Формы иммунитета

Лимфатическая блокада, возникающая в воспалительной зоне вследствие стаза и свёртывания лимфы, является одним из основных факторов, препятствующих распространению микробов из воспалительного очага. Эта блокада образует механический барьер, состоящий из коагулированной плазмы, и представляет собой значительное препятствие для прохождения микробов. При остром воспалительном процессе наблюдается не замедление, а ускорение тока лимфы через зону воспаления, и бактерии, и другие инородные частицы фиксируются в этой зоне благодаря действию различных физико-химических факторов.

 

Глава XI. Роль Т-лимфоцитов в иммунном ответе

 

Хотя иммунный ответ запускает макрофаг, только лимфоциты имеют специальные рецепторы для распознавания чужеродных молекул «антигенов» и обеспечивают иммунный ответ.

Между Т-лимфоцитами и  макрофагами существует двухсторонняя  связь. Первые получают от макрофагов сигнал активации в виде молекулы ИЛ-1, для восприятия которого имеют на поверхности соответствующие рецепторы. От рецепторов идет сигнал активации генов Т-лимфоцитов, заведующих синтезом ИЛ-2 и гамма-интерферона. Рецепторы Т-лимфоцитов распознают ИЛ-2. После того, как последний садится на рецептор, от него поступает сигнал дальнейшей активации синтеза в клетках Т-лимфоцитов и начала деления клетки. Что касается гамма-интерферона, то эти молекулы направляются в виде ответного послания макрофагу, на поверхности которого их ждут соответствующие рецепторы. Связавшись со своим рецептором на внешней поверхности клетки-макрофага, он посылает к ядру этой клетки сигналы активации нескольких десятков генов, в том числе гена, ответственного за синтез ИЛ-1. В результате Т-лимфоциты получают от активированного макрофага новую порцию активирующих их молекул ИЛ-1.

Одновременно два сигнала  активации идут с поверхности  Т-лимфоцитов к ядру: от антиген-распознающего  рецептора и от рецептора, связавшего ИЛ-1. Под действием этого двойного сигнала в геноме Т-лимфоцитов активируются гены ИЛ-2 и гены рецепторов, специфичных для ИЛ-2. После этого продукт Т-лимфоцитов ИЛ-2 начинает воздействовать на клетки, в которых он и был синтезирован: в этих клетках активируется процесс деления. В результате усиливаются функции всей популяции Т-лимфоцитов, участвующих в специфическом иммунном ответе на данный антиген.

Характер иммунного  ответа зависит от присутствия определенных цитокинов в микроокружении Т-лимфоцитов в момент распознавания антигена и активации. Если в этот момент в окружающей среде преобладает ИЛ-4, клетки Т-лимфоцитов превращаются в активированных Т-хелперов (помощников) и начинают синтезировать тот же ИЛ-4, а также ИЛ-5,6,7,10. Эти интерлейкины активируют через соответствующие рецепторы деление В-лимфоцитов, их созревание в плазматические клетки, а также начинающийся синтез специфических для данного антигена антител-иммуноглобулинов. Это объясняет, почему в данном случае Т-лимфоциты выступают в роли Т-хелперов, то есть помощников В-лимфоцитов в их основном деле - наработке запаса защитных молекул - антител.

Нередко в момент контакта с антигеном в окружении Т-лимфоцитов преобладает другой цитокин - гамма-интерферон. Если гамма-интерферон превалирует, то активация идет по другому пути: Т-лимфоциты начинают продуцировать еще большие количества гамма-интерферона, а также молекулы фактора некроза опухолей (ФНО) и другие цитокины, участвующие в клеточном иммунном ответе - в иммунном воспалении. В последнем случае Т-лимфоциты выступают в качестве помощника макрофагов, так как их продукт (гамма-интерферон) призван активировать функции макрофагов в борьбе с микробами-паразитами. В клеточном иммунном ответе основную роль играют активированные макрофаги и Т-лимфоциты. Среди Т-лимфоцитов существует разновидность цитотоксических Т-клеток, которые называют еще Т-киллеры за способность убивать другие клетки, в том числе клетки, зараженные вирусами и другими микробами.

Но и этим не исчерпываются  возможные функции Т-лимфоцитов. Они держат весь иммунный ответ под  контролем, не допуская чрезмерной активации  отдельных иммунокомпетентных клеток, которая чревата осложнениями. Инструментами такого контроля служат цитокины, способные не только активировать, но и подавлять функции других клеток.

Система образования  кининов обнаруживает чужеродное тело по его отрицательно заряженной поверхности. На ней адсорбируется так называемый фактор Хагемана (ФХ) - один из начальных компонентов системы свертывания крови. Этот белок присутствует в крови и имеет сродство к отрицательно заряженным поверхностям. Поверхности же собственных клеток устроены так, что они не адсорбируют ФХ и не индуцируют тем самым дальнейшую цепь событий. Это самый простой и примитивный способ отличать «свое» от «не своего», используемый организмом в естественном иммунитете.

Вторая особенность  системы образования кининов - ряд каскадных усилений начальной реакции, резко повышающих эффект первичных взаимодействий.

Таким образом, «точечная» начальная реакция на чужеродной поверхности порождает макроскопические, видимые простым глазом физиологические изменения в формирующемся очаге воспаления.

 

Глава XII. Фагоцитоз

 

Громадная роль фагоцитоза не только во врожденном, но и в приобретенном иммунитете становится все более очевидной благодаря работам последнего десятилетия.

Фагоцитоз в воспалительной реакции является действительно  одним из существенных механизмов защиты на всех ступенях зоологической лестницы. Фагоцитоз начинается с накопления фагоцитов в очаге воспаления. Главную роль в этом процессе играют моноциты и нейтрофилы. Моноциты, придя в очаг воспаления, превращаются в макрофаги - тканевые фагоцитирующие клетки. Фагоциты, взаимодействуя с бактериями, активируются, их мембрана становится «липкой», в цитоплазме накапливаются гранулы, наполненные мощными протеазами. Возрастают поглощение кислорода и генерация активных форм кислорода, включая перекиси водорода и гипохлорита, а также окись азота.

В дополнение к перечисленным признакам активации, макрофаги начинают выделять в среду мощные медиаторы воспаления, среди которых особой активностью отличаются фактор некроза опухолей (ФНО), гамма-интерферон и интерлейкин-8 (ИЛ-8). Все они являются биологически активными пептидами.

ФНО – это небольшой  белок, синтезируемый и секретируемый  макрофагами, обладает множественной активностью. Он активирует сами же макрофаги и нейтрофилы, а также индуцирует синтез и появление на мембране клеток сосудистого эндотелия особых белков, специфически взаимодействующих с клеточной  поверхностью моноцитов и нейтрофилов. Поверхность эндотелия благодаря этому становится «липкой» для этих клеток.

ИЛ-8 вызывает  появление в клетках эндотелия рецепторов, реагирующих с моноцитами и нейтрофилами с высоким сродством, так что эти клетки останавливаются в капиллярах в районе воспаления. Именно ИЛ-8, наряду с другими факторами воспаления, стимулирует моноциты и нейтрофилы к миграции по его градиенту в очаг воспаления. Фагоциты имеют рецепторы к интерлекину-8, которые «чувствуют» разницу в его концентрации и направляют свое движение по оси максимального отличия.

Гамма-интерферон также  «многоцелевой» медиатор воспаления. Одна из главных его функций - аутоактивация макрофагов и активация нейтрофилов. В этих клетках резко усиливается синтез протеаз, которые накапливаются в специальных цитоплазматических органеллах - лизосомах. В них происходит «кислородный взрыв» - продукция активных форм кислорода и окиси азота, высокотоксичных для  микроорганизмов. Поверхность фагоцитов становится «липкой», т.к. количество различных рецепторов на ней резко увеличивается, как увеличивается и «ощупывающая» подвижность цитоплазмы этих клеток. Когда такая клетка встречается с бактерией, то она «прилипает» к поверхности фагоцита, обволакивается его псевдоподиями и оказывается внутри клетки (где и разрушается протеазами).

Так заканчивается цикл «воспаление – фагоцитоз». Однако его слабость в однообразии механизма, срабатывающего одинаково при встрече с различными врагами. Естественно, что многообразные и многочисленные популяции микроорганизмов вырабатывают обходные пути для проникновения в организм. Но и при отсутствии воспаления защитная роль фагоцитоза может быть обнаружена вполне демонстративно. При введении иммунному животному микробов последние немедленно захватываются фагоцитами; так, например, вводя культуру сибирской язвы лягушке, можно наблюдать, что через некоторое время все микробы фагоцитируются, и инфекция не развивается. Тоже можно наблюдать при введении самых разнообразных непатогенных микробов любому животному.

 

Глава XIII. Апоптоз

 

Апоптоз - мощное и важнейшее средство естественной профилактики раковых и других злокачественных новообразований.

Большую роль играет апоптоз  и в защите организма от возбудителей инфекционных заболеваний, в частности, от вирусов. Многие вирусы вызывают такие глубокие нарушения в обмене веществ зараженной клетки, что она воспринимает эти нарушения как сигнал к экстренному включению программы гибели. Биологический смысл такой реакции вполне понятен. Смерть зараженной клетки еще до того, как в ней образуется новое поколение вирусных частиц, предотвратит распространение инфекции по организму.

Воздействие на программу клеточной гибели - перспективное направление лекарственного лечения. Так, одна из важных задач противораковой терапии - стимуляция апоптозной системы.

Организмы животных одного вида имеют более или менее одинаковое число клеток. Как поддерживается такое постоянство? Клетка может разделиться на две дочерние, а может и не делиться. Какая из этих возможностей реализуется, зависит как от генетической программы, так и от внешних сигналов, которые клетка получает от своих соседей или из окружающей среды. Но существует и другой механизм, привлекший внимание ученых лишь в последние годы. Оказывается, есть особая генетическая программа, реализация которой при определенных условиях приводит клетку к гибели.

При формировании некоторых органов первоначально возникает намного больше клеток, чем потом потребуется. Например, так бывает при развитии нервной системы. Лишние клетки в свое время гибнут без воспаления. Клетка сморщивается и постепенно распадается на обломки, которые обычно поедаются макрофагами. Но как узнать, какая клетка лишняя, а какая нет? Самопожертвование осуществляется при участии ряда факторов, многие из которых еще не известны. На первом этапе клетка получает «послание» о том, что она должна пожертвовать своей жизнью для благополучия организма. Это известие приходит либо от соседних клеток, либо от межклеточных веществ. Чтобы воспринять такое «послание», клетки имеют специальные рецепторы.

Во втором действии внутриклеточные регуляторы - посланники, получив инструкции, вносят поправки в работу отдельных генов. В конечном счете появляются или активируются  ферменты, способные разрушать клеточные белки и нуклеиновые кислоты.

В заключительном акте клетка теряет свою целостность и становится пищей для макрофагов. Этот комплекс изменений, характерный для программируемой гибели клеток, часто обозначают термином апоптоз.

Программа, принимающая крайне ответственное (и иногда неправильное) решение - жить или не жить, - должна быть предельно осмотрительной, поэтому клетка старается сделать все, чтобы не ошибиться.

Анализ информации внутри клетки происходит при участии многих белков. В последнее время открыты белки как способствующие, так и препятствующие развитию апоптоза. Не известно, в чем конкретно заключается процесс принятия решения, но характер этого решения часто зависит от относительной концентрации определенных белков - регуляторов.

 

Заключение

 

Мы рассмотрели сложную  и индивидуально целесообразно  устроенную систему защитных реакций организма.

Ясно, что защиту организма  от внешней и внутренней биологической агрессии иммунная система обеспечивает путем двух основных механизмов - распознавания и разрушения чужеродных молекул и клеток. Это достигается благодаря слаженной работе иммуноцитов различного функционального предназначения. Основным молекулярным инструментом для реализации иммунного ответа служат антитела и поверхностные рецепторы. Причем те и другие могут выполнять как функцию распознавания, так и функцию разрушения чужеродных тел. Межклеточная связь между иммуноцитами выполняют интерлейкины, интерфероны и другие медиаторы. Нарушение этих механизмов приводит к различным формам иммунопатологии, опасной для здоровья и жизни.

 

Список используемой литературы

1. «Основы иммунологии»  А.Ройт  -  М.,«Мир», 1991г., С.328;

2. «Физиологические  основы гомеостаза» Ю.В. Урываев - Москва, 1995;

3. «Физиология человека» под редакцией В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько - «Медицина», 1997, т.1, стр.  298 – 307;

4. «Анатомия и физиология  человека» Э.В.Семенов   - Пособие для поступающих в ВУЗы - М., АНМИ, 1995г., С.21-37;

5. «Зарождение иммунологии» Т.И.Ульянкина    - М., “Наука”, 1995г., С.206;

6. «Иммунитет и радиация» А.А.Ярилин, Н.Н.Шарый   - М., Знание, серия “Биология”, 1991г., С.64;

7. «Физиология животных  и этология» В.Г.Скопичев и  др. – М.: КолосС, 2003;

8. «Основы иммунитета»  Г.И.Абелев – «Соросовский Образовательный журнал», 1996г., №5, С. 4-10;

9. «Воспаления» Г.И.Абелев -  «Соросовский Образовательный журнал», 1996г., №10, С. 28-32;

10. «Генетически запрограммированная смерть клеток» В.И.Агол -  «Соросовский Образовательный журнал», 1996г, №10, С. 28-32;

11. «Генетический контроль взаимодействия иммуннокомпетентных клеток» В.Г.Галактионов – «Соросовский Образовательный журнал», 1997г., №2, С. 28-34;

12. «Цитокины и межклеточные контакты в противоинфекционной защите организма» И.С.Фрейдлин  - “Соросовский Образовательный журнал”, 1996г, №7, С. 19-25;

13. Использованы материалы с серверов: