Введение

Развитие иммунологии происходило неравномерно, причём практические достижения значительно опережали теоретические.

Длительное время иммунитет рассматривался, как защита только от инфекционных агентов, а иммунология была разделом инфекционной патологии. Важнейшие открытия, сделанные во второй половине ХХ века, позволили расширить рамки “старой классической иммунологии”, которая рассматривалась лишь в плане невосприимчивости к инфекционным болезням.

К ним относятся: открытие иммунологической толерантности, главного комплекса гистосовместимости и его функций, расшифровка молекулярно-генетических механизмов трансплатационного иммунитета и широкого спектра антигенраспознающих рецепторов В- и Т- лимфоцитов и иммуноглобулинов, получение моноклональных антител, создание клонально-селекционной теории и др. Было установлено, что функцией иммунной системы является защита от любой чужеродной генетической информации, которая может быть представлена не только инфекционными агентами, но и мутационно изменившимися собственными клетками, а также продуктами чужих генов.

Эта функция направлена на поддержание фенотипического гомеостаза в течение индивидуальной жизни организма. Успехи, достигнутые при изучении механизмов лимфоидного аппарата адаптивного иммунитета, отодвинули на второй план изучение факторов врожденного иммунитета. И только в конце ХХ века были обнаружены рецепторы клеток врожденного иммунитета, объясняющие каким образом они распознают чужеродное и развивают иммунный ответ.

Этот механизм является базовым и постоянно находится в активном состоянии, а в случае необходимости подключает лимфоидную систему адаптивного, более специфического иммунитета.

Целью данной работы являлось ознакомление с новыми литературными источниками о факторах и механизмах врожденного иммунитета, чтобы составить представление о его роли и значимости в общем иммунном ответе.

Факторы врожденного иммунитета

Термин “иммунитет” происходит от латинского слова “ummunitas” означает освобождение от каких-либо обязанностей. В медицину этот термин вошел во второй половине 20 века - начальный период активной разработки способов вакцинации для защиты людей от инфекционных заболеваний.

Иммунитет - есть способ защиты организма от всех антигенно - чужеродных веществ как экзогенной, так и эндогенной природы: биологический смысл заключается в обеспечении генетической целостности особей, вида в течение их индивидуальной жизни.

Защита от поступившего извне чужеродного антигена [АГ] в организм проявляется определенными реакциями, которые носят либо относительно “неспецифический” характер по отношению к вызвавшему их АГ, либо строго специфичны. “Неспецифические” защитные механизмы являются филогенетически более ранними и могут рассматриваться как предшественники специфических реакций. Это подтверждается тем, что имеются и переходные формы.

Иммунитет подразделяется на врожденный и приобретенный. Под врожденным иммунитетом подразумевают систему предсуществующих защитных факторов организма, как наслественно обусловленную. При возникновении необходимости защитить организм, например при попадании в него инфекционного возбудителя, в первую очередь “в бой” вступают факторы врожденного иммунитета.

Эти факторы начинают синтезироваться в первые часы. А также врожденный иммунитет обладает относительной специфичностью в распознавании “чужого”, способностью организовать воспаление, и возможностью “включать” в иммунный ответ факторы адаптивного иммунитета..

Какие же факторы и системы входят в “арсенал” врожденного иммунитета?

Это, прежде всего, Механические барьеры и физиологические факторы, которые препятствуют проникновению инфекционных агентов в организм. К ним относится неповрежденная кожа, различные секреты, покрывающие эпителиальные клетки и предотвращающие контакт между разнообразными патогенами и организмом. К факторам естественной резистентности можно отнести слюну, слёзы, мочу, мокроту и другие жидкие среды организма, которые способствуют выведению микробов. Здесь же и слущиваются с поверхности кожи клетки эпителия, ворсинки эпителиальных клеток дыхательных путей .

К естественным факторам резистентности можно отнести такие физиологические функции, как чихание, рвота, диарея, которые также способствуют элиминации патогенных агентов из организма. Сюда же следует отнести такие физиологические факторы, как температура тела, концентрация кислорода, гормональный баланс. Этот последний фактор имеет большое значение для иммунного ответа. Например, увеличение продукции кортикостероидов подавляет воспалительные процессы и снижает резистентность организма к инфекции.

Далее можно выделить химические и биохимические реакции, подавляющие инфекцию в организме. К факторам “неспецифической” защиты с таким действием относятся продукты жизнедеятельности сальных желез, содержащие антимикробные факторы в виде жирных кислот; фермент лизоцим, который содержится в различных секретах организма и обладает способностью разрушать грамположительные бактерии; низкая кислотность некоторых физиологических секретов, препятствующих колонизации организма различными микроорганизмами.

иммунитет клетка врожденный плазменный

Факторы врожденного иммунитета

Гуморальные Клеточные

Бактерицидные субстанции; Микрофаги (нейтрофилы);

пропердин; лизоцим; макрофаги (моноциты);

система комплемента; дендритные клетки;

катионные белки; СРБ; нормальные киллеры.

пептиды малой плотности;

цитокины; интерлейкины.

рис.1.1. Факторы врожденного иммунитета: гуморальные и клеточные.

Одним из наиболее важных обобщений в иммунологии конца XX и начала XXI в. стало создание научно обоснованного учения о врожденном (от англ. ита{е ттипНу), или естественном, природном, и адаптивном (от англ.

АйауИуе ттипНу), или приспособительном, приобретенном (от англ. асдшгес1 ттипНу), иммунитете. В иммунологической практике чаще используют термины «врожденный» и «адаптивный» иммунитет, врожденные и адаптивные компоненты иммунной системы, врожденный и адаптивный иммунный ответ. Оба варианта иммунитета реализуются через клеточные и гуморальные факторы. Ушли в прошлое такие термины, как «неспецифический иммунитет», «неспецифическая иммунологическая реактивность» и им подобные.

Врожденный и приобретенный иммунитет представляет собой две взаимодействующие части одной системы, обеспечивающей раз* витие иммунного ответа на генетически чужеродные субстанции.

Врожденный иммунитет - наследственно закрепленная система защиты многоклеточных организмов от любых патогенных и непатогенных микро­организмов, а также эндогенных продуктов тканевой деструкции.

Как самая ранняя форма иммунной защиты организма, врожденный иммунитет сформировался на начальных этапах эволюции многокле­точных организмов, до появления способности к перегруппировке генов иммуноглобулинов и ТСК, а также возможности узнавания «своего» и полноценной иммунной памяти. Доказательством этому служит наличие
разнообразных генов врожденной защиты у беспозвоночных животных и растений. Известно, что у беспозвоночных (например, у членистоногих) существуют клеточные элементы, обладающие фагоцитарной функцией, и гуморальные факторы типа противомикробных пептидов, лектинов и др., успешно распознающих и поражающих патогенные микроорганизмы. Все эти компоненты консервативны, наследуются и не подвергаются генетиче­ской модификации в течение жизни.

Охарактеризованы основные отличительные признаки системы врож­денного иммунитета.

* Врожденный иммунитет обеспечивает распознавание и элиминацию патогенов в первые несколько минут или часов после их проникнове­ния в организм, когда механизмы адаптивного иммунитета еще отсут­ствуют.

* Функция системы врожденного иммунитета осуществляется через раз­нообразные клеточные элементы (макрофаги, ДК, нейтрофилы, туч­ные клетки, эозинофилы, базофилы, ИК-клетки, ИКТ-клетки, некото­рые негемопоэтические клетки) и гуморальные факторы (естественные антитела, цитокины, комплемент, белки острой фазы, катионные противомикробные пептиды, лизоцим и др.) (см. табл. 1-1).

Клетки врожденной иммунной системы:

* не образуют клонов. Отсутствие клональности в организации врожден­ной иммунной системы - одно из ее основных отличий от адаптивной иммунной системы. В этом смысле каждая клетка врожденного имму­нитета действует индивидуально, тогда как при адаптивном иммунном ответе все клетки в пределах клона (сообщества) подчинены единой генетически детерминированной программе;

* не подвергаются негативной и позитивной селекции;

* участвуют в реакциях фагоцитоза, цитолиза, в том числе бактериолиза, нейтрализации, выработки цитокинов и др.

Распознавание патогенов клетками врожденного иммунитета реализу­ется через многочисленные рецепторные структуры, такие, как рецепторы- мусорщики (5шга?#ег-рецепторы), маннозные рецепторы, рецепторы ком­племента (СК1, СКЗ, СК4), лектиновые рецепторы и др. Особую группу рецепторов врожденного иммунитета составляют так называемые паттерн- распознающие рецепторы (англ. Раиет-Кесо%пШоп ЯесерШ - РКК).

Они распознают консервативные, общие для многих типов микроор­ганизмов структуры, так называемые патогенассоциированные молеку­лярные паттерны (англ. РаЪко%еп-А$$ос1а1ей Мо1еси1аг РаНетз - РАМР). В настоящее время интенсивно изучают структуру и функции рецепторов врожденного иммунитета, таких, как То11-подобные рецепторы (ТЪК), N00-1, N00-2, К1С и др. Рецепторы врожденной иммунной системы эво- люционно законсервированы.

То11-рецепторы впервые обнаружены у дрозофил. ТоИ-подобные (ТЬК) рецепторы у млекопитающих имеют сходную с ними структуру и функцию. Рецепторы этого семейства широко представлены на различных клетках иммунной системы (моноциты, ДК, лейкоциты и др.), а также на многих клетках организма (фибробласты, эндотелий, эпителий, кардиомиоциты и др.). Система ТЬК. более подробно рассмотрена ниже.

Факторы врожденного иммунитета не изменяются в процессе жизни организма, контролируются генами зародышевой линии и насле­дуются.

Активация врожденного иммунитета не формирует продолжи­тельной иммунной памяти, но служит обязательным условием раз­вития адаптивного иммунного ответа.

Все перечисленные функции крайне важны для защиты от патогенных микроорганизмов, но недостаточны для жизнедеятельности высокооргани­зованных многоклеточных организмов, таких, как позвоночные. Именно у них в процессе эволюции возникли новые иммунные компоненты и сфор­мировалась иммунная система, главной функцией которой стал контроль над генетическим постоянством внутренней среды многоклеточного орга­низма. Перед иммунной системой возникла задача распознать и запомнить «свое». Всё, что антигенно «свое», должно сохраниться, а всё, что антигенно «чужое», подлежит удалению из организма. В условиях многомиллионно­го разнообразия чужеродных антигенных структур невозможно обойтись небольшим набором генов, передаваемых по наследству (так называемых зародышевых генов - англ. рт Ипё).

В связи с новыми задачами формируется приобретенная (адаптивная) иммунная система с появлением целого ряда новых структур и свойств:

Клеточные компоненты: антигенраспознающие Т- и В-лимфоциты, антигенпрезентирующие, регуляторные, цитотоксические и другие клетки; молекулы: антитела;

Система генов главного комплекса гистосовместимости (у человека НЬА - от англ. Нитап Ьеикосу1е Апй$еп5)\

Механизм соматической перегруппировки генов ТСК и иммуногло­булинов (антител) из первоначально небольшого числа зародышевых генов.

В результате этого механизма под влиянием регуляторов генной пере­группировки (КАС1 и КАС2) из первоначального небольшого набора генов зародышевой линии, передаваемых по наследству, в процессе соматической рекомбинации генных сегментов V, Б,} и С, кодирующих молекулы антител или ТСК, создается огромное разнообразие распознающих элементов, кото­рые охватывают все существующие в природе антигены. После рождения иммунная система человека потенциально способна к узнаванию любого антигена и может дифференцировать антигены, различающиеся одним или несколькими аминокислотными остатками. На уровне тимуса и кост­ного мозга происходит элиминация или блокада (селекция) Т- и В-клеток, потенциально способных реагировать с аутологичными антигенами.

Ключевую роль в реакциях адаптивного иммунитета выполня­ют субпопуляции Т- и В-лимфоцитов, узнающие антигены с помощью антигенраспознающих рецепторов (ТСК и ВСК соответственно).

Т-лимфоциты способны распознавать антиген, только если он представ­лен антигенпрезентирующими клетками собственного организма с участи­ем молекул главного комплекса гистосовместимости I или II класса. Такими уникальными свойствами в организме обладают только Т-лимфоциты, и в этом смысле они являются истинными иммунокомпетентными клетками (иммуноцитами, по терминологии основателя клонально-селективной тео­рии иммунитета Ф. Бернета).

В процессе развития центральных органов иммунной системы в них изначально формируются клеточные элементы с рецепторами к любому антигену, который, поступая в организм, активирует специфичный к нему клон лимфоцитов. Например, до инфекции частота специфических клеток (Т- и В-лимфоцитов) крайне низкая для протективного ответа и составля­ет примерно 1:10 000-1:100 000 клеток. Однако в течение 1-2 нед после распознавания антигена клетки интенсивно пролиферируют, и их число возрастает примерно в 1000 раз. После созревания они образуют клоны, клетки которых защищают хозяина, вырабатывая антитела, активируя макрофаги, убивая инфицированные клетки и выполняя другие функции. После завершения иммунного ответа антигенспецифические Т- и В-клетки сохраняются как «клетки памяти».

Таким образом,

Молекулы и рецепторы системы адаптивного иммунитета закладыва­ются на ранних этапах онтогенеза из небольшого набора зародышевых генов;

Эта система имеет огромное число антигенраспознающих вариантов (репертуар), достаточное для узнавания своих и чужеродных анти­генов в течение жизни. Иными словами, она формируется в течение жизни индивида под действием различных антигенов;

Основная особенность приобретенного или адаптированного иммуни­тета заключается в том, что соматически перегруппировавшиеся гены иммуноглобулинов и ТСК не наследуются. Потомство получает от родителей набор только зародышевых генов и затем формирует свой спектр элементов приобретенного иммунитета. Эмбрион, получивший зародышевые гены, начинает «строить» свою иммунную систему.

Естественно, что в организме млекопитающих врожденный и адаптив­ный иммунитет, осуществляющие разные задачи, функционируют коор­динированно. Активация врожденного иммунитета, как правило, служит обязательным условием инициации адаптивного иммунного ответа.

В историческом аспекте клиническая иммунология имеет дело с заболе­ваниями, вызванными нарушениями приобретенного иммунитета (иммуно­дефициты, аутоиммунная патология, аллергопатология, лимфопролифера­тивные заболевания и др.). Однако в последнее время активно выявляются и изучаются заболевания с преимущественными дефектами компонентов врожденного иммунитета, включая патологию рецепторов врожденного иммунитета, комплемента, цитокинов и их рецепторов, системы нормаль­ных киллеров и многие другие. Чаще всего такие заболевания проявляются в форме воспаления различного уровня - от системного до локального. Тем не менее в настоящее время целесообразно оба типа иммунного реа­гирования рассматривать в комплексе, делая акценты на наиболее важных сторонах каждого из них. В связи с этим по мере изложения материала мы приводим не только индивидуальные особенности врожденного и приобре­тенного иммунитета, но и общие закономерности их функционирования.

В табл. 1-1 приведены основные компоненты и свойства систем врожден­ного и адаптивного иммунитета.

Компоненты врожденного и приобретенного иммунитета тесно связаны по многим параметрам:

* дендритные клетки (ДК), макрофаги и другие клетки врожденного иммунитета презентируют антиген Т- и В-лимфоцитам;

Иммунитет – это невосприимчивость к генетически чужеродным агентам (антигенам), к которым относятся клетки и вещества различного происхождения, как поступающих извне, так и образующихся внутри организма.

К антигенам относятся в том числе и микробы – возбудители инфекционных заболеваний. Поэтому иммунитет можно рассматривать как невосприимчивость к инфекционным заболеваниям (к иммунитету также относится невосприимчивость, например, к пересаженным органам и тканям).

Наследственный (видовой), врожденный иммунитет – это иммунитет, который передается по наследству, в результате чего определенный вид (животные или человек) невосприимчив к микробам, вызывающим заболевание у другого вида. Этот иммунитет неспецифичен (не направлен на определенный вид микроба) и может быть абсолютным или относительным. Абсолютный не изменяется и не утрачивается, а относительный утрачивается при воздействии неблагоприятных факторов.

Приобретенный иммунитет не передается по наследству, а приобретается каждым организмом в течение жизни. Например, после перенесения заболевания (корь) человек становится устойчивым к этому заболеванию (приобретает иммунитет к кори). Другими болезнями человек может заболеть, т.е. приобретенный иммунитет является специфическим (направлен на определенный вид микроба).

Приобретенный иммунитет может быть активным и пассивным.

Активный иммунитет вырабатывается при действии антигена на организм. В результате организм становится способным самостоятельно вырабатывать специфические антитела или клетки против этого антигена. Антитела могут долго сохраняться в организме, иногда всю жизнь (например, после кори).

Активный иммунитет может быть естественным и искусственным.

Естественный активный иммунитет вырабатывается после перенесения инфекционного заболевания. (постинфекционным).

Искусственный активный иммунитет вырабатывается в ответ на искусственное введение микробных антигенов (вакцин).(поствакцинальный)

Пассивный иммунитет возникает в организме при попадании в него уже готовых антител или лимфоцитов (они вырабатываются другим организмом). Такой иммунитет сохраняется недолго (15-20 дней), потому что "чужие" антитела разрушаются и выводятся из организма.

Пассивный иммунитет также может быть естественным и искусственным.

Естественный пассивный иммунитет возникает, когда антитела передаются от матери к плоду через плаценту(плацентарным).

Искусственный пассивный иммунитет возникает после введения лечебных сывороток (лекарственных препаратов, содержащих готовые антитела). Такой иммунитет еще называют постсывороточным.

Неспецифические факторы защиты организма. Клеточные и гуморальные иммунобиологические факторы и их характеристика. Функции фагоцитов и стадии фагоцитоза. Завершенный и незавершенный фагоцитоз.

Большое значение в защите организма от генетически чужеродных агентов имеют неспецифические механизмы защиты или неспецифические механизмы резистентности (устойчивости).

Их можно разделить на 3 группы факторов:

1)механические факторы (кожа, слизистые оболочки);

2) физико-химические факторы (ферменты желудочно-кишечного тракта, рН среды);

3) иммунобиологические факторы:

Клеточные (фагоцитоз при участии клеток – фагоцитов);

Гуморальные (защитные вещества крови: нормальные антитела, комплемент, интерферон, b-лизины, фибронектин, пропердин и др.).

Кожа и слизистые оболочки – это механические барьеры, которые не могут преодолеть микробы. Это объясняется слущиванием эпидермиса кожи, кислой реакцией пота, образованием слизистыми оболочками кишечника, дыхательных и мочеполовых путей лизоцима – фермента, который разрушает клеточную стенку бактерий и вызывает их гибель.

Фагоцито з – это поглощение и переваривание антигенных веществ, в том числе микробов специальными клетками крови (лейкоцитами) и некоторых тканей, которые называются фагоцитами. К фагоцитам относятся микрофаги (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы) и макрофаги (моноциты крови и тканевые макрофаги). Впервые фагоцитоз описал русский ученый И.И. Мечников.

Фагоцитоз может быть завершенным и незавершенным. Завершенный фагоцитоз заканчивается полным перевариванием микроба. При незавершенном фагоцитозе микробы поглощаются фагоцитами, но не перевариваются и могут даже размножаться внутри фагоцита.

В процессе фагоцитоза условно выделяют несколько основных стадий:
1 - Сближение фагоцита с объектом фагоцитоза.
2 - Распознавание фагоцитом объекта поглощения и адгезия к нему.
3 - Поглощение объекта фагоцитом с образованием фаголизосомы.
4 - Разрушение объекта фагоцитоза.

Нормальные антитела – это антитела, которые постоянно имеются в крови, а не вырабатываются в ответ на внедрение антигена. Они могут реагировать с разными микробами. Такие антитела присутствуют в крови людей, не болевших и не подвергавшихся иммунизации.

Комплемент- это система белков крови, которые способны связываться с комплексом антиген-антитело и разрушать антиген (микробную клетку). Разрушение микробной клетки – лизис. Если в организме отсутствуют микробы-антигены, то комплемент находится в неактивном (разрозненном) состоянии.

Интерфероны – это белки крови, которые обладают противовирусным, противоопухолевым и иммуномодулирующим действием. Их действие не связано с непосредственным влиянием на вирусы и клетки. Они действуют внутри клетки и через геном задерживают репродукцию вируса или пролиферацию клетки.

Арреактивность клеток организма также имеет большое значение в противовирусном иммунитете и объясняется отсутствием рецепторов на поверхности клеток у данного вида организма, с которыми могли бы связаться вирусы.

Естественные киллеры (NK-клетки) – это клетки-убийцы, которые разрушают ("убивают") опухолевые клетки и клетки, зараженные вирусами. Это особая популяция лимфоцитоподобных клеток – большие гранулосодержащие лимфоциты.

Факторы неспецифической защиты – более древние факторы защиты, которые передаются по наследству.

Выделяют также такие виды иммунитета, как

Гуморальный – объясняется наличием защитных веществ (в том числе, антител) в крови, лимфе и других жидкостях организма ("гуморос" – жидкость);

Клеточный - объясняется "работой" специальных клеток (иммунокомпетентных клеток);

Клеточно-гуморальный – объясняется и действием антител и "работой" клеток;

Антимикробный – направлен против микробов;

Антитоксический – против микробных ядов (токсинов);

Антимикробный иммунитет может быть стерильным и нестерильным.

Похожая информация.

Ответы по иммунологии,письменная часть

1.Современное определение иммунитета.Понятие о приобретенном и врожденном иммунитете .

Иммунитет - совокупность физиологических процессов и механизмов, направленных на сохранение антигенного гомеостаза организма от биологически активных веществ и существ, несущих генетически чужеродную антигенную информацию или от генетически чужеродных белковых агентов.

Под иммунитетом, по определению академика Р.В. Петрова, понимают «Способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих признаки генетически чужеродной информации (включая микроорганизмы, чужеродные клетки, ткани или генетически изменившиеся собственные клетки, в том числе опухолевые)».

Врожденный и приобретенный иммунитет представляет собой две взаимодействующие части одной системы, обеспечивающей развитие иммунного ответа на генетически чужеродные субстанции.

Врожденный иммунитет - наследственно закрепленная система защиты многоклеточных организмов от любых патогенных и непатогенных микроорганизмов, а также эндогенных продуктов тканевой деструкции.

Врождённый иммунитет - способность организма обезвреживать чужеродный и потенциально опасный биоматериал (микроорганизмы ,трансплантат ,токсины ,опухолевые клетки , клетки, инфицированныевирусом ),

существующая изначально, до первого попадания этого биоматериала в организм.

Система врождённого иммунитета намного более эволюционно древняя, чем системаприобретённого иммунитета , и присутствует у всех видов растений и животных, но подробно изучена только упозвоночных . По сравнению с системой приобретённого иммунитета система врождённого активируется при первом появлении патогена быстрее, но распознаёт патоген с меньшей точностью. Она реагирует не на конкретные специфическиеантигены , а на определённые классы антигенов, характерные дляпатогенных организмов (полисахариды клеточной стенки бактерий, двунитеваяРНК некоторых вирусов и т.п.).

У врождённого иммунитета есть клеточный (фагоциты ,гранулоциты ) и гуморальный (лизоцим ,интерфероны ,система комплемента ,медиаторы воспаления ) компоненты. Местная неспецифическая иммунная реакция иначе называетсявоспалением .

Приобретённый иммунитет - способность организма обезвреживать чужеродные и потенциально опасные микроорганизмы (или молекулы токсинов), которые уже попадали в организм ранее. Представляет собой результат работы системы высокоспециализированных клеток (лимфоцитов ), расположенных по всему организму. Считается, что система приобретённого иммунитета возникла у челюстноротых позвоночных . Она тесно взаимосвязана с гораздо более древней системой врождённого иммунитета , которая является основным средством защиты от патогенных микроорганизмов у большинства живых существ.

Различают активный и пассивный приобретённый иммунитет. Активный может возникать после перенесения инфекционного заболевания или введения в организмвакцины . Образуется через 1-2 недели и сохраняется годами или десятками лет. Пассивно приобретённый возникает при передаче готовыхантител от матери к плоду черезплаценту или сгрудным молоком , обеспечивая в течение нескольких месяцев

невосприимчивость новорожденных к некоторым инфекционным заболеваниям. Такой иммунитет можно создать и искусственно, вводя в организм иммунные сыворотки , содержащиеантитела против соответствующихмикробов илитоксинов (традиционно используют при укусах ядовитых змей).

Как и врождённый иммунитет, приобретённый иммунитет разделяют на клеточный (T-лимфоциты) и гуморальный (антитела, продуцируемые B-лимфоцитами; комплемент является компонентом как врождённого, так и приобретённого иммунитета).

2.Иммунная система

Иммунная система представляет собой совокупность специализированных органов, тканей и клеток, способных выполнять функцию иммунитета и другие жизненно важные

функции, такие, как регуляция и координация межсистемных связей. По крайней мере три системы: нервная, эндокринная и иммунная - составляют основу жизнедеятельности организма. Иммунологическая индивидуальность обеспечивает сохранение каждой особи в пределах вида.

Функция иммунной системы (а более конкретно - иммунитет) выходит далеко за рамки защиты от инфекционных заболеваний. Противораковый, трансплантационный иммунитет, иммунные взаимоотношения мать-плод, ликвидация пострадиационных последствий, неблагоприятных воздействий экологических факторов, иммунопрофилактика инфекционных и неинфекционных заболеваний и многие другие процессы реализуются иммунной системой.

Исходя из этого уникальность физиологической роли иммунной системы заключается в контроле генетического постоянства внутренней среды организма в период онтогенетического развития. Всё генетически чужеродное для конкретного организма элиминируется с участием его иммунной системы.

Иммунная система высокоспециализирована и обладает целым комплексом уникальных свойств, многие из которых не дублируются в других системах организма.

Следующие феномены определяют основные свойства иммунной системы:

высокая специфичность проявляется высокоспецифичным и селективным связыванием антител с конкретным антигеном, индуцировавшим их образование. Лимфоциты с помощью антигенспецифических рецепторов распознают антигенные молекулы, различающиеся 1-2 аминокислотными остатками, и удаляют их из организма. Упрощенная формула иммунной специфичности: «один антиген - одно антитело - один клон лимфоцитов»;

высокая степень чувствительности -

иммунокомпетентные клетки осуществляют распознавание антигена на уровне отдельных молекул. Взаимодействие «антиген-антитело» - одна из наиболее высокочув ствительных биологических реакций. Тесты, основанные на

(иммуноферментные, радиоиммунные и др.), позволяют идентифицировать пикограммовые и близкие к ним количества анализируемого вещества;

иммунологическая индивидуальность - для каждого организма характерен свой, контролируемый генетически тип иммунного ответа. Основной постулат иммуногенетики

- «конкретность иммунного ответа»;

Клональный принцип организациииммунокомпетентных клеток, проявляющийся в способности всех клеток в пределах отдельного клона отвечать только на одну антигенную детерминанту. Согласно клонально-селекционной теории Ф. Бернета, в иммунной системе формируются клоны лимфоцитов, способные распознать огромное количество (10 9 -10 и ) вариантов антигенных молекул, составляющих так называемый антигенный репертуар;

Иммунологическая память - способность иммунной системы (клеток памяти) отвечать ускоренно и усиленно на повторное введение антигена. Это свойство иммунной системы составляет основу анамнестического ответа на повторный контакт с антигеном (например, при инфекции или вакцинации);

Иммунная толерантность - специфическая неотвечаемость на антигены, в том числе на антигены собственного организма (аутоантигены). Нарушение этого свойства приводит к срыву толерантности и формированию аутоиммунной патологии;

Высокая способность иммунной системы к регенерации-

свойство иммунной системы к поддержанию гомеостаза лимфоцитов за счет пополнения пула «наивных» клеток и контроля популяции клеток памяти. Нарушение гомеостаза лимфоцитов (лимфопения) лежит в основе многих заболеваний, в первую очередь иммунодефицитных; -способность клеток иммунной системы к рециркуляции - перемещение клеток через кровеносную и лимфатическую систему обеспечивает единство и целостность иммунной системы. Лимфоциты, моноциты, нейтрофилы и другие клетки способны мигрировать через эндотелий кровеносных и лимфатических сосудов в центральные и периферические органы и ткани иммунной системы, а также в различные ткани в норме и при патологии (чаще воспаление). В циркуляции могут находиться практически все клеточные элементы иммунной системы, в том числе гемопоэтические стволовые клетки;

-«двойное распознавание» антигена Т-лимфоцитами - уникаль ная способность Т-лимфоцита распознавать чужеродные антигенные пептиды в ассоциации с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости (у человека с HLA). Подобный механизм высокоспециализирован и отсутствует в других системах организма; - неразборчивость иммунной системы.Иммунные механизмы не всегда работают во благо: в ряде случаев они могут оказывать иммуноагрессивное действие в собственном организме, вызывая тяжелую

патологию: аллергические, аутоиммунные, иммунокомплексные заболевания и др.;

Регуляторное действие на другие системы организма.

Иммунная система через прямые межклеточные контакты и опосредованно через

огромное количество медиаторных молекул (цитокины, хемокины, гормоны тимуса, пептиды и др.) оказывает регуляторное воздействие практически на все системы организма. Нарушение регуляторных механизмов лежит в основе многих заболеваний человека, часто с поражением органов и тканей, формально не включаемых в иммунную систему (например, поражение суставов, печени, кожи, ЦНС и др.). От того, насколько полноценно функционирует иммунная система, зависят многие процессы нормальной жизнедеятельности организма. Эта функция может быть непосредственно не связана с иммунитетом, но в процессе иммунного ответа выработка иммуноцитокинов значительно усиливается, и их действие распространяется на реализацию регуляторных воздействий как внутри, так и за пределами иммунной системы. Современная иммунология большое внимание уделяет изучению роли цитокинов в межсистемных регуляторных процессах.

Таким образом, наряду с нервной и эндокринной иммунная система служит одной из интегрирующих систем регуляции, действующих на уровне целого организма.

3.объекты исследования в иммунологии

1.1. ИНБРЕДНЫЕ ЖИВОТНЫЕ

Для проведения фундаментальных исследований в иммунологии лучший объект - инбредные мыши. Инбредные животные - это животные, полученные путем инбридинга (in breed - выводить породу, разводить), т.е. последовательных близкородственных скрещиваний с целью получения гомозиготного и генетически идентичного потомства. Среди потомков для дальнейших скрещиваний сначала отбирают особей по признакам внешнего сходства, в последующих поколениях уже тестируют на совпадение групп крови и приживление кожных лоскутов. Через 20 поколений и более такой селекции получают мышей с весьма высокой степенью гомозиготности, обозначаемых как чистая линия, в пределах которой все животные генетически почти идентичны (например, как однояйцевые близнецы у человека).

Главная цель выведения чистых линий мышей и исследований на них - получение возможности многократного повторения экспериментов на генетически одинаковых организмах, т.е. обеспечение воспроизводимости результатов исследований в высоком смысле этого понятия, что полностью исключено при решении многих иммунологических задач с использованием беспородных животных. Подобные проблемы существуют при оценке результатов иммунных процессов у человека.

Мыши стали исключительными экспериментальным животными в иммунологии в силу ряда причин, главные из которых следующие:

1) короткий срок беременности (21 сут) и множественное потомство от каждой самки (5-8 детенышей в одни роды) позволяют весьма быстро вывести чистые линии, что важно по вышеназванным причинам;

2) себестоимость содержания мышей по сравнению с таковой других млекопитающих наименьшая;

3) структура и функция иммунной системы мыши и человека во многом сходны;

4) выведение чистых линий мышей показало, что, например, некоторые из них (несмотря на гомозиготность) весьма крепкие и здоровые, т.е. не всякий инбридинг приводит к вырождению.

Кроме того, путем целенаправленного отбора тех или иных свойств созданы многочисленные линии мышей с точно заданными характеристиками, и это позволяет выбирать особей, необходимых для достижения конкретных научных целей. Характеристики животных разных линий занесены в соответствующие документы; на них ориентируются питомники по разведению чистолинейных мышей, имеющиеся во всех странах, где успешно занимаются проблемами экспериментальной иммунологии. Из наиболее прославленных питомников хотим упомянуть Джексоновскую лабораторию (The Jackson Laboratory) в США. Ежегодно она поставляет в университеты, медицинские институты и научно-исследовательские лаборатории всего мира приблизительно 2 млн животных 2500 разных линий, стоков и животных-моделей. Около 97% этих животных можно приобрести только в Джексоновской лаборатории. В каждом питомнике

разводимые и поддерживаемые линии мышей имеют паспорт, систематизированы в соответствующих базах данных и доступны для широкого применения. Известен гаплотип (Н-2) мышей разных линий, их окрас, поведенческие характеристики, особенности функционирования иммунной системы и прочие свойства, необходимые не только для иммунологических исследований, но и исследований в других областях биологии и медицины (онкология, фармакология, экология и т.д.).

БИОЛОГИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для исследования иммунной системы используются следующие биологические материалы.

1. Цельная периферическая кровь.

2. Сыворотка крови - жидкая фракция крови, освобожденная от фибриногена.

3. Плазма крови - жидкая фракция крови, содержащая фибриноген, следовательно, способная к образованию сгустков фибрина.

4. Клетки крови, отделенные от жидкой фракции.

5. Цереброспинальная жидкость.

6. Синовиальная жидкость.

7. Бронхоальвеолярный лаваж.

8. Выделения слизистых секретов половых органов (из канала шейки матки, влагалища, семенная жидкость).

9. Выделения из носа (смывы или адсорбция на пористые материалы).

10. Моча.

11. Супернатанты, полученные от культивируемых in vitro клеток

12. Гомогенаты тканей (биопсия или post mortem).

13. Цитоплазматические и ядерные компоненты клеток. Биологический материал разного происхождения отличается по

биохимическому составу, ионной силе, вязкости. Все эти

Иммунитет - это невосприимчивость организма к чужеродному агенту, в частности инфекционному.

Наличие иммунитета связано с наследственными и индивидуально приобретенными факторами, которые препятствуют проникновению в организм и в нем различных патогенных агентов ( , вирусы), а также действию выделяемых ими продуктов. Иммунитет может быть не только против патогенных агентов: любой чужеродный для данного организма антиген (например, белок) вызывает иммунологические реакции, в результате которых этот агент тем или иным путем удаляется из организма.

Иммунитет отличается многообразием по происхождению, проявлению, механизму и другим особенностям. По происхождению различают врожденный (видовой, естественный) и приобретенный иммунитет.

Врожденный иммунитет является видовой особенностью животного и обладает очень высокой напряженностью. Человек обладает видовой невосприимчивостью к ряду инфекционных заболеваний животных ( рогатого скота и др.), животные невосприимчивы к , брюшному тифу, и др. В ряде случаев напряженность естественного иммунитета относительна (при искусственном снижении температуры тела птиц удается заразить их , к которой они обладают видовой невосприимчивостью).

Приобретенный иммунитет не является врожденным признаком и возникает в процессе жизни. Приобретенный иммунитет может быть естественным или искусственным. Первый появляется после перенесенного заболевания и, как правило, является достаточно прочным. Искусственно приобретенный иммунитет подразделяется на активный и пассивный. Активный иммунитет возникает у людей или животных после введения вакцин (с профилактической или лечебной целью). Организм сам вырабатывает защитные противотела. Подобный иммунитет возникает через сравнительно продолжительный период времени (недели), но сохраняется долго, иногда годами, даже десятилетиями. Пассивный иммунитет создается после введения в организм готовых защитных факторов - антител (иммунных сывороток, ). Возникает он быстро (через несколько часов), но сохраняется непродолжительный период времени (обычно несколько недель).

К приобретенному иммунитету относится так называемый инфекционный, или нестерильный, иммунитет. Он обусловлен не перенесением инфекции, а наличием ее в организме и существует только до тех пор, пока организм инфицирован (например, иммунитет к туберкулезу).

По проявлению иммунитет может быть антимикробным, когда действие защитных факторов, организма направлено против возбудителя, заболевания ( , чума, ), и антитоксическим (защита организма против при , дифтерии, анаэробных инфекциях). Кроме того, существует противовирусный иммунитет.

Большую роль в поддержании иммунитета играют следующие факторы: кожные и слизистые барьеры, воспаление, барьерная функция лимфатической ткани, гуморальные факторы, иммунологическая реактивность клеток организма.

Значение кожи и слизистых оболочек в невосприимчивости организма к инфекционным агентам объясняется тем, что в неповрежденном состоянии они являются непроницаемыми для большинства видов микробов. Эти ткани обладают также стерилизующим бактерицидным действием, обусловленным способностью продуцировать вещества, вызывающие гибель ряда микроорганизмов. В большинстве своем природа этих веществ, условия и механизм их действия изучены не вполне достаточно.

Защитные свойства организма во многом определяются (см.) и фагоцитозом (см.). К защитным факторам относится барьерная функция , (см.) которая препятствует проникновению бактерий в организм, что в известной степени связано с воспалительным процессом. Значительная роль в иммунитете принадлежит специфическим защитным факторам крови (гуморальные факторы)- антителам (см.), которые появляются в сыворотке после перенесенного заболевания, а также при искусственной (см.). Они обладают специфичностью в отношении антигена (см.), вызвавшего их появление. В отличие от иммунных антител, так называемые нормальные часто встречаются в сыворотке людей и животных, которые не переносили инфекции и не подвергались иммунизации. К неспецифическим факторам крови относится комплемент (алексин) - термолабильная субстанция (разрушается при t°56° в течение 30 мин.), обладающая свойством усиливать действие антител в отношении ряда микроорганизмов. Иммунологическая во многом зависит от возраста. У она резко снижена; у пожилых выражена в меньшей степени, чем в среднем возрасте.