Иммунитет: общие сведения
Благодаря наличию иммунной системы организм защищен от большинства болезнетворных микроорганизмов (вирусов, бактерий, грибков, простейших, гельминтов) и токсических продуктов их жизнедеятельности. Иммунитет также защищает организм от воздействия различных веществ, обладающих чужеродными свойствами (например, растительных и животных ядов), от развития опухолевых клеток. Кроме того, иммунитет определяет исход трансплантации органов и тканей, в т.ч. переливания крови, контролирует внутриутробное развитие плода и процессы старения. Таким образом, иммунитет направлен на защиту организма, поддержание его целостности и индивидуальности. За исключением не до конца понятых факторов, делающих один вид восприимчивым к определенным инфекциям, а другой вид не восприимчивым к этим инфекциям, существует ряд неспецифических антимикробных систем, которые являются "врожденными" ( иммунитет врожденный ). Эффективность этих систем может быть существенно повышена в случае специфического приобретенного иммунитета ( иммунитет приобретенный ).
Иммунитет обеспечивается совокупностью лимфоидных органов и клеток, которые порой не имеют строго фиксированных анатомических связей, но трудятся весьма согласованно за счет подвижности клеток и тех специфических факторов, которые они синтезируют. На иммунитет работает целая "команда" клеток и белков, связанных практически со всеми тканями и жидкостями организма. Как только в ее "центр управления" поступает сигнал о появлении агрессора, начинается операция по его обезвреживанию.
В систему механизмов иммунитета входят:
1. Цитотоксические клетки . К цитотоксическим клеткам относятся, во-первых, клетки, специфические для данного антигена ; во- вторых, клетки, разрушающие покрытые антителами клеточные мишени ( антителозависимая клеточная цитотоксичность ); и клетки, которые "неспецифически" разрушают опухолевые и другие клеточные мишени ( нормальные киллеры (NK) ).
2. Эффекторные механизмы , включающие мощные воспалительные процессы с помощью продуктов иммунной системы (активация и привлечение макрофагов , нейтрофилов , эозинофилов , базофилов и других сходных типов клеток, например, активация макрофагов продуктом T-клеток ).
3. Ключевой механизм приобретенного иммунитета, осуществляемый взаимодействием антиген - антитело . Взаимодействие это к тому же активирует систему комплемента ( классический путь активации ), что вызывает образование медиаторов воспаления, способных обеспечить прямой лизис клеток-мишеней.
Термин клеточный иммунитет (иммунитет, опосредованный клетками) первоначально служил для обозначения местных реакций (обычно на внутриклеточно-локализующиеся возбудители), осуществляемых лимфоцитами и фагоцитами без участия антител - эффекторов гуморального иммунитета .
В настоящее время этот термин используется в более широком смысле для описания такого противоинфекционного или противоопухолевого иммунного ответа, в котором антителам принадлежит не ведущая, а вспомогательная роль. Полностью разделить клеточный иммунитет и гуморальный невозможно: в инициации образования антител участвуют клетки, а в некоторых реакциях клеточного иммунитета важную связующую функцию выполняют антитела.
Органы иммунной системы разбросаны по всему телу и связаны друг с другом и другими органами сетью лимфатических сосудов, подобно кровеносным сосудам. В создании иммунной системы человека принимают участие как центральные органы, в которых иммунные клетки вырабатываются и созревают, - костный мозг и вилочковая железа (тимус), так и периферические, где клетки дозревают и "обучаются" - селезенка, лимфатические узлы, лимфоидная ткань и др. ( рис. 3 ).
В сумме в организме взрослого человека содержится примерно 1012 лимфоидных клеток, а лимфоидная ткань составляет приблизительно 2% общей массы тела. В организме функционирует несколько типов иммунных клеток, которые располагаются как непосредственно в лимфоидной системе, так и в отдельных тканях, и в крови. Все они имеют общее происхождение, но их устройство и функции сильно различаются. В одном микролитре крови от 5 до 9 тысяч лейкоцитов, которые представляют собой весьма неоднородную популяцию клеток. К ним относятся и главные клетки иммунной системы - фагоциты и лимфоциты (их называют общим словом иммуноциты).
Фагоциты способны связывать на своей поверхности, а затем поглощать и уничтожать самые разнообразные микробы и их токсические продукты. Для этого первоначально, узнав чужеродную клетку или вирус, в наружней мембране фагоцита образуется углубление, которое обволакивает "чужестранца". В конечном итоге "чужак" оказывается в цитоплазме фагоцита, где подвергается массированной атаке разнообразных ферментов, которые его полностью уничтожают. К фагоцитам относятся несколько типов клеток, из которых наиболее важными являются макрофаги. Фагоциты - основа врожденного иммунитета, первая линия защиты против инфекций, проникших в организм.
Около 1/3 лейкоцитов представляют собой лимфоциты, общее число которых в организме человека составляет около 2х1011. Этим клеткам принадлежит ведущая роль во всех реакциях приобретенного иммунитета, поскольку они специфически распознают конкретный чужеродный агент, пробравшийся в организм. Каждый из лимфоцитов, циркулирующих в крови и лимфе человека, 10-20 раз в сутки проходит через все кровеносные и лимфатические сосуды тела. Популяция лимфоцитов в организме человека также весьма неоднородна. Она состоит из клеток, сильно отличающихся по размерам (от 6 до 10 мкм), структуре и по функциям. Предшественники лимфоцитов в костном мозге разделяются на две крупные ветви. Одна из них завершает свое развитие в костном мозге и называется В-лимфоциты (от первой буквы английского слова bone - кость). Они - основа гуморального иммунитета. В-лимфоциты циркулируют в лимфатической системе и крови и вырабатывают специфические белки-иммуноглобулины ( антитела ). Именно В- лимфоциты и обеспечивают организм антителами.
Но главную основу клеточного иммунитета составляют лимфоциты, которые для своего созревания переселяются из костного мозга в другой центральный орган лимфоидной системы - тимус (вилочковая железа). Эта ветвь лимфоцитов получила название Т-лимфоциты . При скоординированном иммунном ответе происходит многосторонний обмен сигналами между различными типами вступающих в него лейкоцитов и тканевыми клетками.
Межклеточная сигнализация в иммунной системе осуществляется либо путем непосредственного контактного взаимодействия клеток, в котором участвуют их поверхностные молекулы, или с помощью цитокинов , называемых "белками связи". Вместе с гормонами и нейромедиаторами они составляют основу языка химической сигнализации, путем которой в многоклеточном организме регулируется морфогенез, регенерация тканей и иммунный ответ: наряду с сигналами, возникающими при взаимодействии клеток с антигеном или друг с другом, существует цитокиновая сигнальная сеть, регулирующая реакции врожденного и приобретенного иммунитета , в том числе воспаление , противовирусную защиту, клональную пролиферацию антигенспецифичных T- и B-клеток и их функции.
Гуморальный иммунный ответ (образование антител ) представляет собой кульминацию ряда клеточных и молекулярных взаимодействий, происходящих в определенной последовательности:
- T-клетки распознают антиген, представленный им антигенпрезентирующими клетками , и в результате переходят в активированное состояние;
- далее T-клетки взаимодействуют с B-клетками , которые презентируют им антигенные фрагменты;
- активированные B-клетки пролиферируют и дифференцируются в антителообразующие клетки ;
- начинается синтез антител и от их класса зависит характер последующего иммунного ответа.
