Оценка В-системы иммунитета (гуморальный иммунитет).

Для оценки В-системы иммунитета применяют несколько методов.

Определение В-лимфоцитов в крови . Используют три свойства лимфоцитов этого типа.

Наличие рецепторов к комплементу дает возможность подсчитать так называемые комплементарные розетки, т.е. лимфоциты, образующие розетки с эритроцитами, несущими на своей поверхности комплекс антитело - комплемент (ЕАС-розеткообразование). К розеткообразованию способны не только лимфоциты, но и гранулоциты. И. Вонг, А. Уилсон в 1975 г. описали технику постановки ЕА- и ЕАС-розеткообразования нейтрофилами, что доказало наличие у этих клеток Fс-рецепторов. В 1976 г. И. В. Петрова и соавт. описали способность нейтрофилов к спонтанному розеткообразованию с эритроцитами барана и было показано, что эта субпопуляция нейтрофилов резко возрастает при иммунодепрессивной терапии. По аналогии с лимфо- цитами нейтрофилы делят на спонтанные розеткообразующие клетки, комплементарные розеткообразующие клетки и нулевые. У здоровых людей спонтанных розеткообразующих нейтрофилов имеется от 25 до 35%, а комплементарных - от 14 до 20%.

рис. 1. Розеткообразование В- клеток.

Наличие у В-лимфоцитов рецепторов к Fс-фрагменту иммуноглобулинов приводит к тому, что они адсорбируют на себе агрегированный γ-глобулин. Выявить В-лимфоциты можно с помощью флюоресцентного или радиографического метода, используя меченые агрегаты γ-глобулинов. Человеческие В-лимфоциты образуют розетки с мышиными эритроцитами. Наконец, с помощью иммунофлюоресцентного метода Кунса, применяя антиглобулиновые сыворотки, можно обнаружить и подсчитать все лимфоциты, несущие иммуноглобулиновые детерминанты, т. е. В-лимфоциты. При этом можно провести дифференцированный подсчет клеток, несущих IgМ-, IgG или 1gА-детерминанты. Так же необходимо определять не только процент В-клеток, но и их абсолютное количество в 1 мкл крови.

Определение в крови уровня иммуноглобулинов. Проводят определение суммарной концентрации иммуноглобулинов и количество иммуноглобулинов разных классов. Первое осуществляется методом высаливания сульфа-том цинка с последующей турбидиметрической оценкой, электрофорезом или иммуноэлектрофорезом. Нормальный уровень суммарных иммуноглобулинов у человека составляет от 10 до 20 г/л. Определение количества IgМ, IgG и IgА чаще всего осуществляется методом радиальной иммунодиффузии по Манчини. IgЕ определяется радиоиммунологическим методом. Верхняя граница нормы составляет 0,0005 г/л.

Определение наличия и уровня изогемагтлютининов в сыворотке крови, а также естественных (нормальных) антител к широко распространенным бактериям и вирусам. В качестве антигенов можно использовать кишечную палочку, стафилококковые токсины, вирус герпеса и др. Следует иметь в виду, что ά- и β-изогемагглютинины относятся к IgМ.

Исследование антителогенеза (первичного и вторичного ответа) после акти-вной иммунизации несколькими убитыми вакцинами. Применяют коклюшную и убитую полиомиелитную вакцины, дифтерийный и столбнячный анатоксины, полисахаридные антигены, выделенные из пневмококков, менингококков и бактерий кишечной группы. Необходимость использования нескольких антигенов связана с генетически детерминированной конкретностью иммунного ответа. Получение низкого иммунного ответа на какой-то один антиген может оказаться результатом того, что данный индивидуум относится к низкоотвечающему на данный антиген генотипу. Реакция на другие антигены может быть нормальной. Вот почему диагноз функциональной неполноценности В-системы можно поставить только при угнетении иммунного ответа на несколько разных антигенов.

Исследование катаболизма иммуноглобулинов в организме. В кровь вводят меченый препарат человеческого иммуноглобулина. Клиренс метки из крови и ее накопление в моче и испражнениях дают возможность определить период полужизни иммуноглобулина. В норме период полужизни IgG равен 24 дням. При экссудативной энтеропатии, нефрозах и некоторых других заболеваниях возникает состояние гиперкатаболизма иммуноглобулинов. Для установления факта избирательного их гиперкатаболизма параллельно определяют период полужизни меченого альбумина.

Биопсия лимфатических узлов , костного мозга, участков слизистой оболочки кишечника. Эту процедуру проводят с целью гистологического обнаружения плазматических клеток, наличия и структуры лимфоидных фолликулов. Кожные реакции, выявляющие гиперчувствительность немедленного типа. К таким пробам относится ШИК-реакция. У людей, иммунизированных против дифтерии, в организме которых содержатся антитела против дифтерийного токсина, внутрикожная инъекция этого токсина не приводит к развитию типичной эритемы.

Стимуляция биосинтеза иммуноглобулинов В-лимфоцитами in vitro. Оценка функциональной активности В-лимфоцитов из крови человека возможна благодаря тому, что некоторые митогены, например митоген лаконоса, обладают способностью вызывать поликлональную стимуляцию В-лимфоцитов. «Валовую» продукцию В-клеток, синтезирующих иммуногло-булины, определяют в культуральной жидкости радиоиммунологическим методом через 7-12 дней культивирования лимфоцитов с митогеном.

рис. 2. Гуморальный иммунный ответ.

В-лимфоциты вырабатывают антитела, помогая распознавать и удалять чужеродные антигены (переносимые бактериями или вирусами). Им помогают циркулирующие в крови Т-лимфоциты и макрофаги.

а) Вирусные частицы через поверхностные клетки проникают в ткань и размножаются.

б) Макрофаги пожирают вирусные частицы,

в) Макрофаги передают антигены циркулирующим в крови Т-лимфоцитам. Это приводит к мобилизации дополнительного количества Т- и В-лимфоцитов.

г) В-лимфоциты распадаются на плазматические В-клетки, которые производят антитела, специфичные для проникшего вируса, и В-клетки памяти.

д) Циркулирующие в крови антитела взаимодействуют с вирусными частицами.

е) Макрофаги распознают и пожирают вирусы, защищая организм от инфекций.

рис.3. Взаимодействие клеток при иммунном ответе.

Рецептор Т-хелпера распознаёт антигенную детерминанту (эпитоп) вместе с молекулой ГКГ 11 класса, выставленные на поверхности Аг-представляющей клетки. В молекулярном взаимодействии участвует дифференцировочный Аг Т-хелпера СD4. В результате подобного взаимодействия Аг- представляющая клетка секретирует ИЛ-1, стимулирующий в Т-хелпере синтез и секрецию ИЛ-2, а также синтез и встраивание в плазматическую мембрану того же Т-хелпера рецепторов ИЛ-2. ИЛ-2 стимулирует пролиферацию Т-хелперов и активирует цитотоксические Т-лимфоциты. Отбор В-лимфоцитов произво-дится при взаимодействии Аг с Fаb -фрагментами Ig М на поверхности этих клеток. Эпитоп этого Аг в комплексе с молекулой ГКГ II класса узнаёт рецептор Т-хелпера, после чего из Т-лимфоцита секретируются цитокины, стимулирующие пролиферацию В-лимфоцитов и их дифференцировку в плазматические клетки, синтезирующие АТ против данного Аг. Рецептор цитотоксических Т-лимфоцитов связывается с антигенной детерминантой в комплексе с молекулой ГКГ I класса на поверхности вирус- инфицированной или опухолевой клетки. В молекулярном взаимодействии участвует диффе-ренцировочный Аг цитотоксического Т-лимфоцита СD 8. После связывания молекул взаимодействующих клеток цитотоксический Т-лимфоцит убивает клетку-мишень.

Рис. 5. Трехклеточная система взаимодействия при развитии гуморального иммунного ответа.

В-лимфоцит получает специфическую информацию об антигене от поглотившего чужеродный материал макрофага и неспецифическую - от индуктора иммунопоэза (ИИ), секретируемого Т-лимфоцитом после распознавания антигена. В условиях, когда кооперируют все три типа клеток, развивается полноценный иммунный ответ. Если В-клетка получает только информацию об антигене от макрофага, а помощь со стороны Т-клетки отсутствует, то индуцируется специфическая неотвечаемость - толеран-тность. При действии на В-клетку только ИИ происходит синтез неспецифических иммуноглобулинов.

Рис. 6. Взаимодействие между клетками вилочковой железы (источника Т-клеток) и клетками костного мозга (источника В-клеток) при индукции гуморального иммунного ответа.

Гуморальный ответ развивается как комплексный процесс, который включает несколько типов клеток. Введение облученным мышам только клеток костного мозга - ККМ (В-лимфоцитов) или только клеток вилочковой железы - КВЖ (Т-клеток) не обеспечивает развитие иммунного ответа достаточной силы. В то же время введение смеси этих клеток приводит к формированию интенсивной продукции антител к эритроцитам барана. Причем ответ при таком совместном введении клеток значительно выше, чем сумма ответов при раздельном введении клеток различного происхождения. Иначе кооперация различных типов клеток приводит к синергическому эффекту. Ответ оценивали по количеству бляшкообразующих клеток (БОК) в селезенке.

Рис. 7. Развитие гуморального иммунного ответа.

«Суммарная» схема, учитывающая субпопуляции лимфоцитов, которые участвуют в индукции антителогенеза, переключение синтеза IgМ на синтез IgG и создание клеток памяти. Захваченный макрофагами (МФ) антиген (АГ) выводится на клеточную поверхность в иммуногенной форме. В реакцию распознавания АГ вступают «ранние» Т-хелперы с фенотипом, которые способствуют созреванию «поздних» Т-хелперов, помогающих антителопродукции. Развитие первичного IgМ-ответа не требует помощи со стороны Тх Lуt1. Для накопления плазматических клеток, продуцирующих IgМ-антитела (ПК IgМ), очевидно, достаточно простого распознавания АГ на поверхности МФ. Однако помощь Тх Lуt1необходима для внутриклеточного переключения синтеза IgМ на синтез IgG, накопления плазматических клеток, синтезирующих и секретирующих IgG (ПК IgG) и вступления клеток памяти (КП IgG) во вторичный иммунный ответ.

Клеточный иммунный ответ характеризуется пролиферацией коммитированных иммунокомпетентных клеток, реагирующих с Аг в комплексе с молекулой ГКГ I класса на поверхности чужеродных клеток или эндогенными иммуногенами в комплексе с молекулой ГКГ I класса на поверхности собственных вирус- инфицированных и опухолевых клеток. В клеточном иммунном ответе участвует цитотоксический Т-лимфоцит. Цитотоксический Т-лимфоцит (Тс ). Предъявленный на поверхности клетки-мишени Аг в комплексе с молекулой ГКГ I класса связывается с рецептором цитотоксического Т-лимфоцита. В этом процессе участвует молекула СD8 клеточной мембраны Тс. Секретируемый Т-хелперами ИЛ-2 стимулирует пролиферацию цитотоксических Т-лимфоцитов. Уничтожение клетки-мишени. Цитотоксический Т-лимфоцит распознаёт клетку-мишень и прикрепляется к ней. В цитоплазме активированного цитотоксического Т-лимфоцита присутствуют мелкие тёмные органеллы, напоминающие запасающие гранулы секреторных клеток. Гранулы концентрируются в той части Т-киллера, которая расположена ближе к месту контакта с клеткой-мишенью. Параллельно происходят переориентация цитоскелета и смещение в эту область комплекса Гольджи, в котором и формируются гранулы. В них содержится цитолитический белок перфорин.

Выделяемые Т-киллером молекулы перфорина полимеризуются в мембране клетки-мишени в присутствии Са 2+. Сформированные в плазматической мембране клетки-мишени перфориновые поры пропускают воду и соли, но не молекулы белка. Если полимеризация перфорина произойдет во внеклеточном пространстве или в крови, где в избытке имеется кальций, то полимер не сможет проникнуть в мембрану и убить клетку. Специфическое действие Т-киллера проявляется только как результат тесного контакта между ним и клеткой-мишенью, который достигается за счёт взаимодействия Аг на поверхности жертвы с рецепторами Т-киллера. Сам Т-киллер защищен от цитотокси-ческого действия перфорина. Механизм самозащиты неизвестен. Альтернативный механизм уничтожения клетки-мишени, согласно которому цитотоксические Т-лимфоциты и NK-клетки являются источником сигнала, который запускает уже предсуществующую суицидальную программу в клетке-мишени. Действие этого сигнала усиливают глюкокортикоиды.

А. Исследование гуморального иммунитета

1. Определение числа B-лимфоцитов. На клеточной мембране лимфоцитов находится множество гликопротеидов, которые можно обнаружить при проточной цитофлюориметрии с помощью моноклональных антител. Некоторые из этих гликопротеидов специфичны для определенного типа клеток, например T-, B- и NK-лимфоцитов, разных субпопуляций T-лимфоцитов, моноцитов, и даже для определенных стадий их созревания и дифференцировки. Эти молекулы принято обозначать CD. В настоящее время определены функции многих CD (см. табл. 18.8). При оценке результатов исследования необходимо учитывать возраст больного. Кроме того, необходимо постоянно контролировать качество реактивов и соблюдение методики, поскольку даже незначительное ее нарушение искажает результаты исследования. Определение B-лимфоцитов с помощью проточной цитофлюориметрии основано на выявлении иммуноглобулинов, фиксированных на поверхности клеток, CD19 и CD20 (см. табл. 18.8). У детей старшего возраста и взрослых B-лимфоциты составляют 10-20% всех лимфоцитов крови, у детей младшего возраста их больше.

2. Определение титра антител. При подозрении на недостаточность гуморального иммунитета оценивают титр антител к белковым и полисахаридным антигенам. Обычно их определяют после вакцинации или инфекции.

а. Антитела к белковым антигенам. В большинстве случаев исследуют IgG к дифтерийному и столбнячному анатоксинам до и спустя 2-4 нед после вакцинации АКДС или АДС. Поскольку почти все взрослые вакцинированы АКДС, уровень антител после ревакцинации служит показателем вторичного иммунного ответа. Можно определить также антитела к антигену PRP после введения вакцины против Haemophilus influenzae типа B. Хотя этот антиген представляет собой полисахарид, в конъюгированной вакцине он действует как белковый антиген. Иногда исследуют антитела после иммунизации инактивированной вакциной против полиомиелита и рекомбинантной вакциной против гепатита B. При подозрении на иммунодефицит живые вирусные вакцины противопоказаны.

б. Антитела к полисахаридным антигенам. Для оценки гуморального иммунного ответа на полисахаридные антигены применяются пневмококковая и менингококковая вакцины, не содержащие белковых носителей. Титр антител определяют до и спустя 3-4 нед после вакцинации. В некоторых исследовательских лабораториях для этих целей используют неконъюгированную вакцину против Haemophilus influenzae типа B. Результаты оценивают с учетом возраста больного. Так, у детей младше 2 лет иммунный ответ на полисахаридные антигены слабый, у некоторых детей он остается таковым вплоть до 5 лет. В связи с этим применение полисахаридных вакцин у детей младшего возраста нецелесообразно и даже противопоказано, поскольку может привести к иммунологической толерантности и неэффективности ревакцинации в более старшем возрасте.

в. Оценка первичного и вторичного гуморального иммунного ответа. Для определения клиренса антигена, уровня IgM (при первичном иммунном ответе) и IgG (при вторичном иммунном ответе) в качестве белкового антигена используют бактериофаг фихи 174 - бактериальный вирус, безопасный для человека. Для оценки первичного гуморального иммунного ответа применяют также гемоцианин брюхоногих моллюсков, рекомбинантную вакцину против гепатита B, мономерный флагеллин, вакцину против клещевого энцефалита.

г. Естественные антитела (изогемагглютинины, антитела к стрептолизину O, гетерофильные антитела, например антитела к эритроцитам барана) в норме присутствуют в сыворотке почти всех людей. Это объясняется тем, что антигены, против которых направлены эти антитела, широко распространены и содержатся в пищевых продуктах, вдыхаемых частицах, микрофлоре дыхательных путей.

3. Определение подклассов IgG. Если при рецидивирующих бактериальных инфекциях дыхательных путей общий уровень IgG в норме или незначительно снижен или выявляется изолированный дефицит IgA, показано определение подклассов IgG. При этом можно обнаружить дефицит IgG 2 (IgG 2 составляет около 20% IgG), который может быть изолированным или сочетаться с дефицитом IgA или IgG 4 . Следует помнить, что функциональная оценка гуморального иммунного ответа - более информативный метод исследования, чем количественное определение подклассов IgG. Так, при нормальном уровне IgG 2 часто бывает снижен уровень антител к полисахаридным антигенам Streptococcus pneumoniae. Наряду с этим возможен врожденный дефицит IgG 2 , обусловленный нарушением синтеза тяжелых цепей, в отсутствие каких-либо клинических проявлений иммунодефицита.

4. Определение IgA. Изолированный дефицит секреторного IgA при нормальном уровне IgA в сыворотке встречается редко. Как правило, наблюдается одновременный дефицит секреторного и сывороточного IgA. Изолированный дефицит IgA клинически не проявляется или сопровождается легкими инфекциями верхних дыхательных путей. Это обусловлено тем, что при дефиците IgA компенсаторно повышается уровень IgG в сыворотке и IgM в секрете слизистых. Уровень IgA измеряют в слезе, слюне и других биологических жидкостях. Существует два подкласса IgA - IgA 1 и IgA 2 . В крови и секрете дыхательных путей преобладает IgA 1 , в секретах ЖКТ - IgA 2 . Нормальные показатели уровней IgA 1 и IgA 2 .

5. Синтез иммуноглобулинов in vitro. Это исследование позволяет оценить выработку IgM, IgG и IgA стимулированными B-лимфоцитами. Смешивая обработанные разными стимуляторами T- и B-лимфоциты здоровых и больных, можно оценить функцию T-хелперов и B-лимфоцитов. В большинстве случаев дефицит антител обусловлен нарушением дифференцировки B-лимфоцитов в плазматические клетки.

6. Биопсию лимфоузлов при подозрении на первичный иммунодефицит, как правило, не производят. Она показана лишь в тех случаях, когда диагноз неясен и у больного увеличены лимфоузлы, что требует исключения гемобластоза. Биопсию обычно производят через 5-7 сут после антигенной стимуляции. Антиген вводят в область, лимфа от которой оттекает в группу лимфоузлов, один из которых подлежит биопсии. При недостаточности гуморального иммунитета в лимфоузле снижено число плазматических клеток, количество первичных фолликулов увеличено, вторичные фолликулы отсутствуют, толщина коркового вещества уменьшена, наблюдается перестройка ткани лимфоузла, иногда увеличивается число макрофагов и дендритных клеток.

Каждый человеческий организм обладает своей армией спасения. Представлена она иммунной системой, организованной структурой, которая посредством органов вырабатывает клетки – солдаты на поле масштабного боя с чужеродными веществами. Свойство организма отвечать на вторжение вредоносных агентов называется иммунитетом. С его помощью возможно отслеживание и уничтожение микроорганизмов, возможно побеждать в схватке с болезнью.

Историческая справка

Открытие такой науки, как иммунология, всколыхнуло общественность. Ученые стали задаваться вопросами о происхождении иммунитета. На почве этих размышлений выделилось две точки зрения и разные механизмы действия иммунной системы. Первую представлял великий русский ученый Илья Мечников. По его мнению, основой защитных свойств организма является взаимодействие иммунокомпетентные клетки против противника. Свой механизм он назвал клеточным иммунитетом. Другой точки зрения придерживался Пауль Эрлих.

Он утверждал, что удаление чужеродных агентов из человеческого организма возможно лишь с помощью защитных компонентов крови. Объясненный им механизм, получил название гуморальный иммунитет и был подкреплен теорией с соответствующим названием. Эрлих дал представление об антителах. Им было установлено, что антитела способны передаваться малышам от матери благодаря грудному вскармливанию. Также он подарил миру дифтерийный антитоксин, чем спас не один миллион жизней.

Спор между двумя учеными о происхождении иммунитета длился многие годы, пока не стало ясно, что оба мнения имеют право на существование. И клеточный, и гуморальный иммунитет составляют единый фронт защиты человеческого организма. За свой огромный вклад в понятие сущности иммунных сил и помощь человечеству в борьбе за здоровье, Мечников и Эрлих удостоились Нобелевской премии.

По каким принципам работает система

В основе реализации гуморального воздействия веществ, способных уничтожать чужеродные микроорганизмы через жидкости тела, в частности через кровь. Такие вещества носят название гуморальных факторов врожденного иммунитета. Их разделяют на 2 больших класса – специфические и неспецифические. К факторам неспецифической природы относят те клетки , которые, не имея конкретной специализации и направленности действия, угнетают микробы в общем.

Гуморальное звено иммунитета неспецифического характера составляют:

• Сыворотка крови, с содержащимися в С-реактивным белком, который направлен на уничтожение патогенных организмов;
• Секреты желез, угнетающих рост и развитие микроорганизмов;
• Фермент лизоцим, способный растворять бактериальные клеточные стенки. Лизоцим разрушает химические связи в структуре стенки, в результате чего она теряет свою конфигурацию и постоянство. Становится просто несостоятельной и не способной к удерживанию постоянства внутренней среды, такая клетка несомненно погибает. Лизоцим содержится в слезной жидкости и слюнных железах;
• Муцин – еще одно вещество, входящее в секрет слюнных желез. Представлено оно соединением углеводов и белков, носящим название гликопротеида. Необычная структура позволяет муцину защищать клеточные оболочки организма от действия токсических продуктов чужеродных веществ;
• Пропердин – один из белков, ответственный за свертывающую систему крови. Этот белок активирует систему комплемента – еще один иммунный комплекс;
• Цитокины – белковые соединения, которые выделяются клетками тканей. Цитокины передают сигналы между этими клетками и разделяются на несколько классов. Самым значимым является класс интерферонов;
• Интерфероны – сигнальные цитокины, бьющие тревогу при появлении вирусной частице в организме. Помимо сигнальных функций, эти цитокиновые вещества угнетают возбудителей заболеваний. Выделяют несколько типов интерферонов. Альфа и Бета образуются при вирусном заражении, а Гамма образуется благодаря клеткам иммунной системы и стимулирует некоторые звенья клеточного иммунитета;
• Система комплемента – это совокупность белкового комплекса, обладающего возможностью обезвреживать микроорганизмы. Всего в эту систему входит примерно 20 белков, каждый из которых имеет свой порядковый номер, как C1, C2, C3 и многие другие. Помимо угнетающей функции, эти белки регулируют работу других иммунных компонентов, а также «узнают» вредоносные частицы.

Клеточные факторы иммунитета представлены клетками кровеносной системы, а также тканями, принимающими участие в захвате или уничтожении чужеродных веществ. Такими клетками являются фагоциты, а сам процесс поглощения и переваривания вредоносных соединений – фагоцитозом. Фагоциты представлены моноцитами и нейтрофилами, гранулоцитами и эозинофилами, базофилами. Именно они и осуществляют клеточное звено иммунитета.

Гуморальный иммунитет имеет и специфические факторы. К ним относятся антитела – белковые протекторы, носящие название иммуноглобулинов. Эти иммунные компоненты поставляются белыми клетками крови – В-лимфоцитами. Лимфоциты группы В образуются в костном мозге и лимфатических узлах, селезенке и пейеровых бляшках. Продуцируя антитела, лимфоциты создают высокоорганизованных и изощренных защитников, которые могут не только отслеживать и удалять чужеродные вещества, но и запоминать их для предотвращения последующего вторжения.

Но есть моменты в развитии организма, когда антитела не способны вырабатываться состоятельно, или, когда они имеются, но несостоятельны в функциональном плане. Это период новорожденности и внутриутробного развития. Система гуморального иммунитета малышей не настолько развита, чтобы создавать иммуноглобулины должного качества. Но защита от чужеродных соединений детям нужна как никому. Попав в новый для них мир, в неизвестную окружающее среду, они особенно беззащитны перед вредоносными микроорганизмами.

На помощь малышам приходят антитела мамы. Сначала материнские антитела поступают через плаценту к ребенку, затем через грудное вскармливание. Но долго такая функционировать не в состоянии. И спустя пару месяцев после рождения иммуноглобулины матери начнут разрушатся в организме ребенка. Этот период станет особенно уязвимым в его жизни. Хорошо, что своя система иммунного ответа начинает попытки функционировать в этом возрасте и скоро собственные иммунные клетки созревают для сольной защиты.

Детки начинают вырабатывать собственные иммуноглобулины. Вырабатываются они в большем количестве нежели у взрослых. Однако качество антител не соответствует запросам организма. Иммуноглобулины неактивные и несостоятельные, они не могут выполнять вверенные им обязательства. Поэтому так важна вакцинация для малышей, они не должны оставаться незащищенными от опасностей внешней среды.

Иммуноглобулины

Иммуноглобулины – это гликопротеины, то есть соединение углеводного и белкового начал. Такая конфигурация обеспечивает необходимую клеточную структуру, которая помогает выполнять свою иммунную роль. Согласно физико-химическим и иммунологическим методам было открыто около 5 классов антител у человека и примерно 3-6 у животных. Иммуноглобулины обозначаются как Ig. Среди относящихся к человеку, выделяют:

В период болезни гуморальный , и образование антител происходит не так как в норме. При этом синтез идет в два этапа:

• Латентный или индуктивный - период, который занимает одни сутки. В эту фазу образуется незначительное количество антител;
• Продуктивный - длится около 10-15 дней, пик приходится на 4 сутки. Во время данного периода антитела волнообразно изменяют свою численность, то увеличиваясь, то снижаясь.

Результаты исследований

При наличии симптомов сниженного иммунитета или подозрении на них, при желании знать состояние своей иммунной системы или для контроля имеющегося заболевания, проверяют его уровень посредством различных анализов, от сдачи простого анализа крови, до проточной цитометрии. Результатом исследований является иммунограмма – это картина результатов после проведенных исследований компонентов иммунной системы, таких как лейкоциты, фагоциты и другие клетки.

Благодаря иммунограмме оценивают состав антител, и активность иммунных компонентов. Появляется возможность определения количественного соотношения иммуноглобулинов, состояния иммунитета. При определении уровня защиты для исследования берут кровь. Сердцем таких опытов является лаборатория ГНЦ РАМН – гематологический научный центр Российских академий медицинских наук. Среди гематологических клиник России, ГНЦ РАМН ведет одну из самых активных научно-диагностических работ.

Исследовательское отделение изучает новые методы диагностики. У них наблюдаются сотни пациентов с заболеваниями системы крови, патологиям уделяется большое внимание. Лаборатория обеспечивает возможности по созданию и анализу современных диагностических мероприятий. Ведущие квалифицированные специалисты работают над созданием лекарств от миелоидного и лимфобластозного лейкоза, болезни Ходжкина, диффузной В-крупноклеточной лимфомы и многих других заболеваний.

Лаборатория снабжена прогрессивным техническим оборудованием. А на базе самого научного центра происходит создание лекарственных препаратов и определяется образовательная научная деятельность. Такие центры поставляют новые возможности для диагностики и выявления заболеваний крови и других систем, в частности, иммунной системы. Исследования стандартизируют, и они становятся доступны повсеместно для каждого, желающего узнать в чем же причина его недуга и как его побороть.

Люди со сниженными показателями оценки иммунного статуса, входят в группу риска. Причина снижения иммунитета может крыться в структурной , в приобретенных под влиянием окружающей среды патологиях. Список причин довольно большой, среди них могут быть и наследственные предрасположенности к заболеваниям.

Лишь тщательная оценка квалифицированного специалиста поможет выяснить причину пониженного иммунного фона и назначить соответствующее необходимое лечение. Своевременная диагностика и лечение поможет избежать угнетения функции здоровья. Ключ к здоровой жизни лежит в наблюдении за состоянием иммунной и других систем своего организма.

2. Методы оценки состояния гуморального и клеточного иммунитета. Оценка иммуного статуса организма.

Клиническая иммунология - это клиническая и лабораторная дисциплина, занимающаяся изучением вопросов диагностики и лечения больных с различными заболеваниями и патологическими состояниями, в основе которых лежат иммунологические механизмы, а также состояниями, в терапии и профилактике которых иммунопрепараты играют ведущую роль.

Иммунный статус - это структурное и функциональное состояние иммунной системы индивидуума, определяемое комплексом клинических и лабораторных иммунологических показателей.

Таким образом, иммунный статус характеризует анатомо-функциональное состояние иммунной системы, т. е. ее способность к иммунному ответу на определенный антиген в данный момент времени.

На иммунный статус оказывают влияние следующие факторы:

Климато-географические; социальные; экологические (физические, химические и биологические); «медицинские» (влияние лекарственных веществ, оперативные вмешательства, стресс и т. д.).

Среди климато-географических факторов на иммунный статус оказывают влияние температура, влажность, солнечная радиация, длина светового дня и др. Например, фагоцитарная реакция и кожные аллергические пробы менее выражены у жителей северных регионов, чем у южан. Вирус Эпштейна-Барр у людей белой расы вызывает инфекционное заболевание - мононуклеоз, у лиц негроидной расы - онкопатологию (лимфома Беркитта), а у лиц желтой расы - совсем другую онкопатологию (назофарингеальная карцинома), причем только у мужчин. Жители Африки менее подвержены заболеванию дифтерией, чем европейское население.

К социальным факторам, оказывающим влияние на иммунный статус, относятся питание, жилищно-бытовые условия, профессиональные вредности и т. п. Важное значение имеет сбалансированное и рациональное питание, поскольку с пищей в организм поступают вещества, необходимые для синтеза иммуноглобулинов, для построения иммунекомпетентных клеток и их функционирования. Особенно важно, чтобы в рационе присутствовали незаменимые аминокислоты и витамины, особенно А и С.

Значительное влияние на иммунный статус организма оказывают жилищно-бытовые условия. Проживание в плохих жилищных условиях ведет к снижению общей физиологической реактивности, соответственно иммунореактивности, что нередко сопровождается повышением уровня инфекционной заболеваемости.

Большое влияние на иммунный статус оказывают профессиональные вредности, поскольку человек проводит на работе значительную часть своей жизни. К производственным факторам, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на организм и снижать иммунореактивность, относят ионизирующую радиацию, химические вещества, микробы и продукты их жизнедеятельности, температуру, шум, вибрацию и т. д. Источники радиации получили в настоящее время очень широкое распространение в различных отраслях промышленности (энергетика, горнохимическая, аэрокосмическая и др.).

Неблагоприятное влияние на иммунный статус оказывают соли тяжелых металлов, ароматические, алкилирующие соединения и другие химические вещества, в том числе моющие средства, дезинфектанты, пестициды, ядохимикаты, широко применяемые в практике. Таким профессиональным вредностям подвержены работники химических, нефтехимических, металлургических производств и др.

Неблагоприятное влияние на иммунный статус организма оказывают микробы и продукты их жизнедеятельности (чаще всего белки и их комплексы) у работников биотехнологических производств, связанных с производством антибиотиков, вакцин, ферментов, гормонов, кормового белка и др.

Такие факторы, как низкая или высокая температура, шум, вибрация, недостаточная освещенность, могут снижать иммунореактивность, оказывая опосредованное действие на иммунную систему через нервную и эндокринную системы, которые находятся в тесной взаимосвязи с иммунной системой.

Глобальное действие на иммунный статус человека оказывают экологические факторы, в первую очередь, загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами (отработанным топливом из ядерных реакторов, утечка радионуклидов из реакторов при авариях), широкое применение пестицидов в сельском хозяйстве, выбросами химических предприятий и автотранспорта, биотехнологических производств.

На иммунный статус оказывают влияние различные диагностические и лечебные медицинские манипуляции, лекарственная терапия, стресс. Необоснованное и частое применение рентгенографии, радиоизотопного сканирования может влиять на иммунную систему. Иммунореактивность изменяется после травм и хирургических операций. Многие лекарственные препараты, в том числе антибиотики, способны оказывать побочное иммунодепрессивное действие, особенно при длительном приеме. Стресс приводит к нарушениям в работе Т-системы иммунитета, действуя, в первую очередь, через ЦНС.

Несмотря на вариабельность иммунологических показателей в норме, иммунный статус можно определить путем постановки комплекса лабораторных тестов, включающих оценку состояния факторов неспецифической резистентности, гуморального (В-система) и клеточного (Т-система) иммунитета.

Оценка иммунного статуса проводится в клинике при трансплантации органов и тканей, аутоиммунных заболеваниях, аллергиях, для выявления иммунологической недостаточности при различных инфекционных и соматических заболеваниях, для контроля эффективности лечения болезней, связанных с нарушениями иммунной системы. В зависимости от возможностей лаборатории оценка иммунного статуса чаше всего базируется на определении комплекса следующих показателей:

1) общего клинического обследования;

2) состояния факторов естественной резистентности;

3) гуморального иммунитета;

4) клеточного иммунитета;

5) дополнительных тестов.

При общем клиническом обследовании учитывают жалобы пациента, анамнез, клинические симптомы, результаты общего анализа крови (включая абсолютное число лимфоцитов), данные биохимического исследования.

Гуморальный иммунитет определяют по уровню иммуноглобулинов классов G, M, A, D, Е в сыворотке крови, количеству специфических антител, катаболизму иммуноглобулинов, гиперчувствительности немедленного типа, показателю В-лимфоцитов в периферической крови, бласттрансформации В-лимфоцитов под действием В-клеточных митогенов и другим тестам.

Состояние клеточного иммунитета оценивают по количеству Т-лимфоцитов, а также субпопуляций Т-лимфоцитов в периферической крови, бласттрансформации Т-лимфоцитов под действием Т-клеточных митогенов, определению гормонов тимуса, уровню секретируемых цитокинов, а также постановкой кожных проб с аллергенами, контактной сенсибилизацией динитрохлорбензолом. Для постановки кожных аллергических проб используются антигены, к которым в норме должна быть сенсибилизация, например проба Манту с туберкулином. Способность организма к индукции первичного иммунного ответа может дать контактная сенсибилизация динитрохлорбензолом.

В качестве дополнительных тестов для оценки иммунного статуса можно использовать такие тесты, как определение бактерицидное™ сыворотки крови, титрование СЗ-, С4-компонентов комплемента, определение содержания С-реактивного белка в сыворотке крови, определение ревматоидных факторов и других аутоантител.

Таким образом, оценка иммунного статуса проводится на основании постановки большого числа лабораторных тестов, позволяющих оценить состояние как гуморального и клеточного звеньев иммунной системы, так и факторов неспецифической резистентности. Все тесты разделены на две группы: тесты 1-го и 2-го уровня. Тесты 1-го уровня могут быть выполнены в любой клинической иммунологической лаборатории первичного звена здравоохранения, они используются для первичного выявления лиц с явно выраженной иммунопатологией. Для более точной диагностики используются тесты 2-го уровня.

Существуют две ветви приобретенного иммунитета с разным составом участников и различным предназначением, но имеющие одну общую цель - устранение антигена. Как мы увидим в дальнейшем, эти две ветви взаимодействуют друг с другом, чтобы достичь конечной цели - устранения антигена.

Из этих двух направлений приобретенного иммунного ответа одно определяется участием в основном В-клеток и циркулирующих антител, в форме так называемого гуморального иммунитета (термин «гуморальный» ранее использовали для определения жидких сред организма). Другое направление определяется участием Т-клеток, которые, как мы указывали ранее, не синтезируют антител, но синтезируют и высвобождают различные цитокины, действующие на другие клетки. В связи с этим данный вид приобретенного иммунного ответа называется клеточным или клеточно-опосредованным иммунитетом.

Гуморальный иммунитет

После связывания антигена В-клетка получает сигналы на производство секретируемой формы того иммуноглобулина, который ранее был представлен в мембранной форме. Процесс инициации полномасштабной реакции с участием антител направлен на удаление антигена из организма. Антитела представляют собой гетерогенную смесь сывороточных глобулинов, которые обладают способностью самостоятельно связываться со специфичными антигенами. Все сывороточные глобулины со свойствами антител относят к иммуноглобулинам.

Все молекулы иммуноглобулинов имеют общие структурные свойства, которые позволяют им: 1) распознавать и специфически связываться с уникальными элементами структуры антигена (т.е. эпитопами); 2) выполнять общую биологическую функцию после соединения с антигеном. В основном, каждая молекула иммуноглобулина состоит из двух идентичных легких (L) и двух тяжелых (Н) цепей, связанных дисульфидными мостиками. Получающаяся в результате структура показана на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Типичная молекула антитела, состоящая из двух тяжелых (Н) и двух легких (L) цепей. Выделены антигенсвязывающие участки

Часть молекулы, которая связывается с антигеном, является зоной, состоящей из терминальных участков аминокислотных последовательностей как на L-, так и на Н-цепях. Таким образом, каждая молекула иммуноглобулина является симметричной и способна связываться с двумя идентичными эпитопами, имеющимися на одной молекуле антигена или на разных молекулах.

Кроме различий между участками, связывающими антиген, у разных молекул иммуноглобулина имеются и другие различия, наиболее важные из которых касаются Н-цепей. Существует пять основных классов Н-цепей (называемых у, μ, α, ε и δ).

На основании различий в Н-цепях молекулы иммуноглобулина были разделены на пять основных классов: IgG, IgM, IgA, IgE и IgD, каждый из которых характеризуется уникальными биологическими свойствами. Например, IgG является единственным классом иммуноглобулинов, пересекающим плацентарный барьер и передающим материнский иммунитет плоду, в то время как IgA - основной иммуноглобулин, обнаруживаемый в таких секретах желез, как слеза или слюна.

Важно отметить, что антитела всех пяти классов могут обладать совершенно одинаковой специфичностью по отношению к антигену (антигенсвязывающие участки), сохраняя в то же время различные функциональные (биологические эффекторные) свойства.

Связь между антигеном и антителом нековалентная, она зависит от множества относительно слабых сил, таких как водородные связи, вандерваальсовы силы и гидрофобные взаимодействия. Поскольку эти силы слабы, для успешного связывания антигена с антителом требуется очень близкий контакт на ограниченном участке, наподобие контакта ключа и замка.

Другим важным элементом гуморального иммунитета является система комплемента . Реакция между антигеном и антителом активирует комплемент, который составляют ряд сывороточных ферментов, что приводит или к лизису мишени, или усиливает фагоцитоз (поглощение антигена) клетками-фагоцитами. Активация комплемента также приводит к привлечению полиморфно-ядерных (ПМЯ) клеток , обладающих высокой способностью к фагоцитозу и являющихся частью врожденной иммунной системы. Эти события обеспечивают максимально эффективный ответ гуморальной ветви иммунитета на вторжение чужеродных агентов.

Клеточно-опосредованный иммунитет

Рис. 1.3. Рецепторы для антигена, экспрессируемые как трасмембранные молекулы на В- и Т-лимфоцитах

Существует несколько различающихся по фенотипу субпопуляций Т-клеток, каждая из которых может обладать одинаковой специфичностью по отношению к антигенной детерминанте (эпитопу), но при этом выполнять различные функции. В данном случае можно провести аналогию с разными классами молекул иммуноглобулинов, которые обладают одинаковой специфичностью, но различными биологическими функциями. Имеются две субпопуляции Т-клеток: Т-клетки-хелперы (Тн-клетки), которые экспрессируют молекулы CD4, и цитотоксические Т-клетки (Тс-клетки), которые экспрессируют молекулы CD8 на своей поверхности.

Разным субпопуляциям Тн-клеток приписывают различные функции.

• Взаимодействие с В-клетками для увеличения продукции антител. Такие Т-клетки действуют путем высвобождения цитокинов, которые обеспечивают подачу различных активирующих сигналов В-клеткам. Как указывалось ранее, цитокины являются растворимыми веществами или медиаторами, высвобождаемыми клетками; такие медиаторы, высвобождаемые лимфоцитами, называются лимфокинами. Группе цитокинов с низкой молекулярной массой дали название хемокины. Они, как указывается далее, участвуют в воспалительной реакции.
• Участие в реакциях воспаления. После активации определенная субпопуляция Т-клеток высвобождает цитокины, индуцируя миграцию и активацию моноцитов и макрофагов, что приводит к возникновению так называемых воспалительных реакций гиперчувствительности замедленного типа. Эту субпопуляцию Т-клеток, участвующих в реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ), иногда называют Тгзт или просто Тн.
• Цитотоксические эффекты. Т-клетки особой субпопуляции становятся цитотоксическими клетками-киллерами, которые при контакте со своей мишенью способны нанести удар, ведущий к гибели клетки-мишени. Эти Т-клетки называют цитотоксическими Т-клетками (Тс). В отличие от Тн-клеток они экспрессируют молекулы CD8 на своих мембранах и поэтому называются СD8+-клетками.
• Регуляторные эффекты. Хелперные Т-клетки могут быть разделены на две различные функциональные подгруппы в соответствии с цитокинами, которые они высвобождают. Как вы узнаете из следующих глав, эти субпопуляции (Тн1 и Тн2) обладают различными регуляторными свойствами, которые передаются посредством высвобождаемых ими цитокинов. Более того, Тн1 -клетки могут негативно перекрестно влиять на Тн2-клетки, и наоборот. У другой популяции регуляторных или Т-клеток-супрессоров отмечается коэкспрессия CD4 и CD25 (CD25 является α-цепью рецептора интелейкина-2. Регуляторная активность этих СD4+/СD25+-клеток и их роль в активном подавлении аутоиммунитета обсуждается в гл. 12.
• Эффекты цитокинов. Т-клетки и другие клетки иммунной системы (например, макрофаги) оказывают различное воздействие на многие клетки, лимфоидные и нелимфоидные, посредством разных цитокинов, которые они высвобождают. Таким образом, прямо или косвенно Т-клетки связываются и взаимодействуют с множеством типов клеток.

В результате многолетних иммунологических исследований было установлено, что клетки, активированные антигеном, проявляют целый ряд эффекторных способностей. Однако только за последние несколько десятилетий иммунологи стали осознавать всю сложность событий, которые происходят при активации клеток антигеном и при их взаимодействии с другими клетками. Мы теперь знаем, что простой контакт Т-клеточного рецептора с антигеном недостаточен для активации клетки.

В действительности для активации антигенспецифичной Т-клетки должны быть даны по крайней мере два сигнала. Первый сигнал обеспечивается связыванием Т-клеточного рецептора с антигеном, который должен быть соответствующим образом презентирован АПК. Второй сигнал определяется участием костимуляторов, среди которых имеются определенные цитокины, такие как IL-1, IL-4, IL-6, и поверхностные молекулы, экспрессированные на АПК, такие как CD40 и CD86.

В последнее время под термином «костимулятор» стали подразумевать и другие стимулы, например продукты жизнедеятельности микроорганизмов (инфекционные, чужеродные) и поврежденная ткань («гипотеза опасности» П. Матзингера (P. Matzinger)), которые будут усиливать первый сигнал, если он относительно слаб. Как только Т-клетки получают достаточно четкий сигнал для активации, происходит ряд событий, и активированная клетка синтезирует и высвобождает цитокины. В свою очередь эти цитокины контактируют с определенными рецепторами на различных клетках и воздействуют на эти клетки.

Хотя обе, гуморальная и клеточная, ветви иммунного ответа рассматриваются как самостоятельные и отличные друг от друга компоненты, важно понимать, что реакция на любой специфический патоген может предусматривать сложное взаимодействие между ними, а также участие элементов врожденного иммунитета. Все это нацелено на обеспечение достижения максимально возможного выживания организма за счет удаления антигена и, как мы увидим далее, защиты организма от аутоиммунного ответа на собственные структуры.

Проявление разнообразия в иммунном ответе

Вкратце эти соображения таковы:

• По различным подсчетам число специфичных антигенов, к которым может возникать иммунный ответ, способно достигать 106-107.
• Если каждый специфичный ответ, как антительный, так и Т-клеточный, определяется одним геном, означает ли это, что каждому индивидууму потребуется более 107 генов (один на каждое специфичное антитело)? Каким образом этот массив ДНК передается неповрежденным от индивида к индивиду?

Природа создала технологию генных рекомбинаций, при которой белок может кодироваться молекулой ДНК, составленной из набора рекомбинируемых (переставляемых) мини-генов, которые и составляют полный ген. На основе небольшого набора таких мини-генов, способных свободно комбинироваться для создания целого гена, можно получить огромный репертуар специфичностей, используя ограниченное число генных фрагментов.

Первоначально этот механизм был призван объяснить существование огромного разнообразия антител, которые не только секретируются В-клетками, но также фактически составляют антиген-или эпитопспецифичные рецепторы В-клеток. Впоследствии было установлено, что подобные механизмы отвечают и за разнообразие антигенспецифичных Т-клеточных рецепторов (TCR).

Достаточно сказать, что существование различных методов молекулярной биологии, позволяющих не только исследовать гены, но и произвольно перемещать их из одной клетки в другую, обеспечивает быстрый дальнейший прогресс в иммунологии.

Р.Койко, Д.Саншайн, Э.Бенджамини