К понятию «иммунитет« (защита) относятся реакции организма, нейтрализующие все чужеродное, что в него проникает через слизистые оболочки органов дыхания, зрения, желудочно-кишечного тракта или через органы слуха, кожу (включая инъекционный путь).
К чужеродным агентам и веществам относятся бактерии, микроорганизмы, вирусы, вакцины, сыворотки, поврежденные клетки собственного организма, лекарственные препараты, химические и другие соединения. Эти вещества называются антигенами.
Молекула антигена состоит из двух частей: носитель или стабилизирующая часть (занимает 97-99\% всей массы), и эпитоп (специфическая детерминантная группа). На одном носителе может быть несколько эпитопов. По специфичности детерминантных групп выделяют видовые, групповые, стадийные, типовые и штаммоспецифичные антигены.
По чужеродности антигены делятся на ксеноили гетероантигены (не принадлежат к данному виду), гомоили аллоантигены (принадлежат к данному виду) и аутоантигены (собственные антигены).
В ответ на проникновение антигенов в организме происходят иммунные реакции, в ходе которых в крови и тканевой жидкости продуцируются антитела (крупные гликопротеины), способные к образованию иммунных комплексов «антиген-антитело». Вещества, не способные к образованию этих комплексов, называются гаптенами.
Таким образом, иммунный ответ — это защитная система организма, избавляющая его от генетически чуждых веществ и соединений. Она представлена лимфоидными органами и клетками. Среди лимфоидных органов выделяют:
• первичные органы — тимус и костный мозг (их развитие не стимулируется антигенами);
• вторичные органы — лимфатические узлы, селезенка, лимфоидная ткань слизистых оболочек (их развитие стимулируется антигенами).
Все лимфоидные органы тесно связаны со всеми тканями, органами и системами организма при помощи сетей кровеносных и лимфатических сосудов и капилляров, нервных волокон и окончаний.
Морфофункциональным субстратом иммунной системы являются иммунокомпетентные клетки, постоянно взаимодействующие друг с другом в ходе иммунного ответа. В первую очередь это лимфоциты, относящиеся к самой большой популяции клеток, отвечающей за специфическое распознавание, разрушение и элиминацию антигенов. Лимфоциты отличают «свое» от «чужого», сохраняют об этом память, осуществляют синтез антител и цитотоксические реакции. Среди них выделяют:
• В-клетки — синтезируют антитела или поверхностные рецепторы, специфичные к определенным антигенам.
• Т-клетки — включают три субпопуляции клеток с различными функциями.
— первая субпопуляция — взаимодействует с В-клетками, помогая им размножаться, созревать и образовывать антитела — это хелперные клетки (Тх) или помощники;
— вторая субпопуляция — взаимодействует с мононуклеарными фагоцитами, способствуя разрушению находящихся в них микробов, — это также хелперные Т-клетки;
— третья субпопуляция — разрушает клетки организма, зараженные вирусами, и опухолевые клетки — это цитотоксические клетки (Тц) или натуральные (естественные) киллеры (NK-клетки); они действуют при отсутствии антител (без предварительной иммунизации); к этой субпопуляции также относятся К-клетки, разрушающие клетки-мишени, содержащие на поверхности малое количество JgG.
• Большие гранулярные лимфоциты — совместно с Т-клетками и мононуклеарными фагоцитами участвуют в образовании медиаторов иммунных реакций или цитокинов.
Среди других клеток-участниц иммунного ответа выделяют следующие.
• Макрофаги и их предшественники — моноциты. К ним относятся мононуклеарные фагоциты системы комплемента и полиморфноядерные нейтрофилы. Они обеспечивают фагоцитоз и представ-
ление антигенов лимфоцитам, продуцируют цитокины (простагландины, интерлейкины, факторы комплемента).
• Вспомогательные клетки (тучные клетки, тромбоциты и базофилы). Они участвуют в реакциях воспаления и анафилактических реакциях.
• Другие клетки. Среди них: тканевые клетки (посылают сигналы лимфоцитам, отвечают на действие цитокинов, выделяемых Т-клетками и макрофагами, а также продуцируют интерфероны), клетки печени (производят вместе с макрофагами белки и факторы комплемента).
Все указанные клетки продуцируют ряд медиаторов, среди которых:
• специфические медиаторы — антитела или иммуноглобулины основных классов: A, D, E, G и M, а также антигенраспознающие рецепторы В-клеток и Т-клеток;
• антигенспецифические медиаторы; продуцируются Т-клетками, усиливают или угнетают факторы иммунного ответа;
• неспецифические медиаторы; среди них лимфокины, монокины, ФНО и факторы торможения миграции макрофагов, медиаторы гиперчувствительности немедленного типа (гистамин, серотонин, фактор активации тромбоцитов), лизоцим и факторы системы комплемента.
Плазма крови поступает в различные ткани организма (их не менее 264 типов) из сосудистых капилляров, образуя межклеточную (тканевую) жидкость, омывающую все клетки. При этом она отдает клеткам питательные вещества и забирает от них продукты жизнедеятельности, после чего тканевая жидкость поступает через венозные и лимфатические капилляры сначала в мелкие, а затем в более крупные лимфатические сосуды, открывающиеся в грудной проток и две подключичные вены.
Происхождение клеток иммунной системы показано на рис. 53. В частности, тромбоциты продуцируются мегакариоцитами. Гранулоциты и моноциты мигрируют из кровотока в ткани. Тучные клетки присутствуют во всех тканях. В-клетки созревают в печени плода и костном мозге, а Т-клетки — в тимусе. Большие гранулярные лимфоциты производятся в костном мозге, они обладают активностью нормальных киллеров (НК). Лимфоциты мигрируют из кровотока, проходят через вторичные лимфоидные ткани и снова поступают в кровоток.
Роль антигенпрезентирующих клеток во вторичных лимфоидных тканях выполняют интердигитарные и дендритные клетки. В разных местах организма лимфатические сосуды образуют узлы, где концентрируются лимфоциты. Эти узлы «отслеживают» (фильтруют) лимфатическую жидкость, в которой циркулируют лимфоциты, вступающие в прямые контакты с антигенами. При этом 1-2\% лимфоцитов не остаются в лимфатических узлах, а снова перемещаются по кровеносным и лимфатическим сосудам из одного органа к другому, т.е. рециркулируют, что позволяет им находиться в постоянном контакте с соответствующими антигенами.
Рис. 53. Происхождение клеток иммунной системы (по Ройту А. и соавт., 2000). Все изображенные на рисунке клетки происходят от гемопоэтической стволовой клетки
В случае повторной иммунизации одним и тем же антигеном рециркуляция останавливается приблизительно на 24 ч, что объясняется избирательной задержкой антигенспецифичных лимфоцитов в лимфоузлах, «дренирующих» место проникновения антигена. Лимфоидная ткань слизистых оболочек содержит 40\% всех лимфоцитов, селезенка — 30\%, лимфатические узлы — 20\%, кровеносные и лимфатические сосуды — по 5\%.
Единство иммунной, эндокринной и нервной систем
Иммунная система функционирует в тесном взаимодействии с нервной и эндокринной системами. Совместно эти главные регуляторные и защитные системы обеспечивают приспособляемость организма к окружающей среде. Получено много доказательств такого взаимодействия. Например, на клетках иммунной системы выделены рецепторы к гормонам (кортикостероидам, инсулину, СТГ, тестостерону) и другим биологически активным веществам — ацетилхолину, бета-адренергическим медиаторам, эндофинам, энкефалинам, эстрадиолу.
Ряд гормонов (глюкокортикоиды, андрогены, эстрогены и прогестерон) подавляют иммунные реакции, в то время как другие гормоны (инсулин, тироксин и СТГ) наоборот их стимулируют. Интерлейкины (их не менее 18) выполняют функции медиаторов ЦНС. Так, ИЛ-2 продуцируется клетками нервной ткани и влияет на пролиферацию олигодендроглии. В последние годы показано, что иммунитет контролируется гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системой. Например, при изучении влияния нейроэмоционального стресса на активность иммунитета у спортсменов-профессионалов оказалось, что такой стресс индуцирует у них транзиторный иммунодефицит, в ходе которого снижается активность NK-клеток, уменьшается соотношение показателей маркеров CD4/CD8 и содержание JgA, замедляется пролиферация лимфоцитов в ответ на действие антигенов и митогенов. Получены также доказательства связей активации локальных иммунных реакций (увеличение лейкоцитарной инфильтрации эндометрия, количества Т-клеток, NK-клеток, макрофагов, рост титров иммуноглобулинов М, Аи G) c обусловливающими прерывание беременности нарушениями следующих процессов: имплантации зародыша в стенку матки; инвазии; развития хориона.