Как называется невосприимчивость организма к инфекциям
Как работает иммунитет. Основные понятия
Механизм иммунного ответа и иммунные клетки. Основные понятия.
Иммунитет: борьба с чужими и… своими
(краткий обзорный материал)
СОДЕРЖАНИЕ:
Цитокины
«Азбука Морзе» организма
Подробнее о цитокинах см. по кнопке-ссылке:
Упомянутая выше условность классификации означает, что цитокин, входящий в одну из перечисленных групп, при определенных условиях в организме может сыграть диаметрально противоположную роль — например, из провоспалительного превратиться в противовоспалительный.
Без налаженной связи между видами войск любая хитроумная военная операция обречена на провал, поэтому клеткам иммунной системы очень важно, принимая и отдавая приказы в виде цитокинов, правильно их интерпретировать и слаженно действовать. Если цитокиновые сигналы начинают вырабатываться в очень большом количестве, то в клеточных рядах наступает паника, что может привести к повреждению собственного организма. Это называется цитокиновым штормом: в ответ на поступающие цитокиновые сигналы клетки иммунной системы начинают продуцировать всё больше и больше собственных цитокинов, которые, в свою очередь, действуют на клетки и усиливают секрецию самих себя. Формируется замкнутый круг, который приводит к разрушению окружающих клеток, а позже и соседних тканей.
Иммунные клетки
По порядку расчитайсь!
Все клетки, относящиеся к иммунной системе и привлекаемые ею для обеспечения эффекторных реакций, в функциональном отношении условно разделяют на четыре группы.
Врожденный иммунитет
Клетки врожденного иммунитета распознают патоген по специфичным для него молекулярным маркерам — так называемым образам патогенности [4]. Эти маркеры не позволяют точно определить принадлежность патогена к тому или иному виду, а лишь сигнализируют о том, что иммунитет столкнулся с чужаками. Для нашего организма подобными маркерами могут служить фрагменты клеточной стенки и жгутиков бактерий, двухцепочечная РНК и одноцепочечная ДНК вирусов, и т.д. При помощи специальных рецепторов врожденного иммунитета, таких как TLR (Toll-like receptors, Толл-подобные рецепторы) и NLR (Nod-like receptors, Nod-подобные рецепторы), клетки взаимодействуют с образами патогенности и приступают к реализации своей защитной стратегии.
Теперь подробнее рассмотрим некоторые клетки врожденного иммунитета.
Адаптивный иммунитет
«спецподразделения вооруженных сил организма»
Видео 2. Кратковременные взаимодействия Т-клеток с дендритной клеткой ( ДК ) (обозначена зеленым ). Видео снято при помощи прижизненной двухфотонной микроскопии. →
T-лимфоциты
Видео 3. Движение Т-хелперов ( красные ) и Т-киллеров ( зеленые ) в лимфоузле. Видео снято при помощи прижизненной двухфотонной микроскопии. →
Всё вышесказанное относится к αβ-Т-лимфоцитам, однако существует еще один тип Т-клеток — γδ-T-лимфоциты (название определяет состав белковых молекул, образующих TCR) [7]. Они относительно малочисленны и в основном заселяют слизистую оболочку кишечника и другие барьерные ткани, играя важнейшую роль в регуляции состава обитающих там микробов. У γδ-T-клеток механизм распознавания антигенов отличается от αβ-Т-лимфоцитарного и не зависит от TCR [8].
B-лимфоциты
Схема иммунного ответа
Когда организм атакуют патогены, в бой в первую очередь вступают клетки врожденного иммунитета — нейтрофилы, базофилы и эозинофилы. Они выделяют вовне содержимое своих гранул, способное повредить клеточную стенку бактерий, а также, например, усилить кровоток, чтобы как можно больше клеток поспешило в очаг инфекции.
Одновременно с этим дендритная клетка, поглотившая патоген, спешит в ближайший лимфоузел, где передает информацию о нём находящимся там Т- и В-лимфоцитам. Те активируются и путешествуют до местонахождения патогена (рис. 2). Битва разгорается: Т-киллеры при контакте с зараженной клеткой убивают ее, Т-хелперы помогают макрофагам и В-лимфоцитам осуществлять их механизмы защиты. В итоге патоген гибнет, а победившие клетки отправляются на покой. Бόльшая их часть погибает, но некоторые становятся клетками памяти, которые поселяются в костном мозге и ждут, когда их помощь снова понадобится организму.
Так выглядит схема любого иммунного ответа, однако она может заметно видоизменяться в зависимости от того, какой именно патоген проник в организм. Если мы имеем дело с внеклеточными бактериями, грибами или, скажем, глистами, то основными вооруженными силами в этом случае будут эозинофилы, В-клетки, продуцирующие антитела, и Th2-лимфоциты, помогающие им в этом. Если же в организме поселились внутриклеточные бактерии, то на помощь в первую очередь спешат макрофаги, которые могут поглотить инфицированную клетку, и Th1-лимфоциты, помогающие им в этом. Ну а в случае вирусной инфекции в бой вступают NK-клетки и Т-киллеры, которые уничтожают зараженные клетки методом контактного киллинга.
Как мы видим, многообразие типов иммунный клеток и механизмов их действия неслучайно: на каждую разновидность патогена у организма припасен свой эффективный способ борьбы (рис. 3).
Рисунок 3. Основные типы патогенов и клетки, принимающие участие в их уничтожении.
А теперь все вышеописанные иммунные перипетии — в коротком видео.
Видео 5. Механизм иммунного ответа. →
Аутоиммунитет
громыхает «гражданская война».
К сожалению, ни одна война не обходится без потерь среди гражданского населения. Долгая и интенсивная защита может дорого стоить организму, если агрессивные высокоспециализированные войска выйдут из-под контроля. Повреждение собственных органов и тканей организма иммунной системой называется аутоиммунным процессом [2]. Заболеваниями этого типа страдает около 5% человечества.
Селекция Т-лимфоцитов в тимусе, а также удаление аутореактивных клеток на периферии (центральная и периферическая иммунологическая толерантность), о которых мы говорили ранее, не могут полностью избавить организм от аутореактивных Т-лимфоцитов. Что же касается В-лимфоцитов, вопрос о том, насколько строго осуществляется их селекция, до сих пор остается открытым. Поэтому в организме каждого человека обязательно присутствует множество аутореактивных лимфоцитов, которые в случае развития аутоиммунной реакции могут повреждать собственные органы и ткани в соответствии со своей специфичностью.
За аутоиммунные поражения организма могут быть ответственны как Т-, так и В-клетки. Первые осуществляют непосредственное убийство безвинных клеток, несущих на себе соответствующий антиген, а также помогают аутореактивным В-клеткам в продукции антител. Т-клеточный аутоиммунитет хорошо изучен при ревматоидном артрите, сахарном диабете первого типа, рассеянном склерозе и многих других болезнях.
В-лимфоциты действуют куда более изощренно. Во-первых, аутоантитела могут вызывать гибель клеток, активируя на их поверхности систему комплемента или же привлекая макрофаги. Во-вторых, мишенями для антител могут стать рецепторы на поверхности клетки. При связывании такого антитела с рецептором тот может или блокироваться, или же активироваться без реального гормонального сигнала. Так происходит при болезни Грейвса : В-лимфоциты производят антитела против рецептора к ТТГ (тиреотропному гормону), мимикрируя действие гормона и, соответственно, усиливая продукцию тиреоидных гормонов. При миастении гравис антитела против рецептора к ацетилхолину блокируют его действие, что приводит к нарушению нейромышечной проводимости. В-третьих, аутоантитела вместе с растворимыми антигенами могут образовывать иммунные комплексы, которые оседают в различных органах и тканях (например, в почечных клубочках, суставах, на эндотелии сосудов), нарушая их работу и вызывая воспалительные процессы.
Как правило, аутоиммунное заболевание возникает внезапно, и невозможно точно определить, что стало его причиной. Считается, что триггером для запуска может послужить практически любая стрессовая ситуация, будь то перенесенная инфекция, травма или переохлаждение. Значительный вклад в вероятность возникновения аутоиммунного заболевания вносит как образ жизни человека, так и генетическая предрасположенность — наличие определенного варианта какого-либо гена.
Кроме того, на развитие болезни может влиять уровень экспрессии аутоантигена в тимусе. Например, продукция инсулина и, соответственно, частота презентации его антигенов Т-клеткам различается от человека к человеку. Чем она выше, тем ниже риск развития сахарного диабета первого типа, так как это позволяет удалить специфичные к инсулину Т-лимфоциты.
Заключение
Как мы уже убедились, иммунитет — это сложнейшая сеть взаимодействий как на клеточном, так и на молекулярном уровнях. Создать идеальную систему, надежно защищающую организм от атак патогенов и одновременно ни при каких условиях не повреждающую собственные органы, не смогла даже природа. Аутоиммунные заболевания — побочный эффект высокой специфичности работы системы адаптивного иммунитета, те издержки, которыми нам приходится платить за возможность успешно существовать в мире, кишащем бактериями, вирусами и другими патогенами.
Гемопоэтическая стволовая клетка
Кем быть? Как гемопоэтическая стволовая клетка «выбирает профессию «
Часть ГСК находится в состоянии покоя: такие клетки неактивны и не участвуют в клеточном цикле. Но проснувшись, гемопоэтическая стволовая клетка делает очень важный выбор. Уникальным свойством всех стволовых клеток является способность к самообновлению — так называют симметричное деление с образованием идентичных копий материнской клетки. Так гемопоэтическая стволовая клетка может практически бесконечно продлять свое детство.
* — По современным данным, гемопоэтическая стволовая клетка «взрослеет», постепенно теряя способность к самообновлению и приобретая способность к дифференцировке. А решение выбрать «рабочую специальность», то есть мегакариоцитарное и эритроцитарное направление дифференцировки, клетка принимает еще до того, как рассмотрит варианты с «учебой» и «армией» (миелоидным или лимфоидным ростками) [11].
Общие лимфоидные предшественники дают начало клеткам иммунной системы — NK-клеткам, T- и B-лимфоцитам, — которые защищают организм от вторжения. NK-клетки (большие гранулярные лимфоциты) убивают чужаков, T-лимфоциты могут распознавать эпитоп (участок антигена ) врага и организовывать наступление (T-хелперы) или атаковать самостоятельно (цитотоксические лимфоциты), а B-лимфоциты, тоже после знакомства с антигеном, могут превращаться в плазматические клетки, вырабатывать специфические антитела и поражать ими врага на расстоянии.
Каким же образом гемопоэтическая стволовая клетка решает, оставаться ей вечно юной или встать на путь дифференцировки и превратиться в зрелую клетку крови? И как она выбирает свою будущую профессию? Результаты большого количества исследований доказывают, что важную роль играет окружение гемопоэтической стволовой клетки*. В первую очередь, это различные виды клеток, формирующие гемопоэтическую нишу костного мозга.
Однако выбор профессии — непростой процесс. И огромную роль в нём, помимо внешнего воздействия, играют личные предпочтения и склонности. Как и у человека, у гемопоэтической стволовой клетки богатый и сложный внутренний мир, который представлен транскрипционными факторами. Именно их взаимодействия приводят в конечном итоге к принятию решения, кем же ей быть [17, 18].
Конечно, представление работы транскрипционных факторов в виде механических блоков — чрезвычайное упрощение. Кроме того, описанные взаимодействия — лишь малая часть огромной сети транскрипционных факторов. В настоящее время ведутся масштабные исследования, чтобы составить представление о внутренних факторах, участвующих в регуляции дифференцировки гемопоэтической стволовой клетки, и об их взаимосвязи с внешними факторами, такими как влияние других клеток и растворимых факторов. Все эти знания помогут лучше понять процессы, лежащие в основе кроветворения в норме и при различных заболеваниях, разработать подходы к лечению этих заболеваний, а также научиться управлять судьбой гемопоэтических стволовых клеток in vitro и in vivo.
Дополнительная информация:
К разделу:
Дополнительно см.:
Источник (по материалам): А. Боголюбова. Иммунитет: борьба с чужими и… своими. / Спецпроект: аутоиммунные заболевания / biomolecula 26.01.2017
Литература:
Будьте здоровы!
ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ
Иммунитет: как устроен, как защищает организм и как его укреплять?
В этой статье мы рассмотрим следующие вопросы:
Когда простуды следуют чередой друг за другом, мы говорим: виной всему слабый иммунитет. Когда ребенок начинает часто простывать, родители всеми силами стремятся укрепить детский иммунитет. О том, кто редко болеет и почти не обращается к врачам, говорят, что «у него хороший иммунитет». Становится сразу понятно, что без иммунитета человек не может существовать в окружающей среде. Иммунитет нужен нам, чтобы отражать бесконечные атаки многочисленных вирусов и бактерий, защищать от различных инфекций, в том числе и простудных. Разбираемся, как сделать так, чтобы наш иммунитет «работал как часы».
Как устроена система иммунитета?
Иммунитет – это способность нашего организма узнавать, уничтожать и утилизировать чужеродные биологические объекты (бактерии, вирусы, простейшие, грибки). Иммунитет также поддерживает жизнедеятельность организма путем выведения своих изношенных клеток. Или, например, поврежденных белков, которые не проходят тесты на целостность и опознаются как чужеродные. При этом стоит задача не разрушить собственные здоровые клетки. Информация о том, из каких именно молекул состоит наш организм, очень важна, на ней основана система опознавания «свой – чужой». Встречаясь с новой молекулой, белком или микроорганизмом, система иммунитета применяет набор стандартных методов, которые называют иммунным ответом.
На пути проникновения инфекции в организм первыми встают естественные защитные барьеры (например, слизистые оболочки). В случае их преодоления в действие вступают различные механизмы иммунной защиты, которые позволяют человеку бороться с возбудителями заболеваний и в большинстве случаев побеждать.
Выделяют центральные (тимус и костный мозг) и периферические (селезенка и лимфатические узлы) органы иммунной системы. Кроме того, клетки периферической иммунной системы представлены и работают в крови и практически во всех органах и тканях, куда способны поступать через кровь и лимфу. Основу лимфоидной системы составляют Т- и В-клетки.
После проникновения болезнетворных бактерий и вирусов в организм активируется система иммунитета. И если В-клетки атакуют вредоносных агентов вне клеток с помощью выработки специфических антител, то Т-клетки уничтожают их внутри клеток, порой ценой собственной жизни. Т- и В-системы регулируют работу друг друга через механизм обратной связи с помощью выработки цитокинов. При дисбалансе Т- и В- лимфоцитов организм не способен локализовывать и обезвреживать инфекцию.
Почему иммунитет может «давать сбой»?
Естественный иммунитет подразделяется на врожденный и приобретенный. Формирование системы иммунитета начинается внутриутробно. Изначально происходит «знакомство» клеток с антигенами собственного организма и определение их как «своих». Это дает возможность развиваться органам и системам. Одновременно система иммунитета приобретает способность активироваться при попадании в организм чужеродных антигенов и осуществлять фагоцитоз. Важное значение в становлении иммунитета ребенка имеет состояние иммунной системы матери, ведь именно с помощью материнских иммуноглобулинов происходит защита плода от вирусов и бактерий, а также «тренировка» его собственного иммунитета. Затем защита происходит уже благодаря приобретенному иммунитету, который постоянно развивается по мере «знакомства» с патогенными вирусами и бактериями. Она осуществляется посредством выработки лимфоцитами антител – молекул, которые нейтрализуют вредоносные агенты. Они располагаются в том числе на естественных защитных барьерах организма – клетках кожи и слизистых оболочек. Свой вклад в противоинфекционную защиту вносят и выделения слюнных, потовых и других желез за счет антисептического действия, а также полезная микрофлора, которая не пускает на свое место «чужаков».
Такое состояние, когда ослаблен врожденный иммунитет, называют «первичным иммунодефицитом». Как правило, в этом случае иммунная система работает неэффективно, а нарушение ее работы обусловлено генетически. Такие тяжелые состояния нуждаются в специальной заместительной терапии, которую подбирает врач-иммунолог.
Снижение приобретенного иммунитета расценивается как «вторичный иммунодефицит». В результате такого нарушения организм человека становится более восприимчив к инфекциям, в том числе респираторным.
Надо ли пить иммуномодуляторы и витамины?
Для обеспечения надежной работы нашей защитной системы используются разные способы. Среди них:
Иммуномодуляторы обычно рекомендует врач-иммунолог после тщательного обследования пациента.
Как влияют ОРВИ на иммунитет?
Влияние респираторных заболеваний на организм не всегда только отрицательное. Поскольку при контакте с различными возбудителями образуются антитела, каждое из которых нейтрализует свой антиген, тем больше шансов, что при повторном контакте с конкретным микроорганизмом болезнь уже не разовьется. Организм приобретает «иммунологическую память» и может эффективнее отразить нежеланное вторжение. Именно поэтому закаленные дети реже болеют. А те ребята, которые растут в «тепличных условиях», наоборот, чаще простужаются, в том числе и во взрослом возрасте. Именно поэтому бояться частых простудных заболеваний у детей не нужно. Проблема состоит в том, что некоторые вирусные инфекции способны угнетать иммунную систему человека, и чтобы полностью восстановиться, требуется дополнительное время. Сформировать активный приобретенный иммунитет от ряда заболеваний помогают вакцины.
Для чего нужна вакцинация?
Вирусы, в том числе «знакомые», например, вирус гриппа, относятся к таким возбудителям, которые имеют чрезвычайно высокую способность изменяться. И пока иммунная система «налаживает» производство защитных антител, чтобы с ними бороться, у человека развивается заболевание. После вакцинации формируются защитные антитела, которые позволяют организму заранее подготовиться к нежелательной, но вполне вероятной встрече с конкретным вирусом. «Застать врасплох» иммунную систему уже не получиться. Поэтому для профилактики ряда опасных инфекций прививки – наиболее эффективный способ. Но сложность в том, что возбудителей простудных заболеваний очень много, более 200 видов, и для каждого разработать вакцину нереально. Иммунитет, который вырабатывается после каждой перенесенной ОРВИ, обычно кратковременный.
А многочисленность возбудителей, их изменчивость и высокая контагиозность обеспечивают предпосылки для повторных заболеваний. К счастью, существуют современные лекарственные средства, которые эффективны и для лечения, и для профилактики последующих ОРВИ.
Как все-таки укрепить иммунитет?
Одним из способов предупредить последующие простудные заболевания является тщательное лечение возникшей инфекции и укрепление защитных барьеров организма. Например, Тонзилгон Н («Бионорика», Германия), лекарственный препарат комплексного действия на основе экстрактов растений, предназначен для лечения простуды с болью или першением в горле. Он способствует не только уменьшению воспаления, тяжести и длительности заболевания, но и предупреждает развитие осложнений после ОРВИ. Кроме этого, Тонзилгон Н помогает снизить количество обострений хронического тонзиллита. Поэтому неудивительно, что в медицинской практике всё чаще используются растительные препараты. По данным ВОЗ, в настоящее время 80% населения земного шара использует природные средства и средства народной медицины.
Особый интерес представляют результаты исследования, проведенного коллективом ЛОР-врачей в шести амбулаторно-поликлинических учреждениях Украины с июня 2017 по март 2018 г. под общим руководством главного оториноларинголога Украины профессора В. И. Поповича. Это исследование подтвердило данные, полученные немецкими специалистами, которые продемонстрировали эффективность и безопасность Тонзилгона Н у детей с рецидивирующими острыми инфекциями верхних дыхательных путей.
Комбинация биологически активных компонентов Тонзилгона Н активизирует неспецифические факторы иммунной защиты организма. Эти свойства проявляются как в отношении факторов врожденного (естественная цитотоксическая активность и фагоцитоз), так и приобретенного (стимуляция антителогенеза) иммунитета.
Тонзилгон Н выпускается в двух лекарственных формах: капли для приема внутрь (для пациентов с 2 лет) и таблетках (для пациентов с 6 лет). Действующими веществами являются экстракты лекарственных растений: корня алтея, цветков ромашки, травы хвоща, листьев грецкого ореха, травы тысячелистника, коры дуба, травы одуванчика лекарственного. Тонзилгон Н не только способствует уменьшению воспаления и боли в горле, но и сокращению частоты ОРВИ в 1,5 раза. Поэтому с целью укрепления иммунитета в комплексной терапии острых респираторных заболеваний, сопровождающихся першением и болью в горле, затруднением глотания, кашлем, целесообразно принимать оригинальное лекарственное средство Тонзилгон Н.
Иммунитет
Иммунная система осуществляет защиту организма от инфекционных и неинфекционных чужеродных агентов. При появлении и накоплении в организме клеток, отличающихся генетически, запускается каскад иммунных реакций и формируется иммунный ответ.
Основное назначение иммунной системы — это обезвреживание потенциально опасного антигена и формирование резистентности к нему.
Строение
Иммунная система состоит из совокупности лимфоидных органов и тканей, суммарная масса которых составляет 2% от массы тела и которые разрознены между собой в анатомическом смысле. Однако благодаря наличию медиаторов, сигнальных молекул и клеток, способных к миграции в различные органы и ткани, иммунная система представляет четко организованную структуру в функциональном смысле.
Иммунная система включает центральные и периферические органы. К центральным относят тимус и костный мозг. В этих органах начинается созревание зрелых лимфоцитов.
Периферические органы объединяют селезенку, лимфатические узлы и лимфоидную ткань, печень, кровь, лимфу. Наиболее известными структурами являются миндалины и пейеровы бляшки.
Лимфоциты — основные функциональные клетки иммунной системы. Они образуются в костном мозге, а затем проходят созревание. В зависимости от того, в каком органе лимфоциты проходят созревание, они подразделяются на две гетерогенные популяции: Т-лимфоциты (тимус) и В-лимфоциты (лимфоузлы). Т-лимфоциты ответственны за клеточный иммунитет, В-лимфоциты отвечают за гуморальный. В-лимфоциты являются предшественниками антителообразующих клеток.
Благодаря существованию механизма «иммунологической памяти», иммунный ответ при повторном взаимодействии с теми же антигенами возникает в более короткие сроки и имеет более яркое выражение. Индукция иммунитета является благоприятным исходом иммунных реакций и ведет к восстановлению гомеостаза организма.
Виды иммунитета
Состояние иммунитета обеспечивают наследуемые и индивидуально формируемые механизмы.
К первому относится невосприимчивость человека или определенных видов животных к возбудителям некоторых инфекционных болезней. Например, люди невосприимчивы к возбудителю чумы собак, многие животные — к вирусу кори, гонококку и т.д. Устойчивость к соответствующей инфекции наследуется, как видовой признак, и проявляется у всех представителей данного вида. Это врожденный иммунитет или видовой.
Приобретенный иммунитет формируется в течение всей жизни индивидуума. Примером естественного приобретенного иммунитета является невосприимчивость к инфекции после перенесенного заболевания. Так называемый постинфекционный иммунитет. Например, ветряная оспа.
Приобретенный иммунитет может быть активным и пассивным. Активно приобретенный иммунитет возникает в результате перенесенного инфекционного заболевания или введения в организм вакцины. Пассивно приобретенный иммунитет формируется при передаче антител от матери к плоду или может быть искусственно создан путем парентерального введения в организм готовых иммунореагентов. К ним относят специфические иммуноглобулины, иммунные сыворотки и лимфоциты, способные защитить организм от антигенов.
Иммунитет может быть генерализованным и местным. При местном иммунитете происходит защита покровов организма, которые контактируют с внешней средой: слизистые оболочки мочеполовых органов, желудочно-кишечного тракта и т.д.
Иммунный статус
Характеристику состояния иммунной системы организма, выраженную количественными и качественными показателями ее компонентов, называют иммунным статусом. Определение иммунного статуса проводят с целью правильной постановки диагноза заболевания, прогнозирования его течения и выбора метода лечения.