Воспаление- первая линия иммунной защиты

выделениях и слюне.

На определенном этапе эволюции в многоклеточном организме появились клетки,

призванные защищать организм от микробов - паразитов. Постепенно

сформировалась особая система органов и клеток, обеспечивающих защиту

(иммунитет) организма.Она получила название   и м м у н н о й   с и с т е м

ы. Клетки, входящие в состав иммунной системы, были названы   и м м у н о к о

м п е т е н т н ы м и.

И м м у н и т е т о м  называют способность иммунной системы  к отторжению

чужеродных тел. Защита организма осуществляется с помощью двух систем - н е с

п е ц и - ф и ч е с к о г о  (врожденного, естественного) и  с п е ц и ф и ч

е с к о г о  (приобретенного)  иммунитета. Эти две системы могут

рассматриваться и как две стадии единого процесса защиты организма.

Неспецифический иммунитет выступает как первая линия защиты и как

заключительная ее стадия. Система приобретенного иммунитета выполняет

промежуточные функции специфического распознавания и запоминания

болезнетворного агента (или чужеродного вещества) и подключения мощных

средств врожденного иммунитета на заключительном этапе процесса (рис. 2).

Система  врожденного иммунитета действует на основе воспаления

и фагоцитоза. В этом случае распознаются и удаляются инородные тела без

учета их индивидуальной специфики. Поэтому такой иммунитет называют н е с п е ц

и ф и ч е с к и м. Фактором неспецифического иммунитета могут быть

бактериолизин, лизоцим, фагоцитоз - пожирание и разрушение инородных тел

макрофагами и лейкоцитами и  т. д. Эта система реагирует только на

корпускулярные агенты (микроорганизмы, занозы) и на токсические вещества,

разрушающие клетки и ткани.

Вторая и наиболее сложная система - приобретенного иммунитета. Она

основана на специфических функциях лимфоцитов. Эти клетки крови распознают

чужеродные макромолекулы и реагируют на них либо непосредственно, либо

выработкой защитных белковых молекул.

С п е ц и ф и ч е с к и й  иммунитет - более совершенный механизм защиты

организма от биологической агрессии. Он возник в эволюции позже и означает

распознавание самых тонких различий между чужеродными агентами. Для удобства

такие чужеродные молекулы назвали а н т и г е н а м и. Современное

представление о структуре и функциях иммунной системы в первую очередь

связано со специфическим иммунитетом.

            

 

 

 

 Механизмы  иммунологической защиты организма  

 

         

Таким образом, даже краткий экскурс в историю развития иммунологии позволяет

оценить роль этой науки в решении ряда медицинских и биологических проблем.

Инфекционная иммунология - прародительница общей иммунологии - стала в

настоящее время только ее ветвью.

Стало очевидным, что организм очень точно различает ”свое” и “чужое”, а в

основе реакций, возникающих в нем в ответ на введение чужеродных агентов (вне

зависимости от их природы), лежат одни и те же механизмы. Изучение

совокупности процессов и механизмов, направленных на сохранение постоянства

внутренней среды организма от инфекций и других чужеродных агентов -

иммунитета, лежит в основе иммунологической науки (В. Д. Тимаков, 1973 г.).

Вторая половина ХХ века ознаменовалась бурным развитием иммунологии. Именно в

эти годы была создана селекционно-клональная теория иммунитета, вскрыты

закономерности функционирования различных звеньев лимфоидной системы как

единой и целостной системы иммунитета. Одним из важнейших достижений

последних лет явилось открытие двух независимых эффекторных механизмов в

специфическом иммунном ответе. Один из них связан с так называемыми В-

лимфоцитами, осуществляющими гуморальный ответ (синтез иммуноглобулинов),

другой - с системой Т-лимфоцитов (тимусзависимых клеток), следствием

деятельности которых является клеточный ответ (накопление сенсибилизированных

лимфоцитов). Особенно важным является получение доказательств существования

взаимодействия этих двух видов лимфоцитов в иммунном ответе.

Результаты исследований позволяют утверждать, что иммунологическая система -

важное звено в сложном механизме адаптации человеческого организма, а его

действие в первую очередь направленно на сохранение антигенного гомеостаза,

нарушение которого может быть обусловленно проникновение в организм

чужеродных антигенов (инфекция, трансплантация) или  спонтанной мутации.

 

 

         Воспаление как механизм неспецифического иммунитета   

 

     

Воспаление - реакция организма на чужеродные микроорганизмы и  продукты

тканевого распада. Это основной механизм  е с т е с т в е н н о г о  (

врожденного, или неспецифического) иммунитета, равно как начальный и

заключительный этапы иммунитета       п р и о б р е т е н н о г о.  Как и

всякая защитная реакция, оно должно сочетать способность распознавать

чужеродную для организма частицу с действенным способом ее обезвреживания и

удаления из организма. Классический пример - воспаление, вызванное занозой,

прошедшей под кожу и загрязненной бактериями.

В норме стенки кровеносных сосудов непроницаемы для компонентов крови -

плазмы и форменных элементов (эритроцитов и лейкоцитов). Повышенная

проницаемость для плазмы крови -следствие  изменения стенки сосудов,

образования "щелей" между плотно прилегающими друг к другу клетками

эндотелия. В районе занозы наблюдается торможение движения эритроцитов и

лейкоцитов (клеток белой крови), которые начинают как бы липнуть к стенкам

капилляров, образуя “пробки”. Два типа  лейкоцитов - моноциты и нейтрофилы -

начинают активно “протискиваться” из крови в окружающую ткань между клетками

эндотелия в районе формирующегося воспаления.

Моноциты и нейтрофилы предназначены для фагоцитоза - поглощения и разрушения

посторонних частиц. Целенаправленное активное движение к очагу воспаления

носит название  х е м о т а к с и с а.  Придя к месту воспаления, моноциты

превращаются в макрофаги. Это клетки с тканевой локализацией, активно

фагоцитирующие, с “липкой” поверхностью, подвижные, как бы ощупывающие все,

что находится в ближайшем окружении. Нейтрофилы также приходят в очаг

воспаления, и их фагоцитирующая активность возрастает. Фагоцитирующие клетки

накапливаются, активно поглощают и разрушают (внутриклеточно) бактерии и

обломки клеток.

Активизация трех главных систем, участвующих в воспалении, определяет состав и

динамику “действующих лиц”. Они включают систему образования кининов,

систему комплемента и систему активированных фагоцитирующих клеток.

 

 

                  

 

                      Роль Т - лимфоцитов в иммунном ответе

               

Хотя иммунный ответ запускает макрофаг, только лимфоциты имеют специальные рецепторы для распознавания чужеродных молекул “антигенов” и обеспечивают иммунный ответ. Одновременно два сигнала активации идут с поверхности Т-лимфоцитов к ядру: от антиген-распознающего рецептора и от рецептора,связавшего ИЛ-1. Под действием этого двойного сигнала в геноме Т-лимфоцитов активируются гены как самого ИЛ-2, так и гены рецепторов, специфичных для ИЛ-2. После этого продукт Т-лимфоцитов ИЛ-2 начинает воздействовать на клетки, в которых он и был синтезирован: в этих клетках активируется процесс деления. В результате усиливаются функции всей популяции Т-лимфоцитов, участвующих в специфическом иммунном ответе на данный антиген.

Характер иммунного ответа зависит от присутствия определенных цитокинов в

микроокружении Т-лимфоцитов в момент распознавания антигена и активации. Если в этот момент в окружающей среде преобладает интерлейкин-4, клетки Т-

лимфоцитов превращаются  в активированных Т-хелперов (помощников) и начинают синтезировать тот же ИЛ-4, а также ИЛ-5,6,7,10. Эти интерлейкины активируют через соответствующие рецепторы деление В-лимфоцитов, их созревание в плазматические клетки, а также начинающийся синтез специфических для данного антигена антител-иммуноглобулинов. Это объясняет, почему в данном случае Т-лимфоциты выступают в роли Т-хелперов, то есть помощников В-лимфоцитов в их основном деле - наработке запаса защитных молекул - антител.

Нередко в момент контакта с антигеном в окружении Т-лимфоцитов преобладает

другой цитокин - гамма-интерферон. Молекулы интерферона принято дополнительно обозначать буквами греческого алфавита (альфа, бета и гамма) в зависимости от клеток - продуцентов (лейкоциты, фибробласты, лимфоциты). Если гамма-интерферон превалирует, то активация идет по другому пути: Т-лимфоциты начинают продуцировать еще большие количества гамма-интерферона, а также молекулы фактора некроза опухолей (ФНО) и другие цитокины, участвующие в клеточном иммунном ответе - в иммунном воспалении. В последнем случае Т-лимфоциты выступают в качестве помощника макрофагов, так как их продукт (гамма-интерферон) призван активировать функции макрофагов в борьбе с микробами-паразитами. Название “интерферон” происходит от глагола “интерферировать”, то есть вступать в противоречие, в борьбу. В данном случае гамма - интерферон не сам борется с микробами, а повышает антимикробную активность макрофагов. В клеточном иммунном ответе основную роль играют активированные макрофаги и Т-лимфоциты. Среди Т-лимфоцитов существует разновидность цитотоксических Т-клеток, которые называют еще Т-киллеры за способность убивать другие клетки, в том числе клетки, зараженные вирусами и другими микробами.

Но и этим не исчерпываются возможные функции Т-лимфоцитов. Они держат весь иммунный ответ под контролем, не допуская чрезмерной активации отдельных иммунокомпетентных клеток, которая чревата осложнениями. Инструментами такого контроля служат цитокины, способные не только активировать (усиливать), но и

подавлять (ингибировать)  функции других клеток.

Между Т-лимфоцитами и макрофагами существует двухсторонняя связь. Первые

получают от макрофагов сигнал активации в виде молекулы интерлейкина-1, для

восприятия которого имеют на поверхности соответствующие рецепторы (рис. 9).

От рецепторов идет сигнал активации генов Т-лимфоцитов, заведующих синтезом

ИЛ-2 и гамма-интерферона. Рецепторы Т-лимфоцитов распознают ИЛ-2. После того, как последний садится на рецептор, от него поступает сигнал дальнейшей

активации синтезов в клетках Т-лимфоцитов и начала деления клетки. Что

касается гамма-интерферона, то эти молекулы направляются в виде ответного

послания макрофагу, на поверхности которого их ждут соответствующие

рецепторы. Гамма-интерферон не зря называют макрофаг-активирующим фактором.

Связавшись со своим рецептором на внешней поверхности клетки-макрофага, он

посылает к ядру этой клетки сигналы активации нескольких десятков генов, в

том числе гена, ответственного за синтез интерлейкина-1. В результате Т -

лимфоциты получают от активированного макрофага новую порцию активирующих их

молекул ИЛ-1.

Система образования кининов обнаруживает чужеродное тело по его отрицательно заряженной поверхности. На ней адсорбируется так называемый фактор Хагемана (ФХ) - один из начальных компонентов системы свертывания крови. Этот белок присутствует в крови и имеет сродство к отрицательно заряженным поверхностям.

Поверхности же собственных клеток устроены так, что они не адсорбируют ФХ и

не индуцируют тем самым дальнейшую цепь событий. Это самый простой и

примитивный способ отличать “свое” от “не своего”, используемый организмом в

естественном иммунитете. Вторая особенность системы образования кининов – ряд каскадных усилений начальной реакции, резко повышающих эффект первичных взаимодействий.

Таким образом, “точечная” начальная реакция на чужеродной поверхности

порождает макроскопические, видимые простым глазом физиологические изменения в формирующемся очаге воспаления.

                             

 

 

                                                Фагоцитоз                              

Громадная роль фагоцитоза не только во врожденном, но и в приобретенном

иммунитете становится все более очевидной благодаря работам последнего

десятилетия. Фагоцитоз начинается с накопления фагоцитов  в очаге воспаления.

Главную роль в этом процессе играют моноциты и нейтрофилы. Моноциты, придя в очаг воспаления, превращаются в макрофаги - тканевые фагоцитирующие клетки.

Фагоциты, взаимодействуя с бактериями, активируются, их мембрана становится

“липкой”, в цитоплазме накапливаются гранулы, наполненные мощными протеазами.

Возрастают поглощение кислорода и генерация активных форм кислорода

(кислородный взрыв), включая  перекиси водорода и гипохлорита, а также окись

азота.

В дополнение к перечисленным признакам активации, макрофаги начинают выделять  в среду мощные медиаторы воспаления, среди которых особой активностью отличаются фактор некроза опухолей (ФНО), гамма-интерферон и

интерлейкин-8 (ИЛ-8). Все они являются биологически активными пептидами.

Какова же их роль в воспалении?  Начнем с ФНО.  Этот небольшой белок,

синтезируемый и секретируемый макрофагами, обладает множественной

активностью. Он активирует сами же макрофаги и нейтрофилы, а также индуцирует синтез и появление на мембране клеток сосудистого эндотелия особых белков, специфически взаимодействующих с клеточной  поверхностью моноцитов и нейтрофилов. Поверхность эндотелия  благодаря  этому становится  “липкой” для этих клеток.

ИЛ-8 вызывает  появление в клетках эндотелия рецепторов, реагирующих с

моноцитами и нейтрофилами с высоким сродством, так что эти клетки