Какими свойствами обладает противовирусный иммунитет

Противовирусный иммунитет . Отличие противовирусного И. от других видов И. (против бактерий, простейших, грибков и т.д.) связано со своеобразием структуры и размножения вирусов, особенностями патогенеза вирусных инфекций. Видовой противовирусный И. обусловлен отсутствием у клеток данного вида организмов рецепторов для прикрепления (адсорбции) соответствующих вирусов или их неспособностью репродуцироваться после проникновения в клетку, наличием неспецифических ингибиторов и нуклеаз в сыворотке крови, множеством других факторов. Немаловажную роль в защите от вирусов играет воспалительная реакция, направленная на ограничение распространения вирусов в организме и фиксацию их в воротах инфекции. При этом помимо клеток крови (макрофагов, естественных киллеров) противовирусный эффект оказывают такие универсальные реакции на внедрение вирусов, как общее или локальное повышение температуры и увеличение кислотности среды.

Приобретенный противовирусный И. формируется в результате перенесенного заболевания или иммунизации организма с помощью вакцин. Он определяется сочетанием специфических факторов (иммуноглобулинов, В- и Т-лимфоцитов) и факторов неспецифической (естественной) резистентности (воспалительной реакции, интерферонов, противовирусных ингибиторов, естественных киллеров, макрофагов и др.). Так, термолабильные сывороточные b -ингибиторы ( b -липопротеины) обладают инактивирующим действием против широкого круга вирусов. Уровень содержания в сыворотке этих ингибиторов взаимосвязан с резистентностью организма к вирусному заражению. У новорожденных и детей первого года жизни он низок, чем в известной степени восприимчивость объясняется к вирусам.

Та же закономерность характерна для интерферонов — важнейших факторов неспецифической резистентности. Практически все вирусы обусловливают выработку интерферонов, их образование является одной из первых защитных реакций организма на внедрение вирусов. Интерфероны в отличие от антител подавляют внутриклеточные этапы репродукции вирусов в зараженных клетках и обеспечивают невосприимчивость к вирусам окружающих здоровых клеток. Попадая из ворот инфекции в кровь, интерфероны распределяются по организму, предотвращая последующую диссеминацию вирусов.

Таким образом, факторы неспецифической резистентности в сочетании с медиаторами воспаления способны разрушать инфицированные вирусами клетки. Если этого не происходит и вирусы размножаются, наступает вторая (специфическая) стадия противовирусного И., связанная с продукцией вируснейтрализующих антител В-лимфоцитами и активацией регуляторных Т-лимфоцитов (Т-хелперов, Т-супрессоров, цитотоксических лимфоцитов), а также обширного круга Т-лимфоцитов — эффекторов лимфоцитарно-моноцитарного ряда. Интенсивность противовирусного И. определяется сложной системой межклеточных и медиаторных отношений, меняющейся в зависимости от индивидуального иммунного статуса человека и особенностей конкретного возбудителя.

При острых (явных) инфекциях (гриппе, полиомиелите и др.) вскоре после контакта вирусов с клетками начинается разрушение последних. В этих случаях болезнь развивается быстро. При латентных (хронических, дремлющих, медленных инфекциях) вирусы могут оставаться в клетках неопределенно долгое время, не оказывая характерного повреждающего действия. Одним из механизмов такой персистенции может быть интеграция или встраивание генетическою материала (ДНК, РНК) вирусов в геном клетки. Под влиянием провоцирующих факторов (охлаждение, воздействие ионизирующего излучения, стрессы и др.) скрытая бессимптомная инфекция переходит в явное заболевание. Между этими двумя крайними видами взаимодействия вирусов с клетками существует множество переходных форм.

Наблюдается широкая индивидуальная вариабельность и способности организма к иммунному ответу. Уровень специфической и неспецифической резистентности помимо возможных врожденных дефектов определяется множеством других факторов (возраст, стрессы, питание, суточный биоритм, время года и т.д.). В отдельных случаях вирусы несколько видоизменяются и т.о. избегают нейтрализующего действия антител и других специфических механизмов иммунной защиты. Это явление, называемое антигенным дрейфом, особенно хорошо изучено в отношении вируса гриппа. В большинстве случаев основная роль в развитии противовирусного И. принадлежит регуляторным Т-лимфоцитам, осуществляющим контроль за антителообразующими В-лимфоцитами и эффекторными Т-лимфоцитами. Способность многих вирусов размножаться и разрушать клетки иммунной системы или подавлять их функции приводит к иммуносупрессии и может способствовать переходу острой инфекции в хроническую форму. Так, поражение вирусами макрофагов вызывает подавление их антигенпрезенттирующей функции и приостанавливает дальнейший иммунный ответ; взаимодействие вирусов с антигенными детерминантами главного комплекса гистосовместимости изменяет клеточные мембраны и вызывает дефектность цитотоксических микроцитов; заражение В-лимфоцитов вирусами герпеса может вызвать их поликлональную активацию и резкое увеличение числа инфицированных клеток. Другим результатом поликлональной стимуляции В-лимфоцитов является образование полиспецифических иммуноглобулинов классов G и М, которые могут взаимодействовать с клетками и тканями внутренних органов и провоцировать развитие аутоиммунного процесса. Наконец, поражение вирусами делящихся Т-хелперов при ВИЧ-инфекции резко снижает, вплоть до полного выключения, иммунную защиту. Более того, вирусы могут подавлять образование лимфокинов и тем самым нарушать нормальное функционирование иммунной системы.

Повышение невосприимчивости к вирусным инфекциям достигается вакцинацией, использованием интерферонов и их индукторов, иммуномодуляторов, с помощью различных химиопрепаратов. Исторически первым и надежным способом, приводящим к активации иммунитета, является вакцинация. Продолжительность противовирусного И. при вакцинации широко варьирует Наиболее длительную защиту обеспечивают вакцины против кори и желтой лихорадки (более 15 лет, возможно, пожизненно); эффект вакцин против полиомиелита, краснухи и эпидемического паротита сохраняется 5—8 лет, меньше длительность И. при гриппе (1—2 года). Однако возможности противовирусной вакцинации не беспредельны, т.к. большое число прививок может вести к развитию аллергических реакций, а при заболеваниях, вызываемых множеством вирусов (например, причиной острых респираторных заболеваний являются около 150 вирусов различных таксономических групп), вакцинация не дает желаемого эффекта. В этих случаях на первое место выдвигаются способы повышения неспецифической резистентности.

Интерфероны, иммуномодуляторы и химиопрепараты, не обладающие узкой специфичностью вакцин, можно использовать в тех случаях, когда вакцины отсутствуют или их применять поздно (заражение уже произошло). Как правило, эффект лечения тем выше, чем раньше оно начато, поэтому перечисленные препараты следует вводить при появлении первых признаков вирусного заболевания (в 1—2-й дни болезни). Интерфероны, их индукторы и иммуномодуляторы оказывают выраженное активирующее влияние на систему И., принимая участие практически во всех его реакциях; они могут увеличивать образование антител, стимулировать фагоцитоз, усиливать цитотоксическую активность лимфоцитов, подавлять гиперчувствительность замедленного типа, влиять на процессы реализации иммунологической памяти.

Что такое противовирусный иммунитет? Это механизм защиты организма, который обеспечивает бесперебойную работу внутренней среды и вступает во взаимодействие с патогенным инфекционным агентом. В современной иммунологии этот раздел занимает преимущественную часть теоретического курса. Его изучение имеет первостепенное значение для будущих иммунологов.

Что такое вирус и как на него реагирует иммунитет

В природе инфекционных микроорганизмов вирусам отводится уникальный статус: все возбудители различных заболеваний, известные современной науке, имеют молекулярную неклеточную организацию. Вирус – это своего рода внутриклеточный паразит, который обладает специфическим механизмом репродукции и взаимодействия с клетками организма. Благодаря многообразию вирусных инфекций ученым удалось определить тип патогенеза заболеваний, вызываемых ими, и характер иммунологической реакции.

Основной задачей микробиологии противовирусного иммунитета является создание эффективных лекарственных препаратов, которые должны помогать организму бороться с инфекцией и наладить эффективный защитный механизм в случае повторной вирусной атаки. Для этого важно определить степень устойчивости патогена к воздействию естественных и искусственных противовирусных комплексов, которые формируются после излечения от инфекции.

Сформированный организмом противовирусный иммунитет может иметь разную напряженность и продолжительность. Также стоит уточнить, что иммунологическая реакция в ответ на инфицирование возникает не во всех случаях. Невосприимчивость к болезнетворным агентам отдельных видов заложена на генетическом уровне. Главным условием формирования таких механизмов противовирусного иммунитета является отсутствие в клетках специфических субстратов. Без них не происходит взаимодействия с инфекцией и блокируется ее размножение. Из-за невозможности репродукции вируса в организме заболевание не развивается.

Общие физиологические факторы формирования иммунной защиты

Врожденный противовирусный иммунитет есть у каждого человека. Главным условием его выработки является наличие неспецифических факторов, которые обеспечивают защиту клеток и молекул от воздействия инфекции. Чтобы спровоцировать развитие заболевания, патоген должен пройти несколько естественных барьеров в организме человека. Каждый из них и является тем самым неспецифическим фактором противовирусного иммунитета.

Первый этап – это кожно-слизистые ткани. На них приходится первая атака патогенных микроорганизмов. Крепким противовирусным иммунитетом обладают неповрежденные кожные покровы и слизистые оболочки, служащие не только механическим, но и стерилизующим препятствием. В противном случае вирус проникает далее вглубь организма. К инфицированному участку начинают активно прибывать фагоциты, которые ограничивают пораженную область от остальных здоровых тканей и ограничивают распространение инфекции.

К особенностям противовирусного иммунитета относится повышение температуры тела. При умеренной лихорадке (до 40 °С), с которой многие активно борются, активизируется иммуногенез, запускается метаболизм и увеличивается продуцирование интерферона – естественного противовирусного вещества. При высокой температуре тела возникает непосредственная инактивация внеклеточного агента, а его репродукция подавляется за счет снижения рН внеклеточной и внутриклеточной среды. В кислой среде инфекция погибает быстрее.

В отличие от бактерий, большинство вирусов легко проходят почечную систему, нисколько не отражаясь на функциональности органов. Буквально через час после заражения вирусы появляются в моче, что способствует скорейшему восстановлению относительного постоянства внутренней среды организма. Именно поэтому при вирусной инфекции пациенту рекомендуется пить как можно больше жидкости. При этом возбудители выделяются не только почками, но и слюнными железами, кишечником.

Вирус в крови: роль иммуноглобулинов, макрофагов, гормонов

К неспецифическим факторам противовирусного иммунитета относится гамма-глобулин, который содержится в сыворотке крови и участвует в процессе естественной нейтрализации вирусов. Похожую функцию выполняют и ингибиторы – неспецифические противовирусные белки, присутствующие в секрете эпителия слизистой органов дыхания и желудочно-кишечного тракта. Все эти элементы противовирусного иммунитета в микробиологии считаются основными факторами, подавляющими активность патогенов. Вирусы находятся вне чувствительной клетки, а именно в крови и других жидких тканях.

Защитные функции ингибиторов такие же, как и у антител, что зависит от типа вирусной инфекции и его количественной нагрузки на организм. На активность ингибиторов и гамма-глобулина влияют индивидуальные и возрастные особенности. Противовирусный иммунитет выше при низком содержании ингибиторов, поскольку они имеют свойство освобождаться и восстанавливать свою активность. У людей зрелого возраста ингибиторов становится больше, но нейтрализованный ими вирус впоследствии становится объектом влияния других иммунологических факторов.

На резистентности к вирусной инфекции сказывается баланс гормонального фона. Так, например, увеличение концентрации кортизона в организме снижает защитные функции, а в малых дозах – повышает. Отдельного внимания среди факторов противовирусного иммунитета заслуживают макрофаги – клетки, фагоцитирующие чужеродные частицы при попадании последних в кровоток. Защищают организм от вирусов такие макрофаги:

• моноциты крови;
• клетки костного мозга;
• клетки печени;
• макрофаги селезенки;
• лимфоциты.

Все эти элементы участвуют в процессах образования антител, кооперируясь с Т- и В-лимфоцитами. Вирусный агент адсорбируется и поглощается лейкоцитами, но в дальнейшем его разрушение не происходит и процесс приостанавливается на этапе фагоцитоза. В завершении этого процесса нет явной необходимости. Макрофаги не способны переваривать вирусы, а это главный принцип защиты, поэтому фагоцитозу отведена второстепенная роль в иммунологии. Противовирусный иммунитет в данном случае больше зависит от интерференции организма.

Интерферон лейкоцитарный человеческий

Если инфекция преодолевает вышеуказанные общие физиологические и гуморальные факторы, ей удается проникнуть в чувствительную клетку. После этого запускается процесс внутриклеточного развития вируса, но в некоторых случаях проникновение инфекции не всегда сопровождается внутриклеточным поражением. Морфологически клетка не меняется, никаких деструктивных процессов в ней не происходит, поэтому в дальнейшем она становится устойчивой к штаммам этого вируса.

Противовирусный иммунитет, выработанный в результате вирусной интерференции, считается самым сильным. В его материальной основе лежит продуцирование особого вещества – интерферона. Этот белок образуется как ответная реакция на проникновение патогена в клетку. Интерферон обладает противовирусными, антипролиферативными и иммуномодулирующими свойствами и теряет свою активность, но не погибает при низких температурах. Разрушить его можно воздействием ультрафиолета и высоких температур (выше 60 °С).

В крови интерферон появляется спустя 1-2 часа после проникновения вируса и максимальной концентрации достигает через 4-8 ч. Белок возникает как реакция в ответ не только на проникновение вирусов, но и бактерий, продуктов их жизнедеятельности, являясь основным элементом противовирусного иммунитета.

Интерферон присутствует в крови, моче, спинномозговой жидкости, секрете носоглотки, в почках, легких и в соединительной ткани организма. Его вырабатывают практически все клетки, но в большей степени этот белок продуцируется селезенкой и лейкоцитами. Принцип действия интерферона состоит в подавлении функции размножения вируса при полном сохранении жизнедеятельности клетки.

Отличие приобретенного иммунитета от врожденного

Иммунная система защиты организма от патогенных микроорганизмов бывает двух видов – врожденной и приобретенной. С точки зрения иммунологии предназначение приобретенного иммунитета, который появляется у человека в течение жизни, заключается в поддержке врожденного. В отличие от врожденного иммунитета, который имеется от рождения и активизируется при вторжении чужеродного микроорганизма, приобретенный иммунитет формируется только после контакта с инфекцией и активизируется в случае ее повторной атаки.

Один из способов получить приобретенный иммунитет к тому или иному вирусу – пройти вакцинацию. При первоначальном контакте с чужеродным агентом запускается несколько действий, которые приводят к запуску работы лимфоцитов и синтезу белков, обладающих повышенной реактивностью против чужеродных частиц. В результате этого процесса организм приобретает защитную систему, которая уверенно противостоит последующим атакам.

Люди, которым удалось выжить при течении смертельно опасных эпидемий бубонной чумы и оспы, в последующем проявляли большую устойчивость к инфекции, чем те, кто ни разу не встречался с болезнью. Открывателем приобретенного противовирусного иммунитета считают англичанина Э. Дженнера.

В конце XVIII века этот врач провел научно-практический эксперимент, за который сегодня был бы лишен лицензии и попал под суд. Дженнер ввел ребенку ничтожную дозу гноя, изъятого из очага поражения у женщины, болевшей коровьей оспой. Таким образом, он попытался намеренно заразить ребенка, но эксперимент прошел успешно: заболевание так и не возникло, несмотря на контакт с возбудителем.

История вакцинации

После проведенного эксперимента по выработке у ребенка приобретенного иммунитета к коровьей оспе многие ученые озадачились созданием теории иммунизации. Но о вакцинации в широких массах стало известно лишь через сотню лет после эксперимента Дженнера. Кроме того, исследователи смогли установить, что иммунитет формируется не только к вирусам и бактериям, но и к продуктам их жизнедеятельности.

Сегодня доказанным фактом является то, что иммунная защита возникает в отношении бесчисленного множества естественных и искусственных элементов, включая металлы, химические соединения с низкой молекулярной массой, белки, углеводы, нуклеотиды и другие антигены, в ответ на которые возникает иммунная реакция.

Основные средства для укрепления иммунитета

Для усиления свойств противовирусного иммунитета, необходимых для борьбы с различными инфекциями, фармакологическая отрасль занимается разработкой лекарственных препаратов, относящихся к категории противовирусных и иммуностимулирующих. Вне зависимости от причины ослабления иммунитета, выбор такого медикамента следует доверять врачу-иммунологу. На сегодняшний день выпускаются иммуномодулирующие средства в различных лекарственных формах для взрослых и детей.

Классифицируют их следующим образом:

• стимуляторы натурального происхождения;
• препараты на бактериальной основе;
• биогенные стимуляторы;
• индукторы выработки интерферонов человека;
• лекарства животного происхождения (из вилочковой железы крупного рогатого скота);
• адаптогенные иммуномодуляторы;
• синтетические препараты.

В раннем возрасте

Лекарства, укрепляющие противовирусный иммунитет и повышающие защитные свойства организма у детей, важно выбирать с учетом индивидуальных особенностей развития ребенка. Необходимости в назначении иммуномодуляторов детям младше шестимесячного возраста, как правило, не возникает, потому что с самого рождения надежную защиту детскому организму обеспечивает материнский иммунитет. После полугода наступает период перехода иммунной защиты на продуцирование собственных иммуноглобулинов.

Детям, не достигшим трех лет, для повышения иммунного статуса врачи назначают препараты из серии интерферонов. В более старшем возрасте эффективнее применять растительные средства либо медикаменты с нуклеиновой кислотой.

Иммуномодуляторы на натуральной основе

Помимо эхинацеи, используются и другие средства для повышения иммунитета. Противовирусными свойствами обладают не менее эффективные:

• Настойка элеутерококка – курс прием для взрослых составляет 30 дней. Лекарство не просто укрепляет организм, но и придает жизненных сил, бодрости.
• Настойка корня женьшеня. Производит аналогичный терапевтический эффект, но в отличие от экстракта элеутерококка, имеет ряд ограничений к применению.
• Настойка лимонника китайского. Повышает стрессоустойчивость и укрепляет иммунитет, делая организм устойчивым к ОРВИ в период массовой заболеваемости.

Препараты с бактериями, повышающие иммунитет

Чтобы повысить устойчивость к заражению, применяются особые стимуляторы для иммунитета. Противовирусные средства такого типа содержат ничтожное количество микробов, частицы их структур. В результате попадания веществ в организм возникает ответная реакция. К бактериальным препаратам с иммуностимулирующими свойствами, относятся:

Лекарства с интерфероном

Сомнений в том, насколько высока эффективность интерферонов, у врачей нет. Препараты этой группы назначают при первых симптомах простудных заболеваний, а также в период обострения хронических вирусных инфекций. Противовирусные препараты для иммунитета позволяют остановить развитие симптомов болезни, повысить общую сопротивляемость организма. Однако в профилактических целях интерферон не используется.

Другие иммуностимуляторы

В категорию искусственных стимуляторов неспецифического действия включены витаминно-минеральные комплексы, содержащие коферменты – низкомолекулярные соединения белков со структурами небелкового типа.

Важно понимать, что любое средство, обладающее иммуностимулирующими свойствами, неправильно воспринимать как панацею против всех вирусных болезней. Большинство вирусов, попав в организм человека, остаются в нем до конца жизни. И хотя полностью избавиться от инфекции не удастся, нужно постоянно укреплять противовирусный иммунитет, чтобы держать под контролем заболевание и не допускать развития осложнений.

Вирусы запускают противовирусный иммунитет – клеточный Т-лифоциты (цитотоксические СД8)

Также при поподании вирусов выделяется интерферон, продуцируется клетками в которые попал вирус, это противовирусный белок который защищает клетку от попадания в нее другого вируса.

Интерферон относится к важным защитным белкам иммунной системы. Открыт при изучении интерференции вирусов, т. е.

явления, когда животные или культуры клеток, инфициро­ванные одним вирусом, становились нечувс­твительными к заражению другим вирусом. Оказалось, что интерференция обусловлена образующимся при этом белком, обладаю­щим защитным противовирусным свойством. Этот белок назвали интерфероном.

Интерферон представляет собой семейство белков-гликопротеидов, которые синтезируются клетками иммунной системы и соединитель­ной ткани

Выработка интерферона резко возрастает при инфицировании виру­сами, а также при воздействии индукторов интерферона, например РНК, ДНК, сложных полимеров. Такие индукторы интерферона получили название интерфероногенов.

Помимо противовирусного действия интер­ферон обладает противоопухолевой защитой, так как задерживает пролиферацию (размноже­ние) опухолевых клеток, а также иммуномодулирующей активностью, стимулируя фагоцитоз, естественные киллеры, регулируя антителообразование В-клетками, активируя экспрессию главного комплекса гистосовместимости.

Механизм действия интерферона сложен. Интерферон непосредственно на вирус вне клетки не действует, а связывается со спе­циальными рецепторами клеток и оказыва­ет влияние на процесс репродукции вируса внутри клетки на стадии синтеза белков.

Применение интерферона. Действие интерферона тем эффективнее, чем раньше он начинает синтезироваться или пос­тупать в организм извне. Поэтому его использу­ют с профилактической целью при многих ви­русных инфекциях, например гриппе, а также с лечебной целью при хронических вирусных инфекциях, таких как парентеральные гепати­ты (В, С, D), герпес, рассеянный склероз и др

Особенности противовирусного иммунитета, гуморальные и патофизиологические механизмы. Ингибиторы, природа и свойства, Имунная система организма человка. Иммунокомпетентные клетки, их основные функции. Понятие о межклеточной кооперации и ее роли в иммуногенезе.

Структура иммунной системы. Иммунная система представлена лимфоидной тканью. Это спе­циализированная, анатомически обособленная ткань, разбросан­ная по всему организму в виде различных лимфоидных образо­ваний. К лимфоидной ткани относятся вилочковая, или зобная, железа, костный мозг, селезенка, лимфатические узлы (группо­вые лимфатические фолликулы, или пейеровы бляшки, минда­лины, подмышечные, паховые и другие лимфатические образо­вания, разбросанные по всему организму), а также циркулиру­ющие в крови лимфоциты. Лимфоидная ткань состоит из ретикулярных клеток, составляющих остов ткани, и лимфо­цитов, находящихся между этими клетками. Основными функ­циональными клетками иммунной системы являются лимфоци­ты, подразделяющиеся на Т- и В-лимфоциты и их субпопуля­ции. Общее число лимфоцитов в человеческом организме дос­тигает 10 12 , а общая масса лимфоидной ткани составляет при­мерно 1—2 % от массы тела.

Лимфоидные органы делят на центральные (первичные) и периферические (вторичные).

Кооперация иммунокомпетентных клеток. Иммунная реакция организма может иметь различный характер, но всегда начинается с захвата антигена макрофагами крови и тканей или же со связывания со стромой лимфоидных органов. Нередко антиген адсорбируется также на клетках паренхиматозных органов. В макрофагах он может полностью разрушаться, но чаше подвергается лишь частичной деградации. В частности, большинство антигенов в лизосомах фагоцитов в печение часа подвергается ограниченной денатурации и протеолизу. Оставшиеся от них пептиды (как правило, два-три остатка аминокислот) комплексируются с экспрессированными на внешней мембране макрофагов молекулами МНС.

Макрофаги и все другие вспомогательные клетки, несущие на внешней мембране антигены, называются антигенпрезентирующими, именно благодаря им Т- и В-лимфоциты, выполняя функцию презентации, позволяют быстро распознавать антиген.

Иммунокомпетентные клетки - клетки, способные специфически распознавать антиген и отвечать на него иммунной реакцией. Такими клетками являются Т- и В-Л, которые под влиянием чужеродных агентов дифференцируются в сенсибилизированный лимфоцит и плазматическую клетку.

Т-лимфоциты –это сложная по составу группа клеток, которая происходит от полипотентной стволовой клетки костного мозга, а созревает и дифференцируется в тимусе из предшественников. Т-лимфоциты разделяются на две субпопуляции: иммунорегуляторы и эффекторы. Задачу регуляции иммунного ответа выполняют Т-хелперы. Эффекторную функцияю осуществляют Т-киллеры и естественные киллеры. В орагнизме Т-лимфоциты обеспечивают клеточные формы иммунного ответа, определяют силу и продолжительность иммунной реакции.

B-лимфоциты –преимущественно эффекторные иммунокомпетентные клетки. Зрелые В-лимфоциты и их потомки – плазматические клетки являются антителопродуцентами. Их основными продуктами являются иммуноглобулины. В-лимфоциты участвуют в формировании гуморального иммунитета, В-клеточной иммунологической памяти и гиперчувствительности немедленного типа.

Макрофаги - клетки соединительной ткани, способные к активному захвату и перевариванию бактерий, остатков клеток и других чужеродных для организма частиц.

2.15 Антигены: определение, основные свойства. Антиге­ны бактериальной клетки.

Антиген –это биополимер органической природы, генетически чужеродный для макроорганизма, который при попадании в последний распознаётся его иммунной системой и вызывает иммунные реакции, направленные на его устранение.

Антигены обладают рядом характерных свойств: антигенностью, специфичностью и иммуногенностью.

Иммуногенность — потенциальная способ­ность антигена вызывать по отношению к себе в макроорганизме специфическую за­щитную реакцию. Степень иммуногенности зависит от ряда факторов, которые можно объединить в три группы: 1. Молекулярные особенности антигена; 2. Клиренс антигена в организме; 3. Реактивность макроорганизма.

К первой группе факторов отнесены природа, химический состав, молекулярный вес, струк­тура и некоторые другие характеристики.

Иммуногенность в значительной степени за­висит от природы антигена. Важна также оптическая изомерия аминокислот, составляющих молекулу белка. Большое значение имеет размер и молекулярная масса антигена. На степень иммуногенности также оказыва­ет влияние пространственная структура анти­гена. Оказалась также существенной стерическая стабильность молекулы антигена. Еще одним важным условием иммуно­генности является растворимость антигена.

Вторая группа факторов связана с динамикой поступления антигена в организм и его выведе­ния. Так, хорошо известна зависимость иммуногенности антигена от способа его введения. На иммунный ответ влияет количество пос­тупающего антигена: чем его больше, тем более выражен иммунный ответ.

Третья группа объединяет факторы, опреде­ляющие зависимость иммуногенности от со­стояния макроорганизма. В этой связи на пер­вый план выступают наследственные факторы.

Специфичностьюназывают способность ан­тигена индуцировать иммунный ответ к строго определенному эпитопу. Это свойство обуслов­лено особенностями формирования иммунно­го ответа — необходима комплементарность рецепторного аппарата иммунокомпетентных клеток к конкретной антигенной детерминанте. Поэтому специфичность антигена во многом определяется свойствами составляющих его эпитопов. Однако при этом следует учитывать условность границ эпитопов, их структурное разнообразие и гетерогенность клонов антигенреактивных лимфоцитовой специфичности. В результате этого организм на антигенное раз­дражение всегда отвечает поликлональными им­мунным ответом.

Антиге­ны бактериальной клетки.В структуре бактериальной клетки разли­чают жгутиковые, соматические, капсульные и некоторые другие антигены. Жгутиковые, или Н-антигены,локализуют­ся в локомоторном аппарате бактерий — их жгутиках. Они представляют собой эпитопы сократительного белка флагеллина. При на­гревании флагеллин денатурирует, и Н-антиген теряет свою специфичность. Фенол не действует на этот антиген.

Соматический, или О-антиген,связан с клеточной стенкой бактерий. Его основу со­ставляют ЛПС. О-антиген проявляет термос­табильные свойства — он не разрушается при длительном кипячении. Однако соматичес­кий антиген подвержен действию альдегидов (например, формалина) и спиртов, которые нарушают его структуру.

Капсулъные, или К-антигены,располагаются на поверхности клеточной стенки. Встречаются у бактерий, образующих капсулу. Как правило, К-антигены состоят из кислых полисахаридов (уроновые кислоты). В то же время у бациллы сибирской язвы этот антиген построен из по­липептидных цепей. По чувствительности к нагреванию различают три типа К-антигена: А, В, и L. Наибольшая термостабильность ха­рактерна для типа А, он не денатурирует даже при длительном кипячении. Тип В выдержи­вает непродолжительное нагревание (около 1 часа) до 60 "С. Тип L быстро разрушается при этой температуре. Поэтому частичное удале­ние К-антигена возможно путем длительного кипячения бактериальной культуры.

На поверхности возбудителя брюшного ти­фа и других энтеробактерий, которые облада­ют высокой вирулентностью, можно обнару­жить особый вариант капсульного антигена. Он получил название антигена вирулентнос­ти, или Vi-антигена.Обнаружение этого ан­тигена или специфичных к нему антител име­ет большое диагностическое значение.

Антигенными свойствами обладают также бактериальные белковые токсины, ферменты и некоторые другие белки, которые секретируются бактериями в окружающую среду (на­пример, туберкулин). При взаимодействии со специфическими антителами токсины, фер­менты и другие биологически активные моле­кулы бактериального происхождения теряют свою активность. Столбнячный, дифтерий­ный и ботулинический токсины относятся к числу сильных полноценных антигенов, поэ­тому их используют для получения анатокси­нов для вакцинации людей.

В антигенном составе некоторых бактерий выделяется группа антигенов с сильно выра­женной иммуногенностью, чья биологическая активность играет ключевую роль в формиро­вании патогенности возбудителя. Связывание таких антигенов специфическими антителами практически полностью инактивирует виру­лентные свойства микроорганизма и обеспечи­вает иммунитет к нему. Описываемые антиге­ны получили название протективных. Впервые протективный антиген был обнаружен в гнойном отделяемом карбункула, вызванного ба­циллой сибирской язвы. Это вещество являет­ся субъединицей белкового токсина, которая ответственна за активацию других, собственно вирулентных субъединиц — так называемого отечного и летального факторов

2.16 Иммуноглобулины, структура и функции.

Природа иммуноглобулинов.В ответ на введение антигена иммунная систе­ма вырабатывает антитела — белки, способные специфически со­единяться с антигеном, вызвавшим их образование, и таким образом участвовать в иммунологических реакциях. Относятся ан­титела к γ-глобулинам, т. е. наименее подвижной в электричес­ком поле фракции белков сыворотки крови. В организме γ-глобулины вырабатываются особыми клетками — плазмоцитами. γ-глобулины, несущие функции антител, получили название иммуноглобули­нов и обозначаются символом Ig. Следовательно, антитела — это иммуноглобулины, вырабатываемые в ответ на введение анти­гена и способные специфически взаимодействовать с этим же антигеном.

Структура антител.Белки иммуноглобулинов по химическому составу относятся к гликопротеидам, так как состоят из проте­ина и Сахаров; построены из 18 аминокислот. Имеют видовые отличия, связанные главным образом с набором аминокислот. Их молекулы имеют цилиндрическую форму, они видны в электронном микроскопе. До 80 % иммуноглобулинов имеют константу седиментации 7S; устойчивы к слабым кисло­там, щелочам, нагреванию до 60 °С. Выделить иммуноглобули­ны из сыворотки крови можно физическими и химическими ме­тодами (электрофорез, изоэлектрическое осаждение спиртом и кислотами, высаливание, аффинная хроматография и др.). Эти методы используют в производстве при приготовлении иммуно­биологических препаратов.

Иммуноглобулины по структуре, антигенным и иммунобио­логическим свойствам разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD. Иммуноглобулины М, G, А имеют под­классы. Например, IgG имеет четыре подкласса (IgG,, IgG₂, IgG₃, IgG₄). Все классы и подклассы различаются по аминокис­лотной последовательности.

Молекулы иммуноглобулинов всех пяти классов состоят из полипептидных цепей: двух одинаковых тяжелых цепей Н и двух одинаковых легких цепей — L, соединенных между собой дисульфидными мостиками. Соответственно каждому классу иммуноглобулинов, т.е. М, G, A, E, D, разли­чают пять типов тяжелых цепей: μ (мю), γ (гамма), α (альфа), ε (эпсилон) и Δ (дельта), различающихся по антигенности. Легкие цепи всех пяти классов являются общими и бывают двух типов: κ (каппа) и λ (ламбда); L-цепи иммуноглобулинов различных классов могут вступать в соединение (рекомбинироваться) как с гомологичны­ми, так и с гетерологичными Н-цепями. Однако в одной и той же молекуле могут быть только идентичные L-цепи (κ или λ). Как в Н-, так и в L-цепях имеется вариабельная — V область, в которой последовательность амино­кислот непостоянна, и константная — С область с постоянным набором аминокислот. В легких и тяжелых цепях различают NH₂- и СООН-концевые группы.

При обработке γ -глобулина меркаптоэтанолом разрушаются дисульфидные связи и молекула иммуноглобулина распадается на отдельные цепи полипептидов. При воздействии протеолитическим ферментом папаином иммуноглобулин расщепляется на три фрагмента: два не кристаллизующихся, содержащих детерминантные группы к антигену и названных Fab-фрагментами I и II и один кристаллизующий Fc-фрагмент. FabI- и FabII-фрагменты сходны по свойствам и аминокислотному составу и отличаются от Fc-фрагмента; Fab-и Fc-фрагменты являются компактными образованиями, соеди­ненными между собой гибкими участками Н-цепи, благодаря чему молекулы иммуноглобулина имеют гибкую структуру.

Как Н-цепи, так и L-цепи имеют отдельные, линейно свя­занные компактные участки, названные доменами; в Н-цепи их по 4, а в L-цепи — по 2.

Активные центры, или детерминанты, которые формиру­ются в V-областях, занимают примерно 2 % поверхности мо­лекулы иммуноглобулина. В каждой молекуле имеются две де­терминанты, относящиеся к гипервариабельным участкам Н-и L-цепей, т. е. каждая молекула иммуноглобулина может свя­зать две молекулы антигена. Поэтому антитела являются двух­валентными.

Типовой структурой молекулы иммуноглобулина является IgG. Остальные классы иммуноглобулинов отличаются от IgG дополнительными элементами организации их молеку­лы.

В ответ на введение любого антигена могут вырабатываться антитела всех пяти классов. Обычно вначале вырабатывается IgM, затем IgG, остальные — несколько позже.