Компоненты иммунной системы: один за всех и все за одного - ИММУНИТЕТ: ЗАЩИТА НАШЕГО ОРГАНИЗМА

К компонентам иммунной системы относятся клетки и растворимые вещества. Главными клетками являются лейкоциты (белые кровяные тельца): нейтрофилы, моноциты, базофилы, эозинофилы, лимфоциты. Растворимые вещества — это содержащиеся в плазме крови антитела, белки системы комплемента и цитокины.

Система комплемента — комплекс сложных белков, состоящий из более чем 20 белков, которые взаимодействуя друг с другом, внедряются в чужеродные микроорганизмы и уничтожают их. При этом один белок системы активирует другой, тот - еще один и т. д. В результате таких каскадов реакций создаются белковые каналы, разрушающие стенки бактерий и убивающие их.

Специфические белки могут как стимулировать, так и подавлять отдельные реакции иммунитета. Например, цитокин - интерлейкин-2 используют при лечении рака кожи (меланомы), бета-интерферон - при лечении рассеянного склероза, еще один цитокин ускоряет образование нейтрофилов, сниженное в результате химиотерапии злокачественных опухолей.

Молекулы главного комплекса гистосовместимости — группы генов и кодируемых ими белков-антигенов - отвечают за решение важнейшей проблемы иммунитета: различение “своих” клеток от “чужих”. Иммунная система здорового человека никогда не атакует клетки “хозяйского организма”, поскольку на их поверхности располагаются уникальные молекулы, свойственные только этому человеку. Зато любые другие клетки, не имеющие данных молекул главного комплекса гистосовместимости, мгновенно подвергаются нападению.

Клетки иммунной системы учатся отличать “свои” клетки от “чужих” в тимусе (см. рис. 6.4). Еще в эмбриональном периоде стволовые клетки - предшественники Т-лимфоцитов мигрируют в тимус, где образуются Т-лимфоциты. В процессе созревания лимфоциты, реагирующие на главный комплекс гистосовместимости, погибают, а лимфоциты, не дающие подобной реакции, созревают и выходят из тимуса. Далее будет сказано о том, что происходит в том случае, если Т-лимфоциты теряют способность различать “свои” и “чужие” клетки.

В тканях человека присутствуют крупные лейкоциты, задача которых захват антигенов, т. е. фагоцитоз. Называются эти клетки макрофагами. В крови макрофагов нет, но они располагаются в тех точках нашего организма, где может произойти заражение. Так, макрофагов много в легочной ткани, соприкасающейся с внешним воздухом, в котором антигенов хоть отбавляй. Много их и в тканях печени, куда множество чужеродных частиц и токсинов, всосавшихся вместе с доброкачественной пищей, приносится током крови для уничтожения или обезвреживания. В крови есть клетки, похожие на макрофаги, это моноциты.

Из клеток крови, обеспечивающих иммунитет, в крови больше нейтрофилов - до 70% от числа всех лейкоцитарных клеток. Нейтрофилы и моноциты, активно двигаясь, распознают антигены, захватывают их и уничтожают. Этот процесс был открыт И.И. Мечниковым и назван им фагоцитозом. Нейтрофилы не только способны к фагоцитозу, но и выделяют вещества, обладающие бактерицидным эффектом, содействуя регенерации тканей, удаляя из них поврежденные и мертвые клетки. Они участвуют в процессе воспаления и формирования иммунного ответа и не только уничтожают болезнетворные бактерии и простейшие, но также способны разрушать раковые клетки, старые и поврежденные клетки нашего организма.

Макрофаги и нейтрофилы обычно работают координировано. Макрофаги начинают борьбу с антигенами, выделяя химические вещества, привлекающие им на помощь нейтрофилы крови. Подоспевшие на помощь нейтрофилы разрушают и переваривают антигены. А скопление нейтрофилов и разрушенных микроорганизмов является гноем.

Еще одна разновидность лейкоцитов — эозинофилы. Эозинофилы обеспечивают защиту организма от паразитарных инфекций при заражении гельминтами (глистами), а также выделяют вещества, уменьшающие аллергическую реакцию у человека.

Базофилы выделяют гепарин - основный противосвертывающий фактор, препятствующий тромбозу сосудов, — и вещества, ускоряющие прорастание в тканях новых капилляров.

Важнейшую роль в формировании и поддержании иммунного ответа играют лимфоциты. Они способны опознать чужеродные тела (антигены) по их поверхности и вырабатывать специфические белковые молекулы (антитела), связывающие эти чужеродные агенты. Они могут запоминать структуру антигенов, так что при повторном внедрении этих агентов в организм иммунный ответ возникает очень быстро, антител образуется больше и заболевание может и не развиться, а если и разовьется, то в легкой форме. Таким образом, на данные антигены - возбудители в крови имеется в прямом смысле “натасканная” группа лимфоцитов, помнящих “иммунной памятью” об опасности, исходящей от них и очень быстро реагирующих на угрозу.

Первыми реагируют на попадание в кровь антигенов так называемые В-лимфоциты, которые сразу начинают вырабатывать специфические антитела, связывающие антигены, для дальнейшего уничтожения их фагоцитами. Часть В-лимфоцитов превращается в В-клетки памяти, которые существуют в крови очень долго и способны к размножению. Они запоминают структуру антигена и хранят эту информацию годами. Другой вид лимфоцитов - Т-лимфоциты, они непосредственно контактируют с чужеродными клетками. Эти лимфоциты подразделяются на подклассы. Одни из них, так называемые Т-хелперы, регулируют иммунный ответ организма, стимулируя развитие иммунной системы. Другие - Т-киллеры - способны прямо разрушать чужеродные клетки. Третий подкласс Т-лимфоцитов - Т-супрессоры, напротив, препятствуют развитию иммунного ответа. Одним из главных орудий Т-киллеров являются особые формы кислорода и оксид азота (N0). Выделяя это вещество в токсичных концентрациях, они способны убить “вражеские” клетки, проникшие в кровяное русло.

Итак, после встречи в крови с соответствующим антигеном, В-лимфоциты начинают выделять антитела. Антитела - это особые белки, связывающие антигены, в результате чего последние во многом теряют свои токсичные свойства (рис. 6.5). Каждое антитело построено из двух частей: одна часть - иммуноглобулин - постоянна, т. е. одинакова для данного большого класса антител. А вторая часть - специфическая для каждого антитела, и именно она дает возможность строго избирательно связывать какой-либо антиген.

Рис. 6.5. Строение антител: 1 — антигенсвязывающий участок; 2 - дисульфидные мостики;3 - изменяемая часть; 4 - постоянная часть

Иммуноглобулины имеют Y-образную структуру и подразделяются на пять классов соответственно строению постоянной части (IgG, IgM, IgD, IgE, IgA).

IgG - наиболее часто встречающийся класс антител. Они производятся в ответ на повторные воздействия антигена. Так, у ребенка, привитого против

столбняка, при попадании в организм столбнячной палочки будут активно вырабатываться антитела класса IgG. Причем при второй прививке гораздо быстрее, чем при первой. Антитела IgG могут проходить через плаценту из организма матери в организм эмбриона и защищать его, а затем и родившегося младенца до тех пор, пока его иммунная система не начнет изготавливать свои собственные антитела.

IgM - класс антител, которые первыми реагируют на попадание в организм антигенов и вырабатываются быстрее всех.

IgA - антитела, играющие важную роль в защите организма от вторжения микроорганизмов через слизистые оболочки, в том числе носа, глаз, легких и кишечника.

IgE - антитела, вызывающие немедленные аллергические реакции. В этом отношении они единственные из антител, которые, по-видимому, приносят больше вреда, чем пользы. Однако IgЕ очень важны в борьбе против паразитарных заболеваний (например, онхоцеркоза и шистосомоза), распространенных в развивающихся странах.

IgD - антитела, присутствующие в очень небольшом количестве в циркулирующей крови. Их функция до конца не выяснена.

Как уже говорилось, реакции иммунитета стимулируются белками системы комплемента. Эта система включает в себя более 20 белков, которые действуют по принципу каскада: один белок запускает эффект следующего и т. д. Система комплемента может разрушать антигены самостоятельно или действуя координировано с другими компонентами иммунитета.