Специфическая защита, или иммунитет

Иммунитет – это комплекс реакций, направленных на поддержание гомеостаза при встрече организма с агентами, которые расцениваются как чужеродные независимо от того, образуются ли они в самом организме или поступают в него извне. Чужеродные для данного организма соединения, способные вызвать иммунный ответ, получили наименование «антигены» (АГ).

Антиген (Аг) — вещество, несущее признаки генетичеcки чужеродной информации. Аг можно также определить как молекулу, распознаваемую клетками иммунной системы как чужеродную («не cвою»). В качестве синонима применяют также термин «иммуноген», подразумевая, что иммуноген (Аг) способен вызвать ответные реакции иммунной системы, в итоге приводящие к развитию приобретённого иммунитета. Способность вызывать такие ответные реакции (т.е. образование АТ и сенсибилизацию — приобретение организмом чувствительности к Аг) присуща не всей молекуле Аг, а только особой его части, её называют антигенная детерминанта, или эпитоп. У большинства белковых Аг такую детерминанту образует последовательность из 4–8 аминокислотных остатков, а у полисахаридных Аг — 3–6 гексозных остатков. Число же детерминант у одного Аг может быть различным.

В ответ на появление АГ в организме при участии иммунной системы образуются антитела (АТ).

Антитело (АТ) — гликопротеин, отноcящийcя к клаccу иммуноглобулинов (Ig). АТ cпецифичеcки взаимодейcтвует c комплементарным Аг, т.е. с той антигенной детерминантой, к которой иммунная система синтезировала данное АТ. В результате образования комплекса «Аг + АТ» происходит нейтрализация Аг. АТ cущеcтвуют в миллионах разновидноcтей, и каждая молекула АТ (Ig) имеет уникальный учаcток cвязывания антигенной детерминанты. АТ синтезируют плазматичеcкие клетки в ходе гуморального иммунного ответа, каждое специфическое АТ (Ig) синтезирует отдельный клон (дифференцированное потомство единственного B-лимфоцита) плазматических клеток. Ig образуют один из оcновных клаccов белков крови, cоcтавляя 20% массы белка плазмы. Гены, кодирующие синтез известных классов Ig (IgA, IgD, IgE, IgG и IgM), расположены в хромосомах 2, 14 и 22.

Связывание антигена (рис.). Молекула Ig cоcтоит из двух лёгких цепей (L‑цепи) и двух тяжёлых цепей (H‑цепи). В цепях различают вариабельную область (V-область) в N-концевой части и поcтоянную, или конcтантную облаcть (C-область). V-область у разных АТ варьирует. V-области L- и H‑цепей образуют Аг-cвязывающий центр, или Fab-фрагмент (от англ. Fragment + antigen binding) — участок связывания с антигенной детерминантой. Константная область молекулы Ig имеет Fc-фрагмент (от англ. Fragment crystallizable), определяющий специфичность связывания молекулы Ig с клетками-эффекторами, несущими на своей поверхности рецепторы Fc-фрагмента.

Структура иммуноглобулина. Молекула иммуноглобулина состоит из двух идентичных тяжёлых (H) и двух идентичных лёгких (L) цепей. N-концевые области L- и H‑цепей образуют два Аг-связывающих центра (Fab–фрагмент). Fc-фрагмент молекулы взаимодействует со своим рецептором в мембране различных типов клеток (макрофаг, нейтрофил, тучная клетка).

АГ, взаимодействуя со своими АТ, образуют иммунные комплексы (ИК). Если антиген — это корпускулярная частица (клетка), то антитело совместно с комплементом образует отверстие в мембране клетки-мишени, в результате чего открывается доступ внутрь клетки ферментов сыворотки или лизосомальных ферментов, и это в конечном итоге приводит к гибели клетки. Если антиген является растворимым, то под влиянием антитела он осаждается, становится нерастворимым. Для корпускулярных частиц существует еще один способ их элиминации — в результате присоединения антител антигены склеиваются между собой (агглютинируют) и выпадают в осадок.

Специфический иммунитет включается только после первичного контакта с антигеном. Центральным звеном специфического иммунитета являются лимфоциты.

Лимфоциты составляют 20–45% общего числа лейкоцитов крови. Кровь — среда, в которой лимфоциты циркулируют между органами лимфоидной системы и другими тканями. Лимфоциты могут выходить из сосудов в соединительную ткань, а также мигрировать через базальную мембрану и внедряться в эпителий (например, в слизистой оболочке кишечника). Продолжительность жизни лимфоцитов: от нескольких месяцев до нескольких лет. Лимфоциты — иммунокомпетентные клетки, имеющие огромное значение для иммунных защитных реакций организма. С функциональной точки зрения различают В‑лимфоциты, Т‑лимфоциты и NK‑клетки.

Тимусзависимые (Т-лимфоциты)	Бурсазависимые (В-лимфоциты)
1.Проходят дифференцировку в вилочковой железе.	1.Проходят дифференцировку в лимфоидной ткани желудочно-кишечного тракта.
2.Обеспечивают клеточный иммунитет.	2.Обеспечивают гуморальный иммунитет.

B‑лимфоциты образуются в костном мозге и составляют менее 10% лимфоцитов крови. Часть В‑лимфоцитов в тканях дифференцируются в клоны плазматических клеток. Каждый клон синтезирует и секретирует АТ только против одного Аг. Другими словами, плазматические клетки и синтезируемые ими АТ обеспечивают гуморальный иммунитет.

T‑лимфоциты Клетка-предшественница T-лимфоцитов поступает в тимус из костного мозга. Дифференцировка T-лимфоцитов происходит в тимусе. Зрелые Т-лимфоциты покидают тимус, их обнаруживают в периферической крови (80% и более всех лимфоцитов) и лимфоидных органах. Т-лимфоциты, как и В-лимфоциты, реагируют (т.е. узнают, размножаются и дифференцируются) на конкретные Аг, но — в отличие от B-лимфоцитов — участие Т-лимфоцитов в иммунных реакциях сопряжено с необходимостью узнавать в мембране других клеток белки главного комплекса гистосовместимости MHC. Основные функции Т‑лимфоцитов — участие в клеточном и гуморальном иммунитете (так, Т‑лимфоциты уничтожают аномальные клетки своего организма, участвуют в аллергических реакциях и в отторжении чужеродного трансплантата). Среди Т‑лимфоцитов различают CD4⁺- и CD8⁺‑лимфоциты. CD4⁺‑лимфоциты (Т‑хелперы) поддерживают пролиферацию и дифференцировку В‑лимфоцитов и стимулируют образование цитотоксических Т‑лимфоцитов, а также способствуют пролиферации и дифференцировке супрессорных Т‑лимфоцитов.

NK‑клетки — лимфоциты, лишённые характерных для Т- и В‑клеток поверхностноклеточных детерминант. Эти клетки составляют около 5–10% всех циркулирующих лимфоцитов, содержат цитолитические гранулы с перфорином, уничтожают трансформированные (опухолевые) и инфицированные вирусами, а также чужеродные клетки.

Различаютклеточный и гуморальный иммунитет.

Клеточный иммунитет направлен на уничтожение чужеродных клеток и тканей и обусловлен действием Т-лимфоцитов.

Гуморальный иммунитет обеспечивается образованием АТ и обусловлен в основном функцией В-лимфоцитов.

Клеточный иммунитет. Т₄ - лимфоциты (хелперы) в ответ на инфекцию активируются и превращаются в иммунокомпетентные клетки. Процесс начинается со встречи антигена с макрофагом. Макрофаг выделяет белок интралейкин-1 (IL-1), под влиянием которого в Т₄-лимфоцитах образуется фактор роста или интерлейкин-2 (IL-2) и рецепторы интерлейкина-2, располагающиеся на поверхности лейкоцита. ИЛ2 стимулирует пролиферацию Т‑хелперов и активирует цитотоксические T‑лимфоциты.Рецептор цитотоксических T‑лимфоцитов связывается с антигенной детерминантой в комплексе с молекулой MHC класса I на поверхности вирус-инфицированной или опухолевой клетки. В молекулярном взаимодействии участвует дифференцировочный Аг цитотоксического T‑лимфоцита CD8. После связывания молекул взаимодействующих клеток цитотоксический T‑лимфоцит убивает клетку–мишень.

После прекращения инфекции Т-лимфоциты (супрессоры) подавляют созревание В-лимфоцитов и Т₈-лимфоцитов.

Гуморальный иммунитет. Гуморальные антитела синтезируются В-лимфоцитами и плазматическими клетками, представляют собой белок, относящийся к группе гамма - глобулинов (иммуноглобулинов). Различают 5 классов иммуноглобулинов: IgM, IgA, IgG, IgF, IgD.

Отбор В‑лимфоцитов производится при взаимодействии Аг с Fab‑фрагментами IgM на поверхности Т‑хелпера. Эпитоп этого Аг в комплексе с молекулой MHC класса II узнаёт рецептор Т‑хелпера, после чего из T‑лимфоцита секретируются цитокины, стимулирующие пролиферацию В‑лимфоцитов и их дифференцировку в плазматические клетки, синтезирующие АТ против данного Аг.

Рис. 6 Возрастные изменения содержания нейтрофилов и лимфоцитов

у детей от рождения до 5 лет (по А.Туру, 1957)

1 - содержание нейтрофилов, 2 - содержание лимфоцитов; а, б - первый и второй «перекресты» лимфоцитов и нейтрофилов

Основные термины

Эритроцитоз

Эритропения

Лейкоцитоз

Лейкопения

Диссоциация оксигемоглобина

вопросы для самоконтроля

1. Состав крови.

2. Строение, форма, размеры эритроцитов.

3. Общее количество эритроцитов в одном литре крови у мужчин, женщин.

4. Принцип подсчета эритроцитов, формула подсчета эритроцитов, смысл всех входящих в нее величин.

5. Функции эритроцитов.

6. Сколько молекул глобина и молекул гема входит в состав гемоглобина?

7. Какова валентность атомов железа, входящего в состав гема, при присоединении кислорода?

8. Количество гемоглобина (г/л) в крови у мужчин и женщин.

9. Метод количественного определения гемоглобина.

10.Перечислите виды гемоглобина, его физиологические и патологические соединения.

11.Как называются соединения гемоглобина с кислородом, углекислым газом, угарным газом?

12.Почему гемоглобин является идеальным переносчиком кислорода?

13.Что такое цветовой показатель? Чему равна его величина?

14.Формула вычисления цветового показателя.

15.Как называется состояние, при котором содержание гемоглобина в эритроците увеличивается, снижается или остается нормальным.

16.Каково клиническое значение определения количества эритроцитов, гемоглобина, цветового показателя?

17.Лейкоциты, виды, содержание в одном литре крови у человека. Лейкоцитарная формула. Функции эозинофилов, базофилов, нейтрофилов, моноцитов и лимфоцитов.

18.Принцип подсчета лейкоцитов, формула подсчета лейкоцитов, смысл всех входящих в нее величин.

19.Что такое физиологический лейкоцитоз?