Иммунитет

Фазы иммунного ответа

Иммуните́т (лат. immunitas — освобождение) человека и животных — способность организма к распознаванию и уничтожению чужеродных веществ и клеток в том числе болезнетворных бактерий и вирусов, а также собственных видоизменённых опухолевых клеток для поддержания своей целостности и гомеостаза.

Изначальное определение иммунитета означало невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям, однако впоследствии, с развитием медицины и, как следствие, с возникшей практикой пересадки органов и тканей, понятие иммунитета было расширено. Согласно ему иммунитет — это также устойчивость организма к изменившимся собственным клеткам, включая раковые, а также к чужеродным веществам животного и растительного происхождения.

Фактически механизм действия иммунитета заключается в активизации клеток иммунной системы организма — иммуноцитов, которые вступают в борьбу с распознанными организмом как антигенные клетками для поддержания гомеостаза внутренней среды.

В поддержании иммунитета участвуют защитные механизмы врождённого и приобретённого иммунитета. Иммунитет в организме обеспечивает иммунная система.

Учение об иммунитете родилось из необходимости преодолеть инфекционные болезни, эпидемии которых (чума, холера, оспа и др.) до конца 19 в. уносили большое число жизней людей. В связи

История

Основоположником современной научной иммунологии является Луи Пастер. В 1881 году он он сформулировал основной принцип защиты от возбудителя любой инфекционной болезни: организм после встречи с ослабленным возбудителем становится невосприимчив к вирулентным микробам того же вида. В своей научной работе он описал наблюдения, проведённые во время эксперимента: курицы подвергались заражению ослабленным возбудителем холеры, после чего они становились невосприимчивыми к вирулентным культурам. На основании этого Л. Пастер в честь Дженнера назвал ослабленные культуры возбудителей инфекционных болезней вакцинами (от лат. vacca — корова). Пастером были изготовлены вакцины против сибирской язвы, бешенства, рожи свиней и др. Большой вклад в развитие иммунологии внес И. И. Мечников. В 1883 году он открыл фагоцитоз и ввел понятие «клеточный иммунитет». В 1898 году Эрлих создал теорию гуморального иммунитета.

Новый виток развития учение об иммунитете получило с развитием практики переливания крови и пересадки органов. В 1900 году Карл Ландштейнер впервые установил, что люди различаются по группам крови (А, В, О) и что причина тяжёлых осложнений при переливании крови, связана с несовместимостью введённой крови с группой крови реципиента. С проявлением несовместимости связано действие у человека резуса-фактора. Определение группы крови и эритроцитарных антигенов у животных важно для племенной работы и аттестования животных, так как антигенные факторы эритроцитов наследуются.

В это время активно исследуется вопрос трансплантационного иммунитета. Даже при успешной операции, несовместимость трансплантируемых тканей и органов вызовет их отторжении через определённый период. В ветеринарии возникает аналогичная проблема: при осуществлении массовой трансплантации оплодотворённых яйцеклеток в матку приёмной матери для воспроизведения высокопродуктивных животных, в ряде случаев происходит отторжение ткани.

Илья Мечников в своей лаборатории, 1913 год

В 1908 году Илье Мечникову была присуждена Нобелевская премия за выдающиеся открытия, касающиеся работы иммунитета. Он впервые обозначил генерализованный характер иммунной системы, обусловленный наличием огромного числа клеток, непрерывно циркулирующих через лимфу, кровоток, межклеточные пространства, и её экологическую специфичность — тесное взаимодействие через кожу, пищеварительный тракт и лёгкие с элементами внешнего мира, открыл явления иммунной функции — фагоцитоза и заявил о её участии в таких сложнейших процессах, как: атрофия, метаморфоз, репарация, регенерация, воспаление и инфекция. Мечникову принадлежит первая научная классификация иммуннокомпетентных клеток. В 1890 году в «Лекциях о фагоцитозе», Мечников ввел классификацию с разделением фагоцитов и лейкоцитов. Лейкоциты, по Мечникову, объединяют три формы клеток, одна из которых неподвижна и никогда не захватывает бактерий. Это — лимфоцит, характеризующийся ядром и узкой полоской протоплазмы. Две другие формы представляют собой большие одноядерные лейкоциты или макрофаги.

В 1962 году Жак Миллер установил роль тимуса как первичного лимфоидного органа. В 1975 году Цезарь Мильштейн и Георг Кёлер предложили методику получения моноклональных антител.

Назначение иммунитета

Макрофаги идентифицировали раковую клетку (большую, шиповатую массу). При слиянии с раковой клеткой макрофаги (более мелкие лейкоциты) выделяют токсины, убивающие опухолевую клетку.

Иммунитет предназначен для евосприимчивость организма к воздействию болезнетворных агентов, продуктов их жизнедеятельности, а также генетически чужеродных веществ, обладающих антигенными свойствами. И. рассматривается как способность организма отличать чужеродный материал от «своего» (напр., «чужой» белок от «своего»), что жизненно важно для сохранения гомеостаза. И.— проявление естеств. и искусств. отбора, результат длительной эволюции, обусловленной системой наследств. полиморфизма (за счёт распространения повышающих выживаемость мутантных аллелей) животных, а также изменчивостью организма паразита (см. Резистентность организма). И. возможен к инфекционным и неинфекционным факторам. Наиболее частое проявление И.— невосприимчивость организма к инфекц. агентам (инфекционный И.).

При некоторых аутоиммунных болезнях наступает распад тканей, сопровождающийся появлением «собственных», чуждых антигенов (аутоантигенов), на которые организм реагирует образованием аутоантител. Установлено, что эмбрион при контакте с чужеродным антигеном не вырабатывает против него антител и во взрослом состоянии организм остаётся к этому антигену ареактивным. Такое состояние толерантности можно вызвать у взрослых организмов при перегрузке их чуждыми антигенами.

Виды иммунитета

Иммунитет по происхождению различают естественный (неспецифический, наследственный) и адаптивный (приобретённый, специфический).

Врождённый иммунитет присущ всем многоклеточным организмам и представляет собой специализированные клетками, развивающиеся вне зависимости от попаданием в организм чужеродных и потенциально опасных агентов. Естественный иммунитет, как видовой признак, приобретённый в процессе эволюции, наследуется человеком или животным. Именно эта разновидность иммунитета делает животных невосприимчивыми к заболеваниям человека — холере, сифилису, кори и многим другим. Справедливо и обратное: болезни, как например, чума крупного рогатого скота животных или пироплазмоз собак, а также болезни птиц не опасны для человека.

Индивидуальный врождённый иммунитет определяется теми особенностями, которые передаются организму в процессе эмбрионального развития через плаценту плоду передаются антитела матери, которые противостоят инфекциям. Передача антител от мамы к ребёнку происходит в основном в последнем триместре беременности.

Врождённый иммунитет формируется у взрослых особей, в то время как у новорождённых часто видовой устойчивости нет, поэтому возможно их заражение возбудителями болезней, не свойственных им во взрослом состоянии. Неспецифические защитные механизмы врождённого иммунитета реализуются после кратковременной активации специализированных клеток при первом появлении патогена в организм. Особенностью врождённого иммунита является то, что он не имеет строгой специфичности к антигенам и распознавание происходит не по конкретным антигенам, а по определённым классам антигенов, характерные для патогенных организмов. В отличие от приобретённого иммунитета не имеет клонального ответа и не обладает памятью о первичном контакте с антигенами.

В 2011 году была вручена Нобелевская премия в области медицины и физиологии за изучение новых механизмов работы врождённого иммунитета (Ральф Стайнман, Жюль Хоффман и Брюс Бётлер).

Адаптивный иммунитет формируется как реакция на попадании в организм антигена. Он характерен для хрящевых и костных рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. В случаях, когда речь идёт о вследствие естественном переболевании формируется естественно приобретенный иммунитет или в результате искусственной иммунизации — искусственно приобретённый иммунитет. Приобретённый иммунитет может быть активным и пассивным. Активный вырабатывается после перенесённой инфекции или в результате вакцинации. В обоих случаях в организме вырабатываются антитела против возбудителя. Активный И. может быть весьма напряжённым и длительным. В активном приобретённом иммунитете выделяют нестерильный иммунитет, который связан с с присутствием возбудителя в организме и с практикой применение в вакцинации человека и животных живых вакцин. Иммунитет, сохраняющийся при отсутствии в организме возбудителя болезни, называют стерильным.

Пассивный, или точнее сывороточный, иммунитет создаётся введением в организм иммунной сыворотки, содержащей готовые антитела, что ускоряет выработку иммунитета, но на непродолжительное время: 10— 14 суток, реже до трёх недель. Разновидностью пассивного иммунитета является колостральный (молозивный) имунитет, который формируется у младенцев при передаче им готовых антител с молозивом от матери.

Часто для профилактики болезней у новорожденных и создания у них колострального иммунитета матерей млекопитающих вакцинируют в последней стадии беременности, в частности это касается профилактики заболеваний анаэробной дизентерии ягнят, колибактериоза поросят, телят.

Приобретённый иммунитет имеет клональный ответ и иммунологическую память. В иммунный ответ вовлекаются лимфоидные клетки. Негативным проявлением может быть иммунная аутоагрессия и развитие аутоиммунных заболеваний.

Механизм действия

Взаимодействие организма с внешней средой (антигены, аллергены, микроорганизмы и др.) осуществляется через слизистые оболочки. Это основные зоны контакта макроорганизма с антигенами окружающей среды. Слизистые оболочки покрывают все полые органы, контактирующие с внешней средой (респираторный тракт, носоглотка, слуховые проходы, внутренняя поверхность век и др.). Поверхность слизистых тканей человека огромна (около 300—400 м2). На её иммунное обеспечение требуется большое количество клеток и молекул. Слизистые оболочки служат барьером, защищающим организм от повреждающего воздействия агентов, способных проникать в организм через эпителий, вызывая развитие инфекционных и неинфекционных процессов, включая аллергические заболевания.

Изображение нормально циркулирующей крови человека полученное микроскопом. Можно видеть красные кровяные тельца и несколько белых клеток крови: лимфоциты, моноциты, нейтрофилы и множество мелких дискообразных пластинок.

Барьерная функция слизистых оболочек реализуется и поддерживается за счет действия комплекса неспецифических факторов (перистальтические движения, движение ресничек эпителия, отделение слизи, выделение ферментов и др.), а также вовлечения специфических и неспецифических иммунных реакций, в частности местного, или мукозального, иммунитета. Понятие местного (мукозального, от лат. mucosa — слизистая оболочка) иммунитета было сформулировано в 1930-х гг. А. М. Безредкой, который указал на важнейшую роль системы

По характеру действия защитных механизмов на микробы или их продукты различают антимикробный иммунитет, при котором происходит обезвреживание возбудителя, и антитоксичный иммунитет, когда бактерии не разрушаются, но происходит нейтрализация их токсинов, например, при столбняке, ботулизме. В ряде случаев при иммунизации микробов одного вида развивается устойчивость не только к ним, но и к другим возбудителям. Такого рода иммунитет получил название перекрёстного, или гетероиммунитета.

Механизмы реагирования завися от типа иммунитета. Приобретённый иммунитет способен более точно распознавать патогенную форму, проникшую в организм. его основой является иммунный ответ — цепь реакций иммунной системы, которая включается чужеродными агентами (антигенами) и приводит к формированию клеток и молекул, удаляющих эти агенты или продукты их разрушения из организма. В отличие от врождённого иммунитета, реакции которого универсальны в отношении различных чужеродных агентов, иммунный ответ приобретённого иммунитета специфичен (направлен против агентов, включивших этот иммунный ответ). Обе формы иммунитета тесно взаимосвязаны: иммунный ответ развивается лишь при условии предварительной активации врождённого иммунитета, а продукты приобретённого иммунитета повышают эффективность врождённого иммунитета. Реакции иммунитета осуществляются специальными клетками — иммуноцитами. У высших животных, например, это лейкоциты, которые созревают в кроветворных органах и некоторое время циркулируют в крови, а затем заселяют ткани. Реакции врождённого иммунитета обеспечивают миелоидные клетки (нейтрофильные и эозинофильные гранулоциты, моноциты и их тканевые формы — макрофаги, дендритные и тучные клетки) и частично — лимфоидные дендритные клетки. Реакции приобретённого иммунитета реализуются Т- и В-лимфоцитами.

Органы иммунной системы

Органы иммунной системы.

Выделяют центральные и периферические органы иммунной системы. К центральным органам относят красный костный мозг и тимус, а к периферическим — селезёнку, лимфатические узлы, а также мукозальную иммунную систему (МИС) представленной мукозо-ассоциированной лимфоидной тканью (МАЛТ): бронхо-ассоциированной (БАЛТ), кишечно-ассоциированной (КАЛТ) (М-клетки, пейеровы бляшки), назально-ассоциированной (НАЛТ) и др.

Красный костный мозг — центральный орган кроветворения и иммуногенеза. Содержит самоподдерживающуюся популяцию стволовых клеток. Красный костный мозг находится в ячейках губчатого вещества плоских костей и в эпифизах трубчатых костей. Здесь происходит дифференцировка В-лимфоцитов из предшественников. Содержит также Т-лимфоциты.

Тимус — центральный орган иммунной системы. В нём происходит дифференцировка Т-лимфоцитов из предшественников, поступающих из красного костного мозга.

Лимфатические узлы — периферические органы иммунной системы. Они располагаются по ходу лимфатических сосудов. В каждом узле выделяют корковое и мозговое вещество. В корковом веществе есть В-зависимые зоны и Т-зависимые зоны. В мозговом есть только Т-зависимые зоны.

Селезёнка — паренхиматозный зональный орган. Является самым крупным органом иммунной системы, кроме того, выполняет депонирующую функцию по отношению к крови. Селезёнка покрыта капсулой из плотной соединительной ткани, которая содержит гладкомышечные клетки, позволяющие ей при необходимости сокращаться. Паренхима представлена двумя функционально различными зонами: белой и красной пульпой. Белая пульпа составляет 20 %, представлена лимфоидной тканью. Здесь имеются В-зависимые и Т-зависимые зоны. И также здесь есть макрофаги. Красная пульпа составляет 80 %. Она выполняет следующие функции:

1. Депонирование зрелых форменных элементов крови.
2. Контроль состояния и разрушения старых и повреждённых эритроцитов и тромбоцитов.
3. Фагоцитоз инородных частиц.
4. Обеспечение дозревания лимфоидных клеток и превращение моноцитов в макрофаги.

См. также

• Иммунная система
• Главный комплекс гистосовместимости
• Аллергия
• Иммунизация
• Иммунотерапия рака
• Реакция отторжения трансплантата
• Иммунитет растений
• Химера (биология)

Литература

• Иммунитет // Ветеринарный энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1981. — 640 с.
• Галактионов В. Г. . Эволюционная иммунология. — М.: Академкнига, 2005. — 408 с. — ISBN 5-94628-103-8.
• Хаитов Р. М . Иммунология. — М.: ГЕОТАР, 2006. — 320 с. — ISBN 978-5-9704-1288-6.
• Ярилин А. А . Иммунология. — М.: ГЕОТАР, 2010. — 737 с. — ISBN 978-5-9704-1319-7.