- •По вопросам приобретения книги
- •Глава 1
- •Глава 2 физиология мышц
- •Глава 3 физиология синаптической передачи
- •Глава 4 процессы управления в живых системах
- •Глава 5
- •Глава 6
- •Глава 7 физиология вегетативной нервной системы
- •Глава 8 сенсорные системы мозга
- •Глава 9 учение о высшей нервной деятельности
- •Глава 10
- •1. Механизм действия стероидных гормонов.
- •2. Механизм действия тнреондных гормонов.
- •3. Механизм действия белковых гормонов, катехоламинов, серотоннна, гистамвна.
- •Глава 11
- •Глава 12
- •11 .Физиология человека
- •Глава 13 физиология крови
- •1) Фагоцитоз; 2) внутриклеточное переваривание; 3) цитотоксическое действие; 4) дег-рануляция с выделением лизосомальных ферментов.
- •Азкц — антителозависимая клеточная цитотоксичность — реализуется с участием к-клеток, т-лимфоцитов, макрофагов, нейтрофилов и при наличии антител к данной чуже родной клетке.
- •Глава 14 группы крови. Свертывание крови
- •А нтигены
- •Кровезаменители дезинтоксикационного действия: гемодез, полидез или неогемодез,
- •Препараты для белкового парентерального питания: гидролиэат казеина, гидроли- эин, аминопептид, аминокровин, аминокислоты в смеси (полиамин, левамин, амнион).
- •Глава 15 физиология сердца. Гемодинамика
- •Глава 16
- •15. Физиология человека
- •16. Физиология человека
- •Глава 17 регуляция кровообращения
- •2. Гетерометрический и гомеометрические механизмы саморегуляция: деятельности сердца. А. Закон сердца, или закон Франка-Старлинга: чем больше растянута мышца сердца,
- •2. Пример, поясняющий роль вазокардиальных рефлексов: при повышении кровяного давления в области дуги аорты или в области каротидного синуса, где имеется большое
- •17. Физиология чедежка
- •Глава 18 органное кровообращение
- •Глава 19
- •2) При форсированном (глубо ком) вдохе человек может допол нительно вдохнуть определенный
- •После максимального выдоха в легких остается определенный объем, который ни при каких условиях не покидает легкие, — остаточный объем легких (оол), в среднем он. Ра вен 1200 мл.
- •18. Физиология человека
- •Дыхательная апраксия. Наблюдается при поражении нейронов лобных долей. Боль* ной не способен произвольно менять ритм и глубину дыхания, но обычный паттерн дыха ния у него не нарушен.
- •Нейрогенная гипервентиляция. Дыхание частое и глубокое. Возникает при стрессе, при физической работе, а также при нарушениях структур среднего мозга.
- •Глава 20
- •19. Физиология человека
- •Глава 21
- •Глава 22
- •20. Физиология человека
- •1. Сократительный термогенез — продукция тепла в результате сокращения скелетных мышц:
- •2. Несократительный термогенез, или недрожательный термогенез (продукция тепла в результате активации гликолиза, Лшкогенолиза и липолиза):
- •Паровые бани, например, русская баня. Иногда их называют «парильнями» (темпера тура 45—60°с, влажность — 90—100%);
- •Суховоздушные бани, например, финская баня или сауна (температура среды 90— 120°с, влажность —10—15%).
- •Глава 23
- •21. Физиология человека
- •Глава 24
- •22. Физиология человека
- •Глава 25
- •Желчные кислоты,
- •Желчные пигменты,
- •Холестерин.
- •Смешанные мицеллы. Такие мицеллы содержат холестерин, желчные кислоты и фос- фатидилхолин (мицеллярная фракция).
- •Внемицеллярный жидкостно-кристаллический холестерин в водном окружении желчи.
- •3) Твердокристаллический холестерин (осадок). Жидкостно-кристаллический холестерин нестабилен, он стремится перейти в одну из
- •Оценка гидролиза и всасывания
- •Глава 26 физиология питания
- •3) Физиологическое распределение количества пищи по ее приемам в течение дня (см. Выше).
- •2) Особенности пищевых рационов для работников умственного труда.
- •Глава 27 выделение. Физиология почки
- •25. Физиология человека
- •Глава 28
- •Глава 29
- •26. Физиология человека
- •Глава 30 время и функции организма
- •Ритмы высокой часто ты. К ним относятся все ко лебания с длительностью цик ла не более 0,5 часа.
- •Ритмы средней частоты: ультрадвый (ультрадианный)
- •3. Ритмы низкой частоты: циркавижинтанный (с 20- дневной длительностью), циркатригинтанный (соответ ствует лунному месяцу — около 30 дней), цирканнуаль- ный (годичный).
- •Глава 31 физиология трудовых процессов
- •28. Физиология человека
- •Глава 32 экология человека
- •Демографической структуры национальной и этнической структуры состояния здоровья населения
- •Глава 33 экология и продолжительность жизни
- •250 Тыс._ младенцев рождаются ежедневно. 1040 — в час, 3 — в секунду. За 21 день рождается столько, сколько составляет население большого города, за 8 месяцев — фрг, за 7 лет — Африки.
- •Глава 34 возрастная физиология*
- •31. Физиология человека
- •32. Физиология человека
- •Глава 35 физиология старения*
- •Оглавление
- •Глава 1 V 5
- •Глава 2 и
- •Глава 4 34
- •Глава 6 so
- •Глава 8 76
- •Глава 9 „ юз
- •Глава 11 131
- •Глава 12 ш
- •Глава 13 — из
- •Глава 14 ; 194
- •Глава 15 204
- •Глава 16 224
- •Глава 17 244
- •Глава 18 259
- •Глава 19 271
- •Глава 20 279
- •Глава 21 294
- •Глава 22 зог
- •Глава 24 .; 329
- •Глава 25 340
- •Глава 26 354
- •Глава 27 , 370
- •Глава 28 зев
- •Глава 29 „ - 396
- •Глава 30 407
- •Глава 31 , 418
- •Глава 32 : 4зв
- •Глава 33 4so
- •Глава 34 .... . «. 458
1) Фагоцитоз; 2) внутриклеточное переваривание; 3) цитотоксическое действие; 4) дег-рануляция с выделением лизосомальных ферментов.
В основе этих функций лежат такие свойства нейтрофилов как адгезия, или прилипание, агрегация, или скучивание, хемокинез, или беспорядочное движение, и хемотаксис — направленное движение нейтрофила к объекту фагоцитирования под влиянием хемоаттрак-тантов. Хемоаттрактанты — это вещества различной природы, которые выделяются чужеродными клетками и тем самым привлекают к этим клеткам нейтрофилы или другие фагоциты.
Фагоцитоз и внутриклеточное переваривание чужеродных тел открыты в 1892 г. лауреатом Нобелевской премии ИИ. Мечниковым. Сегодня, более 100 лет спустя, можно только удивляться прозорливости нашего великого соотечественника. Фагоцитоз происходит в 3 этапа — адгезия, поглощение и переваривание с участием лизосомальных ферментов. Существуют факторы, активирующие и облегчающие фагоцитоз, в том числе опсонины (иммуноглобулины G, А, компоненты комплемента) и др. В среднем I нейтрофил способен фагоцитировать до 30 микробов. Энергия для фагоцитоза черпается в результате процесса гликолиза. Важную роль в процессе фагоцитоза играет способность нейтрофилов образовывать активные формы кислорода.(например, супероксидный радикал, перекись водорода — Н2О2). Активные формы кислорода повреждают молекулы бактериальных клеток, что и лежит в основе фагоцитоза. Следует иметь в виду, что это повреждающее действие активных радикалов распространяется и на сами нейтрофилы, поэтому они тоже могут погибать, как и соседние с ними клетки.
Цитотоксический эффект, или киллинг, открыт в 1968 году. Он заключается в том, что нейтрофилы в присутствии иммуноглобулинов IgG и при наличии комплемента подходят к клетке-мишени, но не фагоцитируют ее, а повреждают на расстоянии. Это осуществляется за счет выделения нейтрофилом активных форм кислорода — пероксида водорода, гипо-хлорной кислоты и др. Цитотоксический эффект нейтрофилов активируется под влиянием фактора, продуцируемого Т-лимфоцитами.
В последние годы показано, что нейтрофилы также усиливают продукцию антител В-лимфоцитами, они могут вырабатывать модуляторы активности В- и Т-лимфоцитов, а также способны модулировать функции Т-супрессоров, в частности, в малых концентрациях они оказывают ингибирующее действие, а в больших — стимулирующее действие на Т-супрессоры.
Таким образом, нейтрофилы выполняют не только функцию клеточного неспецифического иммунитета, но и в определенной степени причастны к механизмам специфического иммунитета.
В клинической практике отмечается гипофункция нейтрофилов, т.е. вариант иммунодефицита. Гипофункция бывает врожденной и приобретенной. Она проявляется в снижении миграционной способности и бактерицидной активности нейтрофилов. Гипофункцию вызывают продукты жизнедеятельности микроорганизмов, подвергаемые фагоцитозу, высокая температура среды, различные фармакологические препараты (антибиотики, глюкокортикоиды, анестетики, адренергические средства), избыток антител и иммунных комплексов, ингибиторы, выделяемые растущей опухолью, недостаток белкового питания. Следовательно, в клинической практике необходимо исследовать не только количество нейтрофилов в периферической крови, но и их функциональную активность. Только при комплексном подходе возможно точное заключение о функциях нейтрофильного пула лейкоцитов исследуемого.
185
Базофилы, тучные клетки. Базофилы открыты в 1877 г. П. Эрлихом. Различают два вида базофилов: циркулирующие в периферической крови — гранулоциты-базофилы, и локализованные в тканях — тканевые базофилы, или тучные клетки. В связи с выделением различных форм базофилов и выявлением в них разнообразных биологически активных веществ, существуют различные названия базофилов (синонимы)—лаброцит, гепариноцит, гистаминоцит.
Базофилы выполняют 6 основных функций:
очищение среды от биологически активных веществ путем их поглощения;
синтез и выделение в среду БАВ-регуляторов физиологических процессов, в том чис ле в условиях «покоя» базофилы продуцируют гепарин, гистамин, серотонин, эозинофиль- ный хемотаксический фактор анафилаксии, а при сенсибилизации базофила он продуциру ет дополнительно такие факторы как медленно реагирующая субстанция анафилаксии, про- стагдандины, фактор активации тромбоцитов, нейтрофильный хемотаксический фактор анафилаксии; при локальном выделении этих субстанций возникает аллергическое воспа ление, а при выделении в общий кровоток возникает анафилактический шок, обусловлен ный резким снижением системного артериального давления;
регуляция микроциркуляции (локального кровотока) за счет выделения БАВ;
регуляция проницаемости капилляров за счет ее активации гистамином и серотони- ном и снижения проницаемости при выделении гепарина;
активация процесса пролиферации клеток тканей;
участие в механизмах иммунных реакций, в том числе в реакциях клеточного имму нитета совместно с макрофагами и нейтрофилами-фагоцитами.
Продуцируемые базофилами БАВ обладают высокой физиологической активностью. Так, гепарин — это основной антикоагулянт, т.е. вещество, препятствующее свертыванию крови. Гепарин ингибирует фибринолиз (разрушение фибрина) и многие лизосомальные ферменты, гистаминазу, разрушающую гистамин, тормозит фагоцитоз и пролиферативные процессы. Гистамин является антагонистом гепарина: усиливает тканевую проницаемость, расширяет артериолы, увеличивает количество функционирующих капилляров, повышает проницаемость капилляров, усиливает гемокоагуляцию. В высоких концентрациях гистамин вызывает воспаление. Базофилы продуцируют хемотаксические факторы: эозинофильный, нейтрофильный, которые способствуют привлечению к месту накопления базофилов на «помощь» соответственно эозинофилов и нейтрофилов.
В основе функционирования базофилов лежат следующие механизмы.
1. Синтез и реабсорбция гистамнна, гепарина, серотонина, простагландинов и других факторов. 2. Образование гранул БАВ: базофил в конечном итоге полностью нафаршировывается гранулами. 3. Дегрануляция — основной путь выделения БАВ из базофилов; в его основе — взаимодействие иммуноглобулинов IgE с соответствующими рецепторами, расположенными на поверхности базофила, что приводит к дегрануляции, выходу БАВ из базофилов с развитием в последующем соответствующих реакций: изменение микроциркуляции, проницаемости капилляров, развитие аллергического воспаления, а при высокой концентрации гистамина в системном кровотоке — анафилактический шок. Следует отметить, что иммуноглобулины IgE продуцируются, главным образом, В-лимфоцитами кожи, желудочно-кишечного тракта, дыхания. Когда антигены — аллергены воздействуют на эти структуры, то они выбрасывают большое количество иммуноглобулинов IgE, что приводит к развитию аллергических реакций, в том числе анафилактического шока.
Антагонистами базофилов являются два типа клеток — эозинофилы и макрофаги. Эози-нофилы способны поглощать гранулы базофилов, наполненные гистамином, и за счет гис* таминазы разрушать это вещество. В эозинофилах, кроме того, синтезируется фактор, блокирующий синтез гистамина в базофилах. Аналогичные механизмы имеются и у макрофагов. Таким образом, становится ясно происхождение эозинофилии — повышения процентного содержания эозинофилов при аллергических реакциях.
О продукции базофилов уже отмечалось выше в разделе «Гемопоэз». Нормальное содержание базофилов — 0,1%. Базофилия — это увеличение процентного содержания базо-филов. Она наблюдается при аллергических реакциях.
186
Эозинофилы. В периферической крови на долю эозинофилов приходится 0—5% от всех лейкоцитов. Эозинофилия — повышение содержания этих форм выше 5%, эозинопения — снижение до 0%. Эозинофилы содержат гранулы, которые способны флюоресцировать. В гранулах имеются: пероксидаза, арилсульфатаза В (этот фермент инактивирует субстанцию анафилаксии, участвует в реакции гиперчувствительности немедленного типа — ГНТ)Т фосфолипаза Д, большой основной белок, который нейтрализует гепарин и вызывает повреждение личинок паразита, гистаминаза, инактивирующая гистамин, простагландины типа ПГЕ, и ПГЕ:.
Эозинофилы образуются в красном костном мозге под влиянием эозинофилопоэтинов, роль которых выполняют факторы тимуса и факторы, продуцирующиеся лимфоцитами селезенки. Созревание в костном мозге идет примерно 34 часа, затем эозинофилы попадают на 2 часа в периферическую кровь, откуда мигрируют в покровные ткани — кожу, слизистые, желудочно-кишечный тракт, дыхательные пути, мочеполовые пути, где оказывают свои эффекты — фагоцитоз, дегрануляцию и киллинг (цитотоксический эффект). Процесс миграции активируют многие факторы, в том числе лимфокйны сенсибилизированных Т-лимфоцитов, иммунные комплексы, образованные иммуноглобулинами IgG, компоненты комплемента — факторы анафилаксии тучных клеток, гистамин, гепарин, серотонин, продуцируемые базофилами БАВ. Все эти факторы, или хемоаттрактанты, вызывают миграцию эозинофилов в те места, где требуется их действие.
Эозинофилы выполняют три основных функции:
Противоглистный иммунитет, или цитотоксический эффект.
Предупреждение проникновения антигена в сосудистое русло.
Уменьшение реакций ГНТ (гиперчувствительности немедленного типа). Рассмотрим подробнее эти функции.
Противоглистный иммунитет состоит в следующем: в ответ на инвазию личинки в организм человека продуцируются иммуноглобулины IgE. Эти глобулины взаимодействуют с соответствующими рецепторами на поверхности эозинофилов и тем самым активируют эозинофилы, в результате чего эозинофилы вступают в контакт с личинкой, при этом происходит дегрануляция — выход из эозинофилов и отложение на поверхности личинки пе-роксидазы и большого основного белка, что.вызывает повреждение личинки, ее лизис (цитотоксический эффект).
Защита от проникновения антигенов в сосудистое руслсевязана с тем, что эозинофилы тропны к поверхностным тканям: выйдя из капилляра, эозинофилы встречают на пути антигены и связывают их, тем самым препятствуя попаданию антигенов в сосудистое русло.
Уменьшение реакции гиперчувствительности немедленного типа связано с тем, что эо-зинофил содержит факторы, которые способны инактировать гепарин, гиетамин и субстанцию анафилаксии базофилов. Кроме того, эозинофилы способны фагоцитировать гранулы, выделяемые базофилами.
Моноциты (система мононуклеарных фагоцитов). Система мононуклеарных фагоцитов включает в себя единые по происхождению и функции клетки — моноциты и тканевые макрофаги, в том числе гистиоциты соединительной ткани, звездчатые ретикулоэндотелиаль-ные клетки, или клетки Купфера в печени, альвеолярный макрофаг в легких, свободные и фиксированные макрофаги лимфатических узлов и селезенки, фиксированные макрофаги костного мозга, клетки микроглии в нервной ткани, остеокласты костной ткани, гистиоциты кожи, или белые отростчатые эпидермоциты.
Развитие моноцитов идет из стволовой кроветворной клетки, из которой происходят два ростка — нейтрофильный и макрофагальный. Последний развивается по пути: монобласт -^промоноцит -^моноцит. Затем моноцит мигрирует в органы — в печень идет до 56,4% моноцитов, в легкие — 14,9%, в брюшную полость — 7,6%, в другие ткани — 21,1%.
Для моноцитов и макрофагов характерно, что наружная плазматическая мембрана содержит многочисленные рецепторы, в том числе позволяющие «узнавать» иммуноглобулины, фрагмент комплемента, медиаторы лимфоцитов — лимфокйны, на поверхности мак-
187
рофагов расположены и антигены. Кроме того, у макрофагов и моноцитов хорошо выражен аппарат лизосом. В нем содержатся важные для фагоцитоза ферменты, в том числе участвующие в образовании активных форм кислорода (супероксидного иона), пероксида водорода (оксидазы) и др.
Благодаря накоплению в макрофаге этих свободных радикалов осуществляется цито-токсический эффект и фагоцитоз.
Согласно современным данным макрофаги и моноциты выполняют 8 основных функций.
Секреторная функция: продуцируются лизоцим, активные формы кислорода (су пероксидный анион, пероксид водорода, синглетный кислород, свободный гидроксил), ин- терфероны, компоненты комплемента, пропердин — одно из бактерицидных веществ, ин- терлейкин-I, простагландины и многие белки-регуляторы.
Фагоцитоз. Он осуществляется как и у нейтрофилов за счет ферментов лизосом и активных радикалов кислорода. Различают два вида фагоцитоза моноцитов и макрофагов: а) без участия антител и комплемента, б) с обязательным участием антител и комплемен та — с механизмом облегчения, или опсонизации. Когда в организме возникает очаг воспа ления, то в нем появляются факторы, повышающие моноцитопоэз и миграцию моноцитов в этот очаг воспаления. Здесь в очаге пришедший моноцит дифференцируется в макрофаг, активируется антителами и комплементом и осуществляет фагоцитоз.
Цитотоксическая функция — повреждение клеток-мишеней, в роли которых вы ступают опухолевые клетки, поврежденные и состарившиеся эритроциты. Благодаря этой функции макрофаги осуществляют противоопухолевый, противопаразитарный, противоми- кробный и противовирусный иммунитет. Цитотоксический эффект может осуществляться при непосредственном контакте макрофага с чужеродной клеткой или на расстоянии: в том и другом случае механизм цитолиза состоит в повреждении мембраны чужеродной клет ки продуктами активации кислорода, что вызывает вход в клетку осмотически активных ионов — натрия, калия, осмотический шок и разрыв мембраны клетки.
К сожалению, иногда макрофаги атакуют «невинные» клетки — клетки здорового организма, в результате чего возникает нежелательная реакция гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ).
Участие в процессах резорбции тканей, например, в процессах инволюции желто го тела яичников, послеродовой матки, молочных желез после лактации.
Стимуляция пролиферативных процессов, в частности пролиферации гладкомы- шечных клеток в сосудах.
Продукция факторов, усиливающих гемокоагуляцию — тромбоксанов, тром- бопластинов, продукция факторов, усиливающих фибринолиз — активатора плаз- миногена.
Участие в регуляции углеводного (за счет поглощения инсулина) нлипидного (за хват липопротеинов низкой плотности, несущих холестерин к тканям) обменов.
Участие в механизмах специфического иммунитета — в процессах кооперации Т- и В-лимфоцитов. Эта функция, установленная сравнительно недавно, заключается в сле дующем: макрофаг захватывает, расщепляет и перерабатывает антиген и представляет ан- тигеновую информацию Т- и В-лимфоцитам. Этот процесс носит название презентации ан тигена. Кроме того, макрофаги вырабатывают монокины, которые могут усиливать или, наоборот, тормозить иммунный ответ со стороны Т- и В-лимфоцитов (интерлейкины-1).
Таким образом, макрофаги выполняют не только роль клеточного неспецифического иммунитета, но и участвуют в реализации специфического иммунитета.
СПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИММУНИТЕТ. ЛИМФОЦИТЫ
Органы иммунной системы. Под иммунной системой в узком значении слова обычно -понимаются механизмы защиты от чужеродного в генетическом отношении вещества, которые реализуются с участием лимфоцитов.
188-
Лимфоциты развиваются из стволовой кроветворной клетки, которая под влиянием ин-терлейкина-1 дифференцируется в КОЕВ, из которой развиваются последовательно пролимфобласт В, пролимфоцит В, лимфоцит В, из которого развиваются плазмоциты (через стации плазмобласт -> проплазмоцит -> плазмоцит). Под влиянием интерлейкина-11 СКК дифференцируется в КОЕ,-, из которой последовательно развиваются пролимфобласт Т, пролимфоцит Т и лимфоцит Т (все его популяции — хелперы, супрессоры, киллеры, клетки памяти).
В отличие от других форменных элементов крови, созревание лимфоцитов не ограничивается костным мозгом — здесь лишь возникают родоначальники популяций, а основные этапы развития идут в других областях. В частности, предшественники Т-лимфоцитов вначале попадают в тимус (поэтому и название Т-лимфоциты, или тимусзависимые), а затем они зреют в лимфатических узлах, пейеровых бляшках, селезенке. В-лимфоциты, возможно, прежде чем попасть в селезенку, также проходят стадию созревания вне костного мозга (у птиц это происходит в фабрициевой сумке — бурсе, поэтому и название — бурсазависи-мые лимфоциты, В-лимфоциты). Костный мозг и вилочковую железу принято называть первичными лимфатическими органами, или цетральными органами, а селезенку, лимфатические узлы, пейеровые бляшки, аппендикс, миндалины — вторичными, или периферическими лимфатическими органами. Во вторичных органах происходит пролиферация лимфоцитов в ответ на антигенную стимуляцию (на конкретный антиген).
В итоге, в периферической крови количество лимфоцитов в норме составляет 18—40% от общего числа лейкоцитов, а внутри этой группы доля Т-лимфоцитов составляет 40— 70%, В-лимфоцитов — 20—30%, 0-лимфоцитов — 10—20%.
Принято все виды лимфоцитов разделять в зависимости от выполняемой ими функции:
клетки, узнающие чужеродный антиген и дающие сигнал началу иммунного ответа. Такие клетки получили название антигенреактивные клетки, или клетки иммунологичес кой памяти;
клетки-эффекторы, непосредственно выполняющие процесс элиминации чужеродно го в генетическом отношении материала. Это цитотоксические клетки, или клетки-килле ры (убийцы), или клетки-эффекторы ГЗТ;
клетки, помогающие образованию эффекторов, их называют хелперы (от англ. слова help — помогать);
клетки, тормозящие начало и осуществляющие прерывание, окончание иммунной реакции организма, их называют супрессоры;
В-клетки, вырабатывающие иммуноглобулины.
Всего у человека 1012 лимфоцитов или 106 клонов. Число же возможных антигенов — около 10". Это означает, что часть лимфоцитов «свободна» и готова к встрече с неизвестными ещё антигенами.
Суть теории иммуногенеза, которая на сегодня является наиболее признанной, сводится к следующим положениям: ,
В эмбриональном периоде закладывается столько лимфоцитов (или даже больше), сколько есть в среде антигенов. Каждый лимфоцит содержит антитела против предполагае мого антигена. Эти антитела продуцируются лимфоцитом в небольших количествах, и ло кализуются они на поверхности лимфоцита, выполняя роль рецептора антигена.
Когда в организме появляется антиген, то он взаимодействует только с одним видом лимфоцитов, который соответствует ему по рецепторам-антителам. В результате начина ется пролиферация этого вида лимфоцитов (популяция), клонирование отдельных видов лимфоцитов, наработка ими соответствующих количеств антител (отшнуровка рецепторов) и последующая элиминация антигена либо путем связывания его, либо за счет цйтотоксиче- ского повреждения клетки-антигена.
Лимфоциты, имеющие рецепторы к собственным (нечужеродным) антигенам и быв шие в контакте с этими антигенами в эмбриональном периоде, не способны к пролифера ции, так как это им запрещено соответствующими Т-супрессорами. Не исключено, что этот
189
запрет осуществляется за счет выработки Т-супрессорными клетками антител к собственным антигенам, которые и блокируют рецепторы на обычных лимфоцитах.
Фазы иммунного ответа. Различают три фазы иммунного ответа: 1) афферентная фаза — распознавание антигена и активация иммунокомпетентных клеток;
центральная фаза -— вовлечение в процесс клеток-предшественниц, пролиферация, дифференциация, в том числе в клетки памяти и клетки-эффекторы;
эффекторная фаза — разрушение, элиминация антигена из организма либо гумо ральным путем за счет реакции антитело + антиген, либо клеточным — цитотоксическая реакция.
Антигены. Это одно из основных понятий в иммунологии. К антигенам относятся: белки, полисахариды, липополисахариды, нуклеиновые кислоты как в очищенном виде, так и в виде структурных компонентов различных биологических структур (клеток, тканей, вирусов). Обычно это молекулы с большой массой. На поверхности молекулы сложного антигена имеются функциональные группы, которые определяют особенность и специфичность данного вещества. Они получили название антигенных детерминант. Число детерминант на поверхности молекулы определяет валентность антигена.
Для иммунного ответа обычно нужно несколько молекул антигена, сконцентрированных в виде обоймы. Такую концентрацию антигенов, циркулирующих в крови или находящихся в тканях, осуществляет Т-лимфоциты-хелперы и макрофаг. Макрофаг за счет наличия иммуноглобулиновых рецепторов захватывает антиген, 90% его переваривается, а 10% идет на поверхность макрофага — происходит процессинг, концентрация антигенных детерминант. В результате такой работы слабый антиген повышает свою антигенность в 1000 раз, а сильный — увеличивает ее в 10 раз. Затем эта информация представляется Т-лимфоци-там-хелперам, которые в последующем передают ее на В-лимфоциты или на Т-киллеры.
Для представления антигена В-лимфоциту необходимо двойное распознавание, смысл которого сводится к следующему: В-лимфоцит узнает детерминанту антигена. Одновременно Т-хелпер с помощью своих рецепторов опознает макрофаг, который представляет антиген, и сам антиген, находящийся на макрофаге. Распознав «чужое», Т-хелпер продуцирует интерлейкин-П, который вызывает превращение В-лимфоцита в плазматическую клетку — непосредственный производитель антител против узнанного антигена. Макрофаг в ответ на данное взаимодействие начинает продуцировать интерлейкин-1, который активирует наработку В-лимфоцитов из стволовой кроветворной клетки.
Такое взаимодействие макрофага, Т-хслперов и В-лимфоцитов получило название процесса кооперации. Ему уделяется большое внимание в иммунологии, так как нарушение этого процесса приводит к блокаде выработки антител.
Судьба антигенов. Существуют различные способы «нейтрализации», или элиминации антигена. В процессе эволюции были отобраны наиболее надежные и адекватные для каждого антигена способы. Можно выделить как минимум шесть таких способов.
Нейтрализция, или детоксикация антигена, за счет связывания его антителом.
Опсоиизация — связывание антигена антителом, образование единого комплекса, который захватывается макрофагом и в последующем фагоцитируется им.
Контактный лизис, или цитотоксичность — этот способ ценен в отношении чужерод ных клеток.
Реакция связывания комплемента, или комплемент-зависимый цитолиз, когда клетка- антиген уничтожается путем цитотоксического эффекта, но предварительно на клетку-ан тиген «садится» комплемент, облегчающий киллинг.
Воспалительная реакция: вокруг чужеродного антигена-клетки собираются фагоциты и пожирают его.
Элиминация циркулирующих комплексов «антиген-антитело» через почки, кишеч ник, печень.
Рассмотрим более подробно функцию В-лимфоцитов и плазмоцитов, продуцирующих антитела. Как уже отмечалось выше, популяция В-лимфоцитов неоднородна с точки зрения
190
выполнения ими функций. Различают антител-продуценты, или плазматические клетки, киллеры, или цитотоксические клетки, супрессоры и клетки иммунологической памяти.
Все В-лимфоциты содержат на своей проверхности специфические рецепторы. Это антитела, которые с момента развития В-лимфоцита он продуцирует г- специфические иммуноглобулины, узнающие только один антиген (один рецептор, или один иммуноглобулин — один антиген). В каждом лимфоците на его плазматической мембране таких однородных рецепторов примерно 10*—-105, благодаря чему один В-лимфоцит способен связывать до ISO тыс. молекул антигена. После узнавания начинается процесс пролиферации и диффе-ренцировки В-лимфоцитов и усиление продукции антител — тех же самых иммуноглобулинов, которые выступали в роли рецепторов.
Кроме специфических рецепторов, каждый В-лимфоцит на своей поверхностной мембране имеет и неспецифические рецепторы, в том числе для связывания комплемента, а точнее его С3 -компонента, рецепторы для Фс-фрагментов любых иммуноглобулинов.
Антитела. Они выполняют в организме две основные функции. Первая — распознавание и специфическое связывание соответствующих антигенов, вторая — эффекторная: антитело индуцирует физиологические процессы, направленные на уничтожение антигена, — лизис чужеродных клеток через активацию системы комплемента, стимуляцию специализированных иммунокомпетентных клеток, выделение физиологически активных веществ и т.п. По своей химической природе все антитела относятся к гликопротеидам. Белки, составляющие основу антител, относятся к глобулинам. В составе антитела имеются константные области и вариабельные. Вариабельная область имеет абсолютную специфичность, благодаря которой антитело способно узнать соответствующий антиген.
Все антитела можно разделись на пять больших классов — IgG, IgM, IgA, IgD, IgE.
Иммуноглобулины IgG содержатся в сыворотке, имеют два участка для связывания антигена, преципитируют (осаждают) растворимые в воде антигены, вызывают агглютинацию (склеивание) корпускулярных антигенов, вызывают их лизис, но при условии, что на антигене будет комплемент. В силу особенностей строения IgG способны проходить через плаценту. Благодаря этому плод во время беременности получает от матери антитела против ряда возбудителей инфекционных болезней.
Все остальные виды иммуноглобулинов не способны в норме проходить через плацентарный барьер..
Иммуноглобулины IgM содержатся в сыворотке и лимфе. Они способны преципитиро-вать, агглютинировать и лизировать антигены. Этот класс иммуноглобулинов обладает наибольшей способностью к связыванию комплемента.
Иммуноглобулины IgA обнаружены в сыворотке и слизистых оболочках. Они не могут преципитировать, агглютинировать и лизировать корпускулярные антигены. Под их влиянием активируется комплемент, в результате чего происходит опсонизация бактерий, что облегчает их захват фагоцитами (нейтрофилами и макрофагами).
Иммуноглобулины IgD находятся в сыворотке, они не способны связывать комплемент. ' Роль их до настоящего времени не ясна.
Иммуноглобулины IgE выявляются в сыворотке, не связывают комплемент, очевидно, участвуют в аллергических реакциях, так как при этих состояниях их концентрация в крови существенно возрастает.
Динамика накопления антител. При первичной встрече антигена с В-лимфоцитами спустя несколько дней (около 10) происходит повышение уровня иммуноглобулинов IgM, которые специфически связывают введенный антиген. В последующем синтез этого вида антител снижается и на смену ему приходит синтез специфических антител, принадлежащих к иммуноглобулину IgG. После завершения инвазии данного микроба концентрация антител к нему снижается. При вторичном поступлении, например, через год, возникает, так называемый, вторичный ответ: буквально через сутки начинается быстрый синтез антител к этому антигену, которые принадлежат к классу IgG. Такой быстрый и окончательный ответ обусловлен существованием клеток-памяти, которые сохраняли информацию о данном антигене в течение всего этого года.
191
Механизм действия антител. Антитела распознают антиген и связываются с ним. Если антиген — это корпускулярная частица (клетка), то антитело совместно с комплементом образует отверстие в мембране клетки-мишени, в результате чего открывается доступ внутрь клетки ферментов сыворотки или лизосомальных ферментов, и это в конечном итоге приводит к гибели клетки. Если антиген является растворимым, то под влиянием антитела он осаждается, становится нерастворимым. Для корпускулярных частиц существует еще один способ их элиминации — в результате присоединения антител антигены склеиваются между собой (агглютинируют) и выпадают в осадок.
Клеточный иммунитет. Физиология Т-лимфоцитов. Выше уже отмечалось, что популяция Т-лимфоцитов неоднородна; имеются клетки-киллеры, или убийцы; Т-хелперы, или помощники; Т-супрессоры, или ингибиторы иммунных реакций; Т-памяти.
Кроме такого деления выделяют антигенреактивные Т-лимфоциты. Они имеют рецепторы к антигену для его распознавания. При распознавании «своего» антигена Т-лимфоцит превращается в иммунобласт и начинает продуцировать медиатор, благодаря которому активируется ход последующих иммунных реакций, в том числе активация и размножение Т-хелперов. После окончания реакции бласт вновь превращается в малый лимфоцит-Механизмы Т-клеточного иммунитета разнообразны: отторжение трасплантата, реакция трансплантата против хозяина, реакция против некоторых бактерий, вирусов, грибов, реакция противоопухолевого иммунитета. В основе всех этих реакций лежит цитотоксиче-ский эффект Т-лимфоцитов, а точнее — Т-киллеров. После того, как Т-киллер получает информацию о наличии чужеродного антигена, он совершает цитотоксическое действие (цитолиз), например цитолиз клетки-трансплантата или клетки-опухоли. Цитолиз может проходить при непосредственном контакте Т-киллера с клеткой-мишенью, либо опосредованно — через среду. В обоих случаях Т-лимфоцит совершает «укол» клетки: выпускает из своей цитоплазмы либо продукты активации кислорода (супероксидный ион), пероксид водорода, либо лимфотоксин, либо специфические гранулы. Все эти «стрелы» нарушают целостность мембраны клетки-мишени, что приводит к осмотическому шоку этой клетки и гибели. Такие удары по клеткам-мишеням один и тот же Т-киллер может совершать неоднократно. Существует еще один вариант цитотоксического действия Т-киллера: выделение лимфокинов, благодаря которым макрофаги повышают свою чувствительность к конкретной клетке-мишени и фагоцитируют ее.
Все Т-лимфоциты содержат на своей поверхности специфические и неспецифические рецепторы. Специфические рецепторы — это особый вид иммуноглобулинов (IgT), которые состоят только из тяжелых цепей. Они предназначены для связывания с антигенами. На одном Т-лимфоците примерно 100—200 таких рецепторов, благодаря чему один Т-лимфоцит способен связать до 500—3000 молекул антигена. У хелперов, киллеров, супрессо-ров свои специфические рецепторы. Неспецифические рецепторы призваны связывать любые иммуноглобулины, а также различные гуморальные факторы, активирующие или тормозящие ответ Т-лимфоцита на антиген.
Т-хелперы предназначены для активации В-лимфоцитов или Т-лимфоцитов. Механизм активации реализуется либо за счет прямого контакта Т-хелпера с активируемым лимфоцитом, либо опосредованно, за счет продукции так называемых хелперных факторов.
Т-супрессоры регулируют направление и объем иммунологической реакции путем ограничения пролиферации клонов лимфоцитов, путем угнетения образования антител В-лим-фоцитами, путем угнетения дифференцировки киллеров. Второй важный аспект деятельности Т-супрессоров — это обеспечение иммунологической толерантности к определенным антигенам, в том числе к «своим» антигенам.
Иммунологический надзор. Постоянно в организме погибают, стареют и повреждаются различные клетки, в том числе — эритроциты, миоциты, нервные клетки. Непрерывно в организме образуются опухолевые клетки, т. е. клетки, утратившие контроль за развитием и стремящиеся к безудержному размножению. Все эти клетки становятся чужеродными в генетическом отношении. Поэтому необходим постоянный иммунный надзор за «домаш-
192
ним хозяйством». Механизм, обеспечивающий иммунный надзор, осуществляется за счет трех видов реакций, в основе которых лежит процесс узнавания «чужого», цитолиз и элиминация. Все эти процессы возникают под влиянием специфических гуморальных факторов, выделяемых участниками этих реакций. Итак, три вида реакций.