Зміст
2
3
4
5
6
7
8
9
11
12
13
14
15
16
17
18
20
21
21
22
23
25
26
27
Введення
Глава I. Органи і клітини імунної системи
А. Бар'єри проти інфекцій
Б. Освіта макрофагів і лімфоцитів
В. Розвиток клітин імунної системи
Глава II. Неспецифічний імунітет
А. Зародження імунології
Б. Запалення як механізм неспецифічного імунітету
В. Освіта кінінів
Г. Роль Т -- лімфоцитів в імунній відповіді
Д. Система комплементу і її активація
Е. Фагоцитоз
Глава III. Специфічний імунітет
А. Гуморальний і клітинний імунітет
Б. Характерні риси специфічного імунітету
В. Антитіла та антиген-розпізнають рецептори лімфоцитів
Г. Клітинні механізми імунітету
Д. ефекторні механізми імунітету
Глава IV. Генетично запрограмована смерть клітини
А. "Життя або смерть?"
Б. Апоптоз як засіб профілактики
В. Як організм захищається від бактерій
Г. Як організм захищається від вірусів
Д. Імунодефіцитні стану (ІДС)
Висновки
Висновок
Список літератури
Додаток
Введення
І. І. Мечников відкрив першу клітку імунної системи, яку назвали ф а - г о ц и т, або м а к р о ф а р. Грецьке слово "фаг" означаєпоїдання, пожирання.
Фагоцитоз був відомий вченим c 1862 р. по робіт Е. Геккеля, алетільки Мечников першим пов'язав фагоцитоз із захисною функцією імунноїсистеми. Можна сказати, що саме з відкриття фагоцитозу почалася к л е т оч н а і м м у н о л о г і я.
У 1892 р. Мечников випускає свою стала відразу знаменитою книгу
"Лекції з патології запалення". У французькому назві праці, що вийшову світ в 1901 р., він вперше використав слово "і м м у н і т е т" дляпозначення системи захисту організму від зовнішнього інфекційного агента,яка робить його вільним від хвороб.
Ми живемо в потенційно ворожому світі, наповненому величезнимбезліччю інфекційних агентів, які мають різні розміри, форму,будова і руйнівну здатність. Вони були б раді використовувати насдля розмноження своїх "паразитичних генів", якщо б ми, в свою чергу,не виробили цілу низку захисних механізмів, щонайменше рівних заефективності та винахідливості. Дія цих захисних механізмівзабезпечує виникнення імунітету до інфекцій (від лат. immunitas --вільний від чого-небудь).
Кожна система в організмі виконує свої життєво необхідніфункції. Функції і м м у н н о й с и с т е м и - р а с п о з н а в а н іе й у д а л е н н я з організму всього чужорідного - мікробів,вірусів, грибків і навіть власних клітин і тканин, коли вони під дієюфакторів навколишнього середовища змінюються і стають чужорідними. До нихвідносяться мутантні і пухлинні, пошкоджені і постарілі клітини,які з'являються протягом усього життя організму. Особливі випадкиконфлікту між імунною системою організму і чужорідними клітинамивиникають при хірургічних пересадки органів і тканин.
Глава I. Органи і клітини імунної системи
А. Бар'єри проти інфекцій
Найпростіший шлях уникнути інфікування - це запобігтипроникнення збудника в організм (рис. 1). Головною лінією оборонислужить, звичайно, шкіра. Будучи неушкодженою, вона непроникна длябільшості інфекційних агентів. До того ж, більшість бактерій нездатні довго існувати на поверхні шкіри через пряме згубногодії молочної кислоти і жирних кислот, що містяться в поті і секретісальних залоз.
Слиз, що виділяється стінками внутрішніх органів, діє як захиснийбар'єр, що перешкоджає прикріплення бактерій до епітеліальних клітинах.
Мікроби і інші чужорідні частинки, захоплені слизом, видаляютьсямеханічним шляхом - за рахунок руху війок епітелію, з кашлем ічханням. До інших механічних факторів, що сприяють захисту поверхніепітелію, можна віднести вимиваються дію сліз, слини і сечі. У багатьохрідинах, секретується організмом, містяться бактерицидні компоненти --кислота в шлунковому соку, лактопероксідаза в молоці і лізоцим в сльозах,носових виділеннях і слині.
На певному етапі еволюції у багатоклітинних організмі з'явилисяклітини, покликані захищати організм від мікробів - паразитів. Поступовосформувалася особлива система органів і клітин, що забезпечують захист
(імунітет) організма.Она отримала назву й м м у н н о й с и с т е ми. Клітини, що входять до складу імунної системи, були названі й м м у н о ко м п е т е н т н и м і.
І м м у н і т е т о м називають здатність імунної системи довідторгнення чужорідних тел. Захист організму здійснюється за допомогою двохсистем - н е з п е ц і - ф и ч е с к о г о (природженого, природного) із п е ц і ф і ч е с к о г о (придбаного) імунітету. Ці дві системиможуть розглядатися і як дві стадії єдиного процесу захисту організму.
Неспецифічний імунітет виступає як перша лінія захисту і якзаключна стадія її. Система набутого імунітету виконуєпроміжні функції специфічного розпізнавання і запам'ятовуванняхвороботворного агента (або чужорідного речовини) і підключення потужнихкоштів вродженого імунітету на заключному етапі процесу (рис. 2).
Система вродженого імунітету діє на основі запалення іфагоцитозу. У цьому випадку розпізнаються і віддаляються чужорідні тіла без урахуванняїхньої індивідуальної специфіки. Тому такий імунітет називають н е з п е ц іф и ч е с к и м. Фактором неспецифічного імунітету можуть бутибактеріолізін, лізоцим, фагоцитоз - пожирання і руйнування чужорідних тілмакрофагами і лейкоцитами і т. д. Ця система реагує тільки накорпускулярні агенти (мікроорганізми, занози) і на токсичні речовини,що руйнують клітини і тканини.
Друга і найбільш складна система - набутого імунітету. Воназаснована на специфічних функціях лімфоцитів. Ці клітини крові розпізнаютьчужорідні макромолекули і реагують на них або безпосередньо, абовиробленням захисних білкових молекул.
З п е ц і ф і ч е с к и й імунітет - досконаліший механізмзахисту організму від біологічної агресії. Він виник в еволюції пізніше іозначає розпізнавання самих тонких відмінностей між чужорідними агентами.
Для зручності такі чужорідні молекули назвали а н т и р е н а м і.
Сучасне уявлення про структуру та функції імунної системи в першучергу пов'язано зі специфічним імунітетом.
Б. Освіта макрофагів і лімфоцитів
В анатомічному відношенні імунна система здається роз'єднаної. Їїоргани і клітини розсіяні по всьому тілу, хоча насправді всі вони пов'язанів єдину систему кровоносних і лімфатичних судинах. Органи імунноїсистеми прийнято поділяти на ц е н т р а л ь н и е и п е р и ф е р и ч нк и е. До центральних органів відносять кістковий мозок і тимус, допериферичних органів - лімфовузли, селезінку, лімфоїдні скупчення (різнихрозмірів), розташовані вздовж кишечника, легень і т.д. (рис. 3).
Кістковий мозок містить стовбурові (або зародкові) клітини --родоначальниці всіх кровотворних клітин (еритроцитів, тромбоцитів,лейкоцитів, макрофагів і лімфоцитів). Макрофаги і лімфоцити - основніклітини імунної системи. Узагальнено і коротко їх прийнято називати й м м у нн о ц и т а м і. Перші стадії розвитку імуноцитів проходять в кістковомумозку. Це їх колиска.
Макрофаги, вони ж фагоцити, - пожирачі чужорідних тіл і самідревні клітини імунної системи. Пройшовши кілька стадій розвитку (рис. 4),вони залишають кістковий мозок у вигляді моноцитів (круглих клітин) і певнечас циркулюють в крові. З кров'яного русла вони проникають у всі органи ітканини, де змінюють свою круглу форму на оторочену. У такому вигляді вонистають більш рухливими і здатними прилипати до будь-яких потенційним
"Чужеродцам".
Лімфоцити сьогодні вважаються головними фігурами в імунологічномунагляд. Це система клітин з різним функціональним призначенням. Вжев кістковому мозку попередники лімфоцитів розділяються на дві великігілки. Одна з них - у ссавців - завершує свій розвиток в кістковомумозку, а у птахів в спеціалізованому лімфоїдному органі - бурсі (сумці), відлатинського слова bursa. Звідси ці лімфоцити отримали назву bursa -залежні, або В-лімфоцити. Інша велика гілка попередників зкісткового мозку переселяється в інший центральний орган лімфоїдної системи --тимус. Ця гілка лімфоцитів отримала назву тимус-залежні, або Т -лімфоцити (загальна схема розвитку клітин імунної системи представлена нарис. 4).
В. Розвиток клітин імунної системи
В - лімфоцити, як і моноцити, проходять дозрівання в кістковому мозку,звідки зрілі клітини виходять в кров'яне русло. В-лімфоцити також можутьзалишати кров'яне русло, осідаючи в селезінці і лімфовузлах, і перетворюватися наплазматичні клітини.
Найважливіша подія у розвитку В-лімфоцитів - перекомбінація імутірованіе генів, що мають відношення до синтезу а н т и т е л (білків зкласу імуноглобулінів, спрямованих проти антигенів). У результатітакий генної перекомбінаціі кожен По-лімфоцит стає носієміндивідуального гена, здатного синтезувати окремі антитіла протиодного антигену. І оскільки По-популяція складається з безлічі окремихклонів (потомства цих антітелопродуцентов), то в сукупності вони здатнірозпізнати і знищити весь набір можливих антигенів. Після того як генисформувалися і молекули антитіл з'явилися на клітинній поверхні у виглядірецепторів, В-лімфоцити залишають кістковий мозок. Короткий час вонициркулюють в кров'яному руслі, а потім впроваджуються в периферичні органи,як би поспішаючи виконати своє життєве призначення, оскільки термінжиття цих лімфоцитів невеликий, всього 7-10 днів.
Т-лімфоцити в період розвитку в тимусі іменуються тімоцітамі. Тимусрозташований в грудній порожнині безпосередньо за грудиною і складається з трьохвідділів. У них тімоціти проходять три стадії розвитку та навчання на и м м ун о к о м п е т е н т н о с т ь (рис. 5). У зовнішньому шарі (субкапсулярноїзоні) прибульці з кісткового мозку містяться як попередники, проходятьтут як би адаптацію та ще позбавлені рецепторів для розпізнання антигенів.
У другому відділі (кірковій шарі) вони під дією Тимусна (ростових ідиференціюються) чинників здобувають необхідні Т-клітинної популяціїрецептори для антигенів. Після переходу в третій відділ тимусу (мозковийшар) тімоціти диференціюються за функціональною ознакою і стаютьзрілими Т-клітинами (мал. 6).
Придбані рецептори, в залежності від біохімічної структурибілкових макромолекул, визначають їх функціональний статус. Більша частина Т -лімфоцитів стає ефекторними клітинами, які називаються Т-кілерами
(від англ. killer - вбивця). Менша частина виконує регуляторну функцію: Т -хелпери (від англ. helper - помічники) підсилюють імунологічнуреактивність, а Т-супресори, навпаки, послаблюють її. На відміну від В -лімфоцитів, Т-лімфоцити (переважно Т-хелпери) за допомогою своїхрецепторів здатні розпізнавати не просто чуже, а змінений "своє", тобточужорідний антиген повинен бути представлений (зазвичай макрофагами) в комплексіз власними білками організму. Після завершення розвитку в тимусі частиназрілих Т-лімфоцитів залишається у мозковому шарі, а більша частина залишає йогоі розселяється в селезінку та лімфовузли.
Тривалий час залишалося незрозумілим, чому в тимусі гинуть більше 90%що надходять з кісткового мозку ранніх попередників Т-клітин. Відомийавстралійський імунолог Ф. Бернет припускає, що в тимусі відбуваєтьсязагибель тих лімфоцитів, які здатні до аутоімунної агресії. Основнапричина настільки масової загибелі пов'язана з відбором клітин, які здатніреагувати зі своїми власними антигенами. Всі лімфоцити, які не пройшликонтролю на специфічність, гинуть.
Глава II. Неспецифічний імунітет
А. Зародження імунології
У главу своєї системи І. І. Мечников ставив фагоціт, абоклітку. Проти такого трактування люто виступали прихильники "гуморального"імунітету Е. Берінг, Р. Кох, П. Ерліх (Нобелівська премія 1901, 1905 і
1908 рр..). Латинське "гумор" або "гумор" означає рідина, в даномувипадку малася на увазі кров і лімфа. Всі троє вважали, що організмзахищається від мікробів за допомогою особливих речовин, що плавають в гумору. Їхназвали "а н т и т о к с і н и" і "а н т и т е л а".
Потрібно відзначити прозорливість членів Нобелівського комітету, якіще в 1908 р. спробували примирити дві протиборчі теоріїімунітету, нагородивши І. І. Мечникова та німця Пауля Ерліха. Потім преміїімунолога посипалися як з рогу достатку (див. Додаток).
Учень Мечникова бельгієць Ж. Борде відкрив у крові особливу вещество.Оновиявилося білком, який допомагає антитілам розпізнати антиген.
А н т и р е н а м і називають речовини, які при попаданні ворганізм стимулюють вироблення а н т и т е л. У свою чергу, антитілаявляють собою високоспецифічні білки. Зв'язуючись з антигенами
(наприклад бактеріальними токсинами), вони нейтралізують їх, не даючируйнувати клітини. А н т и т е л а синтезуються в організмі лімфоцитамиабо клітинами лімфи. Л і м ф о й греки називали чисту і прозору водупідземних ключів та джерел. Лімфа, на відміну від крові, прозоражовтувата рідина. Лімфоцити знаходяться не тільки в лімфі, але і в крові.
Однак потрапляння антигену в кров ще не достатньо для того, щоб почавсясинтез антитіл. Необхідно, щоб антиген був захоплений і переробленийфагоцитів, або макрофагів. Таким чином, мечніковских Макрофаг стоїть всамому початку імунної відповіді організму. Схема цієї відповіді може виглядатинаступним чином:
Антиген - Макрофаг -? - Лімфоцит - Антитіла -
Інфекційний агент
Можна сказати, що навколо цієї простенькій Схемки ось вже сторіччякиплять пристрасті. Імунологія стала теорією медицини і важливої біологічноїпроблемою. Тут зав'язуються молекулярна і клітинна біологія, генетика,еволюція і багато інших дисциплін. Не дивно, що саме імунологиотримали левову частку біомедичних Нобелівських премій.
Б. Запалення як механізм неспецифічного імунітету
Запалення - реакція організму на чужорідні мікроорганізми іпродукти тканинного розпаду. Це основний механізм е с т е с т о н н о го (природженого, або неспецифічного) імунітету, так само як початковий ізаключний етапи імунітету п р и о б р е т е н н о г о. Як ібудь-яка захисна реакція, воно має поєднувати здатність розпізнаватичужорідну для організму частку з дієвим способом її знешкодження івидалення з організму. Класичний приклад - запалення, викликане скалкою,що пройшла під шкіру і забрудненої бактеріями.
У нормі стінки кровоносних судин непроникні для компонентів крові
- Плазми і формених елементів (еритроцитів і лейкоцитів). Підвищенапроникність для плазми крові-наслідок зміни стінки судин,освіти "щілин" між щільно прилягають один до одного клітинамиендотелію. У районі занози спостерігається гальмування руху еритроцитів ілейкоцитів (клітин білої крові), які починають як би липнути до стіноккапілярів, утворюючи "пробки". Два типи лейкоцитів - моноцити і нейтрофіли
- Починають активно "протискуватися" з крові в навколишню тканину міжклітинами ендотелію в районі формується запалення.
Моноцити і нейтрофіли призначені для фагоцитозу - поглинання іруйнування сторонніх часток. Цілеспрямоване активний рух до вогнищазапалення носить назву х е м о т а к с и с а. Прийшовши до місцязапалення, моноцити перетворюються на макрофаги. Це клітини з тканинноїлокалізацією, активно фагоцитуючі, з "липкою" поверхнею, рухливі,як би обмацують все, що знаходиться в найближчому оточенні. Нейтрофілитакож приходять у вогнище запалення, і їх фагоцитуючі активністьзростає. Фагоцитуючі клітини накопичуються, активно поглинають іруйнують (внутрішньоклітинно) бактерії і уламки клітин.
Активізація трьох головних систем, що беруть участь у запаленні, визначаєсклад і динаміку "дійових осіб". Вони включають систему освітикінінів, систему комплементу і систему активованих фагоцитуючихклітин.
В. Освіта кінінів
Яким чином захисні клітини, що циркулюють у крові або осіли ворганах і тканинах імунної системи, отримують і сприймають сигналинебезпеки мікробної агресії? Як забезпечується сувора послідовністьвключення окремих типів клітин в боротьбі з інфекцією?
Щоб знайти відповіді на ці питання, потрібно познайомитьься з сімействоммолекул, що одержали назву цитокіни, або кініни. Основне призначення цихмолекул - перенесення сигналів від клітини до клітини (з латині клітина називаєтьсяcytos). У геномі фагацітов та інших захисних клітин є спеціальнігени, відповідальні за синтез певних цитокінів. До певного часуці гени мовчать, нічим не виявляючи своєї присутності. Проте варто тількифагоцити розпізнати впровадження в організм мікробів-паразитів, гени цитокінівпереходять в активний стан. З них зчитується інформація про структурувідповідних молекул, іде білковий синтез, і готові молекули цитокінівпочинають виділятися (секретуватися) клітиною в навколишнє середовище. Длясприйняття і розпізнання різних сигналів, у тому числі від упровадилисямікробів-паразитів, клітини несуть на своїй поверхні спеціальні складновлаштовані молекули-рецептори. Для кожного цитокіну існує свій особливийрецептор, до якого молекула цитокіну підходить, як ключ до замка. Яктільки ключ-цитокіни входить в свердловину призначеного для нього замку -рецептора, з поверхні клітини до ядра передається відповідний сигналвключення певних генів у цій клітці: інформація передана, сприйнятаі реалізується (мал. 7).
Цитокіни, будучи своєрідним міжклітинним мовою, дозволяють клітинамвзаємодіяти, об'єднуючи свої зусилля в боротьбі з мікробами-паразитами.
Працюючи в осередку інфекції, мікрофаги напрацьовують і виділяють молекулиінтерлейкіну-1, які з потоком крові потрапляють в мозок і діють на центртерморегуляції. В результаті у хворого підвищується температура тіла. Цеодин з механізмів захисту, так як більшість мікробів-паразитів повільнішерозмножуються при підвищеній температурі, а захисні клітини при такійтемпературі більш активні. Ті ж молекули інтерлейкіну-1 діють черезсвої рецептори на лімфоцити, передаючи їм сигнал активації. Це важливо в тихвипадках, коли одним мікрофаги не впоратися з інфекцією і виникаєнеобхідність включення імунної відповіді в цілому. Продукт життєдіяльностімакрофагів інтерлейкін-1 (ІЛ-1) здатний запустити каскад продукції іншихцитокінів, що отримали відповідно назви: інтерлейкіни - 2,3,4,5,6,7 іт.д. Останні знаходять відповідні рецептори на Т-лімфоцитах, В --лімфоцитах та інших клітинах, передаючи їм сигнали активації окремихфункцій (рис. 8).
Серед продуктів, напрацьовує макрофагами у вогнищі інфекції, єособливі молекули, що отримали назву фактор некрозу пухлин (ФНП).
Назва пов'язана з цитотоксичність цих молекул, тобто з їх здатністювбивати клітини-мішені, в тому числі пухлинні клітини. Рецептори для цьогофактора виявлені на поверхні всіх ядерних клітин організму, вінздатний втручатися в самі різні процеси. ФНП має безпосереднєставлення до мобілізації клітин макрофагів у вогнищах інфекції.
Г. Роль Т - лімфоцитів в імунній відповіді
Хоча імунну відповідь запускає макрофаги, тільки лімфоцити маютьспеціальні рецептори для розпізнавання чужорідних молекул "антигенів" ізабезпечують імунну відповідь. Одночасно два сигнали активації йдуть зповерхні Т-лімфоцитів до ядра: від антиген-розпізнаного рецептора і відрецептора, який зв'язав ІЛ-1. Під дією цього подвійного сигналу в геномі Т -лімфоцитів активуються гени як самого ІЛ-2, так і гени рецепторів,специфічних для ІЛ-2. Після цього продукт Т-лімфоцитів ІЛ-2 починаєвпливати на клітини, в яких він і був синтезований: у цих клітинахактивується процес поділу. В результаті посилюються функції всійпопуляції Т-лімфоцитів, що беруть участь у специфічному імунній відповіді наданий антиген (рис.8).
Характер імунної відповіді залежить від присутності певнихцитокінів в мікрооточення Т-лімфоцитів в момент розпізнавання антигену іактивації. Якщо в цей момент в навколишньому середовищі переважає інтерлейкін-4,клітини Т-лімфоцитів перетворюються на активованих Т-хелперів (помічників)і починають синтезувати той же ІЛ-4, а також ІЛ-5, 6,7,10. Ці інтерлейкіниактивують через відповідні рецептори розподіл В-лімфоцитів, їхдозрівання в плазматичні клітини, а також що починається синтезспецифічних для даного антигену антитіл-імуноглобулінів. Це пояснює,чому в даному випадку Т-лімфоцити виступають в ролі Т-хелперів, тобтопомічників В-лімфоцитів в їх основному справі - напрацювання запасу захиснихмолекул - антитіл (див. рис. 8).
Нерідко в момент контакту з антигеном в оточенні Т-лімфоцитівпереважає інших цитокінів - гамма-інтерферон. Молекули інтерферону прийнятододатково позначати літерами грецького алфавіту (альфа, бета і гамма)в залежності від клітин - продуцентів (лейкоцити, фібробласти, лімфоцити).
Якщо гамма-інтерферон превалює, то активація йде іншим шляхом: Т -лімфоцити починають продукувати ще більші кількості гамма-інтерферону,а також молекули фактора некрозу пухлин (ФНП) та інші цитокіни,беруть участь у клітинному імунній відповіді - в імунній запаленні. Уостанньому випадку Т-лімфоцити виступають в якості помічника макрофагів, такяк їх продукт (гамма-інтерферон) покликаний активувати функції макрофагів уборотьбі з мікробами-паразитами. Назва "інтерферон" походить від дієслова
"Інтерферувати", тобто вступати в протиріччя, в боротьбу. У даномувипадку гама - інтерферон не сам бореться з мікробами, а підвищуєантимікробну активність макрофагів. У клітинному імунній відповіді основнуроль відіграють активовані макрофаги і Т-лімфоцити. Серед Т-лімфоцитівіснує різновид цитотоксичних Т-клітин, які називають ще Т -кілери за здатність вбивати інші клітини, в тому числі клітини,заражені вірусами та іншими мікробами.
Але й цим не вичерпуються можливі функції Т-лімфоцитів. Вони тримаютьвесь імунну відповідь під контролем, не допускаючи надмірної активаціїокремих імунокомпетентних клітин, яка небезпечна ускладненнями.
Інструментами такого контролю служать цитокіни, здатні не тількиактивувати (посилювати), але і пригнічувати (інгібувати) функції іншихклітин.
Тим Т-лімфоцитами і макрофагами існує двосторонній зв'язок.
Перші отримують від макрофагів сигнал активації у вигляді молекули інтерлейкіну-
1, для сприйняття якого мають на поверхні відповідні рецептори
(рис. 9). Від рецепторів йде сигнал активації генів Т-лімфоцитів,завідувачів синтезом ІЛ-2 і гамма-інтерферону. Рецептори Т-лімфоцитіврозпізнають ІЛ-2. Після того, як останній сідає на рецептор, від ньогонадходить сигнал подальшої активації синтезів в клітинах Т-лімфоцитів іпочатку розподілу клітки. Що стосується гамма-інтерферону, то ці молекулинаправляються у вигляді відповідного послання макрофаги, на поверхні якогона них чекають відповідні рецептори. Гамма-інтерферон не даремно називаютьМакрофаг-що активує фактором. Зв'язавшись зі своїм рецептором на зовнішнійповерхні клітини-макрофаги, він посилає до ядра цієї клітини сигналиактивації декількох десятків генів, у тому числі гена, відповідального засинтез інтерлейкіну-1. У результаті Т - лімфоцити отримують відактивовані макрофаги нову порцію що активують їх молекул ІЛ-1 (рис.
9).
Система освіти кінінів виявляє чужорідне тіло за йогонегативно зарядженої поверхні. На ній адсорбується так званийфактор Хагемана (ФГ) - один з початкових компонентів системи згортаннякрові. Цей білок присутній у крові і має спорідненість до негативнозарядженим поверхонь. Поверхні ж власних клітин влаштовані так,що вони не адсорбують ФГ і не індукують тим самим подальшу ланцюгподій. Це найпростіший і примітивний спосіб відрізняти "своє" від "несвого ", що використовується організмом в природному імунітет. Другаособливість системи освіти кінінів - ряд каскадних підсилень початковійреакції, різко підвищують ефект первинних взаємодій.
Таким чином, "точкова" початкова реакція на чужорідної поверхніпороджує макроскопічні, неозброєним оком фізіологічнізміни до формується вогнищі запалення.
Д. Система комплементу і її активація
комплементом називаються складний комплекс білків (близько 20), які,так само як і білки, що беруть участь в процесі згортання крові, фібринолізу іосвіти кінінів, формує каскадні системи, виявлені в плазмікрові. Для цих систем характерним формування швидкого, багаторазовопосиленої відповіді на первинний сигнал за рахунок каскадного процесу. У цьомувипадку продукт однієї реакції служить каталізатором подальшої.
Ряд компонентів системи комплементу позначають символом "С" і цифрою.
У найбільшої концентрації в сироватці крові присутній компонент С3 (1,2мг/мл). Система комплементу представлена, головним чином, неактивнимипопередниками протеаз, що діють на білки. Активація системи в е ст е с т о н н о м, тобто природженому, імунітет починається з йоготретього компоненту С3 (рис. 10).
Кінцевий компонент системи комплементу (С9) включається до комплексу,атакуючий мембрану бактерій. Приєднуючи до себе кілька таких же, як івін сам, молекул, він занурюється в мембрану і полімеризується в кільце.
Утворюються пори, "продирявлівающіе" оболонку бактерії, що веде до їїзагибелі. Таким чином система комплементу розпізнає чужорідну клітку ізапускає ланцюгову реакцію активації біологічно активних білків. Це ведедо придбання комплексом токсичної активності та загибелі бактеріальноїклітини.
Т у ч н и е к л е т к и активно синтезують і зберігають великі запасипотужного медіатора запалення - гістаміну. Гладкі клітини розсіяніповсюдно в сполучної тканини і особливо вздовж кровоносних судин.
Коли до них приєднуються пептиди, гладкі клітини секретуютьгістамін в навколишнє середовище. Ендотелій капілярів під його впливомвиділяє судинорозширювальні речовини, і потік крові через вогнище запаленняістотно зростає. Між клітинами ендотелію утворюються "щілини", плазмавиходить з капілярів в зону запалення, згортається і ізолює тим самимпоширення інфекції з вогнища. За градієнту концентрації гістамінуфагоцити "піднімаються" до джерела запалення. Гістамін діє активно ішвидко, завдяки чому і є медіатором гострої фази запалення.
Повертаючись до комплементу, слід ще раз підкреслитибагатонаправленого його дії (токсичність для мікроорганізмів, посиленняфагоцитозу, генерація медіаторів запалення) і каскадне посилення всіхнапрямків його активності.
Система комплементу стоїть в центрі формування запалення і прямоведе до його найважливішого компоненту - фагоцитозу.
Е. Фагоцитоз
Величезна роль фагоцитозу не тільки у природженому, а й унабутий імунітет стає все більш очевидною завдяки роботамостаннього десятиліття. Фагоцитоз починається з накопичення фагоцитів ввогнищі запалення. Головну роль у цьому процесі відіграють моноцити інейтрофіли. Моноцити, прийшовши у вогнище запалення, перетворюються на макрофаги --тканинні фагоцитуючі клітини. Фагоцити, взаємодіючи з бактеріями,активуються, їх мембрана стає "липкою", в цитоплазмі накопичуютьсягранули, наповнені потужними протеазами. Зростають поглинання кисню ігенерація активних форм кисню (кисневий вибух), включаючи перекисуводню і гіпохлориту, а також окис азоту (рис. 11).
На додаток до перерахованих ознаками активації, макрофаги починаютьвиділяти в середу потужні медіатори запалення, серед яких особливоїактивністю відрізняються фактор некрозу пухлин (ФНП), гамма-інтерферон (Int -y) і інтерлейкін-8 (ІЛ-8). Всі вони є біологічно активнимипептидами.
Яка ж їхня роль у запаленні? Почнемо з ФНП. Цей невеликий білок,синтезується і секретується макрофагами (мал. 7), має множинноїактивністю. Він активує самі ж макрофаги і нейтрофіли, а такожіндукує синтез і поява на мембрані клітин судинного ендотеліюособливих білків, що специфічно взаємодіють з клітинної поверхнеюмоноцитів і нейтрофілів. Поверхня ендотелію завдяки цьому стає
"липкою" для цих клітин.
ІЛ-8 викликає поява в клітинах ендотелію рецепторів, що реагують змоноцитами і нейтрофілами з високою спорідненістю, так що ці клітинизупиняються в капілярах в районі запалення. Саме IL-8, поряд зіншими факторами запалення, стимулює моноцити і нейтрофіли до міграціїза його градієнту у вогнище запалення. Фагоцити мають рецептори до інтерлекіну-
8, які "відчувають" різницю в його концентрації і направляють своєрух по осі максимального відмінності (рис. 10).
Гамма-інтерферон також "багатоцільовий" медіатор запалення. Одна зголовних його функцій - аутоактівація макрофагів і активація нейтрофілів. Уцих клітинах різко посилюється синтез протеаз, які накопичуються вспеціальних цитоплазматичних органелах - лізосомах. У них відбувається
"Кисневий вибух" - продукція активних форм кисню та оксиду азоту,високотоксичних для мікроорганізмів. Поверхня фагоцитів стає
"Липкою", тому що кількість різних рецепторів на неї різко збільшується,як збільшується і "обмацують" рухливість цитоплазми цих клітин. Колитака клітина зустрічається з бактерією, то вона "прилипає" до поверхніфагоцити, обволікається його псевдоподии і виявляється всередині клітини (деі руйнується протеазами).
Так закінчується цикл "запалення - фагоцитоз". Ми бачимо, наскількипотужний і багатогранний захисний механізм діє в цьому випадку. Однак йогослабкість в його одноманітності, як би в монотонності механізму, спрацьовуєоднаково при зустрічі з різними ворогами. Природно, що різноманітніі численні популяції мікроорганізмів виробляють обхідні шляхи дляпроникнення в організм.
Глава III. Специфічний імунітет
А. Гуморальний і клітинний імунітет
В залежності від функцій лімфоцитів, специфічний імунітет прийнятоділити також на р у м о р а л ь н и й и к л е т о ч н и й. По -лімфоцити в даному випадку відповідальні за гуморальний, а Т-лімфоцити - заклітинний імунітет (рис. 12). Гуморальний імунітет названий так тому, щойого імуноцитів (В-клітини) виробляють антитіла, здатні відділятися відклітинної поверхні. Просуваючись по кров'яному або лімфатичне русло --гумору (від. лат. humor - рідина), антитіла вражають чужорідні тіла набудь-якої дистанції від лімфоцита. К л е т о ч н и м імунітет іменують тому,що Т-лімфоцити (переважно Т-кілери) виробляють рецептори, жорсткофіксовані на клітинній мембрані, і служать Т-кілерам ефективнимзброєю для ураження чужорідних клітин при безпосередньому контакті зними.
На периферії зрілі Т-і В-клітини розташовуються в одних і тих самихлімфоїдних органах - частково ізольовано, частково в суміші. Але щоЩодо Т-лімфоцитів, то їх перебування в органах нетривало. "Вічнімандрівники "постійно в русі. Термін їх життя (місяці й роки) сприяєїм у цьому. Т-лімфоцити багаторазово залишають лімфоїдні органи, потрапляючиспочатку в лімфу, потім у кров, а з крові знову повертаються в органи. Засвоє життя лімфоцит проходить вражаюче великі відстані - від 100 до 1млн. км. Завдяки циркуляції лімфоцити дивно швидко з'являються в
"Гарячих точках". Без такої здатності лімфоцитів були б неможливісвоєчасне їх розвиток, взаємодію і ефективну участь в и м му н н о м о т в е т е при вторгнення чужорідних молекул і клітин.
Повноцінний розвиток р у м о р а л ь н о г о імунної відповідівимагає не двох, а принаймні трьох типів клітин. Функція кожногоклітинного типу в антітелопродукціі суворо зумовлена. Макрофаги іінші фагоцитуючі клітини поглинають, переробляють і експресуютьантиген в імуногенний, доступною для Т-і В-лімфоцитів формі. Т-хелперипісля розпізнавання антигену починають продукцію цитокінів, що забезпечуютьдопомога В-клітинам. Ці останні клітини, отримавши специфічний стимул відантигену і неспецифічний від Т-клітин, починають продукцію антитіл (рис.
13).
При формуванні к л е т о ч н о г о типу імунної відповіді такожнеобхідна кооперація різних типів клітин.
Б. Характерні риси специфічного імунітету
Розглянемо реакцію з п е ц і ф і ч е с к г о імунітету на двохзовні абсолютно несхожих моделях - виведення чужорідного білка івідторгненні чужорідної тканини.
Чужорідний білок не викликає ні запалення, ні фагоцитозу. Вінбезперешкодно мине першу лінію захисту і безпосередньо зустрічаєтьсяз другої. Організм відрізняє "своє" від "не свого", це первая особливістьреакції специфічного імунітету. Так звана імунологічна пам'ять --друга характерна риса реакції специфічного імунітету. Пам'ятьспецифічна, запам'ятовується контакт лише з певним білком. Специфічністьзапам'ятовування дуже висока, і це третій особливість реакції придбаногоімунітету.
Імунна відповідь на чужорідну макромолекул можна вибірковопридушити, якщо ввести її в розвивається організм внутрішньоутробно або вперші години після народження. Здатність відрізняти введений чужорідний білоквід власного у такої тварини втрачається після народження. Придушенняреакції строго специфічно - воно поширюється тільки на білок, введенийв процесі розвитку. Це явище має назву т о л е р а н т н о с т і
(терпимості). Воно становить четверту невід'ємну особливістьелементарної реакції п р и о б р е т е н н о г о, або з п е ц і ф і ч ес к о г о, імунітету. Чотири ознаки реакції нероздільні, вони завждиразом.
Набутий імунітет широко використовується для вакцинації. Введенняослаблених або вбитих мікробів (або виділених з них макромолекул)викликає імунологічну реакцію. Вакцинація є основним способомпопередження таких страшних захворювань як віспа, туберкульоз,поліомієліт, сибірська виразка і багатьох інших. Набутий імунітетскладає основну перешкоду для пересадок органів (серце, нирки,печінка) і тканини (шкіра) від однієї людини до іншої. Для подолання цьогобар'єра несумісності користуються препаратами, що пригнічують імуннусистему.
В. Антитіла та антиген-розпізнають рецептори лімфоцитів
Речовина, здатна викликати реакцію набутого імунітету, носитьназва а н т и р е н а. Антигеном може бути не всяка речовина. Воноповинно бути чужорідним, макромолекулярних і мати стійку хімічнуструктуру. До типових антигенів відносяться білки і полісахариди.
Коли вільний антиген циркулює в крові, у відповідь на ньогоз'являються захисні білки - антитіла, які специфічно розпізнають його іутворюють з ним комплекс. Антитіла знешкоджують антиген, якщо він токсичний
(бактеріальний токсин, зміїна отрута або хвороботворний вірус), і сприяютьвиведенню його з організму.
При відторгнення трансплантата головна роль належить особливоїрізновиди лімфоцитів Т - к и л л е р а м, "вбивць". Ці лімфоцитинесуть на своїй зовнішній мембрані антітелоподобние рецептори - рецептори Т -клітин (РТК). РТК специфічно розпізнають антиген, що знаходиться на мембранічужорідних клітин, і забезпечують прикріплення Т-кілера до клітини-мішені.
Це необхідно для здійснення кілером своєї смертоносної функції.
Прикріпити, вони виділяють у просвіт між собою і мішенню особливий білок,
"Продирявлівающій" мембрану клітини-мішені, в результаті чого клітина гине.
Потім вони відкріпляли від мішені і переходять на іншу клітину, і таккілька разів. При повторній зустрічі організму з антигеном утворюєтьсябільше антитіл і кілерів, вони з'являються в більш короткі терміни, ніж припершо
