Вопрос 9

Иммуноло́гия — наука об иммунитете живых организмов, изучающая биологические механизмы самозащиты организма от любых чужеродных веществ.

Иммунология — это наука о строении и закономерностях функционирования иммунной системы, её заболеваниях и способах иммунотерапии.

Иммунология изучает

· Строение иммунной системы;

· Закономерности и механизмы развития иммунных реакций;

· Механизмы контроля и регуляции иммунных реакций;

· Болезни иммунной системы и её дисфункции;

· Условия и закономерности развития иммунопатологических реакций и способы их коррекции;

· Возможность использования резервов и механизмов иммунной системы в борьбе с инфекционными и неинфекционными заболеваниями;

· Иммунологические проблемы трансплантации органов и тканей.

Иммунитет - это комплексная реакция организма, направленная на защиту его от внедрения генетически чужеродного материала. К такому генетически чужеродному материалу относятся бактерии и их токсины, вирусы, простейшие, паразиты, донорские ткани, включая кровь, измененные собственные клетки (например, раковые) и т.п. При этом иммунная защита может протекать по разным механизмам.

Сначала организм нейтрализует чужеродную субстанцию (антиген) путем выработки специальных химически активных молекул, нейтрализующих эффект антигенов - антител. За выработку антител ответственны важнейшие клетки иммунной системы - лимфоциты. Различают две основные популяции лимфоцитов, обеспечивающих при совместном функционировании все формы иммунного ответа: Т (тимусзависимые) и В (бурсозависимые) лимфоциты. Первые, при сенсибилизации чужеродным белком непосредственно участвуют в иммунных реакциях (разрушают чужеродные клетки опухолевых или донорских трансплантированных тканей). Это - клеточное звено иммунитета. Вторые - осуществляют эффективное обезвреживание чужеродных частиц на расстоянии, путем выработки специальных биологически активных молекул - иммуноглобулинов. Это - гуморальное звено иммунитета. Различают несколько классов иммуноглобулинов: 1gG, 1gA 1gM, 1gD, 1gE. Наиболее высоко содержание 1gG, которое составляет около 70 % общего количества иммуноглобулинов. На втором месте находится 1gA содержание которого доходит до 20 %. На долю остальных иммуноглобулинов приходится не более 10 %. При развитии гуморального иммунного ответа защита организма протекает непосредственно в крови по типу химической реакции. Антитела, которые образовались в результате подобной иммунной стимуляции, могут сохраняться всю жизнь, делая человека устойчивым к повторным контактам, например, к ветряной оспе, инфекционному паротиту, краснухе. На этом эффекте основана вся программа вакцинирования населения.

Т-лимфоциты участвуют в иммунных реакциях по двум направлениям, с одной стороны, помогают В-лимфоцитам опознать чужеродный фактор (антиген) и стимулировать их к выработке сложных молекул антител, а с другой стороны, Т-лимфоциты после антигенной активации способны сами растворять или уничтожать другие субстанции напрямую. Такой сенсибилизированный Т-лимфоцит разрушает чужеродную клетку при непосредственном контакте, за что и получил название клетки убийцы. Механизм клеточного иммунитета еще в 1883 году установил И. И. Мечников, который доказал, что сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям связана со способностью специальных клеток крови и тканей организма захватывать и переваривать возбудителей инфекций.

Это явление получило название фагоцитоза, а активные клетки, "охотящиеся" за чужеродным веществом назвали фагоцитами. Выработка антител и явление фагоцитоза представляют собой специфические механизмы иммунитета. Помимо этого существуют и неспецифические механизмы. К ним относят:

· непроницаемость нормальных кожных и слизистых покровов для большинства микроорганизмов;

· наличие в кожных секретах и кислом содержимом желудка веществ, неблагоприятно воздействующих на микроорганизмы;

· присутствие в жидкостях организма (в крови, слюне, слезах и пр.) специальных ферментных систем, разрушающих микроорганизмы (например, лизоцим).

Защита организма проводится не только путем предупреждения попадания в него чужеродных веществ, но и очищением органов и тканей от уже попавших антигенов (процесс элиминации). Установлено, что вирусы, бактерии и их токсины, продукты распада бактерий выводятся из организма с потом, мокротой, мочой, испражнениями и другими экскрементами.

К неспецифическим факторам защиты относят и интерферон - противовирусный белок, вырабатываемый зараженной клеткой. Распространяясь по межклеточной жидкости и оседая на мембранах здоровых клеток, интерферон защищает здоровую клетку от проникновения в неё вирусных частиц и систему комплемента - ряд белковых соединений, растворенных в сыворотке крови, лимфы и тканевой жидкости, которые обеспечивают разрушение клеток, содержащих чужеродные частицы.

Таким образом, иммунитет - это многоуровневая защита организма. Известно, что иммунитет может быть снижен вследствие воздействия ряда неблагоприятных факторов. При ожоге, переохлаждении, кровопотере, голодании, травме страдают целостность кожных покровов, объем циркулирующих антител, механизмы выведения токсинов и другие обезвреживающие факторы. В этом случае организм становится более чувствительным к инфекциям, механизмы регенерации (заживления) затягиваются, приобретают хроническую направленность.

Длительное подавление работы иммунитета резко повышает шанс развития раковых заболеваний, поскольку раковые клетки являются мутантными по отношению к организму, и в здоровом теле они быстро распознаются Т-лимфоцитами и уничтожаются ими. Недостаток иммунитета в десятки раз повышает риск того, что лимфоциты пропустят раковую клетку и та задаст прогрессирующий и неотвратимый рост дочерних раковых клеток. Существует ряд препаратов (иммуномодуляторы), содержащих как синтезированные, так и естественные природные вещества, повышающие силу неспецифического иммунитета.

Таким образом, иммунная система - это линия обороны, которая защищает вас от воздействий всего, что "не вы". Эта обширная категория включает бактерии, грибы, вирусы и все то, что иммунитет, как верный сторожевой пес, объявит "внешним". К ним могут быть отнесены трансплантированные почка или сердце, пенициллин и некоторые другие лекарства, частицы пыли и пыльца растений. В некоторых случаях "внешними" оказываются клетки нашего собственного тела, у которых нарушена организация и которые утратили свои нормальные "наши" характеристики. Иммунная система бдительно патрулирует, высматривая такие клетки-мошенники, являющиеся потенциальными источниками рака.

В любое время иммунная система стремится наперерез всему инородному и активизирует целый ряд средств, которые все это инородное разрушают. Все мы непрерывно подвергаемся вторжению инородного как из окружающего нас мира (мы что-то не то вдыхаем, съедаем, оно проникает в нас через кожу), так и изнутри нашего собственного организма (наши клетки стареют или изменяют свои свойства, и тогда их нужно удалить из организма, чтобы не начал развиваться рак).

Мы зависим от здоровья нашего иммунитета, который работает непрерывно, как часы, чтобы защитить нас от враждебного нам мира. Без здорового иммунитета, способного уничтожить всех наших врагов, мы приговорены к быстрой смерти, подобно ребенку, живущему под стеклянным колпаком. В свете сказанного нетрудно понять, что если вы хотите обладать прекрасным здоровьем, одной из самых главных ваших целей должно являться укрепление иммунитета.

Неподходящий пищевой белок калечит иммунитет. Дефицит только одного этого продукта питания является наиболее уязвимым местом и определяет характерный болезненный вид жителей тех бедных стран, в которых полноценные белки (содержащие полный набор незаменимых аминокислот, из которых формируется любой вид белка) являются часто предметом роскоши.

Организм получает незаменимые жирные кислоты из пищи и путем последовательности химических реакций вырабатывает "полезные" и "вредные" простагландины. Действие "полезных" простагландинов направлено на стимулирование функции иммунитета, но более важным является равновесие между "полезными" и "вредными" простагландинами.

Дефицит витамина А снижает активность иммунитета при проникновении в организм инородных белков, но прием этого витамина восстанавливает ее. Поскольку организм обладает способностью накапливать витамин А, его бесконтрольный прием иногда приводит к тому, что он начинает оказывать токсическое действие. Однако, если организму нужен витамин А, он сам может производить его из провитамина бета-каротина.

Витамины группы В помогают стимулировать деятельность иммунитета в периоды физического стресса, например, после операции или травмы. Если уровень этих витаминов падает, заметно снижается способность организма вырабатывать антитела для борьбы с инфекциями, и вы оказываетесь жертвой многочисленных инфекций. Дефицит фолиевой кислоты снижает скорость реакции иммунитета на инородные факторы. Дефицит пантотеновой кислоты и рибофлавина (витамина В) замедляет выработку организмом антител для борьбы с инфекциями.

Организм должен иметь достаточно витамина В6 (пиридоксина), чтобы выработать нужное количество новых иммунных факторов в тот момент, когда пришел сигнал о внедрении в него чужеродных элементов. Эти факторы воспроизводятся по матрицам, которые находятся в лимфатических узлах, в костном мозге, а также в крови. Как только появляется необходимость в защите организма, эти матрицы быстро воспроизводят сами себя, наполняя организм точными копиями, чтобы противодействовать внедрившемуся врагу. Витамин В6 помогает копированию генетической последовательности, которая должна перейти от любой иммунной клетки к ее копии. Дефицит витамина В 12 уменьшает мощность реакции иммунитета и слегка снижает его способность бороться с чужеродными клетками.

Недостаток витамина С может повреждать иммунитет несколькими способами: задерживается реакция защитных средств на сигнал о патологическом состоянии, и эти средства не слишком быстро появляются в областях внедрения бактерий, вирусов и т. п.; снижается скорость выработки антител для борьбы против инфекции: может ослабнуть и даже вообще пропасть способность средств иммунитета разрушать внедрившиеся в организм чужеродные факторы.

Дефицит витамина Е снижает способность иммунитета защищать нас. Прием витамина улучшает устойчивость к заболеваниям во всех возрастных группах, однако он особенно полезен для пожилых пациентов.

Дефицит селена ослабляет иммунитет несколькими способами: сокращается выработка антител, предназначенных для борьбы с инфекцией, снижается способность средств иммунитета разрушать внедрившиеся в организм чужеродные факторы, уменьшается число клеток, которые посылают сигналы о возникновении патологического состояния, чтобы привлечь защитные тельца иммунитета в области, подвергнутые нападению чужеродных факторов. Кроме того, организму нужен селен, чтобы вырабатывать глутатионпероксидазу, свой собственный натуральный антиоксидант, очищающий организм от свободных радикалов и защищающий собственные ткани от загрязнения химическими продуктами распада, возникающими как результат взаимодействия иммунных защитных средств с чужеродными факторами.

Дефицит железа снижает способность некоторых средств иммунитета бороться с чужеродными факторами, а также способность других к размножению в то время, когда это необходимо. У всех людей, но особенно с возрастом, когда иммунитет нередко ослабляется, важную роль играет дефицит цинка. Но даже если истинного дефицита этого элемента и нет, дополнительный прием препаратов цинка может только улучшить способность защитной иммунной системы реагировать на чужеродные воздействия. Пища с высоким содержанием рафинированного сахара ослабляет иммунитет тем, что повреждается способность организма вырабатывать нужные антитела для борьбы с инфекциями, а также тем, что снижается способность некоторых иммунных защитных средств бороться с чужеродными факторами. Необходимо сократить потребление сахара и всех продуктов, изготовленных с их применением.

Неповрежденная кожа и слизистые оболочки являются барьером для большинства микробов, так как обладают бактерицидными свойствами. Предполагается, что эти свойства кожи обусловлены главным образом молочной и жирными кислотами, выделяемыми потовыми и сальными железами. Молочная кислота и жирные кислоты вызывают гибель большинства патогенных бактерий. Например, возбудители брюшного тифа погибают через 15 мин контакта со здоровой кожей человека. Столь же губительно на бактерии и патогенные грибы действуют: отделяемое наружного слухового прохода, смегма, лизоцим, содержащийся в отделяемом многих слизистых оболочек, муцин, покрывающий слизистые оболочки, соляная кислота, ферменты и жёлчь в пищеварительном тракте. Слизистые оболочки некоторых органов обладают способностью механически удалять попадающие на них частицы. Например, движения ресничек эпителия слизистой оболочки способствуют удалению из дыхательных путей бактерий, частиц пыли и пр. Внутренняя среда организма млекопитающих в нормальных условиях стерильна.

Все агенты, повышающие проницаемость кожи или слизистой оболочки, понижают их устойчивость к инфекциям. При массивности инфекции и высокой вирулентности (См. Вирулентность) микробов кожные и слизистые барьеры оказываются недостаточными, и микробы проникают в более глубокие ткани. При этом в большинстве случаев возникает Воспаление, что препятствует распространению микробов из места их проникновения.

Ведущую роль в фиксации и уничтожении микроорганизмов в очаге воспаления играют нормальные и иммунные антитела и Фагоцитоз. В фагоцитозе участвуют клетки местной мезенхимальной ткани и клетки, вышедшие из кровеносных сосудов. Возбудители, не подвергшиеся уничтожению в очаге воспаления, фагоцитируются клетками ретикуло-эндотелиальной системы в лимфатических узлах. Барьерная, фиксирующая функция лимфатических узлов повышается в процессе иммунизации.

Проникшие через барьеры микробы и чужеродные вещества подвергаются воздействию системы Пропердина, содержащейся в плазме крови и тканевой жидкости и состоящей из Комплемента, или алексина, пропердина и солей магния. Лизоцим и некоторые пептиды (спермин) и липиды, освобождающиеся из лейкоцитов, также способны убивать бактерии. В неспецифическом противовирусном иммунитете особое место занимают нейраминовая кислота, мукопротеиды эритроцитов и клеток бронхиального эпителия. При проникновении вируса, микроба и др. клетки выделяют защитный белок — Интерферон.

Кислая реакция тканевой среды, обусловленная присутствием органических кислот, также препятствует размножению микробов. Высокое содержание кислорода в тканях тормозит размножение анаэробных микроорганизмов. Эта группа факторов неспецифична, она оказывает бактерицидное действие на многие виды бактерий.

Основной формой специфического иммунологического ответа на введение чужеродных веществ и инфекцию является образование в организме антител (см. Иммунология, Иммуногенетика).

Антитела, в зависимости от вызываемого ими действия, называются агглютининами, преципитинами, бактериолизинами, антитоксинами, опеонинами. Они вызывают агглютинацию (склеивание) и лизис (растворение) микробов, преципитацию (осаждение) антигена (См. Антигены), инактивируют токсины и подготовляют микробы к фагоцитозу. В определённых случаях могут образоваться аутоантитела — антитела, направленные против собственных тканей и клеток организма и являющиеся причиной аутоиммунных заболеваний (См. Аутоиммунные заболевания).

Способность организма синтезировать антитела определённой специфичности и формировать специфический иммунитет определяется его генотипом. Основная масса антител синтезируется в плазматических клетках и клетках лимфатических узлов и селезёнки. После введения антигена происходит иммунологическая перестройка организма, которая осуществляется в две фазы. В первую (латентную) фазу, длящуюся несколько суток, в лимфоидных органах возникают адаптивные морфологические и биохимические изменения. В этой фазе антиген подвергается переработке ретикулоэндотелиальными клетками, а фрагменты его контактируют избирательно с соответствующими лейкоцитами. Во вторую (продуктивную) фазу образуются специфические антитела. Вырабатываются антитела в плазматических клетках, образующихся из недифференцированных ретикулярных клеток, и, в меньшей степени, в лимфоцитах. Во второй фазе появляются «долгоживущие» лимфоциты — носители так называемой «иммунологической памяти». Повторное введение очень небольшой дозы антигена может вызвать размножение этих клеток и возникновение плазматических клеток, вновь образующих антитела.

Сохранение организмом иммунологической «памяти» лежит в основе потенциального иммунитета. Так, после вакцинации дифтерийным анатоксином организм ребёнка сохраняет устойчивость к заражению дифтерией, несмотря на исчезновение из кровотока соответствующих антител, поскольку очень незначительные дозы дифтерийного токсина способны вызвать у него интенсивное образование антител. Такое образование антител носит название вторичного, анамнестического («по памяти»), или ревакцинаторного, ответа. Очень высокая доза антигена может, однако, вызвать гибель клеток — носителей иммунологической «памяти», вследствие чего образование антител будет выключено, введение антигена останется без ответа, т. е. возникнет состояние специфической иммунологической толерантности. Особо важное значение иммунологическая толерантность имеет при пересадке органов и тканей (см. трансплантация).

Иммунологическая перестройка организма, происходящая после введения антигена или заражения, помимо образования защитных антител, может приводить к повышенной чувствительности клеток и тканей к соответствующим антигенам, т. е. к развитию аллергии. В зависимости от сроков появления симптомов повреждения после повторного введения антигенов (аллергенов) среди аллергических реакций различают повышенную чувствительность немедленного и замедленного типов. Повышенная чувствительность немедленного типа обусловлена особыми циркулирующими с кровью или фиксированными в тканях антителами (реагенами); повышенная чувствительность замедленного типа связана со специфической реактивностью лимфоцитов и макрофагов, несущих так называемые клеточные антитела. Многие бактериальные инфекции и ряд вакцин вызывают повышенную чувствительность замедленного типа, которую можно выявить с помощью кожной реакции на соответствующий антиген (см. Аллергические диагностические пробы).

Повышенная чувствительность замедленного типа лежит в основе реакции организма на чужеродные клетки и ткани, т. е. в основе трансплантационного, противоопухолевого иммунитета и ряда аутоиммунных заболеваний. Одновременно с повышенной чувствительностью замедленного типа в организме может возникнуть специфический клеточный иммунитет, который проявляется тем, что данный возбудитель не может размножаться в клетках иммунизированного организма. Повышенную чувствительность замедленного типа и связанный с ней клеточный и трансплантационный иммунитет можно перенести неиммунизированному животному с помощью живых лимфоцитов иммунизированного животного той же линии и таким образом создать у реципиента воспринятый (адаптивный) иммунитет.