в чем различие клеточного и гуморального иммунитета
Иммунная система Часть 1 Вводная
Иммунная система Часть 1 Вводная
Иммунная система предназначена различать «свое» и «чужое», не трогать свое и удалять чужое. «Чужим» являются как внешние агенты, так и измененные клетки собственных тканей, например, опухолевые. Любая молекула, которую распознает иммунная система, называется антиген (АГ).
Органы иммунной системы
Первой линией защиты от проникновения «чужого» является физический барьер, представляющий кожу и слизистые оболочки дыхательных путей, желудочно-кишечного и урогенитального трактов. Также они участвуют в естественном иммунитете. В коже вырабатываются вещества, подавляющих рост микробов – молочная кислота, жирные кислоты. На поверхности и внутри органов активно работают иммунные клетки и антимикробные вещества, такие как лизоцим, лактоферрины, секреторный иммуноглобулин А.
Главными органами иммунной системы являются места рождения и созревания иммунных клеток:
Костный мозг (ткань, расположенная внутри некоторых костей) – место рождения основных клеток иммунной системы и созревания В-лимфоцитов.
Тимус или вилочковая железа (небольшой орган в верхней части грудной клетки) – место созревания Т-лимфоцитов.
Разбросанные по всему организму лимфатические узлы и протоки, единичные или в виде скоплений, таких как аденоиды, миндалины в глотке, пейеровы бляшки в кишечнике и другие, а также селезенка – территория взаимодействия зрелых иммунных клеток с антигенами, их активация и гибель при завершении иммунного ответа.
Врожденный иммунитет
Естественный иммунитет – это защита, с которой мы рождается, поэтому он называется врожденным. Он позволяет нам попасть в этот мир, не требует предварительного воздействия антигена и немедленно отвечает на чужое. Его основу составляют разные виды иммунных клеток и некоторые антимикробные молекулы, вырабатываемые в коже и слизистых. Некоторые виды клеток врожденного иимунитета:
Фагоцитирующие клетки (нейтрофилы в крови и тканях, моноциты в крови, макрофаги в тканях) поглощают и разрушают антигены, вплоть до целых микробных клеток.
Естественные клетки-киллеры уничтожают клетки, зараженные вирусом и клетки некоторых опухолей.
Некоторые виды лейкоцитов (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы) выделяют особые вещества, обуславливающие воспаление и клинические проявления (зуд, отек, краснота).
Приобретенный иммунитет
Приобретенный иммунитет называется адаптивный, т.е. он позволяет нам выживать в этом мире. Ему требуется время для развития и предварительная встреча с антигенами. Далее он запоминает контакт и при повторной встрече с тем же антигеном отвечает быстрее, не давая развиться повторному заболеванию.
Приобретенный иммунитет включает:
B-лимфоциты и Т-лимфоциты работают вместе с клетками врожденного иммунитета. Весь процесс от момента поступления антигена до его уничтожения называет иммунный ответ.
Какие бывают виды иммунитета и как укрепить его
Сильный иммунитет защищает от инфекций, сохраняет кожу упругой, десны, кости и нервы — крепкими, а настроение — бодрым. Иммунитет бывает активный, пассивный, врожденный, специфический, гуморальный, клеточный, приобретенный, но многие люди не понимают, в чем различия.
Чем отличаются виды иммунитета и как его нужно укреплять, рассказывает врач-иммунолог Борисова Татьяна Сергеевна, эксперт маркетплейса витаминов и натуральных товаров для здорового образа жизни iHerb.
Какой бывает иммунитет: врожденный и приобретенный
Существует две основных «категории» иммунитета — врожденный и приобретенный. У животных и растений первый считается ключевым, у людей эти виды примерно равны по значимости.
Врожденный, или неспецифический иммунитет — первая линия обороны организма. Он защищает организм с помощью различных видов фагоцитов, лейкоцитов, макрофагов и тучных клеток, которые участвуют в развитии аллергической реакции. Врожденный иммунитет срабатывает при первом проникновении микроба или бактерии. Но он не становится крепче или слабее: это своеобразная настройка, которая каждый раз работает одинаково.
shutterstock.com
Приобретенный иммунитет, он же адаптивный или специфический, появился позже. Он активируется после врожденного, если возбудитель инфекции преодолел первую линию обороны. Основной механизм приобретенного иммунитета — выработка антител, которую обеспечивают лимфоциты. Этот иммунитет действует более избирательно и за счет иммунной памяти может стать крепче со временем. При первой встрече с антигеном часть лимфоцитов сохраняет информацию, и в следующий раз организм распознает его и реагирует быстрее, не позволяя болезни развиться. По такому принципу работает вакцинация.
shutterstock.com
Активный иммунитет вырабатывается после перенесенного заболевания или введения вакцины. Пассивный — с молоком матери, а во взрослом возрасте после введения сыворотки с готовыми антителами. Клеточный иммунный ответ происходит за счет фагоцитов и лимфоцитов, а гуморальный — за счет антител.
Врожденный и приобретенный иммунитет работают в тандеме, поэтому укрепить один из них нельзя. Не совсем правильно говорить «укрепить иммунитет», это как сказать «починить машину». Ведь ломается не машина, а конкретные детали и механизмы. То же самое с организмом: укрепить можно состояние органов иммунной системы и работу конкретных реакций.
Виды иммунитета: клеточный и гуморальный
Еще есть клеточный иммунитет, который связан с клетками организма. В его случае иммунный ответ организма происходит без участия антител и системы комплемента.
Т-лимфоциты в составе этого иммунитета вырабатывают рецепторы в мембранах клетки, которые реагируют на инородный раздражитель. Клеточный иммунитет «специализируется» на вирусах, грибах, опухолях различной этиологии, различных микроорганизмах, проникших в клетку.
Многие также слышали про гуморальный иммунитет. Главное отличие от клеточного — в местонахождении объектов воздействия. Гуморальному иммунитету помогают В-лимфоциты, которые образуются у взрослых людей в костном мозге. Активируют В-лимфоциты чужеродные агенты или Т-клетки, когда они встречаются с бактериями и патогенными агентами в кровяном или лимфатическом русле.
Как укрепить иммунитет
Поддерживайте уровень витаминов
Дефицит любого полезного вещества приводит к неполадкам разной степени в работе иммунной системы. Особенно она зависит от нескольких витаминов и микроэлементов.
Витамин С — участвует в выработке лимфоцитов, стимулирует активность макрофагов, выработку антител и интерферона, белка, который препятствует размножению вируса. Это мощный антиоксидант, который обеспечивает общую защиту клеток от внешних раздражителей.
Витамин D — стимулирует работу лимфоцитов, моноцитов, макрофагов. В этих клетках находятся рецепторы к витамину D. Стимулирует выработку антимикробных белков на слизистых в верхних дыхательных путях, защищая организм от заражения воздушно-капельным путем.
Витамин А — помогает формировать местный иммунитет, на коже и слизистых которые считаются первым и главным барьером на пути инфекции.
shutterstock.com
Цинк, селен, медь и железо — ключевые микроэлементы для нормальной работы иммунной системы. Цинк препятствует воспалительным процессам в дыхательных путях и стимулирует активность лимфоцитов. Селен ускоряет распространение лимфоцитов и препятствует возникновению опухолей. Медь необходима для выработки и распределения в тканях нейтрофилов, а также для усвоения железа. Железо стимулирует активность нейтрофилов и макрофагов, участвует в созревании лимфоцитов. Важно контролировать уровень железа в организме. Если принимать препараты железа в период инфекции, состояние организма ухудшится.
Чтобы точно узнать, каких именно веществ не хватает в вашем организме, рекомендуется сдать анализы на уровень содержания основных витаминов и микроэлементов, а витаминные комплексы подбирать вместе с врачом.
Добавляйте в рацион больше клетчатки
В нашей стране большинство фруктов и овощей мы можем купить вне сезона, но это не очень полезно для здоровья. Зимой фрукты и овощи до того, как попасть на прилавки, долго лежат на складе или едут в контейнерах, выращиваются на почвах со стимуляторами. В результате в них содержится менее 50% полезных веществ. Мы получаем переизбыток сахара и фруктозы, к которой организм зимой не готов. Также образуется избыток лептинов, которые содержатся в свежих овощах. Организм способен нейтрализовать этот избыток около трех месяцев, но не весь год. Поэтому важно добавлять в рацион сезонные продукты, характерные для климата, где вы родились, заготовки, квашеные и маринованные овощи: лептины в их составе переработаны бактериями.
shutterstock.com
Сокращайте сладкие продукты. Сахар — питательная среда для роста патогенных бактерий и грибов. Также сахар поддерживает воспалительный процесс посредством работы инсулина. Хронические кандидозы часто выглядят как рецидивирующая молочница, перхоть, аллергия, насморк, усталость, туман в голове, колиты, панкреатиты и прочие воспалительные процессы. Выход: ограничить употребление сладкого. Особенно в сезон простуд.
Занимайтесь спортом
Кровь и лимфа застаиваются, если человек много сидит и ведет малоподвижный образ жизни. Застои нарушают циркуляцию лимфы и крови: иммунные клетки медленнее добираются до точки, куда проник возбудитель инфекции. Токсины, бактерии и вирусы остаются в организме, если лимфатическая система прекращает циркулировать и очищаться. Это может провоцировать синдром интоксикации, в более тяжелых случаях — реакцию Герксгеймера (среди симптомов — повышение температуры, озноб, снижение давления, тахикардия, тошнота, головная боль, боль в мышцах).
Регулярные упражнения обеспечивают нормальное кровообращение и вентиляцию легких. Тренировки не должны быть высокоинтенсивными, считается и получасовая прогулка в среднем темпе, и утренняя разминка. Признаком достаточности физической нагрузки считается легкий пот.
shutterstock.com
Следите за качеством сна
Сон не только необходим для полноценного восстановления организма и нормальной работы нервной системы. Пока мы спим, лимфоциты обрабатывают информацию о вредоносных клетках и веществах и при следующей встрече быстрее их распознают. Во сне формируется иммунная память, без которой все, что иммунная система познала днем, пройдет мимо.
Это основные факторы нормальной работы иммунной системы. Чтобы организм был устойчив перед инфекциями и внешними раздражителями, недостаточно разобраться только со сном. Нужно учитывать все факторы сразу, и образ жизни будет здоровым.
Иммунитет человека
Пожалуй, каждый знает, насколько важным является иммунитет человека. Но далеко не все представляют, что означает это понятие. В основном оно ассоциируется у людей с защитой организма, что не совсем верно. Иммунитет человека – это способность организма сопротивляться различным болезнетворным влияниям, в частности инфекционным агентам и вредным бактериям. Благодаря иммунной системе, постоянно поддерживается состояние невосприимчивости к определенным микроорганизмам, а также к их продуктам жизнедеятельности. Компоненты иммунной системы распознают и разрушают чужеродные структуры (антигены), которые попадают из внешней среды или становятся опасными изнутри. Реакция иммунной системы организма на внедрение вирусов, грибов, паразитов, как правило, незамедлительная. Как только микроб попадает в организм, к нему устремляются иммунные клетки.
Общая сопротивляемость организма
В результате вокруг микроорганизма формируется очаг воспаления, который с одной стороны является барьером, направленным на предотвращение распространения возбудителя, а с другой – предупреждает организм о вторжении чужеродного агента. Далее происходит распознавание опасного агента и выработка факторов защиты против конкретного микроба, а также его частичное разрушение. Кроме того, формируется иммунологическая память о данных процессах, благодаря которой при следующей атаке этого микроба (антигена) запуститься сигнал для распознавания его особыми клетками иммунной системы. После того, как микроб изолирован и распознан, он подвергается полному уничтожению.
Клеточный и гуморальный иммунитет
Все защитные реакции в организме осуществляются за счет разных компонентов иммунитета: клеток и белков. Макрофаги и некоторые лимфоциты формируют клеточное звено. Причем макрофаги захватывают и переваривают чужеродные структуры, а затем передают информацию об этом лимфоцитам. В клеточном звене образуется клон лимфоцитов (разновидность белых клеток крови), который обладает способностью разрушать мембраны, так называемых клеток-мишеней, где имеются чужеродные структуры. Гуморальный иммунитет человека обеспечивается специфическими белками (антителами). Его действие реализуется через В-лимфоциты, которые еще не контактировали с антигенами, но после контакта они начинают активно вырабатываться антитела (иммуноглобулины, Ig), которые действуют на чужеродный агент. Эти белки обладают свойством прилипать к некоторым компонентам микроба, приводя к его разрушению или быстрому выведению из организма. Есть несколько видов антител, и каждый выполняет свою специфическую функцию.
Роль иммуноглобулинов
Антитела делятся на несколько классов: иммуноглобулины А, E, D, G, M. Иммуноглобулины типа А участвуют в первичном поверхностном контакте с микробами, в частности препятствуют проникновению микробов в организм, формируют антитоксический иммунитет. Они способны создавать особые полимерные формы – секреторный иммуноглобулин А. Именно этот иммуноглобулин препятствует прикреплению чужеродного агента к клеткам пограничных тканей (слизистых оболочек). Благодаря иммуноглобулинам типа G и M осуществляется защита организма от уже проникших внутрь инфекционных агентов. Ранними защитными белками являются иммуноглобулины М, а иммуноглобулины класса G являясь основным фактором гуморального звена иммунитета человека, отвечают за выздоровление организма в целом. К тому же, иммуноглобулины этого класса могут на протяжении долгого времени защищать от повторного внедрения различных микроорганизмов. Иммуноглобулины Е несут ответственность за возникновение аллергической реакции.
Функции интерферонов
В ответ на действие различных антигенов (к примеру, вирусов) клетки иммунной системы образуют сложные белковые соединения – интерфероны, которые осуществляют ряд защитный функций. Выделяют несколько типов интерферонов. Стоит отметить интерфероны 1 типа – альфа, которые обладают противовирусным эффектом. Человек, после инфицирования вирусным агентом некоторое время еще не знает о болезни (продромальный период инфекции). Но интерфероны альфа уже проявляют заботу. Они способны создавать невосприимчивость клеток к инфицированию вирусами, а в уже поврежденных клетках – блокируют размножение вирусов.
Механизм действия альфа-интерферонов
Вирусы покрыты оболочкой, защищающей располагающиеся внутриядерные молекулы ДНК или РНК. Когда они проникают в клетку, оболочка разрушается и происходит производство вирусных белков. Формируется вирусное потомство – иногда миллионы новых копий вируса. Воспроизведенные таким образом вирусы ищут новые клетки. А пораженные клетки человека, как правило, погибают. Альфа-интерфероны устремляются к клетке с вирусом, запуская ряд сигнальных реакций и не дают вирусу возможности синтезировать собственные белки для начала размножения. Кроме того, альфа-интерфероны вступают в контакт с соседними клетками, изменяют свойства их мембран таким образом, что они становятся невосприимчивыми к атакам вирусов. К тому же, интерфероны 1 типа корректируют и восстанавливают иммунитет, а также помогают иммунной системе бороться с антигенами. Иммуномодулирующий эффект альфа-интерферонов заключается в том, они регулируют экспрессию белков HLA, участников формирования иммунного ответа, и чувствительность к информационным белковым молекулам (цитокинам), определяющих выживаемость иммунных клеток. Они также повышают активность естественных киллеров, которые устанавливают с пораженной клеткой прямой контакт и уничтожают ее. Помимо этого интерфероны усиливают действие макрофагов, которые захватывают чужеродные частицы и переваривают их. Интерфероны 1 типа увеличивают и стимулируют рост иммунных клеток, усиливая борьбу иммунной системы против возбудителей самых разных заболеваний.
По материалам:
“Иммунология в клинической практике”, К.А. Лебедев, И.Д.Понякина.
“Вторичные иммунодефициты: необходимость корректной диагностики и адекватной интерфероно- и иммунотерапии”, И.В. Нестерова.
Материалы подготовлены сотрудниками компании ООО «Ферон» на основе открытых информационных источников
Как устроен иммунитет: Объясняем по пунктам
Андрей Смирнов СПИД.ЦЕНТР
«Йогурт для укрепления иммунитета», «Иммуностимулирующие витамины», «Да простудился, наверное, иммунитет упал»… Мы слышим слово «иммунитет» так часто, что уже почти не задумываемся, как он устроен и работает. На уроках биологии нам рассказывали, что иммунитет защищает от микробов, но только ли этим ограничивается его функция и как именно он понимает, от кого нужно нас защищать? СПИД.ЦЕНТР объясняет, как устроена иммунная система.
Наш организм непрерывно меняется, но при этом очень «любит» постоянство и может нормально работать только при определенных параметрах своей внутренней среды. Например, нормальная температура тела колеблется между 36 и 37 градусами по Цельсию. Вспомните последнюю простуду и то, как плохо вы себя чувствовали, стоило температуре подняться всего на полградуса. Такая же ситуация и с другими показателями: артериальным давлением, рН крови, уровнем кислорода и глюкозы в крови и другими. Постоянство значений этих параметров называется гомеостазом, а поддержкой его стабильного уровня занимаются практически все органы и системы организма: сердце и сосуды поддерживают постоянное артериальное давление, легкие — уровень кислорода в крови, печень — уровень глюкозы и так далее.
Иммунная же система отвечает за генетический гомеостаз. Она помогает поддерживать постоянство генетического состава организма. То есть ее задача — уничтожать не только все чужеродные организмы и продукты их жизнедеятельности, проникающие извне (бактерии, вирусы, грибки, токсины и прочее), но также и клетки собственного организма, если «что-то пошло не так» и, например, они превратились в злокачественную опухоль, то есть стали генетически чужеродными.
Как клетки иммунной системы уничтожают «врагов»?
Чтобы разобраться с этим, сначала нужно понять, как иммунная система устроена и какие бывают виды иммунитета.
Иммунитет бывает врожденным (он же неспецифический) и приобретенным (он же адаптивный, или специфический). Врожденный иммунитет одинаков у всех людей и идентичным образом реагирует на любых «врагов». Реакция начинается немедленно после проникновения микроба в организм и не формирует иммунологическую память. То есть, если такой же микроб проникнет в организм снова, система неспецифического иммунитета его «не узнает» и будет реагировать «как обычно». Неспецифический иммунитет очень важен — он первым сигнализирует об опасности и немедленно начинает давать отпор проникшим микробам.
по теме
Мнение
«Иммунитет пациента с ВИЧ похож на иммунитет пожилого человека»
Однако эти реакции не могут защитить организм от серьезных инфекций, поэтому после неспецифического иммунитета в дело вступает приобретенный иммунитет. Здесь уже реакция организма индивидуальна для каждого «врага», поэтому «арсенал» специфического иммунитета у разных людей различается и зависит от того, с какими инфекциями человек сталкивался в жизни и какие прививки делал.
Специфическому иммунитету нужно время, чтобы изучить проникшую в организм инфекцию, поэтому реакции при первом контакте с инфекцией развиваются медленнее, зато работают гораздо эффективнее. Но самое главное, что, один раз уничтожив микроба, иммунная система «запоминает» его и в следующий раз при столкновении с таким же реагирует гораздо быстрее, часто уничтожая его еще до появления первых симптомов заболевания. Именно так работают прививки: когда в организм вводят ослабленных или убитых микробов, которые уже не могут вызвать заболевание, у иммунной системы есть время изучить их и запомнить, сформировать иммунологическую память. Поэтому, когда человек после вакцинации сталкивается с реальной инфекцией, иммунная система уже полностью готова дать отпор, и заболевание не начинается вообще или протекает гораздо легче.
Кто отвечает за работу различных видов иммунитета?
Таким образом, органы иммунной системы обеспечивают образование, созревание и место для жизни иммунных клеток. В нашем организме есть много их видов, вот основные из них.
Как клетки иммунной системы отличают «своих» от «чужих» и понимают, с кем нужно бороться?
В этом им помогает главный комплекс гистосовместимости первого типа (MHC-I). Это группа белков, которая располагается на поверхности каждой клетки нашего организма и уникальна для каждого человека. Это своего рода «паспорт» клетки, который позволяет иммунной системе понимать, что перед ней «свои». Если с клеткой организма происходит что-то нехорошее, например, она поражается вирусом или перерождается в опухолевую клетку, то конфигурация MHC-I меняется или же он исчезает вовсе. Натуральные киллеры и Т-киллеры умеют распознавать MHC-I рецептор, и как только они находят клетку с измененным или отсутствующим MHC-I, они ее убивают. Так работает клеточный иммунитет.
по теме
Эпидемия
Учёные выяснили, как вирусы обманывают иммунитет
Но у нас есть еще один вид иммунитета — гуморальный. Основными защитниками в этом случае являются антитела — специальные белки, синтезируемые B-лимфоцитами, которые связываются с чужеродными объектами (антигенами), будь то бактерия, вирусная частица или токсин, и нейтрализуют их. Для каждого вида антигена наш организм умеет синтезировать специальные, подходящие именно для этого антигена антитела. Молекулу каждого антитела, также их называют иммуноглобулинами, можно условно разделить на две части: Fc-участок, который одинаков у всех иммуноглобулинов, и Fab-участок, который уникален для каждого вида антител. Именно с помощью Fab-участка антитело «прилипает» к антигену, поэтому строение этого участка молекулы зависит от строения антигена.
Как наша иммунная система понимает устройство антигена и подбирает подходящее для него антитело?
Рассмотрим этот процесс на примере развития бактериальной инфекции. Например, вы поцарапали палец. При повреждении кожи в рану чаще всего попадают бактерии. При повреждении любой ткани организма сразу же запускается воспалительная реакция. Поврежденные клетки выделяют большое количество разных веществ — цитокинов, к которым очень чувствительны нейтрофилы и макрофаги. Реагируя на цитокины, они проникают через стенки капилляров, «приплывают» к месту повреждения и начинают поглощать и переваривать попавших в рану бактерий — так запускается неспецифический иммунитет, но до синтеза антител дело пока еще не дошло.
Расправляясь с бактериями, макрофаги выводят на свою поверхность разные их кусочки, чтобы познакомить Т-хелперов и B-лимфоцитов со строением этих бактерий. Этот процесс называется презентацией антигена. Т-хелпер и B-лимфоцит изучают кусочки переваренной бактерии и подбирают соответствующую структуру антитела так, чтобы потом оно хорошо «прилипало» к таким же бактериям. Так запускается специфический гуморальный иммунитет. Это довольно длительный процесс, поэтому при первом контакте с инфекцией организму может понадобиться до двух недель, чтобы подобрать структуру и начать синтезировать нужные антитела.
После этого успешно справившийся с задачей B-лимфоцит превращается в плазматическую клетку и начинает в большом количестве синтезировать антитела. Они поступают в кровь, разносятся по всему организму и связываются со всеми проникшими бактериями, вызывая их гибель. Кроме того, бактерии с прилипшими антителами гораздо быстрее поглощаются макрофагами, что также способствует уничтожению инфекции.
Есть ли еще какие-то механизмы?
Специфический иммунитет не был бы столь эффективен, если бы каждый раз при встрече с инфекцией организм в течение двух недель синтезировал необходимое антитело. Но здесь нас выручает другой механизм: часть активированных Т-хелпером В-лимфоцитов превращается в так называемые клетки памяти. Эти клетки не синтезируют антитела, но несут в себе информацию о структуре проникшей в организм бактерии. Клетки памяти мигрируют в лимфатические узлы и могут сохраняться там десятилетиями. При повторной встрече с этим же видом бактерий благодаря клеткам памяти организм намного быстрее начинает синтезировать нужные антитела и иммунный ответ запускается раньше.
Таким образом, наша иммунная система имеет целый арсенал различных клеток, органов и механизмов, чтобы отличать клетки собственного организма от генетически чужеродных объектов, уничтожая последние и выполняя свою главную функцию — поддержание генетического гомеостаза.