Врождённый иммунитет
Клетки, обеспечивающие реакции
врождённого иммунитета (например, НК-клетки или натуральные киллеры), являются
первой линией защиты против раковых клеток и возбудителей инфекционных
заболеваний.
Система врождённого иммунитета, которая представляет собой совокупность различных клеточных рецепторов, ферментов и интерферонов обладающих противовирусными свойствами, характеризуется тем, что для развития неспецифических иммунных реакций ей не требуется предварительного (первичного) контакта с инфекционным агентом.
Система врождённого иммунитета, которая представляет собой совокупность различных клеточных рецепторов, ферментов и интерферонов обладающих противовирусными свойствами, характеризуется тем, что для развития неспецифических иммунных реакций ей не требуется предварительного (первичного) контакта с инфекционным агентом.
Более того, интенсивность неспецифического
иммунного ответа не меняется даже в том случае, если произойдёт повторная
встреча с одним и тем же возбудителем. Система врождённого иммунитета настроена
на распознавание и последующее реагирование на неспецифические компоненты
микроорганизмов. Эти компоненты являются заранее определёнными, причём набор
этих характеристик не зависит от того, сколько раз иммунная система встречалась
с данным возбудителем.
Существует удивительно тесное сходство между системами врождённого иммунитета у самых различных животных. Это свидетельствует о том, что ивалюционно самая древняя система неспецифического иммунитета имеет жизненно важное значение. Было время, когда система врождённого иммунитета у позвоночных животных считалась архаичной и устаревшей, однако сегодня уже не подлежит сомнению, что от состояния врождённого иммунитета во многом зависит функционирование системы приобретённого иммунитета. Действительно, неспецифический (врождённый) иммунный ответ определяет эффективность специфического (приобретённого) иммунного ответа. Теперь уже считается общепринятым, что система врождённого иммунитета инициирует и оптимизирует реакции специфического (приобретённого) иммунитета, которые развиваются более медленно.
Естественные антитела всегда присутствуют в организме, и для их образования не требуются внешние стимулы. Постоянное их присутствие необходимо потому, что эти антитела направлены против самых распространённых повреждающих агентов, наиболее часто встречающихся в нашем окружении. Естественные антитела не только являются продуктом эффективно функционирующей иммунной системы, но и сами способны активизировать реакции иммунного ответа. После того, как микробный или вирусный агент распознаётся организмом, начинается выработка специфических антител, являющихся уже одним из компонентов системы приобретённого иммунитета.
Естественные антитела всегда присутствуют в организме, и для их образования не требуются внешние стимулы. Постоянное их присутствие необходимо потому, что эти антитела направлены против самых распространённых повреждающих агентов, наиболее часто встречающихся в нашем окружении. Естественные антитела не только являются продуктом эффективно функционирующей иммунной системы, но и сами способны активизировать реакции иммунного ответа. После того, как микробный или вирусный агент распознаётся организмом, начинается выработка специфических антител, являющихся уже одним из компонентов системы приобретённого иммунитета.
Система комплимента. Распознавание (или так называемая маркировка) инфекционных или злокачественных клеток путём присоединения к ним специфических антител часто сочетается с активацией комплимента. Система комплемента является частью системы неспецифического (врождённого) иммунитета и обеспечивает первичную (неполную) защиту против инфекционных агентов. Система комплемента выполняет три основные функции:
1) Опсонизация. Этот термин подразумевает присоединение белков комплемента к повреждённой или инфицированной клетке, которая подлежит уничтожению и удалению из организма.
2) Хемотаксис. Химические сигналы, привлекающие иммунные клетки в инфекционный очаг.
3) Мембранотопный повреждающий комплекс (МПК). Образуется специально для разрушения опсонизированных клето. Несколько упрощая, можно сказать, что МПК – это совокупность белков комплемента которые нарушают целостность липидной мембраны чужеродной клетки. В результате этого, внутрь клетки начинает интенсивно поступать жидкость до тех пор, пока клеточная мембрана не разорвётся подобно раздутому воздушному шару. Некоторые виды бактерий и раковые клетки успевают разрушать МПК, если его образование происходит достаточно медленно. Поэтому, скорость образования МПК имеет принципиальное значение.
Важно напомнить о том, что клеточные мембраны животных образованы двумя слоями липидов и одномолекулярным белковым слоем. При этом клетку можно сравнить с мельчайшей каплей жидкости, заключённой внутрь пузырька, стенки которого построены из двух слоёв жировых молекул. Такое строение позволяет многим вирусам использовать часть клеточной мембраны клетки-хозяина для создания дополнительной защитной оболочки. Это становится возможным, когда клетка погибает и вирусы выходят наружу. Используя фрагменты клеточной мембраны для создания внешней оболочки, вирусы тем самым защищают свой уязвимый генетический аппарат, представленный участками рибонуклеиновой кислоты (РНК) или дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Дополнительная липидная оболочка помогает также вирусам «замаскироваться» под нормальные, хотя и очень небольшие клетки, и тем самым избежать иммунной атаки. Вирусы, которые могут создавать дополнительную оболочку из липидной мембраны клетки-хозяина, относятся к группе т.н. оболочечных вирусов.Ниже приводится краткий перечень оболочечных и безоболочечных вирусов (табл. 3). Перечень оболочечных вирусов является своего рода квинтэссенцией возбудителей наиболее опасных вирусных инфекций на сегодняшний день.
Оболочечные вирусы в отличии от нормальных клеток не имеют возможности восстанавливать повреждённую липидную мембрану. Этой слабостью может воспользоваться система комплемента, поскольку мельчайшие повреждение внешней мембраны приведёт к её разрыву и, соответственно, к потере инфекционных свойств вируса. Понятно, что система комплемента, являющаяся частью системы врождённого иммунитета, играет важную роль в борьбе с вирусными инфекциями. Однако МПК может быть эффективным в отношении лишь тех возбудителей, которые имеют внешнюю липидную мембрану. Грам-положительные бактерии или дрожжи, которые имеют дополнительную клеточную стенку, являются неуязвимыми для комплемента.
Главной функцией иммунных клеток, таких как цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ) и НК-клетки (натуральные киллеры), является уничтожение повреждённых или инфицированных клеток. ЦТЛ проходят первичную подготовку (обучение) в вилочковой железе (тимусе), которая является частью систеиы адаптивного иммунитета. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже.
НК-клетки, как уже подчеркивалось раньше, являются часть системы врождённого иммунитета. Они поражают любые клетки, которые не имеют характерных "опознавательных знаков", свидетельствующих а том, что эти клетки принадлежат организму. Чужеродные клетки, также как и большенство раковых клеток не имеют подобных "опознавательных знаков". НК-клетки поражают чужеродные клеточные структуры, тогда как нормальные клетки, несущие на себе характерные "опознавательные знаки", никогда не подвергаются отаке со стороны НК-клеток. Образно роворя, НК-клетки можно сравнить с батальоном Национальной гвардии, который не только защищает государствоот внешней агрессии, но и стоит на страже внутреннего порядка, нейтрализуя "мятежников" внутри страны.
НК-клетки играют очень важную роль в организме, и поэтому при снижении их активности могут развиваться самые серьёзные заболевания, такие как рак, приобретённый или врождённый иммунодифицит, тяжелые или смертельноопасные вирусные инфекции, аутоимунные заболевания и даже поведенческие нарушения. Кроме того, в специальных исследованиях было показано, что в организме человека НК-клетки играют важную роль в защите против ВИЧ-инфекции, герписа, вирусных гепатитов В и С и других вирусных инфекций. С нарушением функции НК-клеток связывают также целый ряд генетических нарушений, хронических и инфекционных заболеваний. Постоянно высокая активность НК-клеток наблюдается у человека достаточно редко.
Организм ребёнка, пожилого человека или организм, находящийся в состоянии стресса, является гораздо более уязвимым в отношении развития иммунологических нарушений. Повышение активности НК-клеток может существенно укрепить иммунитет в этих группах населения. Различия в индивидуальной устойчивости к возникновению онкологических заболеваний могут свидетельствовать о различиях в иммунологической активности организма. Достаточно сказать, что рак является ведущей причиной смертности среди детей (уступая лишь смертности от несчастных случаев). При этом смертность от онкологических заболеваний является гораздо более высокой среди детей до 5-ти лет по сравнению с детьми от 5-ти до 15-ти лет. Лабораторные исследования свидетельствуют о том, что меньшая устойчивость детей к онкологическим заболеваниям может быть связана со сниженной активностью НК-клеток.
В период старения иммунная система человека также претерпевает ряд неблагоприятных изменений. Возрастные изменения особенно сказываются на распределении и функционировании Т-лимфоцитов, которые играют центральную роль в реакциях клеточного иммунитета. Эти изменения во многом объясняются снижением активности тимуса. Активность НК-клеток также снижается с возрастом. У пожилых людей НК-клетки обладают гораздо меньшей способностью к размножению в ответ на внешний стимул и значительно меньшей поражающей (цитотоксической) активностью.
Стресс также влияет на активность НК-клеток. Вполне возможно, что некоторые иммунологические нарушения связаны с хроническим стрессом. Например, доказано, что травматический стресс приводит к уменьшению активности НК-клеток, тогда как неадекватные физиологические реакции, вызванные стрессовым воздействием, могут вызывать иммунологические нарушения. Продолжительный стресс приводит к снижению активности НК-клеток и предрасполагает к более интенсивному росту опухолей.
Имеются сообщения о снижении количества НК-клеток у значительной части людей, страдающих синдромом хронической усталости с иммунной дисфункцией (СХУ). Семейный СХУ сопровождается постоянно низкой активностью НК-клеток. Этот феномен может являться следствием генетического дефекта, в результате которого снижается активность иммунного ответа и возникает предрасположенность к СХУ. У лиц с пониженной активностью НК-клеток наблюдается тенденция к более тяжелому течению СХУ.
Исследование функций НК-клеток продолжаются. В частности, интенсивно изучаются возможности терапевтического использования средств, моделирующих биологический ответ организма и посредством воздействия на активность НК-клеток у больных раком, СПИДом, а также детей, пожилых людей и лиц, страдающих от стресса и СХУ. НК-клетки являются главными медиаторами неспецифической резистентности по отношению к простейшим одноклеточным паразитам. В отсутствии функционально активных НК-клеток снижается функциональная активность других клеток, которые обеспечивают реакции неспецифического иммунитета. С этой точки зрения, применение различных биологически активных пищевых добавок, усиливающих действие НК-клеток, может быть очень эффективным.
Существует удивительно тесное сходство между системами врождённого иммунитета у самых различных животных. Это свидетельствует о том, что ивалюционно самая древняя система неспецифического иммунитета имеет жизненно важное значение. Было время, когда система врождённого иммунитета у позвоночных животных считалась архаичной и устаревшей, однако сегодня уже не подлежит сомнению, что от состояния врождённого иммунитета во многом зависит функционирование системы приобретённого иммунитета. Действительно, неспецифический (врождённый) иммунный ответ определяет эффективность специфического (приобретённого) иммунного ответа. Теперь уже считается общепринятым, что система врождённого иммунитета инициирует и оптимизирует реакции специфического (приобретённого) иммунитета, которые развиваются более медленно.
Естественные антитела всегда присутствуют в организме, и для их образования не требуются внешние стимулы. Постоянное их присутствие необходимо потому, что эти антитела направлены против самых распространённых повреждающих агентов, наиболее часто встречающихся в нашем окружении. Естественные антитела не только являются продуктом эффективно функционирующей иммунной системы, но и сами способны активизировать реакции иммунного ответа. После того, как микробный или вирусный агент распознаётся организмом, начинается выработка специфических антител, являющихся уже одним из компонентов системы приобретённого иммунитета.
Естественные антитела всегда присутствуют в организме, и для их образования не требуются внешние стимулы. Постоянное их присутствие необходимо потому, что эти антитела направлены против самых распространённых повреждающих агентов, наиболее часто встречающихся в нашем окружении. Естественные антитела не только являются продуктом эффективно функционирующей иммунной системы, но и сами способны активизировать реакции иммунного ответа. После того, как микробный или вирусный агент распознаётся организмом, начинается выработка специфических антител, являющихся уже одним из компонентов системы приобретённого иммунитета.
Система комплимента. Распознавание (или так называемая маркировка) инфекционных или злокачественных клеток путём присоединения к ним специфических антител часто сочетается с активацией комплимента. Система комплемента является частью системы неспецифического (врождённого) иммунитета и обеспечивает первичную (неполную) защиту против инфекционных агентов. Система комплемента выполняет три основные функции:
1) Опсонизация. Этот термин подразумевает присоединение белков комплемента к повреждённой или инфицированной клетке, которая подлежит уничтожению и удалению из организма.
2) Хемотаксис. Химические сигналы, привлекающие иммунные клетки в инфекционный очаг.
3) Мембранотопный повреждающий комплекс (МПК). Образуется специально для разрушения опсонизированных клето. Несколько упрощая, можно сказать, что МПК – это совокупность белков комплемента которые нарушают целостность липидной мембраны чужеродной клетки. В результате этого, внутрь клетки начинает интенсивно поступать жидкость до тех пор, пока клеточная мембрана не разорвётся подобно раздутому воздушному шару. Некоторые виды бактерий и раковые клетки успевают разрушать МПК, если его образование происходит достаточно медленно. Поэтому, скорость образования МПК имеет принципиальное значение.
Важно напомнить о том, что клеточные мембраны животных образованы двумя слоями липидов и одномолекулярным белковым слоем. При этом клетку можно сравнить с мельчайшей каплей жидкости, заключённой внутрь пузырька, стенки которого построены из двух слоёв жировых молекул. Такое строение позволяет многим вирусам использовать часть клеточной мембраны клетки-хозяина для создания дополнительной защитной оболочки. Это становится возможным, когда клетка погибает и вирусы выходят наружу. Используя фрагменты клеточной мембраны для создания внешней оболочки, вирусы тем самым защищают свой уязвимый генетический аппарат, представленный участками рибонуклеиновой кислоты (РНК) или дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Дополнительная липидная оболочка помогает также вирусам «замаскироваться» под нормальные, хотя и очень небольшие клетки, и тем самым избежать иммунной атаки. Вирусы, которые могут создавать дополнительную оболочку из липидной мембраны клетки-хозяина, относятся к группе т.н. оболочечных вирусов.Ниже приводится краткий перечень оболочечных и безоболочечных вирусов (табл. 3). Перечень оболочечных вирусов является своего рода квинтэссенцией возбудителей наиболее опасных вирусных инфекций на сегодняшний день.
Таблица 3
ОБОЛОЧЕЧНЫЕ И БЕЗОБОЛОЧЕЧНЫЕ ВИРУСЫ
Оболочечные
|
Гепатит В |
Герпес |
Ветряная оспа |
|
Эпштейн Барра |
Оспа |
Гепатит С |
|
ВИЧ |
Краснуха |
Желтая лихорадка |
|
Эбола |
Хантавирусы |
Грипп |
|
Парагрипп |
Эпидемический паротит |
Корь |
|
Бешенство |
|
|
Безоболочечные
|
Вирус папилломы человека |
|
Гепатит А |
Оболочечные вирусы в отличии от нормальных клеток не имеют возможности восстанавливать повреждённую липидную мембрану. Этой слабостью может воспользоваться система комплемента, поскольку мельчайшие повреждение внешней мембраны приведёт к её разрыву и, соответственно, к потере инфекционных свойств вируса. Понятно, что система комплемента, являющаяся частью системы врождённого иммунитета, играет важную роль в борьбе с вирусными инфекциями. Однако МПК может быть эффективным в отношении лишь тех возбудителей, которые имеют внешнюю липидную мембрану. Грам-положительные бактерии или дрожжи, которые имеют дополнительную клеточную стенку, являются неуязвимыми для комплемента.
Главной функцией иммунных клеток, таких как цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ) и НК-клетки (натуральные киллеры), является уничтожение повреждённых или инфицированных клеток. ЦТЛ проходят первичную подготовку (обучение) в вилочковой железе (тимусе), которая является частью систеиы адаптивного иммунитета. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже.
НК-клетки, как уже подчеркивалось раньше, являются часть системы врождённого иммунитета. Они поражают любые клетки, которые не имеют характерных "опознавательных знаков", свидетельствующих а том, что эти клетки принадлежат организму. Чужеродные клетки, также как и большенство раковых клеток не имеют подобных "опознавательных знаков". НК-клетки поражают чужеродные клеточные структуры, тогда как нормальные клетки, несущие на себе характерные "опознавательные знаки", никогда не подвергаются отаке со стороны НК-клеток. Образно роворя, НК-клетки можно сравнить с батальоном Национальной гвардии, который не только защищает государствоот внешней агрессии, но и стоит на страже внутреннего порядка, нейтрализуя "мятежников" внутри страны.
НК-клетки играют очень важную роль в организме, и поэтому при снижении их активности могут развиваться самые серьёзные заболевания, такие как рак, приобретённый или врождённый иммунодифицит, тяжелые или смертельноопасные вирусные инфекции, аутоимунные заболевания и даже поведенческие нарушения. Кроме того, в специальных исследованиях было показано, что в организме человека НК-клетки играют важную роль в защите против ВИЧ-инфекции, герписа, вирусных гепатитов В и С и других вирусных инфекций. С нарушением функции НК-клеток связывают также целый ряд генетических нарушений, хронических и инфекционных заболеваний. Постоянно высокая активность НК-клеток наблюдается у человека достаточно редко.
Организм ребёнка, пожилого человека или организм, находящийся в состоянии стресса, является гораздо более уязвимым в отношении развития иммунологических нарушений. Повышение активности НК-клеток может существенно укрепить иммунитет в этих группах населения. Различия в индивидуальной устойчивости к возникновению онкологических заболеваний могут свидетельствовать о различиях в иммунологической активности организма. Достаточно сказать, что рак является ведущей причиной смертности среди детей (уступая лишь смертности от несчастных случаев). При этом смертность от онкологических заболеваний является гораздо более высокой среди детей до 5-ти лет по сравнению с детьми от 5-ти до 15-ти лет. Лабораторные исследования свидетельствуют о том, что меньшая устойчивость детей к онкологическим заболеваниям может быть связана со сниженной активностью НК-клеток.
В период старения иммунная система человека также претерпевает ряд неблагоприятных изменений. Возрастные изменения особенно сказываются на распределении и функционировании Т-лимфоцитов, которые играют центральную роль в реакциях клеточного иммунитета. Эти изменения во многом объясняются снижением активности тимуса. Активность НК-клеток также снижается с возрастом. У пожилых людей НК-клетки обладают гораздо меньшей способностью к размножению в ответ на внешний стимул и значительно меньшей поражающей (цитотоксической) активностью.
Стресс также влияет на активность НК-клеток. Вполне возможно, что некоторые иммунологические нарушения связаны с хроническим стрессом. Например, доказано, что травматический стресс приводит к уменьшению активности НК-клеток, тогда как неадекватные физиологические реакции, вызванные стрессовым воздействием, могут вызывать иммунологические нарушения. Продолжительный стресс приводит к снижению активности НК-клеток и предрасполагает к более интенсивному росту опухолей.
Имеются сообщения о снижении количества НК-клеток у значительной части людей, страдающих синдромом хронической усталости с иммунной дисфункцией (СХУ). Семейный СХУ сопровождается постоянно низкой активностью НК-клеток. Этот феномен может являться следствием генетического дефекта, в результате которого снижается активность иммунного ответа и возникает предрасположенность к СХУ. У лиц с пониженной активностью НК-клеток наблюдается тенденция к более тяжелому течению СХУ.
Исследование функций НК-клеток продолжаются. В частности, интенсивно изучаются возможности терапевтического использования средств, моделирующих биологический ответ организма и посредством воздействия на активность НК-клеток у больных раком, СПИДом, а также детей, пожилых людей и лиц, страдающих от стресса и СХУ. НК-клетки являются главными медиаторами неспецифической резистентности по отношению к простейшим одноклеточным паразитам. В отсутствии функционально активных НК-клеток снижается функциональная активность других клеток, которые обеспечивают реакции неспецифического иммунитета. С этой точки зрения, применение различных биологически активных пищевых добавок, усиливающих действие НК-клеток, может быть очень эффективным.
