Иммунологическая реактивность организма представляет собой сложный комплекс специфических реакций, поддерживающих постоянство внутренней среды организма.
Согласно современным представлениям, иммунитет можно определить "как способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации" (Р.В. Петров).
В понятие "живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации" или антигенов могут быть включены белки, полисахариды, их комплексы с липидами, высокополимерные препараты нуклеиновых кислот. Из этих веществ состоит все живое, поэтому свойствами антигенов обладают животные клетки, элементы тканей и органов, биологические жидкости (кровь, сыворотка крови), микроорганизмы (бактерии, простейшие, грибы, вирусы), экзо- и эндотоксины бактерий, гельминты, раковые клетки и т.д.
Иммунологическую функцию выполняет специализированная система клеток тканей и органов. Это такая же самостоятельная система, как, например, пищеварительная или сердечно-сосудистая. Иммунная система представляет собой совокупность всех лимфоидных органов и клеток организма. Общая масса этого "диффузного" органа у человека составляет около 1,5-2 кг.
Иммунная система состоит из центральных и периферических органов. К центральным органам относятся тимус (вилочковая", зобная железа), сумка Фабрициуса у птиц, костный мозг и, возможно, пейеровы бляшки.
К периферическим лимфоидным органам принадлежат лимфатические узлы, селезенка, аппендикс, миндалины, кровь.
Центральной фигурой иммунной системы является лимфоцит, его еще называют иммунокомпетентной клеткой.
У человека иммунная система состоит из двух частей, сотрудничающих друг с другом: Т-система и В-система. Т-система осуществляет иммунный ответ клеточного типа с накоплением сенсибилизированных лимфоцитов. В-система ответственна за выработку антител, т.е. за гуморальный ответ. У млекопитающих и человека не найден орган, который был бы функциональным аналогом фабрициевой сумки у птиц.
84
Предполагают, что эту роль выполняет совокупность пейеровых бляшек тонкого кишечника. Если не подтвердится предположение, что пейеровы бляшки являются аналогом сумки Фабрициуса, то эти лимфоидные образования придется отнести к периферическим лимфоидным органам.
Возможно, что у млекопитающих вообще отсутствует аналог сумки Фабрициуса, и эту роль выполняет костный мозг, который поставляет стволовые клетки для всех ростков кроветворения. Стволовые клетки выходят из костного мозга в кровоток, попадают в тимус и другие лимфоидные органы, где осуществляется их дифференцировка.
Известно три основных класса клеток, определяющих ход иммунного ответа: Т-лимфоциты, В-лимфоциты и макрофаги (А- клетки).
Т-лимфоциты формируются в тимусе из клеток-предшественников и затем расселяются в тимус зависимых зонах периферических лимфоидных органов (паракортикальная зона лимфатических узлов, лимфоидные скопления селезенки и т.д.).
Популяция Т-лимфоцитов неоднородна, различают три субпопуляции Т-клеток:
1)Т-хелперы (помощники) - совместно с макрофагами обеспечивают трансформацию В-лимфоцитов в плазматические клетки, являющиеся продуцентами антител;
2)Т-киллеры (убийцы) - основные эффекторные клетки клеточного иммунитета. Т-киллеры обладают цитотоксическим действием и вызывают разрушение клеток-мишеней. Особенно велика роль Т- киллеров в трансплантационном и противоопухолевом иммунитете;
3)Т-супрессоры - играют главную роль в регуляции иммунного ответа. Выбор пути дифференцировки Т-клеток в сторону хелперов, киллеров или супрессоров происходит преимущественно в тимусе. Этот процесс регулируется гормонами тимуса и контролируется генетически.
В процессе дифференцировки Т-клеток на их клеточной мембране появляются рецепторы, распознающие антигены. Природа этих рецепторов до настоящего времени окончательно не выяснена.
В крови человека Т-клетки составляют около 75% лимфоцитов.
85
В-лимфоциты формируются в костном мозге и затем расселяются по периферическим лимфоидным органам, преимущественно в их тимус независимые зоны. Под действием антигенов В-лимфоциты проходят серию дифференцировок и превращаются в плазматические клетки, являющиеся продуцентами антител (иммуноглобулинов). Существует пять основных типов В-лимфоцитов, каждый из Которых синтезирует лишь один класс иммуноглобулинов: IgA, IgM, IgG, IgE, IgD.
Одной из основных характеристик В-лимфоцитов является наличие рецепторов на клеточной поверхности. Этими рецепторами служат молекулы иммуноглобулинов.
В-лимфоциты достигают высокой концентрации в селезенке, костном мозге и в пейеровых бляшках. Среди лимфоцитов периферической крови человека В-клетки составляют 15%.
Помимо Т- и В-лимфоцитов для нормального иммунного ответа необходимы макрофаги или А-клетки. Сами по себе макрофаги не синтезируют антител. Однако антиген, попавший в организм, поглощается в основном макрофагами печени и селезенки. Макрофаги перерабатывают антиген, переводя его в наиболее иммуногенную форму, и концентрируют его на своей поверхности для предъявления иммунокомпетентным клеткам. Кроме этого, макрофаги продуцируют ряд медиаторов, регулирующих функцию Т- и В-лимфоцитов и самих макрофагов.
Отдельно Т- и В-лимфоциты не могут обеспечить осуществление иммунного ответа. Для этого им необходимо взаимодействие или кооперация.
Согласно современным представлениям сущность этого процесса заключается в следующем.
Антиген, попавший в организм, фагоцитируется макрофагами. Большая часть антигена разрушается и выводится из клеток. Оставшаяся часть (наиболее активные участки на поверхности молекулы или антигенные детерминанты, определяющие его чужеродность) приобретает повышенную иммуногенность.
Антиген, обработанный макрофагом, предъявляется Т-и В-лимфоцитам. Помимо представления антигена макрофаги
86
продуцируют биологически активное вещество интерлейкин-1, стимулирующее Т-хелперы- Стимулированные Т-хелперы в свою очередь синтезируют другой медиатор - фактор репликации и созревания В-клеток, активирующий В-лимфоциты.
В-лимфоцит в результате активации проходит цикл митозов и дифференцировок и превращается в зрелую плазматическую клетку. Плазматическая клетка в течение часа синтезирует около 107 молекул иммуноглобулинов. Срок жизни такой клетки составляет 48 ч. В ходе дифференцировки синтез IgM сменяется образованием IgG (примерно с 4-го дня).
Биосинтез антител регулируется Т-супрессорами, активность которых зависит от индуцирующего сигнала антигена. Различают специфическую и неспецифическую супрессию. Специфическая супрессия имеет место при иммунном ответе в физиологических условиях. Т-супрессоры подавляют активность Т-хелперов и иммунный ответ прекращается. При неспецифической супрессии наблюдается конкуренция антигенов, т.е. подавляется синтез антител к одному антигену после введения второго.
Аналогичным образом формируется иммунный ответ клеточного типа, при котором вместо иммуноглобулинов синтезируются сенсибилизированные Т-лимфоциты.
Исключение из этой схемы представляют реакции на так называемые тимус независимые антигены. К таким антигенам относятся бактериальные липополисахариды, Vi - антиген сальмонелл, пневмококковый полисахарид и некоторые другие. Характерной особенностью подобных антигенов является то, что они состоят из длинной полисахаридной цепи с большим количеством жестко закрепленных и закономерно повторяющихся антигенных детерминант. Такая структура, по-видимому, обеспечивает этим антигенам способность индуцировать сильное антигенное воздействие, достаточное для стимуляции В-лимфоцитов без участия Т-хелперов. При ответе на тимус независимые антигены синтезируются преимущественно IgM.
Итак, кооперация клеток при развитии иммунного ответа представляет собой сложный процесс, зависящий как от
87
свойств антигена, так и от функциональной активности иммунокомпетентных клеток. Антигенное воздействие, в зависимости от его характера и взаимодействия эффекторных клеток, может вызвать два типа иммунного ответа: гуморальный и клеточный. Гуморальный ответ связан с накоплением специфических иммуноглобулинов, клеточный ответ сопровождается размножением Т-клеток с накоплением сенсибилизированных лимфоцитов, участвующих в реакциях гипочувствительности замедленного типа, трансплантационном иммунитете и т.д. Сила иммунного ответа, особенность реагирования организма на конкретные антигены обусловлены генетически. Известны гены иммунного ответа ( 1а - иммунно-ассоциированные гены). На один и тот же антиген различные особи в пределах данного вида могут отвечать высокой, средней или низкой иммунологической реактивностью.
Таким образом, основной функцией иммунной системы является распознавание "своего" и "чужого" и уничтожение живых клеток и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации. Эту основную функцию называют иммунологическим надзором за внутренним постоянством организма.
Препараты для иммунотерапии и иммунопрофилактики
Современная система профилактических и противоэпидемических мероприятий включает меры, позволяющие: 1) выявить источник инфекции; 2) исключить или ограничить распространение инфекционного заболевания; 3) создать искусственный иммунитет к возбудителям инфекционных заболеваний.
Для создания невосприимчивости к возбудителям инфекционных заболеваний в настоящее время имеется большой арсенал различных биологических препаратов, предназначенных для выработки в организме привитых активного и пассивного иммунитета. Все эти препараты обладают специфическим действием против определенных возбудителей или их токсинов. По своей природе, методам получения, составу, назначению и другим признакам биологические препараты могут быть подразделены на следующие группы: 1) живые вакцины, 2) убитые вакцины, 3) химические вакцины, 4) анатоксины,
88