Механизмы, определение анализов гуморального иммунитета. Что такое иммунитет

У человека два типа иммунитета — клеточный и гуморальный иммунитет. Оба вида иммунитета исполняют разные функции, однако плотно связаны между собою. Поэтому разделение обоих видов относительное. Гуморальный иммунитет – способность исключить инфицирования благодаря антителам. Они присутствуют в плазме крови, слизистой органов зрения, слюне.

Этот вид иммунитета вырабатывается в утробе матери, переходит плоду через плаценту. Антитела поступают ребенку уже в течение первых месяцев жизни через молоко матери. Молоко оберегает ребенка от интенсивного влияния множественных типов микробов и микроорганизмов. Вскармливание грудью – ключевое обстоятельство развития иммунной системы малыша.

Производится защитная функция организма от инфекционных заболеваний таким образом: Когда запоминается антиген при конкретном заболевании. Если инфекция вновь попадет в организм, то антитела узнают ее и истребляют патогенные организмы. Во время прививок вводится препарат, чтобы в дальнейшем узнать антиген и поглотить его.

Гуморальный и клеточный иммунитет: особенности функций

Иммунитет клеточный оберегает от вирусных болезней, вызванных патогенными грибами, опухолей. Непосредственно этот вид берет участие в отторжении различных чужеродных тканей, аллергических откликов и производится фагоцитами. Эти клетки оберегают организм методом поглощения (фагоцитоза) чужеродных веществ, частиц, микроорганизмов. В крови присутствуют в большей мере гранулоциты и моноциты.

Первые считаются разновидностью лейкоцитов, обеспечивают защитные силы организма. Они первыми замечают воспалительный процесс.

Вторая разновидность лейкоцитов относится к крупным кровяным клеткам. Моноциты защищают от вирусов и инфекций, поглощают сгустки крови, оберегают от формирования тромбоза, борется с опухолями. Для иммунной защиты нужен процесс фагоцитоза (поглощения), когда чужеродное вещество поглощается фагоцитами.

Оба иммунитета не могут существовать и функционировать один без другого. Разница их заключается в функциональности. Когда гуморальный иммунитет борется непосредственно с микроорганизмами, то клеточный с грибком, раком и различными микробами. Для нормальной работы иммунной системы важны 2 типа иммунитета.

Для увеличения защиты, следует постоянно пить витамины, вести здоровый образ жизни. Также снижение иммунитета характеризуется постоянными недосыпаниями и нагрузками на организм. В последних вариантах понадобиться принятие препаратов регулирующих иммунную систему. Иммунитет – один с факторов самочувствия. Когда не поддерживать деятельность иммунной системы в норме, то все микробы, инфекции будут атаковать организм постоянно.

Восстановление иммунитета

Для регенерации слабой иммунной защиты изначально необходимо выяснить первопричину сбоев. Нарушение конкретных звеньев иммунной системы считается источником определенных болезней. Слабое сопротивление организма инфекциям может также указывать на проблемы с иммунитетом. Лечение заболеваний снизивших иммунитет содействуют его быстрому восстановлению. К таким болезням относится диабет, а также хронические заболевания.

Изменение образа жизни считается одним из лучших способов в решении вопроса о том как повысить гуморальный иммунитет.

Метод охватывает:

отказ от курения и алкоголя;
соблюдение режима сна и бодрствования;
занятие спортом и прогулки на свежем воздухе;
закаливание организма;
сбалансированное питание с витаминами.

Гуморальный иммунитет результативно возобновлять с помощью приема витаминов, средств народной медицины и специальных лекарств. Любые средства по восстановлению иммунной системы назначаются иммунологом в точной дозировке, по инструкции. Прием витаминов и минералов особенно полезно весной. Ягодные морсы, мед, шиповник, алоэ могут восстановить иммунитет.

Принятие лекарственных веществ и витаминов для повышения любого вида иммунитета не даст результатов, когда не обнаружен, не ликвидирован главный фактор его снижения. Фармацевтические средства выписывает доктор. Самолечение запрещено.

Механизм гуморального иммунитета

В базе реализации гуморального иммунитета находится механизм влияния веществ, истребляющих патогенные бактерии через кровь. Подобные элементы делят на группы – специфические (помогает Энджерикс) и неспецифические. К условиям неспецифической природы причисляют клетки врожденного иммунитета, что подавляют микроорганизмы.

К группе относят:

Сыворотка крови;
Секреты желез, подавляющих формирование бактерий;
Фермент лизоцим. Антибактериальный агент уничтожает хим. взаимосвязи в структуре стены патогенных организмов;
Муцин входит в железы выделяющие слюну. Это углеводы и белки, которые называют гликопротеинами. Необычный состав дает возможность главным гликопротеинам слизи охранять клеточные слоя от воздействия токсических веществ;
Пропердин – белок сыворотки крови из группы глобулинов, отвечает за свертывание крови;
Цитокины – небольшие пептидные сигнальные (управляющие) молекулы. Они передают сигналы между данными клетками. Выделяют пару групп, основной из которых считается интерфероны;
Интерфероны (аутогенные гликопротеины)– вещества белковой природы, обладающие общими защитными свойствами. Если начинается воспалительный процесс они подают сигнал. Кроме этой способности они подавляют возбудителей болезней. Выделяют ряд видов аутогенных гликопротеинов. Альфа и Бета возникают при вирусном инфицировании, а Гамма образовывается благодаря клеткам иммунитета.

Стоить рассмотреть понятие система комплемента — белковые комплексы, которые исполняет функцию обезвреживания бактерий. Система комплемента включает до двадцати белков со своим порядковым номером (C1, C2, C3 и другие).

Иммунология

Специфический отклик – одиночный фактор. Например, в детстве ребенок переболел оспой. Будучи взрослым, он не будет больше болеть данным заболеванием, поскольку уже выработался иммунитет. Также это касается всех тех прививок, которые человеку сделали в раннем возрасте.

Неспецифическая форма предполагает многоцелевую защиту, врожденную, включая отклик организма на попадание в тело инфекции.

Гуморальный иммунный ответ — синтез антител В-клетками в ответ на появление в теле человека патогенных организмов. По мере развития гуморального иммунного ответа с этапа определения антигена до более интенсивной продукции антител совершаются 2 основных действия:

переход синтеза антител с одной разновидности в другую;
увеличение прочности связывания активных зон антител с реакционноспособными группами антигена.

Местом формирования считаются фолликулы с дополнительной оболочкой либо места концентрации В-лимфоцитов в лимфоидной ткани. На периферии фолликул происходит определение антигена. В процесс вступает субпопуляция Т-лимфоцитов, оказывающая помощь в продукции антител. В-лимфоциты приступают усиленно делиться.

Совершается переключение иммуноглобулиновых генов, увеличивается число вероятных мутаций. На плоскости лимфоцитов возникают разные типы иммуноглобулинов класса G. В-клетки клонов в местах размножения, отбираются по признаку высокой степени сродства их рецепторов. Клетки, имеющие повышенную степень аффинности дифференцируются в:

плазматические клетки;
клетки, хранящие информацию о ранее действовавших антигенах.

Участие образовавшихся антител выражается в 3 формах:

реакция нейтрализации микроорганизмов;
усиленная фагоцитарная активность;
активации комплекса сложных белков.

Возбудители болезней в ходе существования в организме хозяина попадают во внеклеточную среду. Присутствие в жидкостях организма бывает долгим (если говорить о внеклеточных патогенных бактериях) либо меньшим, когда организм поражен внутриклеточными микроорганизмами.

При обычной иммунной деятельности возбудители инфекций, токсические вещества, присутствующие за пределами клеток хозяина, подвергаются воздействию таких иммуноглобулинов:

Эффекторная молекула — молекула небольшая, концентрация которой регулирует активность молекулы белка;
В-лимфоциты способны продуцировать антитела в двух формах — мембраносвязанной и секретируемой (растворимой).

Почему снижается иммунитет

Снижение работы иммунной системы имеет конкретные предпосылки, которые указывают на проблемы со здоровьем. Их относительно делят на ряд групп:

Неправильный образ жизни:

скудное питание;
болезненное состояние, возникающее при недостаточном поступлении в организм витаминов по сравнению с их расходованием;
состояние, характеризующееся низким содержанием гемоглобина или красных кровяных клеток в крови;
переизбыток либо недостаток физических нагрузок;
нарушений режим сна;
употребление спиртного, курение;
плохая экология;
отравление организма выбросами.

Иммунитет может понижаться по причине заболеваний:

патологии кровеносной системы;
диарея из-за нарушенного всасывания (нарушение пищеварительно-транспортной функции тонкой кишки);
быстрое и резкое снижение функции почек и печени;
самоотравление организма азотистыми соединениями, такими как мочевина, мочевая кислота, креатинин и индикан;
ВИЧ-инфекция;
иммунодефициты врожденного и полученного характера;
онкологические заболевания;
длительное антибактериальное лечение;
химиотерапия;
гельминты.

Не нужно заниматься самолечением, так как повышение иммунитета - дело не из простых. В связи с этим нужен медицинский контроль.

Комплексное исследование гуморального иммунитета

Иммунограмма – список характеристик, которые расшифровывают по результатам анализа крови. Таким образом, можно узнать о работе иммунной системы. Однако с процедурой невозможно узнать фактор заболевания. Выяснить, есть ли иммунитет к какому-то конкретному заболеванию, тоже не выйдет.

У иммунной системы непростой механизм. Поэтому характеристики оцениваются не лишь по числу, однако, по их соответствию и динамике. Как правило, в иммунограмме указываются последующие характеристики:

Численность лимфоцитов;
Т-лимфоциты (распознают антиген и сообщают В- лимфоцитам);
Т-хелперы (главной функцией которых является усиление адаптивного иммунного ответа);
Естественные киллеры (большие гранулярные лимфоциты, являющиеся частью врожденного иммунитета);
В-лимфоциты (получив информацию, выделяют антитела);
Уровень иммуноглобулинов истребляющих патогенные микроорганизмы;
Маркер гибели клеток.

Захваченные антителами чужеродные элементы, что в скором времени должны раствориться. Когда их накапливается очень большое количество, то это критерий аутоиммунных болезней. То есть организм не распознает свои клетки, формирует антитела для атаки (повышенный уровень сахара в крови, поражение миелиновой оболочки нервных волокон головного и спинного мозга., воспалительное заболевание соединительной ткани суставов).

В конце XIX века между двумя великими учеными Ильей Мечниковым и Паулем Эрлихом на протяжении нескольких лет велся серьезный спор об устройстве иммунной системы. Мечников утверждал, что борьба организма ведется на клеточном уровне, а Эрлих - что все дело в защитных свойствах плазмы крови. Отстаивая свои позиции, ученые открыли две составляющие внутренней защиты организма - клеточный и гуморальный иммунитет, за что и были удостоены Нобелевской премии.

Гуморальный иммунитет — один из механизмов реализации защитных свойств организма в жидкостной среде. В отличие от , гуморальный защищает внеклеточные пространства.

Деление на клеточный и гуморальный иммунитет весьма условно, поскольку это взаимосвязанная система.

Принцип действия гуморального иммунитета

Гуморальный иммунитет действует через различные вещества, которые способны подавлять размножение микробов.

Эти вещества, называемые гуморальными факторами иммунитета, делятся на две большие категории: специфические и неспецифические факторы.

Неспецифические факторы гуморального иммунитета

Неспецифические факторы — это такие вещества, которые не имеют четкой специализации, а действуют угнетающе на микробов в общем.

К ним относятся:

экстракты из тканей тела;
сыворотка крови и циркулирующие в ней белки (интерфероны повышают сопротивляемость клеток действию вирусов, С-реактивный белок вызывает иммунные реакции, маркируя чужеродные объекты для их последующего уничтожения, белки системы комплемента активизируются под воздействием участников иммунной реакции);
секреты желез могут ингибировать рост микробов;
лизоцим — фермент с антибактериальными свойствами, который растворяет стенки микроорганизмов.

Специфические факторы гуморального иммунитета

Специфические факторы — это антитела или, по-другому, иммуноглобулины. Их вырабатывают В-лимфоциты.

Лимфоциты — это белые клетки крови. В-лимфоциты образуются у взрослых млекопитающих, в том числе и у человека, в красном костном мозге, в селезенке, лимфатических узлах, пейеровых бляшках.

Они реагируют на антигены — чужеродные вещества, попавшие в данном случае в кровь или другие жидкости внутри тела, которые наш организм счел опасными, блокируют их, а фагоциты, клетки-убийцы, поглощают их. Антитела специализируются на конкретных антигенах.

Антитела возникают в организме различными путями. Первая часть переходит ребенку внутриутробно от матери, это наследие эволюции человеческого вида и его борьбы за выживание. Вторая часть уже после рождения передается через грудное молоко, это некоторые их тех антител, которые сумела накопить мать за свою жизнь.

Со временем организм начинает вырабатывать антитела самостоятельно из стволовых клеток или после вакцинации. Антитела могут попасть путем инъекционного введения больному человеку. К этому прибегают, если возникает острая необходимость, потому что на выработку антител требуется некоторое время.

Причем во время болезни образование антител идет по времени неравномерно. Выделяют две фазы:

индуктивная (латентная) фаза — первые сутки, антитела выделяются в незначительном количестве;
продуктивная фаза — 10-15 дней с пиком на 4-й день, происходит волнообразное увеличение их синтеза с постепенных убыванием.

Организм обладает иммунной памятью. Одни антигены запоминаются на всю жизнь, другие — на некоторое время. При повторном появлении знакомого антигена антитела появляются в большом количестве уже в первые два дня, и человек либо не заболевает совсем, либо переносит болезнь быстрее и легче, чем в первый раз.

Именно на феномене иммунной памяти построена система и ревакцинации с определенными отрезками времени между прививками.

Гуморальный иммунитет — это средство, посредством которого организм защищает себя от инфекции путем продуцирования антител, которые нацелены на инородный материал в кровотоке, считающийся потенциально опасным.
Это часть адаптивного иммунитета, активирующийся в ответ на конкретную угрозу, в отличие от врожденного иммунитета, который постоянно активен, но менее эффективен.
Другая часть адаптивной системы — это клеточный или опосредованный клетками иммунитет, в котором клетки выделяют токсины для уничтожения захватчиков или нападают непосредственно, без участия антител. Вместе гуморальный и клеточный иммунитет призваны защищать организм от множества угроз, которые могут скомпрометировать его.

Механизмы работы

Эта форма иммунитета начинается в специализированных лейкоцитах, известных как B-клетки, продуцируемых костным мозгом. Они распознают антигены, которые являются определенными молекулами, такими как некоторые белки, на поверхности вируса или бактерии.
Существуют разные В-клетки, предназначающиеся для ответа на определенный антиген.
B-клетка будет размножаться, создавая огромное количество индивидуумов, которые высвобождают антитела, предназначенные для прикрепления к антигену на заражающемся организме; они, по сути, превращаются в маленькие фабрики антител в крови, плавающие вокруг, чтобы охватить как можно больше захватчиков.
Как только эти антитела будут отмечены, захватчики будут уничтожены другими иммунными клетками.
Когда захватчик будет удален, многие из B-клеток, созданных для борьбы с этой конкретной угрозой, умрут, но некоторые останутся в костном мозге и будут действовать как «память» этой атаки.
Люди рождаются с набором врожденных иммунных реакций, которые предназначены для распознавания широких типов клеток и организмов, но гуморальный иммунитет приобретается путем воздействия на вирусы, бактерии. Со временем тело накапливает больше «воспоминаний» о предыдущих нападениях вредных микроорганизмов.

Долгосрочная защита организма от вредных воздействий

Гуморальный иммунитет может обеспечить длительный иммунитет многих инфекционных агентов. Когда организм подвергается атаке с помощью агента, такого как вирус, который он не встречал раньше, он должен начинаться с нуля и обычно занимает несколько дней, чтобы установить эффективный иммунный ответ. В течение этого времени вирус может размножаться беспрепятственно, вызывая инфекцию, которая может вызвать неприятные и, возможно, опасные симптомы. Только когда организм произвел большое количество подходящих антител, он может бороться с инфекцией.
Если, однако, он снова встретится с этим вирусом, он, как правило, будет намного лучше подготовлен, благодаря сохранению B-клеток, созданных в ответ на предыдущую атаку, и он сможет немедленно работать над устранением захватчика.
Прививка.
Людям можно вводить мертвые или инактивированные формы опасного вируса или бактерии, которые будут стимулировать гуморальный иммунитет, не создавая никакой угрозы для организма.
Если в какой-то момент в будущем этот человек подвергнется действию агента, должен последовать немедленный иммунный ответ, устраняющий его, прежде чем он сможет нанести серьезный ущерб.
Вакцинация более эффективна для некоторых видов инфекции. К сожалению, некоторые вирусы мутируют быстро, вызывая изменения соединений на их поверхностях, которые гуморальная иммунная система использует для их распознавания. Вот почему необходимо постоянно разрабатывать новые вакцины. Люди, вакцинированные от стремительно мутирующего вируса, могут быть невосприимчивы к новому штамму, который появляется в следующем году, потому что химические вещества на его поверхности изменились и не будут признаны антигенами B-клеток организма.

ФГОУ ВПО «Московская Государственная Академия Ветеринарной Медицины и Биотехнологии им. К.И. Скрябина»

на тему: «Гуморальный иммунитет»

Выполнила:

Москва 2004

Введение

АНТИГЕНЫ

антитела, строение и функции иммуноглобулинов

СИСТЕМА КОМПОНЕНТОВ КОМПЛЕМЕНТА

альтернативный путь активации

классический путь активации

цитокины

интерлейкины

интерфероны

факторы некроза опухолей

колониестимулирующие факторы

другие биологически активные вещества

белки острой фазы

нормальные (естественные) антитела

бактериолизины

ингибиторы ферментативной активности бактерий и вирусов

пропердин

другие вещества…

ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ

Список использованной литературы

Введение

К гуморальным иммунным компонентам относятся самые разнообразные иммунологически активные молекулы, от простых, до весьма сложных, которые продуцируются иммунокомпетентными и другими клетками и участвуют в защите организма от чужеродного или своего дефектного:

иммуноглобулины,

цитокины,

система компонентов комплемента,

белки острой фазы,

ингибиторы ферментов, подавляющие ферментативную активность бактерий,

ингибиторы вирусов,

многочисленные низкомолекулярные вещества, являющиеся медиаторами иммунных реакций (гистамин, серотонин, простагландины и другие).

огромное значение для эффективной защиты организма имеют также насыщенность тканей кислородом, рН среды, наличие Са 2+ и Mg 2+ и других ионов, микроэлементы, витамины и др.

Все эти факторы функционируют взаимосвязано друг с другом и с клеточными факторами иммунной системы. Благодаря этому поддерживается точная направленность иммунных процессов и в конечном итоге генетическое постоянство внутренней среды организма.

Антигены

Антиген – генетически чужеродное вещество (белок, полисахарид, липополисахарид, нуклеопротеин), способное, при введении в организм или при образовании в организме, вызывать специфический иммунный ответ и взаимодействовать с антителами и антигенраспознающими клетками.

Антиген содержит несколько различных или повторяющихся эпитопов. Эпитоп (антигенная детерминанта) – отличительная часть молекулы антигена, обуславливающая специфичность антител и эффекторных Т-лимфоцитов при иммунном ответе. Эпитоп комплементарен активному центру антител или Т-клеточному рецептору.

Антигенные свойства связаны с величиной молекулярной массы, которая должна быть не менее десятка тысяч. Гаптен – неполноценный антиген в виде небольшой химической группы. Самостоятельно гаптен не вызывает образования антител, но может взаимодействовать с антителами. Когда гаптен соединяется с крупномолекулярным белком или полисахаридом, то это комплексное соединение приобретает свойства полноценного антигена. Это новое комплексное вещество получило название конъюгированного антигена.

Антитела, строение и функции иммуноглобулинов

А
нтитела – иммуноглобулины, продуцируемые В-лимфоцитами (плазматическими клетками). Мономеры иммуноглобулинов состоят из двух тяжелых (Н-цепи) и двух легких (L-цепи) полипептидных цепей, связанных дисульфидной связью. Эти цепи имеют константные (С) и вариабельные (V) участки. Папаин расщепляет молекулы иммуноглобулина на два одинаковых антигенсвязывающих фрагмента – Fab (Fragment antigen binding) и Fc (Fragment cristallizable). Активный центр антител – антигенсвязывающий участок Fab-фрагмента иммуноглобулина, образованный гипервариабельными участками Н- и L-цепей; связывает эпитопы антигена. В активном центре имеются специфичные комплементарные участки к определенным антигенным эпитопам. Fc-фрагмент может связывать комплемент, взаимодействует с мембранами клеток и участвует в переносе IgG через плаценту.

Домены антител – компактные структуры, скрепленные дисульфидной связью. Так, в IgG различают: V – домены легких (V L) и тяжелых (V H) цепей антитела, расположенные в N-концевой части Fab-фрагмента; С-домены константных участков легких цепей (C L); С-домены константных участков тяжелых цепей (C H 1, C H 2, C H 3). Комплементсвязывающий участок находится в C H 2-домене.

Моноклональные антитела являются однородными и высоко специфичными. Их продуцирует гибридома – популяция гибридной клетки, полученной слиянием антителообразующей клетки определенной специфичности с «бессмертной» клеткой миеломы.

Выделяют такие свойства антител как:

аффинность (аффинитет) – сродство антител к антигенам;

авидность – прочность связи антитела с антигеном и количество связанного антигена антителами.

Молекулы антител отличаются исключительным разнообразием, связанным, в первую очередь, с вариабельными областями, расположенными в N-концевых участках легких и тяжелых цепей молекулы иммуноглобулина. Остальные участки относительно неизменны. Это позволяет выделить в молекуле иммуноглобулина вариабельные и константные области тяжелых и легких цепей. Отдельные участки вариабельных областей (так называемые гипервариабельные участки) отличаются особым разнообразием. В зависимости от строения константных и вариабельных областей иммуноглобулины могут быть разделены на изотипы, аллотипы и идиотипы.

Изотип антител (класс, подкласс иммуноглобулинов – IgM, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1, IgA2, IgD, IgE) определяется С-доменами тяжелых цепей. Изотипы отражают разнообразие иммуноглобулинов на уровне биологического вида. При иммунизации животных одного вида сывороткой крови особи другого вида образуются антитела, распознающие изотипические специфичности молекулы иммуноглобулина. Каждый класс иммуноглобулинов имеет свою изотипическую специфичность, против которой могут быть получены специфические антитела, например, кроличьи антитела против IgG мыши.

Наличие аллотипов обусловлено генетическим разнообразием внутри вида и касается особенностей строения константных областей молекул иммуноглобулинов у отдельных лиц или семей. Это разнообразие имеет такую же природу, как и различия людей по группам крови системы АВО.

Идиотип антител определяется антигенсвязывающими центрами Fab-фрагментов антител, то есть антигенными свойствами вариабельных участков (V-областей). Идиотип состоит из набора идиотопов – антигенных детерминант V-областей антитела. Идиотипы представляют собой участки вариабельной части молекулы иммуноглобулина, которые сами являются антигенными детерминантами. Антитела, полученные против таких антигенных детерминант (антиидиотипические антитела), способны различать антитела разной специфичности. С помощью антиидиотипических сывороток можно обнаружить одну и ту же вариабельную область на разных тяжелых цепях и в разных клетках.

По типу тяжелой цепи различают 5 классов иммуноглобулинов: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE. Антитела, принадлежащие к разным классам, отличаются друг от друга во многих отношениях по периоду полураспада, распределению в организме, способности фиксировать комплемент и связываться с поверхностными Fc-рецепторами иммунокомпетентных клеток. Поскольку иммуноглобулины всех классов содержат одни и те же тяжелые и легкие цепи, а также одинаковые вариабельные домены тяжелых и легких цепей, указанные выше различия должны быть обусловлены константными областями тяжелых цепей.

IgG - основной класс иммуноглобулинов, находящихся в сыворотке крови (80% всех иммуноглобулинов) и тканевых жидкостях. Имеет мономерное строение. Вырабатывается в большом количестве при вторичном иммунном ответе. Антитела этого класса способны активировать систему комплемента и связываться с рецепторами на нейтрофилах и макрофагах. IgG является главным опсонизирующим иммуноглобулином при фагоцитозе. Поскольку IgG способен преодолевать плацентарный барьер, ему принадлежит главная роль в защите от инфекций в течение первых недель жизни. Иммунитет новорожденных усиливается также благодаря проникновению IgG в кровь через слизистую оболочку кишки после поступления туда молозива, содержащего большие количества этого иммуноглобулина. Содержание IgG в крови зависит от антигенной стимуляции: уровень его чрезвычайно низкий у животных, содержащихся в стерильных условиях. Он быстро повышается при помещении животного в нормальные условия.

IgM составляет примерно 6% иммуноглобулинов сыворотки крови. Молекула образована комплексом из пяти связанных мономерных субъединиц (пентамер). Синтез IgM начинается до рождения. Это первые антитела, продуцируемые развивающимися В-лимфоцитами. Кроме того, они первыми появляются в мембраносвязанной мономерной форме на поверхности В-лимфоцитов. Полагают, что IgM в филогенезе иммунного ответа позвоночных появился раньше, чем IgG. Антитела этого класса выделяются в кровь на ранних стадиях первичного иммунного ответа. Связывание антигена с IgM вызывает присоединение Clq-компонента комплемента и его активацию, что приводит к гибели микроорганизмов. Антитела этого класса играют ведущую роль в выведении микроорганизмов из кровотока. Если у новорожденных в крови обнаруживается высокий уровень IgM, то это обычно указывает на внутриутробное заражение плода. У млекопитающих, птиц и пресмыкающихся IgM является пентамером, у земноводных - гексамером, а у большинства костистых рыб - тетрамером. При этом в аминокислотном составе константных участков легких и тяжелых цепей IgM различных классов позвоночных не выявлено существенных различий.

IgA существует в двух формах: в сыворотке крови и в секретах экзокринных желез. Сывороточный IgA составляет примерно 13% общего содержания иммуноглобулинов в крови. Представлены димерные (преобладают), а также три- и тетрамерные формы. IgA в крови обладает способностью связывать и активировать комплемент. Секреторный IgA (slgA) - основной класс антител в секретах экзокринных желез и на поверхности слизистых оболочек. Он представлен двумя мономерными субъединицами, связанными с особым гликопротеином - секреторным компонентом. Последний вырабатывается клетками железистого эпителия и обеспечивает связывание и транспорт IgA в секреты экзокринных желез. Секреторный IgA блокирует прикрепление (адгезию) микроорганизмов к поверхности слизистых оболочек и ее заселение ими. slgA может также играть роль опсонина. Высокие уровни секреторного IgA в молоке матери защищают слизистые оболочки пищеварительного тракта младенца от кишечных инфекций. При сопоставлении различных секретов оказалось, что максимальный уровень slgA обнаружен в слезах, а наибольшие концентрации секреторного компонента - в слезных железах.

IgD составляет менее 1 % общего содержания иммуноглобулинов в сыворотке крови. Антитела этого класса имеют мономерное строение. Они содержат большое количество углеводов (9-18%). Этот иммуноглобулин отличается чрезвычайно высокой чувствительностью к протеолизу и небольшим периодом полураспада в плазме крови (около 2,8 сут.). Последнее, возможно, обусловлено большой протяженностью шарнирной области молекулы. Почти весь IgD вместе с IgM находится на поверхности лимфоцитов крови. Полагают, что эти антигенные рецепторы могут взаимодействовать между собой, контролируя активацию и супрессию лимфоцитов. Известно, что чувствительность IgD к протеолизу возрастает после связывания с антигеном.

Плазматические клетки, секретирующие IgD, были найдены в миндалинах. Они редко встречаются в селезенке, лимфатических узлах и лимфоидных тканях кишки. Иммуноглобулины этого класса являются главной мембранной фракцией на поверхности В-лимфоцитов, выделенных из крови больных лейкозами. На основании этих наблюдений была выдвинута гипотеза о том, что молекулы IgD являются рецепторами лимфоцитов и, возможно, участвуют в индукции иммунологической толерантности.

IgE присутствует в крови в следовых количествах, составляя лишь 0,002% всех иммуноглобулинов в сыворотке крови. Подобно IgG и IgD, имеет мономерное строение. Вырабатывается преимущественно плазмоцитами в слизистых оболочках пищеварительного тракта и респираторных путей. Содержание углеводов в молекуле IgE составляет 12%. При подкожной инъекции этот иммуноглобулин задерживается в коже на длительное время, связываясь с тучными клетками. В последующем взаимодействие антигена с такой сенсибилизированной тучной клеткой приводит к ее дегрануляции с высвобождением вазоактивных аминов. Основной физиологической функцией IgE является, очевидно, защита слизистых оболочек организма путем локальной активации факторов плазмы крови и эффекторных клеток благодаря индукции острой воспалительной реакции. Болезнетворные микробы, способные прорвать линию обороны, образованную IgA, будут связываться со специфическими IgE на поверхности тучных клеток, в результате чего последние получат сигнал к высвобождению вазоактивных аминов и хемотаксических факторов, а это в свою очередь вызовет приток циркулирующих в крови IgG, комплемента, нейтрофилов и эозинофилов. Возможно, локальная выработка IgE способствует защите от гельминтов, так как этот иммуноглобулин стимулирует цитотоксическое действие эозинофилов и макрофагов.

Система компонентов комплемента

Комплементом называют сложный комплекс белков и гликопротеинов (около 20), которые, так же как и белки, участвующие в процессах свертывания крови, фибринолиза, формируют каскадные системы эффективной защиты организма от чужеродных клеток. Для этой системы характерен быстрый, многократно усиленный ответ на первичный антигенный сигнал за счет каскадного процесса. При этом продукт одной реакции служит катализатором последующей. Первые данные о существовании системы комплемента были получены в конце XIX в. при изучении механизмов защиты организма от проникающих в него бактерий и уничтожения чужеродных клеток, введенных в кровь. Эти исследования показали, что на проникновение микроорганизмов и чужеродных клеток организм отвечает образованием антител, способных агглютинировать эти клетки, не вызывая при этом их гибели. Добавление к этой смеси свежей сыворотки вызывало гибель (цитолиз) объектов иммунизации. Сделанное наблюдение послужило толчком для интенсивных исследований, направленных на выяснение механизмов лизиса чужеродных клеток.

Ряд компонентов системы комплемента обозначают символом «С» и цифрой, которая соответствует хронологии их открытия. Существует два пути активации компонента:

без участия антител - альтернативный

с участием антител - классический

Альтернативный путь активации комп лемента

Первый путь активации комплемента, вызываемый чужеродными клетками, с филогенетической точки зрения является более древним. Ключевую роль в активации комплемента таким способом играет СЗ, который представляет собой гликопротеин, состоящий из двух полипептидных цепей. При нормальных условиях внутренняя тиоэфирная связь в СЗ медленно активируется в результате взаимодействия с водой и следовыми количествами протеолитических ферментов плазмы крови, приводя к образованию С3b и С3а (фрагменты СЗ). В присутствии ионов Mg 2+ СЗb может образовывать комплекс с другим компонентом системы комплемента фактором В; затем последний фактор расщепляется одним из ферментов плазмы крови - фактором D. Образовавшийся комплекс СЗbВb представляет собой СЗ-конвертазу - фермент, расщепляющий СЗ на С3а и СЗb.

Некоторые микроорганизмы могут активировать СЗЬВb-конвертазу с образованием большого количества продуктов расщепления СЗ путем связывания фермента на углеводных участках своей поверхностной мембраны и защиты ее тем самым от действия фактора Н. Затем другой белок пропердин взаимодействует с конвертазой, повышая стабильность ее связывания. Как только СЗ расщепляется с помощью конвертазы, его внутренняя тиоэфирная связь активируется, и реакционноспособное производное СЗb ковалентно связывается с мембраной микроорганизма. Один активный центр СЗbВb позволяет связаться с микроорганизмом большому количеству молекул СЗb. Существует и механизм, сдерживающий этот процесс в нормальных условиях: в присутствии факторов I и Н СЗb превращается в СЗbI, последний под влиянием протеолитических ферментов расщепляется до конечных неактивных пептидов С3с и C3d. Следующий активируемый компонент - С5, взаимодействуя с мембраносвязанным СЗb, становится субстратом для СЗbВb и расщепляется с образованием короткого пептида С5а, причем фрагмент С5b остается фиксированным на мембране. Затем С5b последовательно присоединяет С6, С7 и С8 с образованием комплекса, способствующего ориентации на мембране молекул последнего компонента С9. Это приводит к развертыванию молекул С9, проникновению их внутрь билипидного слоя и полимеризации в кольцеобразный «мембраноатакующий комплекс» (МАК). Вклинившийся в мембрану комплекс С5b-С7 позволяет С8 войти в непосредственный контакт с мембраной, вызвать дезорганизацию ее регулярных структур и, наконец, привести к образованию спиралевидных трансмембранных каналов. Формирующийся трансмембранный канал полностью проницаем для электролитов и воды. За счет высокого коллоидно-осмотического давления внутри клетки в нее поступают ионы Na + и воды, что и приводит к лизису чужеродной клетки или микроорганизма.

Помимо способности лизировать клетки с чужеродной информацией комплемент обладает также другими важными функциями:

а) за счет присутствия на поверхности фагоцитирующих клеток рецепторов к СЗb и СЗЫ облегчается адгезия микроорганизмов;

б) образующиеся в процессе активации комплемента небольшие пептиды С3а и С5а («анафилатоксины»):

стимулируют хемотаксис нейтрофилов к месту скопления объектов фагоцитоза,

активируют кислородзависимые механизмы фагоцитоза и цитотоксичности,

вызывают выброс медиаторов воспаления из тучных клеток и базофилов,

вызывают расширение кровеносных капилляров и повышение их проницаемости;

в) протеиназы, появляющиеся при активации комплемента, несмотря на их субстратную специфичность, способны активировать другие ферментные системы крови: систему свертывания и систему кининообразования;

г) компоненты комплемента, взаимодействуя с нерастворимыми комплексами антиген-антитело, уменьшают степень их агрегации.

Классический путь активации комплемента

Инициация классического пути происходит в тот момент, когда антитело, соединенное с микробом или другой клеткой, несущей чужеродную информацию, связывает и активирует первый компонент каскадаClq. Эта молекула поливалентна в отношении связывания антител. Она состоит из центрального коллагеноподобного стержня, разветвляющегося на шесть пептидных цепочек, каждая из которых оканчивается связывающей антитело субъединицей. По данным электронной микроскопии вся молекула напоминает тюльпан. Его шесть лепестков образованы С-концевыми глобулярными участками полипептидных цепей, коллагеноподобные участки скручены в каждой субъединице в трехспиральную структуру. Все вместе они образуют структуру, подобную стеблю, за счет объединения в районе N-концевого участка дисульфидными связями. Глобулярные участки отвечают за взаимодействие с антителами, а коллагеноподобный участок - за связывание с двумя другими субъединицами С1. Для объединения трех субъединиц в единый комплекс необходимы ионы Са 2+ . Комплекс активируется, приобретает протеолитические свойства и участвует в формировании центров связывания других компонентов каскада. Завершается процесс образованием МАК.

Специфические к антигену антитела могут дополнять и усиливать способность механизмов естественного иммунитета инициировать острые воспалительные реакции. Меньшая часть комплемента в организме активируется по альтернативному пути, который может осуществляться в отсутствие антител. Этот неспецифический путь активации комплемента важен при уничтожении фагоцитами стареющих или поврежденных клеток организма, когда атака начинается с неспецифической сорбции иммуноглобулинов и комплемента на поврежденной клеточной мембране. Тем не менее, классический путь активации комплемента в организме млекопитающих является превалирующим.

Цитокины

Цитокины – белки главным образом активированных клеток иммунной системы, обеспечивающие межклеточные взаимодействия. К цитокинам относятся интерфероны (ИНФ), интерлейкины (ИЛ), хемокины, факторы некроза опухоли (ФНО), колониестимулирующие факторы (КСФ), факторы роста. Цитокины действуют по эстафетному принципу: воздействие цитокина на клетку вызывает образование ею других цитокинов (цитокиновый каскад).

Различают следующие механизмы действия цитокинов:

Интракринный механизм – действие цитокинов внутри клетки-продуцента; связывание цитокинов со специфическими внутриклеточными рецепторами.

Аутокринный механизм – действие секретируемого цитокина на саму секретирующую клетку. Например ИЛ-1, -6, -18, ФНОα являются аутокринными активирующими факторами для моноцитов/макрофагов.

Паракринный механизм – действие цитокинов на близкорасположенные клетки и ткани. Например ИЛ-1, -6, -12, -18, ФНОα, продуцируемые макрофагом, активируют Т-хелперы (Th0), распознающий антиген и МНС макрофага (Схема аутокринно-паракринной регуляции иммунного ответа).

Эндокринный механизм – действие цитокинов на расстоянии от клеток-продуцентов. Например, ИЛ-1, -6 и ФНОα, помимо ауто и паракринных воздействий, могут оказывать дистантное иммунорегуляторное действие, пирогенный эффект, индукцию выработки белков острой фазы гепатоцитами, симптомы интоксикации и мультиорганные поражения при токсико-септических состояниях.

Интерлейкины

В настоящее время выделены, изучены структура и функции 16 интерлейкинов, их порядковые номера – в порядке получения:

Интерлейкин-1. Продуцируется макрофагами, а также АГП клетками. Запускает иммунный ответ, активируя Т-хелперы, играет ключевую роль в развитии воспаления, стимулирует миэлопоэз и ранние этапы эритропоэза (позднее – подавляет, будучи антагонистом эритропоэтина), является медиатором взаимодействия между иммунной и нервной системами. Ингибиторами синтеза ИЛ-1 являются простагландин Е2, глюкокортикоиды.

Интерлейкин-2. Продуцируют активированные Т-хелперы. Представляет собой фактор роста и дифференцировки Т-лимфоцитов и NK-клеток. Участвует в реализации противоопухолевой резистентности. Ингибиторы – глюкокортикоиды.

Интерлейкин-3. Продуцируют активированные Т-хелперы, типа Th1 и Th2, а также В-лимфоциты, стромальные клетки костного мозга, астроциты головного мозга, кератиноциты. Ростовый фактор для тучных клеток слизистых оболочек и усиливает выделение ими гистамина, регулятор ранних стадий гемопоэза, при стрессе подавляет формирование NK-клеток.

Интерлейкин-4. Стимулирует пролиферацию В-лимфоцитов, ативированных антителами к IgM. Продуцируется Т-хелперами типа Th2, на которые оказывает стимулирующее дифференцировку действие, влияет на развитие кроветворных клеток, на макрофаги, NK-клетки, базофилы. Способствует развитию аллергических реакций, обладает противовоспалительным и противоопухолевым действием.

Интерлейкин-6. Продуцируется лимфоцитами, моноцитами/макрофагами, фибробластами, гепатоцитами, кератиноцитами, мезанглиальными, эндотолиальными и краветворными клетками. По спектру биологического действия близок ИЛ-1 и ФНОα, участвует в развитии воспалительных, иммунных реакций, служит ростовым фактором плазматических клеток.

Интерлейкин-7 . Продуцируется стромальными клетками костного мозга и тимуса (фибробластами, эндотелиальными клетками), макрофагами. Является основным лимфопоэтином. Способствует выживаемости преТ-клеток, обуславливает антигензависимое размножение т-лимфоцитов вне тимуса. Удаление у животных гена ИЛ-7 приводит к опустошению тимуса, развитию тотальной лимфопении и тяжелого иммунодефицита.

Интерлейкин-8 . Образуют макрофаги, фибробласты, гепатоциты, Т-лимфоциты. Основная мишень ИЛ-8 – нейтрофилы, на которые он действует как хемоаттрактант.

Интерлейкин-9. Продуцируется Т-хелперами типа Th2. Поддерживает пролиферацию активированных Т-хелперов, влияет на эритропоэз, активность тучных клеток.

Интерлейкин-10. Продуцируется Т-хелперами типа Th2, Т-цитотоксическими и моноцитами. Подавляет синтез цитокинов Т-клетками типа Th1, снижает активность макрофагов и выработку ими воспалительных цитокинов.

Интерлейкин-11. Образуется фибробластами. Обуславливает пролиферацию ранних кроветворных предшественников, подготавливает стволовые клетки к восприятию действия ИЛ-3, стимулирует иммунный ответ и развитие воспаления, способствует дифференцировке нейтрофилов, выработке белков острой фазы.

Отвечает сохранность и нормальное функционирование органов и систем, оберегая их от опасных агентов.

Фото 1. Иммунитет отвечает за способность организма противостоять угрозам. Источник: Flickr (Danielle Scruggs).

Что такое гуморальный иммунитет

При гуморальном иммунном ответе задействуются молекулы, которые находятся в крови.Важнейшую роль в его функционировании играют B-лимфоциты. Этим он отличается от клеточного иммунитета, работа которого зависит от T-лимфоцитов.

Обратите внимание! Гуморальный иммунитет направлен на уничтожение патогенов, которые находятся в крови и во внеклеточном пространстве.

B-лимфоциты - это клетки иммунной системы, которые вырабатываются печенью плода, находящегося в утробе матери, а после рождения - в красном костном мозге, содержащемся в трубчатых костях.

На поверхности каждого B-лимфоцита находится антигенраспознающий рецептор. Антигены - это любые вещества, которые организм рассматривает как потенциально опасные. В частности, они входят в состав болезнетворных вирусов и бактерий. После контакта с антигеном B-лимфоциты могут превращаться в плазматические клетки, способные производить иммуноглобулины .

Иммуноглобулины (антитела, Ig) - это белковые соединения, которые препятствуют размножению патогенных микроорганизмов и нейтрализуют выделяемые ими токсины.

Различают 5 классов иммуноглобулинов:

Они различаются по составу, строению и выполняемым функциям.

Как действует гуморальный иммунитет

B-лимфоциты образуются из стволовых клеток в костном мозге. После созревания они попадают в кровеносное русло. На их поверхности находятся , которые могут отделяться от лимфоцитов и циркулировать в крови независимо от них.

Когда в организм попадает антиген, иммуноглобулин M связывается с ним и инактивирует его. Антитела запускают схему активации комплемента (комплекса сложных белков в крови, протеиновые ферменты, которые защищают от чужеродных агентов), что приводит к уничтожению патогена.

После того, как это происходит, B-лимфоциты превращаются в плазматические клетки. Они начинают вырабатывать иммуноглобулины разных классов, рассчитанные на борьбу с аналогичными антигенами.

Антитела связывают патогены и лишают их возможности повреждать ткани организма .

Гуморальный иммунный ответ

Иммунную реакцию, которая состоит в активации B-лимфоцитов и выработке ими иммуноглобулинов, называют гуморальным иммунным ответом.

Обратите внимание! Образование специфических антител, рассчитанных на борьбу с определенными антигенами, является главной целью иммунного ответа. После попадания в кровь иммуноглобулины обеспечивают надежную защиту от патогенных веществ и микроорганизмов.

Выделяют два этапа гуморального иммунного ответа:

индуктивную - на этой стадии происходит распознавание антигена;
продуктивную - на этом этапе B-лимфоциты превращаются в плазматические клетки и выделяют антитела, затем иммунные реакции замедляются вплоть до полного прекращения.

В продуктивной фазе гуморального иммунного ответа образуются клетки памяти, которые активируются, если происходит повторная встреча с антигеном.

Фото 2. Вырабатываемые в крови антитела способны противостоять патогенной микрофлоре. Источник: Flickr (NavySoul).

В этом случае возникает вторичная иммунная реакция. Она развивается так же, как первичная, но протекает гораздо быстрее.

Клеточный иммунитет

При работе этого типа иммунитета активируются клетки иммунной системы . Главными из них являются T-киллеры, натуральные киллеры и макрофаги.

T-киллеры - это клетки, которые борются с вирусами, внутриклеточными бактериями и раковыми клетками. Они представляют собой разновидность лимфоцитов. Натуральные киллеры - еще один вид лимфоцитов. Они отвечают за борьбу с вирусами и раковыми клетками.
Макрофаги - это клетки иммунной системы, которые способны поглощать и переваривать бактерий, остатки погибших клеток и другие патогенные частицы. Этот процесс называют фагоцитозом, а клетки, которые способны его осуществлять - фагоцитами. Макрофаги представляют собой одну из разновидностей фагоцитов.
Цитокины - это белковые молекулы, которые обеспечивают передачу информации от одних клеток иммунитета к другим. Таким образом осуществляется координация их активности. Эти молекулы отвечают и за согласование работы иммунной системы с деятельностью нервной и эндокринной систем. Кроме того, цитокины могут самостоятельно подавлять вирусы.

Обратите внимание! Клеточный иммунитет отвечает за уничтожение внутриклеточных бактерий, патогенных грибков, чужеродных клеток и тканей, а также раковых клеток. Он борется с патогенами, которые недоступны для гуморального иммунного ответа.

Как действует клеточный иммунитет

Различают неспецифический и специфический клеточный иммунитет.

Первый предполагает захват, поглощение и переваривание патогенов фагоцитами. Они постепенно обволакивают чужеродный агент, а после этого разрушают его с помощью специальных ферментов.

За специфический клеточный иммунитет отвечают T-киллеры, натуральные киллеры и другие лимфоциты.

Первыми в дело вступают Т-хелперы, которые запускают иммунную реакцию. Т-киллеры в ходе иммунного ответа вступают во взаимодействие с клетками, зараженными вирусами и внутриклеточными бактериями, а также раковыми клетками, и уничтожают их.

Натуральные киллеры, в свою очередь, борются с клетками, которые недоступны для действия T-киллеров.

После того, как патогены уничтожены, в дело вступают T-супрессоры, подавляющие иммунную реакцию.

КАТЕГОРИИ