Современные представления об иммунных свойствах крови. Виды иммунитета, тканевый и клеточный иммунитет. Учение об иммунитете Современные представления об иммунной системе

Конечной целью иммунной системы является уничтожение чужеродного агента, которым может оказаться болезнетворный микроорганизм, инородное тело, ядовитое вещество или переродившаяся клетка самого организма. Этим достигается биологическая индивидуальность организма.

Органы входящие в иммунную систему человека: лимфатические железы (узлы), миндалины, вилочковая железа (тимус), костный мозг, селезёнка и лимфоидные образования кишки (Пейеровые бляшки). Главную роль играет сложная система циркуляции, которая состоит из лимфатических протоков соединяющих лимфатические узлы.

Лимфатический узел - это образование из мягких тканей, имеет овальную форму и размером 0,2 - 1,0 см, в котором содержится большое количество лимфоцитов.

Миндалины - это маленькие скопления лимфоидной ткани, располагаются с двух сторон глотки. Селезёнка - внешне очень похож на большой лимфатический узел. Функции у селезёнки разнообразные, это и фильтр для крови, хранилище для клеток крови, продукции лимфоцитов. Именно в селезёнке старые и неполноценные клетки крови разрушаются. Располагается селезёнка в районе живота под левым подреберьем около желудка.

Вилочковая железа (тимус) - располагается данный орган за грудиной. Лимфоидные клетки в тимусе размножаются и «учатся». У детей и людей молодого возраста тимус активен, чем человек старше, тем тимус становится менее активный и уменьшается в размере.

Костный мозг - это мягкая губчатая ткань, расположенная внутри трубчатых и плоских костей. Главная задача костного мозга это продукция клеток крови: лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов.

Пейеровы бляшки - Это сосредоточение лимфоидной ткани в стенке кишечника. Главную роль играет система циркуляции, состоящая из лимфатических протоков, которые соединяют лимфатические узлы, и транспортируют лимфатическую жидкость.

Лимфатическая жидкость (лимфа) - это жидкость без цвета, протекающая по лимфатическим сосудам, в ней содержится много лимфоцитов - белых кровяных телец, участвующих в защите организма от болезней.

Лимфоциты - это образно говоря «солдаты» иммунной системы, именно они отвечают за уничтожение чужеродных организмов или больных клеток (инфицированных, опухолевых и т.д.). Самые важные виды лимфоцитов (В-лимфоциты и Т-лимфоциты) они работают вместе с остальными иммунными клетками и не позволяют вторгнуться в организм инородных субстанций (инфекций, чужеродных белков и т.д.). На первом этапе организм «учит» Т- лимфоциты отличать посторонние белки от нормальных (своих) белков организма. Этот процесс обучения проводится в вилочковой железе (тимусе) в детском возрасте, так как в этом возрасте тимус наиболее активен. Далее человек достигает подросткового возраста, и тимус уменьшается в размере и теряет свою активность.

1. Естественный врожденный: у человека с рождения есть антитела против многих болезней.
2. Естественный приобретенный: организм после болезни запоминает антитела. Если возбудитель попадает в организм второй раз, то антитела против него начинают вырабатываться не через 3-5 дней, а сразу, и человек не заболеет.
3. Искусственный активный: человеку делают прививку, вводят вакцину, т.е. убитых или ослабленных возбудителей болезни. Организм легко с ними справляется, но при этом создает и запоминает антитела.
4. Искусственный пассивный: человеку во время болезни вводят сыворотку, т.е. готовые антитела. Организму самому делать ничего не нужно, но собственные антитела при этом не создаются.

Так называемый тканевый иммунитет -- это способ, которым различные ткани организма осуществляют собственную защиту. От этого способа главным образом и зависит интенсивность борьбы с вирусами.

Клеточный иммунитет-- это такой тип иммунного ответа, в котором не участвуют ни антитела, ни система комплемента. В процессе клеточного иммунитета активируются макрофаги, натуральные киллеры, антиген-специфичные цитотоксические Т-лимфоциты, и в ответ на антиген выделяются цитокины.

Иммунная система исторически разделена на две части -- систему гуморального иммунитета и систему клеточного иммунитета. В случае гуморального иммунитета, защитные функции выполняют молекулы, находящиеся в плазме крови, но не клеточные элементы. В то время как в случае клеточного иммунитета защитная функция связана именно с клетками иммунной системы. Лимфоциты кластера дифференцировки CD4 или Т-хелперы осуществляют защиту против различных патогенов.

Нарушения иммунных реакций.

Одним из основоположников науки о механизмах иммунных (защитных) реакций организма является французский ученый Луи Пастер, который разработал и ввел в практику вакцинацию как метод борьбы с инфекционными болезнями. Русский ученый И.И.Мечников разработал клеточную теорию иммунитета, установив механизм клеточного иммунитета, согласно которому невосприимчивость организма определяется фагоцитарной активностью лейкоцитов. Немецкий ученый Пауль Эрлих создал гуморальную теорию иммунитета, которая объясняла невосприимчивость организма выработкой в крови защитных гуморальных веществ - антител. По современным представлениям иммунитетом называется способность организма отвечать защитными реакциями на все, что ему генетически чужеродно, т.е. на микробы, вирусы, чужие клетки и ткани, на собственные, но генетически измененные клетки, а также на некоторые яды и токсины. Этим повреждающим агентам дали общее название антигены. В результате выработки иммунитета организм приобретает устойчивость к повторным воздействиям таких же антигенов, которые быстро нейтрализуются.

Защита от антигенов осуществляется посредством неспецифических и специфических механизмов, которые в свою очередь подразделяются на гуморальные и клеточные.

Неспецифические механизмы используются для обезвреживания даже тех антигенов, с которыми организм ранее вообще не сталкивался. Неспецифический гуморальный иммунитет создают защитные белки лизоцим, интерферон и др., постоянно имеющиеся в плазме крови. Неспецифический клеточный иммунитет обусловлен фагоцитарной активностью эозинофилов, базофилов, нейтрофилов и моноцитов, что обнаружил И.И.Мечников. Неспецифический гуморальный и неспецифический клеточный иммунитет обусловливают наследственный иммунитет.

При наличии наследственного иммунитета организм не восприимчив к инфекции от рождения. Различают видовой наследственный иммунитет и индивидуальный наследственный иммунитет. Человечеству присущ, например, видовой наследственный иммунитет к ящуру, нa 1,5 млн. заболеваний ящуром сельхозживотных приходится всего один случай заболевания человека. Акулы почти не страдают инфекционными заболеваниями, раны у них не подвержены нагноению.

В отличие от неспецифических механизмов, лежащих в основе наследственного иммунитета, специфические механизмы обеспечивают приобретенный иммунитет. Специфические механизмы основаны на "запоминании" антигена при первом контакте с ним организма, "узнавании" его при повторном контакте и быстром уничтожении с помощью особой разновидности Т-лимфоцитов (Т-киллеров) и специально синтезированных антител, преимущественно иммуноглобулинов.

Приобретенный иммунитет подразделяется на активно приобретенный, образующийся после прививки или перенесения данного заболевания, и пассивно приобретенный, образующийся вследствие введения сыворотки крови организма, перенесшего данное заболевание. Для образования активного иммунитета с целью предохранения от заразных болезней производят прививки, т.е. вводят в организм вакцины. Вакцины состоят из убитых, или живых, но ослабленных микробов или вирусов. Активный иммунитет длится в течение месяцев, лет и даже десятков лет. Различают активно приобретенный естественным путем иммунитет (после перенесения заболевания) и активно приобретенный искусственным путем иммунитет (после прививок) . При обоих видах активного иммунитета в организме в крови образуется антитела после введения вакцины или перенесения заболевания. При пассивном иммунитете готовые антитела содержатся в сыворотках крови, вводимых в организм.

В развитии защитных реакций организма основную роль играют лимфоциты. Лимфоциты образуются из стволовых клеток костного мозга. Выходя из костного мозга одна часть стволовых клеток направляется к вилочковой железе или тимусу, где размножаются и превращаются в тимусзависимые лимфоциты, или Т-лимфоциты. Другая часть стволовых клеток не проходит через вилочковую железу, а превращается в лимфоциты в других органах. У птиц таким органом является фабрициева сумка (Bursa), поэтому этот вид лимфоцитов получил название В-лимфоциты. У млекопитающих и человека В-лимфоциты созревают в лимфатических узлах. В-лимфоциты живут несколько дней, а затем начинают размножаться, производя идентичные дочерние клетки.

Т-лимфоциты обеспечивают клеточный иммунитет. Различные разновидности Т-лимфоцитов выполняют разные функции. Так, Т-лимфоциты - киллеры (клетки-убийцы) соединяются с чужеродными клетками и убивают их. В мембрану киллеров встроены рецепторные белки, которые представляют собой антитела, возможно, фиксированные иммуноглобулины. Именно эти рецепторы осуществляют контакт лимфоцитов с чужеродными антигенами и их обезвреживание. Этот процесс требует участия так называемых Т-хелперов (лимфоцитов-помощников) . Т-хелперы помогают также В-лимфоцитам синтезировать антитела. Третья группа Т-лимфоцитов - это так называемые Т-клетки иммунологической памяти. Эти клетки, живущие более 10 лет, циркулируют в крови и после первого контакта с антигеном "запоминают" его на долгие годы. При повторном контакте с этим же антигеном клетки иммунологической памяти его "узнают" и обеспечивают быструю его нейтрализацию. Четвертая разновидность Т-лимфоцитов - Т-супрессоры, способны подавлять выработку антител В-лимфоцитами и активность других Т-лимфоцитов.

В-лимфоциты обеспечивают гуморальный иммунитет. При попадании в организм антигена В-лимфоциты превращаются сначала в плазмобласты, которые в результате ряда последовательных делений дают плазматические клетки. Цитоплазма плазматических клеток богата рибосомами, активно вырабатывающими антитела, или иммуноглобулины. В выработке антител участвуют Т-хелперы, однако точный механизм их участия пока не известен. Плазматические клетки строго специфичны по отношению к определенным антигенам - каждая клетка синтезирует только один тип антител.

Антитела, или иммуноглобулины, относятся к сложным белкам -гликопротеидам. Они специфически связываются с чужеродными веществами - антигенами. По строению молекулы иммуноглобулины бывают мономерные и полимерные. Каждая молекула имеет в своих цепях постоянные (СООН-концевые) и вариабельные (меняющиеся) (NH2 -концевые) части. Вариабельные части образуют активный центр (полость особой конфигурации, по размерам и структуре соответствующую антигену), который определяет способность антитела специфически связываться с антигеном. В результате этого связывания образуется прочный комплекс антиген-антитело.

Появившаяся в последние годы болезнь СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита) вызывается ретравирусом ВИЧ, который избирательно поражает в организме Т-лимфоциты-хелперы, в результате чего специфические механизмы иммунной системы перестают действовать. Больной становится практически беззащитным перед любой самой безобидной инфекцией. Кроме Т-хелперов, ВИЧ поражает моноциты, микрофаги и клетки ЦНС, имеющие на своей поверхности рецептор Т4, через который вирус проникает в клетку.

Иммунитет также подавляется под действием ионизирующего облучения.

Современные представления об иммунитете

В настоящее время иммунный ответ организма связывают главным образом с согласованной деятельностью трех видов белых клеток крови (агранулярных лейкоцитов): В- ,Т-лимфоцитов и макрофагов. Первоначально они или их предшественники (т.н. стволовые клетки) образуются в красном костном мозге, затем наблюдается их миграция в лимфоидные органы. Эти органы делятся на первичные (где лимфоциты “обучаются”) и вторичные (где они “работают”). Первичными органами являются тимус (вилочковая железа) и бурса (у птиц) или красный костный мозг (возможно, и аппендикс ) у млекопитающих; отсюда и название этих лимфоцитов – Т- и В -клетки соответственно. Обучение направлено на приобретение способности отличать свое от чужого (умения распознавать антигены). Чтобы быть узнанными, клетки организма синтезируют специальные белки, называемые белками главного комплекса гистосовместимости (мы их будем обозначать по английской аббревиатуре белки МНС ).

У каждого человека в силу генетической изменчивости эти белки разные, хотя можно выделить ряд похожих групп белков МНС у разных людей (по типу, как группы крови), которые обязательно учитывают при трансплантации органов.

К вторичным лимфоидным органам относят селезенку, лимфатические узлы , миндалины, аденоиды, аппендикс, периферические лимфатические фолликулы . Они, как и сами клетки иммунитета, разбросаны по всему телу человека,
чтобы “встретить” любой антиген во всеоружии. Во вторичных лимфоидных органах, собственно, и развивается иммунная реакция на антиген. Например, при различных воспалительных болезнях резко увеличиваются лимфоузлы около пораженного органа. Лимфоидные органы на первый взгляд представляются небольшой системой организма, но подсчитано, что в сумме их масса составляет более 2,5 кг (что больше массы, например, печени!).

Таблица 1. Виды иммунитета и пути их формирования

	Активный	Пассивный
Искусственный	Формируется путем вакцинации. Человеку делается прививка ослабленными или убитыми вирусами или бактериями. В результате развивается первичный иммунный ответ организма, а при попадании нормального неослабленного возбудителя заболевания обеспечивается вторичный ответ, ведущий к легкому течению болезни и быстрому обезвреживанию антигена. Методами генной инженерии создаются безвредные вакцины, не имеющие в своем составе “поражающего” фактора (ДНК или РНК вирусов или бактерий), но содержащие их поверхностные белки, на которые развивается иммунный ответ	возникает после введения сывороток, которые содержат готовые антитела против конкретного антигена (например, против дифтерии, энцефалита, змеиного яда). Эти антитела получают от иммунизированных лошадей или методами генной инженерии. Поскольку некоторые болезни развиваются быстрее, чем иммунный ответ организма, человек может умереть; но если своевременно ввести готовые антитела, они помогают справиться с болезнью, за это время развивается собственный иммунный ответ. Разработка методов вакцинации и сывороток тесно связана с именем великого французского ученого Л.Пастера
Естественный	Возникает как вторичный ответ организма после перенесения заболевания, первого контакта с каким-то антигеном и т.п. В крови такого человека накапливаются антитела (против данного антигена!), образуются также клетки иммунологической памяти. Если в организм вновь попадает этот антиген, иммунный ответ развивается быстрее и сильнее, и болезнь протекает в легкой форме	обеспечивается передачей от матери к плоду (через плаценту) или ребенку (в большей степени-через молозиво, в меньшей - через молоко) антител против самых опасных детских болезней – скарлатины, дифтерии, кори и т.п.

Во время эмбриогенеза закладывается разнообразие В - лимфоцитов (по оценкам ученых, насчитывается около миллиарда различных вариантов В-клеток - равно как и Т-клеток), причем каждый В-лимфоцит направлен против строго определенного антигена. Разумеется, миллиарда генов в геноме человека быть не может, и гигантское разнообразие, обеспечивается минимумом генетического материала (назовем только некоторые из этих механизмов: соматическая рекомбинация, соматические мутации, ошибки сплайсинга). В-клетки после активации превращаются в плазматические клетки (или плазмоциты ), которые живут недолго, но успевают произвести великое множество антител. Антитела (или иммуноглобулины ) устроены однотипно, хотя среди них выделяют 5 классов. Главная особенность антител –умение связывать строго определенный антиген: так, при кори в организме вырабатывается “противокоревой” иммуноглобулин, против гриппа – “противогриппозный” и т.п. Молекула иммуноглобулина имеет в своем составе две тяжелые и две легкие полипептидные цепочки, поэтому у нее два совершенно одинаковых центра связывания антигенов (говорят, что мономер иммуноглобулинов двухвалентен). В молекулах антител есть и участки, отвечающие за привлечение эффекторных (т.е. поражающих ) систем иммунитета; поэтому главная функция антител – не разрушение антигенов, а весьма существенная помощь в их обезвреживании, без антител иммунный ответ развивается очень медленно. Различают 3 главных вида Т-лимфоцитов : хелперы (“помощники”), супрессоры (“подавители”) и киллеры (“убийцы”).

Хелперы способны узнавать антиген и двумя способами активировать соответствующий В-лимфоцит (непосредственно при контакте или дистантно с помощью специальных веществ – лимфокинов). Наиболее известным лимфокином является интерферон , который используется в медицинских целях при лечении вирусных болезней (например, гриппа), но эффективен только в самые первые дни развития заболевания. Супрессоры способны выключать иммунный ответ, что очень важно: если иммунная система не будет подавлена после обезвреживания антигена, составные части иммунитета будет поражать собственные здоровые клетки организма, что приведет к развитию аутоиммунных болезней.

Киллеры являются главным звеном клеточного иммунитета, т.к. они по белкам МНС узнают антигены и эффективно их поражают. Киллеры работают против клеток, пораженных вирусными инфекциями, а также опухолевых, мутированных, стареющих клеток организма.

Сравнительно недавно был познан механизм их действия: они выделяют в плазмалемму клеток-мишеней специальные белки (порфирины), которые, полимеризуясь, образуют в этой плазмалемме поры, через которые либо накачивается в клетку вода, либо цитоплазма “вытекает” наружу – и клетка гибнет. Поражающим фактором при этом является только мономер порфиринов, полимерная форма поры не может включиться в плазмалемму соседних клеток, тем самым достигается эффект “точечного удара” – поражается только та клетка, которую нужно поразить. Еще раз удивимся удивительному свойству природы вырабатывать в процессе эволюции простые и изящные механизмы, позволяющие легко и остроумно решать самые сложные и запутанные проблемы, стоящие перед организмом в его беспрерывной борьбе с условиями окружающей среды!

И, наконец, охарактеризуем макрофаги. Эти клетки происходят из моноцитов, относящихся к агранулярным лейкоцитам. Главная функция макрофагов – способность к фагоцитозу различных антигенов.

Оседлые макрофаги можно найти практически по всех органах и тканях организма человека (например, клетки Лангерганса в коже, клетки Куппера в печени, альвеолярные макрофаги в легких, перитониальные макрофаги в полости тела, синовиальные макрофаги в суставах, остеокласты в костях, хондрокласты в хрящах, микроглия в головном мозге и т.д.). Даже краткий перечень макрофагов показывает, что они разбросаны по всему организму, что обеспечивает адекватный ответ иммунной системы на любой антиген, попавший в любом месте организма.

Теперь соединим три главных элемента иммунитета в общую схему взаимодействия, например, при бактериальной инфекции:

Когда антиген, преодолев первые защитные барьеры организма (кожу, различные слизистые оболочки, HCl желудка и т.п.), все-таки попадает в какой-то орган, он фагоцитируется ближайшим макрофагом, который презентирует его (или его детерминанту) на своей плазмалемме рядом с белками МНС.

Эти два вещества (антиген + белок МНС) узнаются двойным рецептором хелпера, причем только тем из всего их многообразия, который направлен против данного антигена. Два указанных вещества только вместе воздействуют на хелпер, это обеспечивает включение иммунных реакций в нужный момент.

Затем хелпер активирует специфический В-лимфоцит, направленный против данного антигена.

В-лимфоцит начинает усиленно размножаться и образует клон клеток, часть которых преобразуется в клетки памяти (они обеспечивают приобретенный иммунитет), а большая часть образует плазмоциты, которые производят гигантское количество антител.

Эти иммуноглобулины соединяются с антигенами, образующиеся комплексы поражаются макрофагами, микрофагами, киллерами и другими эф фекторными системами иммунитета. Полученнаяцепь событий представлена нами в виде схемы

Современная теория иммунитета носит название клонально-селективной : образуется клон В-клеток и наблюдается их селекция (т.е. отбор) в конечном счете по антигену (с помощью хелперов). Авторами этой теории были лауреаты Нобелевской премии Ф.Бернет, Н.Ерне, П.Б.Медавар и другие ученые.

Начиная с середины XIX века под иммунитетом в медицине понимали формирование невосприимчивости к инфекционным болезням, которое развивалось в результате вакцинации или перенесенной болезни. То, что сейчас называют реакциями вторичного иммунного ответа.

С середины XX века формируется иной взгляд на иммунитет. Под системой иммунитета стали понимать систему лимфоид-ных клеток, которые обеспечивали в организме распознавание «своего» и «чужого».

В последние годы в систему иммунитета начинают вклю чать практически все клетки белой крови, а также целый ряд других клеток. Основную же функцию иммунитета видят в за щите организма от различных проявлений биологической агрессии, как экзогенного, так и эндогенного характера.

Во второй половине XIX в., когда в странах Европы интенсивно разрабатывались различные подходы к вакцинации, в медицинскую практику прочно входит термин «иммунитет». Этот термин был заимствован из латинского языка, где слово «Immunitas» употреблялось как политический термин, означающий неприкосновенность кого-либо, нераспространение на него общепринятых правил. (Кстати, этот термин используется в области дипломатии и в настоящее время.)

Первоначально под иммунитетом понимали состояние повышенной устойчивости (невосприимчивости) человека (или животного) к заражению. Изящество данного термина заключалось в том, что организм, обладающий иммунитетом, действительно был как бы «неприкосновенным» для данной инфекции, и общепринятые правила обязательного инфицирования всех представителей вида, на данный организм не распространялись.

Обычно такое иммунное состояние достигалось путем предварительной вакцинации или благодаря перенесенной ранее болезни. То есть в те времена под иммунитетом практически понимали реакции вторичного иммунного ответа.

Дальнейшие попытки объяснить этот интригующий феномен невосприимчивости к инфекции приводят к детальному

изучению различных реакций, возникающих при инфицировании организма. Возникают две гениальные теории иммунитета — фагоцитарная Мечникова и гуморальная Эрлиха, стоявшие вначале на антагонистических позициях. Именно борьба этих теории и их всестороннее развитие позволили к середине XX века приподнять занавес над многими неизвестными механизмами защиты.

С 60-х годов ХХ-го столетия возникает новое понимание функций и предназначения иммунитета. В это время была открыта уникальная способность лимфоцитов к распознаванию генетически чужеродного материала. Выдающийся австралийский ученый Бернет создал свою теорию иммунитета. Иммунитет рассматривался им как основной механизм, направленный на дифференциацию «своего» и «чужого». И основная роль здесь принадлежала лимфоцитам, которые Бернет предлагал называть «иммуноцитами».

Исходя из необходимости отличать «свое» и «не свое», под иммунитетом стали понимать механизмы поддержания генетического постоянства внутренней среды организма. То есть специфический контроль за присутствием в организме именно «своих» клеток и уничтожение всего «чужого» (бактерий, опухолевых клеток, клеток чужеродного трансплантата и т. д.).

В дальнейшем многие авторы, описывая проявления иммунитета, связывали его только со специфическими реакциями лимфоидных клеток. Другие же клетки, активно участвующие в защитных реакциях организма (макрофаги, нейтрофилы, эо-зинофилы, дендритные клетки и др.), оказывались как бы вне сферы иммунологии. В лучшем случае их рассматривали как клетки, помогающие развитию «истинного» иммунитета. Это приводило к недопониманию многих процессов, происходящих при инфекционной патологии. Такой «лимфоцентрист-ский» перекос почему-то особенно был выражен в отечественной литературе.

На первых этапах это были примитивные реакции фагоцитирующих амебоцитов и белков, подобных белкам системы комплемента и белкам «острой фазы». А уже на более развитых ступенях эволюции появляются лимфоидные клетки, осушествляюшие специфические реакции на конкретный антиген, и циркулирующие, специфически направленные молекулы — антитела.

Замечательное свойство эволюции иммунной системы состоит в том, что в процессе ее развития появляющиеся более совершенные механизмы зашиты не исключали более древних, предшествующих механизмов. Они развивались и совершенствовались параллельно, формируя, таким образом, взаимосвязанную, «эшелонированную» систему обороны от агрессии патогенных микроорганизмов.

Некоторые авторы среди причин эволюции иммунитета на первый план выдвигают необходимость сдерживания и контроля процессов мутагенеза, который должен возрастать в условиях увеличения массы тела и количества соматических клеток. Однако такой подход не вполне убедителен, поскольку вряд ли «целью» эволюции является простое увеличение количества соматических клеток в организме. Видимо речь здесь, скорее может идти об увеличении количества дифференциированных групп клеток, что явно поддерживается эволюционным процессом.

Таким образом, в последнее время формируется понимание иммунитета (системы иммунитета), как системы факторов, обеспечивающих внутреннюю защиту организма от экзогенной (бактерии, вирусы и др.) и эндогенной (измененные или опухолевые клетки) биологической агрессии. Эта система имеет несколько линий (эшелонов) обороны.

Базируется она на древних, эволюционно закрепившихся зашитных реакциях, осуществляемых лейкоцитами и белками плазмы крови. Часто их называют неспецифическими факторами иммунитета. Они первыми вступают в борьбу с инфекцией и обеспечивают примитивное (лектиноподобное) распознавание основных бактериальных антигенов, а так же поврежденных собственных клеток (по неэкранированным углеводным остаткам, денатурированным белкам, или отсутствию «своих» белков гистосовместимости).

Они же реализуют процессы нейтрализации и элиминации (удаления) чужеродного материала, которые происходят в реакциях фагоцитоза, внеклеточного цитолиза, цитотоксических реакциях естественных киллеров (NK-клеток) или цитолитиче-ских эффектах комплемента.

Параллельно включается вторая, специфическая линия обороны. При этом биологический материал, образующийся в результате деятельности клеток неспецифической линии

борьбы, служит фактором, запускающим реакции второй, специфической линии. Ими служат переработанные (проиессиро-ванные) антигены и различные цитокины.

При достаточно быстрой нейтрализации и удалении чужеродного материала (например, авирулентных или слабовирулентных микроорганизмов) развитие специфических иммунных реакций не поддерживается и затухает.

Однако при массивной дозе чужеродного материала или высокой вирулентности возбудителя реакция неспецифических факторов бывает интенсивной и значительно более длительной. Это означает, что первая линия испытывает существенные трудности и ей необходима помощь второй, специфической линии защиты.

Последующее включение второй линии, позволяет более эффективно, более «прицельно» и точно вести борьбу с возбудителем, несушим конкретные, специфические антигены. При этом возрастает и эффективность базовых реакций неспецифического иммунитета, поскольку специфические антитела, сорбируясь на мембранах киллерных клеток или мишеней, как бы указывают, куда конкретно должна быть направлена атака.

Биологический смысл временного отставания в развитии реакций специфической системы вполне очевиден. Он заключается в том, что резервы этой системы не расходуются «по мелочам», на агрессию, не представляющую опасности для жизни организма хозяина.

При запуске реакций, приводящих к развитию выраженного специфического ответа, автоматически происходит образование и накопление долгоживуших клеток памяти. Повторная встреча с комплиментарным антигеном, приводит к их ускоренному и интенсивному размножению. В итоге количество защитных факторов (активированных клеток и антител) оказывается настолько значительным, что внедрившийся возбудитель быстро и эффективно нейтрализуется и удаляется. Клинические проявления болезни при этом крайне незначительны или не выявляются вовсе. В данном случае можно говорить о невосприимчивости к данной болезни.

Таким образом, понимание иммунитета как многофакторной и многоэтапной системы защиты организма наиболее продуктивно на современном этапе. В настоящее время предлагают выделять два основных типа иммунитета — врожденный и приобретенный.

Общее значение иммунитета

Под иммунитетом понимают защитные системы организма, работающие против всего чужеродного, объединяемого под общим названием "антигена" .

В роли антигена могут выступать различные инфекционные агенты (бактерии, вирусы и т.д.), белки других организмов (иногда полисахариды), гельминты, пересаженные ткани и органы, собственные измененные клетки организма (мутированные, опухолевые, стареющие и т.п.), сперма при оплодотворении, эмбрион для матери и др. Говоря другими словами, иммунитет поддерживает клеточный, белковый и генетический гомеостаз организма . Поэтому его рассматривают в настоящее время как одну из регуляторных систем организма человека и других животных.

К иммунитету предъявляются два главный требования:

адекватно реагировать на любой возможный антиген;
уметь эффективно отличить "свое" от "чужого" или "своего измененного".

Иммунология как наука имеет путь развития длиной чуть более ста лет, но тем не менее, сейчас она является одной из самых результативных и динамически развивающихся биологических наук, имеющая к тому же и огромный выход в практику (прежде всего, в медицинском плане). Начальный период развития иммунологии характеризовался многолетней, но весьма плодотворной дискуссией между сторонниками теорий клеточного (их возглавлял ) и гуморального (во главе с П.Эрлихом) иммунитета. Первые считали, что главная роль в защите организма от антигенов принадлежит лейкоцитам, способным в фагоцитозу антигенов с последующим их перевариванием. Вторые доказывали, что решающую роль в обезвреживании антигенов имеют защитные белки (их назвали "антитела") , которые растворены в плазме крови. В конечном итоге оказалось, что правы и те, и другие, а современная теория иммунитета объединила обе ранее существовавшие.

"Классические" представления об иммунитете

Примером неспецифического иммунитета может служить воспалительная реакция при попадании в кожу занозы, причем при повторном поражении такой же занозой все этапы реакции организма развиваются точно также, как и при первичном ответе. Кратко укажем, что главную роль в этих процессах играют микрофаги (они происходят из одного вида лейкоцитов крови- нейтрофилов), способные к фагоцитозу антигенов (прежде всего - бактерий). Кстати, гной, возникающий при различных болезнях у человека, - это не что иное, как масса погибших микрофагов.

Возможность формирования системы приобретенного иммунитета закладывается при рождении одинаковой у всех людей, но в процессе жизни в силу того, что каждый человек контактирует в течение жизни со "своим" набором антигенов, приобретенный иммунитет формируется у всех людей по-разному, строго индивидуально. Этот вид иммунитета принято делить на естественный и искусственный , каждый из которых делится на активный и пассивный . Rратко рассматриv эти четыре случая.

Современные представления об иммунитете

В настоящее время иммунный ответ организма связывают главным образом с согласованной деятельностью трех видов белых клеток крови (агранулярных лейкоцитов): В- , Т-лимфоцитов и макрофагов. Первоначально они или их предшественники (т.н. стволовые клетки) образуются в красном костном мозге, затем наблюдается их миграция в лимфоидные органы. Эти органы делятся на первичные (где лимфоциты "обучаются") и вторичные (где они "работают"). Первичными органами являются тимус (вилочковая железа) и бурса (у птиц) или красный костный мозг (возможно, и аппендикс ) у млекопитающих; отсюда и название этих лимфоцитов- Т- и В -клетки соответственно. Обучение направлено на приобретение способности отличать свое от чужого (умения распознавать антигены). Чтобы быть узнанными, клетки организма синтезируют специальные белки, называемые белками главного комплекса гистосовместимости (мы их будем обозначать по английской аббревиатуре белки МНС ).

чтобы "встретить" любой антиген во всеоружии. Во вторичных лимфоидных органах, собственно, и развивается иммунная реакция на антиген. Например, при различных воспалительных болезнях резко увеличиваются лимфоузлы около пораженного органа. Лимфоидные органы на первый взгляд представляются небольшой системой организма, но подсчитано, что в сумме их масса составляет более 2,5 кг (что больше массы, например, печени!).

Таблица 1. Виды иммунитета и пути их формирования

	Активный	Пассивный
Искусственный	Формируется путем вакцинации. Человеку делается прививка ослабленными или убитыми вирусами или бактериями. В результате развивается первичный иммунный ответ организма, а при попадании нормального неослабленного возбудителя заболевания обеспечивается вторичный ответ, ведущий к легкому течению болезни и быстрому обезвреживанию антигена. Методами генной инженерии создаются безвредные вакцины, не имеющие в своем составе "поражающего" фактора (ДНК или РНК вирусов или бактерий), но содержащие их поверхностные белки, на которые развивается иммунный ответ	возникает после введения сывороток, которые содержат готовые антитела против конкретного антигена (например, против дифтерии, энцефалита, змеиного яда). Эти антитела получают от иммунизированных лошадей или методами генной инженерии. Поскольку некоторые болезни развиваются быстрее, чем иммунный ответ организма, человек может умереть; но если своевременно ввести готовые антитела, они помогают справиться с болезнью, за это время развивается собственный иммунный ответ. Разработка методов вакцинации и сывороток тесно связана с именем великого французского ученого
Естественный	Возникает как вторичный ответ организма после перенесения заболевания, первого контакта с каким-то антигеном и т.п. В крови такого человека накапливаются антитела (против данного антигена!), образуются также клетки иммунологической памяти. Если в организм вновь попадает этот антиген, иммунный ответ развивается быстрее и сильнее, и болезнь протекает в легкой форме	обеспечивается передачей от матери к плоду (через плаценту) или ребенку (в большей степени-через молозиво, в меньшей - через молоко) антител против самых опасных детских болезней- скарлатины, дифтерии, кори и т.п.

Антитела (или иммуноглобулины ) устроены однотипно, хотя среди них выделяют 5 классов. Главная особенность антител-умение связывать строго определенный антиген: так, при кори в организме вырабатывается "противокоревой" иммуноглобулин, против гриппа- "противогриппозный" и т.п. Молекула иммуноглобулина имеет в своем составе две тяжелые и две легкие полипептидные цепочки, поэтому у нее два совершенно одинаковых центра связывания антигенов (говорят, что мономер иммуноглобулинов двухвалентен). В молекулах антител есть и участки, отвечающие за привлечение эффекторных (т.е. поражающих ) систем иммунитета; поэтому главная функция антител- не разрушение антигенов, а весьма существенная помощь в их обезвреживании, без антител иммунный ответ развивается очень медленно.

Различают 3 главных вида Т-лимфоцитов : хелперы ("помощники"), супрессоры ("подавители") и киллеры ("убийцы").

Хелперы способны узнавать антиген и двумя способами активировать соответствующий В-лимфоцит (непосредственно при контакте или дистантно с помощью специальных веществ- лимфокинов). Наиболее известным лимфокином является интерферон , который используется в медицинских целях при лечении вирусных болезней (например, гриппа), но эффективен только в самые первые дни развития заболевания. Супрессоры способны выключать иммунный ответ, что очень важно: если иммунная система не будет подавлена после обезвреживания антигена, составные части иммунитета будет поражать собственные здоровые клетки организма, что приведет к развитию аутоиммунных болезней.

Киллеры являются главным звеном клеточного иммунитета, т.к. они по белкам МНС узнают антигены и эффективно их поражают. Киллеры работают против клеток, пораженных вирусными инфекциями, а также опухолевых, мутированных, стареющих клеток организма.

Сравнительно недавно был познан механизм их действия: они выделяют в плазмалемму клеток-мишеней специальные белки (порфирины), которые, полимеризуясь, образуют в этой плазмалемме поры, через которые либо накачивается в клетку вода, либо цитоплазма "вытекает" наружу- и клетка гибнет. Поражающим фактором при этом является только мономер порфиринов, полимерная форма поры не может включиться в плазмалемму соседних клеток, тем самым достигается эффект "точечного удара"- поражается только та клетка, которую нужно поразить. Еще раз удивимся удивительному свойству природы вырабатывать в процессе эволюции простые и изящные механизмы, позволяющие легко и остроумно решать самые сложные и запутанные проблемы, стоящие перед организмом в его беспрерывной борьбе с условиями окружающей среды!

И, наконец, охарактеризуем макрофаги. Эти клетки происходят из моноцитов, относящихся к агранулярным лейкоцитам. Главная функция макрофагов- способность к фагоцитозу различных антигенов.

Затем хелпер активирует специфический В-лимфоцит, направленный против данного антигена.

Некоторые вопросы практического применения достижений иммунологии

Аутоиммунитет - под этим общим названием объединяется много болезней, причиной которых в конечном счете является нарушение работы супрессоров, в результате чего иммунитет начинает уничтожать собственные здоровые клетки организма. Список этих болезней постоянно расширяется, в настоящее время многие заболевания переводятся в разряд аутоиммунных, т.е. оказалось, что очень много патологий в организме человека, фенотипически проявляющихся по-разному, начальной причиной имеют нарушения иммунитета. К таким болезням можно отнести ювенильный диабет, красную системную волчанку, артриты, многие формы бесплодия и т.д. Например, при артрите сначала поражается хрящевая ткань суставов, а уж затем начинается отложение в них солей (в силу нарушения их питания). Здесь же уместно указать и такое явление, как иммунологическая толерантность : любой новый антиген (а это прежде всего белок) после рождения воспринимается иммунной системой как чужой, и, следовательно, он подлежит уничтожению. У человека в постнатальном периоде онтогенеза окончательно формируются две важнейшие системы организма (головной мозг и половые органы), поэтому они для иммунитета считаются чужими. Эти органы надежно защищены от воздействия иммунной системы с помощью гемоэнцефалического барьера в головном мозге, оболочек половых желез и уже созревших гамет. При нарушении этих барьеров возникают соответствующие болезни.

Иммунодефицитные состояния - болезни, вызываемые нарушением любого элемента иммунной системы организма. Их сейчас насчитывается довольно большое количество, многие определяются наследственными изменениями, но самое известное заболевания этого ряда- конечно же, СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита ). Кратко остановимся на характеристике этой болезни. Вирус СПИДа (или ВИЧ- вирус иммунодецифита человека , в отличие от вируса СПИДа обезьян) избирательно выключает хелперы, в результате иммунный ответ не развивается, и человек становится совершенно беззащитным перед любой инфекцией или патологией (часто он умирает от. условно патогенных бактерий). Чаще всего развиваются всевозможные формы пневмоний, саркома Капоши, активируется вирус Эпштейна-Барр и т.д. Вирус, попадая в Т-хелперы, много лет этот вирус может находиться в неактивном состоянии, но человек инфицирован. Когда же ВИЧ активируется, развиваются болезни иммунодефицита; причем большинство больных умирает в течение 1-2 лет. Сейчас нет ни вакцин, ни сывороток против СПИДа, наиболее известное лекарство (азидотимидин- АЗТ) лишь приостанавливает развитие болезни. Поэтому в настоящее время эпидемия СПИДа приняла пандемический характер, выйдя по уровню смертности на третье место в мире после атеросклероза и рака. Достоверно известны три пути передачи ВИЧа: половым путем (гомо- и гетеросексуальным), через общий шприц и от матери к ребенку при рождении. Отсюда общий вывод: чтобы не заразиться страшной болезней, от которой нет эффективного лечения, необходимо вести нормальный, здоровый образ жизни, соблюдая элементарные правила общей и половой гигиены.

Аллергии - тоже весьма распространенные в последнее время болезни. В этом случае иммунная система в силу разных причин (в том числе и наследственного характера) начинает работать "слишком хорошо" против какого-антигена, которым могут быть пыльца растений, пыль, шерсть животных, перья птиц, духи, пищевые продукты, запах пота и т.п. Если антиген попадает под кожу такого больного, развивается местная иммунная реакция (покраснение кожи и т.д.). На этом основаны принципы диагностики аллергических состояний (например, известная реакция Манту на туберкулез). Если же антиген попадает в организм, развивается усиленная общая иммунная реакция (прежде всего, резкое увеличение всех слизистых оболочек), которая может привести к анафилактическому шоку , он может закончиться смертью, если вовремя не ввести в организм противогистаминные препараты типа димедрола, тавегила и т.п.

Трансплантация органов довольно распространена в последние годы во всем мире. Неудача первых опытов по пересадке тканей и органов связана с тем, что не учитывалась совместимость тканей донора и реципиента по белкам МНС. Сейчас эти молекулы обязательно исследуются у подобных больных, успешность операций по трансплантации колеблется от 60 до 95 % по разным органам. Разумеется, во время такого лечения иммунитет подавляется, наиболее известные способы в настоящее время- введение циклоспорина А и стероидных гормонов. Один из частных случаев трансплантации- переливание крови, когда учитываются различные группы крови, чтобы избежать агглютинации. Реакция агглютинации- типичная иммунная реакция: антитела [агглютинины Аlpha и Beta ] соединяются с поверхностными антигенами эритроцитов (агглютиногены А и В), образуя конгломераты эритроцитов, что приводит к смерти организма. Причем А соединяется с Beta , а В- с Alpha . Отсюда легко понять совместимость групп крови по системе АВО.

Резус-конфликт связан с наличием (Rh+) или отсутствием (Rh-) определенного белка в плазме крови. Rh+ - доминантный аутосомный признак, рецессивные гомозиготы в популяциях человека встречаются примерно в 15 % случаев. Если у Rh- матери формируется Rh+ плод, иммунная система матери реагирует на новый белок; если же второй плод тоже закладывается Rh+, развивается типичный вторичный ответ: либо плод элиминируется, либо образуются различные уродства, либо наблюдается поражение печени, крови и т.д. родившегося ребенка. Поэтому Rh- беременные женщины, у которых первый ребенок был Rh+, начиная со второй беременности (считая и те, которые окончились выкидышем или абортом), находятся под особым контролем в женских консультациях.

Оплодотворение в настоящее время тоже рассматривается как иммунная реакция: взаимодействие яйцеклетки со сперматозоидом весьма напоминает взаимодействие антитела с антигеном. Если поверхностные антигены гамет очень различны (когда самец и самка принадлежат к разным видам), оплодотворения чаще всего не наблюдается; если указанные антигены очень похожи (когда скрещивающиеся животные являются близкими родственниками), тоже чаще всего не удается зачать эмбрион; если же эти антигены различаются, но не слишком сильно, возникает зигота (когда родители принадлежат к одному виду животных, но не являются близкими родственниками). Если образовался эмбрион, иммунная система матери подавляется Т-супрессорами и специально синтезируемыми веществами, чтобы новый антиген (эмбрион) не был подвергнут сильной иммунной атаке. Поэтому организм беременных женщин (в силу этой и многих других причин) является крайне ослабленным, требует максимум внимания, заботы и осторожности. Более того, показано, что и плод через плаценту передает своей матери специальные белки, подавляющие ее иммунитет. Попутно укажем, что сейчас создана вакцина против беременности (на некоторые белки хориона), при беременности развивается вторичный ответ на хорион образовавшегося эмбриона, который в конечном счете погибает. Вакцина действует около двух лет, и если женщина хочет иметь ребенка, она не прививается; если не хочет- делает прививку.