Наша иммунная система – это линия обороны, которая защищает наш организм в течение всей жизни от всего, что не «мы». Не «мы» – это обширная категория чуждых нам веществ, бактерий, грибков, вирусов, простейших и микроорганизмов. Иммунная система стоит на страже и уничтожает раковые клетки, которые появляются в нашем организме ежеминутно. Статистические исследования последних лет выдвигают на одно из первых мест в патологии человека заболевания, связанные со снижением иммунитета. Иммунная система обеспечивает человеческому организму многоступенчатую защиту от чужеродных вторжений. Началом служит процесс распознавания антигена иммунная система определяет, что это не «свое», а «чужое» и включает механизмы иммунного ответа. Способность организмов отличать «свое» от «чужого» существует уже сотни миллионов лет, однако, лишь у позвоночных лимфатическая система сформировалась в морфологическую основу иммунной системы. В связи с этим только у позвоночных вырабатываются классические антитела – иммуноглобулины. Иммунная система характеризуется:
-
специфичностью ее реакций
-
феноменом иммунологической памяти.
Морфологическая основа иммунной системы – это органы, в которых созревают лимфоциты. Они делятся на центральные и периферические.
К центральным относятся вилочковая железа и костный мозг. Вилочковая железа поставляет Т-лимфоциты, а костный мозг – стволовые клетки, предшественники В-лимфоцитов.
К периферическим органам относятся: селезенка, лимфатические узлы, миндалины, а также лимфоидная ткань, находящаяся в кишечнике или рядом с ним, а также рядом с бронхами. В центральном органе (вилочковой железе) клетки защиты Т-лимфоциты – развиваются без влияния антигенов. В периферических органах развитие клеток защиты В-лимфоцитов возможно только при непосредственном антигенном воздействии. Из вышеизложенного ясен механизм слабого иммунитета у детей раннего возраста, т.к. контактов с антигенами у них мало.
Наш организм защищается от негативных воздействий с помощью врожденных (данных природой) инстинктов, а также посредством приобретенных навыков.
Наши врожденные инстинкты, существующие независимо от обучения, являются первой линией защиты против внешних воздействий. Подобно тому, как они защищают нас от физических воздействий, наша иммунная система также способна к «инстинктивным» защитным реакциям против микробов и вирусов. Такой иммунитет носит название врожденного (неспецифического). Однако, во многих случаях возможностей врожденного иммунитета оказывается недостаточно для того, чтобы справиться с разнообразными микробами и вирусами, с которыми мы ежедневно сталкиваемся. В этом случае нашей иммунной системе приходится приобретать новые навыки защиты от инфекций. Это и есть приобретенный (специфический) иммунитет.
Когда наш организм сталкивается с инфекцией, иммунная система должна сначала распознать ее, а затем уничтожить. Этот процесс занимает от 10 до 14 дней. После того, как организм успешно справился с инфекцией, его иммунная система «запоминает» данного нарушителя и становится готовой к повторной атаке. Обычно мы даже не замечаем повторного инфицирования, так как иммунная система реагирует быстро и эффективно, инфекционные возбудители даже не успевают размножиться.
Таблица 1.
Основные компоненты врожденного и приобретенного иммунитета.
|
Основные линии иммунной защиты.
|
|
Врожденный иммунитет
|
Приобретенный иммунитет
|
|
Пассивный
|
Активный
|
|
1. Кожа
2. Слизь
3. Желудочный сок
4. Слезы
5. Интерфероны
|
1. Воспалительные клетки
2. НК-клетки (натуральные киллеры)
3. Фагоцитирующие клетки
4. Естественные антитела
5. Система комплемента
|
1. В-лимфоциты
2. Т-лимфоциты
3. Клетки иммунной памяти
4. Антитела
|
Таблица 2.
Основные характеристики врожденного и приобретенного иммунитета.
|
Врожденный иммунитет
|
Приобретенный иммунитет
|
|
1. Первичный контакт с микроорганизмом не обязателен.
2. Неспецифический
3. Повторное воздействие не влияет на характер иммунного ответа.
4. Естественные антитела
5. Система комплемента
6. НК-клетки
7. Фагоциты
|
1. Контакт с микроорганизмом является обязательным.
2. Специфический
3. Иммунологическая память усиливает повторный иммунный ответ
4. Специально синтезируемые антитела
5. Цитотоксические Т-лимфоциты
6. Клетки памяти
7. Плазматические клетки.
|
Точно так же, как наши врожденные физические данные определяют скорость и степень нашего атлетического развития, так и возможности нашего врожденного иммунитета во многом определяют эффективность приобретенного иммунного ответа. Оба вида иммунитета в одинаковой мере определяют состояние нашего здоровья, и оба являются одинаково необходимыми для здорового существования.
Остановимся на характеристике врожденных и приобретенных иммунных реакций, а также на взаимодействии обоих видов иммунной защиты, как составных частей единой иммунной суперсистемы.
Врожденный иммунитет.
Клетки, которые обеспечивают реакции врожденного иммунитета (см. таблицу 1), являются первой линией защиты против раковых клеток и возбудителей инфекционных заболеваний. Система врожденного иммунитета характеризуется тем, что для ее защитных реакций не требуется первичного (предварительного) контакта с инфекционным агентом. Более того, интенсивность иммунного ответа не меняется при повторной встрече с одним и тем же возбудителем. Сегодня не подлежит сомнению, что от состояния врожденного иммунитета во многом зависит функционирование системы приобретенного иммунитета. Неспецифический иммунный ответ определяет эффективность специфического иммунного ответа, он инициирует и оптимизирует реакции специфического иммунитета, которые развиваются более медленно.
Естественные антитела, как представители врожденного иммунитета, всегда присутствуют в организме, для их образования не надо внешних стимулов. Их присутствие необходимо, так как действие их направлено на защиту нас от самых распространенных повреждающих агентов, наиболее часто встречающихся в нашем окружении (микробов, вирусов). Естественные антитела способны активизировать выработку специфических антител.
Система комплемента – это, во-первых, система для распознавания, или так называемой маркировки, инфицированных и злокачественных клеток путем присоединения к ним специфических антител. Эта система – часть неспецифического иммунитета и обеспечивает первичную (неполную) защиту против инфекции. Во-вторых, интересна функция мембранотропного повреждающего комплекса (МПК). Он образуется специально для разрушения поврежденной или инфицированной клетки. Это совокупность белков комплемента, которые нарушают целостность липидной мембраны чужеродной клетки. В результате, внутрь клетки начинает интенсивно поступать жидкость до тех пор, пока клеточная мембрана не разорвется подобно раздутому воздушному шару. К сожалению, некоторые виды бактерий и раковые клетки успевают разрушать мембранотропный повреждающий комплекс, если его образование идет медленно. Вот почему МПК имеет такое большое значение!
Важно знать, что многие вирусы (гепатиты В и С, ВИЧ, вирус гриппа, кори, бешенства, герпеса, оспы, краснухи, эпидемического паротита, ветряной оспы, желтой лихорадки) могут использовать часть клеточной мембраны клетки-хозяина для создания дополнительной защитной оболочки. Это происходит, когда клетка погибает и вирус выходит наружу, а фрагмент клеточной мембраны использует для создания внешней оболочки. Вирус тем самым защищает свой уязвимый генетический аппарат. Кроме того, вирус маскируется под нормальные небольшие клетки и избегает тем самым иммунной атаки. Это наиболее опасные вирусы на сегодняшний день. Но, в отличие от клеток хозяина, вирусы не могут восстанавливать поврежденную «свою» мембрану, а этой слабостью может воспользоваться система комплемента при достаточном количестве ее компонентов. В результате малейшее повреждение мембраны вируса приведет к ее разрыву, и, соответственно, к потере инфекционных свойств вируса. Система комплемента, а именно, мембранотропный повреждающий комплекс эффективен только в отношении лишь тех возбудителей, которые имеют именно липидную внешнюю оболочку. Но грам-положительные бактерии и дрожжи, а также некоторые другие микроорганизмы имеют клеточную стенку, неуязвимую для системы комплемента.
В этом случае человеческий организм использует НК-клетки (натуральные киллеры). Они поражают любые клетки, которые не имеют характерных «опознавательных знаков», свидетельствующих о том, что эти клетки принадлежат нашему организму. Чужеродные клетки, а также большинство раковых клеток не имеют подобных «опознавательных знаков».НК-клетки поражают чужеродные клетка, тогда как нормальные никогда не подвергаются атаке. Их можно сравнить с сотрудниками ФСБ, которые не только защищают государство от внешней агрессии, но и стоят на страже внутреннего порядка, нейтрализуя «мятежников» внутри страны. Снижение активности НК-клеток может приводить к возникновению рака, иммунодефицита, который может быть врожденным и приобретенным. Сниженный иммунитет ведет к тяжелым и даже смертельным вирусным инфекциям, аутоиммунным заболеваниям. НК-клетки играют важную роль в защите против ВИЧ-инфекции, герпеса, вирусного гепатита В, С и других вирусных инфекций.
Организм ребенка и пожилого человека, а также находящийся в состоянии стресса, является гораздо более уязвимым в отношении иммунологических нарушений. Повышение активности НК-клеток укрепляет иммунитет в этих группах. Различия в индивидуальной устойчивости к возникновению онкологических заболеваний свидетельствует о различиях в иммунологической активности у людей. Сейчас рак является ведущей причиной смертности среди детей, уступая лишь смертности от несчастных случаев. Смертность от онкологических заболеваний является более высокой среди детей до 5 лет по сравнению с детьми от 5 до 15 лет. Меньшая устойчивость детей к онкозаболеваниям связана со сниженной активностью НК-клеток.
В период старения иммунная система претерпевает ряд неблагоприятных изменений. Преобладают изменения особенно связанные с распределением и функционированием Т-лимфоцитов, которые играют центральную роль в реакциях клеточного иммунитета. Это связано со снижением активности тимуса (вилочковой железы), но и активность НК-клеток уменьшается тоже, у них уменьшается способность к размножению в ответ на внешний стимул.
Стресс также влияет на активность НК-клеток: иммунологические нарушения связаны и со стрессом. Так, травматический стресс приводит к уменьшению активности НК-клеток. Продолжительный стресс также приводит к снижению их активности и предрасполагает к более интенсивному росту опухолей. У людей, страдающих синдромом хронической усталости, количество НК-клеток снижено.
Приобретенный иммунитет.
Возникает вследствие адаптации иммунной системы к чужеродным элементам, которые проникают в организм человека. Для того, чтобы адаптироваться к новой угрозе, иммунная система должна:
-
Сначала распознать нарушителя
-
Создать специальное оружие против него
-
Сохранить в памяти информацию о данном нарушителе, чтобы своевременно отреагировать на повторное проникновение.
Хорошая работа системы приобретенного иммунитета определяется четырьмя моментами:
-
Работой вилочковой железы (тимуса) и созреванием Т-лимфоцитов
-
Образованием антител
-
Синтезом цитокинов
-
Трансфер фактором.
Работа вилочковой железы (тимуса).
Обучение иммунных клеток можно сравнить с системой общего образования: дошкольное обучение, начальное и среднее школьное образование, а также высшее образование. Если следовать этому сравнению, то в тимусе иммунные клетки получают дошкольное и начальное школьное образование. Поскольку эти лимфоциты созревают в тимусе, они и носят название Т-лимфоцитов. Их разделяют по функциям на Т-хелперы (помощники), Т-супрессоры (давить, подавлять) и Т-цитотоксические лимфоциты. Каждый класс занимается своим делом. Т-хелперы помогают другим клеткам иммунной системы выполнять свои важные функции. Т-супрессоры контролируют силу и степень иммунного ответа и не допускают чрезмерной активации иммунной системы. То есть, Т-хелперы и Т-супрессоры не прямо, а опосредованно выполняют свои функции через влияние на функции других иммунных клеток. Цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ) воздействуют на чужеродные клетки. Во время созревания в тимусе ЦТЛ обучаются распознавать свои и чужие «опознавательные знаки».
Интенсивность процессов обучения иммунных клеток в тимусе относительно низкая в детском возрасте и постепенно нарастает к моменту наступления полового созревания. После полового созревания тимус начинает уменьшаться в размерах и постепенно теряет свою иммунологическую активность на протяжении всей оставшейся жизни. Процесс утраты функций тимуса можно сравнить со снижением эффективности школьного образования. Уменьшение числа подготовленных Т-лимфоцитов в связи со старением тимуса считается одной из причин развития иммунодефицитных состояний у пожилых людей.
Кроме важной роли в жизни лимфоцитов, тимус производит целый ряд гормоноподобных веществ: тимозин, тимулин, тимопоэтин и др., которые необходимы и способствуют поддержанию специфической иммунной активности Т-лимфоцитов. С возрастом концентрация этих веществ снижается, т.е. развивается так называемая «тимическая менопауза». В результате Т-лимфоциты работают менее эффективно, что и проявляется более частыми заболеваниями у пожилых, чем у людей среднего возраста.
Важная роль тимуса состоит в том, чтобы иммунная система поражала только чужеродные клетки, не повреждая при этом нормальные клетки нашего организма. По мере снижения функциональной активности тимуса способность иммунной системы уничтожать чужеродные элементы постепенно снижается, тогда как возможность аутоиммунных (против самого себя) реакций против тканей собственного организма неуклонно нарастает. Этот феномен получил название возрастного парадокса.
Итак, без достаточной подготовки в начальной и средней школе ученики будут слабо знать математику и свой родной язык, в результате чего они не смогут понимать более сложный материал на дальнейших ступенях обучения. Точно также недостаточно обученные в тимусе Т-лимфоциты будут неспособны понять и правильно интерпретировать внешние сигналы, с которыми им придется столкнуться в дальнейшем.
В заключение добавлю, что способность иммунной системы к полноценному обучению и усвоению стратегий охраны здоровья может снижаться в связи с воздействием самых разнообразных стрессирующих факторов – эмоционального стресса, инфекционных и онкологических процессов, травматического поражения, плохого питания.
Антитела.
Антитела – это белковые молекулы, которые синтезируются В-лимфоцитами и являются главной ударной силой иммунной системы. Антитела соединяются с антигенами, т.е. с «чужими опознавательными знаками», которые имеются в чужеродных клетках. Антитела имеют особую форму, соответствующую форме каждого из антигенов. Соединяясь с соответствующими антигенами, антитела обезвреживают чужеродные элементы. Антитела также имеют и другое название – иммуноглобулины. Каждый из классов иммуноглобулинов выполняет свою особую и важную функцию в иммунной системе.
Макрофаги (дословно: «большие пожиратели») – это большие иммунные клетки, которые захватывают и затем по частям уничтожают чужеродные, мертвые или поврежденные клетки. В том случае, если «поглощенная» клетка является инфицированной или злокачественной, макрофаги оставляют нетронутыми ряд ее чужеродных компонентов, которые затем используются в качестве антигенов для стимулирования образования специфичных антител. Таким образом, макрофаги выступают в качестве клеток, выделяющих антигены из структуры чужеродной клетки в таком виде, в котором эти антигены могут быть легко распознаны Т-лимфоцитами. Уже после этого запускаются реакции специфического иммунного ответа, в результате которых избирательно уничтожаются чужеродные или раковые клетки.
Клетки памяти (Т- и В-клетки) выполняют функцию хранения иммунологической информации, которую организм получает в течение всей жизни. Именно благодаря сохранению информации о первичном контакте с чужеродной клеткой, иммунный ответ при повторном ее проникновении обычно бывает настолько эффективным, что мы даже не замечаем факта повторного заражения.
Цитокины.
Цитокины – это сигнальные молекулы. Их существует целый ряд, и они также синтезируются в иммунной системе. Цитокины играют очень важную роль на всех этапах иммунного ответа. Одни являются медиаторами (посредниками в проведении) реакции врожденного иммунитета, а другие контролируют реакции специфического иммунитета. Во втором случае цитокины регулируют активацию, рост и дифференцировку клеток, а также их образование вообще. К числу наиболее важных цитокинов относится трансфер фактор (фактор переноса).
Взаимодействие систем врожденного и приобретенного иммунитетов.
Система врожденного иммунитета запускает более медленные, но более специфические реакции в системе приобретенного иммунитета.
Система комплемента является своеобразным посредником во взаимодействии обеих систем и тем самым обеспечивает непрерывность иммунного ответа. НК-клетки считаются частью врожденного иммунитета, однако, эти клетки продуцируют целый ряд цитокинов, которые регулируют функцию Т-лимфоцитов, уже являющихся частью системы приобретенного иммунитета.
К сожалению, некоторые инфекционные возбудители и злокачественные клетки выработали несколько способов защиты от иммунной системы. Так, некоторые вирусы и бактерии научились «маркироваться», т.е. постоянно менять свои поверхностные вещества. (антигены). В результате этого инфицированная клетка уже не распознается иммунной системой как чужеродная. Другие возбудители научились атаковать и поражать (побеждать) иммунные клетки, например, вирус иммунодефицита (ВИЧ). Еще один метод защиты: инфекционные возбудители разрушают систему комплемента и таким образом остаются незамеченными.
Поведение раковых клеток – один из ярких примеров, когда клетки-нарушители могут уклоняться от иммунной атаки. Появившаяся раковая клетка может претерпеть ряд мутаций (изменений), в результате которых ее потомство полностью теряет антигены и начинает более активно метастазировать, так как Т-лимфоциты перестают замечать эти клетки без антигенов. В такой ситуации основную защиту осуществляют НК-клетки, которые атакуют любые чужеродные клетки независимо от антигенов.
Аллергические заболевания.
Аллергология за последние 15 лет стала одной из наиболее бурно развивающихся областей медицины. Еще 110 лет назад немецкий исследователь, лауреат Нобелевской премии Пауль Эрлих, изучая свойства клеток белой крови, обнаружил, что среди них попадаются клетки, содержимое которых окрашивается в ярко-красный цвет при нанесении на мазки крови особого красителя – эозина (от «Эос» - богиня утренней зари в греческой мифологии). Вскоре эти клетки белой крови получили название эозинофилы. Как оказалось, таких клеток в нашей крови мало – от 1 до 5% от общего числа. Тем не менее, их роль в иммунном ответе трудно переоценить. Являясь большими лейкоцитами, эозинофилы под действием стимулирующих факторов – аллергенов, микробов и бактерий, а также продуктов их распада – легко изменяют свою форму и могут проникать через сосудистую стенку в ткани или с помощью псевдоподий залипать на ней. Эозинофилы рождаются и в течение 5-6 дней созревают в костном мозге, а затем переходят в кровь, где недолго задерживаются и через 2-3 дня уже оседают в различных тканях и органах. В тканях организма эозинофил имеет «сверхзадачу»: в течение 5-7 дней (до своей гибели) он стоит на страже возможных вторжений извне. Особенно часто их можно обнаружить в коже, желудочно-кишечном тракте и в верхних дыхательных путях. Главная цель эозинофилов – встречать поступающие аллергены и сигнализировать об этом иммунной системе.
Как и другие фагоциты, эозинофилы могут захватывать бактерии и прочие чужеродные компоненты из крови и тех тканей, где они оказались. Однако, главная их роль состоит в связывании своими особыми рецепторами, расположенными на поверхности клетки, белка, который вырабатывается В-лимфоцитами – иммуноглобулина Е.
Аллергические, т.е. нетипичные, часто внезапные и болезненные реакции иммунной системы начинаются со связывания вещества–аллергена молекулами иммуноглобулина Е. Эти комплексы оседают на эозинофилах и активизируют их.
Чтобы понять реакции других клеток и сосудов, вызванные «взрывом» эозинофилов, надо разобраться в наборе веществ, которые содержатся в них.
Одна треть белков – это так называемый катионный протеин, он токсичен для разнообразных глистов и паразитов, которые часто гнездятся в желудочно-кишечном тракте. Есть в составе эозинофилов и другой белок, повреждающий нервные клетки при тяжелых аллергических реакциях. Кроме того, в эозинофиле есть стандартный набор ферментов, разрушающий микробы (катепсин, фосфолипаза и др.)
Эозинофилы очень чувствительны к воздействию сигнальных комплексов: аллерген + иммуноглобулин Е. Они быстро отвечают на иммунологические стимулы, чтобы нанести урон «пришельцу». Вся проблема в том, что при аллергии эти реакции чрезмерны и наносят вред своему же организму. Дело в том, что содержимое эозинофилов, вступающее в реакцию, токсично не только для бактерий, грибков и прочих «чужаков», но и для собственных клеток. Любой избыток вреден. При острых аллергических реакциях могут повреждаться сосуды, эритроциты, миокард, клетки дыхательной и нервной систем. Все эти события разворачиваются в течение минут и часов после начала аллергической реакции. В грозных событиях участвует вся иммунная система, но в особенности так называемые тучные клетки. Они находятся в тканях и являются своеобразными партнерами эозинофилов. Тучные клетки легко улавливают даже единичные молекулы антигенов и образовывают иммунные комплексы. Тучные клетки так названы не только из-за своего размера, но и из-за своего содержимого. Их цитоплазма заполнена множеством гранул, содержащих вещество гистамин. Возбужденная антигеном тучная клетка выбрасывает наружу гистамин, который вызывает патологические изменения в тканях и сосудистой системе. При аллергических реакциях трудно разделить роли эозинофилов и тучных клеток в развитии воспаления и сосудистых нарушений. Они тесно взаимодействуют (в паре) в процессе возникновения аллергии. Антигистаминные препараты (димедрол, пипольфен, супрастин и другие) разработаны для нейтрализации действия гистамина после его выброса в ткани. |
Разработка сайта - веб-студия «ВебФронт»