Mechanizm odporności komórkowej. Odporność humoralna i komórkowa: cechy i różnice

Odporność (łac. immunitas – wyzwolenie od czegoś) – ochrona organizmu przed genetycznie obcymi organizmami i substancjami, do których należą mikroorganizmy, wirusy, robaki, różne białka, komórki, w tym zmienione własne. Szczególnie ważne jest, aby układ odpornościowy niszczył własne komórki, które uległy zmianie genetycznej. I to się dzieje cały czas. Wiadomo, że podczas podziału komórkowego, który nieustannie zachodzi w organizmie człowieka, jedna z miliona powstałych komórek jest zmutowana, czyli genetycznie obca. W organizmie człowieka, w wyniku mutacji, w każdym momencie powinno znajdować się około 10-20 milionów zmutowanych komórek. Ich wspólne nieprawidłowe funkcjonowanie powinno szybko doprowadzić do śmierci organizmu. Dlaczego tak się nie dzieje? Odpowiedzi na to pytanie udzielili nobliści P. Medawar i F. Vernet. P. Medawar udowodnił, że mechanizmy odporności są niezwykle precyzyjne. Są w stanie odróżnić obcą komórkę zawierającą tylko jeden nukleotyd, który różni się od genomu własnego organizmu. F. Wernet postulował stanowisko (zwane aksjomatem Burneta), że centralnym biologicznym mechanizmem odporności jest rozpoznawanie własnego i innych.

Założycielami immunologii - nauki o odporności - są Louis Pasteur, Ilya Mechnikov i Paul Erlich. W 1881 r. L. Pasteur opracował zasady tworzenia szczepionek z osłabionych mikroorganizmów w celu zapobiegania rozwojowi chorób zakaźnych.

I. Miecznikow stworzył komórkową (fagocytarną) teorię odporności. P. Ehrlich odkrył przeciwciała i stworzył humoralną teorię odporności, ustalając, że przeciwciała są przekazywane dziecku z mlekiem matki, tworząc odporność bierną. Ehrlich opracował metodę wytwarzania antytoksyny błonicy, która uratowała życie milionom dzieci. W 1908 r. I. Miecznikow i P. Ehrlich otrzymali Nagrodę Nobla za pracę nad teorią odporności. Powyżej pisaliśmy o odkryciu w 1900 r. grup krwi przez K. Landsteinera. Jako pierwszy udowodnił istnienie różnic immunologicznych między osobnikami tego samego gatunku.

Wiadomo, że organizm odrzuca przeszczepione obce tkanki. w latach 40. XX wiek wykazano, że w procesie tym pośredniczą mechanizmy immunologiczne. Jednak odrzucenie nie następuje natychmiast i zależy od innego zjawiska – tolerancji immunologicznej, odkrytej w 1953 r. równocześnie i niezależnie przez P. Medawara i M. Haska. P. Medawar, badając wspólnie z chirurgami metody przeszczepiania skóry w leczeniu głębokich oparzeń, dowiódł, że mechanizm usuwania obcej skóry należy do ogólnej kategorii aktywnie nabytych odpowiedzi immunologicznych. Tolerancja immunologiczna (łac. tolerantia - cierpliwość) to rozpoznanie i tolerancja specyficzna (przypomnijmy, że mechanizmy odporności, rozpoznające obcego, go nie tolerują).

Specyficzne czynniki ochronne obejmują odporność humoralną i komórkową. Fagocytoza i niszczenie komórek za pośrednictwem dopełniacza są nieswoistymi czynnikami obronnymi.

Pomimo zasadniczej różnicy między specyficznymi czynnikami obronnymi a nieswoistymi, która polega na zdolności rozpoznawania antygenów i zapamiętywania ich, są one funkcjonalnie blisko spokrewnione. Zatem rozwój odpowiedzi immunologicznej jest niemożliwy bez udziału makrofagów, jednocześnie aktywność makrofagów jest regulowana przez limfocyty.

Narządy hematopoezy i układ odpornościowy są ze sobą blisko spokrewnione poprzez wspólne pochodzenie, budowę i funkcję. Limfocyt jest podstawową jednostką strukturalną i funkcjonalną układu odpornościowego. Jednym z najważniejszych osiągnięć immunologii jest odkrycie dwóch niezależnych populacji limfocytów: zależnej od grasicy (limfocyty T) i niezależnej od grasicy (limfocyty B), które funkcjonują razem. Przodkowie wszystkich komórek krwi i układu odpornościowego (limfoidalnego) są uważani za pluripotencjalne komórki macierzyste szpiku kostnego, z których, poprzez podział i różnicowanie, ostatecznie powstają uformowane elementy, które dostają się do krwi: erytrocyty, leukocyty, płytki krwi. Hematopoeza w embriogenezie człowieka zmienia swoją lokalizację.

Aby zaimplementować odpowiedź immunologiczną, same limfocyty T i B nie wystarczą. Zgodnie z nowoczesnym trzykomórkowym schematem współpracy, tworzenie przeciwciał odbywa się dzięki wspólnej funkcji makrofagów, limfocytów T i B. W tym przypadku makrofag przenosi antygen do limfocytu B, ale dopiero po ekspozycji na czynnik pomocniczy T limfocyt zaczyna się namnażać i różnicować w komórkę plazmatyczną. Jeden limfocyt B wytwarza setki komórek plazmatycznych wytwarzających przeciwciała.

Ponadto produkują limfocyty, przyczyniając się do rozwoju odpowiedzi immunologicznej.

A więc główna funkcja układu odpornościowego. to neutralizacja, zniszczenie lub usunięcie obcych genetycznie substancji, których wejście do organizmu powoduje rozwój odpowiedzi immunologicznej. Odporność jest specyficzna. Długość życia krążących limfocytów T sięga 4. 6 miesięcy. Natomiast limfocyty B recyrkulują wolniej, ale ich długość życia szacuje się na kilka tygodni.

Główną właściwością komórek układu odpornościowego jest ich zdolność do interakcji z ogromną liczbą antygenów. Obecnie powszechnie przyjmuje się pogląd, że każdy limfocyt B jest zaprogramowany w hematopoetycznej tkance mieloidalnej szpiku kostnego, a każdy limfocyt T jest zaprogramowany w korze grasicy. W procesie programowania na plazmalemmie pojawiają się białka receptorowe, które są komplementarne do określonego antygenu. Związanie się danego antygenu z receptorem powoduje kaskadę reakcji prowadzących do proliferacji tej komórki i powstania wielu potomków reagujących tylko z tym antygenem. Jedną z najważniejszych właściwości układu odpornościowego jest

Większość współczesnych ludzi słyszała o istnieniu układu odpornościowego organizmu, który zapobiega występowaniu wszelkiego rodzaju patologii wywołanych czynnikami zewnętrznymi i wewnętrznymi. Jak działa ten system i od czego zależą jego funkcje ochronne, nie każdy może odpowiedzieć. Wielu będzie zaskoczonych, gdy dowie się, że mamy nie jedną, ale dwie odporności - komórkową i humoralną. Ponadto odporność może być czynna i bierna, wrodzona i nabyta, specyficzna i niespecyficzna. Zobaczmy, jaka jest między nimi różnica.

Pojęcie odporności

To niewiarygodne, że nawet najprostsze organizmy, takie jak przedjądrowe prokarioty i eukarionty, mają system obronny, który pozwala im uniknąć infekcji wirusami. W tym celu wytwarzają specjalne enzymy i toksyny. Jest to również rodzaj odporności w najbardziej elementarnej formie. W bardziej zorganizowanych organizmach system obronny ma organizację wielopoziomową.

Pełni funkcje ochrony wszystkich narządów i części ciała człowieka przed wnikaniem do niego różnych drobnoustrojów i innych obcych czynników z zewnątrz, a także ochrony przed elementami wewnętrznymi, które układ odpornościowy klasyfikuje jako obce, niebezpieczne. Aby te funkcje chroniące organizm mogły być w pełni realizowane, natura „wynalazła” odporność komórkową i odporność humoralną dla istot wyższych. Mają specyficzne różnice, ale działają razem, pomagając sobie nawzajem i uzupełniając się. Rozważ ich cechy.

Odporność komórkowa

Z nazwą tego systemu ochrony wszystko jest proste - komórkowe, co oznacza, że \u200b\u200bjest w jakiś sposób połączone z komórkami ciała. Obejmuje odpowiedź immunologiczną bez udziału przeciwciał, a głównymi „wykonawcami” neutralizacji obcych czynników, które dostały się do organizmu w odporności komórkowej, są limfocyty T, które wytwarzają receptory umocowane na błonach komórkowych. Zaczynają działać po bezpośrednim kontakcie z obcym bodźcem. Porównując odporność komórkową i humoralną, należy zauważyć, że ta pierwsza „specjalizuje się” w wirusach, grzybach, nowotworach o różnej etiologii i różnych mikroorganizmach, które dostały się do komórki. Neutralizuje również drobnoustroje, które przetrwały w fagocytach. Drugi woli zajmować się bakteriami i innymi czynnikami chorobotwórczymi, które znajdują się we krwi lub układzie limfatycznym. Zasady ich pracy są nieco inne. Odporność komórkowa aktywuje fagocyty, limfocyty T, komórki NK (naturalni zabójcy) i uwalnia cytokiny. Są to małe cząsteczki peptydowe, które po dotarciu na błonę komórki A oddziałują z receptorami komórki B. W ten sposób przekazują sygnał o niebezpieczeństwie. Wywołuje reakcje obronne w sąsiednich komórkach.

Odporność humoralna

Jak wspomniano powyżej, główna różnica między odpornością komórkową i humoralną polega na lokalizacji obiektów ich działania. Oczywiście mechanizmy, za pomocą których realizowana jest ochrona przed złośliwymi agentami, również mają swoje specyficzne cechy. Limfocyty B głównie „pracują” na odporność humoralną. U dorosłych wytwarzane są wyłącznie w szpiku kostnym, a u zarodków dodatkowo w wątrobie. Ten rodzaj ochrony nazwano humoralnym od słowa „humor”, co po łacinie oznacza „kanał”. Limfocyty B są w stanie wytworzyć takie przeciwciała, które są oddzielone od powierzchni komórki i swobodnie przemieszczają się w układzie limfatycznym lub krwionośnym. (zachęcać do działania) obcych agentów lub limfocytów T. Pokazuje to związek i zasadę interakcji między odpornością komórkową a odpornością humoralną.

Więcej o limfocytach T

Są to komórki, które są szczególnym typem limfocytów wytwarzanych w grasicy. U ludzi jest to nazwa grasicy, znajdującej się w klatce piersiowej tuż pod tarczycą. Pierwsza litera tego ważnego narządu jest używana w nazwie limfocytów. Prekursory limfocytów T są wytwarzane w szpiku kostnym. W grasicy następuje ich ostateczne różnicowanie (tworzenie), w wyniku którego nabywają receptory komórkowe i markery.

Limfocyty T są kilku typów:

T-pomocnicy. Nazwa pochodzi od angielskiego słowa help, które oznacza „pomoc”. „Pomocnik” w języku angielskim to asystent. Same takie komórki nie niszczą obcych czynników, ale aktywują produkcję komórek zabójców, monocytów i cytokin.
T-zabójcy. Są to „urodzeni” zabójcy, których celem jest zniszczenie komórek własnego ciała, w którym zadomowił się obcy agent. Tych „zabójców” jest wiele odmian. Każda taka komórka „widzi”
tylko na jeden rodzaj patogenu. Oznacza to, że zabójcy T, którzy reagują na przykład na paciorkowce, będą ignorować salmonellę. Ponadto „nie zauważają” obcego „szkodnika”, który wdarł się do ludzkiego ciała, ale nadal swobodnie krąży w jego płynnych mediach. Cechy działania zabójców T wyjaśniają, w jaki sposób odporność komórkowa różni się od odporności humoralnej, która działa według innego schematu.
Limfocyty T γδ. Są produkowane bardzo mało w porównaniu z innymi komórkami T. Są skonfigurowane do rozpoznawania czynników lipidowych.
Tłumiki. Ich rolą jest zapewnienie odpowiedzi immunologicznej o takim czasie trwania i sile, jaka jest wymagana w każdym konkretnym przypadku.

Więcej o limfocytach B

Komórki te po raz pierwszy znaleziono u ptaków w ich narządzie, który po łacinie zapisano jako Bursa fabricii. Do nazwy limfocytów dodano pierwszą literę. Rodzą się z komórek macierzystych znajdujących się w czerwonym szpiku kostnym. Stamtąd wychodzą niedojrzali. Ostateczne różnicowanie kończy się w śledzionie i węzłach chłonnych, skąd uzyskuje się z nich dwa typy komórek:

Osocze. Są to limfocyty B, czyli komórki plazmatyczne, które są głównymi „fabrykami” do produkcji przeciwciał. Przez 1 sekundę każda komórka plazmatyczna wytwarza tysiące cząsteczek białka (immunoglobulin) skierowanych przeciwko jednemu rodzajowi drobnoustroju. Dlatego układ odpornościowy jest zmuszony do różnicowania wielu odmian limfocytów B osocza w celu zwalczania różnych czynników chorobotwórczych.
Komórki pamięci. Są to małe limfocyty, które żyją znacznie dłużej niż inne formy. „Pamiętają” antygen, przed którym już broniły organizm. Po ponownym zakażeniu takim środkiem bardzo szybko aktywują odpowiedź immunologiczną, wytwarzając ogromną ilość przeciwciał. Komórki pamięci są również obecne w limfocytach T. W tej odporności odporność komórkowa i humoralna są podobne. Co więcej, te dwa rodzaje obrony przed obcymi agresorami działają razem, ponieważ limfocyty B pamięci są aktywowane przy udziale limfocytów T.

Zdolność do zapamiętywania czynników patologicznych stanowiła podstawę szczepienia, które tworzy nabytą odporność w organizmie. Ta umiejętność działa również po tym, jak osoba cierpi na choroby, na które rozwinęła się stabilna odporność (ospa wietrzna, szkarlatyna, ospa).

Inne czynniki odporności

Każdy rodzaj obrony organizmu przed obcymi czynnikami ma swoich, powiedzmy, wykonawców, którzy dążą do zniszczenia patogennej formacji lub przynajmniej zapobieżenia jej wniknięciu do ustroju. Powtarzamy, że odporność według jednej z klasyfikacji to:

1. Wrodzona.

2. Nabyte. Zdarza się aktywny (pojawia się po szczepieniach i niektórych chorobach) i bierny (występuje w wyniku przeniesienia przeciwciał na dziecko od matki lub wprowadzenia surowicy z gotowymi przeciwciałami).

Według innej klasyfikacji odporność to:

Naturalny (obejmuje 1 i 2 rodzaje ochrony z poprzedniej klasyfikacji).
Sztuczna (jest to ta sama nabyta odporność, która pojawiła się po szczepieniach lub niektórych surowicach).

Wrodzony typ ochrony ma następujące czynniki:

Mechaniczne (skóra, błony śluzowe, węzły chłonne).
Chemiczne (pot, wydzieliny łojowe, kwas mlekowy).
Samooczyszczanie (łzy, peeling, kichanie itp.).
Antyadhezyjny (mucyna).
Zmobilizowany (zapalenie zakażonego obszaru, odpowiedź immunologiczna).

Nabyty rodzaj ochrony ma tylko komórkowe i humoralne czynniki odporności. Rozważmy je bardziej szczegółowo.

Czynniki humoralne

Efekt tego rodzaju odporności zapewniają następujące czynniki:

system komplementów. Termin ten odnosi się do grupy białek serwatkowych, które są stale obecne w organizmie zdrowego człowieka. Dopóki nie nastąpi wprowadzenie czynnika obcego, białka pozostają w postaci nieaktywnej. Gdy tylko patogen dostanie się do środowiska wewnętrznego, system komplementów zostaje natychmiast aktywowany. Dzieje się to na zasadzie „domina” – jedno białko, które znalazło np. mikroba, informuje o tym drugie, najbliższe, to drugie – następne i tak dalej. W rezultacie białka dopełniacza ulegają rozkładowi, uwalniając substancje, które przebijają błony żywych organizmów obcych, dzierżawią ich komórki i inicjują reakcję zapalną.
Rozpuszczalne receptory (potrzebne do niszczenia patogenów).
Peptydy przeciwdrobnoustrojowe (lizozym).
interferony. Są to specyficzne białka zdolne do ochrony komórki zainfekowanej przez jeden czynnik przed uszkodzeniem przez inny. Interferon jest wytwarzany przez limfocyty, leukocyty T i fibroblasty.

Czynniki komórkowe

Należy pamiętać, że termin ten ma nieco inną definicję niż odporność komórkowa, której głównymi czynnikami są limfocyty T. Niszczą patogen i jednocześnie zainfekowaną przez niego komórkę. Również w układzie odpornościowym istnieje koncepcja czynników komórkowych, do których należą neutrofile i makrofagi. Ich główną rolą jest pochłonięcie problematycznej komórki i jej strawienie (zjedzenie). Jak widać, robią to samo, co limfocyty T (zabójcy), ale jednocześnie mają swoje własne cechy.

Neutrofile to niepodzielne komórki zawierające dużą liczbę granulek. Zawierają białka antybiotyczne. Ważnymi właściwościami neutrofili są krótki czas życia oraz zdolność do chemotaksji, czyli przemieszczania się do miejsca wprowadzenia drobnoustroju.

Makrofagi to komórki zdolne do wchłaniania i przetwarzania dość dużych cząstek obcych. Ponadto ich rolą jest przekazywanie informacji o czynniku chorobotwórczym do innych systemów obronnych i stymulowanie ich aktywności.

Jak widać, rodzaje odporności, komórkowa i humoralna, z których każda pełni swoją własną funkcję, z góry określoną przez naturę, działają razem, zapewniając w ten sposób maksymalną ochronę organizmu.

Mechanizm odporności komórkowej

Aby zrozumieć, jak to działa, musisz wrócić do limfocytów T. W grasicy przechodzą tak zwaną selekcję, to znaczy nabywają receptory zdolne do rozpoznawania jednego lub drugiego czynnika chorobotwórczego. Bez tego nie będą mogły pełnić swoich funkcji ochronnych.

Pierwszy krok nazywa się selekcją β. Jej proces jest bardzo złożony i zasługuje na osobne omówienie. W naszym artykule zauważymy tylko, że podczas selekcji β większość limfocytów T nabywa receptory pre-TRK. Te komórki, które nie mogą ich wytworzyć, umierają.

Drugi etap nazywany jest selekcją pozytywną. Limfocyty T z receptorami pre-TRK nie są jeszcze zdolne do ochrony przed czynnikami chorobotwórczymi, ponieważ nie mogą wiązać się z cząsteczkami kompleksu zgodności tkankowej. Aby to zrobić, muszą zdobyć inne receptory - CD8 i CD4. Podczas złożonych przemian niektóre komórki mają możliwość interakcji z białkami MHC. Reszta umiera.

Trzeci etap nazywa się selekcją negatywną. Podczas tego procesu komórki, które przeszły drugi etap, przemieszczają się na granicę grasicy, gdzie część z nich styka się z własnymi antygenami. Te komórki również umierają. Zapobiega to ludzkim chorobom autoimmunologicznym.

Pozostałe komórki T zaczynają działać, aby chronić organizm. W stanie nieaktywnym udają się do swojego miejsca życia. Kiedy obcy czynnik dostaje się do organizmu, reagują na niego, rozpoznają go, aktywują się i zaczynają dzielić, tworząc T-pomocników, T-zabójców i inne czynniki opisane powyżej.

Jak działa odporność humoralna

Jeśli drobnoustrój pomyślnie przeszedł wszystkie mechaniczne bariery ochronne, nie zginął w wyniku działania czynników chemicznych i antyadhezyjnych i przeniknął do organizmu, brane są pod uwagę humoralne czynniki odporności. Komórki T „nie widzą” czynnika, gdy jest on w stanie wolnym. Ale aktywowane (makrofagi i inne) wychwytują patogen i pędzą z nim do węzłów chłonnych. Znajdujące się tam limfocyty T są w stanie rozpoznać patogeny, ponieważ mają do tego odpowiednie receptory. Gdy tylko nastąpi „rozpoznanie”, komórki T zaczynają wytwarzać „pomocników”, „zabójców” i aktywować limfocyty B. Te z kolei zaczynają wytwarzać przeciwciała. Wszystkie te działania po raz kolejny potwierdzają ścisłe współdziałanie odporności komórkowej i humoralnej. Ich mechanizmy radzenia sobie z obcym czynnikiem są nieco inne, ale mają na celu całkowite zniszczenie patogenu.

Wreszcie

Przyjrzeliśmy się, jak organizm jest chroniony przed różnymi szkodliwymi czynnikami. Odporność komórkowa i humoralna stoją na straży naszego życia. Ich ogólna charakterystyka polega na następujących cechach:

Mają komórki pamięci.
Działają przeciwko tym samym czynnikom (bakterie, wirusy, grzyby).
W swojej strukturze mają receptory, za pomocą których rozpoznawane są patogeny.
Przed rozpoczęciem pracy nad ochroną przechodzą długi etap dojrzewania.

Główna różnica polega na tym, że odporność komórkowa niszczy tylko te czynniki, które przeniknęły do komórek, podczas gdy odporność humoralna może działać w dowolnej odległości od limfocytów, ponieważ wytwarzane przez nie przeciwciała nie są przyczepione do błon komórkowych.

Odporność to słowo, które dla większości ludzi jest niemal magiczne. Faktem jest, że każdy organizm ma swoją własną informację genetyczną, charakterystyczną tylko dla niego, dlatego odporność każdej osoby na choroby jest inna.

Czym zatem jest odporność?

Z pewnością każdy, kto jest zaznajomiony z szkolnym programem nauczania biologii, z grubsza wyobraża sobie, że odporność to zdolność organizmu do obrony przed wszystkim obcym, czyli przeciwstawianie się działaniu czynników szkodliwych. Co więcej, zarówno te, które dostają się do organizmu z zewnątrz (drobnoustroje, wirusy, różne pierwiastki chemiczne), jak i te, które powstają w samym organizmie, na przykład martwe lub rakowe, a także uszkodzone komórki. Każda substancja, która przenosi informację genetyczną obcych, jest antygenem, co dosłownie tłumaczy się jako „przeciwko genom”. a specyfikę zapewnia integralna i skoordynowana praca organów odpowiedzialnych za produkcję określonych substancji i komórek, które są w stanie w odpowiednim czasie rozpoznać, co jest dla organizmu własne, a co obce, a także odpowiednio reagować na inwazja obcych.

Przeciwciała i ich rola w organizmie

Układ odpornościowy najpierw rozpoznaje antygen, a następnie próbuje go zniszczyć. W tym przypadku organizm wytwarza specjalne struktury białkowe - przeciwciała. To oni stają w obronie, gdy jakikolwiek patogen dostanie się do organizmu. Przeciwciała to specjalne białka (immunoglobuliny) wytwarzane przez leukocyty w celu neutralizacji potencjalnie niebezpiecznych antygenów - drobnoustrojów, toksyn, komórek nowotworowych.

Na podstawie obecności przeciwciał i ich ilościowej ekspresji określa się, czy organizm ludzki jest zakażony, czy nie, i czy ma wystarczającą odporność (nieswoistą i swoistą) na określoną chorobę. Po znalezieniu pewnych przeciwciał we krwi można nie tylko stwierdzić, że występuje infekcja lub nowotwór złośliwy, ale także określić jego rodzaj. To właśnie na oznaczaniu obecności przeciwciał przeciwko patogenom określonych chorób opiera się wiele testów i analiz diagnostycznych. Na przykład w teście immunoenzymatycznym próbka krwi jest mieszana z wcześniej przygotowanym antygenem. Jeśli obserwuje się reakcję, oznacza to, że w organizmie są obecne przeciwciała, a zatem sam środek.

Odmiany obrony immunologicznej

Ze względu na pochodzenie wyróżnia się następujące typy odporności: specyficzną i niespecyficzną. Ta ostatnia jest wrodzona i skierowana przeciwko jakiejkolwiek obcej substancji.

Odporność niespecyficzna to zespół elementów ochronnych organizmu, który z kolei dzieli się na 4 typy.

Na elementy mechaniczne (skóra i błony śluzowe, zajęte są rzęsy, pojawia się kichanie, kaszel).
Do substancji chemicznych (kwasy potowe, łzy i ślina, wydzielina z nosa).
Do czynników humoralnych ostrej fazy zapalenia, krzepnięcia krwi; laktoferyna i transferyna; interferony; lizozym).
Do komórek (fagocyty, naturalni zabójcy).

Nazywa się to nabytym lub adaptacyjnym. Jest skierowany przeciwko wybranej substancji obcej i objawia się w dwóch postaciach - humoralnej i komórkowej.

jego mechanizmy

Zastanówmy się, czym różnią się od siebie oba rodzaje ochrony biologicznej organizmów żywych. Niespecyficzne i swoiste mechanizmy odporności dzieli się ze względu na szybkość reakcji i działanie. Czynniki naturalnej odporności zaczynają chronić natychmiast, gdy tylko patogen wniknie w skórę lub błonę śluzową i nie zachowują pamięci o interakcji z wirusem. Działają przez cały czas walki organizmu z infekcją, ale szczególnie skutecznie – w pierwszych czterech dniach po wniknięciu wirusa, wtedy zaczynają działać mechanizmy swoistej odporności. Głównymi obrońcami organizmu przed wirusami w okresie odporności niespecyficznej są limfocyty i interferony. Komórki NK identyfikują i niszczą zainfekowane komórki za pomocą wydzielanych cytotoksyn. Te ostatnie powodują zaprogramowane niszczenie komórek.

Jako przykład rozważmy mechanizm działania interferonu. Podczas infekcji wirusowej komórki syntetyzują interferon i uwalniają go do przestrzeni między komórkami, gdzie wiąże się z receptorami na innych zdrowych komórkach. Po ich interakcji w komórkach wzrasta synteza dwóch nowych enzymów: syntetazy i kinazy białkowej, z których pierwszy hamuje syntezę białek wirusowych, a drugi rozszczepia obce RNA. W rezultacie w pobliżu ogniska infekcji wirusowej tworzy się bariera niezainfekowanych komórek.

Odporność naturalna i sztuczna

Specyficzna i niespecyficzna wrodzona odporność dzieli się na naturalną i sztuczną. Każdy z nich jest aktywny lub pasywny. Naturalność przychodzi naturalnie. Naturalny aktywny pojawia się po wyleczeniu choroby. Na przykład ludzie, którzy mieli dżumę, nie zarazili się podczas opieki nad chorymi. Naturalny bierny - łożyskowy, siarowy, transowarialny.

Sztuczną odporność wykrywa się w wyniku wprowadzenia do organizmu osłabionych lub martwych mikroorganizmów. Sztuczna substancja czynna pojawia się po szczepieniu. Sztuczna umiejętność pasywna jest nabywana za pomocą serum. Gdy jest aktywny, organizm sam wytwarza przeciwciała w wyniku choroby lub czynnej immunizacji. Jest bardziej stabilny i długotrwały, może przetrwać wiele lat, a nawet całe życie. osiągnięte za pomocą przeciwciał sztucznie wprowadzonych podczas immunizacji. Jest mniej trwały, działa kilka godzin po wprowadzeniu przeciwciał i utrzymuje się od kilku tygodni do miesięcy.

Specyficzne i niespecyficzne różnice w odporności

Odporność niespecyficzna jest również nazywana naturalną, genetyczną. Jest to właściwość organizmu, która jest genetycznie dziedziczona przez członków danego gatunku. Na przykład istnieje ludzka odporność na nosówkę psów i szczurów. Odporność wrodzona może zostać osłabiona przez napromieniowanie lub głód. Odporność niespecyficzna jest realizowana za pomocą monocytów, eozynofili, bazofilów, makrofagów, neutrofili. Swoiste i nieswoiste czynniki odporności różnią się także czasem działania. Specyficzne objawia się po 4 dniach podczas syntezy specyficznych przeciwciał i tworzenia limfocytów T. Jednocześnie wyzwalana jest pamięć immunologiczna w wyniku tworzenia komórek T i B pamięci dla określonego patogenu. Pamięć immunologiczna jest przechowywana przez długi czas i jest podstawą skuteczniejszego wtórnego działania odpornościowego. Właśnie na tej właściwości opiera się zdolność szczepionek do zapobiegania chorobom zakaźnym.

Odporność swoista ma na celu ochronę organizmu, który powstaje w procesie rozwoju indywidualnego organizmu przez całe jego życie. Gdy do organizmu dostanie się nadmierna ilość patogenów, może on ulec osłabieniu, chociaż choroba będzie przebiegać w łagodniejszej postaci.

Jaka jest odporność noworodka?

Noworodek ma już nieswoistą i swoistą odporność, która z każdym dniem stopniowo wzrasta. W pierwszych miesiącach życia niemowlaka pomagają przeciwciała matki, które otrzymał od niej przez łożysko, a następnie otrzymuje wraz z mlekiem matki. Odporność ta jest bierna, nie jest trwała i chroni dziecko do około 6 miesiąca życia. Dzięki temu noworodek jest odporny na infekcje takie jak odra, różyczka, szkarlatyna, świnka i inne.

Stopniowo, także za pomocą szczepień, układ odpornościowy dziecka nauczy się samodzielnie wytwarzać przeciwciała i przeciwstawiać się czynnikom zakaźnym, ale proces ten jest długi i bardzo indywidualny. Ostateczna formacja układu odpornościowego dziecka kończy się w wieku trzech lat. U młodszego dziecka układ odpornościowy nie jest w pełni ukształtowany, więc dziecko jest bardziej podatne niż osoba dorosła na większość bakterii i wirusów. Ale to nie znaczy, że ciało noworodka jest całkowicie bezbronne, jest w stanie wytrzymać wielu zakaźnych agresorów.

Zaraz po urodzeniu dziecko styka się z nimi i stopniowo uczy się z nimi egzystować, wytwarzając ochronne przeciwciała. Stopniowo drobnoustroje zasiedlają jelita dziecka, dzieląc się na pożyteczne, ułatwiające trawienie i szkodliwe, które nie ujawniają się w żaden sposób, dopóki równowaga mikroflory nie zostanie zakłócona. Na przykład drobnoustroje osadzają się na błonach śluzowych nosogardzieli i migdałków i tam wytwarzane są przeciwciała ochronne. Jeśli w momencie wniknięcia infekcji organizm ma już przeciwciała przeciwko niej, choroba albo nie rozwija się, albo przechodzi w łagodnej postaci. Szczepienia profilaktyczne opierają się na tej właściwości organizmu.

Wniosek

Należy pamiętać, że odporność niespecyficzna i specyficzna jest funkcją genetyczną, to znaczy każdy organizm wytwarza niezbędną do tego liczbę różnych czynników ochronnych, a jeśli to wystarczy dla jednego, to dla innego nie. Wręcz przeciwnie, jedna osoba może całkowicie obejść się przy niezbędnym minimum, podczas gdy inna osoba będzie potrzebować znacznie więcej ciał ochronnych. Ponadto reakcje zachodzące w organizmie są dość zmienne, ponieważ praca układu odpornościowego jest procesem ciągłym i zależy od wielu czynników wewnętrznych i zewnętrznych.

Jak powiedziano, przeciwciała i RTK na dowolnie pobrany antygen istnieją w organizmie. Te przeciwciała i RTK są obecne na powierzchni limfocytów, tworząc tam receptory rozpoznające antygen. Niezwykle ważne jest, aby jeden limfocyt mógł syntetyzować przeciwciała (lub RTK) tylko o jednej specyficzności, które nie różnią się od siebie budową centrum aktywnego. Jest to sformułowane jako zasada „jeden limfocyt – jedno przeciwciało”.

W jaki sposób antygen, gdy dostanie się do organizmu, powoduje zwiększoną syntezę właśnie tych przeciwciał, które specyficznie reagują tylko z nimi? Odpowiedzi na to pytanie udzieliła teoria selekcji klonów australijskiego badacza F.M. Burnet. Zgodnie z tą teorią jedna komórka syntetyzuje tylko jeden typ przeciwciał, które są zlokalizowane na jej powierzchni. Repertuar przeciwciał powstaje przed i niezależnie od napotkania antygenu. Rolą antygenu jest jedynie znalezienie komórki niosącej na swojej błonie przeciwciało, które swoiście z nią reaguje, i aktywacja tej komórki. Aktywowany limfocyt wchodzi w podział i różnicowanie. W rezultacie z jednej komórki powstaje 500 - 1000 genetycznie identycznych komórek (klonów). Klon syntetyzuje ten sam typ przeciwciał, które mogą specyficznie rozpoznawać antygen i wiązać się z nim (ryc. 16). Na tym polega istota odpowiedzi immunologicznej: selekcja pożądanych klonów i stymulacja ich do podziału.

Tworzenie limfocytów zabójczych opiera się na tej samej zasadzie: selekcji antygenów limfocytu T niosącego na swojej powierzchni RTK o pożądanej specyficzności oraz stymulacji jego podziału i różnicowania. W rezultacie powstaje klon tego samego typu T-zabójców. Niosą na swojej powierzchni dużą ilość RTK. Te ostatnie oddziałują z antygenem, który jest częścią obcej komórki i są zdolne do zabijania tych komórek.

Zabójca nie może nic zrobić z rozpuszczalnym antygenem – ani go zneutralizować, ani usunąć z organizmu. Ale limfocyt zabójca jest bardzo aktywny w zabijaniu komórek zawierających obcy antygen. Dlatego przechodzi przez rozpuszczalny antygen, ale nie przechodzi przez antygen znajdujący się na powierzchni „obcej” komórki.

Szczegółowe badanie odpowiedzi immunologicznej wykazało, że powstanie klonu komórek wytwarzających przeciwciała, czyli klonu T-killerów, wymaga udziału specjalnych limfocytów pomocniczych (T-helpers). Same w sobie nie są w stanie wytwarzać przeciwciał ani zabijać komórek docelowych. Ale rozpoznając obcy antygen, reagują na niego, wytwarzając czynniki wzrostu i zróżnicowane. Czynniki te są niezbędne do reprodukcji i dojrzewania limfocytów tworzących przeciwciała i limfocytów zabójczych. W związku z tym warto przypomnieć wirusa AIDS, który powoduje poważne uszkodzenia układu odpornościowego. Wirus HIV infekuje komórki pomocnicze T, przez co układ odpornościowy nie jest w stanie wytwarzać przeciwciał ani tworzyć limfocytów T-zabójczych.

11. Mechanizmy efektorowe odporności

W jaki sposób przeciwciała lub zabójcy T usuwają obce substancje lub komórki z organizmu? W przypadku zabójców RTK pełnią jedynie funkcję „strzelca” - rozpoznają odpowiednie cele i przyczepiają do nich komórkę zabójcy. W ten sposób rozpoznawane są komórki zakażone wirusem. Sama PTK nie jest niebezpieczna dla komórki docelowej, ale „podążające za nią” limfocyty T mają ogromny potencjał destrukcyjny. W przypadku przeciwciał spotykamy się z podobną sytuacją. Same przeciwciała są nieszkodliwe dla komórek niosących antygen, ale kiedy napotkają antygeny, które krążą lub są częścią ściany komórkowej mikroorganizmu, układ dopełniacza jest połączony z przeciwciałami. Drastycznie nasila działanie przeciwciał. Dopełniacz informuje powstały kompleks antygen-przeciwciało o aktywności biologicznej: toksyczności, powinowactwie do komórek fagocytarnych i zdolności do wywoływania stanu zapalnego.

Pierwszy składnik tego układu (C3) rozpoznaje kompleks antygen-przeciwciało. Rozpoznanie prowadzi do pojawienia się jego aktywności enzymatycznej wobec kolejnego składnika. Sekwencyjna aktywacja wszystkich składników układu dopełniacza ma szereg konsekwencji. Po pierwsze, zachodzi kaskadowa amplifikacja reakcji. W tym przypadku produktów reakcji powstaje nieporównywalnie więcej niż początkowych reagentów. Po drugie, składniki (C9) dopełniacza są utrwalone na powierzchni bakterii, gwałtownie wzmagając fagocytozę tych komórek. Trzeci, podczas enzymatycznego rozszczepienia białek układu dopełniacza powstają fragmenty, które mają silne działanie zapalne. I, Wreszcie, gdy ostatni składnik dopełniacza jest zawarty w kompleksie antygen-przeciwciało, kompleks ten nabywa zdolność „perforowania” błony komórkowej, a tym samym zabijania obcych komórek. Tym samym układ dopełniacza jest najważniejszym ogniwem w reakcjach ochronnych organizmu.

Jednak dopełniacz jest aktywowany przez każdy kompleks antygen-przeciwciało, szkodliwy lub nieszkodliwy dla organizmu. Reakcja zapalna na nieszkodliwe antygeny, które regularnie dostają się do organizmu, może prowadzić do alergicznych, czyli wypaczonych odpowiedzi immunologicznych. Alergia rozwija się, gdy antygen ponownie dostanie się do organizmu. Na przykład przy wielokrotnym podawaniu surowic antytoksycznych lub przy użyciu młynków do białek mąki lub przy wielokrotnym wstrzykiwaniu środków farmaceutycznych (w szczególności niektórych antybiotyków). Walka z chorobami alergicznymi polega na stłumieniu albo samej odpowiedzi immunologicznej, albo na neutralizacji powstających podczas alergii substancji wywołujących stany zapalne.

Odporność jest sposobem ochrony organizmu przed genetycznie obcymi substancjami - antygenami pochodzenia egzogennego i endogennego, mający na celu utrzymanie i zachowanie homeostazy, strukturalnej i funkcjonalnej integralności organizmu, biologicznej (antygenowej) indywidualności każdego organizmu i gatunku jako całości .

Istnieje kilka głównych rodzajów odporności.

Wrodzona, specyficzna, odporność, jest też dziedziczna, genetyczna, konstytucyjna – jest to genetycznie utrwalona, odziedziczona odporność danego gatunku i jego osobników na jakikolwiek antygen (lub mikroorganizm) wykształcony w procesie filogenezy, ze względu na cechy biologiczne samego organizmu, właściwości tego antygenu, a także charakterystykę ich interakcji.

Przykład może służyć odporność człowieka na niektóre patogeny, w tym szczególnie niebezpieczne dla zwierząt hodowlanych (księgosusz, rzekomy pomór ptaków, ospa końska itp.), niewrażliwość człowieka na bakteriofagi infekujące komórki bakteryjne. Odporność genetyczna może również obejmować brak wzajemnych reakcji immunologicznych na antygeny tkankowe u bliźniąt jednojajowych; rozróżnić wrażliwość na te same antygeny w różnych liniach zwierząt, tj. zwierzętach o różnych genotypach.

Odporność gatunkowa może być bezwzględna lub względna.. Na przykład żaby, które są niewrażliwe na toksynę tężca, mogą reagować na jej podanie, jeśli temperatura ich ciała wzrośnie. Białe myszy, które nie są wrażliwe na żaden antygen, nabywają zdolność reagowania na niego, jeśli zostaną wystawione na działanie środków immunosupresyjnych lub gdy usunie się im centralny organ odporności, grasicę.

odporność nabyta- jest to odporność na antygen organizmu ludzkiego, zwierzęcego itp. wrażliwego na ten antygen, nabyta w procesie ontogenezy w wyniku naturalnego kontaktu z tym antygenem organizmu, np. podczas szczepienia.

Przykład naturalnej odporności nabytej osoba może mieć odporność na infekcję występującą po chorobie, tzw. odporność pozakaźną (np. po durze brzusznym, błonicy i innych infekcjach), a także „proimmunity”, czyli nabycie odporności na szereg mikroorganizmów żyjących w środowisku i organizmie człowieka i stopniowo oddziałujących swoimi antygenami na układ odpornościowy.

W przeciwieństwie do odporności nabytej w wyniku choroby zakaźnej lub „ukrytej” immunizacji celowa immunizacja antygenami jest szeroko stosowana w praktyce w celu wytworzenia na nie odporności. W tym celu stosuje się szczepienie, a także wprowadzanie swoistych immunoglobulin, preparatów surowicy lub komórek immunokompetentnych. Nabyta w tym przypadku odporność nazywana jest odpornością poszczepienną i służy ochronie przed patogenami chorób zakaźnych, a także innymi obcymi antygenami.

Odporność nabyta może być czynna lub bierna.. Odporność czynna polega na aktywnej reakcji, aktywnym udziale układu odpornościowego w momencie zetknięcia się z danym antygenem (np. organizm, który może zapewnić ochronę przed antygenem. Te immunoodczynniki obejmują przeciwciała, tj. specyficzne immunoglobuliny i surowice odpornościowe, a także limfocyty odpornościowe. Immunoglobuliny są szeroko stosowane do immunizacji biernej, a także do specyficznego leczenia wielu infekcji (błonica, zatrucie jadem kiełbasianym, wścieklizna, odra itp.). Odporność bierna u noworodków jest tworzona przez immunoglobuliny podczas wewnątrzmacicznego przenoszenia przeciwciał z matki na dziecko przez łożysko i odgrywa istotną rolę w ochronie przed wieloma infekcjami wieku dziecięcego w pierwszych miesiącach życia dziecka.

Ponieważ w tworzeniu odporności biorą udział komórki układu odpornościowego i czynniki humoralne, zwyczajowo różnicuje się odporność czynną w zależności od tego, który ze składników reakcji immunologicznych odgrywa wiodącą rolę w tworzeniu ochrony przed antygenem. Pod tym względem istnieje odporność komórkowa, humoralna, komórkowo-humoralna i humoralno-komórkowa.

Przykład odporności komórkowej może służyć jako przeciwnowotworowa, a także odporność na przeszczepy, gdy cytotoksyczne limfocyty T odgrywają wiodącą rolę w odporności; odporność w infekcjach toksynemicznych (tężec, zatrucie jadem kiełbasianym, błonica) wynika głównie z obecności przeciwciał (antytoksyn); w gruźlicy wiodącą rolę odgrywają komórki immunokompetentne (limfocyty, fagocyty) z udziałem swoistych przeciwciał; w niektórych infekcjach wirusowych (ospa wietrzna, odra itp.) swoiste przeciwciała odgrywają rolę ochronną, podobnie jak komórki układu odpornościowego.

W patologii zakaźnej i niezakaźnej i immunologii, aby wyjaśnić naturę odporności, w zależności od natury i właściwości antygenu, używają również następującej terminologii: antytoksyczna, przeciwwirusowa, przeciwgrzybicza, przeciwbakteryjna, przeciwpierwotniakowa, transplantacyjna, przeciwnowotworowa i inne rodzaje odporności.

Wreszcie immunitet, tj. odporność czynna, może być utrzymana, utrzymana albo pod nieobecność, albo tylko w obecności antygenu w organizmie. W pierwszym przypadku antygen pełni rolę wyzwalacza, a odporność nazywa się sterylną. W drugim przypadku odporność traktowana jest jako niesterylna. Przykładem odporności sterylnej jest odporność poszczepienna z wprowadzeniem zabitych szczepionek oraz odporność niesterylna w gruźlicy, która jest zachowana tylko w obecności Mycobacterium tuberculosis w organizmie.

Odporność (odporność na antygen) może być ogólnoustrojowy, to znaczy uogólniony i miejscowy, w którym występuje wyraźniejszy opór poszczególnych narządów i tkanek, na przykład błon śluzowych górnych dróg oddechowych (dlatego czasami nazywany jest błoną śluzową).