приховати рекламу

Імунна система

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

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 та її активація

Є. 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 - р про ц т, або м а до р о х а м. Грецьке слово "фаг" означає поїдання, пожирання.

Фагоцитоз був відомий вченим c 1862 р. по роботам Е. Геккеля, але тільки Мечников першим пов'язав фагоцитоз із захисною функцією імунної системи. Можна сказати, що саме з відкриття фагоцитозу почалася к л е т о ч н а я і м м у зв про л о г і я.

У 1892 р. Мечников випускає свою що стала відразу знаменитою книгу "Лекції з патології запалення". У французькому назві праці, що вийшов в світ в 1901 р., він вперше вжив слово "і м м у н і т е т" для позначення системи захисту організму від зовнішнього інфекційного агента, яка робить його вільним від хвороб.

Ми живемо в потенційно ворожому світі, наповненому величезним безліччю інфекційних агентів, які мають різні розміри, форму, будову і руйнівну здатність. Вони були б раді використовувати нас для розмноження своїх "паразитичних генів", якщо б ми, у свою чергу, не виробили цілий ряд захисних механізмів, щонайменше рівних по ефективності і винахідливості. Дія цих захисних механізмів забезпечує виникнення імунітету до інфекцій (від лат. Immunitas - вільний від чого-небудь).

Кожна система в організмі виконує свої життєво необхідні функції. Функції і м м у с н о ї с і с т е м и - р а з п о з н а в а н і е і у д а л е н н я з організму всього чужорідного - мікробів, вірусів, грибків і навіть власних клітин і тканин, якщо вони під дією факторів навколишнього середовища змінюються і стають чужорідними. До них відносяться мутантні і пухлинні, пошкоджені і постарілі клітини, які з'являються протягом усього життя організму. Особливі випадки конфлікту між імунною системою організму і чужорідними клітинами виникають при хірургічних пересадки органів і тканин.


Глава I. Органи і клітини імунної системи

А. Бар'єри проти інфекцій

Найпростіший шлях уникнути інфікування - це запобігти проникненню збудника в організм (рис. 1). Головною лінією оборони служить, звичайно, шкіра. Будучи неушкодженою, вона непроникна для більшості інфекційних агентів. До того ж, більшість бактерій не здатні довго існувати на поверхні шкіри через прямого згубного впливу молочної кислоти і жирних кислот, що містяться в поті і секреті сальних залоз.

Слиз, що виділяється стінками внутрішніх органів, діє як захисний бар'єр, що перешкоджає прикріпленню бактерій до епітеліальних клітин. Мікроби і інші чужорідні частинки, захоплені слизом, видаляються механічним шляхом - за рахунок руху війок епітелію, з кашлем і чханням. До інших механічних факторів, що сприяють захисту поверхні епітелію, можна віднести вимивають дію сліз, слини і сечі. У багатьох рідинах, секретується організмом, містяться бактерицидні компоненти - кислота в шлунковому соку, лактопероксідаза в молоці і лізоцим в сльозах, носових виділеннях і слині.

На певному етапі еволюції в багатоклітинному організмі з'явилися клітини, покликані захищати організм від мікробів - паразитів. Поступово сформувалася особлива система органів і клітин, що забезпечують захист (імунітет) організма.Она отримала назву і м м у с н о ї с і с т е м и. Клітини, що входять до складу імунної системи, були названі і м м у н о к о 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 до відторгнення чужорідних тіл. Захист організму здійснюється за допомогою двох систем - н е з п е ц і - ф і ч е з к о г о (вродженого, природного) і з п е ц і ф і ч е з к о г о (придбаного) імунітету. Ці дві системи можуть розглядатися і як дві стадії єдиного процесу захисту організму. Неспецифічний імунітет виступає як перша лінія захисту і як заключна її стадія. Система набутого імунітету виконує проміжні функції специфічного розпізнавання і запам'ятовування хвороботворного агента (або чужорідної речовини) і підключення потужних засобів вродженого імунітету на заключному етапі процесу (рис. 2).

Система вродженого імунітету діє на основі запалення і фагоцитозу. У цьому випадку розпізнаються і видаляються сторонні тіла без урахування їх індивідуальної специфіки. Тому такий імунітет називають н е з п е ц і ф і ч е з до і м. Фактором неспецифічного імунітету можуть бути бактеріолізін, лізоцим, фагоцитоз - пожирання і руйнування сторонніх тіл макрофагами і лейкоцитами і т. д. Ця система реагує тільки на корпускулярні агенти (мікроорганізми, занози) і на токсичні речовини, що руйнують клітини і тканини.

Друга і найбільш складна система - набутого імунітету. Вона заснована на специфічних функціях лімфоцитів. Ці клітини крові розпізнають чужорідні макромолекули і реагують на них або безпосередньо, або виробленням захисних білкових молекул.

З п е ц і ф і ч е з до і і імунітет - більш досконалий механізм захисту організму від біологічної агресії. Він виник в еволюції пізніше і означає розпізнавання самих тонких відмінностей між чужорідними агентами. Для зручності такі чужорідні молекули назвали а н т і р е н а м і. Сучасне уявлення про структуру та функції імунної системи в першу чергу пов'язано зі специфічним імунітетом.


Б. Освіта макрофагів і лімфоцитів

В анатомічному відношенні імунна система здається роз'єднаною. Її органи і клітини розсіяні по всьому тілу, хоча насправді всі вони пов'язані в єдину систему кровоносними і лімфатичними судинами. Органи імунної системи прийнято ділити на ц е н т р а л ь н и е і п о р і ф е р и ч е з до і е. До центральних органів відносять кістковий мозок і тимус, до периферичних органів - лімфовузли, селезінку, лімфоїдні скупчення (різних розмірів), 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 - основні клітини імунної системи. Узагальнено і коротко їх прийнято називати і м м у с н о ц и т а м і. Перші стадії розвитку імуноцити проходять в кістковому мозку. Це їх колиску.

Макрофаги, вони ж фагоцити, - жерці чужорідних тіл і найдавніші клітини імунної системи. Пройшовши кілька стадій розвитку (рис. 4), вони залишають кістковий мозок у вигляді моноцитів (округлих клітин) і певний час циркулюють в крові. З кров'яного русла вони проникають у всі органи і тканини, де міняють свою круглу форму на оторочену. У такому вигляді вони стають більш рухливими й здатними прилипати до будь-яких потенційним "чужеродцам".

Лімфоцити сьогодні вважаються головними фігурами в імунологічному нагляді. Це система клітин з різним функціональним призначенням. Вже в кістковому мозку попередники лімфоцитів поділяються на дві великі гілки. Одна з них - у ссавців - завершує свій розвиток в кістковому мозку, а у птахів в спеціалізованому лимфоидном органі - бурсі (сумці), від латинського слова bursa. Звідси ці лімфоцити одержали назву bursa-залежні, або В-лімфоцити. Інша велика гілка попередників з кісткового 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 ​​на рис. 4).


В. Розвиток клітин імунної системи

В - лімфоцити, як і моноцити, проходять дозрівання в кістковому мозку, звідки зрілі клітини виходять у кров'яне русло. В-лімфоцити також можуть залишати кров'яне русло, осідаючи в селезінці та лімфовузлах, і перетворюватися в плазматичні клітини.

Найважливіша подія у розвитку В-лімфоцитів - перекомбінація і мутирование генів, що мають відношення до синтезу а н т і т е л (білків з класу імуноглобулінів, спрямованих проти антигенів). У результаті такої генної перекомбінації кожен В-лімфоцит стає носієм індивідуального гена, здатного синтезувати окремі антитіла проти одного антигену. І оскільки По-популяція складається з безлічі окремих клонів (потомства цих антітелопродуцентов), то в сукупності вони здатні розпізнати і знищити весь набір можливих антигенів. Після того як гени сформувалися і молекули антитіл з'явилися на клітинній поверхні у вигляді рецепторів, В-лімфоцити покидають кістковий мозок. Короткий час вони циркулюють у кров'яному руслі, а потім впроваджуються в периферичні органи, як би поспішаючи виконати своє життєве призначення, оскільки термін життя цих лімфоцитів невеликий, всього 7-10 днів.

Т-лімфоцити в період розвитку в тимусі іменуються тімоцітамі. Тимус розташований в грудній порожнині безпосередньо за грудиною і складається з трьох відділів. У них тимоцити проходять три стадії розвитку та навчання на і м м у н о к о м п е т е н т н о с т ь (рис. 5). У зовнішньому шарі (субкапсулярної зоні) прибульці з кісткового мозку містяться як попередники, проходять тут як би адаптацію та ще позбавлені рецепторів для розпізнання антигенів. У другому відділі (кірковому шарі) вони під дією Тимусна (ростових і дифференцирующих) факторів набувають необхідних Т-клітинної популяції рецептори для антигенів. Після переходу в третій відділ тимуса (мозковий шар) тимоцити диференціюються за функціональною ознакою і стають зрілими Т-клітинами (рис. 6).

Придбані рецептори, в залежності від біохімічної структури білкових макромолекул, визначають їх функціональний статус. Велика 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 імунологічну реактивність, а Т-супресори, навпаки, послаблюють її. На відміну від В-лімфоцитів, Т-лімфоцити (переважно Т-хелпери) за допомогою своїх рецепторів здатні розпізнавати не просто чуже, а змінене "своє", тобто чужорідний антиген повинен бути представлений (зазвичай макрофагами) в комплексі з власними білками організму. Після завершення розвитку в тимусі частина зрілих Т-лімфоцитів залишається в мозковому шарі, а більша частина залишає його і розселяється в селезінку і лімфовузли.

Тривалий час залишалося незрозумілим, чому в тимусі гинуть більше 90% вступників з кісткового мозку ранніх попередників Т-клітин. Відомий австралійський імунолог Ф. Бернет припускає, що в тимусі відбувається загибель тих лімфоцитів, які здатні до аутоімунної агресії. Основна причина такої масової загибелі пов'язана з відбором клітин, які здатні реагувати зі своїми власними антигенами. Всі лімфоцити, які не пройшли контролю на специфічність, гинуть.


Глава II. Неспецифічний імунітет

А. Зародження імунології

У главу своєї системи І. І. Мечников ставив фагоцит, або клітку. Проти такого трактування люто виступали прихильники "гуморального" імунітету Е. Берінг, Р. Кох, П. Ерліх (Нобелівські премії 1901, 1905 і 1908 рр..). Латинське "гумор" або "гумор" означає рідина, в даному випадку малася на увазі кров і лімфа. Всі троє вважали, що організм захищається від мікробів за допомогою особливих речовин, що плавають в гумор. Їх назвали "а н т і т о к с і н и" і "а н т і т і л а".

Потрібно відзначити передбачливість членів Нобелівського комітету, які ще в 1908 р. спробували примирити дві протиборчі теорії імунітету, нагородивши І. І. Мечникова та німця Пауля Ерліха. Потім премії імунологам посипалися як з рогу достатку (див. Додаток).

Учень Мечникова бельгієць Ж. Борде відкрив у крові особливу вещество.Оно виявилося білком, який допомагає антитіл розпізнати антиген.

А н т і р е н а м і називають речовини, які при попаданні в організм стимулюють вироблення а н т і т е л. У свою чергу, антитіла представляють собою високоспецифічні білки. Зв'язуючись з антигенами (наприклад бактеріальними токсинами), вони нейтралізують їх, не даючи руйнувати клітини. А н т і т і л а синтезуються в організмі лімфоцитами або клітинами лімфи. Л і м ф о й греки називали чисту і прозору воду підземних ключів та джерел. Лімфа, на відміну від крові, прозора жовтувата рідина. Лімфоцити знаходяться не лише в лімфі, але і в крові. Однак потрапляння антигену в кров ще не достатньо для того, щоб почався синтез антитіл. Необхідно, щоб антиген був поглинений і перероблений фагоцитом, або макрофагом. Таким чином, Мечнікова макрофаг стоїть на самому початку імунної відповіді організму. Схема цієї відповіді може виглядати наступним чином:

Антиген - Макрофаг -? - Лімфоцит - Антитіла - Інфекційний агент

Можна сказати, що навколо цієї простенької схемки ось вже століття киплять пристрасті. Імунологія стала теорією медицини і важливою біологічної проблемою. Тут зав'язуються молекулярна та клітинна біологія, генетика, еволюція і багато інших дисциплін. Не дивно, що саме імунологи отримали левову частку біомедичних Нобелівських премій.


Б. Запалення як механізм неспецифічного імунітету

Запалення - реакція організму на чужорідні мікроорганізми і продукти тканинного розпаду. Це основний механізм е с т е с т в е н н о г о (вродженого, або неспецифічного) імунітету, так само як початковий і заключний етапи імунітету п р і б р е т е н н о г о. Як і всяка захисна реакція, воно повинно поєднувати здатність розпізнавати чужорідну для організму частку з дієвим способом її знешкодження та видалення 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). Підвищена проникність для плазми крові-наслідок зміни стінки судин, освіти "щілин" між щільно прилеглими один до одного клітинами ендотелію. У районі занози спостерігається гальмування руху еритроцитів і лейкоцитів (клітин білої крові), які починають як би липнути до стінок капілярів, утворюючи "пробки". Два типи лейкоцитів - моноцити і нейтрофіли - починають активно "протискуватися" з крові в навколишню тканину між клітинами ендотелію в районі формується запалення.

Моноцити і нейтрофіли призначені для фагоцитозу - поглинання і руйнування сторонніх часток. Цілеспрямоване активний рух до вогнища запалення носить назву x м о т а к з і з а. Прийшовши до місця запалення, моноцити перетворюються на макрофаги. Це клітини з тканинною локалізацією, активно фагоцитуючі, з "липкою" поверхнею, рухливі, як би обмацують все, що знаходиться в найближчому оточенні. Нейтрофіли також приходять у вогнище запалення, і їх фагоцитуючих активність зростає. Фагоцитуючі клітини накопичуються, активно поглинають і руйнують (внутрішньоклітинно) бактерії і уламки клітин.

Активізація трьох головних систем, які беруть участь у запаленні, визначає склад і динаміку "діючих осіб". Вони включають систему освіти кінінів, систему комплементу і систему активованих фагоцитуючих клітин.


В. Освіта кінінів

Яким чином захисні клітини, що циркулюють в крові, що осіли в органах і тканинах імунної системи, отримують і сприймають сигнали небезпеки мікробної агресії? Як забезпечується сувора послідовність включення окремих типів клітин у боротьбі з інфекцією?

Щоб знайти відповіді на ці запитання, потрібно познайомитися з сімейством молекул, що отримали назву цитокіни, або кініни. Основне призначення цих молекул - перенесення сигналів від клітини до клітини (з латині клітина називається cytos). У геномі фагацітов та інших захисних клітин є спеціальні гени, відповідальні за синтез певних цитокінів. До пори до часу ці гени мовчать, нічим не виявляючи своєї присутності. Проте варто тільки фагоцити розпізнати впровадження в організм мікробів-паразитів, гени цитокінів переходять в активний стан. З них прочитується інформація про структуру відповідних молекул, йде білковий синтез, і готові молекули цитокінів починають виділятися (секретуватися) клітиною в навколишнє середовище. Для сприйняття і розпізнання різних сигналів, у тому числі від внедрившихся мікробів-паразитів, клітини несуть на своїй поверхні спеціальні складно влаштовані молекули-рецептори. Для кожного цитокіну існує свій особливий рецептор, до якого молекула цитокіну підходить, як ключ до замка. Як тільки ключ-цитокін входить в свердловину призначеного для нього замку-рецептора, з поверхні клітини до ядра передається відповідний сигнал включення певних генів у цій клітці: інформація передана, сприйнята і реалізується (рис. 7).

Цитокіни, будучи своєрідним міжклітинним мовою, дозволяють клітинам взаємодіяти, об'єднуючи свої зусилля в боротьбі з мікробами-паразитами.

Працюючи у вогнищі інфекції, мікрофаги напрацьовують і виділяють молекули інтерлейкіну-1, які з потоком крові потрапляють в мозок і діють на центр терморегуляції. У результаті у хворого підвищується температура тіла. Це один з механізмів захисту, так як більшість мікробів-паразитів повільніше розмножуються при підвищеній температурі, а захисні клітини при такій температурі більш активні. Ті ж молекули інтерлейкіну-1 діють через свої рецептори на лімфоцити, передаючи їм сигнал активації. Це важливо в тих випадках, коли одним мікрофагами не впоратися з інфекцією і виникає необхідність включення імунної відповіді в цілому. Продукт життєдіяльності макрофагів інтерлейкін-1 (ІЛ-1) здатний запустити каскад продукції інших цитокінів, які отримали відповідно назви: інтерлейкіни - 2,3,4,5,6,7 і т.д. Останні знаходять відповідні рецептори на Т-лімфоцитах, В - лімфоцитах та інших клітинах, передаючи їм сигнали активації окремих функцій (рис. 8).

Серед продуктів, напрацьованих макрофагами у вогнищі інфекції, є особливі молекули, що отримали назву фактор некрозу пухлин (ФНП). Назва пов'язана з цитотоксичність цих молекул, тобто з їх здатністю вбивати клітини-мішені, в тому числі пухлинні клітини. Рецептори для цього чинника виявлені на поверхні всіх ядерних клітин організму, він здатний втручатися в самі різні процеси. ФНП має безпосереднє відношення до мобілізації клітин макрофагів у вогнищах інфекції.


Г. Роль Т - лімфоцитів в імунній відповіді

Хоча імунна відповідь запускає макрофаг, тільки лімфоцити мають спеціальні рецептори для розпізнавання чужорідних молекул "антигенів" і забезпечують імунну відповідь. Одночасно два сигнали активації йдуть з поверхні Т-лімфоцитів до ядра: від антиген-розпізнавального рецептора і від рецептора, 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 починає впливати на клітини, в яких він і був синтезований: у цих клітинах активується процес поділу. В результаті посилюються функції всієї популяції Т-лімфоцитів, що беруть участь у специфічному імунній відповіді на даний антиген (рис.8).

Характер імунної відповіді залежить від присутності певних цитокінів в мікрооточенні Т-лімфоцитів в момент розпізнавання антигену і активації. Якщо в цей момент у навколишньому середовищі переважає інтерлейкін-4, клітини Т-лімфоцитів перетворюються в активованих Т-хелперів (помічників) і починають синтезувати той же ІЛ-4, а також ІЛ-5, 6,7,10. Ці інтерлейкіни активують через відповідні рецептори розподіл В-лімфоцитів, їх дозрівання в плазматичні клітини, а також починається синтез специфічних для даного антигену антитіл-імуноглобулінів. Це пояснює, чому в даному випадку Т-лімфоцити виступають в ролі Т-хелперів, тобто помічників В-лімфоцитів в їх основному справі - напрацювання запасу захисних молекул - антитіл (див. рис. 8).

Нерідко в момент контакту з антигеном в оточенні Т-лімфоцитів переважає інший цитокін - гамма-інтерферон. Молекули інтерферону прийнято додатково позначати буквами грецького алфавіту (альфа, бета і гамма) залежно 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, що беруть участь у клітинному імунній відповіді - в імунному запаленні. В останньому випадку Т-лімфоцити виступають в якості помічника макрофагів, так як їх продукт (гамма-інтерферон) покликаний активувати функції макрофагів у боротьбі з мікробами-паразитами. Назва "інтерферон" походить від дієслова "інтерферувати", тобто вступати в протиріччя, в боротьбу. У даному випадку гамма - інтерферон не сам бореться з мікробами, а підвищує антимікробну активність макрофагів. У клітинному імунній відповіді основну роль грають активовані макрофаги і Т-лімфоцити. Серед Т-лімфоцитів існує 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 тримають весь імунну відповідь під контролем, не допускаючи надмірної активації окремих імунокомпетентних клітин, яка небезпечна ускладненнями. Інструментами такого контролю служать цитокіни, здатні не тільки активувати (посилювати), але і пригнічувати (інгібувати) функції інших клітин.

Між 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-лімфоцитів розпізнають ІЛ-2. Після того, як останній сідає на рецептор, від нього надходить сигнал подальшої активації синтезів в клітинах Т-лімфоцитів і початку розподілу клітки. Що стосується гамма-інтерферону, то ці молекули направляються у вигляді послання у макрофаги, на поверхні якого їх чекають відповідні рецептори. Гамма-інтерферон не даремно називають макрофаг-активує чинником. Зв'язавшись зі своїм рецептором на зовнішній поверхні клітини-макрофаги, він посилає до ядра цієї клітини сигнали активації декількох десятків генів, у тому числі гена, відповідального за синтез інтерлейкіну-1. У результаті Т - лімфоцити одержують від активованого макрофага нову порцію активують їх молекул ІЛ-1 (рис. 9).

Система освіти кінінів виявляє чужорідне тіло за його негативно зарядженої поверхні. На ній адсорбується так званий фактор Хагемана (ФГ) - один з початкових компонентів системи згортання крові. Цей білок присутній в крові і має спорідненість до негативно зарядженим поверхням. Поверхні ж власних клітин влаштовані так, що вони не адсорбують ФГ і не індукують тим самим подальшу ланцюг подій. Це найпростіший і примітивний спосіб відрізняти "своє" від "не свого", що використовується організмом в природному імунітеті. Друга особливість системи освіти кінінів - ряд каскадних підсилень початковій реакції, різко підвищують ефект первинних взаємодій.

Таким чином, "точкова" початкова реакція на чужорідної поверхні породжує макроскопічні, видимі неозброєним оком фізіологічні зміни в формується вогнищі запалення.


Д. Система комплементу та її активація

Комплементом називаються складний комплекс білків (близько 20), які, так само як і білки, що беруть участь в процесі згортання крові, фібринолізу та освіти кінінів, формує каскадні системи, виявлені в плазмі крові. Для цих систем характерним формування швидкого, багаторазово посиленого відповіді на первинний сигнал за рахунок каскадного процесу. У цьому випадку продукт однієї реакції служить каталізатором подальшої.

Ряд компонентів системи комплементу позначають символом "С" і цифрою. У найбільшої концентрації в сироватці крові присутній компонент С3 (1,2 мг / мл). Система комплементу представлена, головним чином, неактивними попередниками протеаз, що діють на білки. Активація системи в е с т е с т в е н н о м, тобто природженому, імунітет починається з його третього компоненту С3 (рис. 10).

Кінцевий компонент системи комплементу (С9) включається у комплекс, атакуючий мембрану бактерій. Приєднуючи до себе кілька таких же, як і він сам, молекул, він занурюється в мембрану і полімеризується в кільце. Утворюються пори, "продірявлюється" оболонку бактерії, що веде до її загибелі. Таким чином система комплементу розпізнає чужорідну клітку і запускає ланцюгову реакцію активації біологічно активних білків. Це веде до придбання комплексом токсичної активності та загибелі бактеріальної клітини.

Т у ч н и е к л е т к і активно синтезують і зберігають великі запаси потужного медіатора запалення - гістаміну. Тучні клітини розсіяні повсюдно в сполучній тканині і особливо уздовж кровоносних судин.

Коли до них приєднуються пептиди, огрядні клітини секретують гістамін в навколишнє середовище. Ендотелій капілярів під його впливом виділяє судинорозширювальні речовини, і потік крові через вогнище запалення істотно зростає. Між клітинами ендотелію утворюються "щілини", плазма виходить з капілярів в зону запалення, згортається і ізолює тим самим поширення інфекції з вогнища. За градієнту концентрації гістаміну фагоцити "піднімаються" до джерела запалення. Гістамін діє активно і швидко, завдяки чому і є медіатором гострої фази запалення.

Повертаючись до комплементу, слід ще раз підкреслити многонаправленность його дії (токсичність для мікроорганізмів, посилення фагоцитозу, генерація медіаторів запалення) і каскадне посилення всіх напрямів його активності.

Система комплементу стоїть у центрі формування запалення і прямо веде до його найважливішого компоненту - фагоцитозу.


Є. Фагоцитоз

Величезна роль фагоцитозу не тільки у уродженому, але і в придбаному імунітет стає все більш очевидною завдяки роботам останнього десятиліття. Фагоцитоз починається з накопичення фагоцитів у вогнищі запалення. Головну роль у цьому процесі відіграють моноцити і нейтрофіли. Моноцити, прийшовши у вогнище запалення, перетворюються на макрофаги - тканинні фагоцитуючі клітини. Фагоцити, взаємодіючи з бактеріями, активуються, їх мембрана стає "липкою", в цитоплазмі накопичуються гранули, наповнені потужними протеазами. Зростають поглинання кисню і генерація активних форм кисню (кисневий вибух), включаючи перекису водню і гіпохлориту, а також окис азоту (рис. 11).

На додаток до перерахованих ознак активації, макрофаги починають виділяти в середу потужні медіатори запалення, серед яких особливою активністю відрізняються фактор некрозу пухлин (ФНП), гамма-інтерферон (Int-y) і інтерлейкін-8 (ІЛ-8). Всі вони є біологічно активними пептидами.

Яка ж їх роль у запаленні? Почнемо з ФНП. Цей невеликий білок, що синтезується і секретується макрофагами (рис. 7), володіє множинною активністю. Він активує самі ж макрофаги і нейтрофіли, а також індукує синтез і поява на мембрані клітин судинного ендотелію особливих білків, що специфічно взаємодіяли із клітинної поверхнею моноцитів і нейтрофілів. Поверхня ендотелію завдяки цьому стає "липкою" для цих клітин.

ІЛ-8 викликає появу в клітинах ендотелію рецепторів, що реагують з моноцитами і нейтрофілами з високою спорідненістю, так що ці клітини зупиняються в капілярах у районі запалення. Саме IL-8, поряд з іншими чинниками запалення, стимулює моноцити і нейтрофіли до міграції за його градієнту у вогнище запалення. Фагоцити мають рецептори до інтерлекіну-8, які "відчувають" різницю в його концентрації і направляють свій рух по осі максимального відмінності (рис. 10).

Гамма-інтерферон також "багатоцільовий" медіатор запалення. Одна з головних її функцій - аутоактівація макрофагів і активація нейтрофілів. У цих клітинах різко посилюється синтез протеаз, які накопичуються в спеціальних цитоплазматичних органелах - лізосомах. У них відбувається "кисневий вибух" - продукція активних форм кисню та окису 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. Коли така клітина зустрічається з бактерією, то вона "прилипає" до поверхні фагоцита, обволікається його псевдоподиями і опиняється всередині клітини (де і руйнується протеазами).

Так закінчується цикл "запалення - фагоцитоз". Ми бачимо, наскільки потужний і багатогранний захисний механізм діє в цьому випадку. Проте його слабкість у його одноманітності, як би в монотонності механізму, який спрацьовує однаково при зустрічі з різними ворогами. Природно, що різноманітні і численні популяції мікроорганізмів виробляють обхідні шляхи для проникнення в організм.


Глава III. Специфічний імунітет

А. Гуморальний і клітинний імунітет

У залежності від функцій лімфоцитів, специфічний імунітет прийнято ділити також на р у м о р а л ь н и й і к л е т о ч н и й. В-лімфоцити в даному випадку відповідальні за гуморальний, а Т-лімфоцити - за клітинний імунітет (рис. 12). Гуморальний імунітет названий так тому, що його імуноцити (В-клітини) виробляють антитіла, здатні відділятися від клітинної поверхні. Просуваючись по кров'яному або лімфатичному руслу - гумору (від. лат. Humor - рідина), антитіла вражають чужорідні тіла на будь-якій дистанції від лімфоцита. К л е т о ч н и м імунітет іменують тому, що Т-лімфоцити (переважно Т-кілери) виробляють рецептори, жорстко фіксовані на клітинній мембрані, і служать Т-кілерам ефективною зброєю для ураження чужорідних клітин при безпосередньому контакті з ними.

На периферії зрілі Т-і В-клітини розташовуються в одних і тих же лімфоїдних органах - частково ізольовано, частково в суміші. Але що стосується Т-лімфоцитів, то їх перебування в органах нетривало. "Вічні мандрівники" постійно в русі. Термін їх життя (місяці і роки) сприяє їм у цьому. Т-лімфоцити багаторазово залишають лімфоїдні органи, потрапляючи спочатку в лімфу, потім у кров, а з крові знову повертаються в органи. За своє життя лімфоцит проходить разюче великі відстані - від 100 до 1 млн. км. Завдяки циркуляції лімфоцити дивно швидко з'являються в "гарячих точках". Без такої здатності лімфоцитів були б неможливі своєчасне їх розвиток, взаємодія і ефективну участь в і м м у с н о м о т в е т е при вторгненні чужорідних молекул і клітин.

Повноцінний розвиток р у м о р а л ь н о г о імунної відповіді вимагає не двох, а принаймні трьох типів клітин. Функція кожного клітинного типу в антітелопродукцію суворо визначена. Макрофаги та інші фагоцитуючі клітини поглинають, переробляють і експресують антиген в иммуногенной, доступною для Т-і В-лімфоцитів формі. Т-хелпери після розпізнавання антигену починають продукцію цитокінів, що забезпечують допомогу По-клітинам. Ці останні клітини, отримавши специфічний стимул від антигену 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 також необхідна кооперація різних типів клітин.


Б. Характерні риси специфічного імунітету

Розглянемо реакцію з п е ц і ф і ч е з до р про імунітету на двох зовні абсолютно несхожих моделях - виведенні чужорідного білка і відторгненні чужорідної тканини.

Чужорідний білок не викликає ні запалення, ні фагоцитозу. Він безперешкодно мине першу лінію захисту і безпосередньо зустрічається з другою. Організм відрізняє "своє" від "не свого", це перша особливість реакції специфічного імунітету. Так звана імунологічна пам'ять - друга характерна риса реакції специфічного імунітету. Пам'ять специфічна, запам'ятовується контакт лише з певним білком. Специфічність запам'ятовування дуже висока, і це третя особливість реакції набутого імунітету.

Імунна відповідь на чужорідну макромолекулу можна вибірково придушити, якщо ввести її в організм, що розвивається внутрішньоутробно або в перші години після народження. Здатність відрізняти введений чужорідний білок від власного в такої тварини втрачається після народження. Придушення реакції суворо специфічно - воно поширюється тільки на білок, введений в процесі розвитку. Це явище носить назву т о л е р а н т н о с т і (терпимості). Воно становить четверту невід'ємну особливість елементарної реакції п р і б р е т е н н о г о, або з п е ц і ф і ч е з к о г о, імунітету. Чотири ознаки реакції нероздільні, вони завжди разом.

Набутий імунітет широко використовується для вакцинації. Введення ослаблених або вбитих мікробів (або виділених з них макромолекул) викликає імунологічну реакцію. Вакцинація є основним способом попередження таких страшних захворювань як віспа, туберкульоз, поліомієліт, сибірська виразка та багатьох інших. Набутий імунітет становить основну перешкоду для пересадок органів (серце, нирки, печінка) та тканини (шкіра) від однієї людини до іншої. Для подолання цього бар'єру несумісності користуються препаратами, що пригнічують імунну систему.


В. Антитіла та антиген-розпізнають рецептори лімфоцитів

Речовина, здатна викликати реакцію набутого імунітету, носить назву а н т і р е н а. Антигеном може бути не всяке речовина. Воно повинно бути чужорідним, макромолекулярних і мати стійку хімічну структуру. До типових антигенів відносяться білки і полісахариди.

Коли вільний антиген циркулює в крові, у відповідь на нього з'являються захисні білки - антитіла, які специфічно розпізнають його і утворюють з ним комплекс. Антитіла знешкоджують антиген, якщо він токсичний (бактеріальний токсин, зміїна отрута або хвороботворний вірус), і сприяють виведенню його з організму.

При відторгненні трансплантата головна роль належить особливого різновиду лімфоцитів Т - до і л л е р а м, "вбивцям". Ці лімфоцити несуть на своїй зовнішній мембрані антітелоподобние рецептори - рецептори Т-клітин (РТК). РТК специфічно розпізнають антиген, що знаходиться на мембрані чужорідних клітин, і забезпечують прикріплення Т-кілера до клітини-мішені. Це необхідно для здійснення кілером своєї смертоносної функції. Прикрепившись, вони виділяють у просвіт між собою і мішенню особливий білок, "продірявлюється" мембрану клітини-мішені, в результаті чого клітина гине. Потім вони відкріплюються від мішені і переходять на іншу клітину, і так кілька разів. При повторній зустрічі організму з антигеном утворюється більше антитіл і кілерів, вони з'являються в більш короткі терміни, ніж при першій зустрічі. У цьому і проявляється іммулогіческая пам'ять, і на цьому заснований ефект вакцинації (рис. 14).

Як влаштовані антитіла і рецептори лімфоцитів? Очевидно, що їх структура повинна бути незвичайною, так як вони суворо специфічно розпізнають величезна безліч різних антигенів - будь-який чужорідний білок, полісахарид або синтетичну молекулу, взагалі в природі не зустрічаються. При цьому антитіла і Т-лімфоцити, як правило, не реагують з білками і клітинами власного організму. Як природа вирішує це завдання?

Принцип будови антитіла та РТК представлений на рис. 15. Частина молекули антитіла, яка зв'язується з антигеном, дуже мінлива, тому її називають в а - р і а б е л ь але й (V). V-частина концентрується на самому кінчику антитіла, тому захисну молекулу можна порівняти з пінцетом, проникають за допомогою гострих кінців найдрібніші деталі самого хитромудрого годинникового механізму. Активний центр розпізнає в молекулі антигену невеликі ділянки, що складаються з 4 - 8 амінокислот. Ці ділянки антигену підходять до структури активного центру, "як ключ до замку".

Різноманітність активних центрів дуже велика, не менше 10 7 -10 8. Цього цілком достатньо для специфічного розпізнавання будь-якого довільно взятого антигену антитілами і РТК (а точніше, їх активними центрами).

Слід підкреслити, що весь репертуар антитіл або РТК. він виникає до зустрічі з антигеном і незалежно від антигену, а велика частина антитіл не буде потрібно протягом усього життя особини.


Г. Клітинні механізми імунітету

Як сказано, в організмі предсуществующей антитіла та РТК до будь-якого довільно взятому антигену. Ці антитіла та РТК присутні на поверхні лімфоцитів, утворюючи там антігенраспознающіе рецептори. Надзвичайно важливо, що один лімфоцит може синтезувати антитіла (або РТК) тільки однієї специфічності, не відрізняються один від одного по структурі активного центру. Це формулюється як принцип "один лімфоцит - один і антитіло".

Яким же чином антиген, потрапляючи в організм, викликає посилений синтез саме тих антитіл, які специфічно реагують тільки з ними? Відповідь на це питання дала теорія селекції клонів австралійського дослідника Ф.М. Бернета. Відповідно до цієї теорії, одна клітина синтезує лише один тип антитіл, які локалізуються на її поверхні. Репертуар антитіл формується до і незалежно від зустрічі з антигеном. Роль антигену полягати лише в тому, щоб знайти клітину, що несе на своїй мембрані антитіло, що реагує саме з ним, і активувати цю клітку. Активоване лімфоцит набуває розподіл і диференціювання. У результаті з однієї клітини виникає 500 - 1000 генетично ідентичних клітин (клон). Клон синтезує один і той же тип антитіл, здатних специфічно розпізнавати антиген і з'єднуватися з ним (рис. 16). У цьому і полягає суть імунної відповіді: селекції потрібних клонів та їх стимуляції до поділу.

В основі утворення лімфоцитів-кілерів той же принцип: селекція антигенів Т-лімфоцитів, які несуть на своїй поверхні РТК потрібної специфічності, і стимуляція його поділу і диференціювання. У результаті утворюється клон однотипних Т-кілерів. Вони несуть на своїй поверхні велика кількість РТК. Останні взаємодіють з антигеном, що входять до складу чужорідної клітини, і здатних вбивають ці клітини.

Кілер нічого не може зробити з розчинною антигеном - ні знешкодити його, ні видалити з організму. Але лімфоцит-кілер дуже активно вбиває клітини, що містять чужорідний антиген. Тому він проходить повз розчинної антигену, але не пропускає антиген, що знаходиться на поверхні "чужий" клітини.

Детальне вивчення реакції імунітету показало, що для утворення клону клітин, що продукують антитіла, або клону Т-кілерів необхідна участь спеціальних лімфоцитів-помічників (Т-хелперов). Самі по собі вони не здатні ні виробляти антитіла, ні вбивати клітини-мішені. Але, розпізнаючи чужорідний антиген, вони реагують на нього виробленням ростових і диференційованих факторів. Дані фактори необхідні для розмноження і дозрівання антітелообразующіх і кілерних лімфоцитів. У зв'язку з цим цікаво згадати про вірус СНІДу, що викликає сильне ураження імунної системи. Вірус ВІЛ вражає саме Т-хелпери, роблячи імунну систему не здатної ні до вироблення антитіл, ні до утворення Т-кілерів.


Д. Ефекторні механізми імунітету

Як антитіла або Т-кілери видаляють з організму чужорідні речовини або клітини? У разі кілерів РТК виконують лише функцію "навідника" - вони розпізнають відповідні мішені і прикріплюють до них клітку-вбивцю. Так розпізнаються клітини, заражені вірусом. Сам по собі РТК не небезпечний для клітини-мішені, але "що йдуть за ним" Т-клітини становлять величезний руйнівний потенціал. У разі антитіл ми зустрічаємося з подібною ситуацією. Самі по собі антитіла нешкідливі для клітин, які несуть антиген, але при зустрічі з антигенами, циркулюючими або входять до складу клітинної стінки мікроорганізму, до антитіл підключається с і с т е м а к о м п л е м е н т а. Вона різко посилює дію антитіл. Комплемент повідомляє утворюється комплексу антиген - антитіло біологічну активність: токсичність, спорідненість з фагоцитуючих клітин і здатність викликати запалення.

Перший компонент цієї системи (С3) розпізнає комплекс антиген - антитіло. Розпізнавання веде до появи у нього ферментативної активності до подальшого компоненту. Послідовна активація всіх компонентів системи комплементу має ряд наслідків. По-перше, відбувається каскадне посилення реакції. При цьому продуктів реакції утворюється незрівнянно більше, ніж вихідних реагують речовин. По-друге, на поверхні бактерії фіксуються компоненти (С9) комплементу, різко підсилюють фагоцитоз цих клітин. По-третє, при ферментативному розщепленні білків системи комплементу утворюються фрагменти, що володіють потужною запальною активністю . І, нарешті, при включенні в комплекс антиген-антитіло останнього компонента комплементу цей комплекс набуває здатність "продірявлюється" клітинну мембрану і тим самим вбивати чужорідні клітини. Таким чином, система комплементу - найважливіша ланка в захисних реакціях організму.

Однак комплемент активується будь-яким комплексом антиген-антитіло, шкідливим чи нешкідливим для організму. Запальна реакція на нешкідливі антигени, які регулярно потрапляють в організм, може вести до алергічних, тобто збоченим, реакцій імунітету. Алергія розвивається при повторному попадання антигену в організм. Наприклад, при повторному введенні антитоксичних сироваток, або у борошномелів на білки борошна, а також при частому ін'єкції фармацевтичних препаратів (зокрема, деяких антибіотиків). Боротьба з алергічними хворобами полягає в придушенні або самої реакції імунітету, або в нейтралізації утворюються при алергії речовин, що викликають запалення.


Глава IV. Генетично запрограмована смерть клітини

А. "Життя або смерть?"

Організми різних людей мають більш-менш однакове число клітин. Як підтримується така сталість? Одна група механізмів достатньо очевидна. Клітка може розділитися на дві дочірні, а може і не ділитися. Яка з цих можливостей реалізується, залежить як від генетичної програми, так і від зовнішніх сигналів, які клітина отримує від своїх сусідів чи з навколишнього середовища. Але існує й інший механізм, що привернув увагу вчених лише в останні роки. Виявляється, є особлива генетична програма, реалізація якої за певних умов призводить клітку до загибелі. Гине клітина не від рук якого-небудь стороннього вбивці, вона сама приносить себе в жертву в ім'я блага організму.

При формуванні деяких органів людини і тварин спочатку виникає набагато більше клітин, ніж потім буде потрібно. Наприклад, так буває при розвитку нервової системи. Зайві клітини свого часу мирно гинуть. Мирно - значить, без запалення. Клітка зморщується і поступово розпадається на уламки, які зазвичай поїдаються макрофагами, у яких хороший апетит. Але як дізнатися, яка клітина зайва, а яка ні?

Самопожертва здійснюється за участю ряду факторів, багато з яких ще не відомі. Схематично смертоносний сценарій можна розбити на кілька етапів. На першому етапі клітина отримує "послання" про те, що вона повинна пожертвувати своїм життям для благополуччя організму. Ця звістка приходить або від сусідніх клітин, або від міжклітинних речовин. Щоб сприйняти таке "послання", клітини мають спеціальні рецептори (від латинського recipere - отримувати). Сигнальні молекули і рецептори підходять один до одного, як ключ до замка.

У другій дії драми внутрішньоклітинні регулятори - посланці, отримавши важливі інструкції, вносять поправки в роботу окремих генів. У кінцевому рахунку з'являються або активуються ферменти, здатні руйнувати клітинні білки і нуклеїнові кислоти. У заключному акті клітина втрачає свою цілісність і стає їжею для макрофагів. Морфологічні та біохімічні зміни в клітинах - самогубців вельми схожі у різних органах і у різних організмів. Цей комплекс змін, характерний для програмованої загибелі клітин, часто позначають терміном а п про п т о з, що в перекладі з грецького означає "опадання листя" (рис. 17).

Програма, яка приймає вкрай відповідальна (і іноді неправильне) рішення - жити або не жити, - повинна бути гранично обачною, тому клітина намагається зробити все, щоб не помилитися.

Аналіз інформації всередині клітини відбувається за участю багатьох білків. Останнім часом відкриті білки як сприяють, так і перешкоджають розвитку апоптозу. Ці білки наче нагадують штат кількох інстанцій судових колегій. Вони можуть або схвалити смертний вирок, або його скасувати або призупинити виконання. Ми не знаємо, в чому конкретно полягає процес прийняття рішення, але характер цього рішення часто залежить від відносної концентрації певних білків - регуляторів. Деякі з цих білків - "яструби" - зазвичай "голосують" за смертний вирок. Інші - "голуби" - за помилування. У ряді випадків рішення приймається простою більшістю голосів.


Б. Апоптоз як засіб профілактики

Цікаво, що частина генів, контролюючих апоптозну реакцію у людей, є дуже давніми. Деякі білки одночасно "доглядають" і за апоптозом, і за поділом клітини. Таким чином, системи регуляції клітинного ділення і клітинної смерті виявляються тісно переплетеними між собою. Ця обставина має дуже важливі біологічні наслідки. Одне з них полягає в тому, що апоптоз - потужне і найважливіший засіб природної профілактики ракових та інших злоякісних новоутворень.

Порушення фізіологічної рівноваги між поділом і загибеллю клітин лежить в основі і деяких інших - непухлинних - захворювань. Зокрема, є підстави вважати, що при СНІДі (синдром набутого імунодефіциту) зменшення вмісту в крові певного класу лейкоцитів, що грають важливу роль в імунітеті, обумовлено їх апоптозної загибеллю.

Велику роль відіграє апоптоз і в захисті організму від збудників інфекційних захворювань, зокрема, від вірусів. Багато віруси викликають такі глибокі порушення в обміні речовин зараженої клітини, що вона сприймає ці порушення як сигнал до екстреного включенню програми загибелі. Біологічний сенс такої реакції цілком зрозумілий. Смерть зараженої клітини ще до того, як у ній утворюється нове покоління вірусних частинок, запобіжить поширення інфекції по організму.

Вплив на програму клітинної загибелі - перспективний напрямок лікарського лікування. Так, одна з важливих завдань протиракової терапії - стимуляція апоптозної системи. В інших випадках завдання лікаря, навпаки, запобігти шкідливому для організму клітинне самогубство. Слід визнати, що наявність такого смертельного механізму - обставина не тільки необхідне, але в кінцевому підсумку і вкрай сприятливий.


В. Як організм захищається від бактерій

Місце проникнення бактерій в організм, називається вхідними воротами інфекції. Тут на боротьбу з бактеріями піднімаються фагоцитуючі клітини. Перший сигнал мобілізації ці клітини отримують від самих бактерій-агресорів у вигляді молекул їх токсинів. Одночасно з фагоцитозом бактерій макрофаги починають синтезувати і виділяти запальні цитокіни - інтерлейкін-1, фактор некрозу пухлин та інші. Під впливом цитокінів посилюється прилипання циркулюючих лейкоцитів до ендотелію судин і мобілізація у вогнище інфекції. Ті ж цитокіни посилюють антибактеріальну активність фагоцитів. Якщо фагоцитуючі клітини не справляються з очищенням вогнища інфекції від бактерій, інтерлейкін-1 виконує роль міжклітинного сигналу. Він втягує в процес активації Т-лімфоцити і включає механізми специфічної імунної відповіді.

Активовані Т-лімфоцити поповнюють ресурси запальних цитокінів, синтезуючи гамма-інтерферон, який активує макрофаги. Суттєву допомогу фагоцитуючих клітин у боротьбі з бактеріями надають продукти В-лімфоцитів - специфічні антитіла-імуноглобуліни (рис. 18). Взаємодіючи з антигенами бактерій, антитіла як би готують бактерії в їжу фагоцитами, роблять їх більш легкотравними. Крім того, специфічні антитіла проти бактеріальних токсинів розправляються з останніми самостійно: токсин, зв'язавшись зі своїми специфічними антитілами, втрачає токсичність і більше не становить небезпеки для організму.


Г. Як організм захищається від вірусів

Зустрічаючись з вірусом в крові або в міжклітинних просторах, специфічні антитіла здатні знешкодити цей вірус. Однак особливість вірусу як паразита полягає в тому, що він вважає за краще внутрішньоклітинний паразитизм, тобто життя і розмноження виключно всередині клітин господаря і за їх рахунок. Як у таких умовах боротися проти вірусу-паразита? Залишається два шляхи: або атакувати і вбивати заражені вірусами клітини разом з вірусами, або якимось чином перешкодити внутрішньоклітинного розмноження вірусів, якщо не вдалося перешкодити впровадженню вірусів у вхідних воротах. По першому шляху йдуть різні типи цитотоксичних клітин-кілерів, що захищають організм від вірусів. Розпізнавши на поверхні зараженої клітини чужорідні антигени, клітини-кілери впорскують у таку клітину-мішень вміст своїх цитоплазматичних гранул (куди входить фактор некрозу пухлин і інші молекули, які пошкоджують клітину-мішень). Результатом атаки кілера, як правило, є загибель клітини-мішені разом з внутрішньоклітинними паразитами. Правда, загибель і руйнування власних клітин організму не байдуже для його життєдіяльності. При деяких вірусних інфекціях такого роду захисні реакції приносять більше шкоди, ніж користі.

Інший механізм захисту проти вірусів - молекулярний. Відповідальні за противірусний захист молекули інтерферонів. Вони здатні "інтерферувати", тобто протидіяти процесам біосинтезу вірусних частинок в клітині господаря. Інтерферон синтезується клітиною-продуцентом у відповідь на зараження вірусом і з'єднується з відповідними рецепторами на поверхні заражених клітин. Взаємодія цитокіну (в даному випадку інтерферону) зі своїм специфічним рецептором тягне за собою передачу внутрішньоклітинного сигналу до ядра клітини. У клітці включаються гени, відповідальні за синтез білків і ферментів, що перешкоджають самовідтворення вірусу. Таким чином, інтерферон блокує біосинтез вірусних часток в зараженій клітині. Це дозволяє використовувати препарати інтерферону в якості лікарських при вірусних інфекціях.

Клітинні та молекулярні механізми при захисті від вірусів, як і при захисті від бактерій, працюють злагоджено, приходячи на допомогу один одному. Молекули інтерферонів, крім антивірусної дії, впливають на функції захисних клітин. Гамма-інтерферон, як вже було сказано вище, є активатором макрофагів (рис. 9).

Активовані гамма-інтерфероном макрофаги можуть поповнити армію клітин-кілерів, але тільки за участю специфічних противірусних антитіл, які утворюють своєрідні містки між макрофагами і зараженими клітинами-мішенями. Специфічний відповідь на вірусні антигени неминуче втягує популяцію Т-хелперів, які у відповідь на активацію починають посилено синтезувати і секретувати інтерлейкін-2. А цей цитокін відомий своєю здатністю різко активізувати клітини-кілери.


Д. Імунодефіцитні стану (ІДС)

Найбільш поширеною формою патології імунної системи є імунологічна недостатність, або, відповідно до міжнародної термінології, імунодефіцитні стани (ІДС). В основі ІДС лежать порушення генетичного коду (або інших структур). На рівні організму це означає нездатність імунної системи здійснювати ту чи іншу ланку імунної відповіді. Такі порушення можуть бути або первинними (вродженими), або вторинними (набутими). Причини виникнення їх в обох випадках одні і ті ж - вплив шкідливих факторів навколишнього середовища. Дефекти імунної відповіді можуть виявлятися як на рівні стовбурових клітин, Т-і В-лімфоцитів, макрофагів, системи комплементу, так і на рівні ферментів, які беруть участь у дозріванні імуноцитів або в лізису чужорідних клітин. СНІД - загальновідомий приклад придбаної форми ІДС. У цьому випадку вибірково уражаються Т-хелпери і частково макрофаги після проникнення в них вірусів (ВІЛ).

Інша форма патології імунітету, яка може виникати після впливу несприятливих факторів середовища - це аутоімунні захворювання. Основну роль тут грають Т-супресори. Супресорні Т-клітини беруть участь у підтримці неотвечаемості (імунологічної толерантності) до антигенів власних тканин. У нормі вони блокують дію аутоагресивних Т-і В-клітин. Але в тих випадках, коли цей заслін порушується, розвиваються аутоімунні (саморуйнівні) конфлікти. Широко відомо захворювання такого роду - тиреоїдит (аутоімунне захворювання щитовидної залози).

Третя форма імунної патології, що виникає в подібних випадках, - порушення протипухлинного імунітету.


Висновки

  1. Організм людини має і м м у н і т е т о м - поруч захисних реакцій, спрямованих проти інфекційних агентів. Перші (негайні) захисні реакції - це реакції неспецифічні, тобто вони універсально спрямовані проти будь-яких чужорідних клітин, вірусів, великих молекул. Другі захисні реакції - вже високоспецифічні, на запуск цієї системи необхідно деякий час.

  2. Системи н е з п е ц і ф і ч е з к о г о (вродженого, природного) і з п е ц і ф і - ч е з к о г о (придбаного) імунітету повинні розглядатися як дві стадії єдиного процесу захисту організму. Система вродженого імунітету діє на основі запалення і фагоцитозу. Система набутого імунітету заснована на специфічних функціях лімфоцитів.

3. Макрофаги і лімфоцити - основні клітини імунної системи.

4. Тимус - це центральний орган імунітету, де закладаються основи клітинного типу реагування. Відбір клітин за здатністю розпізнавати свої власні антигени є визначальною умовою подальшого внутрітімусного розвитку Т-лімфоцитів.

  1. Функції антигену ("чужий" молекули) - знайти відповідний йому лімфоцит, викликати його розподіл і диференціювання в клітку, секретують антитіла.

  2. На впровадження і розмноження мікробів організм відповідає мобілізацією захисних клітин і продукцією захисних молекул - імунною відповіддю. Щоб імунну відповідь відбувся, виявився досить ефективним, виконав свої захисні функції і був своєчасно вимкнений за непотрібністю, необхідні чіткі міжклітинні взаємодії, які забезпечуються цитокінами. Цитокіни є своєрідним міжклітинним мовою.

  3. Однією з перших ліній захисту організму від бактеріальної та вірусної інфекції служать запальні процеси. Ще не сформувався повноцінний імунну відповідь, вони швидко індукуються для обмеження розповсюдження інфекції в перші години і дні після зараження. Ключову роль в індукції запальних реакцій відіграють такі цитокіни (молекулярні сигнали), як фактор некрозу пухлин (ФНП) та інтерлейкін-1 (ІЛ-1).

  4. Фактор некрозу пухлин і гамма-інтерферон відносяться до найважливіших регуляторам імунної системи організму. Виявляють вони також і пряму антивірусну активність.

9. Інші неспецифічні (вроджені) захисні реакції здійснює система комплементу. Це багатокомпонентна система білків (більше 20), які циркулюють у кров'яному руслі. Основні функції комплементу - розпізнавання, руйнування і видалення з організму генетично чужорідного матеріалу. Крім того, комплемент грає важливу роль і в регуляції запальних та імунологічних реакцій організму.

  1. З п е ц і ф і ч е з до і і імунітет прийнято ділити на гуморальний (відповідальні В-лімфоцити) і клітинний (відповідальні Т-лімфоцити). Ні В-клітини, ні Т-кілери не в змозі розвинути максимально ефективну реакцію самостійно. Саме через процес взаємодії різних типів іммуннокомпетентних клітин формується найбільш виражений імунну відповідь.

  2. Характерні риси з п е ц і ф і ч е з к о г о імунітету - вміння відрізняти "своє" від "не свого", імунологічна пам'ять, специфічність запам'ятовування, толерантність при внутрішньоутробному введення антигену.

  3. Серед захисних клітин і молекул чимало дублерів, здатних виконувати одні і ті ж функції. Клітини, пов'язані один з одним за допомогою цитокінів, утворюють своєрідну мережу. Вона служить для багатоканальної передачі сигналів від клітини до клітини, забезпечує сприйняття цих сигналів і відповідну відповідь. Інформація від клітини до клітини передається у вигляді молекул цитокіна. Сприйняття інформації гарантується наявністю на поверхні клітини відповідного рецептора.

  4. Система комплементу різко посилює дію антитіл. Комплемент повідомляє комплексу антитіл - антитіло токсичність, засіб до фагоцитуючих клітин і здатність викликати запалення.

14. Система програмованої клітинної смерті - суттєвий чинник імунітету, оскільки загибель зараженої клітини може запобігти поширенню інфекції по організму. Порушення системи програмованої загибелі клітини - причина серйозної патології. Ослаблення здатності до апоптозу може вести до розвитку злоякісних пухлин, вірусних захворювань та імунодефіцитних станів.


ВИСНОВОК

Ми розглянули складну та індивідуально доцільно влаштовану систему захисних реакцій організму. Однією з найважливіших проблем сучасної біології є питання про те, як і з чого вона могла виникнути в процесі еволюції. Підходи до цієї проблеми лише тільки намічаються.

Ясно, що захист організму від зовнішньої і внутрішньої біологічної агресії імунна система забезпечує шляхом двох основних механізмів - розпізнавання і руйнування чужорідних молекул і клітин. Це досягається завдяки злагодженій роботі імуноцитів різного функціонального призначення. Основним молекулярним інструментом для реалізації імунної відповіді служать антитіла і поверхневі рецептори. Причому ті й інші можуть виконувати як функцію розпізнавання, так і функцію руйнування чужорідних тіл. Міжклітинна зв'язок між імуноцитів виконують інтерлейкіни, інтерферони та інші медіатори. Порушення цих механізмів призводить до різних форм імунопатології, небезпечною для здоров'я і життя.


Список літератури


1. Абелем Г. І. Основи імунітету. - "Соросівський Освітній журнал", 1996р., № 5, С. 4-10.

2. Абелем Г. І. Запалення. - "Соросівський Освітній журнал", 1996р., № 10,

С. 28-32.

3. Агол В. І. Генетично запрограмована смерть клітин. - "Соросівський Освітній журнал", 1996р, № 10, С. 28-32.

4. Блінкін С.А. У світі незримого. - М., "Знання", 1976р., С.112.

5. Галактионов В. Г. Генетичний контроль взаємодії іммуннокомпетентних клітин. - "Соросівський Освітній журнал", 1997р., № 2, С. 28-34.

6. Грунтенко Є. В. Імунітет. За і проти. - М., "Знання", 1982р., С.208.

7. Лалаянц І.Е., Милованова Л. С. Нобелівські премії з медицини та фізіології. - М., Знання, серія "Біологія", 1991р., С.64.

8. Петров Р.В. Я чи не я. - М., "Молода гвардія", 1987., С.220.

9. Ройт А. Основи імунології. М., "Мир", 1991р., С.328.

10. Семенов Е. В. Анатомія і фізіологія людини. - Посібник для вступників до ВНЗ - М., АНМІ, 1995р., С.21-37.

11. Смородінцев А. А. Бесіди про віруси. - М., "Молода гвардія", 1982р., С.208.

12. СНІД - чума ХХ століття. - "Кур'єр ЮНЕСКО", серпень, 1995 р., С.42.

13. Ульянкіна Т. І. Зародження імунології. - М., "Наука", 1995р., С.206.

14. Фрейдлін І. С. Цитокіни та міжклітинні контакти в протиінфекційного захисту організму. - "Соросівський Освітній журнал", 1996р, № 7, С. 19-25.

15. Щелкунов С. Н. Вірус натуральної віспи - джерело нових медичних препаратів. - "Соросівський Освітній журнал", 1995р, № 1, С. 28-31.

16. Ярилин А.А., Шарий М. М. Імунітет і радіація. - М., Знання, серія "Біологія", 1991р., С.64.


Додаток

Нобелівські лауреати з імунології


Ім'я



Рік


Країна


За що присуджено премію



Берінг Е.


Мечников І.І.


Ерліх П.


Ріше Ш.


Борде Ж.


Ландштейнер До


Форсман В.

Боба Д.


Бернет М.


Медавар П.


Бенасерраф Б.

Снелл Дж.

Досс Ж.


Тонегава С.


Хітчінгс Дж.

Еліон Г.

Блек Дж.


Муррей Дж.



1901


1908


1908


1913


1919


1930


1957


1960


1960


1980


1987


1988


1988


1990



Німеччина


Росія


Німеччина


Франція


Бельгія


США


Німеччина

Італія


Австралія


Англія


США

США

Франція


США


США


Англія


США



Створення антидифтерійної сироватки


Відкриття фагоцита-першої клітини імунної системи

Створення методу кількісного визначення антитіл

Відкриття анафілаксії і механізму її виникнення

Відкриття імунного білка комплементу


Відкриття груп крові


Розробка антигістамінних засобів


Формулювання клональною теорії синтезу антитіл

Відкриття функції Т-лімфоцитів і механізмів відторгнення органів і тканин


Відкриття комплексу гістосумісності, що грає велику роль у відторгненні пересаджених органів і тканин


Відкриття генних механізмів синтезу захисних білкових антитіл

Створення азидотимидина (АЗТ) - лікарського засобу проти СНІДу

Створення антігістаміновие блокаторів


Пересадка першої бруньки людині



33



Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Медицина | Реферат
121.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Імунна система 2
Імунна система організму
Імунна теорія сепсис
Хронічний бронхіт простий Вторинна імунна недостатність клітинний тип Неффом II Приглухуватість
Навчальний модуль рейтингова система оцінювання кредитно-модульна система
Податкова система Іспанії 2 Система оподаткування
Система ведення господарства Система тваринництва
Система обов язків людини і громадянина Система прав дитини Релігійні права дитини теоретичні
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru