Иммунитет. 
Биология

1. Некоторые исходные понятия.

Антиген (АГ) — вещество, несущее чужеродную генетическую информацию (белки и сложные полисахариды) и способное вызывать иммунный ответ.

Антитело (АТ) — белки класса иммуноглобулинов, вырабатываются плазматическими клетками, взаимодействуют с комплементарным (соответствующим) АГ и нейтрализуют его. В структуре молекулы АТ выделяют 2 тяжелые (с шарнирным узлом), 2 легкие цепи и 2 антиген-связывающих участка. К тяжелым цепям ковалентно присоединены олигосахариды (рис. 10.102).

АТ отличаются высокой степенью вариабельности (в организме человека число их вариантов может достигать 10⁸). Разнообразие АТ достигается путем комбинации различных тяжелых и легких цепей.

Иммунокомпетентные клетки (рис. 10.103) — клетки, принимающие непосредственное участие в механизмах иммунной (специфической) защиты. В зависимости от выполняемых функций их подразделяют на 4 группы:

Рис. 10.102. Антитело:

а — схема строения: 1 — тяжелая цепь; 2 — легкая цепь;

3 — антиген-связывающий участок; б — молекулярная модель.

Рис. 10.103. Иммунокомпетентные клетки:

а — лимфоцит; б — плазмацит; в — макрофаг (электронограммы).

• • антиген-представляющие клетки — клетки, «узнающие» АГ и передающие (путем непосредственного контакта) информацию о его структуре следующему звену иммуногенеза (В-лимфоцитам, Т-хелперам и др.). В эту группу входят макрофаги и некоторые другие клетки;
• • эффекторные клетки (сами разрушающие АГ или вырабатывающие АТ, нейтрализующие АГ — соответственно Т-киллеры и плазматические клетки);
• • регуляторные клетки (Т-хелперы и Т-супрессоры);
• • клетки памяти (Ти В-клетки памяти).
• 2. Определение и классификация типов иммунитета.

Иммунитет — комплекс клеточных и гуморальных реакций, направленных на поддержание генетического гомеостаза и на специфическое узнавание и уничтожение инородных биологических объектов или продуктов реализации их генома, несущих чужеродную информацию.

Классификация иммунитета по происхождению представлена на рис. 10.104, а по физиологическому механизму — на рис. 10.105.

Рис. 10.104. Классификация иммунитета по происхождению.

Рис. 10.105. Классификация иммунитета, но физиологическому механизму.

Пример врожденного иммунитета у человека— иммунитет к чуме крупного рогатого скота.

Естественный активный иммунитет формируется в результате перенесенного инфекционного заболевания (пример: иммунитет к краснухе).

Естественный пассивный иммунитет формируется путем передачи антител от матери плоду через плаценту (пример: иммунитет к кори).

Искусственный активный иммунитет — вакцинация; формируется в результате введения в организм ослабленных возбудителей или их компонентов (пример: иммунитет к столбняку).

Искусственный пассивный иммунитет — иммунизация; формируется в результате введения в организм готовых антител (пример: иммунитет к дифтерии).

Клеточный иммунитет — эволюционно более древний; ведущую роль играют Т-лимфоциты; эффекторное звено — Т-киллеры.

Гуморальный иммунитет — эволюционно более молодой; ведущую роль играют В-лимфоциты и плазмациты; эффекторное звено — антитела.

3. Принципиальная схема развития иммунного ответа (рис. 10.106).

Рис. 10.106. Схема иммунного ответа (объяснение — в тексте):

ЛГД — антигенная детерминанта; ГКГ — главный комплекс гистосовместимости; пре-Т — предшественники Т-лимфоцитов Предшественники Ти В-лимфоцитов образуются из СКК в красном костном мозге. При этом первые из них мигрируют и претерпевают дальнейшие превращения в тимусе, в то время как вторые продолжают развитие в костном мозге. Достигнув определенной стадии дифференцировки, Ти В-лимфоциты выходят в кровеносное русло, мигрируют в периферические кроветворные органы и сохраняются там до контакта с АГ. Число их разновидностей огромно (не менее 10 000), причем каждая разновидность лимфоцитов может взаимодействовать только с определенным АГ (и снабжена соответствующими поверхностными рецепторами). Такая «коллекция» лимфоцитов формируется на протяжении всего онтогенеза.

«Запуск» гуморального иммунитета, как правило, происходит при проникновении в организм патогенных микробов. АГ микроорганизма распознаются антиген-представляющими клетками (с помощью соответствующих рецепторов) и поглощаются ими. В роли таких клеток чаще всего выступают макрофаги. В цитоплазме макрофага происходит частичное расщепление АГ с целью «обнажения» антигенной детерминанты — участка молекулы АГ, на который будут вырабатываться антитела. Затем антигенная детерминанта в комплексе со специальным белком (белок главного комплекса гистосовместимости) встраивается в плазмалемму, причем таким образом, что ее поверхность, предназначенная для взаимодействия с другими клетками, оказывается обращенной наружу. Далее происходит центральное событие механизма гуморального иммунитета, называемое клеточной кооперацией (рис. 10.107). С макрофагом, имеющим на своей поверхности антигенную детерминанту, одновременно вступают в контакт (с помощью специфических рецепторов) В-лимфоциты и Т-лимфоциты. Это взаимодействие имеет двойной результат. Во-первых, отбираются.

Рис. 10.107. Кооперация иммунокомпетентных клеток в процессе развития иммунного ответа.

В-лимфоциты, имеющие рецепторы к данному АГ. Во-вторых, обеспечивается избирательная активация и размножение этой субпопуляции В-лимфоцитов с дальнейшим их превращением в плазматические клетки — продуценты АТ. Это достигается с помощью Т-лимфоцитов, которые в процессе контакта с макрофагом активируются, становятся Т-хелперами и начинают вырабатывать цитокины, стимулирующие пролиферацию В-лимфоцитов и их дифференцировку в плазмациты. Последние секретируют специфические АТ, нейтрализующие данный АГ.

Активация механизмов клеточного иммунитета, как правило, происходит при попадании в организм чужеродных клеток (пересадка органов), инфицировании клеток вирусом и появлении опухолевых клеток. Первый этап иммунного ответа фактически аналогичен таковому в случае гуморального иммунитета и сводится к поглощению и модификации АГ макрофагом. Далее макрофаг с имеющейся на его поверхности антигенной детерминантой «выбирает» из множества Т-лимфоцитов те клетки, которые снабжены комплементарными рецепторами, и вступает во взаимодействие с ними. В результате этого контакта данная разновидность Т-лимфоцитов получает мощный стимул к размножению и дифференцировке, в результате чего формируется популяция Т-киллеров, запрограммированных на «атаку» конкретного АГ.

Как в случае гуморального, так и в случае клеточного иммунитета в процессе размножения и дифференцировки лимфоцитов образуется некоторое количество соответственно Ви Т-клеток памяти, которые и составляют материальную основу «базы данных» иммунной системы. Именно благодаря фиксации информации об АГ, с которыми сталкивался организм на протяжении онтогенеза, при повторном контакте с ними ответная реакция иммунного аппарата развивается значительно быстрее и с большей эффективностью.

Регуляторные механизмы иммунитета исключительно сложны и многообразны и реализуются на разных уровнях структурной организации организма: генном, эпигеномном, тканевом и организменном. Следует специально отметить важную роль в регуляции иммунитета особых информационных молекул (цитокинов), посредством которых клетки обмениваются сигналами на всех этапах развития иммунного ответа. Примечательно, что при этом они образуют временные межклеточные контакты (получившие название иммунных синапсов), молекулярный состав и архитектура которых имеют черты сходства с межнейронными синапсами, о чем свидетельствует общность некоторых белков (агрин и др.), наличие нитчатых и трубчатых структур, соединяющих мембраны контактирующих клеток.

Принимая во внимание теснейшую взаимную связь между иммунной системой, с одной стороны, и нервной и эндокринной системами — с другой, в настоящее время принято считать, что существует единая нейроэндокринно-иммунная регуляторная система, обеспечивающая структурную и генетическую целостность организма и координацию всех его функциональных отправлений. Полагают, что ведущую роль в интеграции функций данных систем играют катехоламинергические нейроны головного мозга.