9.2. Врожденный иммунитет
Врожденный (видовой, генетический, конституциональный, естественный, неспецифический) иммунитет – это выработанная в процессе филогенеза, передающаяся по наследству, присущая всем особям одного вида устойчивость к инфекционным агентам (или антигенам).
Основной особенностью биологических факторов и механизмов, обеспечивающих такую устойчивость, является наличие в организме готовых (преформированных) эффекторов, которые способны обеспечить деструкцию патогена быстро, без длительных подготовительных реакций. Они составляют первую линию защиты организма от внешней микробной или антигенной агрессии.
9.2.1. Факторы врожденного иммунитета
Если рассматривать траекторию движения патогенного микроба в динамике инфекционного процесса, то легко заметить, что организм на этом пути выстраивает различные линии защиты (табл. 9.1). Прежде всего это покровный эпителий кожи и слизистых оболочек, обладающий колонизационной резистентностью. Если возбудитель вооружен соответствующими инвазивными факторами, то он проникает в субэпителиальную ткань, где развивается острая воспалительная реакция, ограничивающая возбудителя во входных воротах. Следующая станция на пути патогена – регионарные лимфатические узлы, куда он транспортируется лимфой по лимфатическим сосудам, дренирующим соединительную ткань. Лимфатические сосуды и узлы отвечают на внедрение развитием лимфангита и лимфаденита. После преодоления этого барьера микробы по эфферентным лимфатическим сосудам проникают в кровь – в ответ может развиться системный воспалительный от-
вет. Если микроб не гибнет в крови, то он гематогенно разносится во внутренние органы – развиваются генерализованные формы инфекции.
Таблица 9.1. Факторы и механизмы антиинфекционного иммунитета (принцип эшелонированности антимикробной защиты по Маянскому А.Н., 2003)
К факторам врожденного иммунитета относят:
• кожу и слизистые оболочки;
• клеточные факторы: нейтрофилы, макрофаги, дендритные клетки, эозинофилы, базофилы, естественные киллеры;
• гуморальные факторы: система комплемента, растворимые рецепторы к поверхностным структурам микроорганизмов (pattern-структуры), антимикробные пептиды, интерфероны.
Кожа и слизистые оболочки. Тонкий слой эпителиальных клеток, выстилающий поверхность кожи и слизистых оболочек, является тем барьером, который практически непроницаем для микроорганизмов. Он отделяет стерильные ткани организма от заселенного микробами внешнего мира.
Кожа покрыта многослойным плоским эпителием, в котором различают два слоя: роговой и базальный.
Кератиноциты рогового слоя – это погибшие клетки, устойчивые к агрессивным химическим соединениям. На их поверхности отсутствуют рецепторы для адгезивных молекул микроорганизмов, поэтому они обладают значительной устойчивостью к колонизации и являются самым надежным барьером на пути большинства бактерий, грибов, вирусов, простейших. Исключение составляют S. aureus, Pr. acnae, I. pestis, да и они скорее всего проникают либо через микротрещины, либо с помощью кровососущих насекомых, либо через устья потовых и сальных желез. Устье сальных и потовых желез, волосяных фоликулов в коже наиболее уязвимы, поскольку здесь слой ороговевшего эпителия истончается. В защите этих участков важную роль играют продукты потовых и сальных желез, содержащих молочную, жирные кислоты, ферменты, антибактериальные пептиды, оказывающие антимикробное действие. Именно в устьях придатков кожи располагается глубокая резидентная микрофлора, образующая микроколонии и продуцирующая защитные факторы (см. главу 4).
В эпидермисе, помимо кератиноцитов, содержатся еще два типа клеток – клетки Лангерганса и клетки Гринстейна (отростчатые эпидермоциты, составляющие 1-3% кариоцитов базального слоя). Клетки Лангерганса и Гринстейна имеют миелоидное происхождение и относятся к дендритным. Предполагается, что по функции эти клетки являются оппозитными. Клетки Лангерганса участвуют в презентации антигена, индуцируют иммунный ответ, а клетки Гринстейна продуцируют цитокины, подавляющие им-
мунные реакции в коже. Типичные кератиноциты и дендритные клетки эпидермиса в совокупности с лимфоидными структурами дермы принимают активное участие в реакциях приобретенного иммунитета (см. ниже).
Здоровая кожа обладает высокой способностью к самоочищению. Это легко доказать, если нанести на ее поверхность нетипичные для кожи бактерии – через некоторое время такие микробы исчезают. На этом принципе основаны методы оценки бактерицидной функции кожи.
Слизистые оболочки. Большинство инфекций начинается не с кожи, а со слизистых оболочек. Это связано, во-первых, с большей площадью их поверхности (слизистые оболочки около 400 м 2 , кожа около 2 м 2 ), во-вторых, с меньшей защищенностью.
Слизистые оболочки не имеют многослойного плоского эпителия. На их поверхности располагается лишь один слой эпителиоцитов. В кишечнике это однослойный цилиндрический эпителий, бокаловидные секреторные клетки и М-клетки (мембранные эпителиальные клетки), располагающиеся в слое эпителиоцитов, покрывающие лимфоидные скопления. М-клетки наиболее уязвимы для проникновения многих патогенных микроорганизмов изза целого ряда особенностей: наличия специфических рецепторов для некоторых микроорганизмов (сальмонелл, шигелл, патогенных эшерихий и др.), которые не обнаружены на соседних энтероцитах; истонченного слизистого слоя; способности к эндоцитозу и пипоцитозу, благодаря чему обеспечивается облегченный транспорт антигенов и микроорганизмов из кишечной трубки в мукозоассоциированную лимфоидную ткань (см. главу 12); отсутствия мощного лизосомального аппарата, характерного для макрофагов и нейтрофилов, благодаря чему бактерии и вирусы перемещаются в субэпителиальное пространство без разрушения.
М-клетки относятся к эволюционно сформировавшейся системе облегченного транспорта антигенов к иммунокомпетентным клеткам, а бактерии и вирусы используют этот путь для своей транслокации через эпителиальный барьер.
Аналогичные М-клеткам кишечника эпителиоциты, ассоциированные с лимфоидной тканью, имеются у слизистых оболочек бронхоальвеолярного дерева, носоглотки, половой системы.
Колонизационная резистентность покровного эпителия. Любой инфекционный процесс начинается с адгезии возбудителя на по-
верхности чувствительных эпителиоцитов (за исключением микроорганизмов, передающихся через укусы насекомых или вертикально, т.е. от матери к плоду). Только закрепившись, микробы приобретают возможность размножиться во входных воротах и образовывать колонию. В колонии накапливаются токсины, ферменты патогенности в количестве, необходимом для преодоления эпителиального барьера. Этот процесс называется колонизацией. Под колонизационной резистентностью понимают устойчивость эпителия кожи и слизистых оболочек к заселению посторонними микроорганизмами. Колонизационную резистентность слизистых оболочек обеспечивает муцин, секретируемый бокаловидными клетками и образующий на поверхности сложноорганизованную биопленку. В этот биослой встроены все защитные инструменты: резидентная микрофлора, бактерицидные вещества (лизоцим, лактоферрин, токсичные метаболиты кислорода, азота и т.д.), секреторные иммуноглобулины, фагоциты.
Роль нормальной микрофлоры (см. главу 4.3). Важнейшим механизмом участия резидентной микрофлоры в колонизационной резистентности является их способность продуцировать бактериоцины (антибиотикоподобные субстанции), короткоцепочечные жирные кислоты, молочную кислоту, сероводород, перекись водорода. Такими свойствами обладают лакто-, бифидобактерии, бактероиды.
Благодаря ферментативной активности анаэробных бактерий в кишечнике происходит деконъюгация желчных кислот с образованием дезоксихолиевой кислоты, токсичной для патогенных и условно-патогенных бактерий.
Муцин наряду с полисахаридами, продуцируемыми резидентными бактериями (в частности, лактобактериями), образует на поверхности слизистых оболочек выраженный гликоналикс (биопленку), который эффективно экранирует сайты адгезии и делает их недоступными для случайных бактерий. Бокаловидные клетки образуют смесь сиало- и сульфомуцинов, соотношение которых различается в различных биотонах. Своеобразие состава микрофлоры в различных экологических нишах в значительной степени определяется количеством и качеством муцина.
Фагоцитирующие клетки и продукты их дегрануляции. В слизистый биослой на поверхности эпителия мигрируют макрофаги и нейтрофилы. Наряду с фагоцитозом эти клетки выделяют биоцид-
ные продукты наружу, содержащиеся в их лизосомах (лизоцим, пероксидаза, лактоферрин, дефанзины, токсичные метаболиты кислорода, азота), которые повышают антимикробные свойства секретов.
Химические и механические факторы. В резистентности покровного эпителия слизистых оболочек важную роль играют секреты, обладающие выраженными биоцидными, антиадгезивными свойствами: слеза, слюна, желудочный сок, ферменты и желчные кислоты тонкой кишки, цервикальный и вагинальный секреты репродуктивной системы женщин.
Благодаря целенаправленным движениям – перистальтике гладкой мускулатуры в кишечнике, ресничек мерцательного эпителия в респираторном тракте, мочи в мочевыводящей системе – образующиеся секреты вместе с содержащимися в них микроорганизмами перемещаются в направлении выхода и выводятся наружу.
Колонизационная резистентность слизистых оболочек усиливается за счет секреторных иммуноглобулинов А, синтезируемых мукозоассоциированной лимфоидной тканью.
Покровный эпителий мукозального тракта постоянно регенерирует за счет стволовых клеток, расположенных в толще слизистых оболочек. В кишечнике эту функцию выполняют клетки крипт, в которых наряду со стволовыми располагаются клетки Панета – особые клетки, синтезирующие антибактериальные белки (лизоцим, катионные пептиды). Эти белки защищают не только стволовые клетки, но и покровные эпителиоциты. При воспалении в стенке слизистой оболочки продукция этих белков усиливается.
Колонизационная резистентность покровного эпителия обеспечивается всей совокупностью защитных механизмов врожденного и приобретенного (секреторные иммуноглобулины) иммунитета и является основой устойчивости организма к большинству микроорганизмов, обитающих во внешней среде. Отсутствие на эпителиоцитах специфических рецепторов для определенных микроорганизмов, по-видимому, является базовым механизмом генетической резистентности животных одного вида к микробам, патогенным для животных другого вида.
Что такое врождённый иммунитет – факторы, механизмы, свойства и характеристика
Наиболее важный фактор противоинфекционной защиты — иммунная система, к которой относят нормальную микрофлору организма человека, механические барьеры (например, кожу), а также антибактериальные белки и фагоциты. В большинстве случаев реакция на патогенные агенты обусловлена особыми «распознающими» молекулами (например, Toll-подобные рецепторы — TLR), взаимодействие которых с бактериальными компонентами приводит к активации фагоцитов и формированию иммунного ответа.
Например, TLR-4 способен распознавать липополисахариды, a TLR-9 — последовательность цитозин — фосфат—гуанозин ДНК. Индивидуальная устойчивость к воздействию различных инфекционных агентов зависит от выраженности и эффективности того или иного компонента.
Нормальная микрофлора и врожденный иммунитет
В организме человека количество прокариотных (бактериальных) клеток во много раз превышает число собственных клеток. С помощью антибактериальных (бактерицидных) веществ, препятствующих размножению патогенных бактерий, нормальная микрофлора конкурирует с ними за жизненное пространство. Например, выделяемые анаэробами токсичные продукты жизнедеятельности и жирные кислоты отрицательно влияют на другие микроорганизмы, а лактобактерии влагалища продуцируют молочную кислоту и понижают рН, препятствуя размножению патогенных бактерий.
Отрицательное воздействие антибиотиков на нормальную микрофлору приводит к активному размножению микроорганизмов, устойчивых к их действию (например, Candida albicans). Приём некоторых антибактериальных препаратов способствует повышению восприимчивости к заболеваниям, вызываемым Salmonella typhi. Кроме того, нарушается баланс между численностью отдельных представителей микрофлоры, что приводит к усиленному размножению некоторых из них, например, при инфекции, вызванной Clostridium difficile и сопровождаемой тяжёлой острой диареей.
Барьеры иммунной системы человека – врожденного иммунитета
Основной механический барьер иммунной системы — кожа. Жирные кислоты и секрет сальных желёз препятствуют внедрению патогенных микроорганизмов, тормозят рост и размножение бактерий. Некоторые микроорганизмы проникают через кожный барьер через укус переносчика (например, возбудитель лихорадки денге попадает в организм человека при укусе комара Aedes aegyptl) или через повреждённые участки кожи (Leptospira и Treponema). Некоторые возбудители способны колонизировать слизистые оболочки.
При нарушении целостности кожного покрова (например, при внутривенной катетеризации, инъекциях) возникает риск заражения вирусами, содержащимися в крови (ВИЧ, гепатит В). Кроме того, проникновению возбудителя в организм человека (например, Streptococcus pyogenes) способствуют различные заболевания кожи (экзема, ожоги).
Механизм мукоцилиарного клиренса иммунитета. Перед попаданием в лёгкие воздух увлажняется и согревается в дыхательных путях, проходя через носовые раковины и пазухи. При этом мелкие частицы, содержащиеся в нём, оседают на липкой слизистой оболочке дыхательного эпителия и посредством движения специального ресничного (цилиарного) эпителия попадают обратно в ротоглотку.
При этом в альвеолы проникают лишь частицы диаметром не более 5 нм. Таким образом, дыхательные пути, расположенные ниже трахейной шпоры (carina tracheae), абсолютно стерильны.
Секреция антибактериальных веществ иммунитетом. Слизь содержит полисахариды, схожие по антигенной структуре с полисахаридами слизистой оболочки. Патогенные микроорганизмы вместе со слизью удаляются из организма. Кроме того, существует множество других антибактериальных секретов: лизоцим слёзной жидкости разрушает пептидогликан грамположительных бактерий; лактоферрин грудного молока связывает железо, ингибируя рост бактерий; лейкоцитарный фермент лактопероксидаза участвует в образовании ионов супероксида, токсичных для различных микроорганизмов.
Соляная кислота желудочного сока защищает организм от кишечных возбудителей. Снижение желудочной секреции способствует повышению риска развития кишечных заболеваний.
Экскреция мочи. Вымывающее действие экскретируемой мочи защищает мочевыводящие пути от патогенных микроорганизмов. Благодаря этому они стерильны (за исключением мочеиспускательного канала). Обструкция мочевыводящих путей, связанная с образованием камней, опухолей, доброкачественной гиперплазией предстательной железы, рубцеванием уретры и мочевого пузыря, может привести к снижению тока мочи и стазу, с последующим развитием бактериальной инфекции.
Фагоциты и врожденный иммунитет
Нейтрофилы и макрофаги способны поглощать мелкие частицы, в том числе бактерии, вирусы и грибы. Увеличению фагоцитарной активности способствуют опсонины (компоненты комплемента и антитела). Так, например, Streptococcus pneumoniae устойчив к фагоцитозу до тех пор, пока против него не вырабатываются антикапсулярные антитела. Основное звено ретикулоэндотелиальной системы, защищающее организм от патогенных микроорганизмов и простейших (например, от S. pneumoniae, возбудителя малярии), — макрофаги.
Врождённая недостаточность функции нейтрофилов приводит к развитию хронических гнойных, бронхолёгочных заболеваний, а также бронхоэктазии. После спленэктомии у больных наблюдают не только недостаточность функции макрофагов, но и ослабление способности удалять из крови инкапсулированные микроорганизмы.
Комлемент и врожденный иммунитет человека
Комплемент — комплекс белков плазмы крови, препятствующий возникновению и развитию бактериальной инфекции. Комплемент активируется комплексом «антиген—антитело» в результате каскадной реакции (классический путь) либо при непосредственном взаимодействии с компонентами бактериальной клеточной стенки (альтернативный путь). Продукты, образующиеся в результате обоих процессов, притягивают фагоциты к очагу инфекции (хемотаксис) и активируют их, а также способствуют расширению сосудов и стимулируют фагоцитоз бактерий (опсонизация).
В результате ферментативно-каскадной реакции происходит образование «мембраноатакующего комплекса», вызывающего лизис грамположительных бактерий. При недостаточности системы комплемента повышается восприимчивость к острым гнойным заболеваниям, в особенности вызванным Neisseria meningitidis, N. gonorrhoeae и Streptococcus pneumoniae.
Трансферрин — белок, участвующий в транспорте железа. Он ограничивает доступ патогенной микрофлоры к ионам железа в очаге инфекции. Кроме того, другие белки острой фазы воспаления обладают прямым антибактериальным действием. Так, белок, связывающий маннозу, а также С-реактивный белок (CRP) соединяется с бактериальной стенкой и активирует систему комплемента.
Что такое врождённый иммунитет – механизмы и виды. Факторы врожденного иммунитета
Защитной реакцией или иммунитетом называется ответ организма на внешнюю опасность и раздражители. Множество факторов в теле человека способствуют его защите от различных болезнетворных организмов. Что такое врождённый иммунитет, как происходит защита организма и в чем заключается ее механизм?
Врожденный и приобретенный иммунитет
Само понятие иммунитета связано с эволюционно приобретенными способностями организма препятствовать попаданию в него чужеродных агентов. Механизм борьбы с ними разный, так как виды и формы иммунитета отличаются своим многообразием и характеристиками. По происхождению и формированию защитный механизм может быть:
- врожденный (неспецифический, естественный, наследственный) – защитные факторы в теле человека, которые были сформированы эволюционно и помогают бороться с чужеродными агентами с самого начала жизни; также данный вид защиты обуславливает видовую невосприимчивость человека к заболеваниям, которые свойственны животным, растениям;
- приобретенный – защитные факторы, которые формируются в процессе жизни, может быть естественным и искусственным. Естественная защита формируется после перенесенного воздействия, вследствие чего организм способен приобретать антитела к данному опасному агенту. Искусственная защита связана с введением в организм готовых антител (пассивная) или ослабленной формы вируса (активная).
Свойства врожденного иммунитета
Жизненно важным свойством врожденного иммунитета является постоянное наличие в организме естественных антител, которые обеспечивают первичную реакцию на вторжение патогенных организмов. Важное свойство естественной ответной реакции – система комплимента, которая представляет собой комплекс белков в крови, которые обеспечивают распознавание и первичную защиту от чужеродных агентов. Данная система выполняет следующие функции:
- опсонизация – процесс присоединения элементов комплекса к поврежденной клетке;
- хемотаксис – совокупность сигналов посредством химической реакции, которая привлекает другие иммунные агенты;
- мембранотропный повреждающий комплекс – белки комплимента, которые разрушают защитную мембрану опсонизированных агентов.
Ключевое свойство естественной ответной реакции – первичная защита, вследствие которой организм может получить информацию о новых для него чужеродных клеток, вследствие чего создается уже приобретенный ответ, который при дальнейшем столкновении с аналогичными патогенами будет уже готов для полноценной борьбы, без привлечения других факторов защиты (воспаления, фагоцитоза и т.д.).
Формирование врожденного иммунитета
Неспецифическая защита есть у каждого человека, она закреплена генетически, способна передаваться по наследству от родителей. Видовой особенностью человека является то, что он не восприимчив к ряду болезней, характерных для других видов. Для формирования врожденного иммунитета важную роль играет внутриутробное развитие и грудное вскармливание после рождения. Мать передает своему ребенку важные антитела, которые закладывают основу его первых защитных сил. Нарушение формирования естественной защиты может привести к иммунодефицитному состоянию из-за:
- воздействия излучения;
- химических агентов;
- болезнетворных организмов в период внутриутробного развития.
Факторы врожденного иммунитета
Что такое врождённый иммунитет и в чем состоит механизм его действия? Совокупность общих факторов врожденного иммунитета призваны создать определенную линию защиты организма от чужеродных агентов. Данная линия состоит из нескольких защитных барьеров, которые выстраивает организм на пути патогенных микроорганизмов:
- Эпителий кожи, слизистые оболочки – первичные барьеры, которые обладают колонизационной резистентностью. Вследствие проникновения патогена развивается воспалительная реакция.
- Лимфатические узлы – важная защитная система, которая борется с патогеном до внедрения его в систему кровообращения.
- Кровь – при попадании инфекции в кровь развивается системный воспалительный ответ, при котором задействуются специальные форменные элементы крови. Если микробы не погибают в крови – инфекция распространяется на внутренние органы.
Клетки врожденного иммунитета
В зависимости от механизмов защиты бывает гуморальный и клеточный ответ. Совокупность гуморальных и клеточных факторов создают единую систему защиты. Гуморальная защита – ответ организма в жидкостной среде, внеклеточном пространстве. Гуморальные факторы врожденного иммунитета подразделяются на:
- специфические – иммуноглобулины, которые вырабатывают В-лимфоциты;
- неспецифические – секреты желез, сыворотка крови, лизоцим, т.е. жидкости, обладающие антибактериальными свойствами. К гуморальным факторам относят систему комплимента.
Фагоцитоз – процесс поглощения инородных агентов, происходит посредством клеточной активности. Клетки, которые участвуют в ответе организма подразделяются на:
- Т-лимфоциты – долгоживущие клетки, которые подразделяются на лимфоциты с разными функциями (натуральные киллеры, регуляторы и др.);
- В-лимфоциты – продуцируют антитела;
- нейтрофилы – содержат антибиотические белки, имеют рецепторы хемотаксиса, поэтому мигрируют к месту воспаления;
- эозинофилы – участвуют в фагоцитозе, отвечают за обезвреживание гельминтов;
- базофилы – отвечают за аллергическую реакцию в ответ на раздражители;
- моноциты – специальные клетки, которые превращаются в разные виды макрофагов (костной ткани, легких, печени и т.д.), обладают множеством функций, в т.ч. фагоцитоз, активизация комплимента, регулирование процесса воспаления.
Что такое врождённый иммунитет – механизмы и виды. Факторы врожденного иммунитета
Клетки, обеспечивающие реакции врождённого иммунитета (например, НК-клетки или натуральные киллеры), являются первой линией защиты против раковых клеток и возбудителей инфекционных заболеваний.
Система врождённого иммунитета, которая представляет собой совокупность различных клеточных рецепторов, ферментов и интерферонов обладающих противовирусными свойствами, характеризуется тем, что для развития неспецифических иммунных реакций ей не требуется предварительного (первичного) контакта с инфекционным агентом.
Более того, интенсивность неспецифического иммунного ответа не меняется даже в том случае, если произойдёт повторная встреча с одним и тем же возбудителем. Система врождённого иммунитета настроена на распознавание и последующее реагирование на неспецифические компоненты микроорганизмов. Эти компоненты являются заранее определёнными, причём набор этих характеристик не зависит от того, сколько раз иммунная система встречалась с данным возбудителем.
Существует удивительно тесное сходство между системами врождённого иммунитета у самых различных животных. Это свидетельствует о том, что ивалюционно самая древняя система неспецифического иммунитета имеет жизненно важное значение. Было время, когда система врождённого иммунитета у позвоночных животных считалась архаичной и устаревшей, однако сегодня уже не подлежит сомнению, что от состояния врождённого иммунитета во многом зависит функционирование системы приобретённого иммунитета. Действительно, неспецифический (врождённый) иммунный ответ определяет эффективность специфического (приобретённого) иммунного ответа. Теперь уже считается общепринятым, что система врождённого иммунитета инициирует и оптимизирует реакции специфического (приобретённого) иммунитета, которые развиваются более медленно.
Естественные антитела
Естественные антитела всегда присутствуют в организме, и для их образования не требуются внешние стимулы. Постоянное их присутствие необходимо потому, что эти антитела направлены против самых распространённых повреждающих агентов, наиболее часто встречающихся в нашем окружении. Естественные антитела не только являются продуктом эффективно функционирующей иммунной системы, но и сами способны активизировать реакции иммунного ответа. После того, как микробный или вирусный агент распознаётся организмом, начинается выработка специфических антител, являющихся уже одним из компонентов системы приобретённого иммунитета.
Система комплимента . Распознавание (или так называемая маркировка ) инфекционных или злокачественных клеток путём присоединения к ним специфических антител часто сочетается с активацией комплимента . Система комплемента является частью системы неспецифического (врождённого) иммунитета и обеспечивает первичную (неполную) защиту против инфекционных агентов. Система комплемента выполняет три основные функции:
1) Опсонизация . Этот термин подразумевает присоединение белков комплемента к повреждённой или инфицированной клетке, которая подлежит уничтожению и удалению из организма.
2) Хемотаксис . Химические сигналы, привлекающие иммунные клетки в инфекционный очаг.
3) Мембранотопный повреждающий комплекс (МПК) . Образуется специально для разрушения опсонизированных клето. Несколько упрощая, можно сказать, что МПК – это совокупность белков комплемента которые нарушают целостность липидной мембраны чужеродной клетки. В результате этого, внутрь клетки начинает интенсивно поступать жидкость до тех пор, пока клеточная мембрана не разорвётся подобно раздутому воздушному шару. Некоторые виды бактерий и раковые клетки успевают разрушать МПК, если его образование происходит достаточно медленно. Поэтому, скорость образования МПК имеет принципиальное значение.
Важно напомнить о том, что клеточные мембраны животных образованы двумя слоями липидов и одномолекулярным белковым слоем. При этом клетку можно сравнить с мельчайшей каплей жидкости, заключённой внутрь пузырька, стенки которого построены из двух слоёв жировых молекул. Такое строение позволяет многим вирусам использовать часть клеточной мембраны клетки-хозяина для создания дополнительной защитной оболочки. Это становится возможным, когда клетка погибает и вирусы выходят наружу. Используя фрагменты клеточной мембраны для создания внешней оболочки, вирусы тем самым защищают свой уязвимый генетический аппарат, представленный участками рибонуклеиновой кислоты (РНК) или дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Дополнительная липидная оболочка помогает также вирусам «замаскироваться» под нормальные, хотя и очень небольшие клетки, и тем самым избежать иммунной атаки. Вирусы, которые могут создавать дополнительную оболочку из липидной мембраны клетки-хозяина, относятся к группе т.н. оболочечных вирусов .Ниже приводится краткий перечень оболочечных и безоболочечных вирусов (табл. 3). Перечень оболочечных вирусов является своего рода квинтэссенцией возбудителей наиболее опасных вирусных инфекций на сегодняшний день.
ОБОЛОЧЕЧНЫЕ И БЕЗОБОЛОЧЕЧНЫЕ ВИРУСЫ
Что такое врождённый иммунитет – механизмы и виды. Факторы врожденного иммунитета
Каждый знает, что организм имеет свою защиту, своеобразную «службу безопасности» — иммунитет. Эта тема на сегодняшний день интересна многим. Действительно, иммунитет очень важен для человеческого организма — чем устойчивее и крепче иммунитет, тем лучше здоровье. Работа иммунной системы четко слажена, но с возрастом и под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды она ослабевает. Это приводит к развитию различных патологических процессов. Все механизмы и свойства иммунной системы изучает специальная наука – иммунология.
Иммунитет – слово из латинского языка, которое означает «освобождение». Медицина объясняет иммунитет как способность организма защищать себя от многих чужеродных агентов – вирусов, бактерий, гельминтов, различных токсинов, атипичных (например, раковых) клеток и т.д.
Защитную функцию выполняют специальные антитела, иммуноглобулины. Если антител хватает, если они «сильные», то у болезни нет шансов развиться.
Иммунная система – это сложная защитная структура. Общеизвестно, что в борьбе чужеродными агентами принимают участие многие органы. Но основных всего два – красный костный мозг, в котором рождаются лимфоциты, и вилочковая железа (тимус), находящаяся в верхней части грудины. Иммунные клетки появляются в лимфоузлах, а созревают полностью в селезенке. В ней же уничтожаются старые лимфоциты, которые уже сделали свое дело. Внешняя защита организма – это, прежде всего, кожа, на которой погибают различные болезнетворные бактерии под воздействием специальных веществ, содержащихся в кожном сале. Другим барьером являются слизистые оболочки, пропитанные лимфоидной тканью и вырабатывающие специальные жидкости (слезы, слюна), которые тоже уничтожают инфекционных агентов. Уничтожают бактерии также сальные и потовые железы, ворсинки дыхательных путей, ресницы и др. По крови и лимфе все время передвигаются фагоциты (лейкоциты), которые поглощают болезнетворную микрофлору. Если лейкоцитов в крови много, то это сигнал того, что развивается заболевание. Когда у человека хорошее кровообращение, хороший состав крови, то это говорит о том, что иммунитет в порядке. Иммунитет подразделяют на врожденный и приобретенный.
Что такое врожденный иммунитет
Уже из названия понятно, что врожденный иммунитет (его называют еще неспецифическим) есть у человека с самого рождения. Врожденный иммунитет – это иммунитет к заболеваниям, которые характерны только для одного вида организмов. Например, человек имеет врожденный иммунитет к собачьей чуме и никогда ею не заболеет. А собака никогда не заболеет корью или холерой, потому что у нее есть врожденный иммунитет к этим заболеваниям. Исходя из этого, врожденный иммунитет можно назвать видовой иммунитет, поскольку он характерен для конкретного вида живых организмов.
Врожденный иммунитет есть у каждого человека, он передается от родителей, т.е. закреплен генетически. Поэтому его часто называют еще и наследственным иммунитетом. Антитела, которые составляют основу начальных защитных сил человека, когда он рождается, передаются от матери. Вот почему очень важное значение играют правильное внутриутробное развитие и естественное (грудное) вскармливание ребенка – только в этом случае формируется хороший врожденный иммунитет. Кровоток ребенка, находящегося в утробе матери, тесно связан с ее кровеносной системой за счет плацентарного барьера. За счет этого барьера ребенок с кровью получает от матери кислород, белки, жиры, углеводы, витамины, гормоны и др. необходимые вещества, в том числе факторы иммунной системы. Они защищают ребенка. Поэтому, когда ребенок рождается, он уже имеет некоторый иммунитет. Как только малыш начинает питаться материнским молоком (причем молоком именно биологической матери), поступление этих веществ в организм продолжается. В желудке они не разрушаются, потому что желудочный сок младенца низкой кислотности. Далее эти вещества иммунной системы поступают в кишечник, из которого всасываются в кровь, а затем разносятся кровью по всему организму. Именно этот механизм и обеспечивает врожденный иммунитет.
Отмечено, что дети, которые первые 6 месяцев питаются материнским молоком, практически не болеют в первый год жизни. Те же дети, которые вынуждены были находиться на искусственном вскармливании с первых дней жизни, болеют часто как в первый год жизни, так и в последующем. Если формирование естественной защиты нарушено, то это может привести к иммунодефицитному состоянию.
Факторы врожденного иммунитета
Механизм действия врожденного иммунитета – это совокупность определенных факторов, которые создают линию защиты человеческого организма от чужеродных агентов. Она состоит из нескольких защитных барьеров:
- Первичные барьеры – кожа и слизистые оболочки – при проникновении чужеродного агента развивается воспалительный процесс.
- Лимфатические узлы – эта защита борется с инфекционным агентом до попадания его в кровь. Если она ослаблена, то инфекция попадает в кровь.
- Кровь – когда инфекция попадает в кровь, то в работу включаются специальные элементы крови. В том случае, если они не в силах сдержать инфекцию, то она попадает во внутренние органы.
Кроме того, врожденный иммунитет имеет еще гуморальные и клеточные факторы. Гуморальные факторы делят на специфические и неспецифические. К специфическим относят иммуноглобулины, а к неспецифическим – жидкости, которые способны уничтожать бактерий (сыворотка крови, лизоцим, секреты разных желез). К клеточным факторам относят те клетки организма, которые принимают участие в защите от чужеродных агентов – Т- и В-лимфоциты, базофилы, нейтрофилы, эозинофилы, моноциты.
Итак, врожденный иммунитет имеет некоторые характерные особенности:
- не меняется в течение жизни, определен генетически;
- передается по наследству от поколения к поколению;
- является видовым, т.е. как сформирован, так и закреплен для каждого отдельного вида в процессе эволюции;
- распознаются строго определенные антигены;
- устойчивость к определенным антигенам носит определенный характер;
- врожденный иммунитет всегда включается в тот момент, когда внедряется антиген;
- антиген самостоятельно удаляется из организма;
- не формируется иммунная память.
Приобретенный иммунитет
Кроме врожденного, у человека есть еще и так называемый приобретенный иммунитет.
Он формируется в течение всей жизни и, в отличие от врожденного иммунитета, не передается по наследству. Приобретенный иммунитет начинает формироваться во время первой встречи с антигеном, запуская иммунные механизмы, которые запоминают этот антиген и вырабатывают специфические антитела к этому антигену. Благодаря этому, когда организм встречается в следующий раз с этим же антигеном, иммунный ответ возникает намного быстрее и становится более эффективным. В этом случае не происходит повторного заболевания. Например, если человек переболел один раз корью, ветрянкой или свинкой, то второй раз он уже не заболеет. В отличие от врожденного, приобретенный иммунитет:
- не передается по наследству;
- формируется в течение всей жизни, при этом изменяет набор генов;
- индивидуален для каждого человека;
- распознает любые антигены;
- устойчивость к определенным антигенам строго индивидуальна;
- когда происходит первый контакт, то иммунитет включается, в среднем, с 5-го дня;
- чтобы удалить антиген, требуется помощь врожденного иммунитета;
- формирует иммунную память.
Приобретенный иммунитет может быть как активным, так и пассивным.
Активный — формируется тогда, когда человек перенес какое-либо заболевание или ему была введена специфическая вакцина с ослабленными микроорганизмами или их антигенами. В результате может развиться пожизненная, длительная или кратковременная невосприимчивость. Это зависит от свойств возбудителя. Например, от кори – пожизненная, от брюшного типа – длительная, а от гриппа – кратковременная невосприимчивость. Активный приобретенный иммунитет не может реализоваться в случае иммунодефицита. Чтобы активный приобретенный иммунитет работал, иммунная система должна быть здоровой. Именно этот вид иммунитета формирует иммунную память.
Пассивный – формируется тогда, когда в организм вводят готовые антитела (например, от переболевшего человека) или антитела передаются новорожденному с молозивом матери. Приобретенный пассивный иммунитет развивается мгновенно и формируется в условиях иммунодефицита. Однако по сравнению с активным, приобретенный пассивный иммунитет имеет более низкую эффективность, не формирует иммунную память и имеет более низкую эффективность.
Врожденный и приобретенный иммунитет – это единая система защита, о которой надо постоянно заботиться и которую нужно постоянно укреплять. Потому что хороший иммунитет – это залог крепкого здоровья. Подходить к укреплению иммунной системы необходимо комплексно. Человеку жизненно необходим крепкий и здоровый иммунитет, который избавит организм от проникших чужеродных агентов и не позволит развиться различным заболеваниям.
Клетки, обеспечивающие реакции врождённого иммунитета (например, НК-клетки или натуральные киллеры), являются первой линией защиты против раковых клеток и возбудителей инфекционных заболеваний.
Система врождённого иммунитета, которая представляет собой совокупность различных клеточных рецепторов, ферментов и интерферонов обладающих противовирусными свойствами, характеризуется тем, что для развития неспецифических иммунных реакций ей не требуется предварительного (первичного) контакта с инфекционным агентом.
Более того, интенсивность неспецифического иммунного ответа не меняется даже в том случае, если произойдёт повторная встреча с одним и тем же возбудителем. Система врождённого иммунитета настроена на распознавание и последующее реагирование на неспецифические компоненты микроорганизмов. Эти компоненты являются заранее определёнными, причём набор этих характеристик не зависит от того, сколько раз иммунная система встречалась с данным возбудителем.
Существует удивительно тесное сходство между системами врождённого иммунитета у самых различных животных. Это свидетельствует о том, что ивалюционно самая древняя система неспецифического иммунитета имеет жизненно важное значение. Было время, когда система врождённого иммунитета у позвоночных животных считалась архаичной и устаревшей, однако сегодня уже не подлежит сомнению, что от состояния врождённого иммунитета во многом зависит функционирование системы приобретённого иммунитета. Действительно, неспецифический (врождённый) иммунный ответ определяет эффективность специфического (приобретённого) иммунного ответа. Теперь уже считается общепринятым, что система врождённого иммунитета инициирует и оптимизирует реакции специфического (приобретённого) иммунитета, которые развиваются более медленно.
Естественные антитела
Естественные антитела всегда присутствуют в организме, и для их образования не требуются внешние стимулы. Постоянное их присутствие необходимо потому, что эти антитела направлены против самых распространённых повреждающих агентов, наиболее часто встречающихся в нашем окружении. Естественные антитела не только являются продуктом эффективно функционирующей иммунной системы, но и сами способны активизировать реакции иммунного ответа. После того, как микробный или вирусный агент распознаётся организмом, начинается выработка специфических антител, являющихся уже одним из компонентов системы приобретённого иммунитета.
Система комплимента . Распознавание (или так называемая маркировка ) инфекционных или злокачественных клеток путём присоединения к ним специфических антител часто сочетается с активацией комплимента . Система комплемента является частью системы неспецифического (врождённого) иммунитета и обеспечивает первичную (неполную) защиту против инфекционных агентов. Система комплемента выполняет три основные функции:
1) Опсонизация . Этот термин подразумевает присоединение белков комплемента к повреждённой или инфицированной клетке, которая подлежит уничтожению и удалению из организма.
2) Хемотаксис . Химические сигналы, привлекающие иммунные клетки в инфекционный очаг.
3) Мембранотопный повреждающий комплекс (МПК) . Образуется специально для разрушения опсонизированных клето. Несколько упрощая, можно сказать, что МПК – это совокупность белков комплемента которые нарушают целостность липидной мембраны чужеродной клетки. В результате этого, внутрь клетки начинает интенсивно поступать жидкость до тех пор, пока клеточная мембрана не разорвётся подобно раздутому воздушному шару. Некоторые виды бактерий и раковые клетки успевают разрушать МПК, если его образование происходит достаточно медленно. Поэтому, скорость образования МПК имеет принципиальное значение.
Важно напомнить о том, что клеточные мембраны животных образованы двумя слоями липидов и одномолекулярным белковым слоем. При этом клетку можно сравнить с мельчайшей каплей жидкости, заключённой внутрь пузырька, стенки которого построены из двух слоёв жировых молекул. Такое строение позволяет многим вирусам использовать часть клеточной мембраны клетки-хозяина для создания дополнительной защитной оболочки. Это становится возможным, когда клетка погибает и вирусы выходят наружу. Используя фрагменты клеточной мембраны для создания внешней оболочки, вирусы тем самым защищают свой уязвимый генетический аппарат, представленный участками рибонуклеиновой кислоты (РНК) или дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Дополнительная липидная оболочка помогает также вирусам «замаскироваться» под нормальные, хотя и очень небольшие клетки, и тем самым избежать иммунной атаки. Вирусы, которые могут создавать дополнительную оболочку из липидной мембраны клетки-хозяина, относятся к группе т.н. оболочечных вирусов .Ниже приводится краткий перечень оболочечных и безоболочечных вирусов (табл. 3). Перечень оболочечных вирусов является своего рода квинтэссенцией возбудителей наиболее опасных вирусных инфекций на сегодняшний день.
ОБОЛОЧЕЧНЫЕ И БЕЗОБОЛОЧЕЧНЫЕ ВИРУСЫ
Врожденный и приобретенный иммунитет
Врожденный иммунитет
Врожденный иммунитет поддерживается всеми элементами, с которыми рождается человек и которые всегда присутствуют и по первому требованию доступны для защиты организма от чужеродных агрессоров. В табл. 1.1 суммируются и сравниваются некоторые свойства врожденной и адаптивной иммунных систем. Элементами врожденной системы являются оболочки тела и его внутренние компоненты, такие как кожа и слизистые оболочки, кашлевый рефлекс, которые представляют эффективный барьер для чужеродных агентов.
Эффективными химическими барьерами против проникновения многих микроорганизмов являются кислотность (рН) и выделяемые жирные кислоты. Другим неклеточным элементом врожденной иммунной системы является система комплемента.
Таблица 1.1. Основные свойства врожденной и адаптивной иммунных систем
Загрузка...