Базовые виды иммунного ответа
Защита организма от чужеродных агентов строится на слаженной работе двух основных систем. Характер и интенсивность любой иммунной реакции напрямую зависят от того, где локализован патоген и какова его природа.
- Врожденный иммунитет. Это филогенетически более древняя система, которая обеспечивает самые начальные этапы защиты. Она срабатывает мгновенно и представляет собой своеобразную «первую линию» обороны организма от вторжения.
- Адаптивный (приобретенный) иммунитет. Данный вид включается несколько позже, но именно он играет ключевую роль в повышении общей эффективности иммунных процессов. В своей эффекторной фазе адаптивный иммунитет демонстрирует строгую специфичность к конкретному возбудителю. Важнейшим итогом его работы является формирование иммунологической памяти, что позволяет организму быстрее и мощнее реагировать при повторной встрече с тем же патогеном.
Противоопухолевый надзор и феномен толерантности
Иммунная система не только борется с инфекциями, но и осуществляет контроль за собственными клетками. Противоопухолевый иммунитет способен успешно распознавать и удалять многие злокачественные клетки на ранних этапах. Однако он демонстрирует слабость и не может разрушить уже полностью сформировавшуюся опухоль. Главная причина этого кроется в отсутствии на поверхности опухолевых клеток экспрессии PAMP (патоген-ассоциированных молекулярных паттернов). Примечательно, что отсутствие PAMP никак не мешает иммунной системе отторгать генетически чужеродные пересаженные ткани.
Помимо этого, в организме существуют особые механизмы сдерживания иммунных реакций — толерантность:
- Толерантность к плоду. Плод является генетически получужеродным для матери, однако его отторжения не происходит. Это предотвращается благодаря эволюционно сформированным механизмам, которые неразрывно связаны с функционированием плаценты.
- Иммунологически привилегированные участки. Это особые анатомические зоны в организме млекопитающих, которые в той или иной степени надежно изолированы от клеток и факторов иммунной системы, что предотвращает развитие там воспалительных реакций.
Аутотолерантность и патологическая гиперактивность
Аутотолерантность — это важнейший механизм, обеспечивающий защиту собственных тканей организма от повреждающего действия его же иммунных факторов. Формирование этого состояния происходит на нескольких уровнях:
- Удаление потенциально опасных аутоспецифических клонов лимфоцитов в тимусе.
- Индукция состояния анергии (бездействия) у таких клеток на периферии.
- Повторная перестройка аутоспецифических рецепторов, чтобы они перестали распознавать «свое».
- Блокирование оставшихся активных аутоспецифических клонов с помощью специальных регуляторных Т-лимфоцитов.
Если эти тонкие механизмы аутотолерантности повреждаются, развиваются аутоиммунные процессы, которые лежат в основе множества тяжелых заболеваний.
Другим вариантом патологии является аллергия — разновидность гиперчувствительности, представляющая собой проявление повышенной, избыточной активности иммунной системы. Механизм развития аллергии запускается при взаимодействии специфического антигена (аллергена) с антителами класса IgE, которые заранее фиксированы на поверхности тучных клеток. Это приводит к неадекватной реакции: происходит масштабный выброс содержимого гранул тучных клеток и активный синтез веществ, провоцирующих симптомы аллергии.
Иммунодефициты и злокачественные процессы
Снижение функции иммунной системы приводит к развитию иммунодефицитов, которые делятся на две большие группы в зависимости от причины возникновения.
Первичные иммунодефициты всегда обусловлены генетическими дефектами. Различные генные мутации нарушают нормальное развитие и адекватное функционирование клеток иммунной системы с самого рождения.
Приобретенные (вторичные) иммунодефициты развиваются в течение жизни под воздействием разнообразных внешних и внутренних факторов. К основным причинам их формирования относятся:
- Цитотоксические воздействия.
- Длительное голодание.
- Различные нарушения метаболизма и тяжелые эндокринные патологии.
- Инфекционные заболевания, особенно вирусной этиологии.
Наиболее тяжелой и известной формой приобретенного иммунодефицита является ВИЧ-инфекция/СПИД. При этой патологии вирус напрямую инфицирует и поражает сами клетки иммунной системы, лишая организм защиты.
Кроме того, иммунные клетки сами могут стать источником онкологии. Лейкозы и лимфомы — это тяжелые заболевания, которые возникают в результате злокачественного перерождения собственных иммуноцитов.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие клетки-мишени поражает вирус иммунодефицита человека при ВИЧ-инфекции?
Вирус иммунодефицита человека поражает клетки, имеющие на своей поверхности молекулу CD4, а также ряд других клеток. К основным и дополнительным клеткам-мишеням относятся:
- Т-хелперы/амплификаторы (CD4+-Т-клетки) — являются мишенями вируса.
- Моноциты и макрофаги — не погибают при заражении, а становятся средой обитания и репродукции возбудителя.
- Дендритные клетки — относятся к дополнительным мишеням и тканевым резервуарам вируса.
- В-лимфоциты — некоторые из них являются дополнительными мишенями.
- Клетки-предшественники в тимусе и костном мозге — инфицируются ВИЧ, что снижает регенерацию.
- Клетки нейроглии — первично инфицируются в центральной нервной системе; вследствие этого развиваются функциональные нарушения, трофические повреждения нейронов и мозговой ткани.
Какие виды лимфоцитов участвуют в блокировании аутоспецифических клонов?
В блокировании активных аутоспецифических клонов участвуют естественные регуляторные Т-лимфоциты. Они обеспечивают доминантную толерантность, подавляя реактивные клоны на периферии. Основные характеристики этих клеток:
- Регуляторные Т-лимфоциты (Treg) — препятствуют активации аутоспецифических эффекторных Т-лимфоцитов, избежавших элиминации и анергии.
- Мембранные маркеры (CD4+, CD25hi, CTLA-4+) — специфические молекулы на поверхности данных клеток.
- Внутриклеточный фактор (FOXP3) — ключевой дифференцировочный фактор.
Эти лимфоциты избегают отрицательной селекции в тимусе, так как порог сродства к аутоантигену для запуска апоптоза у них выше, чем у остальных Т-клеток. В результате они не погибают, а дифференцируются и эмигрируют в лимфатические узлы.
Уровни формирования аутотолерантности: ТАПР — Тимус (удаление клонов), Анергия (на периферии), Перестройка (рецепторов), Регуляторные Т-лимфоциты (блокировка).
Вопросы с занятий и экзамена
В чем главное отличие врожденного иммунитета от адаптивного?
Врожденный иммунитет работает как первая линия защиты на начальных этапах, а адаптивный отвечает за высокую специфичность реакций в эффекторной фазе и формирует иммунологическую память.
Почему иммунная система не уничтожает сформировавшуюся опухоль?
Главная причина слабости противоопухолевого ответа на поздних этапах — отсутствие экспрессии PAMP (патоген-ассоциированных молекулярных паттернов) на поверхности опухолевых клеток.
Как аллерген вызывает реакцию гиперчувствительности?
Аллерген взаимодействует с антителами IgE, фиксированными на тучных клетках. Это вызывает неадекватную реакцию с выбросом содержимого гранул тучных клеток и синтезом активных веществ.
Какие факторы вызывают вторичные иммунодефициты?
К ним относятся инфекции (особенно вирусные, например, ВИЧ), цитотоксические воздействия, голодание, а также эндокринные патологии и нарушения метаболизма.
Что ещё разобрать по теме
- Природа патоген-ассоциированных молекулярных паттернов (PAMP)
- Механизмы формирования иммунологической памяти
- Функционирование плаценты в обеспечении толерантности к плоду
- Биохимия дегрануляции тучных клеток при аллергии
- Генетические мутации, лежащие в основе первичных иммунодефицитов
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Виды иммунитета» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Иммунитет в защите и повреждении организма. Патология иммунитета»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.