Функция иммунной системы

Иммунная система выполняет защиту от инфекционных агентов, удаление чужеродных, злокачественных или измененных, стареющих клеток, обеспечивает процесс оплодотворения и развития плода, способствует началу родового акта, реализует программу старения.

В соответствии с клинической направленностью виды иммунитета принято разделять на:

• противобактериальный иммунитет;

• противовирусный иммунитет;

• противогрибковый иммунитет;

• противопаразитарный иммунитет;

• противоопухолевый иммунитет;

• трансплантационный иммунитет.

Разберемся в каждом из них по отдельности.

Противобактериальный иммунитет

Противобактериальный иммунитет направлен как против бактерий, так и против их токсинов. Он включает противобактериальную защиту слизистых оболочек, обеспечиваемую секреторными иммуноглобулинами IgА2, которые, связываясь с бактериями, препятствуют их проникновению в организм.

Основным механизмом антибактериального иммунитета является фагоцитоз. Сложный механизм иммунных реакций включает участие антибактериальных и антитоксических антител. Антитела непосредственно или с участием системы комплемента обволакивают, а затем разрушают наружную мембрану клеточной оболочки, «представляя» (демонстрируя) микробный антиген активированным фагоцитам. Фагоциты (макрофаги и нейтрофилы) уничтожают бактерии с помощью активных форм кислорода, оксидата азота, катионных антимикробных белков и других механизмов.

Некоторые внутриклеточные возбудители (микобактерии туберкулеза, лепры и другие) могут выживать в фагоцитах, и тогда включается механизм клеточного иммунитета с активацией Т-хелперов, цитотоксических Т-лимфоцитов и макрофагов.

Противовирусный иммунитет

Особенность противовирусного иммунитета определяется тем, что вирусы являются внутриклеточными паразитами со своеобразным способом размножения.

Ранняя стадия развития инфекции, как правило, состоит в противоборстве вируса с защитными системами организма хозяина. Самый первый защитный барьер – кожные покровы и слизистые оболочки организма. В случае нарушения их целостности в действие вступает механизм экстренной неспецифической защиты – факторы врожденного иммунитета, среди которых особая роль принадлежит противовирусной активности интерферона, ЕК-клеткам (естественным киллерам) и макрофагам.

Противовирусное действие интерферона

Клетки, инфицированные вирусом, вызывают синтез интерферона, активирующего защитные механизмы соседних клеток, обеспечивающие их устойчивость к вирусной инфекции. Интерферон активирует синтез двух ферментов, подавляющих синтез вирусных белков и разрушающих основную жизненную структуру вируса (вирусную и-РНК), кроме того, интерферон активирует ЕК-клетки (естественные киллеры) и макрофаги.

Противовирусное действие ЕК-клеток и макрофагов

Активность ЕК-клеток проявляется уже через двое суток после заражения организма хозяина вирусом. ЕК-клетки и макрофаги уничтожают зараженные клетки. Если вирусу удается преодолеть барьеры врожденной защиты, он вызывает присоединение специфического иммунного ответа с участием Т-хелперов, Т-киллеров и специфических антител. Противовирусная защита приобретает специфический характер, направленный на борьбу с конкретной вирусной инфекцией, этот процесс сопровождается одновременно формированием приобретенного (адаптивного) противовирусного иммунитета, то есть устойчивости к данному виду вирусной инфекции.

Распространение вирусов в организме блокируется в основном антителами. В процессе развития специфического иммунитета синтезируются антитела к большинству антигенов вируса. Способ устранения инфицированных вирусных частиц зависит от их локализации: внеклеточной или внутриклеточной.

Внеклеточная форма вируса – вирион представляет собой полноценную вирусную частицу, находящуюся вне живой клетки организма хозяина, состоящую из нуклеиновой кислоты и капсида (белковой, реже липидной оболочки).

Вирусы могут вызвать заболевание лишь в том случае, если проникнут в клетку. Для прикрепления к ней они используют клеточные рецепторы, которые клетка использует для собственных физиологических целей. Вирус «узнает» специфические рецепторы клетки и присоединяется к ним с помощью своих прикрепительных белков – именно они играют роль своеобразных лоцманов, направляющих движение вируса в клетку. У некоторых вирусов эти молекулы расположены в скрытых местах – «щелях», «каньонах, то есть в углублениях на поверхности вириона, поэтому антитело не может связаться с белком-лоцманом вируса и блокировать его.

Действие антител, помимо нейтрализации внеклеточных вирусов, состоит в том, что они вызывают разрушение инфицированных вирусом клеток.

Механизмы «ухода» вирусов от иммунного надзора организма хозяина, то есть распознавания их антителами, очень разнообразны. Наиболее эффективным механизмом является смена антигенов в вирусных белках. Антигенная изменчивость наблюдается у вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) и у вирусов гриппа. Так, у вируса гриппа она называется антигенным «дрейфом» (постепенное изменение) и «шифтом» (резкое изменение). Это не позволяет рассчитывать на долговременный эффект вакцинации при данных видах вирусных заболеваний.

Таким образом, основные механизмы противовирусного иммунитета сводятся к блокаде распространения вирусных частиц и уничтожению зараженных вирусом клеток, которые фактически являются «фабриками» по производству новых вирусов. При хронических (дремлющих, медленных) инфекциях вирусы могут оставаться в клетках неопределенно долгое время, не оказывая характерного повреждающего действия. Под влиянием провоцирующих факторов (охлаждение, воздействие ионизирующих облучений, стрессы и пр.) скрытая бессимптомная инфекция переходит в явное заболевание.

Повышенная невосприимчивость к вирусным инфекциям достигается вакцинацией, использованием интерферонов, их индукторов и иммуномодуляторов.

Лечение и медикаментозная профилактика вирусных инфекций должны проводиться только по рекомендации и под контролем врача.

Противогрибковый иммунитет

Большинство грибов, болезнетворных для людей, широко распространены в природе. Заражение происходит при попадании в легкие или придаточные пазухи носа спор, разносимых воздухом, а также при внедрении спор или мицелия в кожу и роговицу. Заражение от других лиц и животных крайне редко, так как грибы относятся к так называемым условно-патогенным возбудителям – инфекции, вызванные ими, возникают при нарушении иммунитета и не встречаются у человека с нормально функционирующей иммунной системой.

Для каждого вида грибов характерен определенный путь внедрения и поражения определенных тканей. Дерматофитии, отрубевидный лишай и пьедра – это инфекции эпидермиса, ногтей и волос. Споротрихоз и мицетома развиваются при попадании возбудителя в подкожную клетчатку. Глубокие микозы возникают при попадании возбудителя в дыхательные пути.

После контакта с грибами может сформироваться иммунитет, который впоследствии будет частично предохранять от заражения. Там, где распространены те или иные грибковые инфекции, местные жители болеют ими реже, чем приезжие.

Противогрибковый иммунитет характеризуется разнообразием проявлений, что обусловлено сложностью антигенного состава грибов и их изменчивостью, которая зависит от условий существования, формы и стадии микоза.

В случае контакта грибкового антигена с клеточными компонентами иммунной системы развивается гиперчувствительность замедленного типа (IV тип аллергических реакций).

Аллергические реакции замедленного типа проявляются через 24–48 часов после контакта с аллергеном. Они возникают на условно-патогенные организмы, в том числе на грибковые антигены, и лежат в основе таких заболеваний, как инфекционно-аллергическая бронхиальная астма, ринит, контактный дерматит.

Противопаразитарный иммунитет

Возбудителями паразитарных инфекций являются простейшие и паразитирующие черви – гельминты. Среди простейших немногие (менее 20 видов) могут инвазировать, то есть вторгаться в организм человека, но среди них четыре паразита представляют наибольшую опасность для него, вызывая тяжелые заболевания. Это: возбудители малярии, африканская и американская трипаносомы и лейшмании.

Простейшие используют те же механизмы, что бактерии и вирусы, но более совершенные. В процессе эволюции такие паразиты выработали множество механизмов уклонения от иммунологического надзора хозяина. Они распространяются на большие расстояния насекомыми-переносчиками, паразитируют внутриклеточно, могут изменяться подобно вирусу гриппа и так же, как вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), обладают иммуносупрессивными свойствами, то есть могут угнетать иммунную защиту. В результате полноценный иммунитет к простейшим очень редок, а роль иммунной системы сводится к ограничению численности паразитов (нестерильный иммунитет) и сохранению жизни организма хозяина (а значит, и паразитов). Рациональная вакцинация, соответственно, низкоэффективна, ведь некоторые симптомы паразитарных протозойных инфекций развиваются в результате иммунных повреждений, а не воздействия паразита как такового.

Простейшие, поражающие кишечник, вызывают достаточно легкие формы заболевания при условии нормального функционирования иммунной системы. Однако какими бы легкими эти болезни ни казались, в сочетании с паразитирующими в кишечнике червями они провоцируют серьезную дополнительную нагрузку на организм человека в тропических странах.

При протозойных инвазиях (малярия, трипаносомы), когда возбудитель находится в крови, иммунитет определяют гуморальные факторы, а когда паразиты размножаются в тканях – клеточный.

Полостные паразиты, находящиеся на поверхности слизистой оболочки – к ним относятся амебы, лямблии и трихомонады, – тоже вызывают иммунный ответ, однако он недостаточен для их уничтожения потому, что ограничен контакт между антигенами паразита и клетками иммунной системы организма хозяина.

При протозойных инвазиях, как правило, наблюдается паразитоносительство, сопровождаемое иммунными и аллергическими реакциями.

Паразитирующие черви всех трех классов: трематоды, цестоды, и нематоды – вызывают у человека множество заболеваний, наиболее неприятные из которых онхоцеркоз, слоновость и цистосомоз. Эти болезни распространены в тропических странах и распространяются насекомыми, моллюсками и другими переносчиками. Другие болезни, которые вызывают цестоды и глисты, распространены повсеместно и передаются с пищей, зараженной яйцами, личинками или цистами паразитов. Черви характеризуются сложным жизненным циклом и круговой миграцией, во время которой часто заселяют определенные органы.

Для уничтожения паразитов необходимо воздействие сразу нескольких факторов иммунитета. Наиболее важный из них – эозинофилы. Они распознают паразита по выделяемому им IgE антителу и вырабатывают вещества, которые разрушают оболочку гельминта. Этот процесс привлекает иммунные клетки, что и вызывает развитие аллергической реакции. Последующий иммунный ответ может привести к разрушению паразита или изгнанию гельминтов из кишечника. Однако в целом многие паразиты, хотя всегда вызывают иммунный ответ, довольно устойчивы к его эффекторным факторам и могут долго выживать в организме.

Хроническая циркуляция в крови антигенов паразитов, устойчивых к иммунному ответу, может провоцировать повреждение тканей. Так, например, развиваются нефротический синдром, гранулематозное поражение печени и аутоиммунные болезни сердца.

Вызываемое паразитами угнетение иммунитета повышает чувствительность организма к бактериальным и вирусным инфекциям.

Антигенная изменчивость в течение жизненного цикла простейших, а также низкая активность защитных антител и специфических клеточных механизмов удаления паразитов из организма не позволили до сих пор создать ни одной эффективной вакцины против паразитарных инфекций.

Для диагностики многих паразитарных инвазий используются внутрикожные пробы или лабораторные тесты. В последние годы в связи с разработкой высокочувствительных серологических тестов (иммуноферментный и радиоиммунный анализ) все более широко используют определение специфических IgM- и IgG-антител.

Таким образом, механизмы противопаразитарного иммунитета разнообразны и зависят от вида возбудителя, его свойств, дозы, а также от состояния иммунологической реактивности организма.

Противоопухолевый иммунитет

Причиной развития неопластических (опухолевых) процессов являются генетические перестройки клетки, ведущие к изменению ее структуры и функции. Рост опухолей зависит от развития в них сосудистой сети. В мелких новообразованиях отмечается низкий уровень питательных веществ и кислорода, поступающих в опухоль путем диффузии (перемещения через клеточные мембраны).

Особенностью иммунного ответа при опухолевом росте является то, что опухолевые клетки синтезируют онкобелки и факторы роста, которые стимулируют их деление и оказывают иммунодепрессивное действие. При этом гены, подавляющие деление в опухолевых клетках, отсутствуют или заблокированы. Опухолевые клетки, в отличие от нормальных клеток, не выделяют вещества, тормозящие деление клеток.

Автономность опухоли достигает максимума на стадии метастазирования, когда опухолевые клетки приобретают способность проникать в кровеносные или лимфатические сосуды, мигрировать в них, сохраняя жизнеспособность, приживаться на новом месте в новом микроокружении. Способность к метастазированию зависит также от синтеза опухолевыми клетками специфических ферментов.

Существуют сложные отношения между опухолевыми клетками и организмом – носителем опухоли, которые охватывают реакцию организма на опухолевый рост и воздействие самой опухоли на организм. Иммунная система способна реагировать на возникновение трансформированных (измененных) клеток в организме, поскольку они продуцируют уникальные опухолевые антигены. При возникновении опухолевых процессов в организме начинают активно образовываться все классы антител.

Противоопухолевый иммунитет обеспечивается Т-киллерами, ЕК-клетками (нормальными киллерами) и макрофагами, прямыми межклеточными контактами иммунокомпетентных клеток с опухолевыми клетками. На развитие этого процесса также влияют гормоны и цитокины – иммунные молекулы, обуславливающие межклеточные взаимодействия при различных патологических процессах.

Трансплантационный иммунитет

Трансплантационным иммунитетом называют иммунную реакцию организма, направленную против пересаженной в него чужеродной ткани (трансплантата). Знание механизмов трансплантационного иммунитета необходимо для решения одной из важных проблем современной медицины – пересадки органов и тканей.

Многолетний опыт показал, что успех операции по пересадке органов и тканей в подавляющем большинстве случаев зависит от иммунологической совместимости тканей донора и реципиента. Реактивность иммунокомпетентных клеток реципиента, подвергнутого трансплантации, направлена против чужеродных антигенов, находящихся на поверхности мембран клеток донорского трансплантата.

Трансплантология – это отдельный раздел медицины, который изучает особенности выполнения, целесообразность, последствия и перспективы трансплантации. Поэтому характерные особенности и проблемы трансплантационного иммунитета носят сугубо профессиональный характер и излагаются в медицинской литературе, предназначенной для специалистов.

Иммунологическая реактивность

Иммунологическая реактивность – это свойство организма избирательно реагировать на воздействие различных раздражителей, применяя к каждому из них наиболее эффективный ответ. От нее зависит способность животного или человека приспосабливаться к условиям окружающей среды, направленная на сохранение и поддержание постоянства собственной внутренней среды организма¹¹.

Адаптивные (приспособительные) изменения иммунологической реактивности являются основой выживания организма в постоянно меняющемся внешнем мире. В разные периоды жизни (детство, старость, при беременности) и в других случаях происходят существенные изменения степени выраженности иммунных механизмов защиты организма в виде усиления или снижения их активности, что является физиологической реакцией приспособления, а не свидетельством наличия каких-либо патологических процессов.