Адаптивный иммунитет

Интерферон

Комплемент

Описанный процесс фагоцитоза является основным клеточным конститутивным фактором защиты, но еще на заре развития иммунологии было установлено, что лишенная клеток кровь (сыворотка) также обладает бактерицидными свойствами. Причем в реализации бактерицидности сыворотки существенную роль играют белки, названные комплементом.

Комплемент – группа сывороточных специфических белков, циркулирующих в неактивной проэнзимной форме (фактора D,В). Эти белки могут быть активированы различными специфическими и неспецифическими иммунологическими механизмами. Активированные компоненты комплемента принимают участие в контролируемом энзиматическом каскаде, результатом действия которого является повреждение мембраны бактерий или их опсонизация.

Сутью каскадной активации системы комплемента является то, что каждый из первых пяти компонентов в результате активации превращается в фермент, который расщепляет следующий компонент и предоставляет ему свойства фермента.

Белки системы комплемента присутствуют в плазме крови млекопитающих изначально и постоянно, и действие этих белков на любые чужеродные клетки практически одинаково, исходя из чего систему комплемента и рассматривают как конститутивный фактор защиты организма.

В настоящее время в систему комплемента включают 19 белков, условно разделяемых на группы в связи с их функциями. Все эти белки продуцируются и секретируются в плазму крови моноцитами и гепатоцитами (клетками печени) и их количества в норме постоянны для млекопитающих конкретных видов.

Первую группу составляют 6 белков, обозначаемых заглавной латинской буквой С (от лат. complement) с соответствующим индексом: С1q, C1r, C1s, C2, C4, C3. Наиболее важным с точки зрения инициации активации системы комплемента по классическому пути является белок С1q. Его структура способствует взаимодействию глобул белка с определенными сайтами тяжелых цепей иммуноглобулинов класса G и M.

Белки альтернативного пути активации системы комплемента не имеют, очевидно в силу их более позднего открытия, традиционного обозначения буквой С и обычно именуются факторами – фактор В, фактор D и фактор Р.

Белки атакующего мембрану комплекса имеют традиционное наименование – это белки С5, С6, С7, С8 и С9. В отличие от большинства рассмотренных ранее белков других групп их участие в функционировании системы комплемента не приводит к появлению комплексов, обладающих ферментативной активностью, и сами они в ходе активации комплемента не подвергаются ферментативному воздействию.

Регуляторные белки системы комплемента, наоборот, обладают выраженной ферментативной активностью, которую проявляют по отношению к определенным возникающим при активации системы комплемента комплексам. Таковыми являются: ингибитор С1-эстеразы (сокращенно C1EI от англ. C1 esterase inhibitor), С4-связывающий белок (сокращенно C4bp от англ. C4-binding protein), фактор I (от англ. inhibitor) и белок S (от англ. soluble – растворимый, растворяющий, он также имеет второе название – витронектин).

В норме, когда внутренняя среда организма «стерильна» и патологического распада собственных тканей не происходит, уровень активности системы комплемента невысок. При появлении во внутренней среде микробных продуктов происходит активация системы комплемента. Она может происходить по трём путям: альтернативному, классическому и лектиновому.

Пути активации:

Классический путь. Классический путь запускается активацией комплекса С1 (он включает одну молекулу С1q и по одной молекуле С1r и С1s). Комплекс С1 связывается с помощью С1q с иммуноглобулинами классов М и G, связанными с антигенами. Гексамерный C1q по форме напоминает букет нераскрытых тюльпанов, «бутоны» которого могут связываться с Fcучастком антител. Для инициации этого пути достаточно единственной молекулы IgM, активация молекулами IgG менее эффективна и требует больше молекул IgG. С1q связывается прямо с поверхностью патогена, это ведет к конформационным изменениям молекулы С1q, и вызывает активацию двух молекул сериновых протеаз С1r. Они расщепляют С1s (тоже сериновую протеазу). Потом комплекс С1 связывается с С4 и С2 и затем расщепляет их, образуя С2а и С4b. С4b и С2а связываются друг с другом на поверхности патогена, и образуют С3-конвертазу классического пути, С4b2а. Появление С3-конвертазы приводит к расщеплению С3 на С3а и С3b. С3b образует вместе с С2а и С4b С5-конвертазу классического пути. С5 расщепляется на C5a и C5b.C5b остается на мембране и соединяется с комплексом C4b2a3b.Потом соединяются С6, С7, С8 и С9,которая полимеризуется и возникает трубочка внутри мембраны. Тем самым нарушается осмотический баланс и в результате тургора бактерия лопается. Классический путь действует более точно, поскольку так уничтожается любая чужеродная клетка.

Альтернативный путь

Альтернативный путь запускается гидролизом C3 прямо на поверхности патогена. В альтернативном пути участвуют факторы В и D. С их помощью происходит образование фермента СЗbВb. Стабилизирует его и обеспечивает его длительное функционирование белок P. Далее РС3bВb активирует С3, в результате образуется С5-конвертаза и запускается образование мембраноатакующего комплекса. Дальнейшая активация терминальных компонентов комплемента происходит так же, как и по классическому пути активации комплемента. В жидкости в комплексе CЗbВb В заменяется Н фактором и под воздействием дезактивирующего соединения(Н) превращается в С3bi.Когда микробы попадают в организм комплекс СЗbВb начинает накапливаться на мембране. Он соединяется с С5, который расщепляется на C5a и C5b. C5b остается на мембране. Потом соединяются С6, С7, С8 и С9.После соединения С9 с С8, происходит полимеризация С9 (до 18 молекул сшиваются друг с другом) и образуется трубочка, которая пронизывает мембрану бактерии, начинается закачка воды и бактерия лопается.

Альтернативный путь отличается от классического следующим: при активации системы комплемента не нужно образование иммунных комплексов, он происходит без участия первых компонентов комплемента — С1, С2, С4. Он также отличается тем, что срабатывает сразу же после появления антигенов — его активаторами могут быть бактериальные полисахариды и липополисахариды(являются митогенами), вирусные частицы, опухолевые клетки.

Лектиновый (маннозный) путь активации системы комплемента

Лектиновый путь гомологичен классическому пути активации системы комплемента. Он использует лектин, связывающий маннозу, (MBL) — белок, подобный C1q классического пути активации, который связывается с маннозными остатками и другими сахарами на мембране, что позволяет распознавать разнообразные болезнетворные микроорганизмы. MBL — сывороточный белок, принадлежащий к группе белков коллектинов, который синтезируется преимущественно в печени и может активировать каскад комплемента, непосредственно связываясь с поверхностью патогена.

В сыворотке крови MBL формирует комплекс с MASP-I и MASP-II (Mannan-binding lectin Associated Serine Protease, связывающие MBL сериновые протеазы). MASP-I и MASP-II весьма схожи с C1r и C1s классического пути активации и, возможно, имеют общего эволюционного предшественника. Когда несколько активных центров MBL связываются с определенным образом ориентированными маннозными остатками на фосфолипидном бислое болезнетворного микроорганизма, MASP-I и MASP-II активируются и расщепляют белок C4 на C4a и C4b, а белок С2 на C2a и C2b. Затем C4b и C2a объединяются на поверхности болезнетворного микроорганизма, формируя C3-конвертазу, а C4a и C2b действуют как хемоаттрактанты для клеток иммунной системы.

Система комплемента играет большую роль в целому ряду событий. Имеются четкие доказательства влияния комплемента на другие конститутивные защитные факторы, в частности на фагоцитоз. О значении молекул C3b как опсонинов уже упоминалось выше, но следует подчеркнуть, что наличие у фагоцитирующих клеток специфических рецепторов для образующихся в ходе активации фрагментов С4а, С3а и С5а является основой для хемотаксического обнаружения фагоцитами чужеродных клеток. Повышение концентрации этих хемоаттрактантов служит сигналом для направленного перемещения нейтрофилов и макрофагов к местам локализации чужеродных агентов и, кроме того, активирует эти и другие фагоцитирующие клетки, стимулируя реакции кислородного взрыва и процессы дегрануляции.

Присоединение молекул С4а, С3а и С5а к рецепторам базофилов и тучных клеток также способствует дегрануляции последних, что существенно ускоряет развитие воспалительной реакции в местах внедрения чужеродных объектов.

Также молекулы С5а выступают в качестве медиаторов воспаления, т. е. веществ усиливающих воспалительную реакцию. Под влиянием этого белка происходят изменения в сокращении клеток гладкой мышечной ткани, и повышается проницаемость стенок капилляров для клеток и молекул.

Влияет комплемент и на развитие одной из главных реакций приобретенного иммунитета – иммунного ответа. Такое влияние заключается в том, что соединения комплемента облегчают прикрепление антигенов к поверхности В-лимфоцитов и антигенпредставляющих клеток (на их поверхностях также имеются рецепторы для белков комплемента) и, кроме того, способствуют развитию В-клеток иммунной памяти.

Еще одним биохимическим фактором конститутивной защиты является интерферон.

Выделяют интерфероны I, II и III типов. У человека тип I включает ИФНα, ИФНβ, ИФНκ, ИФНω, ИФНε. Главная роль во врождённой защите от вирусов принадлежит ИФНα (включает 13 членов) и ИФНβ (представлен одним членом). ИФНα и ИФНβ состоят из одной α-спиральной цепи из 165 и 166 аминокислотных остатков соответственно. Гомология между цепями составляет около 70%. К интерферонам типа II относится ИФНγ, а к интерферонам III типа - интерфероноподобные цитокины ИФН-λ1 (ИЛ-29), ИФН-λ2 (ИЛ-28A) и ИФН-λ3 (ИЛ-28B).

Считают, что основной источник интерферонов типа I в организме - плазмоцитоидные ДК. Интерфероны - небольшие белки, синтезируемые в инфицированных вирусом клетках. Индуктором синтеза интерферонов служат молекулы двуспиральной РНК. Двуспиральная РНК может быть геномной РНК вирусов или промежуточным продуктом транскрипции у ДНК-содержащих вирусов. В клетках млекопитающих собственных двуспиральных РНК нет.

Синтезированые интерфероны типа 1 в инфицированных вирусом клетках индуцируют ферменты, которые расщепляют вирусные нуклеиновые кислоты и нарушают репликативный цикл вирусов, что в свою очередь приводит к подавлению трансляции вирусных белков.

Также они усиливают экспрессию молекул главного комплекса гистосовместимости MHC-1 и -2. КГС - большая область генома или большое семейство генов, играющее важную роль в иммунной системе и развитии иммунитета. Гены комплекса кодируют белки, локализующиеся на клеточной мембране. Они обеспечивают представление (презентацию) фрагментов антигенов микроорганизмов, попадающих в организм, T-лимфоцитам, которые уничтожают зараженные клетки или стимулируют другие клетки (В-клетки и макрофаги), что обеспечивает координацию действий различных клеток иммунной системы в подавлении инфекции.

В данном случае они активируют NK-клетки (натуральные киллеры) - особая субпопуляция лимфоцитов. Они способны спонтанно убивать некоторые опухолевые, а также инфицированные вирусами клетки.Содержат в цитоплазме азурофильные гранулы, где депонированы цитотоксические белки перфорин, гранзимы и гранулизин.

Таким образом, интерфероны типа I, которые связываются со специфическими рецепторами на поверхности многих типов клеток иммунной системы, стимулируют противовирусный и в некоторых случаях противоопухолевый иммунный ответ.

Механизмы врождённого иммунитета не всегда могут сдержать развитие инфекции. В таких случаях запускается адаптивный иммунный ответ. В отличие от врождённого иммунитета, реализуемого клетками, сформировавшимися в процессе онтогенеза независимо от контакта с патогенными микроорганизмами, адаптивный иммунный ответ развивается только в ответ на контакт с конкретным антигеном. При этом в иммунный ответ вовлекаются только клоны лимфоцитов, распознающие проникшие в организм чужеродные антигены. Эта специфическая адресная реакция называется иммунным ответом. Таким образом, иммунный ответ - многоэтапный процесс с обязательным участием лимфоцитов и других клеток иммунной системы.

Причем такого рода защита возникает у каждой особи данного вида независимо от других, поэтому его и называют индивидуальным. В формировании такого иммунитета основную роль играют индуцибельные защитные факторы.

Классификации адаптивного иммунитета

По области действия:

Местный —комплекс факторов, которые обеспечивают защиту кожи и слизистых оболочек. Обеспечивается за счёт скопления лимфоидной ткани в органах, отвечающей за местный гуморальный иммунитет (IgA, IgG) и клеточной иммунной защиты.

Общий —комплекс факторов, которые обеспечивают защиту внутренней среды организма от чужеродных антигенов. Чаще формируется при проникновении возбудителя в кровь. Характеризуется образованием антител — IgM и IgG, активизацией специфичных против данного возбудителя лимфоцитов, выполняющих клеточную защиту.

Базируясь на данных медицины, микробиологии и иммунологии, люди получили возможность направленно вызывать приобретенный иммунитет к инфекционным заболеваниям, поэтому в настоящее время его принято делить на естественный и искусственный.

Естественный иммунитет возникает без вмешательства человека и представлен двумя формами. 1. Возникающая после перенесенного заболевания невосприимчивость к некоторым болезням, или так называемый постинфекционный иммунитет, имеет в своей основе развитие у болеющего иммунного ответа, приводящего к формированию и длительному (иногда на всю оставшуюся жизнь) сохранению в организме соответствующих клеток иммунной памяти.

2. Естественный пассивный иммунитет может возникать как результат попадания во внутреннюю среду организма антител, продуцируемых другим организмом. Единственной ситуацией, при которой возможно естественное проникновение антител из одного организма в другой, является период внутриутробного развития у млекопитающих.

Искусственный иммунитет формируется после вмешательства со стороны человека и его можно вызвать также двумя основными путями. Первый предполагает обеспечение контакта с болезнетворным началом, осуществляемого таким образом, чтобы иммунная система получила возможность специфически на него отреагировать, но при этом в организме не развились симптомы заболевания в той степени, которая характерна для возникшей естественным путем болезни. В идеале вакцины – препараты, с помощью которых создают искусственный иммунитет – вообще не должны вызывать у вакцинированных каких-либо нежелательных реакций, однако не все из производимых в настоящее время вакцин этому требованию соответствуют. Создаваемый с помощью вакцин искусственный иммунитет называют активным.

Вторая же форма искусственного иммунитета создается путем введения в организм уже готовых, выработанных в другом организме антител против конкретного возбудителя. Этот иммунитет сохраняет свою эффективность, как правило, около месяца, поскольку введенные антитела постепенно разрушаются в плазме крови, а собственных антител, способных защитить от данного возбудителя, организм не вырабатывает. Поэтому такой создаваемый с помощью содержащих антитела препаратов (их обычно называют сыворотками) искусственный иммунитет называют пассивным.

По направленности действия выделяют противоинфекционный и неинфекционный иммунитет.

По механизму действия выделяют клеточный и гуморальный иммунитет

Клеточный и гуморальный иммунитет – это не одно и то же. Все-таки существует разница между этими понятиями. Каждый из представленных видов имеет собственную схему работы и определенный набор функций, за выполнение которых он отвечает.

Сегодня под клеточным иммунитетом подразумевается действие В- и Т-лимфоцитов, которое подразумевает формирование клона лимфоцитов (К-лимфоциты, цитотоксические лимфоциты), способных разрушать клетки мишени, мембраны которых содержат чужеродные материалы (например, вирусные белки).

Клеточный иммунитет задействован в ликвидации вирусной инфекции, а также таких типов бактериальных инфекций как туберкулез, проказа, риносклерома. Раковые клетки тоже разрушаются активированными лимфоцитами.

К звеньям клеточного иммунитета также относятся фагоциты и вспомогательные клетки: тучные клетки, базофилы, тромбоциты и эозинофилы. Механизм клеточного иммунитета выглядит со стороны как слаженная работа всех компонентов системы, которая направлена на поддержание и обеспечение полноценного функционирования различных органов человека.

Гуморальный иммунитет – это защитная система организма, инструментами которой являются иммуноглобулины крови, а также В-лимфоциты. Они относятся к гуморальному звену иммунитета, деятельность которого обеспечивает выработку особых антител, борющихся с инфекциями.

В принципе, провести четкую границу между клеточным и гуморальным иммунитетами очень сложно, так как они находятся между собой в тесной взаимосвязи.

Дата добавления: 2017-01-13