АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология
|
Введение в иммунологию
Организм каждого человека окружает и вместе с ним сосуществует в тех или иных взаимных отношениях не только мир микробов и другие представители живой природы (насекомые, червеобразные, земноводные, пресмыкающиеся, рыбы, млекопитающие, растения), но и огромное число макромолекул, обладающих биологически активным воздействием на организм. Эти макромолекулы, к которым относятся белки, полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты и их комплексы, имеют как природное происхождение, т. е. являются продуктами жизнедеятельности или распада представителей животного и растительного мира, так и искусственно синтезированые человеком, поскольку они необходимы для обеспечения его жизнедеятельности (лекарственные препараты, пищевые белки, ферменты, сахара и пр.).
Биологически активные вещества, макромолекулы, попадая в организм, могут вмешиваться в биологические процессы и нарушать их. Поскольку многочисленные биологически активные макромолекулы являются чужеродными для организма, они объединены в единую группу, получившую название «антигены». Для защиты от антигенов эволюция создала у теплокровных да и у низших представителей живой природы специальную систему противодействия им. Эта система получила название иммунной, а ее функция зашиты от антигенов именуется иммунитетом.
9.1.1. Сущность и роль иммунитета
Термин «иммунитет» (от лат. immunitas — освобождение от чего-либо, неприкосновенность) применялся уже в средние века при освобождении, например, крестьян от податей, а в наше время он нашел употребление у дипломатов (дипломатический иммунитет, т. е.
неприкосновенность). Биологический смысл термина «иммунитет» очень точно соответствует смысловому значению тех процессов, которые направлены на защиту, неприкосновенность, освобождение организма от биологически активных веществ — антигенов.
Следует подчеркнуть, что антигенами, в первую очередь, могут быть только вещества, генетически чужеродные именно для данного организма, т. е. генетически, структурно отличающиеся от биополимеров, входящих в структуры данного организма; далее, они должны представлять собой макромолекулы веществ определенного класса, т. е. белки, полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты и их комплексы, которые, несмотря на отличие по своей структуре и другим свойствам от макромолекул данного организма, могут воздействовать на течение биологических мак-ромолекулярных процессов этого организма и вызывать функциональные и органические нарушения, т. е. изменять гомеостаз — постоянство внутренней среды организма.
Мир антигенов чрезвычайно разнообразен и многочислен. Антигены могут проникать в организм через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, кожу и слизистые оболочки (экзогенные антигены) или формироваться в результате мутаций клеток и молекул или других процессов в самом организме (эндогенные антигены). Для зашиты от антигенов эволюция создала сложную систему защиты, получившую название «система иммунитета». Эта система у теплокровных представлена лимфоидной тканью, имеющей присущие ей анатомическое строение, формы и механизмы реагирования, специфические, а также физиологические функции.
Основная функция иммунной системы — распознать антиген, т. е. установить его гене-
тическую чужеродность, генетическое отличие от собственных антигенов, и комплексом реакций и механизмов, присущих иммунной системе, устранить его влияние на биологические процессы, протекающие в организме, с целью сохранения гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, а также сохранить специфическую память об этом антигене, иногда на всю жизнь.
Помимо этого иммунная система охраняет и поддерживает антигенную индивидуальность собственных биополимеров организма, поскольку каждый человек на планете (кроме однояйцовых близнецов) имеет присущие только ему генетически детерминированные антигенные особенности биополимеров. В случае возникновения антигенно отличных молекул или клеток (в результате мутационных или патологических процессов, например появления клеток злокачественных опухолей) иммунная система распознает их и уничтожает.
Таким же образом биополимеры всех видов животного и растительного мира, в том числе и микробов, генетически отличаются по антигенной структуре, т. е. имеют видовую антигенную особенность.
Следовательно, иммунитет — это способ защиты организма от генетически чужеродных веществ — антигенов экзогенного и эндогенного происхождения, направленный на поддержание и сохранение гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, биологической (антигенной) индивидуальности каждого организма и вида в целом.
9.1.2. Иммунология как общебиологическая и общемедицинская наука
Иммунитет как общебиологическое и общемедицинское явление, его функцию в организме, анатомические структуры и механизмы, осуществляющие иммунитет, изучает специальная наука — иммунология.
Иммунология как наука возникла более 100 лет назад, и по мере ее развития и прогресса (см. разд. 1.3.) менялись взгляды на иммунитет, на его роль в организме, на механизмы иммунных реакций, расширялась сфера практического ис-
пользования иммунологии, а в соответствии с этим менялось определение иммунологии как науки. Нередко, даже в современной учебной литературе, иммунологию трактуют как науку, которая изучает специфическую невосприимчивость к возбудителям инфекционных болезней, разрабатывает способы защиты от антигенов, поддержания гомеостаза и т.д., т.е. не дается всестороннего, всеобъемлющего определения иммунологии исходя из сущности и механизмов иммунитета и его роли в жизнедеятельности организма. На современном этапе развития учения об иммунитете иммунологию можно определить как общебиологическую и общемедицинскую науку, которая изучает способы и механизмы защиты организма от генетически чужеродных веществ — антигенов экзогенного и эндогенного происхождения с целью поддержания гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, а также генетически детерминированной антигенной индивидуальности каждого индивидуума и вида в целом.
Такое определение подчеркивает: а) что иммунология изучает способы и механизмы защиты от любых генетически чужеродных для данного организма антигенов, будут ли они микробного, животного, растительного или другого происхождения; б) что механизмы иммунитета направлены против антигенов, которые могут проникать в организм, как извне, так и формироваться в самом организме; в) что система иммунитета направлена на сохранение и поддержание генетически детерминированной антигенной индивидуальности каждой особи, каждого индивидуума, а также вида в целом.
Это определение иммунологии свидетельствует также о том, что иммунология как наука едина, независимо от того, изучает ли она иммунитет человека, животных или растений. Конечно, анатомо-физиологическая основа, набор механизмов и реакций, а также способов защиты от антигенов у каждых представителей животного и растительного мира будет отличаться и варьировать, однако принципиальная сущность иммунитета от этого меняться не будет. В связи с этим в иммунологии можно выделить три направления: медицинская иммунология (гомоиммунология), зооиммунология и фитоиммунология, изучающие иммунитет соответственно у человека, животных и растений.
1аблика 9.1. Классификация медиаииской иммунологии
| Общая
| Иммунология
|
Частная
|
|
Иммунопрофилактика (вакцинологи я) Аллергология
| Молекулярная
|
Иммуноонкология
| Клеточная
|
Трансплантационная иммунология
| Физиология иммунитета
|
Иммунология репродукции
| Иммунохимия
|
Иммунопатология
| Иммуногенетика
|
Иммунобиотехнология
| Эволюционная иммунология
|
Иммунофармакология Экологическая иммунология Клиническая иммунология
| Каждое из этих направлений в иммунологии дифференцируется по методам и по объекту изучения, т. е. в них можно выделить общую и частную иммунологию. Классификация медицинской иммунологии представлена в табл. 9.1.
Иммунология относится к числу разветвленных наук, имеет множество направлений и разделов, сформировавшихся практически в самостоятельные дисциплины, охватывающие как теоретические, фундаментальные, так и профилактические и клинические проблемы медицины.
Иммунология решает такие важные проблемы медицины, как диагностика, профилактика и лечение инфекционных болезней (иммунопрофилактика или вакцинология), аллергических состояний (аллергология), злокачественных опухолей (иммуноонкология), болезней, в механизме которых играют роль иммунопатологические процессы (иммунопатология), иммунные взаимоотношения матери и плода на всех стадиях репродукции (иммунология репродукции); изучает иммунные механизмы и вносит практический вклад в решение проблемы трансплантации органов и тканей (трансплантационная иммунология); можно также выделить иммуногематологию, изучающую иммунные взаимоотношения донора и реципиента при переливании крови; иммунофармакологию, изучающую влияние на иммунные процессы лекарственных веществ. Самостоятельным важным разделом, возникшим в результате интеграции имму-
нологии и биотехнологии, является иммунобиотехнология, разрабатывающая принципы и методы создания иммунобиологических диагностических, профилактических и лечебных препаратов. Наконец, в последние годы выделились клиническая и экологическая иммунология. Клиническая иммунология изучает и разрабатывает проблемы диагностики и лечения болезней, возникающих в результате врожденных (первичных) и приобретенных (вторичных) иммунодефицитов, а экологическая иммунология изучает влияние на иммунную систему всевозможных экологических факторов (климатогеографических, социальных, профессиональных и т. д.).
Практически каждое направление или ветвь иммунологии решают присущие им задачи на молекулярном, клеточном, организмен-ном уровне, т. е. пользуются данными обшей иммунологии. Все большее значение по мере развития фундаментальных наук приобретает иммуногенетика, основной целью которой является разработка генодиагностики, гено-терапии и генопрофилактики болезней, им-мунокардиология, изучающая иммунологические аспекты атеросклероза кровеносных сосудов, и другие направления.
Таким образом, иммунология пронизывает буквально все профилактические и клинические дисциплины и решает исключительно важные проблемы медицины, такие как снижение частоты и ликвидация инфекционных болезней, диагностика и лечение аллергий, онкологических заболеваний, иммунопато-
логических состояний, иммунопатология репродукции, пересадка органов и тканей, генодиагностика и генотерапия врожденных и приобретенных иммунодефицитов и т. д.
9.1.3. История развития иммунологии
Наблюдения, свидетельствующие о том, что люди повторно не заболевают после того, как перенесли некоторые болезни, были известны с глубокой древности. Такая невосприимчивость человека к болезням объяснялась, например, Гиппократом как «природа (фюзис) организма», «целебные силы» организма, Галеном — как «жизненная сила», Парацельсом — как «залечивающая сила». Термин «иммунитет» как «освобождение от болезней» стал впервые входить в медицинскую литературу с конца XIX в. и закреплен во французском словаре Литтре (1869), хотя и до этого он иногда употреблялся в быту, а также в некоторых средневековых трактатах по медицине.
Хронологически иммунология как наука прошла два больших периода (Т. И. Ульянкина): период протоиммунологии (от античного периода до 80-х годов XIX в.), связанный со стихийным, эмпирическим познанием защитных реакций организма, и период зарождения экспериментальной и теоретической иммунологии (с 80-х годов XIX в. до второго десятилетия XX в.). В течение второго периода завершилось формирование классической иммунологии, которая носила в основном характер инфекционной иммунологии.
Можно также выделить и третий период: начиная с середины XX в. и до конца столетия. В этот период быстрыми темпами развивалась молекулярная и клеточная иммунология, а также иммуногенетика, так что этот этап можно назвать молекулярно-генетическим периодом в развитии иммунологии.
Основоположниками научной иммунологии по праву считаются французский ученый-химик Луи Пастер, открывший принцип вакцинации, русский ученый-зоолог И. И. Мечников — автор учения о фагоцито- зе и немецкий врач-биохимик Пауль Эрлих, сформулировавший гипотезу об антителах.
Справедливости ради следует отметить, что возможность предохранения от заболевания натуральной оспой путем прививки человеку' коровьей оспы открыл более 200 лет назад английский врач Э. Дженнер, однако это наблюдение носило чисто эмпирический характер.
Таким образом, на рубеже XIX и XX вв. сформировалась новая наука иммунология, которая в течение XX в. ознаменовалась принципиальными открытиями, сделавшими ее общебиологической и общемедицинской наукой. Основные открытия в области иммунологии приведены в табл. 9.2. О важности открытий в иммунологии для биологии в целом и особенно для медицины свидетельствует то обстоятельство, что авторы многих из них отмечены Нобелевской премией. Так, лауреатами Нобелевской премии в области иммунологии стали: И. И. Мечников, П. Эрлих, Р. Кох, Э. Беринг, Ж. Борде, К. Ландштейнер, Ш. Рише, Д. Снелл, Н. Ерне, Ф. Бернет, П. Медовар, Р. Портер, Д. Эдельман, Ж. Доссе, У. Мильштейн, Д. Келлер, С. Тонегава, С. Прусинер и др. Основоположник иммунологии Л. Пастер, который вполне достоин Нобелевской премии, не получил ее, поскольку при его жизни она еще не была учреждена.
Следует отметить, что в XIX в. и первой половине XX в. иммунология успешно развивалась в странах Европы, прежде всего во Франции. В 1888 г. за выдающиеся заслуги Л. Пастера перед человечеством на народные пожертвования был учрежден Институт иммунологии (ныне Институт Пастера), который явился научной школой, вокруг которой группировались иммунологи многих стран. Российские ученые активно участвовали в становлении и развитии иммунологии. Более 25 лет И. И. Мечников являлся заместителем директора по науке Института Пастера, т. е. был ближайшим помощником и единомышленником Луи Пастера.
В Пастеровском институте работали многие выдающиеся русские ученые: М. Безредка, Н. Ф. Гамалея, Л. А. Тарасевич, Г. Н. Габричевекий, И. Г. Савченко, С. В. Коршун, Д. К. Заболотный, В. А. Барыкин, Н. Я. и Ф.Я. Чистовичи и многие другие. Эти ученые продолжали развивать традиции Пастера и Мечникова в иммунологии и, по существу, создали русскую школу иммунологов.
Таблица 9.2. Важнейшие даты из истории иммунологии
|
|
| Открытие
| Год
| Авторы
| Вакцинация людей коровьей оспой
| 17%
| Э. Дженнер
| Фагоцитоз. Клеточный иммунитет
|
| И. И. Мечников*
| Вакцинация против бешенства
|
| Л. Пастер
| Ретикуло-эндотелиальная система и ее роль в иммунитете
|
| В. К. Выеокович
| Гиперчуветвительность замедленного типа
|
| Р.Кох*
| Хемотаксис лейкоцитов
| 1889-
| Г. Н. Габричевский
| Пассивная иммунизация
|
| Э.Беринг*
| Теория боковых цепей
|
| П. Эрлих*
| Комплемент
|
| Ж. Борде*
| Группы крови
|
| К. Ландштейнер*
| Анафилаксия. Гиперчувствительность немедленного типа
| 1902-
-1905
| Щ. Рише*, М. Сахаров
| Феномен Артюса
|
| М. Артюс
| Сывороточная болезнь. Аллергия
|
| К. Пирке
| Эффект ревакцинации
|
| М. Райский
| И ммунофлюоресценция
|
| А Куне
| Антиглобудиновый тест
|
| Р. Кумбс
| Иммунодиффузия
|
| Дж. Уден, Э. Оухтерлони
| Система Н-2
|
| Д. Снелл*
| Изучение антигенов опухолей
|
| Л. Зильбер
| Интерферон
|
| А. Айзеке, Ж. Линдеман
| Идиотип-антиидиотипическая теория
| 1955-
•1977
| Н. Ерне*
| Клонально-селекционная теория
|
| Ф. Бернет*
| Иммунологическая толерантность
|
| П. Медовар*, М. Гашек
| Структура иммуноглобулинов
| 1958-
•1968
| Р. Портер*, Д. Эдельман*
| Система HLA
|
| Ж. Доссе*
| Доказательство роли тимуса как центрального органа иммунитета
|
| Ж. Миллер
| Секреторный IgA
|
| Т. Томази
| Обоснование физиологических основ иммунитета
| 1959-
| П. Ф. Здродовский
| Гены иммунного ответа
|
| Б. Бенацерафф
| Лимфокины
|
| Д. Дьюмонд
| Моноклональные антитела
|
| У. Мильштейн*, Д. Келлер*
| Межклеточная кооперация
|
| Б. Бенанерафф, Р. В. Петров
| Иммуногенетическая теория образования антител
|
| С. Тонегава*
| Открытие прионов — патогенных белков
|
| С. Прусинер*
| *Лауреаты Нобелевской премии.
Российским ученым принадлежат многие выдающиеся открытия в области иммунологии. И. И. Мечников — автор учения о фагоцитозе, В. К. Высокович — одним из первых сформулировал роль ретикулоэндотелиальной системы в иммунитете, Г. Н. Габричевский обосновал явление хемотаксиса лейкоцитов, Н. Я. Чистович стоял у истоков открытия тканевых антигенов, харьковский исследователь М. Райский уже в 1915 г. установил феномен ревакцинации, т. е. иммунологической памяти; М. Сахаров — один из основоположников учения об анафилаксии; академик Л. А. Зильбер — стоял у истоков учения об антигенах опухолей, академик П. Ф. Здродовский обосновал физиологическое направление в иммунологии, академик Р. В. Петров внес весомый вклад в развитие неинфекционной иммунологии и в проблему кооперативного взаимодействия клеток иммунной системы.
Российские ученые являются лидерами в разработке фундаментальных и прикладных проблем вакцинологии и иммунопрофилактики в целом. Хорошо известны в нашей стране и за рубежом имена создателей вакцин против туляремии (Б. Я. Эльберт и Н. А. Гайский), сибирской язвы (Н. Н. Гинзбург), полиомиелита (М. П. Чумаков, А. А. Смородинцев), кори, паротита, гриппа (А. А. Смородинцев и сотр.), Ку-лихорадки и сыпного тифа (П. Ф. Здродовский и ученики), полианатоксинов против раневых инфекций и ботулизма (А. А. Воробьев, Г. В. Выгодчиков, П. Н. Бургасов и сотр.), стафилококковых инфекций (Г. В. Выгодчиков и сотр.).Российскиеученыемногосделалидляраз-работки массовых непарентеральных способов вакцинации: аэрозольного (Н. И. Александров, Н. Е. Гефен, В. А. Лебединский и др.), перо-рального (А. М. Безредка, А. Н. Мешалова, А.А.Воробьев и сотр.). Активное участие российские ученые принимали в разработке стратегии и тактики иммунопрофилактики, глобальной ликвидации инфекций и снижении заболеваемости инфекционными болезнями; по их инициативе и с их помощью ликвидирована натуральная оспа на земном шаре (В. М. Жданов, С. С. Маренникова, О. Г. Анджапаридзе и др.), успешно ликвидируется полиомиелит (М. П. Чумаков, С. Г. Дроздов и др.), снижена заболеваемость
дифтерией, столбняком, корью, коклюшам и др. инфекциями (Г. Г. Онищенко).
В России, особенно в бывшем СССР, созданы крупные научные институты, занимающиеся проблемами фундаментальной и прикладной иммунологии: Центр иммунологии Министерства здравоохранения, Институт клинической иммунологии в Новосибирске, Институт прикладной иммунологии в пос. Любучаны Московской области, Институт эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи, Центральный институт вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова, Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М. П. Чумакова, Институт вирусологии им. И. И. Ивановского; создана сеть крупных институтов и центров, разрабатывающих проблемы иммунобиотехнологии иммунобиологических препаратов в городах Пермь, Уфа, Томск, Ставрополь, С.-Петербург и в других городах, а также успешно работает система противочумных институтов, занимающихся особо опасными инфекциями.
В нашей стране в 1980 г. создано Всесоюзное общество иммунологов. Первым его президентом стал академик Р. В. Петров. С 1983 г. издается журнал «Иммунология», учреждены также «Русский иммунологический журнал» и журнал «Вакцинация». Проблемы иммунологии освещаются во многих центральных журналах, в частности в «Журнале микробиологии, эпидемиологии и иммунологии», «Вестнике Российской академии медицинских наук» и др.
Подготовка иммунологов ведется в медицинских вузах, а также в университетах и научно-исследовательских институтах.
9.1.4. Достижения иммунологии в медицине
Иммунология за сравнительно короткий исторический период добилась существенных результатов в снижении и ликвидации болезней человека, сохранении и поддержании здоровья населения нашей планеты.
Значительные успехи достигнуты в области профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней:
— благодаря вакцинации ликвидирована натуральная оспа на земном шаре, в ближай-
шее время будет ликвидирован полиомиелит, снижена до единичных случаев заболеваемость корью, коклюшем, дифтерией и другими инфекциями; в перспективе возможно с помощью вакцинации предотвращение эпидемий таких грозных заболеваний, как вирусные парентеральные гепатиты, ВИЧ-инфекция; резко снижена заболеваемость столбняком, паротитом, туляремией, сибирской язвой, бруцеллезом и другими инфекциями;
— разработана и внедрена в медицинскую практику иммунодиагностика практически всех инфекционных болезней, в том числе таких опасных, как ВИЧ-инфекция, вирусные гепатиты, чума, холера и др.;
— для лечения многих инфекционных болезней применяются иммуномодуляторы (интерферон, пептиды тимуса, интерлейкины, органические и неорганические адъюванты и др.), а также специфические иммуноглобулины (особенно при токсинемических инфекциях — ботулизме, столбняке, газовой гангрене);
В области онкологии — установлены антигены опухолей человека и на их основе разработаны способы дифференциальной диагностики опухолей; широко применяются в онкологии для лечения и профилактики в комплексе с другими традиционными способами иммуномодуляторы (интерлейкины, ин-терфероны, фактор некроза опухолей и др.), а также адаптогены.
В области трансплантологии — благодаря прогрессу в изучении антигенов гистосов-местимости, явлений толерантности и применения иммунодепрессантов значительно снижен риск отторжения трансплантатов при пересадках сердца, почек и других органов, а также тканей.
В результате установления иммунологичес-ки совместимых групп крови решена проблема переливания крови.
Изучение иммунных взаимоотношений между матерью и плодом на всех стадиях репродукции позволило разработать иммунологические методы выявления причин бесплодия, аномалий в развитии плода, заболеваний и осложнений в здоровье ребенка и матери. В частности, решена проблема иммунологической диагностики резус-гемолитической болезни новорожденных.
Установлены причины и иммунные механизмы поражения многих внутренних органов (печени, сердца, легких и др.), что открыло новые возможности для диагностики и лечения таких поражений.
Установлен комплекс параметров, характеризующих состояние иммунной системы (иммунный статус), в результате чего стало возможным выявление врожденных и приобретенных иммунодефицитов; влияние на иммунную систему экологических, социальных, профессиональных и других факторов послужило основанием для разработки патогномо-ничной иммунотерапии многих болезней.
Значительный прогресс достигнут в выявлении причин и механизмов аллергических состояний, в разработке способов лечения и профилактики аллергий. Разработана большая группа иммунобиологических препаратов, которая используется для профилактики, лечения и диагностики как инфекционных, так и неинфекционных заболеваний (вакцины, анатоксины, иммуноглобулины, иммуномодуляторы, адаптогены, диагностику-мы). Намечены пути и методы генодиагностики и генотерапии заболеваний, в основе которых лежат врожденные поражения иммунной системы.
На ближайшее будущее перед иммунологией стоят огромные задачи. Основными из них являются:
— ликвидация и ограничение инфекционной заболеваемости путем иммунопрофилактики принципиально новыми и более качественны ми вакцинами (генно-инженерные, синтети ческие, полиантигенные, непарентеральные);
— иммунодиагностика, иммунотерапия и иммунопрофилактика злокачественных но вообразований;
— на основе структурного и функционального изучения антигенов гистосовместимос-ти реализация толерантности для устранения иммунологической несовместимости при пересадках органов и тканей;
— поиски эффективных путей профилактики и лечения иммунопатологических состояний и аллергий всевозможного генеза;
— изучение и разработка методов устранения иммунологических конфликтов между матерью и плодом на всех стадиях репродукции;
— изучение путей устранения неблагоприятного влияния на иммунный статус эколо-
Таблица 9.3. Процессинг антигена в макроорганизме
Происхождение
| Входные
| Факторы иммун
| ной защиты
| Механизмы
| Исход
| антигена
| ворота
| врожденные
| приобретенные
| зашиты
|
| Экзогенное Эндогенное
| Кожа Слизистые
жкт
Дыхательные пути Урогени-тальный тракт Кровь Лимфа
| Механические
барьеры (кожа,
слизистые)
Физико-химичес-
кие барьеры (фер-
менты, рН и др.)
Биологические
барьеры (фагоци-
тоз, комплемент,
интерферон,
защитные белки
сыворотки крови
и др.)
|
Антителооора-
зование
Иммунный фа-
гоцитоз
Киллерная
функция лим-
Т
фоцитов
ГЗТ
ГНТ
Толерантность
Иммунологи-
ческая память
| Инактивация Деструкция Выведение антигена Ареактивность
| Восстановлени е гомеостаза Формирование иммунологичсс -кой памяти Формирование иммунологичес -кой толерантности
Формирование аллергии
| гических, социальных, профессиональных и других факторов;
—поиск новых эндогенных и экзогенных иммуномодуляторов для использования в иммунопрофилактике и иммунотерапии;
—генотерапия и генодиагностика врожденных иммунодефицитов.
Безусловно, решение этих грандиозных практических задач, стоящих перед иммунологией, возможно только при интенсивном развитии фундаментальной иммунологии.
9.1.5. Основные принципы и механизмы функционирования иммунной системы
Функцию специфической защиты от антигенов выполняет иммунная система, представляющая собой лимфоидную ткань, способную комплексом клеточных и гуморальных реакций, осуществляемых с помощью набора им-мунореагентов, нейтрализовать, обезвредить, удалить, разрушить генетически чужеродный антиген, попавший в организм извне или образовавшийся в самом организме.
Специфическая функция иммунной системы в обезвреживании антигенов дополняется комплексом механизмов и реакций неспецифического характера, направленных на обеспечение резистентности организма к воздействию любых чужеродных веществ, в том числе и антигенов.
В табл. 9.3 приведены основные факторы неспецифической резистентности организма
и специфические факторы иммунитета и их взаимодействие.
Неспецифическая резистентность организма обеспечивается: а) механическими барьерами, препятствующими проникновению в организм чужеродных веществ (кожа, слизистые дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, мерцательный эпителий и слизь дыхательного тракта); б) физико-химическими барьерами (ферменты, в первую очередь пищеваритальные, рН среды, органические кислоты и др.), обеспечивающими деструкцию антигенов; в) иммунобиологическими барьерами (фагоциты, комплемент, интерферон, ингибиторы свертывания крови, фибро-нектин), которые участвуют в поглощении и деструкции антигена как чужеродного вещества, а также во взаимодействии со специфическими факторами защиты.
К специфических факторам защиты относятся антитела, иммунный фагоцитоз, цито-токсическая функция лимфоцитов, ГНТ и ГЗТ, толерантность, иммунологическая память.
Обычно специфические формы реагирования иммунной системы включаются как вторая линия защиты организма от антигенов в тех случаях, когда антиген преодолевает первую линию защиты, обусловленную факторами неспецифической резистентности, т. е. эти две линии обороны функционируют во взаимодействии и взаимосвязи. При этом
для обезвреживания того или иного антигена не обязательно должны включаться все факторы неспецифической резистентности или специфического иммунитета. Например, для нейтрализации токсина (столбнячного, бо-тулинического) основным фактором специфической защиты являются антитела (антитоксины), для предупреждения проникновения в организм из области «входных ворот» бацилл сибирской язвы основную роль в защите играет фагоцитоз; в формировании специфического иммунитета при туберкулезе — ГЗТ и т. д.
Однако чаще всего в процессе защиты организма от антигенов принимает участие комплекс специфических и неспецифических ре-акций иммунитета.
Основными биореагентами иммунной сис-темы, осуществляющими функцию защиты от антигенов, являются: иммуноглобулины специфические, рецепторные, естественные), фагоцитирующие клетки (естественные я иммунные), цитотоксические лимфоциты, осуществляющие киллерную функцию, ферменты деструкции антигена (лизоцим и др.), комплемент, защитные белки сыворотки крови (пропердин, Р-лизин, фибронектин и др.), иммуноцитокины (интерлейкины, ин-терфероны, пептиды тимуса, миелопептиды, факторы переноса, миграции и др.), рецепторы иммунокомпетентных клеток, антигены
МНС-системы.
Процессуальная схема (см. табл. 9.3) иммунитета представляет собой ряд взаимо-сзязанных, последовательно протекающих, саморегулирующихся с помощью иммуно-реагентов процессов, направленных на уст-ранение действия антигена, на сохранение
в неприкосновенности или восстановление гомеостаза.
Пусковым механизмом для иммунной системы является проникновение антигена во --утреннюю среду организма любым путем ерез кожу, слизистые, дыхательные пути, ЖКТ) или образование его в самом организме. л за этим следует распознавание антигена как генетически чужеродного вещества: вна-чале первичное неспецифическое распознавание на стадии фагоцита, затем вторичное спепифическое распознавание Т-лимфоцита-
ми. Следующим этапом является включение неспецифических и специфических факторов защиты в зависимости от природы и характера антигена и особенностей его патогенного воздействия на организм. В результате взаимодействия иммунных факторов и им-мунореагентов с антигеном происходит деструкция или нейтрализация, или выведение последнего из организма. Иногда организм в результате встречи с антигеном приобретает состояние ареактивности, толерантности к этому антигену. Иммунный процесс в случае благоприятного исхода приводит к восстановлению гомеостаза, при этом довольно часто и на длительное время сохраняется иммунитет (невосприимчивость) организма к этому антигену, иммунологическая память о встрече организма с антигеном, иногда толерантность к антигену, а может возникать состояние повышенной чувствительности (аллергия) к нему как нежелательное явление.
9.1.6. Виды иммунитета
У человека, теплокровных животных, в том числе у птиц, в процессе эволюции сформировалась иммунная система, специально предназначенная для защиты от генетически чужеродных веществ — антигенов, а также для сохранения и поддержания антигенных особенностей тканей и биомолекул, присущих каждому виду и каждому индивиду данного вида.
Элементарные системы защиты от любых чужеродных веществ имеют и низшие организмы, в частности беспозвоночные (губки, кишечнополостные, черви). Способность к распознаванию чужеродных структур присуща уже одноклеточным организмам, например амебам.
Однако анатомическое строение, физиологические функции и иммунологические реакции, осуществляемые иммунной системой, у отдельных видов животных, у человека и низших организмов в соответствии с их уровнем эволюционного развития существенно отличаются. Так, фагоцитоз и аллогенная ингиби-ция, как одни из ранних филогенетических защитных реакций, присущи всем многоклеточным организмам; дифференцированные лейкоцитоподобные клетки, выполняющие
функции клеточного иммунитета, появляются уже у кишечнополостных, кольчатых червей, моллюсков; у круглоротых (миноги) появляются зачатки тимуса, Т-лимфопиты, иммуноглобулины, отмечается иммунологическая память, у рыб появляются типичные для высших животных лимфоидные органы— тимус и селезенка, плазматические клетки и антитела класса М; у птиц уже формируется центральный орган иммунной системы в виде сумки Фабрициуса, осуществляется кооперация клеточного и гуморального иммунитета, появляется способность реагировать в виде ГНТ; наконец, у млекопитающих иммунная система достигает наиболее высокого уровня развития, формируются Т-, В- и А-системы иммунных клеток, осуществляется их кооперативное взаимодействие, появляется способность синтеза иммуноглобулинов всех пяти классов, способность иммунной системы осуществлять все формы иммунологических реакций.
В зависимости от уровня эволюционного развития, вида особенностей и сложности сформировавшейся иммунной системы, способностей последней отвечать теми или иными реакциями на антигены, в иммунологии
принято выделять отдельные виды иммунитета. Так, введено понятие о врожденном и приобретенном иммунитете (рис. 9.1).
Врожденный, или видовой, иммунитет, он
же наследственный, генетический, конституциональный — это выработанная в про- j цессе филогенеза генетически закреплен-ная, передающаяся по наследству невоспри-имчивость данного вида и его индивидов к какому-либо антигену (или микроорганиз-му), обусловленная биологическими особенностями самого организма, свойствами данного антигена, а также особенностями их взаимодействия.
Примером может служить невосприимчивость человека к некоторым возбудителям, в том числе к особо опасным для сельскохозяйственных животных (чума крупного рогатого скота, болезнь Ньюкасла, поражающая птиц, оспа лошадей и др.), нечувствительность человека к бактериофагам, поражающим клетки бактерий. К генетическому иммунитету можно также отнести отсутствие взаимных иммунных реакций на тканевые ан-
тигены у однояйцовых близнецов; различают чувствительность к одним и тем же антигенам у различных линий животных, т. е. животных с различным генотипом. Объяснить видовой иммунитет можно с разных позиций, прежде всего отсутствием у того или иного вида ре-цепторного аппарата, обеспечивающего первый этап взаимодействия данного антигена с клетками или молекулами-мишенями, определяющими запуск патологического процесса или активацию иммунной системы. Не исключены также возможность быстрой деструкции антигена, например, ферментами организма или же отсутствие условий для приживления и размножения микроба (бактерий, вирусов) в организме. В конечном итоге это обусловлено генетическими особенностями вида, в частности отсутствием генов иммунного ответа к данному антигену.
Видовой иммунитет может быть абсолютным и относительным. Например, нечувствительные к столбнячному токсину лягушки могут реагировать на его введение, если повысить температуру их тела. Белые мыши, не чувствительные к какому-либо антигену, приобретают способность реагировать на него, если воздействовать на них иммунодепрес-сантами или удалить у них центральный орган иммунитета — тимус.
Приобретенный иммунитет — это невосприимчивость к антигену чувствительного к нему организма человека, животных и пр., приобретаемая в процессе онтогенеза в результате естественной встречи с этим антигеном организма, например, при вакцинации.
Примером естественного приобретенного иммунитета у человека может служить невосприимчивость к инфекции, возникающая после перенесенного заболевания, так называемый постинфекционный иммунитет (например, после брюшного тифа, дифтерии и других инфекций), а также «проиммуниция», т. е. приобретение невосприимчивости к ряду микроорганизмов, обитающих в окружающей среде и в организме человека и постепенно воздействующих на иммунную систему своими антигенами. Известно, что в крови
каждого человека можно обнаружить антитела к непатогенным и условно-патогенным бактериям, обитающим в кишечнике человека; у некоторых лиц в крови присутствуют антитела — реагины на растительные антигены (например, пыльцу, тополиный пух); у работников биологической промышленности, например занятых в производстве кормового белка, биоконцентратов и т.д., в результате постоянных контактов с антигеном появляются антитела к нему в крови. Такая «скрытная», не преднамеренная иммунизация зачастую не только нецелесообразна, но и может привести к нежелательным последствиям, как-то: появление иммунодефицитов, аллергических состояний и другой иммунопатологии.
В отличие от приобретенного иммунитета в результате перенесенного инфекционного заболевания или «скрытной» иммунизации, на практике широко используют преднамеренную иммунизацию антигенами для создания к ним невосприимчивости организма. С этой целью применяют вакцинацию, а также введение специфических иммуноглобулинов, сывороточных препаратов или иммунокомпе-тентных клеток (см. гл. 14). Приобретаемый при этом иммунитет называют поствакцинальным, и служит он для защиты от возбудителей инфекционных болезней, а также других чужеродных антигенов.
Приобретенный иммунитет может быть активным и пассивным. Активный иммунитет обусловлен активной реакцией, активным вовлечением в процесс иммунной системы при встрече с данным антигеном (например, поствакцинальный, постинфекционный иммунитет), а пассивный иммунитет формируется за счет введения в организм уже готовых им-мунореагентов, способных обеспечить защиту от антигена. К таким иммунореагентам относятся антитела, т. е. специфические иммуноглобулины и иммунные сыворотки, а также иммунные лимфоциты. Иммуноглобулины широко используют для пассивной иммунизации, а также для специфического лечения при многих инфекциях (дифтерия, ботулизм, бешенство, корь и др.). Пассивный иммунитет у новорожденных детей создается иммуноглобулинами при плацентарной внутриутробной передаче антител от матери ребенку и
играет существенную роль в защите от многих детских инфекций в первые месяцы жизни ребенка.
Поскольку в формировании иммунитета принимают участие клетки иммунной системы и гуморальные факторы, принято активный иммунитет дифференцировать в зависимости от того, какой из компонентов иммунных реакций играет ведущую роль в формировании защиты от антигена. В связи с этим различают клеточный, гуморальный, клеточно-гуморальный и гуморально-клеточ-ный иммунитет.
Примером клеточного иммунитета может служить противоопухолевый, а также трансплантационный иммунитет, когда ведущую роль в иммунитете играют цитотоксические Т-лимфоциты-киллеры; иммунитет при ток-синемических инфекциях (столбняк, ботулизм, дифтерия) обусловлен в основном антителами (антитоксинами); при туберкулезе ведущую роль играют иммунокомпетентные клетки (лимфоциты, фагоциты) с участием специфических антител; при некоторых вирусных инфекциях (натуральная оспа, корь и др.) роль в защите играют специфические антитела, а также клетки иммунной системы.
Следует отметить, что клеточные и гуморальные факторы иммунитета функционируют в тесном взаимодействии, всегда в виде комплекса иммунных реакций, причем какая-либо одна или несколько из них играют ведущую роль, поскольку наиболее эффективно и целенаправленно обеспечивают защиту организма от данного антигена.
В инфекционной и неинфекционной патологии и иммунологии для уточнения характера иммунитета в зависимости от природы и свойств антигена пользуются также такой терминологией: антитоксический, противовирусный, противогрибковый, противобакте-риальный, противопротозойный, трансплантационный, противоопухолевый и другие виды иммунитета.
Наконец, иммунное состояние, т. е. активный иммунитет, может поддерживаться, сохраняться либо в отсутствие, либо только в присутствии антигена в организме. В первом случае антиген играет роль пускового фактора, а иммунитет называют стерильным. Во
втором случае иммунитет трактуют как нестерильный. Примером стерильного иммунитета является поствакцинальный иммунитет при введении убитых вакцин, а нестерильного— иммунитет при туберкулезе, который сохраняется только в присутствии в организме микобактерий туберкулеза.
Иммунитет (резистентность к антигену) может быть системным, т. е. генерализованным, и местным, при котором наблюдается более выраженная резистентность отдельных органов и тканей, например слизистых верхних дыхательных путей (поэтому иногда его называют мукозальным).
Дата добавления: 2015-08-26 | Просмотры: 1143 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 | 143 | 144 | 145 | 146 | 147 | 148 | 149 | 150 |
|