактивные ферменты, активируясь, изливаются в вакуоли. Образуется пищеварительная вакуоль. В ней устанавливается рН около 5,0, что близко к оптимуму ферментов лизосом. В лизосом ах имеется широкий спектр ферментов, в том числе расщепляющих биологические макромолекулы рибонуклеазы, протеазы, амилазы, липазы.
Антитела. Они выполняют распознавание и специфическое связывание соответствующих антигенов и эффекторную функцию: антитело индуцирует физиологические процессы, направленные на уничтожение антигена (лизис, стимуляция специализированных иммунокомпетентных клеток). Все антитела можно разделить на 5 больших классов – IgG, IgM, IgA, IgD, IgE.
Иммуноглобулины IgG содержатся в сыворотке, имеют два участка для связывания антигена, осаждают растворимые в воде антигены, вызывают склеивание корпускулярных антигенов, вызывают их лизис, но при условии, что на антигене будет комплемент. В силу особенностей строения способны проходить через плаценту. Благодаря этому плод во время беременности получает от матери антитела против ряда возбудителей инфекционных болезней. Все остальные иммуноглобулины не способны в норме проходить через плацентарный барьер.
Иммуноглобулины IgM содержатся в сыворотке и лимфе. Они способны преципитировать (осаждать), агглютинировать (склеивать) и лизировать антигены. Этот класс иммуноглобулинов обладает наибольшей способностью к связыванию комплемента.
Иммуноглобулины IgA обнаружены в сыворотке и слизистых оболочках. Они не могут преципитировать, агглютинировать и лизировать корпускулярные антигены Под их влиянием активируется комплемент, в результате чего происходит опсонизация бактерий, что облегчает их захват фагоцитами (нейтрофилами и макрофагами).
Иммуноглобулины IgD находятся в сыворотке, они не способны связывать комплемент. Роль их до настоящего времени не ясна.
Иммуноглобулины IgE выявляются в сыворотке, не связывают комплемент, очевидно, участвуют в аллергических реакциях, так как при этих состояниях их концентрация в крови существенно возрастает.