иммунол. Иммунное воспаление
 Скачать 324.08 Kb.
|
|
Основная протективная роль в иммунном ответе, направленном против внутриклеточных паразитов (Micobacterium tuberculosis, грибов, простейших, вирусов), принадлежит клеточным механизмам. Способность перечисленных микробов переживать и размножаться внутри клеток делает их защищенными от действия антител и системы комплемента. Для элиминации таких микробов необходим специфический клеточно-опосредованный ответ. Особенности иммунитета при вирусных инфекциях Цели иммунного ответа: 1) остановить проникновение вирионов в клетки, 2) уничтожить уже инфицированные клетки, чтобы снизить распространение вируса. В связи с этим, при проникновении вируса в организм развиваются иммунологические реакции двух типов; 1) направленные против вириона; 2) действующие на клетку, инфицированную вирусом. Реакции, направленные против вириона являются преимущественно гуморальными, а реакции, влияющие на клетки, инфицированные вирусом, являются клеточными и опосредуются Т-лимфоцитами. Интерферон — группа цитокинов, которые увеличивают резистентность клеток к вирусной инфекции, обладают антипролиферативным эффектом, а также способны регулировать иммунный ответ. Различают три вида интерферонов: α — продуцируемый лейкоцитами; β — продуцируется фибробластами и γ— продуцируемый Т-лимфоцитами-хелперами 1-го типа. Интерферон тормозит транскрипцию вирусного генома в клетке-хозяине и препятствует трансляции вирусной мРНК, что снижает вирусемию и облегчает завершение процесса элиминации возбудителя различными факторами специфического иммунитета. В межклеточном пространстве и крови имеется постоянный уровень интерферона, обеспечивающий естественную резистентность организма к вирусной инфекции. Уровень интерферона увеличивается в межклеточном пространстве и крови уже через 1 – 3 ч после вирусного инфецирования организма. Эффекты IFN-α/β в период инфецирования вирусом гриппа: 1) активация противо-вирусных механизмов в неинфицированных клетках – протективный эффект, клетки приобретают невоспримчивость к вирусной инфекции; 2) активация генов с прямой противовирусной активностью. Антивирусные эффекты IFN-α/β развиваются через несколько часов после инфецирования вирусом гриппа и длятся 1-2 дня. Активные NK-клетки (натуральные киллеры) вступают в работу на 2-ой день после вирусного заражения. NK-клети оказывают цитотоксическое воздействие на клетки, инфицированные вирусом. IFN-γ активирует функциональную активность NK-клеток, запускает механизм их фокусированияв в очагах инфекции. NK-клетки – главные участники антителозависимой клеточной цитотоксичности (АКЦТ). При распространении вируса от клетки к клетке или при их контакте, либо в тех случаях когда вирус интегрируется в геном чувствительной клетки, на первое место выходят клеточные иммунные реакции с участием цитотоксических Т-лимфоцитов-киллеров. Поскольку вирусы являются внутриклеточными паразитами, основную функцию защиты от них выполняют клеточные реакции. Специфические Т-клетки-киллеры появляются через 2—3 дня после заражения и предшествуют появлению вируснейтрализующих антител. В противовирусном иммунитете разрушение содержащих вирусы клеток осуществляется как Т-лимфоцитами, так и, параллельно, активированными макрофагами. Необходимо отметить, что возбудители, размножающиеся прямо в месте внедрения (грипп), имеют короткий инкубационный период, что может быть опасно из-за определенной инерционности развития иммунных реакций, особенно у людей с Т-клеточным иммунодефицитом, что приводит к тяжелому течению заболевания. Специфический противовирусный иммунный ответ осуществляется при инфицировании организма вирусами и некоторыми простейшими (токсоплазма, листерия), когда антиген локализуется в цитоплазме инфицированных клеток. Преимущественно презентацией антигена в таком случае занимаются дендритные антиген-презентирующие клетки. Дендритные клетки содержатся в строме лимфатических узлов и селезенки, а также в некоторых нелимфоидных тканях: в эпидермисе кожи и слизистых оболочках воздухоносных путей, где они называются клетками Лангерганса, в слизистых желудочно-кишечного и урогенитального трактов, в интерстисиальных тканях сердца, почек и других органов. Белковый антиген (например, вирусный капсид) в ходе процессинга расщепляется в протеосомах цитоплазмы дендритной клетки, транспортируется с помощью белков-трансмитеров к молекулам MHC I класса, где образуется его комплекс с пресинтезированной молекулой MHC I. Этот комплекс переносится через аппарат Гольджи на поверхность клетки для презентации CD8 Т-лимфоцитам. TcR CD8 цитотоксических Т-лимфоцитов (ЦТЛ или Т-киллеры) распознают антиген в комплексе с MHC I при помощи молекулы CD8+ и адгезионных молекул B7 и CD28. Вторым сигналом активации ЦТЛ является секреция антиген-представляющей клеткой IL-1 в подтверждение того, что MHC I класса ассоциирована с вирусным пептидом. После активации ЦТЛ начинает секретировать IL-2, который является главным фактором роста Т-лимфоцитов, и экспрессирует рецепторы для IL-2. В результате образуется клон цитотоксических лимфоцитов с T-клеточными рецепторами (TcR), специфичными для антигена (вируса), вызвавшего данный иммунный ответ. ЦТЛ, после контакта с клеткой-мишенью, быстро убивают ее и отделяются от нее, чтобы атаковать следующую мишень. Однако в период, пока ЦТЛ связан с клеткой-мишенью при участии TcR, создаются условия фокусирования эффекторных молекул, секретируемых лимфоцитом (IL-2), точно в месте контакта клеток. Цитотоксические функции CD8 Т-лимфоцитов обусловлены секрецией пресинтезированных цитотоксинов: фрагментинов, индуцирующих апоптоз в клетке-мишени, и перфоринов, поры-образующих белков. ЦТЛ продуцируют и выделяют: - IFNg, активирующий макрофаги (фагоцитируют последствия работы лимфоцитов) и пролиферацию Т-х1; - IL-2, фактор роста Т-лимфоцитов (Т-киллеров, Т-х1 и Т-клеток памяти), а также ускоряющий синтез MHC I и II классов антигенов и представление в комплексе с ними чужеродных антигенов; - TNFa, увеличивающий проницаемость сосудов, но при избыточной концентрации приводящий к сосудистому шоку; - TNFb (лимфотоксин), имеющий собственный цитотоксический эффект (приводит к механизму апоптоза). Основные механизмы T –клеточный противовирусный иммунитета: - CD4+T-клетки определяют развитие гуморального ответа - переключение классов антител и зрелость их аффинности; - CD4+T-клетки осуществляют помощь в индукции цитотоксичеких CD8+ T-лимфоцитов; - CD4+ T–клетки рекрутируют и активируют макрофаги; - CD4+ цитотоксические T-лимфоциты распознают и убивают MHС II класса- позитивные клетки, инфицированные вирусами; - CD8+ цитотоксические-T-клетки – главная оперативная система против вирусов - высоко эффективная и селективная; CD8+клетки распознают молекулы MHC I класса и фокусируются в местах вирусной репликации, разрушая инфицированные вирусом клетки; все клетки организма экспрессируют молекулы МНС I класса; При Т-зависимом иммунном ответе В-лимфоциты также выступают в качестве антигенпрезентирующих клеток. В-лимфоциты своими антигенраспознающими рецепторами связываются с антигеном, поглощая (интернализируя) его. В фагосоме В-лимфоцитов антиген подвергается перевариванию. Пептиды, полученные из такого антигена, возвращаются на поверхность В-лимфоцитов в ассоциации с молекулами гистосовместимосги класса II (MHC II класса). Здесь они распознаются Т-клеточным распознающим рецептором, который имеется на поверхности CD4+ клетки. Это приводит к стимуляции CD4+ лимфоцита (хелпера) и продукции ИЛ-2, ИЛ-4 и ИЛ-5. Образовавшиеся интерлейкины стимулируют В-клеточную пролиферацию и дифференцировку с превращением, в конце концов, в антителопродуцирующую плазматические клетки. В первые 4 – 5 суток после антигенной стимуляции (инфецирование вирусом) В-клетки продуцируют и секретируют только IgM. На 14 – 16 сутки В-лимфоциты переключают синтез с IgM на IgG и далее 21 – 24 день (максимум продукции IgA) - на IgA и IgE. Таким образом, при Т-зависимом иммунном ответе индуцируется продукция иммуноглобулинов всех классов. Aнтивирусные эффекты антител представлены в таблице . Таблица . Aнтивирусные эффекты антител при инфецировании организма Мишень Агент Механизм свободный вирус Антитела Блокируют связывание с клеткой; Блокируют проникновение в клетку; Блокируют раздевание вируса; свободный вирус Антитела+ комплемент Повреждают вирусы; Блокируют вирусные рецепторы; Инфицирован-ные вирусом клетки Антитела+ комплемент Лизируют инфицирован ные клетки; Опсонизирует вирусы или инфицированн ые клетки для фагоцитоза; Инфицирован-ные вирусом клетки Антитела свя- зываются с инфицирован-ными клетками Антителозависимая клеточная цитотоксичность, опосредованная NK-клетками, макрофагами и нейтрофилами; Нейтрализация вируса, препятствующая его прикреплению к клетке-мишени; осуществляется антителами IgG во внеклеточной жидкости, IgM в крови и секреторными IgA-антителами на поверхности слизистых оболочек. Иммунные комплексы, содержащие вирус, могут связывать комплемент, что способствует нейтрализации вируса. Вирусные инфекции, распространяющиеся гематогенно (полиомиелит, корь, эпидемический паротит, ветряная оспа), могут элиминироваться гуморальными механизмами, причем данные заболевания, как правило, характеризуется длительным инкубационным периодом. Вирусы гриппа обладают способностью изменять состав своих иммунодоминантных областей (мишеней) в вирусных белках, что позволяет вирусу «уходить» от антител и Т-клеток. Данное свойство вируса гриппа получило название антигенный «дрейф». Тем не менее, наличие у конкретного индивидуума нормально функционирующего клеточного звена иммунитета будет способствовать ограничению вирусного заболевания (в конечном итоге — выздоровлению) за счет лизиса инфицированных вирусом клеток и, как следствие, прекращения производства инфицированного потомства. Выздоровление от острой вирусной инфекции обычно сопровождается формированием клеток памяти и выработкой длительного иммунитета и повторные атаки того же самого вируса становятся неэффективными. Воспаление и иммунитет. Между воспалением и иммунитетом существует как прямая, так и обратная связь, так как оба процесса направлены на «очищение» внутренней среды организма от чужеродного фактора или измененного «своего» с последующим oтторжением чужеродного фактора и ликвидацией последствий повреждения. В процессе воспаления формируются иммунные реакции, а сам иммунный ответ реализуется через воспаление и от выраженности иммунного ответа организма зависит течение воспаления. Если иммунные средства защиты эффективны, воспаление может вообще не развиться. При возникновении иммунных реакций гиперчувствительности (см. главу 8) воспаление становится их морфологическим проявлением — развивается иммунное воспаление (см. ниже). Для развития воспаления, помимо повреждающего фактора, необходимо сочетание различных биологически активных веществ, определенных клеток, межклеточных и клеточно-матриксных отношений, развитие местных изменений тканей и общих изменений организма. Воспаление — это сложный комплекс процессов, который складывается из трех взаимосвязанных реакций — альтерации (повреждения), экссудации и полиферации. Отсутствие хотя бы одной из этих трех составляющих реакций не позволяет говорить о воспалении. Альтерация — повреждение тканей, при котором возникают разнообразные изменения клеточных и внеклеточных компонентов в месте действия повреждающего фактора. Экссудация — поступление в очаг воспаления экссудата, т. е. богатой белком жидкости, содержащей форменные элементы крови, в зависимости от количества которых образуются различные экссудаты. Пролиферация — размножение клеток и формирование внеклеточного матрикса, направленных на восстановление поврежденных тканей. Необходимым условием развития этих реакций является наличие медиаторов воспаления. Медиаторы воспаления — биологически активные вещества, обеспечивающие химические и молекулярные связи между процессами, протекающими в очаге воспаления и без которых развитие воспалительного процесса невозможно. Выделяют 2 группы медиаторов воспаления: Клеточные (или тканевые) медааторы воспаления, с помощью которых включается сосудистая реакция и обеспечивается экссудация. Эти медиаторы продуцируются клетками и тканями, ocoбенно лаброцитами (тучными клетками), базофильными и эозинофильными гранулоцитами, моноцитами, макрофагами, лимфоцитами, клетками APUD-системы и др. Важнейшими клеточными медиаторами воспаления являются: • биогенные амины, особенно гистамин и серотонин, вызывающие острую дилатацию (расширение) сосудов микроциркуляторного русла, что повышает сосудистую проницаем мость, способствует отеку ткани, усиливает слизеобразование и сокращение гладкой мускулатуры: • кислые липиды, образующиеся при повреждении клеток и тканей и сами являющиеся источником тканевых медиаторов воспаления; • медленно регулирующая субстанция анафилаксии увеличивает сосудистую проницаемость; • эозинофильный хемотаксический фактор А повышает cocyдистую проницаемость и выход в очаг воспаления эозинофилов: • фактор активации тромбоцитов стимулирует тромбоциты и их многогранные функции; • простагланданы обладают широким спектром действия, в том числе повреждают сосуды микроциркуляции, повышают их проницаемость, усиливают хемотаксис, способствуют пролиферации фибробластов. Плазменные медиаторы воспаления образуются в результате активации под влиянием повреждающего фактора и клеточных медиаторов воспаления трех плазменных систем — системы комплемента, системы плазмина (каллекриин-кининовой системы) и свертывающей системы крови. Все компоненты этих систем находятся в крови в виде предшественников и начинают функционировать только под влиянием определенных активаторов. • Медиаторами кининовой системы являются брадикинин и калликреин. Брадикинин усиливает сосудистую проницаемость, вызывает чувство боли, обладает гипотензивным свойством. Калликреин осуществляет хемотаксис лейкоцитов и активирует фактор Хагемана, включая, таким образом, в воспалительный процесс системы свертывания крови и фибринолиза. • Фактор Хагемана, ключевой компонент системы свертывания крови, инициирует свертываемость крови, активирует другие плазменные медиаторы воспаления, повышает npoницаемость сосудов, усиливает миграцию нейтрофильных лейкоцитов и агрегацию тромбоцитов. • Система комплемента состоит из группы специальных белков плазмы крови, вызывающих лизис бактерий и клеток, компоненты комплемента СЗb и С5b повышают проницаемость сосудов, усиливают движение к очагу воспаления полиморф-i но-ядерных лейкоцитов (ПЯЛ), моноцитов и макрофагов. Реактанты острой фазы — биологически активные белковые вещества, благодаря которым в воспаление включаются не только система микроциркуляции и иммунная система, но и другие системы организма, в том числе эндокринная и нервная. Среди реактантов острой фазы наибольшее значение имеют: С-реактивный белок, концентрация которого в крови увеличивается при воспалении в 100—1000 раз, активирует цитолитическую активность Т-лимфоцитов-киллеров. замедляет агрегацию тромбоцитов; интерлейкин-1 (ИЛ-1), влияет на активность многих клеток очага воспаления, особенно Т-лимфоцитов, ПЯЛ, стимулирует синтез простагландинов и простациклинов в эндотелиальных клетках, способствует гемостазу в очаге воспаления; Т-кининоген является предшественником плазменных медиаторов воспаления — кининов, ингибирует (цистеиновые протеиназы. Таким образом, в очаге воспаления возникает гамма очень сложных процессов, которые не могут долго протекать автономно, не являясь сигналом для включения различных систем opганизма. Такими сигналами являются накопление и циркуляция в крови биологически активных веществ, кининов. компонентов комплемента, простагландинов, интерферона и др. В результате этого в воспаление вовлекаются система кроветворения, иммунная, эндокринная, нервная системы, т. е. организм в целом. Поэтому в широком плане воспаление следует рассматривать как местное проявление общей реакции организма. Воспаление обычно сопровождает интоксикация. Она связана не только с самим воспалением, но и с особенностями повреждающего фактора, прежде всего инфекционного агента. По мере увеличения площади повреждения и выраженности альтерации усиливается всасывание токсичных продуктов и нарастает интоксикация, которая угнетает различные защитные системы организма — иммунокомпетентную, кроветворную, макрофагальную и др. Интоксикация часто оказывает определяющее влияние на течение и характер воспаления. С этим в первую очередь связана недостаточная эффективность воспаления, например, при остром разлитом перитоните, ожоговой болезни, травматической болезни и многих хронических инфекционных заболеваниях. ПАТОФИЗИОЛОГИЯ И МОРФОЛОГИЯ ВОСПАЛЕНИЯ В своем развитии воспаление проходит 3 стадии, последовательность которых и определяет течение всего процесса. СТАДИЯ АЛЬТЕРАЦИИ А. Стадия альтерации (повреждения) — начальная, пусковая стадия воспаления, характеризующаяся повреждением тканей. В этой стадии развивается хелюаттракция, т.е. привлечение к очагу повреждения клеток, продуцирующих медиаторы воспаления, необходимые для включения в процесс сосудистой реакции. Хемоаттрактанты — вещества, определяющие направление движения клеток в тканях. Они продуцируются микробами, клетками, тканями, содержатся в крови. Непосредственно после повреждения из тканей выделяются такие хемоаттрактанты, как просеринэстераза, тромбин, кинин, а при повреждении сосудов — фибриноген, активированные компоненты комплемента. В результате совокупной хемоаттракции в зоне повреждения возникает первичная кооперация клеток, продуцирующих медиаторы воспаления, — скопление лаброцитов, базофильных и эозинофильных гранулоцитов, моноцитов, клеток APUD-системы и др. Только находясь в очаге повреждения, эти клетки обеспечивают выброс тканевых медиаторов и начало воспаления. В результате действия тканевых медиаторов воспаления в зоне повреждения происходят следующие процессы: • повышается проницаемость сосудов микроциркуляторного русла; • в соединительной ткани развиваются биохимические изменения приводящие к задержке в тканях воды и к набуханию внеклеточного матрикса; |