А.И. Нетрусов, М.А. Егоров - Практикум по микробиологии (1125598), страница 152
Текст из файла (страница 152)
Организм «узнает» чужеродный фактор по реакции между антигенами этого фактора и антителаыи, имеющимися в этол~ организме. Антигенои является любое вещество, в состав которого обычно входит какой-либо белок, способное вызвать иммунную реакцию. Англшлела, или ильиуноглобулины, — это белки плазмы крови, которые по своему химическому составу относятся к гликопротеидам, поскольку их молекула обычно состоит из белка и олигосахарида. Антитела синтезируются клетками иммунной системы и способны за счет формы и распреде7!ения электрического заряда по их поверхности связывать антигены, комплементарные им по форме и распределению заряда.
Центральные органы иммунной системы человека — костный мозг и вилочковая железа, в которых образуются иммунокомпетентные клетки — Т- и В-лимфоциты. В организме человека содержится более 70% Т-лимфоцитов, около 15% В-лимфоцитов. Маркерами, по которым отличают Т- и В-лимфоциты, являются.иммуноглобулиновые рецепторы, находящиеся на поверхности В-лимфоцитов, и рецепторы к эритроцитам барана, которыми обладают Т-лил~фоцитьь Основной функцией В-лимфоцитов является образование иммуноглобулинов. Связывание антигена с гомологичными рецепторами на мембране В-лимфоцита является сигналом для его роста, в результате чего образуезся иммунологически однородный клон В-лимфоцитов, обладающий идентичными иммуноглобулиновыми рецепторами.
Далее однородный клон В-лимфоцитов под влиянием клеточных медиаторов дифференцируется на два типа клеток — клеток иммунологической памяти и клеток„образующих антитела. Клетки иммунологической памяти появляются тогда, когда определенный антиген впервые попадает в организм. Иммунный ответ, возникающий при этом, называют первичной иммунной реакцией.
После того как организм успешно справился с этим антигеном, число В-лимфопитов, производящих специфические к данному антигену антитела, в крови постепенно уменьшается, однако некоторое их количество остается в лимфатических узлах в течение многих месяцев или лет. Эти клетки выполняют роль иммунологической памяти организма и готовы начать борьбу„если тот же чужеродный агент снова попадет в организм. Повторное попадание того же антигена вызывает вторичную иммунную реакцию. Она развивается быстрее„более активна и сохраняется дольше первичной. По этой причине люди редко болеют дважлы в сезон гриппом, вызываемым одним и тем же штаммом вируса.
Иммунная память на многие болезни— оспу, свинку, корь и некоторые другие — сохраняется на всю жизнь, ими редко болеют в жизни дважды. Разработаны вакцины против очень многих бактериальных и вирусных инфекций. Введение в организм вакцинируемого анти!сна в вгще вакцины— убитого или ослабленного возбудителя болезни, вызывает выработку иммунной системой антител и лейкоцитов, которые обеспечивают защиту в случае проникновения инфекционного агента. Клетки второго типа В-лимфоцитов, образующих антитела, увеличиваются в размерах, прекращают рост и начинают образовывать антитела — иммуноглобулины классов !яА, 1яО, !яМ, 1яО и др.
Эти В-лимфоциты называются плазматическими клетками, срок их существования составляет всего несколько дней. За это время они успевают образовать большое количество специфических к данному антигену антител. Т-лимфоциты дифференцируются на четыре типа: Т-хелперы, Т-супрессоры, Т-киллеры и Т-эффекторы. Т-келлеры, или помон!ники, и Т-супрессоры, или ингибиторы, выполняют регуляторные функции. Т-хелперы узнают специфический анти- !7 п««русо« 513 ген на мембране макрофага и активируют при помощи медиаторов В-лимфоциты и Т- зффекторы. Т-супрессоры угнетают Т-хел веры, В-лимфоциты или плазматические клетки, что задерживает образование антител.
Т-эффекторы синтезируюч лимфокины— клеточные мелиаторы, обеспечивающие клеточный специфический иммунитет. Т-киллеры уничтожают кле~ки, несущие чужеродный антигеи. 47.1.1. Группы крови Одна из первых реакций антиген — антитело была обнаружена при переливании крови от одного человека (донора) к другому (реципиенту), В плазме крови каждого человека содержатся антитела против антигенов, содержащихся на мембранах эритроцитов чужеродной крови.
При переливангпч крови антитела крови репипиента будут связываться с антигенами эритроцитов донорской крови и образовывать скопления слипшихся эритроцитов крови донора. Образование таких сгустков эритроцитов крови донора называется реакцией агглютинации. Слипшиеся эритроциты донора препятствуют циркуляции крови в мелких кровеносных сосудах репипиента и могут вызвать смертельный исход. Поэтому перед переливанием крови следует обязательно провести тест на совместимость крови донора и реципиента. Для этого смешивают по капле кровь донора и репипиеьгга на предметном стекле и наблюдают, не произойдет ли реакция агглютинации — появление зернистых скоплений эритроцитов реципиента.
Группы крови человека системы АВО с вариантами возможного переливания крови от донора к реципиенту представлены в табл. 47.1. Например, если реципиенту с группой О(1) переливают кровь донора группы А(П), то антитела реципиента (анти-А) связываются с антигеном А, находящимся на поверхности эритроцитов группы крови А(П), вызывая их агглютинацию. Скопления эритроцитов донора — группы А(П), слипшихся при участии антител анти-А, осаждаются и закупоривают мелкие сосуды реципиента.
Группы крови системы резус-4актара (Кп-фактора) отличаются от групп системы АВ0 тем, что антитела против КЬ-фактора образуются в большом количестве только при попадании в организм чужеродных К!!-антигенов. Людей, у которых эритроциты несут Кп-антиген, называют Вй-положительными (Кп'), а тех, у кого этот антиген отсутствует, — КЬ-отрицательными (Кп ). Если К)п-реципиенту перелить кровь Кп'-донора, то организм такого реципиента в течение 2 — 4 мес будет вырабатывать антитела, специфичные к К)!- Таблица 47.1 Группы крови человека системы АВО 514 фактору (К1т-антитела).
Если затем этому же реципиенту снова перелить кровь К1т"-донора, то КЬ-антитела реципиента вызовут агглютинацию К1з'-эритроцитов донора, и эти скопления будут закупоривать кровеносные сосуды рецгшиента. 47.1.2. Специфичность антител Лимфоциты человека вырабатывают миллионы различных антител. На ранних стадиях развития зародыша человека лейкоциты содержат такой же генетический материал, как и любая клетка организма, в том числе некоторое количество участков ДНК, потенциально представляющих собой части генов, ответственных за синтез антител. По мере возникновения специализированных клеток, образующих антитела, некоторые из этих участков ДНК перестраиваются и «ошиваются» друг с другом, образуя полноценный функционирующий гец. После этого лейкоцитарная клетка начинает вырабатывать антитела в соответствии с содержащейся в этом гене информацией.
Выбор участков ДНК, которые войдут в состав такого полноценно функционирующего гена, варьирует в различных типах лейкоцитов. К концу развития зародьппа человека организм содержит лимфоциты, производящие в малых количествах миллионы разных антител, хотя этот организм никогда еще не сталкивался с соответствующими антигенами. Однако иммунная система ребенка становится способной к полноценному иммунному ответу только через несколько месяцев жизни. Все это время на защите ребенка стоит так называемый пассивный имлгуншлет, возникающий во время внутриутробного развипгя плода, когда некоторое количество антител из крови матери попадает в кровь плода. Этот пассивный иммунитет защищает новорожденного от инфекций до вступления в действие собственной иммунной системы. Лимфоцитарная клетка, вырабатывающая антитела, произволит антитела только олного типа. Эта клетка несет на своей мембране образец этих антител, гле ои связывается с чужеродными антигеиами, попадающими в организм.
Антитела каждого типа способны связываться, как правило, только с определенным антигеном, к которому оно специфично и полходит, как ключ к замку. Чтобы в случае необходимости реагировать на внедрение чужеролного агента, иммунная система должна распознавать все клетки и вещества собственного организма. Не только эритроциты, но и большинство других клеток организма вырабатывают. аитигепы, размещающиеся на их клеточной мембране. Состав антигенов клеточной поверхности у человека кодируется рядом генов.
У монозиготпых близнецов набор анти- генов клеточных мембран полностью идентичен, а у близких родственников он различается незначительно. У чужих индивидуумов набор антигеиав их организмов различается и является специфичным. 47.1.3. Иммунный ответ и вакцинация Чужеродный антиген вызывает в организме ряд реакций, называемых иммунным ответом.
Различают несколько типов иммунного ответа, каждый из которых обеспечивается функционированием лейкоцитов определенного типа. Гуморальньпй ответ осуществляется за счет специфических антител — имиуио- 515 глобулинов, выделяющихся лимфоцитами в кровь. При клеточном ответе происходят сложные взаимодействия между различными лейкоцитами иммунной системы: накапливается большое количество активных Т-лимфоцитов, действующих либо непосредственно, либо через выделяемые ими вещества — лимфокины ( т-эффекторы). Иммунологическая память и иммунологическая толерантность также считаются типами иммунного ответа. Любой тип иммунного ответа — клеточный, гуморальный, иммунологическая память и иммунологи- ческая толерантность — это результат функционирования и взаимодействия разновидностей лейкоцитов — макро4агов (шасго — большои; р)захе — пожиратель), Т- и В-лилфоцитов.
Макрофаги поглощают мертвые клетки и агрегаты из слипшихся антигенов и антител, и организм очищается от чужеродного антигена. Примером гуморального иммунного ответа могут служить прививки против инфекционных болезней, осуществляемые с помощью вакцин. Так, вакциной против дифтерии служит дифтерийный анатоксин — ослабленный действием высокой температуры экзотоксин, выделяемый возбудителем дифтерии СоутеЬасгепит ЖрИепе.
Являющиеся антигенами молекулы анатоксина связываются со специфичными для них антителами, находящимися на поверхности лимфоцитов организма. Реакция связывания служит для лимфоцитов, производящих антитела, сигналом к их росту, делению, образованию и выделению в кровь огромного количества антител определенного типа. Процесс синтеза специфических антител при вакцинации является сложным процессом и обеспечивается по крайней мере несколькими типами лейкоцитов — антигенпредставляющими макрофагами, Т-хелперами и В-лимфоцитами.