Имунная система

Разнообразие активных центров  очень велико, не менее 10⁷ -10 ⁸. Этого вполне достаточно для специфического распознавания любого произвольно взятого антигена антителами и РТК (а точнее, их активными центрами).

Следует подчеркнуть, что весь репертуар  антител или РТК. он возникает  до встречи с антигеном и независимо от антигена, а большая часть антител не потребуется в течение всей жизни особи.

 

Г.  Клеточные механизмы  иммунитета

Как сказано, в организме предсуществуют антитела и РТК к любому произвольно  взятому антигену. Эти антитела и  РТК присутствуют на поверхности  лимфоцитов, образуя там антигенраспознающие рецепторы. Чрезвычайно важно, что один лимфоцит может синтезировать антитела (или РТК) только одной специфичности, не отличающиеся друг от друга по структуре активного центра. Это формулируется как принцип “один лимфоцит - одно и антитело”.

Каким же образом антиген, попадая  в организм, вызывает усиленный синтез именно тех антител, которые специфично реагируют только с ними? Ответ на этот вопрос дала теория селекции клонов австралийского исследователя Ф.М. Бернета. Согласно этой теории, одна клетка синтезирует лишь один тип антител, которые локализуются на ее поверхности. Репертуар антител формируется до и независимо от встречи с антигеном. Роль антигена заключатся лишь в том, чтобы найти клетку, несущую на своей мембране антитело, реагирующее именно с ним, и активировать эту клетку. Активированный лимфоцит вступает в деление и дифференцировку. В результате из одной клетки возникает 500 - 1000 генетически идентичных клеток (клон). Клон синтезирует один и тот же тип антител, способных специфически распознавать антиген и соединяться с ним (рис. 16). В этом и заключается суть иммунного ответа: селекции нужных клонов и их стимуляции к делению.

В основе образования лимфоцитов-киллеров тот же принцип: селекция антигенов  Т-лимфоцита, несущего на своей поверхности  РТК нужной специфичности, и стимуляция его деления и дифференцировки. В результате образуется клон однотипных Т-киллеров. Они несут на своей  поверхности большое количество РТК. Последние  взаимодействуют  с антигеном, входящим в состав чужеродной клетки, и способных убивают эти  клетки.

Киллер ничего не может сделать  с растворимым антигеном - ни обезвредить  его, ни удалить из организма. Но лимфоцит-киллер очень активно убивает клетки, содержащие чужеродный антиген. Поэтому  он проходит мимо растворимого антигена, но не пропускает антиген, находящийся на поверхности “чужой”  клетки.

Детальное изучение реакции иммунитета показало, что для образования  клона клеток, продуцирующих антитела, или клона Т-киллеров необходимо участие специальных лимфоцитов-помощников (Т-хэлперов). Сами по себе они не способны ни вырабатывать антитела, ни убивать клетки-мишени. Но, распознавая чужеродный антиген, они реагируют на него выработкой ростовых и дифференцированных факторов. Данные факторы необходимы для размножения и созревания антителообразующих и киллерных  лимфоцитов. В этой связи интересно вспомнить о вирусе СПИДа, вызывающем сильное поражение иммунной системы. Вирус ВИЧ поражает именно Т-хэлперы, делая иммунную систему не способной ни к выработке антител, ни к образованию Т-киллеров.

 

Д.  Эффекторные механизмы иммунитета

Как антитела или Т-киллеры удаляют  из организма чужеродные вещества или  клетки? В случае киллеров РТК выполняют  лишь функцию “наводчика” - они  распознают соответствующие мишени и прикрепляют к ним клетку-убийцу. Так распознаются клетки, зараженные вирусом. Сам по себе РТК не опасен для клетки-мишени, но “идущие за ним” Т-клетки представляют огромный разрушительный потенциал. В случае антител мы встречаемся со сходной  ситуацией. Сами по себе антитела безвредны  для клеток, несущих антиген, но при  встрече с антигенами, циркулирующими или входящими в состав клеточной стенки микроорганизма, к антителам подключается  с и с т е м а   к о м п л е м е н т а. Она резко усиливает действие антител. Комплемент сообщает образующемуся комплексу антиген - антитело биологическую активность: токсичность, сродство с фагоцитирующим клеткам и способность вызывать воспаление.

 Первый компонент этой системы  (С3) распознает комплекс антиген  - антитело. Распознавание ведет  к появлению у него ферментативной  активности к последующему компоненту. Последовательная активация всех  компонентов системы комплемента  имеет ряд последствий. Во-первых, происходит каскадное усиление реакции. При этом продуктов реакции образуется несравнимо больше, чем исходных реагирующие веществ. Во-вторых, на поверхности бактерии фиксируются компоненты (С9) комплемента, резко усиливающих фагоцитоз этих клеток. В-третьих, при ферментативном расщеплении белков системы комплемента образуются фрагменты, обладающие мощной воспалительной активностью. И, наконец, при включении в комплекс антиген-антитело последнего компонента комплемента этот комплекс приобретает способность “продырявливать” клеточную мембрану и тем самым убивать чужеродные клетки. Таким образом, система комплемента - важнейшее звено в защитных реакциях организма.

Однако комплемент активируется любым  комплексом антиген-антитело, вредным  или безвредным для организма. Воспалительная реакция на безвредные антигены, регулярно попадающие в организм, может вести к аллергическим, то есть извращенным, реакциям иммунитета. Аллергия развивается при повторном попадания антигена в организм. Например, при повторном введении антитоксичных сывороток, или у мукомолов на белки муки, или при многократной инъекции фармацевтических препаратов (в частности, некоторых антибиотиков). Борьба с аллергическими болезнями состоит в подавлении либо самой реакции иммунитета, либо в нейтрализации образующихся при аллергии веществ, вызывающих воспаление.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

1. Организм человека обладает  и м м у н и т е т о м  - рядом защитных реакций, направленных против инфекционных агентов. Первые (немедленные) защитные реакции - это реакции неспецифические, то есть они универсально направлены против любых чужеродных клеток, вирусов, крупных молекул. Вторые защитные реакции - уже высокоспецифические, на запуск этой системы необходимо некоторое время.
2. Системы  н е с п е ц и ф и ч е с к о г о (врожденного, естественного)  и  с п е ц и ф и -  ч е с к о г о  (приобретенного) иммунитета должны рассматриваться как две стадии единого процесса защиты организма. Система врожденного иммунитета действует на основе воспаления и фагоцитоза. Система приобретенного иммунитета основана на специфических функциях лимфоцитов.

   3. Макрофаги и лимфоциты - основные  клетки иммунной системы. 

   4.  Тимус - это центральный орган  иммунитета, где закладываются основы  клеточного типа реагирования. Отбор  клеток по способности распознавать  свои собственные антигены является определяющим условием дальнейшего внутритимусного развития Т-лимфоцитов.

5. Функции антигена (“чужой” молекулы)- найти соответствующий ему лимфоцит, вызвать его деление и дифференцировку в клетку, секретирующую антитела.
6. На внедрение и размножение микробов организм отвечает мобилизацией защитных клеток и продукцией защитных молекул  -  иммунным ответом. Чтобы иммунный ответ состоялся, оказался достаточно эффективным, выполнил свои защитные функции и был своевременно выключен за ненадобностью, необходимы четкие межклеточные взаимодействия, которые обеспечиваются цитокинами. Цитокины являются своеобразным межклеточным языком.
7. Одной из первых линий защиты организма от бактериальной и вирусной инфекции служат воспалительные процессы. Пока не сформировался полноценный иммунный ответ, они быстро индуцируются для ограничения распространения инфекции в первые часы и дни после заражения. Ключевую роль в индукции воспалительных реакций играют такие цитокины (молекулярные сигналы), как фактор некроза опухолей (ФНО) и интерлейкин-1 (ИЛ-1).
8. Фактор некроза опухолей и гамма-интерферон относятся к важнейшим регуляторам иммунной системы организма. Проявляют они также и прямую антивирусную активность.

  9.  Другие неспецифические (врожденные) защитные реакции осуществляет  система комплемента. Это многокомпонентная  система белков (более 20), которые  циркулируют в кровяном русле.  Основные функции комплемента  - распознавание, разрушение и  удаление из организма генетически чужеродного материала. Кроме того, комплемент играет важную роль и в регуляции воспалительных и иммунологических реакций организма.

10. С п е ц и ф и ч е с к и й   иммунитет принято делить на гуморальный (ответственны В-лимфоциты) и клеточный (ответственны Т-лимфоциты). Ни В-клетки, ни Т-киллеры не в состоянии развить максимально эффективную реакцию самостоятельно. Именно через процесс взаимодействия различных типов иммуннокомпетентных клеток формируется наиболее выраженный иммунный ответ.
11. Характерные черты  с п е ц и ф и ч е с к о г о  иммунитета - умение отличать “свое” от “не своего”, иммунологическая память, специфичность запоминания, толерантность при внутриутробном введении антигена.
12. Среди защитных клеток и молекул немало дублеров, способных выполнять одни и те же функции. Клетки, связанные друг с другом посредством цитокинов, образуют своеобразную сеть. Она служит для многоканальной передачи сигналов от клетки к клетке, обеспечивает восприятие этих сигналов и соответствующий ответ. Информация от клетки к клетке передается в виде молекул цитокина. Восприятие информации гарантируется наличием на поверхности клетки соответствующего рецептора.
13. Система комплемента резко усиливает действие антител. Комплемент сообщает комплексу антител - антитело токсичность, средство к фагоцитирующим клеткам и способность вызывать воспаление.

   14. Система программируемой клеточной  смерти - существенный фактор иммунитета, поскольку гибель зараженной  клетки может предотвратить распространение  инфекции по организму. Нарушение  системы программируемой гибели  клетки - причина серьезной патологии. Ослабление способности к апоптозу может вести к развитию злокачественных опухолей, вирусных заболеваний и иммунодефицитных состояний.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы рассмотрели  сложную и индивидуально целесообразно  устроенную систему защитных реакций  организма. Одной из важнейших проблем  современной биологии является вопрос о том, как и из чего она могла возникнуть в процессе эволюции. Подходы к этой проблеме лишь только намечаются.

Ясно, что  защиту организма от внешней и  внутренней биологической агрессии иммунная система обеспечивает путем двух основных механизмов - распознавания и разрушения чужеродных молекул и клеток. Это достигается благодаря слаженной работе иммуноцитов различного функционального предназначения. Основным молекулярным инструментом для реализации иммунного ответа служат антитела и поверхностные рецепторы. Причем те и другие могут выполнять как функцию распознавания, так и функцию разрушения чужеродных тел. Межклеточная связь между иммуноцитами выполняют интерлейкины, интерфероны и другие медиаторы. Нарушение этих механизмов приводит к различным формам иммунопатологии, опасной для здоровья и жизни.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Абелев Г.И.  Основы иммунитета. - “Соросовский Образовательный журнал”, 1996г., №5, С. 4-10.

2. Абелев Г.И.   Воспаления. -  “Соросовский Образовательный журнал”, 1996г., №10,

С. 28-32.

3. Агол В.И.    Генетически запрограммированная смерть клеток. - “Соросовский Образовательный журнал”, 1996г, №10, С. 28-32.

4. Блинкин С.А.   В мире незримого. - М., “Знание”, 1976г., С.112.

5. Галактионов В.Г.   Генетический контроль взаимодействия иммуннокомпетентных клеток. - “Соросовский Образовательный журнал”, 1997г., №2, С. 28-34.

6. Грунтенко Е.В.   Иммунитет. За и против. - М., “Знание”, 1982г., С.208.

7. Лалаянц И.Э., Милованова Л.С.    Нобелевские премии по медицине и физиологии. -   М., Знание, серия “Биология”, 1991г., С.64.

8. Петров Р.В.    Я или не я. - М., “Молодая гвардия”, 1987г., С.220.

9. Ройт А.    Основы иммунологии. М., “Мир”, 1991г., С.328.

10. Семенов Э.В.   Анатомия и физиология человека. - Пособие для поступающих в ВУЗы - М., АНМИ, 1995г., С.21-37.

11. Смородинцев А.А.    Беседы о вирусах. - М., “Молодая гвардия”, 1982г., С.208.

12. СПИД - чума ХХ века. - “Курьер ЮНЕСКО”,  август, 1995 г. , С.42.

13. Ульянкина Т.И.    Зарождение иммунологии. - М., “Наука”, 1995г., С.206.

14. Фрейдлин И.С.  Цитокины и межклеточные контакты в противоинфекционной защите организма.  - “Соросовский Образовательный журнал”, 1996г, №7, С. 19-25.

15. Щелкунов С.Н.    Вирус натуральной оспы - источник новых медицинских препаратов. - “Соросовский Образовательный журнал”, 1995г, №1, С. 28-31.

16. Ярилин А.А., Шарый Н.Н.   Иммунитет и радиация. - М., Знание, серия “Биология”, 1991г., С.64.