Зырить аржан for Иммунитет - 2


'''Иммунитет - 2'''
{{YouTube|-lqXL9fR6Co|width=300|height=250}}

== Общие механизмы клеточного иммунитета ==

Клеточный иммунитет представляет собой сложную многоуровневую систему защиты организма, в основе которой лежит специфическое распознавание чужеродных антигенов и последующая активация специализированных клеток. Процесс начинается с того момента, когда ограниченное число иммунокомпетентных клеток сталкивается со специфическим антигеном. На поверхности неактивных Т-лимфоцитов располагаются антигенраспознающие рецепторы, способные связываться с чужеродными пептидными фрагментами. Для успешного распознавания эти фрагменты должны быть представлены на мембранах антигенпрезентирующих клеток в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости. В организме циркулируют миллионы тимоцитов, обладающих уникальными рецепторами, однако при проникновении конкретного антигена лишь единичные клетки способны вступить с ним в специфическое взаимодействие. В процессе такого распознавания важнейшую роль играют поверхностные белки Т-клеток, выступающие в роли корецепторов, среди которых наиболее изученными являются CD4 и CD8. Они стабилизируют связь между Т-клеточным рецептором и антигенным комплексом, обеспечивая первый сигнал к активации лимфоцита. После успешного распознавания запускается процесс клональной селекции, в ходе которого активированная клетка начинает интенсивно делиться, формируя обширный клон идентичных клеток, направленных на элиминацию конкретного антигена.

== Активация и дифференцировка Т-лимфоцитов ==

Для полноценного запуска иммунного ответа одного лишь распознавания антигена недостаточно. Требуется второй обязательный сигнал, получивший название костимуляции. Механизм двойного контроля необходим для предотвращения случайной активации иммунной системы, которая сопровождается масштабным расходованием ресурсов организма и риском повреждения собственных тканей. В качестве костимуляторов могут выступать различные молекулы, наиболее распространенными из которых являются специфические цитокины, а также поверхностные молекулы плазматических мембран антигенпрезентирующих клеток. В ситуации, когда Т- или В-лимфоцит распознает антиген, но не получает костимулирующего сигнала, клетка переходит в состояние глубокой функциональной неактивности, называемое анергией. В этом состоянии лимфоцит остается жизнеспособным, но теряет способность реагировать на антиген. 

При наличии обоих сигналов Т-лимфоциты переходят в активную фазу и начинают процесс пролиферации. Клетки, несущие на своей поверхности маркер CD4, дифференцируются в Т-хелперы. Они распознают антигенные фрагменты, представленные в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости второго класса. Взаимодействие Т-хелпера с антигенпрезентирующей клеткой приводит к образованию клона, часть которого становится активными эффекторными клетками, а другая часть превращается в клетки памяти. Активные Т-хелперы секретируют цитокины, важнейшим из которых является интерлейкин-2. Данное вещество выступает в роли универсального фактора, стимулирующего пролиферацию как самих Т-хелперов, так и цитотоксических Т-лимфоцитов, а также В-клеток. Процесс секреции интерлейкина-2 подчиняется принципу положительной обратной связи, что обеспечивает быстрое нарастание интенсивности иммунного ответа.

== Механизмы цитотоксического действия ==

Основную популяцию Т-лимфоцитов, экспрессирующих белок CD8, составляют цитотоксические Т-клетки, функции которых заключаются в непосредственном уничтожении инфицированных, мутировавших или чужеродных клеток. Они способны распознавать антигены, представленные молекулами главного комплекса гистосовместимости первого класса. Максимальная активация цитотоксических лимфоцитов достигается в условиях одновременной презентации антигена по молекулам первого и второго классов, что привлекает к процессу Т-хелперы, обеспечивающие дополнительную цитокиновую поддержку. Активированные клетки мигрируют из вторичных лимфоидных органов к очагу локализации антигена, в роли которого могут выступать инфицированные вирусом клетки, раковые новообразования или ткани трансплантата. 

Специфическое взаимодействие рецепторов цитотоксической клетки с клеткой-мишенью запускает механизмы деструкции, которые осуществляются несколькими путями. Первый путь связан с выделением гранзимов — ферментов, расщепляющих внутриклеточные белки мишени и индуцирующих процесс апоптоза. Второй механизм опосредован выделением перфорина, образующего поры в плазматической мембране атакуемой клетки, через которые внутрь проникает гранулизин, вызывающий цитолиз. Кроме того, цитотоксические Т-клетки могут выделять лимфотоксин, активирующий внутриклеточные ферменты мишени, что приводит к деградации ее собственной ДНК. Дополнительно они секретируют гамма-интерферон и фактор ингибирования миграции макрофагов, что позволяет удерживать фагоцитирующие клетки в очаге воспаления для усиления элиминации патогенов. Важной функцией цитотоксических Т-лимфоцитов является противоопухолевый иммунитет: они способны распознавать специфические раковые антигены, появляющиеся на поверхности злокачественно перерожденных клеток, и уничтожать их на ранних этапах развития новообразования.

== Гуморальный иммунитет и функция В-лимфоцитов ==

В отличие от Т-клеток, В-лимфоциты не вступают в непосредственный контакт с патогенами, обеспечивая дистанционное гуморальное воздействие. Они локализуются преимущественно в селезенке и лимфатических узлах. Процесс активации В-клетки начинается с прикрепления антигена к ее специфическим интегральным трансмембранным рецепторам. Вслед за этим происходит внутриклеточный процессинг антигена, его расщепление на пептиды и презентация на поверхности клетки в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости второго класса. Распознавание этого комплекса Т-хелперами и последующее выделение ими костимулирующих факторов приводит к полноценной активации В-лимфоцита. 

Активированная В-клетка подвергается клональной экспансии, формируя популяцию плазматических клеток и клеток памяти. Плазматические клетки представляют собой высокоспециализированные фабрики по производству антител. В течение своего короткого жизненного цикла они работают на пределе энергетических и пластических возможностей, секретируя сотни миллионов специфических иммуноглобулинов в кровь и лимфу, после чего погибают от истощения ресурсов. Клетки памяти не участвуют в немедленной секреции антител, но сохраняются в организме в неактивном состоянии, обеспечивая готовность к молниеносному ответу при повторном проникновении идентичного антигена.

== Строение и функции антител ==

Антитела, или иммуноглобулины, представляют собой сложные гликопротеины, синтезируемые плазматическими клетками. Их базовая молекулярная структура состоит из четырех полипептидных цепей: двух идентичных тяжелых цепей, содержащих около четырехсот пятидесяти аминокислотных остатков каждая, и двух идентичных легких цепей, состоящих примерно из двухсот двадцати аминокислот. Цепи соединены между собой дисульфидными мостиками. Молекула антитела имеет характерную Y-образную или Т-образную форму, включающую шарнирную область, которая придает структуре пространственную гибкость. Каждая цепь подразделяется на константную и вариабельную области. Вариабельная область строго индивидуальна и пространственно комплементарна специфическому антигенному детерминанту (эпитопу), работая по принципу ключа и замка. Константная область определяет принадлежность иммуноглобулина к одному из пяти основных классов (например, иммуноглобулины G, A, M, E), которые различаются по структуре и функциональной активности. 

Функции антител многообразны и направлены на нейтрализацию и уничтожение патогенов. Они способны напрямую блокировать бактериальные токсины и предотвращать прикрепление вирусных частиц к клеткам макроорганизма. Связываясь со жгутиками или ресничками бактерий, антитела лишают их подвижности. Важным механизмом является реакция агглютинации, при которой антитела, имея несколько центров связывания, склеивают микроорганизмы в крупные конгломераты, делая их легкой мишенью для фагоцитов. Кроме того, иммуноглобулины выступают в качестве мощных активаторов системы комплемента и многократно усиливают процессы фагоцитоза.

== Система комплемента ==

Система комплемента представляет собой каскадный комплекс защитных реакций, в котором участвует около тридцати белков, синтезируемых преимущественно гепатоцитами. Белки системы комплемента обозначаются латинской буквой С и порядковыми номерами от одного до девяти, а также специфическими факторами. В нормальном состоянии эти белки циркулируют в крови в неактивной форме. Активация системы происходит посредством последовательного протеолитического расщепления молекул на активные фрагменты, где продукт одной реакции служит катализатором для последующей. Ключевым звеном каскада является расщепление белка С3 на фрагменты С3а и С3b, что в конечном итоге инициирует процессы фагоцитоза, цитолиза микроорганизмов и развития воспалительной реакции. 

Существует три основных пути активации белка С3. Классический путь запускается при образовании комплекса антиген-антитело, который активирует белок С1, а тот, в свою очередь, стимулирует расщепление С3. Альтернативный путь не требует участия антител и инициируется при прямом контакте структур микробной стенки с белковыми факторами В, D и P (пропердином). Лектиновый путь начинается с активации макрофагов, фагоцитирующих микробов, которые индуцируют выработку печенью лектинов. Эти белки связываются с углеводными компонентами на поверхности патогена и активируют систему комплемента. Механизмы системы комплемента функционируют на основе положительной обратной связи, многократно усиливая первоначальный иммунный стимул для максимально эффективного уничтожения возбудителя инфекции.

== Иммунологическая память и вакцинация ==

Формирование иммунологической памяти является фундаментальным свойством адаптивной иммунной системы. Объективным критерием оценки напряженности иммунитета служит титр антител в сыворотке крови. При первичном контакте с антигеном наблюдается латентный период, в течение которого антитела в крови не обнаруживаются. Впоследствии происходит постепенное нарастание концентрации антител: первыми синтезируются иммуноглобулины класса М, свидетельствующие о недавнем инфицировании, затем их сменяют иммуноглобулины класса G. Процесс выздоровления при инфекционных заболеваниях обеспечивается именно этим первичным иммунным ответом. 

Вторичный иммунный ответ развивается при повторном попадании знакомого антигена в организм. Благодаря наличию циркулирующих клеток памяти происходит стремительное и масштабное нарастание титра обоих классов иммуноглобулинов. Высокая скорость и интенсивность вторичного ответа приводят к элиминации возбудителя еще до появления клинических симптомов заболевания. Данный биологический феномен лежит в основе метода вакцинации. Введение ослабленных или инактивированных антигенов стимулирует развитие первичного иммунного ответа и формирование пула клеток памяти без развития полноценного инфекционного процесса, тем самым обеспечивая искусственный адаптивный иммунитет к конкретному заболеванию.

== Иммунологическая толерантность и селекция лимфоцитов ==

Критически важной задачей иммунной системы является дифференциация собственных и чужеродных структур для предотвращения аутоиммунной агрессии. Механизм, обеспечивающий отсутствие реакции на ткани собственного организма, называется самотолерантностью. В процессе созревания в вилочковой железе (тимусе) Т-лимфоциты проходят строгий многоэтапный отбор. На стадии положительной селекции выживают те тимоциты, рецепторы которых способны взаимодействовать с молекулами главного комплекса гистосовместимости собственного организма, представленными на эпителиальных клетках тимуса. На стадии отрицательной селекции клетки, проявляющие высокую аффинность к собственным антигенам, подвергаются физическому уничтожению (делеции) или переводятся в состояние анергии. Этот фильтр является крайне жестким: сито тимусной селекции успешно проходит лишь от одного до пяти процентов исходной популяции тимоцитов. 

В-лимфоциты также проходят аналогичные, хотя и несколько менее строгие процедуры селекции в красном костном мозге. В-клетки, распознающие аутоантигены на этапе созревания, уничтожаются. Для тех клеток, которые уже покинули костный мозг, основным защитным механизмом от развития аутоиммунных реакций становится необходимость костимуляции: отсутствие подтверждающего сигнала со стороны других компонентов иммунной системы удерживает аутореактивную В-клетку в состоянии анергии. Нарушение механизмов селекции и толерантности приводит к развитию тяжелых аутоиммунных патологий, при которых иммунная система систематически разрушает здоровые органы и ткани.

== Факторы, влияющие на иммунный статус ==

Эффективность функционирования иммунной системы зависит от комплекса внешних и внутренних факторов. Достоверно установлено угнетающее воздействие стрессовых состояний на иммунологическую реактивность. Психоэмоциональное напряжение блокирует полноценный иммунный ответ, в связи с чем поддержание психологического комфорта, философское отношение к жизненным трудностям и минимизация тревожности рассматриваются как важные элементы сохранения защитных сил организма. Не менее значимым физиологическим фактором является качество и продолжительность сна, недостаток которого также ведет к иммуносупрессии. Рациональное питание с достаточным поступлением микроэлементов обеспечивает пластическую и энергетическую базу для процессов клональной пролиферации лимфоцитов и синтеза антител. 

Существенные изменения в работе иммунной системы происходят в процессе онтогенетического старения. Возрастная инволюция тимуса приводит к снижению пула наивных Т-лимфоцитов и ухудшению распознавания новых антигенов. Снижение эффективности клеточного иммунитета в пожилом возрасте обуславливает падение результативности вакцинации и резкое возрастание восприимчивости к инфекционным агентам. Кроме того, возрастная деградация функций цитотоксических Т-лимфоцитов коррелирует со значительным повышением риска развития онкологических заболеваний, поскольку ослабленная иммунная система теряет способность эффективно элиминировать злокачественно перерожденные клетки на ранних стадиях онкогенеза.

== См. также ==

[[Интегративные функции большого мозга]]

[[Category:Анатомия человека]]
[[Category:Физиология человека]]
[[Category:Сердечно-сосудистая система]]
[[Category:Гематология]]

[https://www.youtube.com/watch?v=-lqXL9fR6Co Смотреть видео]