Как работает иммунная система человека. Как работает иммунитет человека? Подробный разбор

Чем поднять иммунитет взрослому человеку? Этот вопрос является очень важным для современной медицины.

Как работает иммунитет

Первое препятствие на пути различного рода микроорганизмов - это кожа и слизистые оболочки. Именно в них сосредоточены максимальные защитные силы. Наша кожа является непреодолимым препятствием для многих микробов. Кроме того, специальные бактерицидные вещества, которые ею вырабатываются, уничтожают чужеродных агентов.

Верхний слой кожи постоянно обновляется, и находящиеся на его поверхности микробы отшелушиваются вместе ним.

Более доступны для проникновения бактерий нежные слизистые оболочки, но и тут наш организм не совсем безоружен — слюна и слезы человека содержат специальные защитные вещества, которые губительны для различных микроорганизмов. При попадании в желудок им приходится иметь дело с губительными ферментами желудочного сока и соляной кислоты.

Если вредоносным микробам все-таки удалось проникнуть в организм, за работу берется иммунная система. Кроме ее органов, таких как селезенка, вилочковая железа, лимфоузлы, существуют специальные клетки - фагоциты и лимфоциты, которые способны свободно перемещаться вместе с кровью по всему телу.

Сначала на пути чужака встают фагоциты, которые, оказываясь у места проникновения, захватывают и нейтрализуют незваных гостей. Если микроб не особо силен, то фагоцитам вполне по силам справиться с ним самостоятельно, и это вторжение пройдет бесследно для человека.

В процессе нейтрализации чужака фагоцитами выделяются особые вещества, которые называются цитокинами. В случае слишком агрессивного захватчика, цитокины вызывают лимфоциты, задача которых - находить конкретные меры по борьбе с противником.

Существует два вида лимфоцитов. В-лимфоциты производят антитела (иммуноглобулины), которые убивают микробы и сохраняются в организме долгое время, защищая его от повторных атак.

Функции Т-лимфоцитов очень разнообразны, одни являются помощниками В-лимфоцитов в производстве антител, задача других - усиливать или ослаблять силу иммунной реакции на инфекцию. Третьи ликвидируют те клетки организма, которые повреждены или неправильно развиваются. Если происходит сбой в работе Т-лимфоцитов, могут возникнуть аллергические процессы, иммунодефицит или опухоли.

Функции иммунной системы

Задача иммунной системы - распознавать и реагировать на все, что может причинить вред организму. Различные генетические сбои, вредные факторы окружающей среды, нарушение обмена веществ приводят к появлению в организме даже здорового человека огромного количества злокачественных клеток. Их уничтожением и занимается иммунная система. Но в некоторых случаях происходят сбои в защите, злокачественная клетка может остаться незамеченной и начинает размножаться. Но даже на этом этапе возможно самоизлечение, и опухолевые клетки исчезнут без следа.

Во время уничтожения чужаков лейкоциты гибнут, поэтому организм испытывает потребность в их пополнении. Много белка необходимо для того, чтобы воспроизвести их, поэтому человек чувствует себя ослабленным после перенесенного заболевания.

Задачей иммунитета также является выведение из организма вредных химических веществ, которые поступают из еды, воды и воздуха. При избыточном поступлении в организм токсинов, которые не успевают выводиться, происходит их накапливание, из-за чего происходит отравление органов иммунной системы, снижается их способность к самовосстановлению и происходит изменение их функции.

В зависимости от происхождения, различают два основных вида иммунитета: наследственный и приобретенный.

Наследственный иммунитет человека, который еще называют врожденным или видовым, передается по наследству от родителей наряду с другими генетическими признаками и сохраняется всю жизнь. Ребенок получает антитела от матери через плаценту или при грудном вскармливании. Поэтому иммунитет у детей-искусственников часто ослаблен. Примером такого иммунитета является невосприимчивость человека к некоторым инфекционным заболеваниям животных или невосприимчивость одного вида зверей к микробам, которые вызывают болезни у другого вида.

Несмотря на то что наследственный иммунитет - это наиболее совершенная форма невосприимчивости, он не является абсолютным и может нарушаться под негативным воздействием внешних факторов на организм.

Иммунитет человека, который называют естественно приобретенным, возникает после перенесенной болезни и может сохраняться десятки лет. Однажды переболев, пациент становится невосприимчивым к возбудителю. Некоторые заболевания оставляют пожизненный иммунитет. Но после гриппа, ангины иммунитет сохраняется недолгое время, и эти болезни могут возвращаться к человеку еще много раз в течение жизни.

Искусственный иммунитет возникает как результат вакцинаций и прививок, он является индивидуальным и не передается по наследству. Делится на пассивный и активный.

Пассивный иммунитет используется для лечения инфекционных заболеваний и формируется при введении в организм готовых антител, содержащихся в сыворотках. Развивается он сразу, но недолго сохраняется.

После введения вакцины организм активно начинает вырабатывать собственные антитела, формируя активный приобретенный иммунитет человека, который остается на длительное время, делая нас устойчивыми к повторным контактам с возбудителями заболеваний.

Кроме этих видов, существует стерильный и нестерильный иммунитет. Формирование первого происходит после перенесенного заболевания (корь, дифтерия), в результате которого произошло полное разрушение и выведение патогенного микроба из организма, а также после вакцинации.

Если же часть микробов остается в организме, но при этом они утратили способность активно размножаться, то возникает нестерильный иммунитет. При снижении его инфекция может активизироваться, но заболевание в короткие сроки подавляется, так как организм уже умеет с ним бороться.

Наряду с общим иммунитетом, существует местный, который формируется без участия сывороточных антител.

И врожденный, и приобретенный иммунитет человека меняется в зависимости от его возраста. Поэтому существует необходимость повышать его активность при помощи различных методов и мероприятий.

Снижение иммунитета

Пятнадцать лет - это возраст, когда иммунная система находится на пике своего развития и состояния, затем происходит процесс постепенного снижения. Иммунитет и здоровье человека связаны между собой. Если не заниматься укреплением иммунной системы, возможно возникновение хронических заболеваний.

О снижении иммунитета человека можно судить по некоторым признаками:

Быстрое утомление, слабость, чувство разбитости. После пробуждения утром человек не чувствует себя отдохнувшим.

Частое повторение острых респираторных инфекций. Чаще чем 3-4 раз в год.

Возникновение аллергических, аутоиммунных, онкологических заболеваний.

При появлении таких симптомов возникает вопрос: "Чем поднять иммунитет взрослому человеку?"

Как повысить иммунитет

Восстановить и поддержать иммунитет помогут специальные иммуноукрепляющие средства, но принимать их можно только после консультации врача. Существуют и другие дополнительные способы его поддержания. Что укрепляет иммунитет человека, кроме иммуномодуляторов?

Правильное питание

Это очень важный фактор, который способствует улучшению защитных сил организма. Питание должно быть как минимум трехразовым. Пища - разнообразной, для того чтобы в организм поступало достаточное количество витаминов и микроэлементов. Положительное влияние на работу иммунной системы оказывает употребление говяжьей печени, меда, морепродуктов. Не забывайте про пользу пряностей, таких как имбирь, гвоздика, кориандр, корица, кардамон, лавровый лист, хрен.

Мультивитаминные комплексы помогут восполнить недостаток витаминов и минералов, но желательно их получать естественным путём.

Например, витамин А содержится во всех красных и оранжевых фруктах и овощах. Витамином С богаты цитрусовые, шиповник, клюква, квашеная капуста. Источником витамина Е являются подсолнечное, оливковое или кукурузное масла. Витамины группы В содержатся в бобовых, крупах, яйцах, зелени и орехах.

Наиболее необходимыми микроэлементами для иммунитета являются цинк и селен. Восполнить недостаток цинка можно употребляя рыбу, мясо, печень, орехи, фасоль и горошек. Источником селена являются рыба, морепродукты, чеснок.

Пополнить организм минеральными веществами — железом, медью, магнием и цинком - можно употребляя субпродукты, орехи, бобовые и шоколад.

Вредные привычки

Никакие способы повышения иммунитета человека не принесут результата, если не бороться с вредными привычками. Как курение, так и употребление алкоголя очень негативно сказываются на состоянии иммунной системы. Полезным может быть сухое красное вино, но в разумных пределах — не больше 50-100 грамм в день.

Сон

Без полноценного и здорового сна невозможно хорошее самочувствие и поддержание высокого уровня иммунитета. Продолжительность сна - 7-8 часов в день, в зависимости от потребностей организма. От недосыпания может развиться «синдром хронической усталости», что становится причиной постоянной слабости, быстрой утомляемости, депрессий, плохого настроения. Такое состояние грозит резким снижением защитных функций организма.

Двигательная активность

Всем известно, что повышает иммунитет человека физическая активность. Движение особенно необходимо людям, которые имеют сидячую работу. Полезными будут пешие прогулки в быстром темпе. Замечательным средством для поддержания иммунной системы является йога.

Стресс

Это главный враг иммунитета, который может спровоцировать возникновение сахарного диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, вызвать гипертонический криз. Совет может быть только один: научитесь спокойно относиться ко всему, что бы ни происходило.

Закаливание

Всем известный способ усиления иммунитета. Самая простая форма - это контрастный душ. Но не следует сразу же обливаться ледяной водой, для начала достаточно чередования горячей и прохладной воды.

Рецепты народной медицины

Существуют некоторые народные способы повышения иммунитета человека.

Две столовых ложки листьев грецкого ореха засыпают в термос и заливают кипятком. Отвар необходимо настаивать не менее десяти часов. Употреблять ежедневно по 80 мл.

Две средних луковицы измельчить с сахаром, добавить пол-литра воды и варить на протяжении полутора часов на маленьком огне. После того как настой остынет, процедить и добавить 2 ст. л. меда. Несколько раз в день выпивать по столовой ложке настоя.

Курагу, грецкие орехи, изюм, чернослив, лимон с цедрой пропустить через мясорубку, добавить мед. Употреблять по 1 ст. л. ежедневно.

Измельчить килограмм ягод черноплодной рябины, добавить 1,5 кг сахара. Употреблять лекарство два раза в день по столовой ложке не меньше трех недель.

Две столовых ложки эхинацеи заливают 1 ст. кипятка и настаивают на водяной бане полчаса. Процеживают и употребляют три раза в день до еды по столовой ложке.

Перед применением народных средств необходима консультация врача.

Повышение иммунитета у пожилых людей

С возрастом иммунная система угасает. Пожилые люди чаще болеют вирусными инфекциями, заболеваниями дыхательной системы. Регенеративные свойства тканей и органов снижаются, поэтому раны заживают очень медленно. Кроме того, возникает риск аутоимунных заболеваний. Поэтому возникает вопрос о том, как повысить иммунитет пожилому человеку.

Полезны прогулки на свежем воздухе и лечебная физкультура. Утром необходимо делать простую зарядку, в зависимости от состояния здоровья можно посещать различные секции.

Отрицательные эмоции очень негативно сказываются на состоянии иммунной системы, поэтому необходимо создавать себе больше приятных событий, таких как посещение театров, музеев, выставок. Можно принимать для профилактики лечебные бальзамы. Нелишним будет прием витаминов.

Прекрасно укрепляет иммунитет санаторно-курортное лечение, отдых на морском берегу, умеренные солнечные ванны.

Откажитесь от вредных привычек, больше гуляйте, постарайтесь избегать стрессов, проводите больше времени в компании приятных вам людей, ведь отличное настроение - залог здоровья!

Подробнее об иммунитете

Приобретенный специфический

Также представлен:

гуморальным, включает В — лимфоциты и продуцируемыми ими иммуноглобулинами;
клеточным, состоящим из Т-лимфоцитов (хелперов, киллеров и супрессоров).

Отличительной чертой приобретенного иммунитета является способность деления антигенов на собственные и чужеродные. Кроме того, при повторном попадании одно и того же патогена, иммунные реакции развиваются гораздо быстрее, что зачастую позволяет сократить срок болезни либо вовсе ее избежать.

Поддержание функций приобретенного иммунитета обеспечиваются центральными и периферическими органами:

селезенкой;
лимфатическими узлами;
лимфоглоточным кольцом, расположенным в ротовой полости;
слизистыми оболочками;
лимфатическими клетками, циркулирующими в кровеносном русле;
вилочковой железой (тимусом);
костным мозгом.

Как и любой другой орган организма, иммунная система подвержена агрессивному влиянию факторов внешней и внутренней среды, во многом зависит от образа жизни и питания. Медикаментозное восстановление сниженных защитных сил организма с назначением разнообразных капель, таблеток либо инъекций лучше проводить по рекомендации врача.

Повышенная восприимчивость к различного рода инфекционным и вирусным болезням не всегда служит признаком иммунодефицита и требует лечения. В большинстве случаев можно обойтись укрепляющими процедурами, настойками лекарственных растений, добавлением в рацион питания ряда богатых витаминами продуктов (лимона, меда, имбиря и др.).

Иммунная система: когда следует говорить об иммунодефиците, причины ослабления защитных сил организма

При попадании в организм чужеродного агента (антигена), например, рино- или аденовируса, первыми в реакцию иммунного ответа «включаются» макрофаги (их также называют антигенпередающими клетками), которые в дальнейшем связывают антиген со специфическим HLA — белками. В результате начинается цепочка биохимических реакций, регулируемых ферментами, что в конечном итоге приводит к выработке интерлейкинов (в частности, IL-1).

В свою очередь, IL-1 взаимодействует с рецепторами типа CD4+, расположенных на поверхности Т-лимфоцитов хелперов. Th1 — клетки в ответ вырабатывают интерфероны и другие разновидности интерлейкинов (IL-2 и IL-3), а Th2 — клетки «запускают» активную выработку В-лимфоцитов, нейтрофилов и другие реакции клеточного и гуморального иммунитета.

Образовавшиеся в результате антитела связываются с антигенами, выводя их из организма, а пораженные вирусом клетки уничтожаются. Одновременно стимулируются процессы регенерации тканей.

Однако подобная реакция организма не универсальна. Некоторые вирусы (например, гриппа) обладают таким свойством как антигенная изменчивость. Грубо говоря, попадая в организм строение антигена может видоизменяться, что «помогает» избежать разрушающего влияния антител. Для герпеса (поражающего структуры центральной и периферической нервной системы, кожных и слизистых покровов) характерно латентное течение с постоянно протекающими рецидивами на фоне ослабления защитных сил организма. Ряд вирусов поражает непосредственно иммунную систему (Эпштейна-Барра, кори, ВИЧ, геморрагические лихорадки Денге, Ласса, Эбола).

Противобактериальный иммунитет «работает» по-другому, так как эти микроорганизмы подвергаются фагоцитозу, причем такие реакции также проходят с участием Т-хелперов. Однако бактерии также «приспособились» к выживанию в тканях. Например, возбудитель болезни Лайма также отличается антигенной изменчивостью, поэтому без лечения патология может рецидивировать до 10 раз. Некоторые патогены вырабатывают вещества, защищающие их от гибели внутри макрофагов.

Что такое хорошо, а что такое плохо

Основным признаком иммунодефицита служат частые вирусные болезни, которые нередко протекают с бактериальными осложнениями. При этом:

патология носит вялотекущий характер;
продолжительность острой стадии болезни превышает 5 — 7 дней;
стандартные методы терапии не приносят ожидаемого результата;
даже после нормализации температуры и общего самочувствия продолжают беспокоить остаточные симптомы (кашель, насморк, першение в горле и т.д.).

Также человек жалуется на:

частые рецидивы герпеса, появление на теле папиллом, бородавок;
вялость, слабость и усталость;
частые микозы различной локализации;
увеличение и болезненность лимфоузлов.

Полноценно работающая иммунная система обеспечивает должную защиту от развития инфекций, быстрое выздоровление. Но в некоторых случаях нарушения иммунитета вызывают не ослабление защитных сил организма, а наоборот, их чрезмерную реактивность.

В этом случае высока вероятность развития:

Аллергии . Это реакция гиперчувствительности к определенного рода веществам, которые безвредны для здорового человека. Организм аллергика воспринимает их как антигены, что сопровождается иммунным ответом. В некоторых случаях подобные «сбои» в организме могут приобретать критический характер, вызывая опасные для жизни состояния, например, анафилактический шок.
Аутоиммунные патологии . На сегодняшний день окончательный патогенез, как и провоцирующая причина подобных заболеваний не известны. Однако симптомы появляются в результате гиперактивной реакции иммунитета на собственные клетки, что приводит к поражению различных органов и тканей (волчанка, ревматоидный артрит, гломерулонефрит и др.). Лечение подобных патологий состоит в назначении стероидных гормонов в острой фазе болезни для подавления воспалительного процесса и цитостатиков, которые искусственно угнетают активность иммунной системы. Нередко назначают применение Пури-Нетол .

Факторов, которые могут вызвать ослабление иммунитета достаточно много. Наиболее значимыми среди них являются:

врожденные и приобретенные особенности анатомии и физиологии внутренних органов (изменение структуры слизистых оболочек, дисбактериоз и др.);
неправильное питание, что приводит к дефициту витаминов, минералов и аминокислот;
хроническая усталость;
недостаточные и чрезмерные физические нагрузки;
постоянное воздействие стрессовых факторов;
определенные заболевания (например, сахарный диабет), возрастные изменения, происходящие в организме;
образ жизни (гиподинамия, пристрастие к алкоголю и никотину).

Большое значение имеет и экологическая обстановка, влияние профессиональных вредностей. Иммунодефицит вызывают и определенные лекарственные препараты.

Стимуляция иммунитета: методы повышения защиты от инфекций, состояние иммунитета при беременности, в детском и пожилом возрасте

Наиболее популярным и простым способом улучшения иммунитета служат специально предназначенные для этих целей лекарственные препараты. Выделяют множество групп иммуномодуляторов (бактериальные, синтетические, интерферон и его индукторы), которые воздействуют на различные звенья работы иммунной системы. Некоторые из них разрешены к применению и в раннем возрасте.

Наибольшим спросом пользуются:

Интерфероны . Содержат рекомбинантный человеческий интерферон и предотвращают дальнейшее распространение вируса. Максимально эффективны на начальных стадиях болезней. Это Интерферон лейкоцитарный, Ингарон, Виферон, Назоферон и др.
Индукторы интерферона . Стимулируют выработку собственного интерферона. К данному классу относят Кагоцел, Амиксин, Неовир и др.
Бактериальные препараты . Содержат лизаты микробных клеток, что повышает степень иммунной защиты к определенным патогенам (как правило, поражающих носоглотку). Например, ИРС 19, Имудон, Бронхо-Мунал).
Прочие препараты синтетической структуры (Арбидол, Галавит, Алокин-Альфа и др.).

Однако применение подобных медикаментов должно проводиться по медицинским показаниям из-за риска побочных эффектов.

Более безопасны в этом отношении разнообразные препараты на растительной основе, БАДы и поливитаминные комплексы:

Иммунал и другие препараты, содержащие экстракт эхинацеи;
Акулавит, содержит жир печени акулы, который отличается иммуностимулирующей активностью;
Стиммунал, в состав входит эхинацея и аскорбиновая кислота;
Риофлора Иммуна Нео, содержит лактобактерии и минералы;
поливитамины (Мульти Табс Иммуно Плюс, Алфавит в сезон простуд и др.).

Очень важен рацион питания, который в обязательном порядке должен включать зелень, овощи, фрукты, свежевыжатые соки, кисломолочные продукты. Обязательные умеренные физические нагрузки. Хороший результат дают закаливающие процедуры, которыми лучше заниматься в теплое время года, когда человек полностью здоров.

В народной медицине предлагают проводить стимуляцию иммунитета:

плодами шиповника;
имбирем;
лимоном;
чесноком;
ромашкой;
родиолой розовой;
медом и другими продуктами пчеловодства.

Очень важно поддержать защитные силы организма во время беременности, когда любые лекарства принимать нежелательно. Поэтому доктора рекомендуют гимнастику, длительные прогулки. Также необходимо правильное питание и соблюдение мер гигиены и профилактики. Аналогичные рекомендации доктора дают и по укреплению иммунитета у детей. Предотвратить болезни помогут частые прогулки, занятия спортом, активные игры и полноценный рацион.

В пожилом возрасте стимуляция иммунитета также занимает не последнее место. Организму советуют «помочь» общеукрепляющими препаратами. Также необходимо регулярно проходить диспансеризацию. Для профилактики иммунодефицита необходимо отказаться от самолечения, следить за питанием, заниматься спортом и вести подвижный образ жизни.

Инструкция

На своем пути в организм болезнетворные микроорганизмы встречают надежную преграду: кожу и слизистые оболочки. Абсолютное большинство бактерий и вирусов не могут преодолеть этот барьер, если человек обладает здоровым иммунитетом. Кроме непроницаемости, кожа и слизистые оболочки самостоятельно борются с враждебными микроорганизмами, вырабатывая бактерицидные вещества. В слюне и слезах также содержатся вещества губительные для многих микроорганизмов. Проглоченные с пищей бактерии попадают в кислую среду желудка, и большинство из них погибает.

С все-таки попавшими в организм бактериями и вирусами имеет дело иммунная система человека. В ее образовании участвуют вилочковая железа, красный костный мозг, селезенка, лимфатические узлы и особые клетки: фагоциты и лимфоциты, которые перемещаются с током крови по всему телу.

Микроорганизмы, проникшие в тело, например, через открытую рану, встречаются с фагоцитами, которые поглощают и переваривают чужаков. Борющиеся с вторжением фагоциты выделяют цитокины – специальные вещества, выполняющие функцию тревожной сигнализации, которая активирует лимфоциты.

Существует две категории лимфоцитов: В-лимфоциты и Т-лимфоциты. Клетки первой категории производят иммуноглобулины – антитела, убивающие враждебные микроорганизмы. Они могут долго сохраняться в организме и защищать его от повторных атак. На этой особенности иммунитета основана вакцинация, когда человеку вводятся ослабленные возбудители болезни для выработки соответствующих антител.

Т-лимфоциты имеют различные функции. Часть из них содействует производству антител. Другие Т-лимфоциты отвечают за силу иммунной реакции на инфекцию. Третьи – уничтожают больные или неправильно развивающиеся клетки организма. Если нормальное функционирование Т-лимфоцитов нарушается, могут развиться аллергические реакции, иммунодефицитные состояния и опухоли.

Иммунитет формируется на протяжении всей жизни человека. Первые антитела ребенок получает еще в утробе матери. После рождения они поступают в его организм с грудным молоком. Такой иммунитет называют естественным пассивным. Опыт борьбы с болезнетворными микроорганизмами формирует активный естественный иммунитет. Также выделяют пассивный и активный искусственный иммунитет. Первый является результатом введения готовых антител в организм. Активный искусственный иммунитет формируется в процессе борьбы иммунной системы с ослабленным возбудителем из вакцины.

Конечной целью работы иммунной системы является ликвидация чужеродного агента, которым может оказаться болезнетворный микроорганизм, инородное тело, ядовитое вещество или переродившаяся клетка самого организма. Различают клеточный (уничтожение чужеродных тел осуществляют клетки) и гуморальный (посторонние тела удаляются с помощью антител) иммунитет.

Кроме того, иммунная система обеспечивает замену отработанных клеток различных органов и восстановление клеток, пораженных инфекцией и другими негативными воздействиями.

Уничтожение чужеродного тела лейкоцитами

Клетками иммунной системы являются лейкоциты. Уничтожая чужеродные тела и поврежденные клетки, они гибнут в больших количествах. Гной, который образуется в тканях при воспалении, - это скопление погибших лейкоцитов.

Виды лейкоцитов

Фагоциты (макрофаги) составляют примерно 70 % от общего числа лейкоцитов. Они способны к амебоидному движению, а потому могут протискиваться между клетками, образующими стенки капилляров, и мигрировать по межклеточным пространствам различных тканей, направляясь к инфицированным участкам тела. Макрофаги участвуют в фагоцитозе, активно поглощают и переваривают болезнетворные бактерии, пожирают антигены.

Лимфоциты образуются в тимусе (вилочковой железе) и лимфоидной ткани из клеток костномозгового происхождения. Функции лимфоцитов тимуса и лимфатических узлов несколько отличаются и дополняют друг друга. Различают два основных типа лимфоцитов - Т- и В-лимфоциты.

Т-лимфоциты обеспечивают распознавание и уничтожение клеток, несущих чужеродные антигены, могут помнить их и образовывать антитела; они мобилизуют все лейкоциты на борьбу с антигеном. Выделяют 3 основные популяции:
- Т-хелперы распознают антиген;
- Т-киллеры уничтожают чужеродные клетки;
- Т-супрессоры регулируют активность лимфоцитов, препятствуя чрезмерному развитию иммунных реакций.
В-лимфоциты также обладают иммунной памятью, продуцируют антитела, способствуют отторжению трансплантатов и уничтожению опухолевых клеток.

Термин «В-лимфоциты» произошел от названия органа фабрициева сумка (bursa Fabricius), в котором было впервые обнаружено созревание этих клеток у птиц. У человека этот орган отсутствует: В-лимфоциты созревают у нас в костном мозге.

Как происходит защита организма от инфекций?

Иммунологическая реакция протекает поразному, в зависимости от того, какой антиген проник в организм - бактерия или вирус.

Бактерии - это микроскопические, в основном одноклеточные организмы размерами от 0,2 до 100 мкм. В зависимости от формы различают несколько групп бактерий: кокки (шаровидные), бациллы (в виде палочек), вибрионы (изогнутые в виде запятой) и спиралевидные.

Почему иммунной системе сложно бороться с бактериями:

Бактериям, которые перемещаются с помощью жгутиков, удается быстрее миновать некоторые скопления фагоцитов.
Клеточная стенка бактерии может быть очень прочной (например, капсула), так что фагоциты не способны ее переварить.
Некоторые виды бактерий выделяют токсины, убивающие иммунные клетки.

Вирусы - это мельчайшие (размером от 0,015 до 1,25 мкм) неклеточные частицы, содержащие одну или несколько молекул нуклеиновых кислот (РНК или ДНК). В зависимости от формы различают несколько групп вирусов: сферические, палочковидные, кубоидальные, винтообразные, икосаэдры (двадцатигранники) и др.

Почему иммунной системе сложно бороться с вирусами:

Вирусы, проникая в клетку «хозяина», питаются ею и быстро размножаются.
Фагоциты не могут уничтожить вирусы.

0 этап . Чужеродная клетка на пути в организм Вступает в действие I защитный барьер - кожа и слизистые оболочки. На этом этапе сопротивляемость иммунной системы бактерии слишком мала.

1 этап . Чужеродная клетка попала в организм.

II защитный барьер - атака фагоцитов (поглощение бактерий). Характерным признаком является резкое повышение уровня лейкоцитов в крови. На этом этапе реакции фагоциты не распознают чужеродные клетки по их типу.

2 этап . Чужеродная клетка прошла II барьер Действия иммунной системы включают 3 последовательные реакции.

Атака макрофагов. Распознавание макрофагами бактерий по типу - Расщепление бактерий - «Доклад» макрофагов Т-хелперам о появлении в организме чужеродной клетки.
Работа Т-лимфоцитов. Распознавание бактерий по типу - Определение наличия бактерии данного типа, уже когда-либо проникавшей в организме - «Доклад» Т-лимфоцитов В-лимфоцитам о подготовке реагента для заключительной реакции.
Работа В-лимфоцитов. Выработка антител(иммуноглобулинов) - уничтожение бактерий антителами путем склеивай, осаждения или растворения.

3 этап . Окончательное уничтожение чужеродной клетки. Остановка Т-супрессора ми иммунологической реакции.

Борьба иммунной системы с вирусом

Процесс в целом протекает по той же схеме, однако имеются и некоторые существенные отличия.

Т-лимфоциты совместно с В-лимфоцитами вырабатывают антитела, которые при встрече с вирусом распознают антигены вирусов и уничтожают зараженные ими клетки. Такие Т-лимфоциты называются цитотоксическими.
Цитотоксические Т-лимфоциты прекращают размножение вируса.
Вирус имеет много разновидностей, поэтому 3 этап реакции может быть затяжным из-за «короткой памяти» Т-лимфоцитов.

Диплококки группируются попарно, стрептококки - в виде цепочек, а стафилококки - гроздьями.

Проникшие в организм чужеродные антигены (бактерии, вирусы, трансплантационные антигены) провоцируют образование строго специфических антител или формируют соответствующий клон лимфоцитов (см. ). В основе столь очевидной феноменологии лежат сложные, открытые лишь в последние 15-20 лет процессы. Трудность их расшифровки состояла главным образом в необходимости понять, за счет каких конкретных механизмов соблюдается строгая специфичность иммунного ответа.

ИММУНОГЛОБУЛИНЫ (АНТИТЕЛА)

У млекопитающих, включая человека, известны пять классов иммуноглобулинов: IgM, IgG, IgA, IgD и IgE. Каждый класс обладает своими структурными и биологическими свойствами (табл. 1).
Иммуноглобулиновая молекула имеет участок (V-область), который взаимодействует с антигеном, и участок (С-область), связанный с физиологической активностью. Подобные особенности определяют функциональный дуализм иммуноглобулинов. Так, например, IgM и IgG могут обладать одной и той же специфичностью, но при этом физиологические возможности у них разные (см. табл. 1). Кроме того, отличающиеся по специфичности молекулы одного и того же класса (одна для антигена А, другая для антигена В) характеризуются общими физиологическими свойствами.

Таблица 1. Основные физико-химические и биологические характеристики иммуноглобулинов человека

Свойство	IgM	IgG	IgA	IgD	IgE
Обозначение: H-цепи	m	g	a	d	e
Обозначение: L-цепи	k или l	k или l	k или l	k или l	k или l
Молекулярная формула	(m 2 k 2) 5	(g 2 k 2)	(a 2 k 2)	(d 2 k 2)	(e 2 k 2)
Количество доменов H-цепи	5	4	4	4	5
Молекулярная масса (кД)	900	160	170	185	185
Содержание углеводов, %	11,8	2,9	7,5	1,3	1,2
Концентрация в сыворотке, мг/мл	0,9	13,1	1,6	0,12	0,33
Наличие J-цепи	+	-	+	-	-
Фиксация комплемента	+	+	-	-	-
Транспорт через плаценту	-	+	-	-	-
Адгезия на:
- макрофагах	-	+	-	-	-
- лимфоцитах	-	+	-	-	+
- нейтрофилах		+	+	-	-
- моноцитах	-	+	-	-	-
- тучных клетках	-	+	-	-	+

Иммуноглобулины всех классов построены по общему плану. Это можно проиллюстрировать на примере молекулярной организации IgG (рис. 1). Он имеет две тяжелые полипептидные (Н) цепи с молекулярной массой около 50 000 дальтон и две легкие (L) цепи с молекулярной массой около 23 000 дальтон, которые объединены в четырехцепочечную молекулу посредством ковалентных дисульфидных связей (-s-s-). Каждая цепь содержит вариабельную область (V L и V H для L- и H-цепей соответственно), от которых зависит специфичность иммуноглобулинов как антител, и константную (С), разделяющуюся на гомологичные участки: С Н 1, С Н 2, С Н 3. L-цепь имеет один константный участок. Каждый участок представляет собой домен (замкнутую, складчатую, глобулярную структуру), имеющий внутрицепьевую -s-s- связь. Из всех иммуноглобулинов наиболее сложно организован IgM. Если IgG представляет собой одну субъединицу, то IgM включает пять таких субъединиц, каждая из которых объединена с соседними дисульфидными связями (-s-s-) и J-цепью.

Размах вариабельности иммуноглобулинов очень велик и не встречается ни у одного из изученных к настоящему времени белков. Так, V-домены тяжелой цепи одного класса отличаются друг от друга по 10-50 аминокислотным остаткам. Перед иммунологами со времен П. Эрлиха всегда стоял вопрос: с какими конкретно биологическими процессами связана столь широкая изменчивость (а следовательно, и специфичность) иммуноглобулинов? Почему один участок иммуноглобулиновой молекулы крайне лабилен и меняется от белка к белку, а другой столь стабилен? В 1959 году известный австралийский ученый М. Бернет связал изменчивость иммуноглобулинов с процессом соматических мутаций в генах, контролирующих синтез этих белков. В основе такого построения лежал известный факт высокой пролиферативной активности лимфоцитов - обладателей работающих иммуноглобулиновых генов. В результате постоянного деления лимфоидных клеток, связанного с удвоением генов, происходит ошибка считывания информации с одного иммуноглобулинового гена на другой (ошибка в репликации ДНК).
В 1965 году американские исследователи У. Дрейер и Дж. Беннет выдвинули гипотезу, согласно которой за образование специфических иммуноглобулинов ответственны два гена: один - за синтез V-области, другой - за синтез С-области. Гипотеза "два гена - одна полипептидная цепь" выглядела еретичной, поскольку в то время существовало твердое убеждение, что один ген обеспечивает синтез только одного белка. Тем не менее смелое предположение американцев нашло в настоящее время полное подтверждение (с некоторыми дополнениями). Оказалось, что клетка имеет значительный набор V-генов (более 500 для V-области тяжелой цепи и более 100 для V-области легкой цепи) и только по одному гену для каждого класса, подкласса или типа. В процессе созревания лимфоцита происходит рекомбинация генетического материала так, что один из сотен V-генов образует единый информационный комплекс с С-геном в виде созревшей матричной РНК. Этот процесс рекомбинации, собственно, и лежит в основе вариабельности (а следовательно, и специфичности) антител.

КЛЕТКИ, ТКАНИ И ОРГАНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Ни И. Мечников, ни П. Эрлих не знали, какие клетки производят антитела. Предположение И. Мечникова о том, что ими могут быть фагоциты, оказалось ошибочным. Только в 1948 году шведская исследовательница Фагреус, анализируя клеточный состав селезенки иммунизированных кроликов, пришла к заключению, что антителопродуцентами являются плазмоциты - потомки лимфоцитов. Позднее иммунологи разных стран: Кунс, Носсал, Ерне, Нордин (1950-1963 годы), разработав методы определения антител непосредственно в клетке, окончательно подтвердили заключение шведской исследовательницы.

В результате пионерских исследований Миллера (1962 год) по удалению тимуса у новорожденных мышей и одновременного изучения роли сумки Фабрициуса у птиц (лимфоидного органа в клоаке) и костного мозга у млекопитающих стало понятным значение этих органов в формировании иммунного ответа. Клетки, прошедшие определенные этапы развития в тимусе, ответственны в основном за обеспечение клеточного типа реагирования (отторжение трансплантата, разрушение трансформированных вирусом клеток, уничтожение опухолевых клеток) и регуляцию иммуногенеза. В то же время клетки костного мозга и сумки Фабрициуса являются источниками В-лимфоцитов - предшественников антителопродуцентов. Так, постепенно от первых экспериментальных фактов по мере накопления материала иммунологи подошли к пониманию того, что иммунный ответ осуществляется двумя системами - Т- и В-системами - иммунитета. Первая обеспечивает клеточную форму защиты, вторая - гуморальную.

Каждая из систем имеет свой центральный орган, характерные клетки, специфические эффекторные и регуляторные молекулы. В состав Т-системы входят тимус как центральный орган системы, различные субпопуляции Т-лимфоцитов (Т-киллеры / супрессоры, Т-хелперы / индукторы), антигенраспознающие рецепторы клеточной поверхности (ТКР - Т-клеточные рецепторы) и группа регуляторных молекул. В-система состоит из костного мозга, В-лимфоцитов и их потомков - плазмоцитов, различных классов иммуноглобулинов в качестве эффекторных молекул (антител).

ИММУННЫЙ ОТВЕТ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КЛЕТОК

В результате проникновения антигена в организм и его концентрации в лимфоидной ткани развиваются события, приводящие к накоплению в крови специфических к данному антигену антител. При первичном ответе процесс накопления антител характеризуется тремя этапами: латентной фазой - интервалом времени между проникновением антигена в организм и появлением первых выявляемых антител в сыворотке; фазой роста - быстрым увеличением количества антител в сыворотке до максимально возможных величин и заключительной фазой снижения - затухания ответа вплоть до практически полного исчезновения антител.
В зависимости от структурных особенностей и дозы антигена, способа его проникновения в организм, индивидуальных и видовых особенностей самого организма продолжительность различных фаз варьирует. Так, латентная фаза для бактерифага f 174 (очень сильного иммуногена) составляет приблизительно 20 ч, для чужеродных эритроцитов - около 3 дней, для белковых антигенов - 5-7 дней. Время достижения максимума антител также варьирует: для чужеродных эритроцитов это время составляет 4-5 дней, для белковых антигенов - 9-14 дней. При повторной иммунизации антитела накапливаются в сыворотке крови значительно быстрее и в большем количестве за счет образовавшихся клеток памяти от первичной иммунизации. Первая встреча с антигеном характеризуется более ранней продукцией антител IgM-класса; IgG-антитела появляются позднее. Повторный контакт с тем же антигеном приводит к преимущественному накоплению антител IgG.

Вопрос о том, за счет каких клеточных механизмов развивается гуморальный иммунный ответ, получил решение в середине 60-70-х годов. Стало очевидным, что В-клетка - предшественница антителопродуцирующего плазмацита - не может реализовать свой потенциал до тех пор, пока не получит помощь со стороны одной из субпопуляций Т-лимфоцитов - Т-хелперов (Т-помощников). Стимулом к разработке проблемы клеточной кооперации стали достаточно простые, но удивительно наглядные опыты американских исследователей Клэмана и сотрудников, проведенные в 1966 году. Было показано, что полноценное образование антител требует по крайней мере двух типов клеток: В- и Т-лимфоцитов. Введение облученным мышам, лишенным собственных иммунологически активных лимфоцитов, только клеток костного мозга (источника В-клеток) или только клеток тимуса (источника Т-клеток) не обеспечивает развития иммунного ответа к модельному антигену (эритроцитам барана). В то же время одновременная инъекция этих клеток приводит к ярко выраженной продукции антител.

Эти первые опыты явились стимулом к более широким исследованиям. В результате стали известны основные участники, включающиеся в процесс антителопродукции. Их три: В-клетки, Т-клетки и макрофаги. Функция каждого типа клеток в гуморальном ответе предопределена. В упрощенной, но не единственной форме клеточные отношения выглядят следующим образом. Проникший в организм антиген (например, бактериальный или вирусный) захватывается макрофагом. После внутриклеточной переработки фрагменты антигена выводятся на клеточную поверхность в иммуногенной, доступной для В- и Т-клеток форме. В-клетки распознают антиген на поверхности макрофага с помощью своих антигенраспознающих рецепторов (поверхностных IgM) и тем самым подготавливают себя к продукции антител. Одна из субпопуляций Т-клеток - Т-хелперы (Т-помощники) также распознают этот антиген и становятся способными к оказанию помощи В-клеткам для полноценного развития последних в антителопродуценты (рис. 3).

Кооперация необходима и при формировании клеточного иммунного ответа. Так, например, при развитии ответа к трансплантату в ближайшем к месту трансплантации лимфатическом узле наблюдаются следующие формы межклеточных отношений: взаимодействие предшественника Т-киллеров с Т-хелперами, предшественника Т-киллеров с Т-хелперами и макрофагами, В-лимфоцита с макрофагами и Т-хелперами и др. .

Выяснение молекулярных механизмов взаимодействия шло по двум направлениям. Первое из них - это изучение группы веществ, принимающих участие в клеточной кооперации. Второе связано с анализом клеточных поверхностных структур (в основном антигенраспознающих рецепторов), обеспечивающих специфическое распознавание и контактное взаимодействие. В результате разносторонних усилий за последние 10-15 лет изучены интимные механизмы межклеточных отношений.

Молекулярные факторы взаимодействия - цитокины, секретируемые вступившими в кооперативные отношения клетками, необходимы для полноценного функционального созревания как эффекторных, так и регуляторных клеток. Всего описано около 20 таких цитокинов. Для некоторых из них получены генно-инженерные аналоги. Разрабатываются вопросы их клинического применения.

Крайне интересным оказался вопрос о способах распознавания антигена Т- и В-клетками. Если распознавание антигена В-клетками осуществляется в прямом однозначном взаимодействии антигена с поверхностным иммуноглобулиновым рецептором, представляющим собой мономерную форму IgM (sIgM), то распознавание чужеродного антигена Т-клетками усложнено вступлением в этот процесс антигенов гистосовместимости.

Давно установлено, что антигены гистосовместимости являются главными виновниками развития иммунной реакции отторжения трансплантированных органов или тканей. Известны два класса таких антигенов: антигены I и антигены II. Их отличают не только структурные особенности, но и функциональное предназначение. Основное из них - представление чужеродного антигена в иммуногенной форме. Захваченный фагоцитирующей клеткой чужеродный антиген после внутриклеточной переработки экспрессируется на клеточной поверхности в комплексе с антигенами гистосовместимости. Если комплекс включает антигены I класса, то он распознается цитотоксическими Т-лимфоцитами (Т-киллерами), если же в комплекс входят антигены II класса, то в реакцию распознавания вступают Т-хелперы. Иначе в отличие от антигенраспознающих рецепторов В-клеток аналогичные рецепторы Т-клеток осуществляют двойное распознавание - чужеродного антигена и собственного антигена гистосовместимости.

Возникает вопрос: где и как формируется способность Т-киллеров и Т-хелперов к распознаванию своих собственных антигенов? В самое последнее время установлено, что этим местом является тимус. Мигрирующие из костного мозга в тимус незрелые предшественники Т-клеток после некоторого времени пребывания в нем начинают экспрессировать Т-клеточные, антигенраспознающие рецепторы самой разнообразной специфичности. Однако подавляющее большинство попавших в тимус клеток гибнет в самом органе, так и не выйдя в циркуляцию. Остаются жизнеспособными только те тимоциты, чьи антигенраспознающие рецепторы оказались способными взаимодействовать с антигенами гистосовместимости, обильно представленными на эпителиальных и фагоцитирующих клетках тимуса. При распознавании антигенов I класса развитие тимоцитов направлено в сторону формирования Т-киллеров, приобретающих маркер дифференцировки CD8. Распознавание антигенов II класса обеспечивает становление Т-хелперов с соответствующим маркером CD4. Таким образом, в определении судьбы тимоцитов антигены гистосовместимости выступают и как факторы селекции, определяя становление клонов Т-клеток, способных распознавать собственные антигены, и как факторы дифференцировки, от которых зависит формирование функционально самостоятельных субпопуляций. Упрощенная картина внутритимусной дифференцировки и способов взаимодействия Т-клеток с антигенным комплексом представлена на рис. 4.

Таким образом, иммунный ответ - это комплексный процесс, включающий переработку и представление антигена в иммуногенной форме на поверхности фагоцитирующих клеток, распознавание сформированного иммуногена Т- и В-клетками посредством их антигенраспознающих рецепторов, взаимодействие различных типов клеток, вступивных в иммунное реагирование, внутриклеточный синтез и секреция антител и переключение продукции одного класса иммуноглобулинов (IgM) на другой (IgG, IgA). Как результат перечисленных событий - нейтрализация и уничтожение чужеродного антигена. Эта цепочка иммунологических процессов вскрыта в последние несколько лет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы рассказали об основном, но отнюдь не единственном в процессе иммунного реагирования. За скобками изложения остались проблема повышения сродства антител к антигену по мере развития иммунного ответа, данные по организации генов иммуноглобулинов и Т-клеточных рецепторов, явления толерантности и повышенной реактивности. Полезные сведения читатель может почерпнуть из статьи Г.И. Абелева .

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Иммунология / Под ред. Н. Пола. М.: Мир, 1987.
2. Ройт А. Основы иммунологии. М.: Мир, 1991.
3. Галактионов В.Г. Графические модели в иммунологии. М.: Медицина, 1986.
4. Абелев Г.И. Основы иммунитета // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. N 5.
* * *
Вадим Геллиевич Галактионов, доктор биологических наук, профессор, сотрудник Института биологии развития РАН им. Н.К. Кольцова. Область научных интересов - генетика и эволюция иммунитета. Автор более 120 статей и трех монографий.

Возможно, будет полезно почитать: