Иммунология

Назначение иммунологии

Возникновение иммунологии как направления в медицинских исследованиях, а в дальнейшем и как науки  вызвано необходимостью борьбы с различными инфекционными заболеваниями. На сегодняшний день иммунология – это отдельная область медицины, занимающаяся изучением защитных свойств человеческого организма, а также практическим применением имеющихся знаний. В этой связи иммунологию принято подразделять на теоретическую и практическую (клиническую) иммунологию.

Иммунитет

В медицинской терминологии слово «иммунитет» начали использовать во второй половине  XIX века. Но само представление об иммунитете существовало у медиков задолго до введения данного термина. Гиппократ называл это свойство организма «самоисцеляющей силой». Еще древние врачи отмечали, что некоторыми болезнями человек дважды не болеет. В сегодняшней медицине это называют приобретенным иммунитетом. Врожденный иммунитет обеспечивает нам невосприимчивость к болезням животных. В современной трактовке понятие «иммунитет» означает  способность или свойство организма сохранять нормальное функционирование всех его органов, несмотря на воздействие различных внешних факторов. Эта способность организма обеспечивается защитными качествами кожи и слизистых оболочек, а также иммунной системой человека.

Здоровый человеческий организм, для наглядности, можно сравнить с тщательно укрепленным бастионом. Этот бастион имеет несколько рубежей обороны, каждый из которых защищают многочисленные войска. Данная аналогия позволяет в доступной форме представить механизм действия человеческого иммунитета.

Передовой рубеж  - это наша кожа и слизистые оболочки. Если они здоровы и не повреждены, то большинство микроорганизмов преодолеть этот рубеж не смогут. Кожа способна обеспечивать не только механическую защиту. Потовые и сальные железы, расположенные на ее поверхности образуют систему самоочистки от микроорганизмов - выделяющиеся из желез жирные и молочные кислоты убивают бактерии. Поэтому очень важно соблюдать гигиену – чистая кожа является залогом хорошей работоспособности желез, в то время как грязная - позволяет бактериям и другим микроорганизмам прекрасно себя чувствовать и активно размножаться.

Древние китайские медики придерживались мнения, что рот - это вход, своеобразные ворота, для всех болезней. Действительно, вместе с пищей, водой, воздухом мы получаем довесок в виде различных микроорганизмов, в том числе, болезнетворных. Это вовсе не означает, что необходимо дышать исключительно стерильным воздухом и пить кипяченую воду. Попадая к нам в рот или на слизистую оболочку глаза, микроорганизмы подвергаются губительному воздействию ферментов, выделяющихся из слюнных (во рту) и слезных желез (в глазах). Бактериям, которые выжили во рту, придется столкнуться со слизистой поверхностью желудочно-кишечного тракта, которая также агрессивна по отношению к инородным микроорганизмам. Самые стойкие микробы испытают на себе действие соляной кислоты, содержащейся в желудочном соке.

Еще одним барьером на пути инфекции является микрофлора. Это совокупность различных микроорганизмов, живущих в нас, если так можно выразиться, на законных основаниях. Общая масса микрофлоры составляет порядка 5% от веса человека. Эти микроорганизмы не только не мешают нам жить, а наоборот, обеспечивают нормальное функционирование отдельных органов и организма в целом. При попадании в организм инородных бактерий они, как правило, быстро вытесняются «коренным жителями», тем самым предотвращая возникновение заболеваний. Не многие знают, что микрофлора нашей кожи успешно борется с микробом, вызывающим сибирскую язву, а микрофлора женского влагалища поддерживает среду, которая препятствует размножению болезнетворных бактерий.

Все вышеперечисленные рубежи обороны являются внешними. Они определяют естественную устойчивость организма ко многим инфекционным объектам. Такую устойчивость принято называть неспецифической. В том случае, если болезнетворный микроорганизм прорывается сквозь внешние рубежи обороны, то в действие вступает непосредственно иммунная система. Функция системы заключается в идентификации и удалении из организма чужеродных элементов – вирусов, микробов, бактерий, грибков, а также собственных тканей и клеток человека, которые претерпели изменения под воздействием различных факторов, став чужеродными. Действие иммунной системы может носить как неспецифический, так и сфокусированный, специфический характер. Например, при попадании в организм болезнетворной инфекции, иммунная система способна препятствовать развитию конкретного микроорганизма, не оказывая влияния на другие микробы или бактерии.

Формирование иммунитета

Человеческий иммунитет формируется на основе различных реакций иммунной системы. Неспецифические реакции или механизмы запускаются при вторжении в организм любого чужеродного агента, независимо от его типа. При этом неспецифические механизмы не идентифицируют инородные антигены и не запоминают их структурные особенности.  Неспецифические реакции обеспечивают надежную защиту на ранних этапах инфицирования.

Специфические механизмы реагирования иммунной системы имеют конкретную направленность в отношении определенного возбудителя, за счет распознавания соответствующего антигена. Данные механизмы обеспечивают иммунитет к заболеваниям на длительный срок, нередко на всю жизнь. Специфические и неспецифические механизмы защиты организма могут обеспечиваться гуморальными факторами (гуморальный иммунитет) и различными клетками, входящими в состав иммунной системы организма (клеточный иммунитет).

Иммунологические функции

Иммунологические функции человеческого организма осуществляются на двух уровнях. Первый уровень, наиболее древний, включает в себя неспецифические защитные реакции, которые направлены против любого инородного агента. Защитные механизмы этого уровня работают непрерывно, обеспечивая врожденный иммунитет, также называемый естественным. Иммунологи  называют подобное состояние неспецифической резистентностью.

Как уже было сказано, механизм неспецифического иммунитета запущен в организме постоянно. Именно он активизирует воспалительную реакцию в случае массированной атаки микроорганизмов или других дестабилизирующих факторов. Причем реакция всегда носит один и тот же характер, независимо от вида инфекционного агента. Активизация воспалительной реакции в свою очередь приводит к развитию специфического иммунного ответа, выступающего в роли дополнительной, более прочной линии обороны на пути чужеродного микроорганизма.

Механизмы, позволяющие формировать специфический иммунный ответ на определенные инфекционные агенты (антигены), относятся ко второму уровню иммунологических функций. Способность к специфическому ответу развивается в каждом организме в результате воздействия соответствующего антигенного вещества. Поэтому иммунологические функции подобного типа принято называть приобретенным иммунитетом (специфическим иммунитетом).

Естественный (врожденный иммунитет) обеспечивает стабильный уровень невосприимчивости к чужеродным микроорганизмам. Однако его однотипная реакция на различные, в том числе и болезнетворные, агенты, обладает меньшей эффективностью, чем специфический ответ приобретенного иммунитета.

Важной особенностью специфического иммунитета является наличие так называемой иммунологической памяти. При повторной атаке уже ранее опознанного антигена, иммунный ответ наступает раньше и имеет большую силу. В иммунологии даже существуют понятия первичного и вторичного иммунного ответа. При первом проникновении антигена он получает первичный ответ, при последующих вторжениях – вторичный. Формирование приобретенного иммунитета происходит на протяжении всей жизни организма.

В результате инфекционного заболевания, после выздоровления организма, формируется так называемый постинфекционный иммунитет. Этот вид иммунитета выражается в высокой устойчивости к повторному заражению и развитию уже перенесенного заболевания. Действие постинфекционного иммунитета сходно с действием иммунитета, развивающегося в результате вакцинации. Иммунитет к некоторым видам заболеваний (например, сифилис или туберкулез) сохраняется лишь на период присутствия в организме возбудителя заболевания. Подобный иммунитет получил название нестерильного (инфекционного).

Процесс развития приобретенного иммунитета заключается в непрерывном совершенствовании иммунной системы, результатом которого является формирование гуморальной или клеточной резистентности, способной активно взаимодействовать с антигенами, провоцирующими возникновение иммунного ответа. Поэтому возникший в результате таких процессов иммунитет, принято называть активным иммунитетом.

Известно, что иммунные клетки и антитела одного организма  способны сформировать резистентность другого организма, неважно попадут они от донора к реципиенту естественным или искусственным путем. Иммунитет, сформированный на основе иммунного материала другого организма, называется пассивным. Состояние пассивного иммунитета возникает на фоне введения сывороток или иммуноглобулинов в профилактических или лечебных целях. Также пассивный иммунитет наблюдается у новорожденных за счет материнских антител, попавших в организм ребенка при беременности (пример передачи иммунного материала естественным путем).

Еще одним вариантом пассивного иммунитета является адаптивный, или как его еще называют, воспринятый иммунитет. Он формируется в результате пересадки предварительно активированных (активация происходит вне организма) соответствующим антигеном лимфоцитов собственного или чужого организма. Таким образом, создается иммунитет по отношению к вирусам, опухолевым клеткам, микроорганизмам и их токсинам.

При трансплантации органов и тканей приходится сталкиваться трансплантационным иммунитетом. Основным его проявлением является отторжение трансплантата. В некоторых случаях, например при пересадке костного мозга, может развиться реакция на антигены хозяина, так как костный мозг является важной составляющей иммунной системы.

Виды иммунитета

Существуют различные классификации иммунитета. Например, его принято делить на противовирусный, противобактериальный, противоопухолевый, противопаразитарный и т.д. в зависимости от вида антигенов, активизирующих иммунный ответ.

Противобактериальный или как его еще называют, антибактериальный иммунитет включает себя как специфические, так и неспецифические защитные факторы организма. Специфический ответ заключается в выработке противобактериальный антител. Противобактериальные антитела бывают двух видов – производство одних активизируется адгезинами (адгезины – вид молекул) бактерий, других токсинами, образующимися при жизнедеятельности бактерий. Первый вид связывается с бактериями, препятствуя прикреплению и проникновению в клетки организма, второй подавляет развитие патологических процессов, вызываемых токсинами. Оба вида относятся к иммуноглобулинам G и M. По уровню антибактериальных антител в составе крови пациента можно судить о силе противобактериального иммунного ответа.

Неспецифическими факторами противобактериального иммунитета принято считать комплемент, фагоцитоз, лизоцим (фермент, разрушающий клеточную оболочку бактерии). Уровень бактерицидного действия крови напрямую зависит от степени активности этих факторов. Обнаружив в крови больного повышенную активность неспецифических противобактериальных факторов, врач может сделать благоприятный прогноз на выздоровление.

Для улучшения противобактериальных реакций, следовательно, и для укрепления противобактериального иммунитета в целом, используют метод иммунизации различными вакцинами. В случае необходимости экстренной защиты, в кровь человека вводятся антибактериальные сыворотки, тем самым создается пассивный иммунитет. Кроме того, для повышения иммунитета применяются общеукрепляющие препараты на основе иммуномодуляторов (веществ, способных влиять на иммунную систему).

Противовирусный иммунитет во многом отличается от других видов иммунитета. Это обусловлено как структурными особенностями строения вирусов и отличием процесса их размножения, так и своеобразным патогенезом (возникновением и развитием) вирусных заболеваний. Способность выработки устойчивого противовирусного иммунитета у разных людей различна. Причем различие это может быть очень большим. Подобная вариабельность объясняется многочисленными факторами – немаловажную роль играют возраст, питание, время года, наличие стрессовых ситуаций.

Вирусы подвержены изменению под воздействием различных факторов. Это явление наиболее известно на примере вируса гриппа и получило название антигенного дрейфа. Кроме того, многие вирусы способны инфицировать иммунные клетки, тем самым нарушая стабильность работы иммунной системы организма и активизируя возникновение различных аутоиммунных патологий. Повреждение иммунных клеток вирусами может также привести к подавлению общего уровня иммунитета, и трансформации острого расстройства здоровья в хроническую форму. Например, резкое падение уровня защиты иммунной системы, вплоть до беззащитного состояния организма наблюдается при заражении ВИЧ.

Как и в случае с противобактериальным иммунитетом, для повышения уровня противовирусной защиты в основном используется профилактическая вакцинация. Длительность действия противовирусного иммунитета при данном методе его укрепления различна. Вакцинация против кори обеспечивает защиту организма на протяжении 15 и более лет, против краснухи и полиомиелита на 5-8 лет. Вакцинация от гриппа эффективна в течение максимум двух лет. Недостатки этого метода укрепления противовирусного иммунитета обусловлены уже описанным ранее антигенным дрейфом, т.е. одна и та же вакцина, по истечению нескольких лет, может быть уже не такой эффективной. Кроме того, антивирусные прививки могут вызывать аллергические реакции у некоторых людей.

Когда применение вакцинации, как способа повышения противовирусного иммунитета, неэффективно либо невозможно по тем или иным причинам, используются другие, неспецифические методы защиты организма. Иммуномодуляторы, интерфероны (общее название группы белков, выделяемых клетками при вирусной атаке) и химиопрепараты применяют уже после заражения организма. Воздействие этих препаратов активизируют иммунную систему организма. Эффективность этих неспецифических препаратов наиболее высока на начальной стадии заболевания. Данный метод рекомендуется использовать в комплексе с симптоматической и общеукрепляющей терапией.

Противопаразитарный иммунитет бывает нескольких видов. У части населения некоторых тропических районов  Африки встречается абсолютный иммунитет к возбудителю, являющемуся причиной заболевания трехдневной малярией. Полная невосприимчивость к этому паразиту обусловлена врожденным дефектом клеток крови – эритроцитов. В результате возбудитель просто лишен возможности попасть во внутриклеточное пространство.

Приобретенный иммунитет обладает избирательной специфичностью для отдельных стадий развития паразита. То есть, противопаразитарный иммунитет не всегда приводит к полному изгнанию паразита, нередко оказывается лишь частичное воздействие. Наличие нескольких циклов развития у гельминтов и простейших – их основное качество, позволяющее выживать в агрессивных средах. Поэтому нередко противопаразитарный иммунитет губителен для паразитов только на определенной стадии их развития. Сложность борьбы с паразитами заключается не только в цикличности их развития, но в угнетающем воздействии на иммунную систему.

Профилактика противопаразитарного иммунитета в настоящий момент только разрабатывается. Пока не полностью изучены молекулярные механизмы, влияющие на видовой иммунитет при инфицировании паразитами. Трудность выбора антигена для разработки вакцины заключается именно в цикличной специфичности иммунитета к возбудителям данного вида.