Формирование невосприимчивости к инфекционным заболеваниям
Основной функцией иммунной системы является защита генетической целостности организма от проникновения чужеродных веществ. Эта защита обеспечивается сложной системой органов, клеток и растворимых факторов (антител, цитокинов и пр.). В механизмах устойчивости организма к генетически чужеродной информации участвуют два основных феномена: неспецифическая резистентность и приобретенный иммунитет.
Иммунитет — способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетической чужеродности (Р.В. Петров, 1983).
Иммунологические функции осуществляются на двух уровнях.
Первый – филогенетически более древний – уровень составляют неспециализированные защитные механизмы, действующие против любого чужеродного фактора. Эти механизмы действуют постоянно и обеспечивают состояние, получившее название врожденного, естественного, иммунитета или неспецифической резистентности. Механизмы неспецифической резистентности функционируют в организме постоянно, обусловливая в случаях массивного микробного или иного дестабилизирующего воздействия воспалительную реакцию, одинаковую при разных возбудителях.
Второй уровень иммунологических функций составляют механизмы, определяющие способность организма к избирательному (специфическому) ответу на конкретные антигены. Данная группа функций получила название приобретенного, или специфического, иммунитета.
Врожденный и приобретенный иммунитет реализуются действием клеток и гуморальных факторов, что привело к формулировке терминов — клеточный и гуморальный иммунитет.
Особенностью приобретенного иммунитета является развитие иммунологической памяти - способности к сильному и быстрому ответу на повторное воздействие антигена. В соответствии с этим реакция организма на первое воздействие антигена получила название «первичный ответ», а реакция на повторное воздействие антигена — «вторичный ответ». После перенесения инфекционного заболевания формируется состояние, именуемое постинфекционным иммунитетом, которое состоит в высокой устойчивости к возможности повторного развития того же заболевания. Аналогом постинфекционного иммунитета является поствакцинальный иммунитет, развивающийся после проведения прививок.
При некоторых заболеваниях (туберкулез, сифилис) устойчивость к повторному заражению сохраняется на протяжении того времени, пока в организме присутствует возбудитель болезни. Такой иммунитет называют инфекционным, или нестерильным.
Приобретенный антиинфекционный иммунитет отражает специфическую устойчивость, возникающую в организме в течение его жизни на конкретные виды микроорганизмов. Приобретенный иммунитет подразделяется на естественный и искусственный. Каждый из них, в свою очередь, делится на активный и пассивный иммунитет.
Формирование приобретенного иммунитета – процесс активной перестройки иммунной системы, приводящий к образованию гуморального либо клеточного иммунитета — антител и клеток, способных эффективно взаимодействовать с антигенами, вызвавшими развитие иммунной реакции. В этих случаях иммунитет называют активным. Активный иммунитет формируется также после введения вакцин и анатоксинов.
Антитела и клетки иммунного организма способны вызвать состояние невосприимчивости к инфекции в другом организме, если будут перенесены искусственно или попадут естественным путем. Такой иммунитет получил название пассивного. Такого рода защита возникает после введения профилактических или лечебных сывороток либо выделенных из них иммуноглобулинов. Пассивный иммунитет формируется у новорожденного ребенка за счет поступления материнских антител через плаценту при беременности (плацентарный иммунитет), либо с молозивом и молоком матери при кормлении ребенка.
Иммунитет может формироваться против микроорганизмов, их токсинов, вирусов, антигенов опухолей. В этих случаях иммунитет называют антимикробным, антитоксическим, антивирусным, противоопухолевым соответственно. При трансплантации несовместимых тканей возникает трансплантационный иммунитет (реакция отторжения трансплантата). Трансплантированные клетки иммунной системы (например, клетки костного мозга) могут вызвать у реципиента реакцию «трансплантат против хозяина». Иммунные реакции могут при определенных условиях возникать и против собственных антигенов организма. Эти реакции называют аутоиммунными.
Поступление в организм антигена через дыхательные пути, пищеварительный тракт и другие участки слизистых оболочек и кожи нередко обусловливает развитие выраженной локальной иммунной реакции. В таких случаях речь идет о местном иммунитете. Поступление антигена в одни участки слизистых поверхностей приводит к развитию секреторного иммунитета, связанного с образованием секреторных иммуноглобулинов класса А, защищающих все слизистые поверхности. Вместе с тем, ни один орган и никакая ткань не обладают изолированной от организма самостоятельной иммунной системой, и местный иммунитет рассматривается как локальное проявление общей иммунной защиты организма.
Состояние ареактивности к собственным антигенам носит название естественной иммунологической толерантности. Наличие естественной толерантности организма к собственным антигенам – необходимое условие для развития способности к иммунному ответу на чужеродные антигены. Естественная иммунологическая толерантность к собственным антигенам закладывается в каждом организме в эмбриональном периоде благодаря контакту элементов формирующейся иммунной системы с собственными антигенами. Утрата естественной иммунологической толерантности к своим антигенам создает предпосылки для развития аутоиммунных реакций.
К факторам неспецифической резистентности относят следующие механизмы защиты:
1) анатомо-физиологические особенности организма (барьерные функции кожи и слизистых оболочек, желудка, гистогематический барьер, выделительные функции многих органов: почек, печени, кишечника, легких). Для большинства микроорганизмов, в том числе патогенных, неповрежденная кожа и слизистые оболочки служат барьером, препятствующим их проникновению внутрь организма. Постоянное слущивание верхних слоев эпителия, секреты сальных и потовых желез способствуют удалению микроорганизмов с поверхности кожи. Еще более выраженными защитными функциями обладают конъюнктива глаз, слизистые оболочки носоглотки, дыхательного, желудочно-кишечного и мочеполового трактов. Слеза, моча и секреты, выделяемые слизистыми, слюнными и пищеварительными железами, не только смывают микроорганизмы с поверхности слизистых оболочек, но и оказывают бактерицидное действие, обусловленное содержащимися в них ферментами, в частности лизоцимом.
2) Нормальная микрофлора тела человека. Представители нормальной микрофлоры участвуют в неспецифической защите заселенных ими участков желудочно-кишечного, дыхательного, мочеполового трактов, кожных покровов. Обитающие в определенных биотопах микроорганизмы препятствуют адгезии и колонизации поверхностей тела. Защитное действие нормальной микрофлоры может быть обусловлено конкуренцией за питательные вещества, изменением рН среды, продукцией колицинов и других активных факторов, препятствующих внедрению и размножению патогенных микроорганизмов. Нормальная микрофлора способствует созреванию иммунной системы и поддержанию ее в состоянии высокой функциональной активности, так как компоненты микробной клетки неспецифически стимулируют клетки иммунной системы.
3) Гуморальные механизмы неспецифической резистентности (лизоцим, системы комплемента и пропердина).
Лизоцим – фермент, разрушающий мукополисахариды бактериальных оболочек и тем самым создающий антибактериальный барьер в организме, содержится в лейкоцитах, слезах, слюне, крови, грудном молоке, на слизистых оболочках дыхательных путей, кишечника. Лизоцим продуцируется моноцитами крови и тканевыми макрофагами. Он вызывает лизис многих сапрофитных бактерий, оказывая менее выраженное литическое действие на ряд патогенных микроорганизмов и не активен в отношении вирусов.
Комплемент – многокомпонентная система сывороточных белков, осуществляющих лизис сенсибилизированных антителами клеточных антигенов, обусловливает реакцию иммунного прилипания, участвует в опсонизации бактерий, вирусов, ускоряя их фагоцитоз. Компоненты комплемента продуцируются клетками печени, мононуклеарными фагоцитами и содержатся в сыворотке крови в неактивном состоянии. Активация компонентов комплемента осуществляется с участием антигена и антитела (классический путь) или имеет пропердиновый механизм (альтернативный путь). Система комплемента усиливает фагоцитоз, обеспечивает элиминацию из организма вирусов и бактерий.
Пропердин – белок сыворотки крови, совместно с комплементом усиливает фагоцитоз бактерий и других чужеродных частиц, участвует в лизисе клеток и развитии воспалительных реакций. Пропердиновая система, обеспечивающая неспецифическую защиту организма, особенно важна в тех случаях, когда специфические антитела, необходимые для активации комплемента, отсутствуют или их недостаточно.
4) Клеточные механизмы неспецифической защиты (фагоцитоз). Фагоцитозом со времен И.И. Мечникова называют поглощение инородных частиц. Осуществляют фагоцитирование две популяции клеток: циркулирующие в крови гранулоциты (микрофагоциты) и тканевые макрофаги, образующие единую систему мононуклеарных фагоцитов (СМФ).
Фагоцитоз протекает в несколько стадий:
- хемотаксис - целенаправленное движение фагоцита и микроба друг к другу;
- адгезия чужеродных клеток на поверхности фагоцита;
- эндоцитоз (поглощение чужеродного агента);
- переваривание поглощенных частиц с помощью лизосомальных ферментов фагоцитов.
Особенность положения фагоцитов в системе иммунитета состоит в том, что, несмотря на неспецифичность самого фагоцитарного акта, фагоциты, главным образом макрофаги, обеспечивают подготовку антигенов и переработку их в иммуногенную форму. Кроме того, они осуществляют кооперацию Т- и В-лимфоцитов, необходимую для инициирования иммунного ответа. Таким образом, фагоциты принимают участие и в специфических формах реагирования на чужеродные субстанции.
Специфический иммунитет – особое свойство организма отвечать специфическими иммунными реакциями на специфический раздражитель – антиген.
Основной функцией специфического иммунного ответа является специфическая блокада, нейтрализация, разрушение или элиминация именно тех субстанций, которые стимулировали иммунный ответ.
Иммунологическая реактивность организма определяется функциональной активностью двух основных клеточных систем: Т- и В-лимфоцитов. И если Т-клетки участвуют в реакции гиперчувствительности замедленного типа, являются основным фактором в противовирусной устойчивости к опухолям, отторжении трансплантанта и обеспечивают развитие клеточного иммунитета, то основной функцией В-клеток является защита против различных инфекций путем продукции разных типов антител, т.е. создание гуморального иммунитета. Синтез антител является самым универсальным, высокоспецифичным и эффективным способом реакции на чужеродные вещества.
Иммуноглобулины класса М составляют около 10% всего пула иммуноглобулинов в организме. В его состав входят антитела против грамотрицательных бактерий (шигеллы, сальмонеллы и др.), частично против вирусов, растворимых антигенов и токсинов. Антитела класса М не проходят через плаценту, поэтому новорожденный может заболеть бактериальными кишечными инфекциями, респираторной инфекцией и др.
Иммуноглобулины класса G составляют 80% всех иммуноглобулинов. К ним относятся большая часть противовирусных антител (против кори, эпидемического паротита, ОРВИ), а также противомикробные и противориккетсиозные антитела. Важнейшей особенностью Ig G является их способность проходить через плаценту. Сразу после рождения начинается процесс катаболизма пассивно полученных Ig G, и уровень их постепенно снижается, достигая минимальных значений на 6-9 месяце жизни. Именно в этом возрасте ребенок наиболее восприимчив ко многим вирусным и бактериальным инфекционным заболеваниям.
Иммуноглобулины класса А составляют по объему около 15% всех иммуноглобулинов сыворотки крови. Характерно присутствие Ig А в молозиве, слюне, слезе, носовом и бронхиальном секретах, а также в эпителии слизистой оболочки кишечника. Эти иммуноглобулины играют решающую роль в местном иммунитете. Но поскольку Ig А не проходят через плаценту, у ребенка при рождении они почти отсутствуют. Этим можно объяснить особую восприимчивость новорожденных и детей первых месяцев жизни к бактериальным кишечным инфекциям, ОРВИ и различным кожным заболеваниям. Секреторные Ig А в агрегированной форме активируют комплемент по альтернативному пути, что приводит к стимуляции местной фагоцитарной защиты.
Процесс формирования аллергической реактивности коррелирует с содержанием в сыворотке крови иммуноглобулинов Е, представленных реагинами, участвующими в аллергических реакциях. У новорожденных и детей первого года жизни Ig Е практически не обнаруживаются, с увеличением возраста концентрация их нарастает.
Иммуноглобулины класса D до 75% содержатся в крови. Ig D не проходят через плаценту и не связывают комплемент. Полагают, что они являются одним из рецепторов предшественников В-лимфоцитов.
Формирование поствакцинального иммунитета
В ответ на введение вакцины в организме происходит активация иммунной системы в виде ряда последовательных этапов:
- захват антигена макрофагами;
- презентация информации об антигене макрофагами Т-лимфоцитам;
- пролиферация и дифференцировка Т-клеток с появлением регуляторных хелперов и супрессоров, цитотоксических Т-клеток;
- активация В-клеток с превращением их в плазматические антителопродуцирующие клетки;
- формирование клеток памяти;
- продукция специфических антител.
В процессе антителообразования условно можно выделить 3 этапа: первый этап – скрытый или индуктивный – охватывает время с момента введения антигена до формирования антителопродуцирующих клеток. Продолжительность этой фазы 12-24 часа, ее отличительная особенность в том, что в этот период еще можно воздействовать на иммуногенез, усиливая или замедляя его. Второй этап - это собственно продукция антител, вплоть до максимального уровня, в соответствии с силой антигенного раздражителя. Продолжительность этой фазы бывает различной - от нескольких дней до 3-5 недель, и повлиять на нее уже нельзя. После достижения наивысшего уровня иммунного ответа начинается третий этап, когда концентрация антител медленно снижается в течение месяцев и многих лет.
Различают иммунизацию активную, пассивную и комбинированную.
Активная иммунизация – это введение в организм препарата (вакцины, анатоксина), содержащего ослабленный возбудитель или его антигены, или анатоксины (корь, дифтерия, полиомиелит, сибирская язва, туляремия и др.).
Пассивная иммунизация (серопрофилактика) – это введение препарата, содержащего готовые специфические антитела (иммунные сыворотки, иммуноглобулины). Сообщаемый в результате такой иммунизации пассивный иммунитет образуется быстро, однако отличается кратковременностью (столбняк, вирусный гепатит А, корь и др.).
Комбинированная (активно-пассивная) иммунизация представляет собой последовательное введение иммуноглобулина (сыворотки) для быстрого формирования иммунитета и вакцины (анатоксина) для закрепления иммунного эффекта создания стойкого, длительного иммунитета (бешенство, столбняк).
Виды иммунитета:
Врожденный
· коллективный (видовой),
· индивидуальный.
Приобретенный:
- естественный:
· активный: постинфекционный,
дробная бытовая иммунизация;
· пассивный: материнский (через плаценту, при грудном вскармливании);
- искусственный:
· активный: после введения вакцин, анатоксинов,
· пассивный: после введения сывороток, иммуноглобулинов.
Естественный активно приобретенный иммунитет возникает после перенесенных заболеваний или естественной иммунизации микробными антигенами, проникающими в организм через кожу или слизистые оболочки из окружающей среды. Пассивно приобретенный естественный иммунитет передается через молоко матери или благодаря проникновению антител к плоду через плаценту. Через плацентарный барьер проникают IgG, в то время как IgM, IgD, IgA не обладают такой способностью.
Искусственно приобретенный иммунитет развивается после иммунизации. Пассивно приобретенный искусственный иммунитет возникает при введении готовых антител в виде иммунных сывороток, плазмы, иммуноглобулинов. Сюда же относятся случаи адаптивного иммунитета, индуцированного с помощью В-лимфоцитов. Пассивный иммунитет быстрее развивается, менее стоек и не столь продолжителен, как активный иммунитет.
Приобретенный антиинфекционный иммунитет не обособлен от неспецифической резистентности организма, которую обеспечивают системы фагоцитов, комплемента, естественных киллеров, лизоцима, интерферонов и других медиаторов взаимодействия клеток, вызванных неспецифическими раздражителями, белков острой фазы воспаления и других веществ, участвующих в механизмах развития воспаления.
Механизмы естественной резистентности и специфического иммунитета тесно взаимодействуют на всех стадиях поствакцинального иммунитета. Фагоцитоз, система комплемента, медиаторы воспаления, лизоцим и пр. крайне важны для развития и проявления поствакцинального иммунитета. Эффекторные факторы специфического иммунитета (антитела, медиаторы, образующиеся иммунными лимфоцитами, и т.п.) в значительной степени усиливают неспецифическую резистентность.
У двух видов резистентности общая функция — инактивация, подавление жизнеспособности и размножения возбудителя и удаление из организма антигенного материала. Естественная резистентность является основой для развития приобретенного иммунитета. Все клеточные и гуморальные факторы неспецифической резистентности участвуют как эффекторные механизмы в развитии приобретенного иммунитета. Вместе с тем в процесс становления приобретенного иммунитета вовлекается новая система иммунокомпетентных клеток, растворимых факторов и антител (рис. 2). Эта система имеет свой генетический контроль, отличный от генетического контроля неспецифической резистентности.
Рис. 2. Связь иммунитета и аллергии
Инфекционный иммунитет формируется к различным возбудителям инфекционных болезней и может быть антибактериальным, антивирусным, антигрибковым, антириккетсиозным и др.
В реализации процессов иммунитета и повышенной чувствительности (замедленного и немедленного типов) участвуют Т- и В-лимфоциты и макрофаги и тем не менее эти процессы имеют свои особенности и не являются идентичными.
Приобретенная антиинфекционная резистентность складывается из гуморального и клеточного иммунитета. Напряженность гуморального иммунитета зависит от свойств и уровня циркулирующих антител, клеточный иммунитет обусловлен функциональной активностью макрофагов и различных субпопуляций Т-лимфоцитов (Т-эффекторов гиперчувствительности замедленного типа, цитотоксических Т-лимфоцитов, ЕК-клеток, К-клеток). Деление иммунитета на гуморальный и клеточный весьма условное: одни и те же клетки могут участвовать в том и другом виде иммунитета. Поэтому теоретически в механизмах развития защиты против каждого инфекционного заболевания должны участвовать гуморальные и клеточные факторы.
Для антибактериального иммунитета имеет значение уровень циркулирующих антител, комплемента и функциональное состояние лейкоцитов.
В развитии противовирусного иммунитета участвуют гуморальные и клеточные факторы. Особенности противовирусного иммунитета обусловлены своеобразием строения и биологии вирусов. Иммунитет направлен на нейтрализацию и удаление из организма вируса, его антигенов и зараженных вирусом клеток. Приобретенный противовирусный иммунитет, как и другие виды антиинфекционного иммунитета, начинает развиваться со стадии представления антигена Т-хелперам.
Антитела, образующиеся при вирусных инфекциях, действуют непосредственно на вирус или на клетки, инфицированные вирусом. В связи с этим можно выделить две основные формы участия антител в развитии противовирусного иммунитета. Одна из них — нейтрализация вируса антителами. Такая нейтрализация препятствует рецепции вируса на клетке и проникновению его в клетку. Эффект нейтрализации усиливается в присутствии кофактора и комплемента, а также антиидиотипических антител, которые появляются на поздних сроках инфекции и связывают иммуноглобулиновые эпитопы комплекса, состоящего из вирусных частиц и антител. Опсонизация вирионов с помощью антител способствует фагоцитозу. Комплекс, состоящий из вирусных частиц и иммуноглобулина, связывается с поверхностью макрофага за счет его Fc-рецепторов. Интериализация комплекса в фагоцитарной вакуоле ведет обычно к гибели возбудителя.
Вторая форма участия антител — иммунный лизис инфицированных клеток. Возможны два варианта такой цитотоксичности. Комплементзависимая цитотоксичность возникает при действии антител на антигены, экспрессированные на поверхности инфицированной клетки, с последующей активацией системы комплемента. В другом случае взаимодействие инфицированной клетки с антителами класса IgG оказывается недостаточным для гибели клеток-мишеней. Цитотоксичность возникает, если клетки-мишени дополнительно контактируют с клетками, несущими рецепторы к Fc-фрагментам IgG. Такими клетками являются О-лимфоциты (ни Т-, ни В-клетки), полиморфно-ядерные лейкоциты и макрофаги, которые не обладают специфичностью по отношению к вирусному антигену.
Основную массу противовирусных антител составляют IgG. Антитела класса IgM свидетельствуют о свежеперенесенной инфекции, они появляются раньше и раньше исчезают по сравнению с IgG-антителами. При многих энтеровирусных и ротавирусных инфекциях важное значение приобретает местный иммунитет, связанный с образованием и секрецией антител класса IgA.
Вируснейтрализующие антитела действуют непосредственно на вирус только тогда, когда вирус, разрушив одну клетку, распространяется на другую. Некоторые вирусы, например вирусы герпеса, цитомегалии, переходят из клетки в клетку по цитоплазматическим мостикам и избегают действия циркулирующих антител.
При микозах приобретенный иммунитет характеризуется разнообразием проявлений, связанных со сложностью антигенного состава грибов, его изменчивостью в зависимости от условий существования, формы и стадии микоза. Основу иммунитета при микозе составляет клеточный иммунитет. Напряженность иммунитета при грибковых заболеваниях связана с формой микозов. Слабый иммунный ответ развивается при поверхностных микозах и более сильный — при глубоких микозах, при всех формах микозов развивается гиперчувствительность замедленного типа, которая может сохраняться очень долго.
При протозойных инфекциях особенности иммунитета обусловлены внутриклеточной локализацией паразита, изменчивостью его поверхностных антигенов, наличием антигенов, общих с антигенами хозяина. Интенсивность иммунного ответа при протозойных инфекциях очень слабая, уровень циркулирующих антител поднимается медленно, эффективность антител, относящихся к классам IgM и IgG, недостаточна. В некоторых случаях антитела действуют на возбудитель лишь на определенной стадии его развития. Вследствие стадийности протозойных инфекций развивающийся иммунитет характеризуется сменой специфичности. Кроме антител, вызывающих гибель возбудителя, образуются антитела, индуцирующие его изменчивость. В результате этого иммунитет при протозойных инфекциях часто бывает нестерильным.
Многие простейшие, например плазмодии малярии и трипаносомы, вызывают сильную неспецифическую супрессию иммунного ответа хозяина. Заболевание прекращается лишь в том случае, если развивается клеточный иммунитет, что имеет место при кожной форме лейшманиоза.
Для иммунитета при гельминтозах характерны слабая напряженность и низкая специфичность, повышение иммунологических показателей происходит преимущественно в личиночной стадии развития паразита. На характер иммунного ответа, индуцированного гельминтами, оказывают влияние их морфологические и биологические особенности (крупные размеры, сложность антигенного состава, цикличность развития и пр.). В специфическом иммунитете участвуют циркулирующие антитела классов G, М, Е и в меньшей степени А. Гельминты оказывают выраженное адъювантное действие на продукцию IgE, уровень которого при гельминтозах, как правило, бывает повышенным.
Несмотря на развитие иммунных реакций, паразит способен длительное время сохраняться в организме. Это объясняется наличием у паразита антигенов, общих с антигенами хозяина, утратой паразитами рецепторов, обеспечивающих развитие эффекторных иммунных механизмов, и сильными иммуносупрессивными свойствами гельминта. Это ведет к хронизации инфекции, создает риск возникновения других инфекций и онкологических заболеваний. Некоторые паразиты, например шистосомы, покрываются антигенами хозяина и тем самым избегают повреждений, вызываемых иммунными реакциями.
Иммунный ответ на введение антигена состоит из нескольких стадий. Первая стадия — индуктивная — включает поступление антигена в организм, процессинг и презентацию антигена Т-клетками, продолжается несколько суток. Вторая стадия - продуктивная, разделяется на 2 фазы: фаза роста и накопления антител и иммунокомпетентных клеток в крови (продолжительность для разных антигенов составляет от 5 дней до 4 нед.). Быстрое нарастание уровня антител на коревую вакцину позволяет использовать ее для экстренной профилактики кори в течение 3 дней после контакта с больным. При коклюше и дифтерии фаза роста антител до защитного уровня продолжается 2 и 3 нед. соответственно, что больше инкубационного периода. Снижение иммунитета происходит сначала быстро, а затем медленно в течение лет и даже десятилетий. При быстром снижении иммунитета необходимо чаще вводить бустерные дозы вакцин.
Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 2961 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
|