Классификация защитных механизмов

В организме существует три взаимодополняющие системы, обеспечивающие защиту от вредных агентов.

Специфическая иммунная система выполняет в организме две функции:

1. Идентификация чужеродной биологической информации.

2. Уничтожение генетически чужеродных элементов, посягающих на постоянство и целостность внутренней среды организма.

Специфическая иммунная система отвечает на внедрение чужеродных и собственных трансформированных клеток, частиц или молекул (антигенов – АГ) образованием специфических защитных веществ, локализованных внутри клеток или на поверхности (специфический клеточный иммунитет), либо растворенных в плазме (антитела – АТ; специфический гуморальный иммунитет). Эти вещества, соединяющиеся с чужеродными частицами (реакция АГ – АТ), нейтрализуют их влияние. Иммунная система способна запоминать структуру антигенов, так что когда эти антигены повторно внедряются в организм, иммунный ответ возникает быстрее, и антител образуется больше, чем при первичном контакте (так называемая иммунологическая память), поэтому при повторном инфицировании тем или иным антигеном симптомы заболевания чаще всего не возникают. Именно поэтому некоторые болезни (такие как корь, ветряная оспа, эпидемический паротит, скарлатина и целый ряд других) встречаются преимущественно у детей («детские инфекции»): при повторном внедрении их возбудителей организм уже имеет к ним иммунитет. То есть в этом случае иммунитет не наследуется, а приобретается.

Главную роль в образовании антител и клеток иммунной системы играет лимфатическая система. Морфологически формирующиеся здесь лимфоциты крови различаются лишь размерами, а по химическим особенностям и функциям можно выделить несколько типов лимфоцитов, среди которых три основных – В-лимфоциты, Т-лимфоциты и нулевые клетки.

К органам иммунной системы относятся те, которые участвуют в образовании клеток и белковых частиц, осуществляющих защитные реакции организма. Иммунные органы построены из лимфоидной ткани и представлены костным мозгом, вилочковой железой (тимусом), скоплениями лимфоидной ткани, расположенными в стенках полых органов (дыхательной и пищеварительной систем) и мочеполового аппарата, лимфатическими узлами и селезенкой.

Неспецифические гуморальные системы. К ним относятся система комплемента и другие белки плазмы, способные разрушить комплексы АГ – АТ, уничтожать инородные частицы и активировать клетки организма, участвующие в воспалительных реакциях.

Неспецифические клеточные системы включают лейкоциты и макрофаги, способные осуществлять фагоцитоз, благодаря чему уничтожаются болезнетворные агенты и комплексы АГ – АТ. Тканевые макрофаги играют также важную роль в распознавании специфической иммунной системой инородных частиц.

Неспецифические системы способны обезвреживать чужеродные агенты даже в том случае, если организм с ними ни разу предварительно не сталкивался. Что же касается специфических систем, то они формируются (иммунитет приобретается) лишь после начального взаимодействия с чужеродным фактором.

Антигены (от греческого anti – против, genes – род, происхождение) – вещества, которые несут признаки генетической чужеродности для данного организма и являются первопричиной развития иммунного процесса. Антигены – это потенциально болезнетворные вещества (патогены, белки других видов животных, инертные соединения), которые при попадании в организм вызывают образование специфических, нейтрализующих их антител. Антигены состоят из неспецифической крупной молекулы – носителя и структурных компонентов – детерминант, локализованных на поверхности молекулы и определяющих ее специфичность.

Судьба антигенов в организме зависит от способа введения: при внутривенном – антиген быстро поступает в селезенку и печень; при подкожном и внутримышечном – в лимфоузлы и т. д. Антигены могут поступать в организм через кожу, а также через слизистые оболочки пищеварительного и дыхательного трактов.

• Содержание антигена в кровотоке за счет распада белка за сутки уменьшается вдвое, после чего включается механизм иммунной элиминации антигена до его полного исчезновения из кровотока. В печени и селезенке антиген может сохраняться достаточно долго – месяцы и годы.

При иммунном ответе обычно действуют механизмы как гуморального, так и клеточного иммунитета, но в разной степени. Так, при кори преобладает гуморальный ответ, а при контактной аллергии – клеточный. Как в гуморальной, так и в клеточной системе вторичные реакции, возникающие при повторном контакте с тем или иным антигеном, протекают быстрее и интенсивнее, чем первичные, и концентрация в крови иммуноглобулина резко возрастает. Поскольку гуморальный иммунный ответ быстрее клеточного, его называют также немедленной иммунологической реакцией. К нему относят многие реакции гиперчувствительности, например аллергические ответы на лекарства или пыльцу (сенная лихорадка), аллергические формы бронхиальной астмы и осложнения при переливании несовместимой крови.

Клеточный иммунный ответ по сравнению с гуморальным развивается сравнительно медленно, достигая максимума примерно за 48 часов, поэтому его называют отложенным ответом. К реакциям этого типа относятся многие виды контактной аллергии (например, возникающей при воздействии на кожу некоторых синтетических веществ, ношении дубленых солями хрома изделий из кожи или ювелирных изделий, содержащих никель). В этом случае возникают покраснения кожи, волдыри и усиленная секреция жидкости под кожу и слизистые оболочки.

Антитела – особый вид белков, называемых и м м у н о г л об у л и н а м и, вырабатываемых под влиянием антигенов и обладающих способностью специфически реагировать с ними. Антитела могут нейтрализовать токсины бактерий и вирусы, осаждать растворимые антигены, склеивать корпускулярные антигены (агглютинины), повышать фагоцитарную активность лейкоцитов, связывать антигены, не вызывая каких-либо видимых реакций, совместно с комплементом лизировать бактерии и другие клетки, например эритроциты, и др.

Антитела представляют собой гликопротеины с молекулярной массой от 150 000 до 1 000 000. В простейшем случае молекула АТ имеет форму буквы «игрек», или «рака» с меняющимся углом между двумя верхними отрезками («клешнями»), что говорит о гибкости ее структуры. Состоят антитела из четырех полипептидных цепей, связанных друг с другом дисульфидными мостиками.

Распознавание антигена соответствующим антителом происходит не по химической структуре, а главным образом по общей конфигурации антигена благодаря взаимной комплементарности с антигенсвязывающим центром. Реакция между антигеном и антителом приводит к образованию комплекса антиген-антитело (АТ-АТ). В некоторых случаях связывания антигена антителом уже достаточно для обезвреживания антигена – нейтрализации (например, обезвреживание столбнячного анатоксина). Сродство антител к соответствующим им антигенам может быть различным. В сыворотке против того или иного антигена всегда содержится смесь многих молекул антител с различным сродством к нему, и их соединение с антигеном обусловливает перекрестные реакции. В реакциях антител с антигенами, представляющими собой частицы или клетки (частицы крови, бактерии), могут образовываться крупные агрегаты, иногда даже видимые невооруженным глазом – это реакции агглютинации («склеивания»), которые используют для определения групп крови, идентификации бактерий и антител против бактериальных белков и гормонов в крови и моче.

Все иммуноглобулины подразделяют на пять классов.

Класс JgG активирует систему комплемента и связывается с некоторыми антигенами поверхности клеток, делая тем самым эти клетки более доступными для фагоцитоза. Поскольку это сравнительно мелкие мономерные молекулы, они могут проникать через плацентарный барьер из крови матери в кровь плода. То есть JgG матери служат важными механизмами защиты новорожденного от инфекции, потому что до рождения у плода существенной продукции антител не происходит (для этого требуется контакт с чужеродными веществами). В последующем количество JgG пополняется при кормлении ребенка грудью (особенно в первые шесть часов после родов), что обеспечивает ему иммунитет в первые недели жизни. Содержание JgG в крови ребенка обычно даже выше, чем у матери. Они защищают организм новорожденного от вирусов полиомиелита и краснухи, от возбудителей менингита, коклюша, столбняка, дифтерии. Со второго года жизни ребенка количество JgG в его крови начинает увеличиваться и достигает уровня взрослого человека к 4–5 годам.

Бурная выработка JgG происходит уже при повторном попадании антигена в организм, обеспечивая нейтрализацию бактериальных токсинов и вирусов. Период полураспада 24 дня.

Класс JgM – самые крупные антитела, вырабатывающиеся на первичное введение в организм антигена. Они образуют прочные соединения с антигенами, вызывают агглютинацию и способны нейтрализовывать инородные частицы, обеспечивая устойчивость к бактериальным инфекциям. К JgM принадлежат антитела системы групп крови АВО, холодовые агглютинины и ревматические факторы. Сохраняются JgM, однако, недолго – период их полураспада не превышает 5 дней.

Класс JgA представляют собой как мономеры, так и полимеры и вырабатываются как на первичное, так и на вторичное воздействие антигена. Биологическая роль их до конца не изучена. Секреторные JgA продуцируются в слизистых оболочках кишечника, в верхних дыхательных путях, в мочеполовой трубке, содержатся в слезной жидкости, слюне, молоке и обеспечивают местный иммунитет тканей против антигенов, контактирующих со слизистыми оболочками. Период полураспада – 6 дней.

Классы иммуноглобулинов JgD и JgE присутствуют в плазме в очень низких концентрациях. JgE соединяются со специальными рецепторами на поверхности базофилов и тучных клеток при встрече с соответствующим антигеном; клетка – носитель этого иммуноглобулина секретирует гистамин и другие вазоактивные вещества, вызывающие аллергическую реакцию. JgD находится на поверхности В-лимфоцитов и вместе с JgM составляет основную часть их рецепторов.