Инфекционный иммунитет

Механизмы противовирусного иммунитета имеют особенности, определяемые природой вирусов, паразитизмом на уровне молекулярных и субмолекулярных структур. Внеклеточный вирус не проявляет своего патогенного действия, а иммунные реакции против внеклеточных вирионов сходны с реакциями на другие микроорганизмы.
Защитные реакции, направленные на внутриклеточные стадии развития вируса, действуют не на вирус, а на инфицированную вирусом клетку. Только таким путем происходит подавление репродукции вируса и освобождение от него.
Кардинальные особенности противовирусной защиты - защита клетки от проникшей в нее генетически чужеродной информации и подавление репродукции вируса.
Несмотря на особенности, иммунные реакции в отношении вируса подчиняются тем же закономерностям, что и иммунные реакции в отношении других антигенов.
I Понятие и виды иммунитетаПонятие иммунитет произошло от латинского «immunis». Его значение еще до нашей эры медики понимали как «находящийся под хорошей защитой, устойчивый к заразной болезни».
Иммунная система (иммунитет) – естественный защитный механизм нашего организма. Иммунитет поддерживает постоянство внутренней среды, устраняет чужеродное воздействие инфекционных возбудителей, химических веществ, аномальных клеток и т.д.
Иммунитет отвечает за два важнейших процесса в организме:
1) замена отработавших или поврежденных, состарившихся клеток различных органов нашего тела;
2) защита организма от проникновения разного рода инфекций – вирусов, бактерий, грибков.
Когда в организм человека вторгается инфекция, в дело вступают защитные системы организма, задача которых – обеспечить целостность и функциональность всех органов и систем. Макрофаги, фагоциты, лимфоциты – это клетки иммунной системы, иммуноглобулины – это белки, которые вырабатываются клетками иммунной системы и также борются с чужеродными частицами.
Другими словами, иммунитет – это невосприимчивость организма к инфекциям; способность удалять из организма любой чужеродный материал (бактерии, вирусы, нетипичные (опухолевые) клетки).
Существует два вида иммунитета:
1. Cпецифический иммунитет – приобретается после инфекции (например, после гриппа, кори, краснухи) или вакцинации. Он носит индивидуальный характер и формируется на протяжении всей жизни человека в результате контакта его иммунной системы с различными микробами и антигенами. Специфический иммунитет сохраняет память о перенесенной инфекции и препятствует ее повторному возникновению. Иногда специфический иммунитет может сохраняться на всю жизнь, иногда - несколько недель, месяцев или лет;
2. Неспецифический (врожденный) иммунитет – врожденная способность уничтожать все чуждое организму. Это образованная во внутриутробной жизни способность клеток синтезировать мембранные рецепторы к антигенам других организмов, других тканей и некоторым микроорганизмам, а также синтезировать соответствующие антитела и выводить их в жидкости тела.
Во время внутриутробного онтогенеза происходит коммитирование всех клеток, в том числе клеток крови, к антигенам другого организма т к антигенам других тканей.
Поэтому главной частью врожденного иммунитета является приобретение мембранами клеток молекул-рецепторов, способных связываться с определенными молекулами, фиксированными или продуцируемыми клетками других организмов (материнского), а также собственными клетками других органов и тканей. Эту часть врожденного иммунитета (иммунного статуса) называют главным комплексом гистосовместимости.
II Органы иммунной системыГлавную роль в иммунной системе два фактора: это антитела и лейкоциты (белые кровяные тельца). Иммунная система организма человека состоит из разных органов.
Тимус – это вилочковая железа. Этот орган расположен в верхней части грудной клетки спереди. Он является как бы рассадником Т-лимфоцитов.
Это очень хрупкий орган, который расположен в брюшной полости в левом подреберье. Он играет роль фильтра всей крови организма, удаляя из ее русла старые эритроциты и тромбоциты. Кроме того, она является и резервуаром крови, а также в ней формируются некоторые клетки иммунной системы. Конечно, человек может прожить без селезенки, но при этом он будет более восприимчив к инфекциям.
Большей частью костный мозг содержится в крупных трубчатых костях (бедренных), а также позвонках и тазовых костях. Костный мозг – это источник не только эритроцитов – красных кровяных телец, но и лимфоцитов, а также макрофагов.
Лимфоузлы можно сравнить с блокпостами на пути лимфатических сосудов. Они представляют собой фильтры лимфы, очищая ее от различных антигенов: бактерий, вирусов, раковых клеток. Они задерживают антигены, после чего в борьбу с ними вступают антитела, макрофаги и Т-лимфоциты.
Антитела представляют собой особые белки (протеины), которые продуцируются клетками иммунной системы. Антитела способны бороться со специфичными антигенами. Антителами выступают обычно только белковые молекулы, но иногда это могут и небелковые молекулы.
Белковые молекулы в качестве антигена – это, например, болезнетворные бактерии, вирусы, клетки опухоли, чужеродные клетки, которые попали в организм искусственно (переливание крови, пересадка органов и тканей), а также другие белковые вещества.
Антитела имеют свою специфичность. То есть, определенные антитела могут воздействовать только на определенные антигены. К примеру, сыворотка, в которой содержатся антитела, вводится в организм при определенном заболевании и не оказывает какого-либо эффекта при других заболеваниях, так как в этом случае в организме – другой антиген.
Антитела могут бороться с антигенами несколькими путями:
Они склеивают антигены (клетки) в кучки таким образом, что они не могут передвигаться, после чего они поглощаются макрофагами.
Образуют «дыры» в стенке клеток-антигенов, в результате чего их содержимое вытекает и клетки погибают.
Блокируют антигены, что позволяет клеткам иммунной системы (в особенности, макрофагам), пожирать эти клетки.
Белые кровяные клетки – это лейкоциты. Их очень много в крови и они циркулируют по всему организму, как бы, будучи на страже, чтобы в любой момент отразить атаку антигенов. В норме число лейкоцитов составляет от 4 до 9 миллиардов в одном литре крови.
Лейкоциты в свою очередь делятся на 5 типов:
Лимфоциты. Этот вид белых кровяных телец представляет собой ключевой элемент иммунной системы. Лимфоциты обладают уникальным свойством – они могут помнить любой антиген, с которым они когда-то сталкивались. Благодаря этому их свойству, в частности, и существует иммунитет от различных инфекционных болезней. Это означает, что при попадании в организм какого-либо антигена лимфоциты «помнят», как с ними бороться. Лимфоциты делятся на два больших класса:
Т-лимфоциты. Эти лимфоциты взаимодействуют с антигеном только после того, как им «дадут знать» о них особые клетки. После взаимодействия с антигеном, Т-лимфоциты начинают продуцировать вещества, привлекающие другие иммунные клетки – макрофаги, которые и атакуют антиген, пожирая его. Иногда иммунная система не в состоянии полностью уничтожить антиген, а лишь как бы изолирует его, окутав как будто сетью. Поэтому функция Т-лимфоцитов – это сбор клеток иммунной системы на борьбу с антигеном.
В-лимфоциты. Эти клетки иммунной системы играют очень важную роль – они продуцируют антитела. В-лимфоциты так же обладают памятью и могут в течение длительного времени помнить, какие антитела нужно вырабатывать против того или иного антигена. На этом основан и принцип вакцинации. При этом в организм вводится антиген, но не обычный, а намного более ослабленный или даже погибший. Иногда в состав вакцины входит не полностью антиген, а лишь его часть, та самая, которую и «запомнит» иммунная система. Как только такой ослабший или убитый антиген оказывается в организме, иммунная система вырабатывает антитела к нему и таким образом формируется «память» - это и есть иммунитет. В следующий раз, когда в организм поступит настоящий антиген, Ваша иммунная система уже будет знать, как лучше всего бороться с этим антигеном, в результате чего болезнь протекает весьма легко или даже не успевает перейти в клиническую стадию.
Следующий тип клеток иммунной системы – это макрофаги. Само слово макрофаг образовано от двух слов: макро – большой и фаг – пожирать. Эти клетки и есть те лейкоциты, которые пожирают антиген.
Остальные три типа клеток: нейтрофилы, базофилы и эозинофилы отвечают за развитие и течение воспаления.
III Факторы, снижающие и повышающие иммунитет человекаК факторам, снижающим иммунитет человека, относятся:
Плохая экология.
Стресс.
Неправильное питание.
Вредные привычки (спиртное и курение).
Бесконтрольный прием антимикробных и антигрибковых препаратов.
Переутомление и недосыпание.
Логично предположить, что для того, чтобы если не повысить, то хотя бы сохранить иммунитет в рабочем состоянии необходимо уменьшить количество факторов риска и/или уменьшить длительность их воздействия на организм человека.
Итак, вот некоторые советы, которые помогут укрепить иммунитет:
1. Правильное питание. Пища должна быть разнообразной и качественной. Необходимо регулярно употреблять в пищу мясо или рыбу. Очень полезны овощи, фрукты, ягоды и зелень. Необходимы организму человека и кисломолочные продукты, т.к. они усиливают выработку интерферона. Очень полезными свойствами обладает оливковое масло. Зленный чай способствует выведению из организма радионуклидов. Нужно стараться избегать употребления большого количества различных консервантов, красителей и стабилизаторов. Вред организму наносят и продукты с высоким содержанием сахара. Негативное воздействие на иммунитет оказывают диеты, голодание, а также и избыточный вес.
2. Витамины и минералы. Самыми важными витаминами для иммунной системы являются A, B5, C, D, F, PP. Необходимые минералы: селен, цинк, магний, кальций, железо, йод и марганец. Дефицит необходимых человеку микроэлементов губительно действует на весь организм. Особенно не хватает витаминов человеку весной и осенью.
3. Пробиотики. Нужно есть больше продуктов, которые увеличивают рост полезных бактерий в организме. В их список входит репчатый лук и лук-порей, чеснок, артишоки и бананы.
4. Активный образ жизни. Бег, плавание, длительные пешие прогулки, регулярные занятия гимнастикой прекрасно укрепляют иммунитет.
5. Расслабление. Придя домой, прилягте на диван, закройте глаза, вытяните руки вдоль тела и постарайтесь думать о чем-нибудь приятном, дыша глубоко и ровно. Можно включить негромкую музыку. Такая релаксация снимает накопившуюся в течение дня усталость и не дает стрессу победить иммунитет.
6. Старайтесь регулярно париться в русской бане или посещать сауну.
Чередование высоких и низких температур – это замечательная тренировка иммунной системы. Завсегдатаи русской бани или сауны забывают про хронические насморки, бронхиты, катары носа и горла. Если нет возможности ходить в баню или сауну, подойдет обыкновенный контрастный душ. Не забудьте после душа энергично растереть тело влажной мочалкой или грубым полотенцем.
7. Принимайте специальные препараты для укрепления иммунитета.
Природные средства, помогающие укрепить иммунитет – чеснок, женьшень, лакричник, красный клевер, зверобой, чистотел, девясил, желтокорень, одуванчик. Это могут быть и спец. препараты, предназначенные для этой же цели.
8. Вовремя проходите вакцинацию. Соблюдайте график прививок у детей, да и сами не забывайте прививаться. Появление в нашем организме малого количества микробов только способствует укреплению иммунитета.
9. Борьба с дисбактериозом. Иммунитет в большой степени зависит от состояния нашего кишечника. Необходимо поддерживать баланс полезных палочек и бактерий в кишечнике и бороться с вредными.
10. Полноценный сон. Для поддержания здоровья человеку необходим полноценный сон. Спать нужно не менее восьми часов в сутки. Бессонницу обязательно нужно лечить.
11. Ключ к здоровой иммунной системе – оптимизм. Психологи уже давно твердят, что пессимисты болеют чаще и тяжелее, чем оптимисты. Чтобы сохранить светлое отношение к жизни, старайтесь реже смотреть телевизор, особенно программы о чрезвычайных происшествиях.
И самое главное в этом процессе – стараться укрепить иммунитет заранее, не ждать проявления первых признаков заболевания. Ведь путь к здоровью – это только во вторую очередь хорошее лечение. А в первую – это забота о себе и защита от различных недугов.
IV Причины инфекционных заболеванийПричинным фактором инфекционных заболеваний является возбудитель (микроорганизм). Он вступает в сложное биологическое взаимодействие с организмом человека, что приводит к инфекционному процессу, затем - инфекционной болезни. Как правило, каждое инфекционное заболевание имеет своего возбудителя. Хотя встречаются и исключения, когда у одной болезни может быть несколько возбудителей (сепсис). И, наоборот, когда один возбудитель (стрептококк) вызывает разные болезни (ангина, скарлатина, рожа). Ежегодно открываются новые возбудители инфекционных болезней.
Многие возбудители инфекционных заболеваний видны под обычным микроскопом, а иногда их можно увидеть только при увеличении в тысячи раз, через электронный микроскоп. При встрече с возбудителями инфекционных болезней люди не всегда заболевают. Это может быть связано с врожденной или приобретенной устойчивостью ряда людей к болезнетворным микробам. Важным в предохранении от инфекционных заболеваний является постоянное соблюдение мер предупреждения заражения.
В человеческом организме на пути проникновения болезнетворных микробов стоят защитные барьеры организма: сухая чистая здоровая кожа, соляная кислота и ферменты желудка, в крови лейкоциты (белые кровяные шарики), которые захватывают и уничтожают болезнетворных микробов. Защитные силы эффективны в закаленном, здоровом организме человека.
Основными возбудителями инфекционных болезней являются: простейшие, бактерии, спирохеты, риккетсии, хламидии, микоплазмы, вирусы и др. Большинство инфекционных заболеваний вызываются бактериями и вирусами.
V Профилактика инфекционных заболеванийИнфекционные заболевания вызываются болезнетворными микроорганизмами, вирусами, грибами и передаются от зараженного человека или животного здоровому. Для возникновения инфекционных болезней необходимо наличие возбудителя, объекта заражения (человек или животное) и факторов передачи инфекции (различные элементы окружающей среды). Возбудители кишечных инфекций: дизентерии, сальмонеллеза, брюшного тифа и др. – распространяются через воду, пищевые продукты, грязные руки, посуду и т. д.; возбудители воздушно-капельных инфекций: гриппа, кори, коклюша, дифтерии и др. – попадают от больного к здоровому через воздух при разговоре, кашле, чиханье; грибковые заболевания кожных покровов передаются, при непосредственном контакте здоровых с больным человеком или животным. Такие болезни, как возвратный тиф, малярия, энцефалит, бешенство и др., передаются через кровососущих насекомых (вши, комары, клещи, москиты) или при укусе больными животными.
Источниками инфекционных болезней в организованных детских коллективах являются больные или носители инфекции (дети или обслуживающий персонал).
Для предупреждения возникновения инфекционных заболеваний среди детей и подростков необходимы: своевременное выявление больных и носителей инфекции, изоляция их от здоровых и затем лечение; исключение контакта здоровых с загрязненными предметами (посуда, игрушки и другие предметы обихода); строгое соблюдение санитарно-гигиенического и санитарно-противоэпидемического режима в учреждениях и дома.
При поступлении детей в детское учреждение при них обязательно должны быть заключение педиатра о состоянии здоровья ребенка, результаты лабораторных исследований и заключение эпидемиолога об отсутствии в течение двух предшествующих недель контактов с инфекционными больными. Ежедневно при приеме детей в учреждение медицинская сестра или воспитатель опрашивает родителей о состоянии здоровья детей, осматривает зев и кожу; в ясельных группах всем детям измеряют температуру тела, в дошкольных – по показаниям; контролируют характер стула.
При подозрении на заболевание ребенка изолируют до установления причины плохого самочувствия.
При выявлении инфекционного заболевания должны быть немедленно приняты меры по предупреждению распространения инфекции. Каждый медицинский работник (врач, фельдшер, медицинская сестра), обнаруживший инфекционного больного или подозрительного на инфекционное заболевание, обязан заполнить карту экстренного извещения и направить ее в районную или городскую СЭС; в организованном детском коллективе – поставить в известность руководство учреждения. Каждый случай инфекционного заболевания регистрируется в специальном журнале. Педагоги и воспитатели ежедневно отмечают в журналах отсутствующих детей и сообщают об этом медицинскому работнику учреждения для выяснения причин отсутствия ребенка.
По указанию эпидемиолога проводятся санитарно-противоэпидемические мероприятия, направленные на предупреждение распространения инфекции среди организованных детских коллективов. В зависимости от характера инфекции и способа ее передачи может предусматриваться карантин, дезинфекция, вакцинация и др. или комплекс предупредительных мероприятий. Кроме того, принимаются все меры для контроля за всеми контактными детьми и персоналом, проводятся обследования по выявлению носительства и т. д. Как правило, медицинский персонал учреждения принимает участие в эпидемиологическом обследовании, проводимом эпидемиологом, санитарным врачом или их помощниками. Медицинский персонал детских и подростковых учреждений поддерживает также тесный контакт с эпидемиологом и санитарным врачом тех районов, на территории которых находятся детские учреждения и куда направляются дети на отдых, с целью получения от них сведений об эпидемиологической обстановке в данных районах.
Среди профилактических мероприятий важное место занимает формирование невосприимчивости организма детей и создание у них иммунитета к различным болезням путем проведения предохранительных прививок, закаливающих процедур и других оздоровительных мероприятий. Невосприимчивость организма к инфекционным болезням достигается применением препаратов специфической профилактики (вакцины, сыворотки, Y-глобулин), а также использованием химиопрепаратов (антибиотики, сульфаниламиды и пр.). В настоящее время в качестве основных средств специфической профилактики широко применяются вакцины, на введение которых организм формирует специфический иммунитет к соответствующей инфекции.
Организацию и проведение профилактических прививок осуществляет медицинский персонал детских и подростковых учреждений. Вакцинация детей проводится как в плановом порядке (обязательные прививки), так и по эпидемиологическим показаниям. Плановые прививки предусмотрены приказами и инструкциями Министерства здравоохранения СССР. Прививки по эпидемиологическим показаниям проводятся по решению Министерства здравоохранения СССР, союзных республик, территориальных органов и учреждений здравоохранения.
VI Бактерии и вирусыБактерии – домен (надцарство) прокариотных (безъядерных) микроорганизмов, чаще всего одноклеточных. К настоящему времени описано около десяти тысяч видов бактерий и предполагается, что их существует свыше миллиона, однако само применение понятия вида к бактериям сопряжено с рядом трудностей.
Изучением бактерий занимается раздел микробиологии – бактериология.
Подавляющее большинство бактерий (за исключением актиномицетов и нитчатых цианобактерий) одноклеточны. По форме клеток они могут быть округлыми (кокки), палочковидными (бациллы, клостридии, псевдомонады), извитыми (вибрионы, спириллы, спирохеты), реже – звёздчатыми, тетраэдрическими, кубическими, C- или O-образными. Формой определяются такие способности бактерий, как прикрепление к поверхности, подвижность, поглощение питательных веществ. Отмечено, например, что олиготрофы, то есть бактерии, живущие при низком содержании питательных веществ в среде, стремятся увеличить отношение поверхности к объёму, например, с помощью образования выростов (т. н. простек).
Из обязательных клеточных структур выделяют три:
нуклеоиды;
рибосомы;
цитоплазматическая мембрана (ЦПМ).
С внешней стороны от ЦПМ находятся несколько слоёв (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол), называемых клеточной оболочкой, а также поверхностные структуры (жгутики, ворсинки). ЦПМ и цитоплазму объединяют вместе в понятие протопласт.
Размножение бактерий:
Некоторые бактерии не имеют полового процесса и размножаются лишь равновеликим бинарным поперечным делением или почкованием. Для одной группы одноклеточных цианобактерий описано множественное деление (ряд быстрых последовательных бинарных делений, приводящий к образованию от 4 до 1024 новых клеток). Для обеспечения необходимой для эволюции и приспособления к изменчивой окружающей среде пластичности генотипа у них существуют иные механизмы.
При делении большинство грамположительных бактерий и нитчатых цианобактерий синтезируют поперечную перегородку от периферии к центру при участии мезосом. Грамотрицательные бактерии делятся путём перетяжки: на месте деления обнаруживается постепенно увеличивающееся искривление ЦПМ и клеточной стенки внутрь. При почковании на одном из полюсов материнской клетки формируется и растёт почка, материнская клетка проявляет признаки старения и обычно не может дать более 4 дочерних. Почкование имеется у разных групп бактерий и, предположительно, возникало несколько раз в процессе эволюции.
У других бактерий кроме размножения наблюдается половой процесс, но в самой примитивной форме. Половой процесс бактерий отличается от полового процесса эукариот тем, что у бактерий не образуются гаметы и не происходит слияния клеток. Однако главнейшее событие полового процесса, а именно обмен генетическим материалом, происходит и в этом случае. Этот называется генетической рекомбинацией. Часть ДНК (очень редко вся ДНК) клетки-донора переносится в клетку-реципиент, ДНК которой генетически отличается от ДНК донора. При этом перенесённая ДНК замещает часть ДНК реципиента. В процессе замещения ДНК участвуют ферменты, расщепляющие и вновь соединяющие цепи ДНК. При этом образуется ДНК, которая содержит гены обеих родительских клеток. Такую ДНК называют рекомбинантной. У потомства или рекомбинантов, наблюдается заметное разнообразие признаков, вызванное смещением генов. Такое разнообразие признаков очень важно для эволюции и является главным преимуществом полового процесса. Известны 3 способа получения рекомбинантов. Это – в порядке их открытия – трансформация, конъюгация и трансдукция.
Вирусы – мельчайшие возбудители инфекционных болезней. В переводе с латинского virus означает «яд, ядовитое начало». До конца 19 в. термин «вирус» использовался в медицине для обозначения любого инфекционного агента, вызывающего заболевание. Современное значение это слово приобрело после 1892, когда русский ботаник Д.И. Ивановский установил «фильтруемость» возбудителя мозаичной болезни табака (табачной мозаики). Он показал, что клеточный сок из зараженных этой болезнью растений, пропущенный через специальные фильтры, задерживающие бактерии, сохраняет способность вызывать то же заболевание у здоровых растений. Пять лет спустя другой фильтрующийся агент – возбудитель ящура крупного рогатого скота – был обнаружен немецким бактериологом Ф. Лёффлером. В 1898 голландский ботаник М. Бейеринк повторил в расширенном варианте эти опыты и подтвердил выводы Ивановского. Он назвал «фильтрующееся ядовитое начало», вызывающее табачную мозаику, «фильтрующимся вирусом». Этот термин использовался на протяжении многих лет и постепенно сократился до одного слова – «вирус».
В 1901 американский военный хирург У. Рид и его коллеги установили, что возбудитель желтой лихорадки также является фильтрующимся вирусом. Желтая лихорадка была первым заболеванием человека, опознанным как вирусное, однако потребовалось еще 26 лет, чтобы ее вирусное происхождение было окончательно доказано.
Заключение
Особенности противовирусного иммунитета связаны с облигатным внутриклеточным паразитизмом вирусов.
Антитела нейтрализуют свободные вирусы в кровяном русле, IgA и интерфероны защищают во входных воротах, антитела предупреждают реинфекцию, вирусы внутри клеток-мишеней атакуются CTL, так как инфицированные клетки экспрессируют вирусные пептиды в комплексах с MHC-I, которые распознаются TCR на СD8+-Т-лимфоцитах.
Цитотоксические Т-клетки распознают нативные белки вирусной оболочки на поверхности клетки-мишени.
Цитотоксической активностью против вирус-инфицированных клеток-мишеней обладают активированные ЕК.
Активированные Т-лимфоциты и макрофаги продуцируют IFNγ и TNFα, способствующие формированию клеточного защитного барьера. 0ни превращают соседние клетки в непригодные для репликации вируса, повышают цитотоксичность ЕК для инфицированных клеток.
Список литературы
Борисов А.Г. Кластерный анализ типов иммунных нарушений при инфекционно-воспалительных заболеваниях // Российский иммунологический журнал. 2014. Т. 8 (17), № 4. С. 1002–1011.
Иммунный ответ при вирусных инфекциях: Руководство для врачей / Борисов А.Г., Савченко А.А. Особенности иммунного реагирования при вирусных инфекциях. Инфекция и иммунитет. 2015 - 156 с.
Клиническая иммунология: учебник. Земсков А.М., Земсков В.М., Караулов А.В. / Под ред. А.М. Земскова. 2008. - 432 с.
Общая иммунология с основами клинической иммунологии : учеб. пособие / А. В. Москалёв, В. Б. Сбойчаков, А. С. Рудой. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2015. - 352 с.
Сологуб Т.В., Ледванов М.Ю., Малый В.П., Стукова Н.Ю., Романцов М.Г., Бизенкова М.Н., Полякова Т.Д. иммунный ответ при вирусных инфекциях // Успехи современного естествознания. – 2009. – № 12. – С. 29-33