Основы валеологии

Поэтому рекомендуется употреблять жидкости (лучше всего в виде воды, в меньшей степени - свежеприготовленных соков) не позже, чем за 20-30 мин до еды. К этому времени пилорический сфинктер желудка еще не закрыт (он закроется при попадании первых порций пищи в желудок), и вода «транзитом» проходит сразу в тонкий кишечник, не нарушая кислотно-щелочные характеристики пищеварительных соков и состояние слизистых оболочек желудка и тонкого кишечника. Желательно, чтобы жидкость имела комнатную температуру, так как холодная жидкость затормозит последующее желудочное пищеварение, а о последствиях высокой температуры пищи мы уже говорили (см. 6.3.).

Каждый прием пищи рекомендуется начинать с сырых растительных продуктов: фруктов, овощей, салатов. Такое условие диктуется многими обстоятельствами. Прежде всего отметим, что такая пища богата биологическими стимуляторами энергетики человека и выделения пищеварительных соков. Содержание в ней значительной доли грубых волокон (в частности, построенных на основе клетчатки и крахмала) требует тщательного, а следовательно длительного пережевывания. С одной стороны, это создает достаточную нагрузку для зубов, а с другой, - включается фактор времени, от которого, как уже отмечалось, зависит во многом достижение чувства насыщения. В желудке растительная пища, богатая углеводами и грубыми волокнами (последние стимулируют моторную деятельность желудка), задерживается недолго и быстро переходит в тонкий кишечник, освобождая место в желудке следующим порциям пищи. Если же начинать прием пищи с белков, то они должны находиться в этом отделе ЖКТ не менее 2-3 часов, а жиры - до 4-6 часов. Поэтому понятно, что употребление растительной пищи на десерт ведет к тому, что они не могут быстро пройти в кишечник и под влиянием попавших вместе с пищей микроорганизмов начинают гнить и бродить с образованием газов, уксусной кислоты, алкоголя и др.

Первыми проходя в тонкий, а затем и в толстый кишечник, грубые волокна растительных продуктов стимулируют его перистальтику, адсорбируют на себе вредные вещества, образующиеся здесь, удерживают жидкость в полости кишечника, подвергаются воздействию кишечной микрофлоры с образованием некоторых витаминов, аминокислот и т.д. Употребленные же на десерт и следующие после белков и/или жиров растительные продукты обволакиваются слизью и промежуточными продуктами, образовавшимися в результате переваривания их предшественников. В таком случае происходит задержка прохождения пищевых и каловых масс, нарушается само их формирование, не происходит соответствующей нейтрализации вредных веществ и синтеза необходимых.

Питание является одним из важнейших условий поддержания и сохранения жизни, восполняя потребность организма в пластических и энергетических материалах и в информации, поэтому для каждого человека характер питания должен соответствовать его индивидуальным особенностям и специфике жизнедеятельности. С этой точки зрения вряд ли правомочны всеобщие рекомендации по содержанию и количеству тех или иных пищевых веществ в питании. Не вызывает сомнения, что у дошкольника эти характеристики должны отличаться от рекомендуемых для учащихся средних классов, а у тех, в свою очередь, - от взрослых, у астеника - от гиперстеника, у работников умственного труда соотношение пищевых веществ должно отличаться от имеющих преимущественно мышечную ориентацию; у проживающего на юге Европейской части - от живущих в Заполярье и т.д.

Видимо, для каждого человека пищевой рацион следует искать опытным путем, приняв некоторые исходные предпосылки потребности в основных пищевых веществах для данной возрастно-половой группы населения. У взрослых, в зависимости от затрат энергии в различных сферах профессиональной деятельности, выделяют 5 групп:

работники преимущественно умственного труда;

работники физического труда с небольшими энергозатратами;

работники механизированного труда;

работники немеханизированного труда средней тяжести;

работники тяжелого ручного труда (женщины в эту в группу не входят).

В соответствии с такой градацией, возрастом и полом потребность человека в основных пищевых веществах, согласно официальным рекомендациям, выглядит следующим образом (таблица на стр. 205). Однако практические расчеты, неоднократно проведенные представителями различных профессиональных групп, показывают, что при существующих и наиболее распространенных режимах и рационах питания приведенные в таблице нормативы оказываются несомненно завышенными. Во многом это обусловлено тем, что при отмеченных условиях организм тратит много энергии на уже упоминавшееся статистически-динамическое действие пищи, поэтому и потребное ему количество энергии оказывается выше. То есть речь идет о парадоксе, когда значительное количество избыточной пищи необходимо исключительно для переваривания и усвоения самой пищи. Показательно в этом отношении, что основным исходным пунктом построения официальных рекомендаций по рациональному питанию является именно энергетическая составляющая самого рациона. В традиционном же построении последнего особенное отрицательное значение имеют неправильное сочетание пищевых веществ, преобладание в нем высокоочищенных и подвергшихся высокотемпературной обработке пищевых веществ и переедание. С другой стороны, питание натуральными и мало технологически обработанными продуктами оказывается для организма гораздо более экономичным и способствует поддержанию высокого уровня иммунитета и работоспособности. В любом случае основным критерием рациональности и достаточности питания должно быть состояние здоровья, работоспособность и высокий психический и социальный статус человека.

Противоречивые рекомендации существуют и относительно частоты приема пищи. В этом вопросе не может быть единых рекомендаций, и количество приемов пищи должно определяться особенностями жизнедеятельности человека - как генетически обусловленными, так и связанными с его семейными обстоятельствами, профессиональной деятельностью и т.д. Так, для ребенка, имеющего высокий уровень обмена веществ, может рекомендоваться более частый прием пищи, как и людям, ведущим двигательно высокоактивный образ жизни, имеющим повышенный уровень желудочной секреции, гиперфункцию щитовидной железы, страдающим сахарным диабетом и т.д. Вместе с тем людям пожилого возраста, ведущим малоподвижный образ жизни и т.п., следует рекомендовать более редкий режим приема пищи. Основным же критерием очередного приема пищи должно быть чувство голода, представляющее собой объективную картину снижения концентрации питательных веществ в крови (отсюда становится понятным желание поесть после выполнения мышечной работы).

Однако в реальной жизни бывает трудно отличить голод от аппетита, и любой дискомфорт в этом отношении человек готов воспринимать как голод, тем более что еда обычно ассоциируется с удовольствием. С этой точки зрения лучше планировать прием пищи в определенное время суток, приобщая каждый из них к конкретному условию жизнедеятельности. По-видимому, оптимальным, соответствующим характеру изменений суточной активности человека, следует считать трех-четырехразовое питание, при котором между приемами пищи перерывы должны быть достаточными для того, чтобы практически полностью завершилось пищеварение, связанное с предыдущим приемом пищи в желудке или по крайней мере в тонком кишечнике, то есть в пределах 5-6 часов. Правда, следует при этом учитывать и вид употребленного пищевого продукта, так как для переваривания фруктов требуется всего лишь около 1 часа, овощей - 4 часа, а мяса - 6-7 часов; вот почему при наличии в данном приеме пищи мясных продуктов, требующих большего времени для своего переваривания, перерыв перед следующим приемом пищи должен быть большим. Если совместить эти рекомендации с суточным ритмом работоспособности, то оказывается, что каждый спад последней должен следовать за приемом пищи: после завтрака (спад работоспособности с 8 до 10 часов), обеда (с 13 до 15 часов), ужина (с 19 часов). По-видимому, именно такая частота приема пиши и удовлетворяет обоим условиям - обеспечивать завершение основного этапа пищеварения и не нарушать естественных суточных ритмов работоспособности: завтрак - 7 часов, обед - 13 часов, ужин - 19 часов.

В распределении суточного рациона между приемами пищи должны существовать свои закономерности. Основной из них следует считать ту, что каждый прием пищи должен возмещать уже сделанные затраты, а не обеспечивать запас питательных веществ для будущих трат. Завтрак не может быть обильным и калорийным, так как, во-первых, еще не выполнен большой объем работы и концентрация питательных веществ в организме после ночного отдыха достаточно высока; во-вторых, обильный завтрак означает последующее заметное снижение умственной и физической работоспособности, связанное с упоминавшимся статистически-динамическим действием пищи (напомним, что при этом для обеспечения процессов пищеварения в ЖКТ происходит перераспределение крови в организме, когда кровь притекает к органам пищеварения и оттекает от мозга и скелетных мышц). Вот почему завтрак должен быть относительно легким, с легко усваиваемой пищей и минимумом реакций статистически-динамического действия пищи: свежие фрукты, овощи, салаты, свежеприготовленные соки. Наличие в этих продуктах большого количества клетчатки обеспечивает постепенное всасывание питательных веществ, и до 12-13 часов обычно чувство голода человек не испытывает.

В обед (около 13 часов) вряд ли целесообразно включать много по объему и калорийности блюд, так как в этом случае возникает хорошо известный эффект сонливости, обусловленный упоминавшимися выше последствиями затрат энергии на пищеварение и перераспределения крови. Поэтому на обед, которому для работника умственного труда должна предшествовать хотя бы минимальная мышечная работа в виде гигиенической гимнастики или прогулки, может рекомендоваться легкий салат и какая-либо крахмалистая пища (отварной картофель, приготовленные на пару овощные пюре, котлеты и прочее) с добавлением растительных жиров.

Ужин как последний в сутках прием пищи и результат трудового дня может быть самым обильным и сытным. В нем может употребляться как белковая (растительная и животная), так и приготовленная в соответствии с принятыми в семье обычаями другая еда. За 1-1,5 часа до сна не помешает стакан фруктового сока. По крайней мере, недопустимо ложиться спать с чувством голода, так как существующая в этом случае в ЦНС пищевая доминанта обусловливает здесь высокий уровень возбудимости, что затруднит наступление сна.

Разумеется, предложенное суточное распределение пищи носит общий характер и не учитывает упоминавшиеся выше индивидуальные и профессиональные особенности человека. Например, для человека, занятого в производстве с высокими затратами на ручной физический труд, режим питания должен отличаться так же, как и для человека, работающего по сменам, и т.д.

Самому потреблению пищи должна соответствовать обстановка, делающая этот процесс приятным и вызывающим приятные ощущения. Приготовленные продукты должны быть аппетитны, ароматны и давать уверенность в том, что они дадут человеку именно то, что ему нужно (в материальном отношении, но не с точки зрения лишь удовольствия и средства снятия стресса). Тишина при приеме пищи как обязательное условие этикета остается важным компонентом правильного питания, так как потребление пищи требует, чтобы человек именно усваивал ее, ощущая, как каждая частичка пищи становится частью его собственного тела. Вот почему приятная обстановка, тишина, аппетитный вид пищи, отсутствие отвлекающих или даже раздражающих факторов (шум, громкая музыка, споры и т.д.) обеспечивают возможность тщательного пережевывания пищи, выделения имеющих оптимальную переваривающую силу пищеварительных соков и как результат максимально полного усвоения питательных веществ.

Не вызывает сомнения, что питание человека является одним из важнейших факторов его жизнедеятельности. Правильная организация питания позволяет поддерживать и укреплять здоровье, а нарушение, как это, к сожалению, чаще всего и бывает в современном мире, ведет к возникновению многих нарушений и заболеваний.

Ключевые слова: питание, пищевые вещества, обмен веществ, натуральное питание, голод, аппетит, рациональное питание.

Контрольные вопросы:

1. Роль пищи в обеспечении жизнедеятельности.

2. Белки и их значение в обмене веществ.

3. Жиры и их значение в обмене веществ.

4. Углеводы и их значение в обмене веществ.

5. Вода и ее значение в обмене веществ.

6. Витамины и их значение в обмене веществ.

7. Минеральные вещества и их значение в обмене веществ.

8. Анатомо-физиологические особенности желудочно-кишечного тракта человека.

9. Понятие о натуральной пище.

10. Влияние технологической обработки пищи на ее состав.

11. Влияние технологически обработанной пищи (высокой температурой, очисткой и др.) и пищевых добавок на организм.

12. Влияние на организм неправильного сочетания пищевых продуктов.

13. Учет анатомо-физиологических особенностей желудочно-кишечного тракта в организации рационального питания человека.

14. Учет состояния организма в организации рационального питания.

15. Питание как потребность и как удовольствие.

16. Понятие о голоде и аппетите.

17. Факторы рациональной организации питания.

18. Валеологическая оценка некоторых пищевых веществ и продуктов (супов, кофе, чая, молока и др.).

19. Влияние поваренной соли на организм.

20. Влияние рафинированного сахара на организм.

21. Принципы организации рационального питания.

22. Валеологические подходы к порядку приема пищевых веществ.

23. Место натуральных пищевых веществ в рационе питания.

24. Валеологический анализ распределения суточного рациона питания.

Литература:

Амосов Н.М. Раздумья о здоровье. М., 1987.

Андреев Ю.А. Три кита здоровья. СПб, 1996.

Брегг С. Чудо голодания. М., 1987.

Брегг С. Здоровье и долголетие. М., 1996.

Брехман И. И. Валеология - наука о здоровье. М., 1990.

Вайнер Э.Н. Общая валеология. Липецк, 1998.

Воробьева Л.И. (ред.). Книга о вкусной и здоровой пище. М., 1991.

Зумле У. Раздельное питание. М., 1993.

Йенсен Е. Пища, которая лечит. М., 1996.

Малахов Г.П. Голодание. СПб, 1996.

Никитины Б. и Л. Резервы здоровья наших детей. М., 1990.

Платен М. Лечение целебными силами природы. М., 1994.

Покровский А.А., Самсонова М.А. Справочник по диетологии. М.,1981.

Пропастин Г.Н. Через века... М., 1979.

Рюхина Т.П. Готовим без мяса. М., 1997.

Семенова Н.А. Счастье жить в чистом теле. СПб, 1998.

Травинка В. Тропинка к здоровью. СПб, 1996.

Шмальгаузен И.М. Факторы эволюции. М., 1968.



7. Иммунитет и здоровье

7.1 Понятие об иммунитете

Иммунитет (от латинского immunitas - освобождение от чего-либо) - это защита организма от веществ и существ, несущих признаки генетически чужеродной информации. К ним относятся микроорганизмы, вирусы, грибки, простейшие, различные белки, клетки, в том числе и свои собственные - стареющие и модифицированные, злокачественные и пересаженные. Иммунитет связан с оплодотворением, участвует в эмбриональном развитии, защищает человека после родов, осуществляет механизм развития, принимает участие в обмене веществ и т.д.

Иммунитет - это система организма, направленная на поддержание генетической целостности клеточного состава живых существ.

Механизмы иммунитета удивительно точны: они способны выделить чужеродную клетку, содержащую всего один нуклеотид, отличающийся от генома собственного организма.

Иммунитет передается по наследству, это генотипическое явление. В связи с этим он имеет видовую специфичность, и у разных животных и у человека иммунитет различается, но в популяциях одного вида по выраженности и характеру проявления он довольно однотипный и отличается только степенью индивидуального проявления. Общим свойством любого наследственного иммунитета является то, что по напряженности он превосходит приобретенный иммунитет и незначительно меняется в процессе жизни - в этом смысле слова его можно считать абсолютно устойчивым.

Основоположниками иммунологии являются Л. Пастер, И. Мечников, П. Эрлих. В 1881 г. Л. Пастер разработал принципы создания вакцин из ослабленных микроорганизмов с целью предупреждения развития инфекционных заболеваний. И. Мечников создал фагоцитарную теорию иммунитета. В 1908 г. И. Мечников и П. Эрлих независимо друг от друга были удостоены Нобелевской премии за работы по теории иммунитета.

7.2 Классификация защитных механизмов

В организме существует три взаимодополняющие системы, обеспечивающие защиту от вредных агентов.

Специфическая иммунная система отвечает на внедрение чужеродных клеток, частиц или молекул (антигенов - АГ) образованием специфических защитных веществ, локализованных внутри клеток или на поверхности (специфический клеточный иммунитет), либо растворенных в плазме (антитела - AT; специфический гуморальный иммунитет). Эти вещества, соединяющиеся с чужеродными частицами (реакция АГ-АТ), нейтрализуют их влияние.

Неспецифические гуморальные системы. К ним относятся система комплемента и другие белки плазмы, способные разрушать комплексы АГ-АТ, уничтожать инородные частицы и активировать клетки организма, участвующие в воспалительных реакциях.

Неспецифические клеточные системы включают лейкоциты и макрофаги, способные осуществлять фагоцитоз и благодаря этому уничтожающие болезнетворные агенты и комплексы АГ-АТ. Тканевые макрофаги играют также важную роль в распознавании специфической иммунной системой инородных частиц. Неспецифические системы иммунитета способны обезвреживать чужеродные агенты даже в том случае, если организм с ними ни разу предварительно не сталкивался. Что же касается специфических систем, то они формируются (иммунитет приобретается) лишь после начального взаимодействия с чужеродным фактором.



7.2.1 Специфические защитные механизмы

Специфическая иммунная система выполняет в организме две функции:

идентификация чужеродной биологической информации;

уничтожение генетически чужеродных элементов, посягающих на постоянство и целостность внутренней среды организма.

Ко второй функции относится защита организма от внешних патогенных факторов и собственных трансформированных клеток, образующихся в каждый конкретный момент времени в количестве 106, которое есть «критическая масса», некоторый предел, начиная с которого эволюция многоклеточных была бы невозможна без эффективного контроля за естественным мутационным потоком. Функцию контроля за мутационным потоком взяла на себя как раз иммунная система.

Так называемые иммунокомпетентные клетки, способные вызывать иммунные реакции, распознают чужеродные тела по структуре их поверхности (антигенным детерминантам) и вырабатывают антитела соответствующей конфигурации, связывающиеся с данными чужеродными элементами.

Иммунная система способна также запоминать структуру антигенов, так что, когда эти антигены повторно внедряются в организм, иммунный ответ возникает быстрее и антител образуется больше, чем при первичном контакте (так называемая иммунологическая память). При этом защитные функции организма изменяются таким образом, что при повторном инфицировании тем или иным болезнетворным агентом симптомы заболевания чаще всего не возникают. Именно поэтому некоторые болезни, например, корь, ветряная оспа, эпидемический паротит, скарлатина и целый ряд других встречаются преимущественно у детей («детские инфекции»): при повторном внедрении их возбудителей организм уже имеет к ним иммунитет. То есть в этом случае иммунитет не наследуется, а приобретается.

Главную роль в образовании антител и клеток иммунной системы играет лимфатическая система. Морфологически формирующиеся здесь лимфоциты крови различаются лишь размерами, но по химическим особенностям цитоплазматических мембран и функциям можно выделить несколько типов лимфоцитов, среди которых три основных - В-лимфоциты, Т-лимфоциты и нулевые клетки.

Лимфоциты развиваются из лимфоидных стволовых клеток, которые в свою очередь происходят от кроветворных гемопоэтических стволовых клеток. В эмбриональном периоде лимфоидные стволовые клетки обнаруживаются в печени, а в дальнейшем - в костном мозгу. У человека после рождения кроветворным органом является только костный мозг.

К органам иммунной системы (лимфоидным органам) относятся все органы, которые участвуют в образовании клеток и белковых частиц, осуществляющих защитные реакции организма. Иммунные органы построены из лимфоидной ткани, которая представляет собой ретикулярную строму и расположенные в ее петлях клетки лимфоидного ряда: лимфоциты различной степени зрелости, молодые и зрелые плазматические клетки, а также макрофаги и другие клеточные элементы. Такими органами являются: костный мозг, вилочковая железа (тимус), скопления лимфоидной ткани, расположенные в стенках полых органов (дыхательной системы - BALT и пищеварительной системы - SALT) и мочеполового аппарата, лимфатические узлы и селезенка. Костный мозг и тимус, в которых из стволовых клеток дифференцируются лимфоциты, относятся к центральным органам иммунной системы, остальные являются периферическими органами иммуногенеза, куда лимфоциты выселяются из центральных органов. Последние расположены в хорошо защищенных от внешних воздействий местах, а периферические органы расположены на путях возможного внедрения в организм генетически чужеродных веществ или на путях следования таких веществ, образовавшихся в самом организме.

В процессе онтогенеза предшественники лимфоцитов мигрируют из кроветворных (гемопоэтических) органов и переносятся с кровью к первичным лимфоидным органам - костному мозгу и тимусу. Здесь они размножаются и одновременно приобретают морфологические и функциональные свойства, характерные для различных типов клеток, то есть становятся коммитированными лимфоцитами. Лимфоциты, претерпевающие эти изменения в костном мозгу, называются В-лимфоцитами (от латинского bursu - фабрициева сумка - лимфоидный орган, расположенный в каудальных отделах кишечника у птиц, но отсутствующий у человека). Лимфоциты, развивающиеся в тимусе под влиянием определенных факторов роста (тимозин, тимопоэтин и др.) и при непосредственном контакте с эпителиальными тимическими клетками, называют тимусзависимыми, или Т-лимфоцитами. В- и Т-лимфоциты переносятся кровью от первичных (центральных) ко вторичным лимфоидным органам. При первом контакте с антигеном они пролиферируют и дифференцируются, превращаясь в иммунокомпетентные клетки (плазматические клетки, Т-эффекторы).

Система В-клеток составляет около 15% лимфоцитов крови и отвечает за гуморальный иммунный ответ. Больше всего В-лимфоцитов находится в групповых лимфатических фолликулах, костном мозге, крови и селезенке (40-60%), в лимфатических узлах и грудном лимфатическом протоке (25%). Практически нет В-лимфоцитов только в тимусе. Диаметр зрелых В-лимфоцитов несколько больше, чем Т-лимфоцитов (8,5 мкм), поверхность их покрыта густым слоем отростков, являющихся антигенраспознающими рецепторами. В клеточных мембранах В-лимфоцитов эти специфические рецепторы, или иммуноглобулины (Jg), заякорены и ориентированы на соответствующие антигены. При первом контакте с антигеном некоторые В-лимфоциты трансформируются в плазматические клетки и начинают вырабатывать специфические для данного антигена иммуноглобулины, выделяющиеся в кровь и во внеклеточную жидкость (гуморальные антитела).

Активация В-лимфоцитов первым поступлением АГ происходит только в присутствии определенных регуляторных тканевых гормонов, одни из которых секретируются Т-лимфоцитами (в частности, их разновидностью Т-хелперами) и называются лимфокинами, другие - макрофагами и называются монокинами. Встречаются, однако, и такие АГ (например, бактериальные липополисахариды), которые могут стимулировать антителообразование без Т-хелперов. Правда, иммунный ответ на такие АГ довольно неустойчив и повторное их воздействие на организм не сопровождается, как обычно, усиленной выработкой AT.

Развитие плазматических клеток от плазмобласта до зрелой формы занимает 5-6 суток. Жизненный цикл зрелых плазматических клеток, продуцирующий тот или иной вид AT, не превышает 2-3 суток. Плазматические клетки не циркулируют в крови, но в течение этих 2-3 суток мигрируют в ткани. Функционально плазматические клетки являются своеобразными одноклеточными белковыми железами, секретирующими AT одной специфичности. Более того, при наличии в молекуле АГ двух разных детерминант плазматическая клетка вырабатывает AT против одной из них (лишь 0,01% клеток способны продуцировать AT двух видов).

Другие активированные антигеном В-лимфоциты превращаются в В-клетки памяти - это юные, не закончившие полный цикл трансформаций клетки, способные к активному размножению. Все дочерние клетки одного активированного определенным антигеном В-лимфоцита, в том числе и В-клетки памяти, синтезируют антитела, специфичные именно к данному определенному антигену, так называемые моноклональные антитела.

У клеток иммунологической памяти все направления синтеза антител, за исключением одного, репрессированы, и для них лишь данный антиген служит директивным включателем уже детерминированной пролиферации и дифференцировки, которая заканчивается образованием плазматических клеток за 2-3 дня. Фаза АТ-образования применительно к одной группе (клону) продолжается около 10 суток, но по отношению ко многим из них может увеличиваться до нескольких недель. Сами же В-клетки памяти обладают длительным сроком существования - до нескольких месяцев и даже лет.

Система Т-клеток. Т-лимфоциты ответственны за клеточный иммунный ответ, к ним относят 70-80% всех лимфоцитов крови. Популяция Т-лимфоцитов весьма многочисленна. Более всего Т-клеток находится в тимусе и грудном лимфатическом протоке, где они составляют соответственно 95-100% и 80-90%, в крови и в лимфатических узлах их 55-85%, в селезенке и лимфоидной ткани слизистых оболочек - 25-40%.

Зрелые Т-лимфоциты по форме напоминают малые лимфоциты крови. Ядро у них подковообразное, плотное и интенсивно окрашенное, цитоплазма в виде узкого ободка, диаметр 6,0-6,5 мкм. На гладкой поверхности Т-лимфоцитов определяется сравнительно небольшое количество коротких отростков, представляющих собой рецепторы, состоящие из двух сцепленных друг с другом а- и р-полипептидных цепей. В составе каждой цепи имеется по два домена (участка) - константный и вариабельный. Вариабельные участки Т-лимфоцита связываются не с гаптенами, как иммуноглобулины, а с носителем антигена.

Т-лимфоциты не циркулируют в крови и лимфе постоянно, а периодически появляются во вторичных лимфоидных органах. После активации антигеном эти клетки пролиферируют и превращаются в Т-эффекторы или в долгоживущие Т-клетки памяти.

По свойствам поверхности можно выделить две субпопуляции Т-эффекторов - Т4- и Т8-клетки. Каждая из них в свою очередь подразделяется на группы по функциональным критериям. К Т-клеткам, представляющим в основном Т4-тип, относятся: 1) Т-лимфокиновые клетки, выделяющие лимфокины (гормоноподобные вещества, активирующие другие клетки организма, например, макрофаги и гемопоэтические стволовые клетки); 2) Т-хелперы-индукторы, секретирующие интерлейкин-2 (лимфолейкин), способствующий дифференциации дополнительных Т-клеток; 3) Т-хелперы, долгоживущие лимфоциты, высвобождающие так называемые факторы роста В-клеток. Лимфоциты, относящиеся преимущественно к Т8-типу, - это Т-киллеры, уничтожающие клетки, несущие антиген, и Т-супрессоры, тормозящие активность В- и Т-лимфоцитов и предупреждающие тем самым чрезмерные иммунные реакции. Т-супрессоры очень чувствительны к ионизирующей радиации и имеют короткий период жизни. Все перечисленные типы клеток относятся к короткоживущей (несколько дней) оседлой субпопуляции и обнаруживаются преимущественно в тимусе и селезенке.

Таким образом, система Т-клеток регулирует функции клеток других типов, ответственных за иммунитет, в частности В-лимфоцитов. Долгоживущие (месяцы и годы) клетки Т-памяти циркулируют в крови и представляют собой не до конца дифференцированные Т-лимфоциты; в определенных случаях они могут распознавать антиген даже спустя годы после первого контакта. При повторном контакте с этим антигеном они инициируют вторичную реакцию, в ходе которой пролиферируют более интенсивно, чем при первичном ответе, - в результате быстро образуется большое число Т-эффекторов. Долгоживущих Т-лимфоцитов в грудном протоке 90%, в лимфатических узлах - 70%, в селезенке - 25%. В отличие от В-лимфоцитов Т-лимфоциты не несут обычного набора мембраносвязанных Jg. Вместе с тем их рецептор, воспринимающий антигены, состоит из антиген-специфического гликопротеина (Т4- или Т8-гликопротеин) и трех антиген-неспецифических, то есть одинаковых у всех Т-клеток белков (ТЗ-белки). Важно отметить, что Т-клетки могут связывать антигены лишь в том случае, если последние ассоциированы с определенными антигенными структурами, расположенными на поверхности всех ядросодержащих клеток организма. Эти антигенные структуры называют главным комплексом гистосовместимости. Так, когда макрофаг презентирует Т-лимфоцитам чужеродный антиген (патоген), лимфоцит распознает его в комплексе с антигеном гистосовместимости на поверхности макрофага. Набор антигенов гистосовместимости предопределен генетически, различается у разных индивидуумов и играет важную роль в развитии иммунотолерантности, а также участвует в реакциях отторжения пересаженных органов. В хирургической практике перед операцией по пересадке органа исследуют набор антигенов гистосовместимости донора и реципиента с целью установить их антигенное сходство (для этого обычно используют легкодоступные лейкоциты).

На долю нулевых клеток приходится 10% лимфоцитов крови. К ним относятся те лимфоциты, которые на основании поверхностных свойств нельзя с определенностью отнести ни к В-, ни к Т-системам. Часть этих клеток представляет собой гемопоэтические клетки - предшественники, попавшие в кровоток из костного мозга. Сюда же относят и К-клетки (клетки-киллеры), которые имеют рецепторы для Fc-компонента Jg (о чем будет сказано ниже) и уничтожают клетки, несущие данные Jg. Таким образом, иммунная атака со стороны К-киллеров является антиген-зависимой, но не антиген-специфичной, поэтому эти клетки, в строгом смысле слова, нельзя рассматривать как составные части специфической иммунной системы. К цитоксическим нулевым клеткам относятся также естественные клетки-киллеры (ЕКК). Реакции, в которых участвуют ЕКК, не зависят от АГ и АТ, однако особенно эффективно ЕКК действуют на опухолевые клетки.

Макрофаги как АГ-презентирующие клетки - основной тип клеток моноцитарной системы лимфоцитов. Они представляют собой крупные (10-20 мкм) гетерогенные по функциональной активности долгоживущие клетки с хорошо развитой цитоплазмой и лизосомальным аппаратом. На их поверхности имеются специфические рецепторы к В- и Т-лимфоцитам, Fc-фрагменту иммуноглобулина, G, С3-фракциям комплемента, цитокинам, гистамину. Различают подвижные и фиксированные макрофаги. Первые - это моноциты крови, вторые - макрофаги дыхательных путей, купферовские клетки печени, париетальные макрофаги брюшины, селезенки и лимфатических узлов. Значение макрофагов состоит в том, что они накапливают и подвергают переработке проникающие в организм тимусзависимые АГ и презентируют их в трансформированном виде для распознавания тимоцитам, вслед за чем стимулируется пролиферация и дифференциация В-лимфоцитов в антителообразующие плазматические клетки.

Акт распознавания «чужого» агента, попавшего извне или образовавшегося в организме, выполняют иногда и лимфоциты. Недавно была открыта группа вспомогательных клеток при распознавании «чужого», объединенных названием «лимбоциты». Из этой группы клеток для реализации иммунного ответа особое значение имеют дендриты (древовидные клетки), неспособные к фагоцитозу, но, тем не менее, представляющие антиген лимфоцитам.

Таким образом, основными клеточными элементами, обеспечивающими приобретенный иммунитет, являются В-лимфроциты, Т-лимфоциты и макрофаги.

Антигены (от греческого anti - против, genes - род, происхождение) - вещества, которые несут признаки генетической чужеродности для данного организма и являются первопричиной развития иммунного процесса. Антигены - это потенциально болезнетворные вещества (патогены, белки других видов животных, инертные соединения), которые при попадании в организм вызывают образование специфических, нейтрализующих их антител. Антигены состоят из неспецифической крупной молекулы - носителя (полисахарида, белка или липида с молекулярной массой более 10 000) и структурных компонентов - детерминант, локализованных на поверхности молекулы и определяющих ее специфичность.

Высокомолекулярные соединения, индуцирующие антитело-образование и взаимодействующие с иммуноглобулинами, называются иммуногенами, а низкомолекулярные, только реагирующие с антителами, - гаптенами. Иммуногены могут быть носителями нескольких детерминант-гаптенов. Иммуногенность фактора обусловлена его молекулярной массой, поэтому наибольшей способностью индуцировать продукцию AT обладают чужеродные макромолекулярные белки. Иммуногенность белка определяется также содержанием аминокислот (не менее 10), их последовательностью, а также конфигурацией самого белка. При недостатке аминокислот антигенность белка снижается или полностью утрачивается. Существенную роль в иммуногенности играет и коллоидное состояние вещества, поэтому нативный белок как устойчивый коллоид является наиболее активным иммуногеном. В естественных белках - антигенах детерминантами являются аминокислотные остатки, в полисахаридных антигенах - молекулы гексозы, в более сложных антигенах - антипирин, антибиотики, азокраски, липиды, низкомолекулярные полисахариды, химические элементы и т.д.

Судьба антигенов в организме зависит от способа введения: при внутривенном антиген быстро поступает в селезенку и печень; при подкожном и внутримышечном - в лимфоузлы и т.д. Антигены могут поступать в организм через кожу, а также через слизистые оболочки пищеварительного и дыхательного трактов.

Содержание антигена в кровотоке за счет распада белка за сутки уменьшается вдвое, после чего включается механизм иммунной элиминации антигена до его полного исчезновения из кровотока. В печени и селезенке антиген может сохраняться достаточно долго - месяцы и годы.

При иммунном ответе обычно действуют механизмы как гуморального, так и клеточного иммунитета, но в разной степени. Так, при кори преобладает гуморальный ответ, а при контактной аллергии или реакциях отторжения - клеточный. Как в гуморальной, так и в клеточной системе вторичные реакции, возникающие при повторном контакте с тем или иным антигеном, протекают быстрее и интенсивнее, чем первичные, и концентрация в крови иммуноглобулина резко возрастает. Поскольку гуморальный иммунный ответ быстрее клеточного, его называют также немедленной иммунологической реакцией. К нему относят многие реакции гиперчувствительности, например, аллергические ответы на лекарства или пыльцу (сенная лихорадка), аллергические формы бронхиальной астмы и осложнения при переливании несовместимой крови.

Клеточный иммунный ответ по сравнению с гуморальным развивается сравнительно медленно, достигая максимума примерно за 48 часов, поэтому его называют отложенным ответом. К реакциям этого типа относятся многие виды так называемой контактной аллергии (например, возникающей у людей при воздействии на кожу некоторых синтетических веществ; ношении изделий из кожи, дубленой солями хрома, или ювелирных изделий, содержащих никель). В этом случае возникают покраснения кожи, волдыри и усиленная секреция жидкости под кожу и слизистые оболочки.

7.3 Физиология иммунитета

Иммунология рассматривает антиген в качестве биологического маркера клеток, тканей, органов и жидкостей организма в процессах онто- и филогенеза. Эти структуры называют антигенами главного комплекса гистосовместимости (МНС), так как они контролируются группами генов главной системы гистосовместимости, расположенными у человека на шестой хромосоме.

МНС выполняют в организме разнообразные функции. Так, антигены МНС класса 1 и 2 определяют способность иммунной системы организма распознавать чужеродные антигены. Суть этого явления состоит в том, что микроорганизмы, продукты их распада или жизнедеятельности, другие неизмененные антигены Т-лимфоцитами не распознаются, поэтому вначале они подвергаются переработке в клетках-макрофагах, где происходит их частичная денатурация и протеолиз, как правило, до пептидов. Такой низкомолекулярный переработанный антиген перемещается на поверхность клетки, связывается с находящимися здесь молекулами МНС и становится доступным для восприятия Т-лимфоцитами. При этом комплексы антигенов с молекулами МНС класса 1 распознаются цитотоксическими Т-лимфоцитами, которые осуществляют разрушение злокачественно перерожденных или инфицированных вирусом клеток, а комплексы антигенов с молекулами МНС класса 2, образующимися в основном на В-лимфоцитах и макрофагах, распознаются Т-хелперами, которые как посредники передают сигнал и включают В- и Т-клетки в антителообразование или другие эффекторные процессы.

Антитела - это особый вид белков, называемых иммуноглобулинами, вырабатываемых под влиянием антигенов и обладающих способностью специфически реагировать с ними. Антитела могут нейтрализовать токсины бактерий и вирусы (антитоксины и вируснейтрализующие антитела), осаждать растворимые антигены (преципитины), склеивать корпускулярные антигены (агглютинины), повышать фагоцитарную активность лейкоцитов (опсонины), связывать антигены, не вызывая каких-либо видимых реакций (блокирующие антитела), совместно с комплементом лизировать бактерии и другие клетки, например, эритроциты (лизины).

Антитела представляют собой гликопротеины с молекулярной массой от 150 000 до 1 000 000. В простейшем случае молекула AT имеет форму буквы «игрек» или «рака» с меняющимся углом между двумя верхними отрезками («клешнями»), что говорит о гибкости ее структуры. Состоят антитела из четырех полипептидных цепей, связанных друг с другом дисульфидными мостиками. Две цепи - длинные и посередине изогнутые (как хоккейные клюшки), а две - короткие и прямые - прилегают к верхним отрезкам длинных цепей. Молекулярная масса длинных цепей 50 000, их называют тяжелыми, или Н-цепями; коротких - 25 000, их называют легкими, или Z-цепями. Тяжелые и легкие цепи отличаются по аминокислотному составу и антигенным свойствам.

Обе цепи иммуноглобулина по порядку расположения в них аминокислот делятся на две части. Одна из них, С-область, у всех цепей иммуноглобулина стабильна; другая, V-область, вариабельна, последовательность аминокислот в ней меняется в зависимости от вида антигена, вызывающего образование антитела. При этом на концах V-областей молекулы Y (на двух «клешнях рака») формируются два антигенсвязывающие центра. Последние у разных иммуноглобулинов имеют разную конфигурацию, комплементарную детерминантной группе того антигена, под воздействием которого выработались.

Таким образом, распознавание антигена соответствующим антителом происходит не по химической структуре, а главным образом по общей конфигурации антигена благодаря взаимной комплементарности с антигенсвязывающим центром. Антитела связываются с антигенами за счет пространственной комплементарности, которая обеспечивается межмолекулярными силами и водородными связями. Прочность взаимодействия между антигеном и одним антигенсвязывающим центром называется аффинностью (сродством). Реакция между антигеном и антителом приводит к образованию комплекса антиген-антитело (АГ-АТ). В некоторых случаях связывания антигена антителом уже достаточно для обезвреживания антигена - нейтрализации (например, обезвреживание столбнячного анатоксина). Сродство антител к соответствующим им антигенам может быть различным. В сыворотке против того или иного антигена всегда содержится смесь многих молекул антител с различным сродством к нему, и их соединение с антигеном обусловливает перекрестные реакции. Если в молекуле антигена имеются несколько детерминант с одинаковой антигенной специфичностью, то молекулярные агрегаты, образующиеся в присутствии специфических антител, могут становиться настолько крупными, что комплексы АГ-АТ уже не могут оставаться в растворе и выпадают в осадок - происходит преципитация. В диагностике преципитацию применяют для определения природы антигенов и специфичности антител. В реакциях антител с антигенами, представляющими собой частицы или клетки (частицы крови, бактерии), также могут образовываться крупные агрегаты, иногда даже видимые невооруженным глазом. Подобные реакции агглютинации («склеивания») используют для определения групп крови, идентификации бактерий, а также антител против бактериальных белков и гормонов в крови и моче. На основании этой реакции различают полные и неполные антитела. Так, соответствующие полные антитела (обычно принадлежащие к классу JgM) непосредственно вызывают агглютинацию эритроцитов, тогда как неполные антитела (преимущественно класса JgG) реагируют с расположенными на их поверхности антигенами, но в силу своих небольших размеров не могут вызывать агглютинацию.

Антигены, соединенные со специфическими участками связывания неполных антител, уже не могут реагировать с полными антителами, поэтому неполные антитела называют также блокирующими. Последние блокируют антиген, а нередко одновременно связывают комплемент, вследствие чего их уже называют и комплементсвязывающими. Если же реакция антиген-антитело не вызывает каких-либо изменений в организме, их называют антителами-свидетелями. Реагирование JgE и JgG с антигенами может приводить к развитию аллергий. При незначительных, бесследно исчезающих проявлениях аллергии на кожных покровах аллергические антитела называют реагинами, а при ярко выраженных повреждениях клеток кожи - агрессинами, или кожно-сенсибилизирующими антителами. Как и все белки, иммуноглобулины являются антигенами, и по отношению к ним вырабатываются антииммуноглобулины, то есть антитела против антител.

В зависимости от строения константных областей тяжелых цепей все иммуноглобулины подразделяют на пять классов: JgG, JgM,JgA,JgE,JgD.

Jg G активируют систему комплемента и связываются с некоторыми антигенами поверхности клеток, делая тем самым эти клетки более доступными для фагоцитоза. Поскольку это сравнительно мелкие мономерные молекулы, они могут проникать через плацентарный барьер из крови матери в кровь плода. Так как до рождения у плода существенной продукции антител не происходит (для этого требуется контакт с чужеродными веществами), JgG матери служат важными механизмами защиты новорожденного от инфекции. В последующем их количество пополняется при кормлении ребенка грудью (особенно в первые шесть часов после родов), что обеспечивает ему иммунитет в первые недели жизни. Содержание этих иммуноглобулинов в крови ребенка обычно даже выше, чем у матери. Они защищают организм новорожденного от вируса полиомиелита, вируса краснухи, от возбудителей менингита, коклюша, столбняка, дифтерии. Через 2-4 месяца содержание JgG заметно снижается, что связано с интенсивным распадом материнских AT и временной недостаточностью собственного синтеза. Со 2-го года жизни ребенка количество JgG в его крови начинает увеличиваться и достигает взрослого уровня к 4-5 годам.

Бурная выработка JgG происходит уже при повторном попадании антигена в организм, обеспечивая нейтрализацию бактериальных токсинов и вирусов. Период полураспада 24 дня.

JgM - самые крупные антитела, вырабатывающиеся на первичное введение в организм антигена. Они отличаются выраженной авидностью и образуют прочные соединения с антигенами, несущими множественные детерминанты, - эти антитела вызывают агглютинацию и способны нейтрализовывать инородные частицы, обеспечивая устойчивость к бактериальным инфекциям. К JgM принадлежат антитела системы групп крови АВО, холодовые агглютинины и ревматические факторы. Сохраняются JgM , однако, недолго - период их полураспада не превышает 5 дней.

JgA могут представлять собой как мономеры, так и полимеры и вырабатываются как на первичное, так и на вторичное воздействие антигена. При этом сывороточные JgA накапливаются в крови. Биологическая роль их до конца не изучена. Секреторные JgA продуцируются в слизистых оболочках кишечника, в верхних дыхательных путях, в мочеполовой трубке, содержатся в слезной жидкости, слюне, молоке и обеспечивают местный иммунитет тканей против антигенов, контактирующих со слизистыми оболочками. Период полураспада - 6 дней.

Мономерные иммуноглобулины JgD и JgE присутствуют в плазме в очень низких концентрациях. Возможно, они функционируют как связанные с клетками рецепторы антигенов. JgE соединяются со специальными рецепторами на поверхности базофилов и тучных клеток при встрече с соответствующим антигеном, клетка - носитель этого иммуноглобулина - секретирует гистамин и другие вазоактивные вещества, вызывающие аллергическую реакцию.

JgD находится на поверхности В-лимфоцитов и вместе с JgM составляет основную часть их рецепторов. О физиологической роли их известно мало.

В последние годы стали проясняться некоторые механизмы генной регуляции синтеза иммуноглобулинов. Существенный шаг вперед в этом направлении был сделан тогда, когда было обнаружено, что сегменты генов, кодирующих Н- и L-цепи иммуноглобулинов в предшественниках лимфоцитов, вначале «разбросаны» по хромосоме, то есть пространственно разделены. Для каждой вариабельной (V-области) части цепи исходно существует очень много (по меньшей мере 103) различных генных сегментов. Поскольку и Н-, и L-цепи антител имеют свои V-области, участвующие в связывании антигена, числом возможных комбинаций обеспечивается синтез по меньшей мере 106 специфичностей антител. При таком огромном разнообразии возможностей антиген вызывает пролиферацию именно тех В-лимфоцитов, которые распознают данный антиген.

7.4 Кооперация иммунокомпетентных клеток

Иммунная реакция организма может иметь различный характер, но всегда начинается с захвата антигена макрофагами крови и тканей или же со связывания со стромой лимфоидных органов. Нередко антиген адсорбируется также на клетках паренхиматозных органов. В макрофагах он может полностью разрушаться, но чаще подвергается лишь частичной деградации. В частности, большинство антигенов в лизосомах фагоцитов в течение часа подвергается ограниченной денатурации и протеолизу. Оставшиеся от них пептиды (как правило, два-три остатка аминокислот) комплексируются с экспрессированными на внешней мембране макрофагов молекулами МНС.

Макрофаги и все другие вспомогательные клетки, несущие на внешней мембране антигены, называются антигенпрезентирующими, именно благодаря им Т- и В-лимфоциты, выполняя функцию презентации, позволяют быстро распознавать антиген.

Иммунный ответ в виде антителообразования происходит при распознавании В-клетками антигена, который индуцирует их пролиферацию и дифференциацию в плазмоцит. Прямое воздействие на В-клетку без участия Т-клеток могут оказать только тимуснезависимые антигены. В этом случае В-клетки кооперируются с Т-хелперами и макрофагами. Кооперация на тимусзависимый антиген начинается с его презентации на макрофаге Т-хелперу. В механизме этого распознавания ключевую роль имеют молекулы МНС, так как рецепторы Т-хелперов распознают номинальный антиген как комплекс в целом или же как модифицированные номинальным антигеном молекулы МНС, приобретшие чужеродность. Распознав антиген, Т-хелперы секретируют -интерферон, который активирует макрофаги и способствует уничтожению захваченных ими микроорганизмов. Хелперный эффект на В-клетки проявляется пролиферацией и дифференциацией их в плазмоциты. В распознавании антигена при клеточном характере иммунного ответа, кроме Т-хелперов, участвуют также Т-киллеры, которые обнаруживают антиген на тех антигенпрезентирующих клетках, где он комплексируется с молекулами МНС. Более того, Т-киллеры, обусловливающие цитолиз, способны распознавать не только трансформированный, но и нативный антиген. Приобретая способность вызывать цитолиз, Т-киллеры:

связываются с комплексом антиген + молекулы МНС класса 1 на клетках-мишенях;

привлекают к месту соприкосновения с ними цитоплазматические гранулы;

повреждают мембраны мишеней после экзоцитоза их содержимого.

В результате продуцируемые Т-киллерами лимфотоксины вызывают гибель всех трансформированных клеток организма, причем особенно чувствительны к нему клетки, зараженные вирусом. При этом наряду с лимфотоксином активированные Т-киллеры синтезируют интерферон, который препятствует проникновению вирусов в окружающие клетки и индуцирует в клетках образование рецепторов лимфотоксина, тем самым повышая их чувствительность к литическому действию Т-киллеров.

Кооперируясь в распознавании и элиминации антигенов, Т-хелперы и Т-киллеры не только активируют друг друга и своих предшественников, но и макрофагов. Те же, в свою очередь, стимулируют активность различных субпопуляций лимфоцитов.

Регуляция клеточного иммунного ответа, как и гуморального, осуществляется Т-супрессорами, которые воздействуют на пролиферацию цитотоксических и антигенпрезентирующих клеток.

Цитокины. Все процессы кооперативных взаимодействий иммунокомпетентных клеток, независимо от характера иммунного ответа, обусловливаются особыми веществами с медиаторными свойствами, которые секретируются Т-хелперами, Т-киллерами, мононуклеарными фагоцитами и некоторыми другими клетками, участвующими в реализации клеточного иммунитета. Все их многообразие принято называть цитокинами. По структуре цитокины являются протеинами, а по эффекту действия - медиаторами. Вырабатываются они при иммунных реакциях и обладают потенциирующим и аддитивным действием; быстро синтезируясь, цитокины расходуются в короткие сроки. При угасании иммунной реакции синтез цитокинов прекращается.



7.5 Неспецифические защитные механизмы

Неспецифическая антиинфекционная резистентность (устойчивость) организмов сформировалась в процессе длительной эволюции и является свойством всей популяции вида однотипно реагировать на внедрение патогенных микроорганизмов, используя для их подавления естественно-физиологические факторы защиты широкого спектра действия.

Тканевые факторы. Среди тканевых факторов антиинфекционной защиты самую важную роль выполняет ареактивность клеток кожи, слизистых оболочек, лимфатических узлов (как им-мунологических барьеров), фагоцитов и нормальных киллеров. Видовая ареактивность клеток к патогенным микробам и токсинам обусловлена генотипом, который детерминирует образование на поверхности клеток соответствующих рецепторов. При отсутствии рецепторов адсорбция и проникновение инфекционного агента или яда в клетку невозможны. Генотипическая клеточная ареактивность является исключительно стабильным видовым признаком, который тем не менее может изменяться с возрастом или под действием различных факторов окружающей среды. Видовая ареактивность клеток постепенно приобретается в процессе выздоровления от инфекционного заболевания или после вакцинации. В отличие от генотипической приобретенная ареактивность носит специфический характер, сочетаясь с повышенной активностью иммунокомпетентных клеток.

...