Иммунная система

Иммунитет – это выработавшаяся в ходе эволюции способность организма защищать свою целостность от живых организмов (бактерии, вирусы, простейшие, черви) и веществ, несущих на себе признаки чужеродного генома. Центральным биологическим механизмом иммунитета служит распознавание «своего» и «чужого». Специфические защитные механизмы организма обеспечиваются в результате контакта организма с антигенами.

Антигены – вещества, в основном белки и полисахариды, несущие признаки генетически чужеродной информации для данного организма. Носителями таких чужеродных веществ являются вирусы, бактерии, трансплантаты, опухолевые клетки. Антигены вызывают в организме иммунный ответ. Это их свойство называется иммуногенностью.

Главной действующей силой в защите организма от вирусов, бактерий, чужеродных клеток и тканей являются клетки лимфоциты. Выделены два важнейших функциональных класса лимфоцитов: В-лимфоциты и Т-лимфоциты. Они различаются по своему происхождению и участию в иммунной защите организма. Морфологически эти два типа лимфоцитов нераспознаваемы. Они отличаются особыми белковыми молекулами на поверхности плазматической мембраны, которые служат видоспецифическими маркерами (CD – clusters of differentiation), а также различными рецепторами.

В-лимфоциты продуцируют специфические белки (антитела), которые переносятся кровью и тканевыми жидкостями и защищают организм от внедрившихся чужеродных антигенов, то есть осуществляют гуморальный иммунный ответ. Антитела – это гликопротеины класса иммуноглобулинов, присутствующие в сыворотке крови, которые обладают способностью соединяться и прочно связываться с антигеном, тем самым его обезвреживая (инактивируя). Существует несколько классов антител, или иммуноглобулинов: IgG, IgA, IgM, IgD, IgE. Наиболее часто встречают IgG – активный в нейтрализации бактериальных токсинов и защите от вирусов. Слюна и слизь богаты IgM, он легко преодолевает клеточные барьеры. IgA располагается на поверхности слизистых оболочек, предупреждая проникновение инфекции во внутреннюю среду организма.

Взаимодействие В-лимфоцита с антигеном вызывает его антиген-зависимую дифференцировку в двух направлениях: к короткоживущему, активно продуцирующему антитела плазмоциту и к долгоживущим В-клеткам памяти.

Т-лимфоциты осуществляют реакции клеточного иммунитета: они разрушают клетки-мишени, несущие чужеродные или измененные собственные антигены при непосредственном контакте с ними. Среди Т-лимфоцитов выделяют несколько субпопуляций:

- цитотоксические Т-клетки, или Т-киллеры – это эффекторные клетки, которые осуществляют иммунный ответ клеточного типа, распознают и уничтожают чужеродные клетки трансплантантов, вирус-инфицированные и опухолевые клетки собственного организма; Т-киллеры секретируют в межклеточное пространство белки – перфорины, которые встраиваются в клеточную мембрану чужеродной клетки, формируют поры, что приводит к гибели чужеродной клетки;

- Т-клетки гиперчувствительности замедленного типа – эти клетки распознают чужеродные антигены, выделяемые внутриклеточными микроорганизмами, и обнаруживаются в очагах хронического воспаления;

- Т-хелперы выделяют сигнальные молекулы, которые привлекают и активируют В-лимфоциты и Т-киллеры, то есть оказывают на них стимулирующее влияние. Вирус иммунодефицита (СПИД) человека избирательно инфицирует Т-хелперы, что приводит к нарушению иммунного ответа и, в конечном итоге, к разрушению иммунной системы.

- Т-супрессоры, ингибируют активность других клеток иммунной системы, подавляют развитие аутоиммунных реакций, блокируя антителообразование.

- Т-клетки памяти сохраняют иммунную память о первичном контакте с антигеном.

Каким образом лимфоциты отличают клетки собственного организма от чужеродных? Установлено, что все клетки отдельного организма несут на своей поверхности уникальный комплекс белковых молекул, который обозначает его биологическую индивидуальность и называется главным комплексом гистосовместимости (МНС – от английского M ajor H istocompatibility C omplex). Существует два класса таких молекулярных комплексов: МНС I, представленный на поверхности всех клеток данного организма, и МНС II, который выставлен на мембранах иммунокомпетентных клеток (Т- и В-лимфоцитов, макрофагов, моноцитов).

Сами лимфоциты «не умеют» распознавать антигены. Эту функцию выполняют антиген-представляющие клетки: клетки системы макрофагов (особенно активно выполняют эту функцию такие типы макрофагов, как дендритные клетки). Макрофаги захватывают (фагоцитируют) вторгшиеся в организм антигены, расщепляют их (переваривают в лизосомах) на фрагменты, а затем на своей поверхности представляют молекулы МНС-II вместе с небольшим, но узнаваемым фрагментом антигена, - так называемый эпитоп или антигенный детерминант – лимфоцитам (Т-хелперам). Одновременно макрофаги выделяют биологически активные вещества – монокины (например, интерлейкин-1), которые стимулируют дифференцировку В-лифмоцитов. Т-хелперы выделяют свои биологически активные вещества – лимфокины (интерлейкин-2, фактор некроза опухолей, гамма-интерферон) необходимые для активации В-лимфоцитов. Таким образом, для начала иммунного гуморального ответа необходимо взаимодействие 3-х типов клеток: макрофагов (как антиген-представляющих клеток), Т-хелперов и В-лимфоцитов. Такое взаимодействие называется кооперацией (рис.1).