Иммунология как наука

В дальнейшем П. Эрлих разработал на этой базе теорию гуморального иммунитета, т.е. иммунитета, обеспечиваемого антителами, которые, продвигаясь по жидким внутренним средам организма, таким, как кровь и лимфа (от лат. humor - жидкость), поражают чужеродные тела на любом расстоянии от лимфоцита, который их производит.

Арне Тизелиус (Нобелевская премия по химии за 1948 год) показал, что антитела - это всего лишь обычные белки, но с очень большим молекулярным весом. Химическую структуру антител расшифровали Джералд Морис Эдельман (США) и Родни Роберт Портер (Великобритания), за что получили Нобелевскую премию в 1972 году. Было установлено, что каждое антитело состоит из четырех белков - 2-х легких и 2-х тяжелых цепей. Такая структура в электронном микроскопе по своему виду напоминает "рогатку" ( рис. 2 ). Часть молекулы антитела, которая связывается с антигеном, очень изменчива, поэтому ее называют вариабельной. Эта область содержится на самом кончике антитела, поэтому защитную молекулу иногда сравнивают с пинцетом, ухватывающим с помощью острых концов мельчайшие детали самого замысловатого часового механизма. Активный центр распознает в молекуле антигена небольшие участки, состоящие обычно из 4- 8 аминокислот. Эти участки антигена подходят к структуре антитела "как ключ к замку". Если антитела не могут справиться с антигеном (микробом) самостоятельно, на помощь им придут другие компоненты и, в первую очередь, специальные "клетки-пожиратели".

Позднее японец Сусумо Тонегава, основываясь на достижении Эдельмана и Портера, показал то, что никто в принципе не мог даже ожидать: те гены в геноме, которые отвечают за синтез антител, в отличие от всех других генов человека, обладают потрясающей способностью - многократно изменять свою структуру в отдельных клетках человека в течение его жизни. При этом они, варьируя в своей структуре, перераспределяются так, что потенциально готовы обеспечить производство нескольких сотен миллионов различных белков-антител, т.е. намного больше теоретического количества, потенциально действующих на человеческий организм извне чужеродных веществ - антигенов. В 1987 году С. Тонегава была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине "за открытие генетических принципов генерации антител".

Одновременно с создателем теории гуморального иммунитета Эрлихом наш соотечественник И.И. Мечников разработал теорию фагоцитоза и обосновал фагоцитарную теорию иммунитета. Он доказал, что у животных и человека существуют специальные клетки - фагоциты - способные поглощать и разрушать патогенные микроорганизмы и другой генетически чужеродный материал, оказавшийся в нашем организме. Фагоцитоз был известен ученым c 1862 г. по работам Э. Геккеля, но только Мечников первым связал фагоцитоз с защитной функцией иммунной системы. В последующей многолетней дискуссии между сторонниками фагоцитарной и гуморальной теорий были раскрыты многие механизмы иммунитета. Фагоцитоз, открытый Мечниковым, получил в дальнейшем название клеточного иммунитета, а антителообразование, обнаруженное Эрлихом, - гуморального иммунитета. Все завершилось тем, что оба ученых были признаны мировой научной общественностью и разделили между собой Нобелевскую премию по физиологии и медицине за 1908 год.

Иммунная система: механизм действия

Каким же образом антиген, попадая в организм, вызывает усиленный синтез именно тех антител, которые специфично реагируют только с ними? Ответ на этот вопрос дала теория селекции клонов австралийского исследователя Ф.М. Бернета. Согласно этой теории, каждая В-клетка синтезирует лишь один тип антител, которые локализуются на ее поверхности. Репертуар антител формируется в организме задолго до и независимо от встречи с антигеном. У человека разнообразие антител, присутствующих в норме на поверхности многочисленных В-лимфоцитов, столь велико, что на практике против любого антигена найдется лимфоцит, который способен его "узнать". Роль антигена заключатся в том, чтобы найти ту клетку, которая содержит на своей мембране антитело, реагирующее именно с ним. После такого взаимодействия "узнающие" В- лимфоциты активизируются, начинают быстро размножаться, производить и выпускать в кровь нужные для уничтожения антигена антитела (до двух тысяч антител в секунду). Активированный лимфоцит вступает в деление и дифференцировку. И вскоре из одной клетки возникает 500-1000 генетически идентичных клеток (клон). Клон синтезирует один и тот же тип антител, способных специфически распознавать антиген и соединяться с ним.

Антитела атакуют микробы и другие патогены и нейтрализуют их. Система антител не только участвует в уничтожении патогенов, но и запоминает их. После выздоровления организм может приобретать устойчивость к определенному возбудителю болезни - приобрести иммунитет. Чаще всего антителам достаточно связаться с определенным возбудителем, чтобы оказать ему противодействие. В случае вируса, находящегося в свободном состоянии, они препятствуют его связыванию с клеткой хозяина и проникновению внутрь ее. Однако антитела не в состоянии самостоятельно бороться с вирусами и другим возбудителям, после того, когда они "прячутся" внутри клетки.

Борьба с внутриклеточными паразитами - главная забота клеточного иммунитета. Клеточным этот иммунитет именуют потому, что в нем участвуют специальные клетки, которые и являются эффективным оружием для поражения чужеродных клеток при непосредственном контакте с ними. Для этой цели служат фагоциты , которые циркулируют в крови, поглощая и разрушая проникшие в организм микробы, ядовитые вещества и другие чужеродные для организма клетки и ткани.

Рассмотрим работу иммунной системы на примере заражения вирусом ( рис. 5 ). Вирусы проникают во внутренную среду организма через слизистые оболочки или через кровоток. При появлении в крови или в межклеточных пространствах какого-нибудь вируса иммунная система производит специфические антитела, вступающие в борьбу с ним. Эти антитела препятствуют связыванию вируса с клетками и проникновению в них.

Если антитела не справились с вирусом, пока он был вне клеток, то остается только или убивать зараженные вирусами клетки вместе с вирусами, или каким-то образом воспрепятствовать внутриклеточному размножению вирусов. Антитела участвуют в разрушении инфицированных вирусом клеток, активируя определенный тип белков крови. Уничтожением зараженных вирусом клеток занимаются макрофаги и Т-киллеры. Макрофаги "пожирают" вирус. Т-киллеры, распознав на поверхности зараженной клетки вирусные антигены, впрыскивают в клетку-мишень содержимое своих цитоплазматических гранул (куда входят некоторые цитокины и другие молекулы, повреждающие клетку-мишень). Результатом атаки Т-киллера, как правило, является гибель клетки-мишени вместе с внутриклеточными паразитами.

Гибель и разрушение собственных клеток организма не остается безразличным для его жизнедеятельности. При некоторых вирусных инфекциях такого рода защитные реакции иногда приносят больше вреда, чем пользы.

Для защиты от вирусов существует еще один механизм - молекулярный. Ответственны за эту защиту молекулы цитокинов под названием интерфероны. Одни из них синтезируются зараженными вирусами клетками, другие - Т- клетками в ответ на вирусную инфекцию. Все вместе они способны придавать противовирусную устойчивость другим незараженным клеткам и в результате препятствовать распространению вируса в организме. Это свойство интерферонов позволяет использовать их препараты для лечения при разных вирусных инфекциях. Молекулы интерферонов, кроме антивирусного действия, оказывают влияние на функции защитных клеток, увеличивая их число и активность.

Иммунология №1 2010

В. В. Гребенюк1, Н. В. Юсан2
1Кафедра факультетской хирургии, 2кафедра микробиологии, вирусологии, иммунологии Амурской государственной академии, 675000 Благовещенск, ул. Горького, 95; amursma@mail.ru

Информация для контакта:
Гребенюк Вячеслав Владимирович — канд. мед. наук, хирург высшей категории, ассистент каф. факультетской хирургии, e-mail. Vvgrebenyuk@yandex.ru, тел. 8(4162)526-828.

РОЛЬ ИНТЕРЛЕЙКИНА 8 И РЕЦЕПТОРНОГО АНТАГОНИСТА ИНТЕРЛЕЙКИНА 1 В ПАТОГЕНЕЗЕ АБДОМИНАЛЬНОГО СЕПСИСА

Представлены данные исследования уровней провоспалительного интерлейкина 8 и противовоспалительного рецепторного антагониста интерлейкина 1 в сыворотке крови 20 больных с тяжелым абдоминальным сепсисом в до- и послеоперационном периоде и оценка их роли в патогенезе септического процесса. Выявленные изменения отражают проявления синдрома системного воспалительного ответа и синдрома компенсаторного противовоспалительного ответа. У 8 больных с тяжелым абдоминальным сепсисом летальный исход наступил в послеоперационном периоде, при этом выявлено преобладание компенсаторного противовоспалительного ответа.

Ключевые слова:  цитокины, абдоминальный сепсис, патогенез

ЛИТЕРАТУРА

1. Абдоминальная хирургическая инфекция: клиника, диагностика, антимикробная терапия: Практ. руководство / Под ред. В. С. Савельева, Б. Р. Гельфанда. — М., 2006.

2. Белобородова Н. В., Дмитриева И. Б., Черневская Е. А. Сепсис индуцированный иммунопаралич: патогенез, диагностика и возможные пути коррекции // Анестезиол. и реаниматол. — 2008. — № 6. — С. 42—48.

3. Останин А. А., Леплина О. Ю., Тихонова М. А. и др. Хирургический сепсис. Часть I. Иммунологические маркеры системной воспалительной реакции // Вестн. хир. — 2002. — № 3. — С. 101—107.

4. Пауков В. С. Инициальные механизмы сепсиса // Арх. пат. — 2007. — № 2. — С. 57—61.

5. Симбирцев А. С. Цитокины — новая система регуляции защитных реакций организма // Цитокины и воспаление. — 2002. — Т. 1, № 1. — С. 9—16.

6. Суслов А. П., Коноплева М. В., Третьяков О. Ю., Кожушный А. П. Роль фактора подавления миграции макрофагов в формировании системного воспалительного ответа и развития сепсиса // Журн. микробиол. — 2008. — № 5. — С. 15—23.

7. Bone R. C. Compensatory anti-inflammatory response syndrome // Crit. Care Med. — 1996. — Vol. 24, N 4. — P. 609—617.

8. Bone R. C., Godzin C. J., Balk R. A. Sepsis: a new hypothesis for pathogenesis of the disease process // Chest. — 1997. — Vol. 112. — P. 235—243.

9. Klabusay M., Kohutova V., Coupek P. et al. Simultaneous analysis of cytokines and costimulatory molecules concentrations by ELISA technique and of probabilitgies of measurable concentrations of Interleukins IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, CXCL8 (IL-8), IL-10, IL-13 occurring in plasma of healthy blood donors // Mediators of Inflammation. 2006. URL: http://www.pubmed.ru