3.4. Иммунная система в пубертатный период

Анатомо-физиологические особенности, резервные возможности

Пубертатный период : у девочек с 12 - 13 лет, у мальчиков с 14 - 15 лет соответствует пятому критическому периоду формирования и становления иммунной системы организма. Пубертатный скачок роста ( скорость роста в этот период достигает 10 см в год) сочетается с относительным уменьшением массы лимфоидной ткани, т.к. пубертатный период совпадает с началом наиболее интенсивной возрастной инволюции тимуса. Пубертатный период - период полового созревания, в этот период устанавливается гормональный фон, от которого зависит дальнейшая нейроэндокринная регуляция иммунитета. Повышение секреции половых гормонов (прежде всего - андрогенов) ведет к подавлению клеточных механизмов иммунитета при некоторой стимуляции гуморального иммунного ответа. С этим связывают повышение чувствительности подростков к туберкулезной инфекции.

В крови подростков различаются соотношения популяций и субпопуляций лимфоцитов: у девушек преобладают CD4⁺ лимфоциты, у мальчиков - подростков возрастает количество циркулирующих В-лимфоцитов, а также количество клеток, имеющих на мембране антигены гистосовместимости II класса, снижается содержание в сыворотке крови иммуноглобулина E. В пубертатный период созревание яичек и придатков у мальчиков ассоциировано с местным повышением проницаемости сосудов для иммуноглобулинов G.

У девушек в пубертатный период, параллельно с началом менструаций появляются циркулирующие антинуклеарные антитела, количество которых повышается в случае приобщения девушек к половой жизни. В этот период проявляется взаимосвязь между иммунной и женской репродуктивной системами. Иммунокомпетентные клетки присутствуют в яичниках и их количество возрастает в течение цикла. Во время развития фолликула цитокины способствуют росту гранулозных клеток, препятствуя их дифференцировке. На пике продукции лютеинизирующего гормона наблюдается приток иммунокомпетентных клеток в яичник и секреция цитокинов. Разрыв фолликула протекает как воспалительная реакция, в которую вовлечены интерлейкин-1, туморнекротизирующий фактор- и другие цитокины, способствующие неоваскуляризации, необходимой для формирования желтого тела. Цитокины также способствуют клеточной дифференцировке желтого тела, которая заканчивается продукцией стероидного гормона. При отсутствии наступления беременности Т-лимфоциты и эозинофилы принимают активное участие в регрессии желтого тела: их продукты оказывают цитотоксическое действие на клетки желтого тела и привлекают сюда макрофаги для окончательного разрушения и фагоцитоза обломков клеток. Гибель клеток желтого тела и прилежащих эндотелиальных клеток происходит также путем индуцированного апоптоза. Клетки иммунной системы и цитокин активно участвуют во всех фазах менструального цикла, который устанавливается у девочек в пубертатный период. Характерный для девочек низкий уровень андрогенов при повышенном уровне эстрогенов является причиной более высокой частоты аутоиммунных заболеваний у женщин по сравнению с мужчинами. Метаболиты эстрогенов постоянно усиливают дифференцировку В- лимфоцитов и активируют Т- лимфоциты.

Общей особенностью мононуклеаров крови подростков по сравнению со взрослыми является пониженная способность к продукции цитокинов( интерлейкинов-2, -4, -6, гамма-интерферона), которая служит причиной повышенной чувствительности подростков к бактериальным и вирусным инфекциям.

Факторы риска.

В подростковом возрасте резко возрастает воздействие на иммунную систему экзогенных факторов риска: нарушений питания, гипоксии, психо-эмоциональных стрессов и других факторов, связанных с недостатками организации школьного обучения и воспитания. Подростки, как правило, ведут активный образ жизни, получение образования требует от них интеллектуальных усилий и сопряжено с гиподинамией, они приобщаются к занятиям спортом, к половой жизни, сталкиваясь все с новыми факторами риска: курением, алкоголем, наркотиками.

Иммунологические нарушения возникаюткак при общей недостаточности питания, так и при дефиците отдельных компонентов питания. Сопряженность иммунологических нарушений с недостаточностью питания зависит от возраста, длительности периода нерационального питания, состояния желудочно-кишечного тракта, сопутствующих инфекций и других причин.

Общая белково-энергетическая недостаточность питания вызывает снижение уровня синтеза ДНК и белков, что, в первую очередь, сказывается на быстро обновляющихся популяциях иммунокомпетентных клетках, пролиферация и дифференцировка которых связана с высокими энергетическими затратами. Функции тимуса и, особенно, продукция и секреция тимических гормонов, необходимых для созревания и поддержания функциональной активности Т-лимфоцитов, нарушаются при белковом голодании, при недостаточности цинка, селена, витамина В₆. Недостаточность микроэлементов (цинка, железа, меди, селена), которые необходимы для поддержания активности ряда ферментных систем, в том числе пероксидазы, супероксиддисмутазы и др., снижает фагоцитарную защиту организма. Недостаточность витаминов А, Е, С ( антиоксидантов) ведет к снижению антиоксидантного резерва организма, необходимого для обезвреживания избытка активных кислородных радикалов, продуцируемых фагоцитирующими клетками в качестве факторов бактерицидности. Снижение местной защиты слизистых характерно для витаминной недостаточности. При недостаточности белков, витаминов, или микроэлементов резко снижен уровень секреторного иммуноглобулина А, защищающего слизистые.Особенно опасен для иммунной системы в целом недостаток витаминов, участвующих в процессах синтеза ДНК и белков ( А, В₆, В₁₂, фолиевой кислоты). При низком уровне витамина А иммунный ответ характеризуется преимущественной дифференцировкой Th1 и избыточной продукцией гамма-интерферона, что сочетается с недостаточной дифференцировкой Th2 при отсутствии синтеза интерлейкинов-4 и -10. В этом случае баланс нарушен в пользу усиления механизмов клеточного иммунитета и ослабления гуморального иммунного ответа ( Рис.3-10).

Т-лимфоциты и клеточно-опосредованный иммунитет наиболее чувствительны к белково-энергетическому и минерально-витаминному голоданию. При белково-энергетической недостаточности атрофия лимфоидных тканей сопровождается снижением общего количества лимфоцитов и количества Т-лимфоцитов в крови при сохранении количества В-лимфоцитов. Белковому голоданию сопутствует наиболее глубокое снижение количества CD4⁺ клеток по сравнению с CD8⁺. При этом снижается не только количество Т-хелперов, но и их функциональная активность, в частности снижается продукция мононуклеарами крови ряда цитокинов: интерлейкинов-1, -2, миграцию ингибирующего фактора, гамма-интерферона. При белковом голодании ослаблены проявления клеточно-опосредованных реакций иммунитета. Существует прямая корреляция выраженности кожно-аллергических проб на общепринятые инфекционные аллергены с уровнем белкового синтеза в организме, оцененным по содержанию альбумина в сыворотке крови . При недостатке пиридоксина (витамина В₆) атрофия лимфоидных органов сочетается с резким уменьшением количества циркулирующих лимфоцитов и со снижением продукции интерлейкина-2 (Табл.3-4).

При белковой недостаточности, как правило, снижено содержание в сыворотке крови всех компонентов системы комплемента, участвующих в классическом и альтернативном путях активации. В наибольшей степени снижается уровень С3 - узлового компонента, необходимого как для классического, так и для альтернативного пути активации комплемента. Снижение концентрации С3 может быть следствием нарушения продукции этого белка, а может быть результатом усиления его катаболизма, о чем свидетельствует повышение в сыворотке крови количества продуктов его распада.

При недостаточности питания одними из первых страдают фагоцитирующие клетки: снижается их хемотаксис, ослаблен фагоцитоз, резко снижена способность отвечать окислительным взрывом на фагоцитоз, соответственно снижена бактерицидность фагоцитов. О нарушениях секреторной функции моноцитов свидетельствует сниженная продукция провоспалительных цитокинов мононуклеарами крови. У альвеолярных макрофагов в условиях белково-калорийной недостаточности существенно нарушен метаболизм арахидоновой кислоты.

Таблица 3-4.

Иммунологические сдвиги, вызванные дефицитом витаминов и микроэлементов

Иммунологические сдвиги

П р и д е ф и ц и т е :

в и т а м и н о в

микро-элементов

A

E

C

D

Груп пы B

Пантотенат

-каротин

Fe

Zn

Se

Атрофия лимфоидных тканей

++

+

+

+++

+

+

Уменьшение количества Т-лимфоцитов

+

+

+

++

++

+

++

+

Уменьшение количества В-лимфоцитов

+

+

+

+

Снижение пролиферативного ответа лимфоцитов на антигены

++

+++

+++

+++

Снижение активности клеточно-опосредованного иммунитета

+

++

+++

Ослабление фагоцитарной функции

++

++

+++

+

+

+

+

Снижение антиоксидантного контроля

+

+++

++

+++

Снижение активности системы комплемента

+

+++

+++

+++

++

+

Уменьшение синтеза иммуноглобулинов

++

++

+

+++

+

+

+

Уменьшение продукции цитокинов

++

+

++

+

+

Снижение активности естественных киллеров

+

Примечание: + слабо выраженный сдвиг, ++ выраженный сдвиг, +++ сильно выраженный сдвиг, ( ) отсутствие данных.

Курение. Чем раньше подросток приобщается к курению, тем выше риск развития серьезных нарушений со стороны иммунной системы. Прежде всего от курения страдает местный иммунитет слизистых верхних дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта. У курильщиков по сравнению с некурящими значительно снижен уровень секреторного иммуноглобулина A, а уровень иммуноглобулина M несколько повышен. Степень снижения уровня секреторного иммуноглобулина A зависит от количества выкуренных в день сигарет. Уровень секреторного иммуноглобулина А постепенно восстанавливается при отказе от курения.

В юношеском возрасте большое значение приобретает влияние на иммунную систему физических упражнений и спорта. Интенсивные физические нагрузки спортсменов приводят к острому и хроническому утомлению, отрицательно влияющему на иммунную систему организма. Ослабление иммунной системы служит одной из причин повышения чувствительности спортсменов к бактериальным и вирусным инфекциям. Характерной особенностью спортсменов высокого класса является относительный и абсолютный лимфоцитоз в периферической крови на фоне снижения доли нейтрофильных гранулоцитов. Непосредственно после специфической для каждого спортсмена максимальной физической нагрузки содержание Т-лимфоцитов в крови повышается, одновременно повышается и количество нейтрофильных гранулоцитов, а количество В лимфоцитов снижается. Ответом на острую физическую нагрузку становится быстрое перераспределение иммунокомпетентных клеток между кровью и периферическими лимфоидными органами и тканями. Из всех иммунокомпетентных клеток на острые физические нагрузки в наибольшей степени реагируют естественные киллеры, нейтрофилы и макрофаги. В ответ на длительный период интенсивных тренировок происходит повышение активности естественных киллеров и снижение функций нейтрофилов. Атлеты, проходящие длительные тяжелые тренировки в напряженном режиме, подвергаются риску перегрузочного стресса, отрицательно влияющего на иммунную систему, особенно в сочетании с психическим стрессом, или с недостаточным питанием, с быстрой потерей массы тела, или с нарушениями личной гигиены.

Наиболее характерным иммунологическим сдвигом, сопутствующим высоким физическим нагрузкам, является резкое снижение концентрации всех циркулирующих в крови иммуноглобулинов вплоть до “исчезновения” иммуноглобулинов отдельных классов. Это явление объясняется переходом молекул иммуноглобулинов из коллоидного раствора в плазме крови в преимущественное состояние молекул, сорбированных на клеточных мембранах (например, на мембранах эритроцитов). Снижение уровней всех иммуноглобулинов происходит у спортсменов в процессе тренировок и, особенно, в периоды ответственных соревнований, когда к предельным физическим нагрузкам присоединяется эмоциональный стресс. В периоды подготовки к ответственным соревнованиям у спортсменов повышается уровень кортикостероидов в крови, что что приводит к снижению активности Th1 и клеточно-опосредованных механизмов защиты. При значительных физических нагрузках у спортсменов снижаются уровни комплемента, особенно, узлового компонента системы комплемента - С3. Физические нагрузки сопряжены с усилением катаболизма собственных белков организма, которое коррелирует с повышением продукции гормона роста и туморнекротизирующего фактора-альфа. Это свидетельствует о тесной взаимосвязи гормональных и иммунологических сдвигов, вызванных физическими перегрузками.

Во время тренировок юношей 15 - 16 лет в группе мастеров спорта, у которых нагрузка была максимальной, происходило наиболее выраженное снижение количества и фагоцитарной активности нейтрофилов крови. Уменьшение тренировочной нагрузки приводило к восстановлению функциональной активности нейтрофилов.

Стрессогенным для организма подростка являются как вынужденная гиподинамия ( длительное сидение на уроках), так и физические перегрузки при занятиях спортом. В любом случае острый и короткий по времени стресс вызывает кратковременное повышение иммунологических функций, а длительный, хронический стресс всегда оказывает угнетающее действие, более выраженное в отношении клеточных механизмов иммунитета. Иммунологические сдвиги при стрессе в большей степени выражены у девушек.

Юноши и девушки пубертатного периода и старше представляют собой группу риска заражения инфекциями, передающимися половым путем: СПИДом, гепатитом В и др. Это связано как с гетеросексуальной, так и с гомосексуальной активностью в этом возрасте, или с использованием внутривенного введения наркотиков.

Наркомания, как и курение и алкоголизм являются факторами риска, высоко актуальными для лиц данной возрастной группы (Табл.3-5).

Рекомендации для предупреждения нарушений.

Профилактическая разъяснительная работа среди подростков о вреде курения, алкоголя, наркотиков, об опасности заражения венерическими заболеваниями должна быть максимально конкретной, должна опираться на конкретные примеры губительных последствий вредных привычек для иммунной системы.

Сбаллансированное питание решает многие иммунологические проблемы пубертатного периода. Коррекцией школьного рациона, насыщением его витаминами, растительными маслами, молочным белком удается добиться значительного улучшения показателей неспецифической защиты, клеточного и гуморального иммунитета.

Таблица 3-5.

Факторы риска, влияющие на иммунную систему в пубертатный период, и рекомендации для предупреждения нарушений иммунной системы

ФАКТОРЫ РИСКА	МЕРЫ ПРОФИЛАКТИКИ
Недостаточность питания	Организация рационального школьного питания и питания в семье. Использование пищевых добавок богатых витаминами и микроэлементами.
Приобретение повышенной чувствительности к аллергенам внешней среды ( аллергизация)	Организация рационального школьного питания и питания в семье. Борьба с запыленностью школьных помещений.
Экологическое неблагополучие	Рациональное школьное питание. Комплексы витаминов и микроэлементов.
Школьные перегрузки, гиподинамия, гипоксия, психоэмоциональные стрессы	Рациональное чередование учебных занятий в школе, создание оптимальных гигиенических условий в школе. Психологическая подготовка воспитателей и учителей.
Чрезмерные физические (спортивные) нагрузки	Нормализация тренировочных нагрузок. Предпочтительность регулярных физических упражнений средней интенсивности.
Курение, алкоголизм, наркомания	Проведение разъяснительной работы со школьниками о вреде курения, алкоголя и наркотиков с использованием примеров угнетения иммунной системы.
Инфекции, передающиеся половым путем	Профилактическая разъяснительная работа, пропаганда использования презервативов.

Не меньшее значение имеет правильная организация двигательной активности подростков пубертатного возраста. Регулярные занятия физической культурой с умеренными физическими нагрузками положительно влияют на неспецифическую защиту организма и иммунологическую реактивность у детей и юношей. Регулярные средней интенсивности физические упражнения способствуют повышению уровней комплемента и иммуноглобулинов в сыворотке крови и других иммунологических показателей.