Теории иммунитета

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

Введение

1. Теории иммунитета

2. Регуляция иммунитета

3. Иммунная регуляторная система

Выводы

Литература

Введение

Примерно за 80 лет, прошедших со времени создания Эрлихом первой теории иммунитета, было предложено много новых, пытающихся объяснить невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям. Все существующие в настоящее время теории иммунитета можно разделить на две группы: селективные и индуктивные. Однако ни одна из этих теорий не может пока полностью объяснить все факторы и явления невосприимчивости организма, как к инфекционным агентам, так и к антигенам неинфекционной природы. Основное отличие селективных и индуктивных (инструктивных) теорий состоит в том, что индуктивные теории отводят антигену ведущую роль в механизме образования антител. Создатели инструктивных теорий предполагают, что до контакта с антигеном в клетках организма не существует структур и механизмов, способных синтезировать специфические иммуноглобулины. Антиген как бы инструктирует клетку, что ей необходимо производить. Согласно селективным теориям, в организме уже имеются структуры и механизмы, способные давать иммунный ответ. Антиген только отбирает, селекционирует необходимые в данный момент структуры и включает иммунный механизм в работу.

1. Теории иммунитета

Для объяснения сложных и зачастую загадочных механизмов и проявлений иммунитета учеными было высказано множество гипотез и теорий. Однако только немногие из них получили принципиальное подтверждение или были обоснованы теоретически, большинство же имеют только историческое значение.

Первой принципиально важной теорией была теория боковых цепей, выдвинутая П. Эрлихом (1898). Согласно этой теории клетки органов и тканей имеют на своей поверхности рецепторы, способные в силу химического сродства с антигеном связывать последний. Взамен связанных антигеном рецепторов клетка вырабатывает новые рецепторы. Избыток их поступает в кровь и обеспечивает иммунитет к антигену. Эта теория хотя и наивна в своей основе, но привнесла в иммунологию принцип образования антител, способных связывать антиген, т.е. заложила основы представления о гуморальном иммунитете.

Второй основополагающей теорией, блестяще подтвержденной практикой, была фагоцитарная теория иммунитета И.И. Мечникова, разработанная в 1890г. Учение о фагоцитозе и фагоцитах явилось фундаментом для изучения клеточного иммунитета и по существу создало предпосылки для формирования представления о клеточно-гуморальных механизмах иммунитета.

Достойны упоминания, также так называемые инструктивные теории, объяснявшие механизмы образования специфических антител инструктивным действием антигенов. Согласно этим теориям [Брейнль Ф., Гауровитц Ф., 1930; Полинг Л., 1940] антитела формируются в присутствии антигена, т.е. антиген является как бы матрицей, на которой штампуется молекула антитела.

Ряд теорий [Ерне Н., 1955; Бернет Ф., 1959] исходили из предположения о предсуществовании антител в организме практически ко всем возможным антигенам. Особенно глубоко и всесторонне эту теорию обосновал Ф. Бернет в 60-70-е годы нашего столетия. Эта теория получила название клонально-се-лекционной и является одной из наиболее обоснованных теорий в иммунологии.

Согласно теории Ф. Бернета лимфоидная ткань состоит из огромного числа клонов клеток, специализировавшихся на выработке антител к разнообразным антигенам. Клоны возникли в результате мутаций клонирования под влиянием антигенов. Следовательно, согласно теории, в организме предсуществуют клоны клеток, которые способны вырабатывать антитела на любые антигены. Попавший в организм антиген вызывает активацию "своего" клона лимфоцитов, который избирательно размножается и начинает вырабатывать специфические антитела. Если же доза антигена, воздействующего на организм, велика, то клон "своих" лимфоидных клеток элиминируется, устраняется из общей популяции, и тогда организм теряет способность реагировать на свой антиген, т.е. он становится к нему толерантным. Так, по Ф. Бернету, формируется в эмбриональном периоде толерантность к собственным антигенам. Например, если эмбриону или новорожденному животному ввести чужеродные антигены, то во взрослом состоянии он не будет на них реагировать как на чужие.

В зависимости от характера антигена и условий внутренней среды лимфоциты дифференцируются на В- или Т-лимфоциты. В-лимфоциты продуцируют антитела и обеспечивают гуморальный иммунитет, а Т-лимфоциты осуществляют непосредственный контакт с антигеном и обусловливают клеточный иммунитет.

Теория Ф. Бернета объясняет многие иммунологические реакции (антителообразование, гетерогенность антител, толерантность, иммунологическую память), однако не объясняет предсуществования клонов лимфоцитов, способных отвечать на разнообразные антигены. По Ф. Бернету, существует около 10 000 таких клонов. Однако мир антигенов намного больше и организм способен отвечать на любой из них. На эти вопросы теория не отвечает.

Сциллард в 1960 г. предложил теорию образования антител с позиций иммуногенетики. Он полагает, что в геноме каждой клетки, входящей в иммунную систему, имеется набор закодированной информации о у-глобулинах различной специфичности. Эти гены обычно находятся в клетках в заторможенном (репрессивном) состоянии. Антигены, проникшие в клетку, соединяются с ферментом, который обусловливает синтез вещества-репрессора, подавляющего работу генов. Поскольку фермент блокирован, то репрессор не вырабатывается и его действие на гены снимается. Гены начинают работать, и клетка продуцирует антитела, соответствующие введенному антигену. Одновременно клетка начинает делиться и дифференцироваться.

Некоторую ясность в это представление внес американский ученый С. Тонегава, который в 1988 г. обосновал с генетической точки зрения возможность образования специфических иммуноглобулинов практически ко всем мыслимым антигенам. Эта теория исходит из того, что в организме человека и животных происходит перетасовка генов, в результате чего образуются миллионы новых генов. Этот процесс сопровождается интенсивным мутационным процессом. Отсюда из V- и С-генов, генов Н- и L-цепей может возникнуть огромное число генов, кодирующих разнообразные по специфичности иммуноглобулины, т.е. практически специфичные к любому антигену.

Следует упомянуть также теорию сетей регуляции (иммунной сети), основной стержневой идеей, которой является выдвинутая американским ученым Н. Ерне в 1974 г. идиотип-антиидиотипическая регуляция. Согласно этой теории иммунная система представляет собой цепь взаимодействующих идиотипов и анти-идиотипов, т. е. специфических структур активного центра антител, сформированных под влиянием антигена. Введение антигена вызывает каскадную цепную реакцию образования антител 1-го, 2-го, 3-го и т.д. порядков. В этом каскаде антитело 1-го порядка вызывает образование к себе антитела 2-го порядка, последнее вызывает образование антитела 3-го порядка и т.д. При этом антитело каждого порядка несет "внутренний" образ антигена, который передается эстафетно в цепи образования анти-идиотипических антител.

Доказательствами этой теории являются существование анти-идиотипических антител, несущих "образ" антигена и способных вызвать иммунитет к этому антигену, а также существование сенсибилизированных к антиидиотипическим антителам Т-лимфоцитов, несущих на своей поверхности рецепторы этих антител.

С помощью теории Н. Ерне можно объяснить формирование иммунологической памяти и возникновение аутоиммунных реакций. Однако эта теория не объясняет многих явлений иммунитета, например, как отличает организм "свое" от "чужого", почему пассивный иммунитет не переходит в активный, когда и почему затихает каскад антиидиотипических реакций и т.д. иммунитет антиген фагоцитарный

В 60-е годы выдающийся советский иммунолог П.Ф. Здродовский сформулировал физиологическую концепцию иммуногенеза - гипоталамо-гипофизадреналовую теорию регуляции иммунитета. Основная идея теории сводилась к тому, что регулирующую роль в образовании антител играют гормоны и нервная система, а продукция антител подчиняется общим физиологическим закономерностям. Однако теория не касается клеточных и молекулярных механизмов иммуногенеза

2. Регуляция иммунитета

Регуляция иммунитета - воздействия на активность иммунных органов, изменяющие иммунные ответы.

Изменение иммунных ответов под влиянием психоэмоционального состояния, питания, степени физической активности, биологических ритмов, привычек, климата и т.д. называют регуляцией иммунитета. Исполнительными механизмами регуляции иммунитета у человека являются автономная нервная система и эндокринные органы. Выявлен относительный антагонизм влияний симпатической и парасимпатической нервной систем, а также катехоламиновых и инсулиноподобных гормонов на иммунитет.

Способность организма сохранять постоянство клеток и тканей меняется в зависимости от психического, эмоционального, биологического состояния, возраста, наследственности, биологических ритмов, питания, климата, поведения. Иначе говоря, иммунитет регулируется в соответствии с индивидуальными особенностями человека.

Общие положения регуляции функций, такие как ведущая роль психики, высшей нервной деятельности, нервных регуляций (нервизм) по отношению к другим (субординационные отношения), общих по сравнению с локальными и др., полностью приложимы к регуляции иммунитета.

У здорового человека активность иммунной системы изменяется так, чтобы обеспечить выживание. Такие изменения иммунитета опосредуются ЦНС, АНС, гуморальными и гормональными влияниями. Факторы, подтверждающие роль психики и ВНД, реализующиеся через активность ЦНС, АНС и периферических нервов, в регуляции состояния иммунитета человека широко известны. Так, установлена связь между типом ВНД человека и особенностями иммунного ответа, а также обратные зависимости - изменения условно рефлекторной деятельности вследствие иммунизации (в особенности при первичном ответе). Эмоциональный стресс сопровождается повышением пролиферации естественных клеток-киллеров (ЕКК), повышением активности тимус-зависимых лимфоцитов-хелперов, а невроз - снижением активности этой группы лимфоцитов.

Депрессия сопровождается общим снижением лейкоцитов, Т- хелперов и Т- супрессоров, а также ЕКК. В гипоталамусе выявлены волокна, содержащие интерлейкин 1-1b, опосредующий реакцию структуры мозга на неблагоприятные воздействия (охлаждение, перегревание, перенапряжение и т.д.).

Установлено, что у левшей чаще встречаются аллергические и аутоиммунные заболевания.

За последние годы установлено, что гипофиз и эпифиз с помощью особых пептидных биорегуляторов, получивших наименование "цитомедины", контролируют деятельность тимуса. Передняя доля гипофиза является регулятором преимущественно клеточного, а задняя - гуморального иммунитета.

Медиаторами иммунного ответа являются гормоны (глюкокортикоиды, нейропептиды, др.), а также полипептиды клеток иммунной системы. В частности, иммунные реакции модулируются АКТГ, и др. гормонами аденогипофиза). Эти гормоны воздействуют на рецепторы клеток иммунной системы. Например, метэнкефалин стимулирует формирование антителопродуцирующих клеток, рост клеточных колоний в тимусе и селезенке. Однако концентрация бета - эндорфинов в плазме является решающим фактором в появлении конечного эффекта: низкие концентрации (1/10-14 моль) стимулируют, а более высокие подавляют продукцию специфических антигерпетических систем.

Важным фактором регуляции иммунитета является характер и тип питательных веществ. Полиненасыщенные жирные кислоты пищи подавляют активность ЕКК, усиливают синтез простагландина ИГЕ. Наоборот, арахидоновая кислота пищи, подавляя синтез ПГЕ, стимулирует иммунитет. Ограничение белковой пищи вызывает снижение активности Т-хелперов, миграцию макрофагов и их способность образовывать антитела. Состав флоры кишечника в значительной степени определяет состояние иммунитета человека. Например, коринебактерии JК прямой кишки выявляются у людей с выраженным иммунодефицитом (лейкоз, СПИД, др.). Иммунорегуляция липопротеидами низкой плотности, появляющимися в плазме крови после приема пищи, опосредуется через рецепторы иммунокомпетентных клеток.

В значительной степени регуляция иммунитета определяется содержанием серотонина в клетках кишечника (до 90% от общего количества).

Описаны биоритмологические и возрастные изменения иммунитета здорового человека. Так, в утренние часы наблюдается максимум Т- лимфоцитов и минимум В-лимфоцитов, а фагоцитоз и уровень пропердина наиболее высоки в дневное и вечернее время, снижаясь ночью и утром. Иммунореактивность имеет сезонные колебания - снижается весной и осенью. С возрастом нарастает число аномальных клеток. Например, спонтанные перестройки хромосом в клетках крови составляют почти 3% у лиц старшей возрастной группы (50-80 лет). С другой стороны, в этом возрасте наблюдается снижение иммунных реакций на инородные клетки-мутанты. Причиной этого является ухудшение иммунного опознания собственных АГ вследствие дефектов клеточных рецепторов, активности макрофагов, т.д. Кроме того, в указанном возрасте отмечается снижение содержания лимфоцитов(1,5х 109/л в 50 лет сравнительно с 2,0х 109/л в 20 лет). У лиц старшей возрастной группы усиливаются аутоиммунные реакции вследствие накопления тканевых комплексов АГ-АТ(например, к гемоглобину), нарушения соотношения иммуно-глобулинов (преобладание продукции IgМ и снижение продукции IgG и IgА).

Беременность сопровождается повышением содержания комплемента Сз, усилением фагоцитарной и бактерицидной активности лейкоцитов. На ранних сроках беременности иммунитет специфически подавляется, что предотвращает отторжение зародышевых клеток, несущих признаки чужеродности.

Таким образом, активность иммунных органов, связанных со всеми системами организма - кровообращением, кровью, дыханием, метаболизмом, т.д. - меняется не только под влиянием факторов, исходящих из иммунных органов, но и многих других. Последние могут не только способствовать, но и препятствовать осуществлению нормальных саморегуляторных влияний иммунной системы, как стабилизировать, так и ухудшать иммунные ответы.

3. Иммунная регуляторная система

В последнее время высказано предположение, что существует не две системы регуляции (нервная и гуморальная), а три (нервная, гуморальная и иммунная). Иммунокомпетентные клетки способны вмешиваться в морфогенез, а также регулировать течение физиологических функций. Не подлежит сомнению, что Т-лимфоциты играют чрезвычайно важную роль в регенерации тканей. Многочисленные исследования показывают, что Т-лимфоциты и макрофаги осуществляют "хелперную" и "супрессорную" функции в отношении эритропоэза и лейкопоэза. Лимфокины и монокины, выделяемые лимфоцитами, моноцитами и макрофагами, способны изменять деятельность центральной нервной системы, сердечнососудистой системы, органов дыхания и пищеварения, регулировать сократительные функции гладкой и поперечно-полосатой мускулатуры.

Особенно важная роль в регуляции физиологических функций принадлежит интерлейкинам, которые являются "семьей молекул на все случаи жизни", так как вмешиваются во все физиологические процессы, протекающие в организме.

Иммунная система является регулятором гомеостаза. Эта функция осуществляется за счет выработки аутоантител, связывающих активные ферменты, факторы свертывания крови и избыток гормонов.

Иммунологическая реакция, с одной стороны, является неотъемлемой частью гуморальной, так как большинство физиологических и биохимических процессов осуществляется при непосредственном участии гуморальных посредников. Однако нередко иммунологическая реакция носит прицельный характер и тем самым напоминает нервную. Лимфоциты и моноциты, а также другие клетки, принимающие участие в иммунном ответе, отдают гуморальный посредник непосредственно органу-мишени. Отсюда предложение назвать иммунологическую регуляцию клеточно-гуморальной. Основную роль в ней следует отвести различным популяциям Т-лимфоцитов, осуществляющих "хелперные" и "супрессорные" функции по отношению к различным физиологическим процессам.

Учет регуляторных функций иммунной системы позволяет врачам различных специальностей по-новому подойти к решению многих проблем клинической медицины.

Выводы

За последние 10 лет было сделано четыре новых открытия, которые позволили подойти к изучению клеточных основ иммунологического распознавания:

открыты антигенсвязывающие рецепторы В-лимфоцитов,

выявлена кооперация В- и Т-лимфоцитов в процессе дифференциации В-клеток в антителообразующие клетки;

доказано разнообразие популяции Т- и В-лимфоцитов, состоящей из субпопуляций;

показано значение для первичного иммунологического распознавания чужеродного агента Т-лимфоцитов.

Значительные успехи достигнуты иммуногенетикой. В лимфоидных клетках найдены структурные гены, которые контролируют выработку иммуноглобулинов.

Стресс, а также депрессии угнетают иммунитет, что сопровождается не только повышенной восприимчивостью к различным заболеваниям, но и создает благоприятные условия для развития злокачественных новообразований.

Литература

1. Вершигора А.Ю. Імунологія. - К.: Вища школа, 2005.

2. Воробьев А.А. Микробиология и иммунология. М., 1999.

3. Герхардт Ф. Методы общей бактериологии. Т. 1,2,3. М., 1983.

4. Зенгбуш П. Молекулярная и клеточная биология. Т. 1, 2, 3. М., 1982.

5. Кочемасова З. Н. Микробиология. М., 1984.

6. ЛабинскаяА. С. Микробиология с техникой микробиологического исследований. М., 1992.

7. Лурия С. Общая вирусология. М., 1970.

Размещено на Allbest.ru