Механизмы иммунной защиты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Механизмы иммунной защиты

Иммунитет - это способ защиты организма от живых тел и веществ (антигенов - АГ), несущих на себе признаки чужеродной информации [Р.В. Петров с соавт., 1981; Р.М. Хаитов с соавт, 1988; W. Bodmen, 1997].

К экзогенным АГ чаще всего относят микроорганизмы (бактерии, грибы, простейшие, вирусы), к эндогенным - клетки человека, измененные вирусами, ксенобиотиками, старением, патологической пролиферацией и др.

Защиту человека от чужеродных агентов обеспечивает иммунная система, которая состоит из центральных и периферических органов. К первым относятся костный мозг и вилочковая железа, ко вторым - селезенка, лимфоузлы, лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками и кожей.

Главной клеткой иммунной системы является лимфоцит. Кроме того, в обеспечении иммунного ответа участвуют также тканевые макрофаги, нейтрофилы, естественные киллеры (ЕК).

Выделяют врожденный и приобретенный иммунитет. Врожденный иммунитет обеспечивается факторами естественной резистентности. Некоторые механизмы борьбы с инфекцией являются врожденными, то есть присутствуют в организме до встречи с любым инфекционным агентом и их активность не зависит от предыдущей встречи с микроорганизмами.

Основным внешним защитным барьером, предотвращающим проникновение микроорганизмов в организм человека, являются кожа и слизистые оболочки. Защитные свойства кожи - это прежде всего ее непроницаемость (физический барьер) и наличие на поверхности ингибиторов микроорганизмов (молочная кислота и жирные кислоты в поте и секрете сальных желез, низкий pH на поверхности).

Слизистая оболочка обладает многокомпонентным механизмом защиты. Слизь, выделяемая ее клетками, препятствует прикреплению к ней микроорганизмов; дви­жение ресничек способствует «выметанию» чужеродных веществ из дыхательного тракта. Слезы, слюна и моча активно вымывают чужеродные вещества со слизистых оболочек. Многие секретируемые организмом жидкости обладают специфическими бактерицидными свойствами. Например, соляная кислота желудка, спермин и цинк в сперме, лактопероксидаза в грудном молоке и лизоцим во многих внешних секретах (носовой, слезы, желчь, дуоденальное содержимое, грудное молоко и др.) обладают мощными бактерицидными свойствами. Бактерицидным действием обладают также некоторые ферменты, например, гиалуронидаза, б1-антитрипсин, липопротеиназа.

Особый механизм защиты обеспечивает микробный антагонизм, когда нормальная кишечная микрофлора организма подавляет рост многих потенциально патогенных бактерий и грибов. В основе антагонизма лежит конкуренция за питательную среду или продукция агентов, обладающих бактерицидными свойствами. Так, например, инвазии микробов во влагалище препятствует молочная кислота, образуемая микробами-комменсалами при расщеплении гликогена, секретируемого клетками влагалищного эпителия.

Фагоцитоз является важнейшим механизмом неспецифической защиты. Моноциты, тканевые макрофаги, полиморфноядерные нейтрофилы участвуют в процессе, который способствует обработке антигена с последующим представлением его лимфоцитам для развития собственно иммунного ответа.

Система комплемента существенно повышает эффективность фагоцитоза и помогает уничтожению многих бактерий. Известно множество компонентов комплемента, они обозначаются символом «С». В организме в наибольшем количестве содержится С3-компонент комплемента. Система комплемента участвует в развитии острой воспалительной реакции в ответ на внедрение инфекционного агента. Есть данные, что С3-компонент комплемента (С3b) играет определенную роль в антителообразовании.

К неспецифическим факторам защиты относятся и белки острой фазы воспаления. Они способны инициировать реакции преципитации, агглютинации, фагоцитоза, связывания комплемента (черты, сходные с иммуноглобулинами), повышают подвижность лейкоцитов, могут связываться с Т-лимфоцитами.

Интерферон также входит в перечень факторов неспецифической защиты, хотя и занимает среди них особое место. Он продуцируется многими клетками, появляется спустя несколько часов после заражения клетки вирусом. Воздействие «текущей инфекции» сопровождается образованием в клетке инактивированного вируса, который стимулирует интерферонообразование.

Организм человека обладает огромным набором средств специфической иммунной защиты. Ее осуществление требует участия весьма тонких механизмов.

Гуморальный иммунитет. Специфический иммунный ответ обеспечивают антитела, которые в результате связывания с микробом активируют комплемент по классическому пути. Специфический иммунный ответ реализуют лимфоциты (В и Т). Предшественником всех иммунокомпетентных клеток является полипотентная стволовая клетка костномозгового происхождения. В-лимфоциты запрограммированы на продукцию антител (АТ) одной-единственной специфичности. Эти антитела присутствуют на его поверхности в качестве рецепторов для связывания антигенов. Один лимфоцит имеет на своей поверхности до 105 идентичных молекул АТ. АГ взаимодействует только с теми АТ-рецепторами, к которым имеет сродство. В результате связывания АГ с АТ генерируется сигнал, который стимулирует увеличение размеров клетки, ее размножение и дифференцировку в плазматические клетки, которые продуцируют АТ. Значимое для определения в сыворотке количество АТ образуется чаще всего через несколько суток.

Все АТ представлены основными классами иммуноглобулинов - IgG, IgА, IgМ, IgЕ, IgD, - которые в биологических жидкостях отражают состояние гуморального иммунитета. Классы иммуноглобулинов отличаются антигенными особенностями константных доменов тяжелых цепей (Fc-фрагмент). АТ к живым и не живым АГ входят в состав существующих классов иммуноглобулинов. Количественное соотношение иммуноглобулинов представлено следующим образом: IgG - г (Fc г) - 75% (12 мг/мл); IgA - б (Fc б) - 15-20% (3,5 мг/мл); IgM - м (Fc?м) - 7% (1,5 мг/мл); IgD - д (Fc д) - 0,03 мг/мл; IgE - е (Fc е) - 0,00005 мг/мл.

Так как возрастание количества АТ происходит в результате взаимодействия с АГ, то основанная на этом реакция получила название «приобретенный иммунный ответ». Первичный контакт с АГ оставляет отпечаток в виде некой информации - иммунологической памяти, благодаря которой организм получает способность эффективно противостоять повторному заражению тем же возбудителем, т.е. приобретает состояние иммунитета. Приобретенный иммунитет характеризуется антигенной специфичностью, то есть иммунитет к одному микробу не обеспечивает защиты от другого инфекционного агента.

Клеточный иммунитет. Многие микроорганизмы обитают внутри клеток организма-хозяина и поэтому недоступны для действия антител. Облигатные внутриклеточные паразиты, в частности вирусы, способны размножаться только внутри клеток. Факультативно внутриклеточные микроорганизмы (микобактерии, лейшмании и др.) могут размножаться как в клетках, главным образом в макрофагах, так и вне их. Внутриклеточный способ все же остается предпочтительнее, т.к. обеспечивает защиту от факторов иммунитета. Против внутриклеточных паразитов в организме действует особый механизм приобретенного иммунитета. Он обеспечивается отдельной субпопуляцией лимфоцитов, называемых Т-клетками (Т-лимфоциты).

Онтогенез местного иммунитета. Местный иммунитет обеспечивается лимфоидным аппаратом субэпителиальных пространств и эпителиальными клетками, покрывающими слизистые оболочки органов, сообщающихся с внешней средой. Главным иммуноглобулином является sIgA. Ребенок рождается без sIgA. Секреторный компонент IgA - (SC) у новорожденного ребенка также отсутствует. Его следовые количества появляются к 5-7-му дню жизни. Иногда вместо sIgA у ребенка обнаруживают sIgМ, который в определенной степени берет на себя функцию sIgA, что отражает эволюционные особенности развития иммунного ответа. Этот факт важно учитывать при оценке секреторного иммунитета у младенцев и детей дошкольного возраста. Возрастная динамика секреторного иммуноглобулина А совпадает с динамикой сывороточного IgA. Секреторный иммуноглобулин достигает в секретах максимальной концентрации к 10-11 годам.

Для понимания функциональных возможностей иммунитета растущего организма важно знать физиологию его становления, которая характеризуется наличием пяти критических периодов развития.

Первый критический период приходится на возраст до 28 дней жизни, второй - до 4-6 мес., третий - до 2?лет, четвертый - до 4-6 лет, пятый - до 12-15 лет.

Первый критический период характеризуется тем, что иммунная система ребенка подавлена. Иммунитет имеет пассивный характер и обеспечивается материнскими АТ. В то же время собственная иммунная система находится в состоянии супрессии. Система фагоцитоза не развита. Новорожденный проявляет слабую резистентность к условно-патогенной, гноеродной, грамотрицательной флоре. Характерна склонность к генерализации микробно-воспалительных процессов, к септическим состояниям. Очень высока чувствительность ребенка к вирусным инфекциям, против которых он не защищен материнскими антителами. Примерно на 5-е?сутки жизни осуществляется первый перекрест в формуле белой крови и устанавливается абсолютное и относительное преобладание лимфоцитов.

Второй критический период обусловлен разрушением материнских антител. Первичный иммунный ответ на проникновение инфекции развивается за счет синтеза иммуноглобулинов класса М и не оставляет иммунологической памяти. Такой тип иммунного ответа наступает также при вакцинации против инфекционных заболеваний, и только ревакцинация формирует вторичный иммунный ответ с продукцией антител класса IgG. Недостаточность системы местного иммунитета проявляется повторными ОРВИ, кишечными инфекциями и дисбактериозом, кожными заболеваниями. Дети отличаются очень высокой чувствительностью к респираторному синцитиальному вирусу, ротавирусу, вирусам парагриппа, аденовирусам (высокая подверженность воспалительным процессам органов дыхания, кишечным инфекциям). Атипично протекают коклюш, корь, не оставляя иммунитета. Дебютируют многие наследственные болезни, включая первичные иммунодефициты. Резко нарастает частота пищевой аллергии, маскируя у детей атопические проявления.

Третий критический период. Значительно расширяются контакты ребенка с внешним миром (свобода передвижения, социализация). Сохраняется первичный иммунный ответ (синтез IgM) на многие антигены. Вместе с тем, начинается переключение иммунных реакций на образование антител класса IgG. Система местного иммунитета остается незрелой. Поэтому дети остаются чувствительными к вирусным и микробным инфекциям. В этот период впервые проявляются многие первичные иммунодефициты, аутоиммунные и иммунокомплексные болезни (гломерулонефрит, васкулиты и др.). Дети склонны к повторным вирусным и микробно-воспалительным заболеваниям органов дыхания, ЛОР-органов. Становятся более четкими признаки иммунодиатезов (атопический, лимфатический, аутоаллергический). Проявления пищевой аллергии постепенно ослабевают. По иммунобиологическим характеристикам значительная часть детей второго года жизни не готова к условиям пребывания в детском коллективе.

Четвертый критический период отличается тем, что средняя концентрация IgG и IgM в крови соответствует уровню взрослых, однако уровень IgA в крови еще не достигает окончательных значений. Содержание IgE в плазме крови отличается максимальным уровнем в сравнении с другими возрастными периодами, что отчасти обусловлено довольно частыми в это период паразитарными инфекциями - лямблиозом, гельминтозами. При этом уровень сывороточного IgА остается ниже нормы. Это нередко рассматривается как фактор риска формирования многих хронических заболеваний полигенной природы. Может нарастать аллергическая патология.

Пятый критический период происходит на фоне бурной гормональной перестройки (приходится на 12-13 лет у девочек и 14-15 лет - у мальчиков). На фоне повышения секреции половых стероидов уменьшается объем лимфоидных органов. Секреция половых гормонов ведет к подавлению клеточного звена иммунитета. Содержание IgE в крови снижается. Окончательно формируются сильный и слабый типы иммунного ответа. Нарастает воздействие экзогенных факторов (курение, ксенобиотики и др.) на иммунную систему. Повышается чувствительность к микобактериям. После некоторого спада отмечается подъем частоты хронических воспалитель­ных, а также аутоиммунных и лимфопролиферативных заболеваний. Тяжесть атопических болезней (бронхиальная астма и др.) у многих детей временно ослабевает, но они могут рецидивировать в молодом возрасте.

Может ли у ребенка снижаться иммунитет?

Причин и факторов риска снижения иммунитета много. Транзиторное снижение иммунитета вызывают недостаточное по белку и энергии питание, дефицит потребления микронутриентов, особенно витаминов А, С, Е, Д, в-каротина, эссенциальных микроэлементов (цинк, железо, селен, йод), полиненасыщенных жирных кислот, наличие хронических болезней органов пищеварения, инфекционных болезней в анамнезе, прием антибиотиков, воздействие экопатологических факторов, нарушение состава кишечной микрофлоры.

Известно, что недостаточное потребление белка и энергии снижает синтез антител. Дефицит в рационе полиненасыщенных жирных кислот, витаминов А, С, в-каротина, цинка сопровождается нарушениями во всех звеньях иммунного ответа. Недостаток йода снижает активность фагоцитарного звена, компонентов антиоксидантной защиты (витамины А, Е, цинк, селен, др.), неблагоприятно влияет на функциональную активность и жизнедеятельность иммунокомпетентных клеток.

В современных условиях дети подвергаются воздействию вышеперечисленных факторов риска нарушений работы иммунной системы. В реальных условиях эти факторы неблагоприятно влияют на иммунитет у населения всех возрастных групп.

Учитывая изложенное, очевидно, что иммунореабилитационные мероприятия заслуживают особого внимания и должны стать составляющими программ сохранения и восстановления здоровья. В педиатрической практике достаточно широко применяются иммуномодулирующие средства. Однако до конца нет ясности в том, какие средства должен применять педиатр и как их необходимо выбирать.

Что известно про препараты, которые могут изменять работу иммунной системы?

Среди иммунотропных препаратов выделяют три основных группы:

*?иммуностимуляторы;

*?индукторы иммунологической толерантности;

*?иммуносупрессанты.

В компетенции врача-педиатра может быть только назначение препаратов, способных оказывать «мягкое» модулирующее действие на иммунную систему.

Среди препаратов, направленных на повышение иммунитета, по нашему мнению, целесообразно выделять три группы лекарственных средств. 1-я группа - пре­параты, способствующие процессам возрастного созревания иммунной системы; 2-я группа - препараты, направленные на повышение функциональной активности иммунной системы; 3-я группа - препараты, относящиеся к средствам «неотложной» поддержки иммунной системы (рис. 3).

К препаратам 1-й группы (способствуют созреванию иммунокомпетентных клеток и функционированию иммунной системы) относят иммунонутриенты (эссенциальные микроэлементы (МЭ), витамины, полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), и т.д.) и пробиотики. Во 2-ю группу входит наибольшее количество иммунотропных средств. Среди препаратов этой группы выделяют иммунотропные средства разной природы: эндогенного происхождения и их синтетические аналоги; экзогенные вещества и их синтетические аналоги, синтетические вещества, способные влиять на разные звенья иммунной системы, в том числе препараты интерферона. К 3-й группе относят препараты иммуноглобулинов для внутривенного и / или внутримышечного введения (их применяют для неотложной помощи иммунной системе).

При выборе иммунотропных препаратов важно иметь в виду, что естественная активация иммунной системы обеспечивается нормальной кишечной микрофлорой.

Как известно, иммунная система ребенка формируются внутриутробно. Ребенок рождается со стерильным кишечником. При этом дифференцировка Т-хелперов ориентирована на преимущественное образование Т-хелперов второго типа (Th2), которые способствуют образованию IgE, повышающих риск развития атопических болезней. Главным условием дальнейшего созревания и функционирования иммунной системы ребенка является обеспечение полноценным питанием (витамины и эссенциальные микроэлементы, полиненасыщенные жирные кислоты) и заселение открытых локусов нормальной микрофлорой. Наибольшее значение имеет микрофлора кишечника. Нормальная микрофлора у здорового новорожденного прерывает сложившуюся внутриутробно дифференцировку Т-хелперов преимущественно в хелперы второго типа и обеспечивает нормальное соотношение Th1 и Th2 (1:2). Нормализация соотношения этих клеток, с одной стороны, способствует повышению пищевой толерантности, с другой - снижению риска развития воспалительных болезней на иммунной основе.

Микрофлора кишечника и в постнеонатальный период во многом определяет качество иммунного ответа, работу местного и системного иммунитета.

Какие препараты иммунотропного действия популярны у врачей?

Наиболее широкое применение в практике врача нашли препараты естественного происхождения, то есть те, которые соответствуют по составу факторам естественной резистентности. Среди них особое место занимает интерферон.

Интерфероны (ИФН) - это группа генетически детерминированных, биологически активных белков, синтезируемых ядросодержащими клетками в процессе защитной реакции на воздействие агентов, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации. Эти белки способны неспецифически подавлять внутриклеточные этапы репродукции широкого круга микроорганизмов (вирусы, бактерии, простейшие, хламидии, риккетсии и др.). Интерфероны формируют защитный барьер на пути вирусов намного раньше специфических защитных реакций иммунитета, стимулируя клеточную резистентность, делая клетки непригодными для размножения вирусов.

Выделяют интерфероны первого (ИФН-I) и второго типа (ИФН-II). К интерферону 1-го типа относят ИФН-б (альфа), ИФН-в (бета), ИФН-д (дельта), ИФН-щ (омега), ИФН-ф (тау), 2-го типа - ИФН-г (гамма), ИФН-л (ламда). Они имеют ряд общих биологических свойств, но различаются по молекулярной структуре. Более всего изучены ИФН-б, ИФН-в и ИФН-г. У человека существует по одному подтипу интерферонов в и г и по крайней мере 14 разновидностей интерферона б. Наиболее значимыми являются интерфероны класса б2, которых в организме вырабатывается больше всего.

Многочисленными исследованиями установлено, что интерфероны обладают антивирусным, антибактериальным, антипролиферативным и иммуномодулирующим действием. Большой интерес представляет выявленное в последние годы антибактериальное действие интерферонов в отношении грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов. Кроме непосредственного действия на вирусы и другие микроорганизмы интерфероны являются важными модуляторами иммунитета, что позволяет отнести их к семейству регуляторных цитокинов.

Для врачей представляет особый интерес модулирующее влияние ИФН на иммунную систему (активация иммунитета, в том числе интерферонопродукции в случае, если они понижены и снижение их активности - если повышены). На фоне ИФН не отмечается сдвигов в иммунной системе, если отклонений от нормы до начала лечения не зарегистрировано). Важным достоинством препаратов интерферона является их способность оказывать положительное влияние на иммунную систему при применении невысоких терапевтических доз препарата. Кроме того, препараты интерферона хорошо сочетаются с другими лекарственными средствами, в том числе антибиотиками и химиопрепаратами, имеют минимальный риск нежелательных эффектов (например, гриппоподобный эффект) при ректальном введении и могут назначаться детям любого возраста.

Введение экзогенного интерферона позволяет обеспечить элиминацию инфекционного агента задолго до того, как собственные клетки начинают синтезировать эндогенный интерферон в достаточном количестве. Кроме того, введение интерферона позволяет разгрузить пораженные клетки и компенсировать их неспособность к продукции собственного интерферона в необходимых количествах. Наконец, ускоренная элиминация инфекционного агента при введении экзогенного интерферона позволяет сократить сроки течения инфекционного процесса, что препятствует достижению критической концентрации провоспалительных цитокинов. Установлено, что под влиянием интерферона в организме усиливается активность естественных киллеров, цитотоксических Т-лимфоцитов, Т-хелперов, фагоцитарная активность, экспрессия антигенов HLA-системы 1-го и 2-го типа.

В практике здравоохранения применяются препараты интерферона двух поколений. Препараты 1-го поколения, имеющие природное происхождение, полученные из донорской крови, и разработанные с помощью генной инженерии - рекомбинантные формы интерферона.

Препараты интерферонов применяются в первую очередь при вирусных инфекциях, среди которых наиболее изучены острые и хронические вирусные гепатиты, герпетические поражения, грипп, ОРВИ и другие. Показана эффективность интерферонов при лечении цитомегаловирусной инфекции, различных бактериальных заболеваний (гнойно-септическая инфекция у новорожденных и хирургических больных, хламидиоз и др.). Интерфероны используются также при многих онкологических заболеваниях. В настоящее время разработаны методические документы и стандарты назначения интерферона для лечения различных заболеваний.

Россия не была первой страной, которая разработала технологию получения и начала клиническое применение рекомбинантных интефероновых препаратов. Однако создание ректальных и вагинальных суппозиториев на основе рекомбинантного интерферона является уникальной отечественной разработкой.

В настоящее время в практике врача все шире применяется препарат Кипферон® суппозитории для вагинального или ректального введения. Это комбинированный препарат, состоящий из рекомбинантного интерферона-a 2b (500000 МЕ) и комплексного иммуноглобулинового препарата (КИП) в количестве 60 мг. КИП содержит в своем составе набор высокоспецифичных антител в составе иммуноглобулинов G, A, M к распространенным и циркулирующим на территории России и стран СНГ патогенным микроорганизмам: герпесвирусы, цитомегаловирусы, ротавирусы, хламидии, уреаплазма, стафилококки, стрептококки, энтеробактерии (шигеллы, салмонеллы, ишерихии), грибы и др. Широкий спектр антител в составе иммуноглобулинов КИПа позволяет препарату активно действовать на разнообразные ассоциации микроорганизмов. С другой стороны, интерферон обладает противовирусным, антибактериальным, антипротозойным, противовоспалительным эффектом а также активирует функцию иммунокомпетентных клеток и стимулирует синтез г-интерферона - важнейшего фактора противоинфекционной защиты. Интерферон б2b эффективно участвует в процессах элиминации возбудителя, обеспечивает профилактику осложнений инфекционного процесса, активирует иммунную систему и повышает иммунологическую реактивность организма. Имеющиеся клинические исследования этого комбинированного препарата иммуноориентированного действия свидетельствуют также о том, что за счет активации синтеза g-интерферона у пациента повышается уровень sIgA и улучшается состояние местного иммунитета в целом.

Если суммировать эффекты Кипферона®, то можно считать, что его применение гарантирует двойную защиту от инфекции, поскольку направлено на уничтожение возбудителей болезни за счет антител, присутствующих в составе КИПа, и одновременно на скорейшее выздоровление благодаря стимуляции клеточного иммунитета, активной продукции г-интерферона и повышению уровня местного иммунитета.

Самостоятельной положительной оценки заслуживает то, что Кипферон® относится к свечной форме лекарственных средств. К преимуществам свечной формы препарата можно отнести следующие свойства: способность к длительной активной циркуляции веществ в кровяном русле, удобство введения больших доз интерферона, исключение «гриппоподобного синдрома». Интерферон, введенный в составе Кипферона® через прямую кишку, достигает максимальной концентрации в крови через 1 ч и сохраняется на терапевтическом уровне 12 ч. С третьих суток лечения базовый уровень интерферона с каждым днем повышается.

Безопасность и эффективность препарата доказана в неонатологии, акушерстве и гинекологии, практике инфекционистов, в детской гастроэнтерологии. За время пребывания препарата на фармацевтическом рынке и использования в практической работе врачей разных специальностей не было зарегистрировано ни одного нежелательного эффекта.

Заключение

иммунитет чужеродный врожденный

Иммунная система человека начинает свое формирование до рождения ребенка. Ее место и масштабы влияния на здоровье генетически запрограммированы. От рождения до завершения периода полового созревания, шаг за шагом, формируются структура и функции иммунной системы. Развитие иммунной системы переживает ряд критических этапов, которые необходимо учитывать при оценке состояния здоровья, формировании профилактических программ и назначении лечения при заболеваниях. Для поддержания возрастного созревания иммунной системы и полноценного ее функционирования в последующие годы необходимо ежедневно получать с пищей иммунонутриенты (микроэлементы и витамины) и осуществлять мероприятия по сохранению и восстановлению нормальной микрофлоры кишечника.

Многие острые и хронические болезни негативно влияют на иммунитет, что существенно снижает резистентность ребенка к инфекции и другим повреждающим факторам. Поэтому в ряде случаев с целью повышения эффективности лечения, предупреждения тяжелых осложнений и снижения риска неблагоприятного исхода болезни назначаются препараты, повышающие функциональную активность органов и тканей иммунной системы (иммунотропные препараты). Приоритетное место среди них должны занимать лекарственные средства эндогенного происхождения, обладающие максимальной иммуномодулирующей активностью и безопасностью. Прежде всего, это препараты интерферона.

В экстренных ситуациях, угрожающих жизни или эпидемиологической безопасности, для воздействия на иммунитет предпочтение отдают препаратам иммуно­глобулинов для внутривенного или внутримышечного введения.

Размещено на Allbest.ru