Иммунология. Исследования иммунной системы

• Название: Исследования иммунной системы
• Анкор: Иммунология.doc
• Дата: 09.07.2018
• Размер: 68.5 Kb.
• Имя файла: Иммунология.doc
• Тип: Документы; #21256
• Категория: Медицина

Исследования иммунной системы

Человек постоянно находится в окружении огромного количе­ства различных патогенных бактерий и вирусов, которые содер­жатся ввоздухе, воде, почве, на окружающих предметах, продук­тах питания и теле самого человека. Они могут вызывать множе­ство заболеваний, но происходит это в течение жизни относитель­но редко, так как в организме имеется сложная система защиты от чужеродных агентов — иммунная система. Организм человека можно сравнить с государством, располагающим большой хоро­шо вооруженной армией — иммунитетом. Огромное число «сол­дат» — иммунокомпетентиых клеток — циркулирует в крови, «пат­рулируя» все органы и ткани и ликвидируя не только инфекцион­ные агенты (микробы, их токсины, вирусы и т.д.), но и очищая орга­низм от патологически измененных, злокачественных, отмираю­щих и пересаженных клеток (органов). Таким образом, основной функцией иммунной системы является распознавание и уничто­жение тел и веществ чужеродной природы.

Центральными органами иммунной системы являются кост­ный мозг и тимус (вилочковая железа), основными периферичес­кими — лимфатические узлы, миндалины, селезенка. В иммун­ной системе выделяют клеточное и гуморальное звено, которые в организме тесно взаимосвязаны.

Клеточное звено иммунитета включает лимфоциты и их производные — плазматические клетки, а также макро­фаги, нейтрофилы, эозинофилы, базофилы и тучные клетки. Их количество определяется по общему количеству лейкоцитов в кро­ви и по лейкоцитарной формуле (лейкограмме).

Лимфоциты — делятся на 2 основные группы — Т-лимфоциты и В-лимфоциты. Они имеют общую родоначальную клетку в кост­ном мозге. По мере ее деления и созревания часть лимфоидных клеток, выходя из костного мозга, поступает в тимус для оконча­тельного созревания, образуя популяцию Т-лимфоцитов. Другая часть лимфоидных клеток, покинув костный мозг, сосредоточива­ется в лимфатических узлах, селезенке, миндалинах, специаль­ных бляшках кишечника, образуя популяцию В-лимфоцитов. И те, и другие клетки поступают из лимфоидных органов в кровоток.

Среди Т-лимфоцитов выделяют несколько групп (субпопуля­ций), различающихся по функциям:

Т-хелперы (помощники) — играют регуляторную роль во всех видах иммунного ответа;

Т-супрессоры (угнетающие) — тормозят иммунные реакции;

Т-киллеры (убийцы) — уничтожают злокачественные и повреж­денные клетки органов и тканей трансплантированные ткани, от­торгая пересаженный орган. Киллерной активностью обладают также НК-клетки (нормальные киллеры) и К-клетки.

Т-эффекторы (исполнители) — участвуют в клеточных реакци­ях иммунитета и аллергических реакциях.

Т-амплификаторы (усилители) — усиливают взаимодействие Т- и В-клеток, Т-супрессоров и Т-хелперов и других иммунокомпетентных клеток.

Среди В-лимфоцитов выделяют:

В-эффекторы или плазматические клетки — вырабатывают спе­циальные защитные белки — иммуноглобулины (антитела).

В-хеллеры — регулируют функции Т-лимфоцитов.

В-супрессоры — замедляют клеточные иммунные реакции.

Кроме Т- и В-лимфоцитов имеются клетки, не относящиеся к этим субпопуляциям — лимфоциты 3-го типа, нулевые лимфоци­ты, нуллеры, среди которых выделяют O-, L-, К-, НК-клетки. Их основным свойством является цитотоксичность. Киллерный эф­фект НК-клеток не требует присутствия антител.

Функциональную активность лимфоцитов оценивают по реакции бласттрансформации (РБТЛ). Лимфоциты в присутствии особых веществ — митогенов (фитогемагглютинин (ФГА) и конканавалин А (Кон А) для Т-лимфоцитов и липополисахарид (ЛП) и лаконос для В-лимфоцитов) превращаются в бласты — большие лимфоциты, активно синтезирующие ДНК, Различные модификации метода по­зволяют определять количество исходно активированных клеток, их потенциальную способность к активации при встрече с чужерод­ными агентами и другие аспекты функционального состояния.

В организме человека функции Т- и В-клеток находятся в тес­ном взаимном влиянии и кооперации с функциями других клеток.

Нейтрофилы (нейтрофильные гранулоциты) — являются пер­вым барьером на пути микробов. Именно они первыми приходят в очаг воспаления, поглощают (фагоцитируют), переваривают мик­робы и выделяют биологически активные вещества, активирую­щие другие клетки иммунной системы.

В лабораторных данных определяется количество нейтрофилов в литре крови и их функциональное состояние — «работоспо­собность» по следующим показателям:

— фагоцитарная активность (фагоцитарный индекс) — количество нейтрофилов, фагоцитировавших микробы (убитая куль­тура белого стафилококка штамм 209) или частицы цветного ла­текса (в % от общего числа нейтрофилов);

— фагоцитарное число — количество поглощенных за опре­деленное время микробов или частиц латекса в расчете на 1 нейтрофил;

— переваривающая способность (процент переваривания) — отношение числа переваренных за определенное время микробов к числу фагоцитированных одной клеткой.

Одной из причин снижения активности фагоцитоза является на­рушение рецепции. Оценка рецепторного аппарата нейтрофилов проводится с помощью реакций розеткообразования с эрит­роцитами барана (Е-РОН), быка (ЕАС-РОН) или реакций с моно-клональными антителами.

НСТ-тест — показатель интенсивности дыхания и энергообра­зования в няйтрофиле на момент анализа (спонтанный тест) и по­тенциальной способности к усилению этих процессов при взаимо­действии с микробами (индуцированный тест). НОТ — нитросиний тетразолиевый — основной реактив, используемый в реакции.

Лизосомально-катионный тест (ЛКТ) — показатель количества специфических для нейтрофилов катионных белков, обладающих бактерицидными свойствами, находящихся в лиэосомах и выде­ляемых за пределы клетки для умерщвления микробов.

Функциональный микробицидный потенциал нейтрофилов ха­рактеризуется коэффициентом реализации катиониых белков (И.В. Нестерова, М.А. Светличная, 1987). Он определяется соот­ношением уровней катионных белков (ЛКТ) до и после инкубации нейтрофилов со стафилококком.

Макрофаги. Родоначальные клетки образуются в костном моз­ге, проходят там определенные этапы деления, созревания и в виде моноцитов поступают в кровяное русло. Через 1 -2 дня они переходят в органы и ткани, где превращаются в собственно мак­рофаги и в зависимости от места расположения называются: гистиоциты — в соединительной ткани и коже, альвеолярные макро­фаги — в легких, Купферовские клетки — в печени, свободные и фиксированные макрофаги — в селезенке, лимфатических узлах, костном мозге, клетки типа А — в синовиальной жидкости, осте­окласты — в костной ткани, микроглия — в нервной ткани, ткане­вые макрофаги — в других органах.

Основная функция макрофагов — фагоцитоз и кооперативные взаимодействия с другими лимфоидными клетками, а также сти­муляция фибробластов, активно размножающихся и вырабатыва­ющих коллаген при заживлении ран.

Гуморальные факторы иммунитета — это белки и ферменты, растворенные в жидких средах организма и обеспечивающие определенные этапы и формы иммунного ответа.

Иммуноглобулины — высокомолекулярные белки, обладаю­щие, как правило, свойствами антител и обеспечивающие нейт­рализацию (связывание) чужеродных белков и токсинов (антиге­нов), а также активацию других звеньев иммунитета. Выделяют
пять классов иммуноглобулинов, различающихся по функциям и месту синтеза.

— Иммуноглобулины G — составляют 75% всех иммуноглобули­нов сыворотки крови, продуцируются плазматическими клетками. Основная роль — образование иммунных комплексов «антиген-ан­титело ».

— Иммуноглобулины А — различают сывороточные и секретор­ные, содержащиеся в секрете всех слизистых оболочек органов, в слюне, молоке, слезной жидкости. Секретируясь на поверхность слизистых оболочек, обеспечивают локальную местную защиту от вирусов, пищевых токсинов, препятствуют прикреплению бакте­рий к поверхности слизистой оболочки.

— Иммуноглобулины М — «антитела тревоги», первыми реаги­руют на антигены и стимулируют дальнейшие этапы иммунной защиты. Составляют около 5-10% общего количества иммуногло­булинов сыворотки крови.

— Иммуноглобулины D и Е — содержатся в крови в очень ма­лых концентрациях. Иммуноглобулин D способствует дифференцировке лимфоцитов. Иммуноглобулин Е, оседая на поверхности базофилов, эозинофилов, тучных клеток, вызывает их дегрануляцию — выброс из внутриклеточных гранул биологически активных веществ, обусловливающих аллергические реакции.

Комплемент — комплекс около 30 плазматических белков, включающий протеолитические ферменты, обеспечивающие ра­створение (лизис) оболочек раковых клеток, вирусов, бактерий и подготовку их фрагментов для поглощения макрофагами. Выде­ляют 9 компонентов комплемента (С-1 —С-9), которые обеспечи­вают цепную реакцию активации комплемента, окончательным этапом которой является лизис клеток. Комплемент также акти­визирует практически все иммунокомпетентные клетки и ускоря­ет их движение к очагу воспаления. Основная часть белков комп­лемента синтезируется в печени. Недостаточность комплемента проявляется рецидивирующими инфекциями. Наиболее неблагоп­риятен дефицит СЗ компонента.

Интерфероны — высокомолекулярные белки, обладающие, в основном, неспецифической противовирусной активностью. Про­дуцируются лейкоцитами после активации вирусами, бактерия­ми или специфическими полисахаридами, белками, лекарствен­ными препаратами.

Лизоцим — фермент, продуцируемый макрофагами и клетка­ми слизистых оболочек. Содержится во всех тканях и биологичес­ких жидкостях организма. Обладает бактерицидной активностью в отношении стрепто- и стафилококков, некоторых бактерий.

Общая схема защитных реакций организма

Если микробы или вирусы преодолевают внешние барьеры — кожу, слизистую оболочку— и попадают в ткани, в организме воз­никает сложный каскад реакций со стороны клеточных и гумораль­ных факторов защиты, В первую очередь к месту внедрения чуже­родного агента поступают нейтрофилы и макрофаги, которые по­глощают его и разрушают. Роль макрофага заключается в пере­даче (презентации) переработанного антигена лимфоцитам. Имея такой «конкретный ориентир», в действие вступают различные субпопуляции лимфоцитов, которые начинают вырабатывать ан­титела к конкретному антигену, осуществлять цитотоксические реакции, связывать и выводить его фрагменты из организма. Это и есть собственно иммунный ответ, который, в отличие от неспе­цифической защиты, всегда специфичен и формируется после контакта с антигеном. В процессе иммунного ответа образуются долгоживущие лимфоциты «памяти», которые при повторном кон­такте с тем же антигеном способны очень быстро проявить свои защитные реакции. Активированные иммунокомпетентные клет­ки вырабатывают разнообразные медиаторы — интерлейкины (лимфокины), которые усиливают деление всех клеток, участвую­щих в защитных реакциях, что обеспечивает их количественное усиление. Спустя 3-4 недели после попадания в организм антиге­на активизируются Т-супрессоры, которые подавляют выработку антител и активность цитотоксических Т-лимфоцитов. Интенсив­ность и эффективность иммунного ответа зависит от количествен­ного соотношения и взаимодействия регуляторных и эффекторных клеток. В норме этих клеток и антител должно вырабатывать­ся столько, сколько необходимо для полного уничтожения и выве­дения антигена, учитывая, что бактерии и вирусы, попав в орга­низм, способны размножаться. Образовавшиеся в процессе обез­вреживания комплексы антиген-антитело также должны своевре­менно поглощаться макрофагами, в противном случае они могут оседать в мелких сосудах различных органов, создавая основу для последующих аутоиммунных агрессий и заболеваний (ревматоидный артрит, системная красная волчанка, тироидит, неспеци­фический язвенный колит и многие другие).

Эта схема представляет общий принцип функционирования сложной многокомпонентной и очень тонко регулируемой систе­мы противоинфекционной защиты организма, и дана для более точного понимания тех лабораторных тестов, которые использу­ются для определения иммунного статуса человека.

Слаженная работа всех звеньев иммунной системы, обеспечи­вающая эффективную защиту и быстрое полное выздоровление, имеет место далеко не всегда. Частые инфекционно-воспалительные заболевания, их затяжное течение и возникающие после ослож­нения, свидетельствуют с функциональных или структурных дефектах иммунной системы конкретного человека.

Выявление иммунокомпрометированных лиц основывается на анализе данных анамнеза, результатов клинико-лабораторного и иммунологического обследования. Определение иммунного ста­туса человека включает комплекс анализов, дающих количествен­ную характеристику клеточного и гуморального звена иммуните­та. Согласно решению Министерства здравоохранения иммуно-логическая служба должна быть во всех клинико-диагностических лабораториях больниц и поликлиник, так как потребность в имму­нодиагностике и коррекции иммунного статуса очень велика.

Показания к назначению исследования иммунного статуса человека

1. Частые инфекционные заболевания — более 4 раз в году взрос­лых и более 6 раз у детей.

2. Затяжное течение или атипичные температурные реакции (субфебрильная температура более 12 дней или слишком выражен­ная лихорадка).

3. Хроническая патология желудочно-кишечного тракта (гепатит, холецистит, панкреатит, диабет, дисбактериоз).

4. Аллергические, аутоиммунные, онкологические заболевания.

5. Длительное применение антибиотиков, кортикостероидов, цитостатиков.

6. Непереносимость отдельных лекарств, пищевых продуктов, косметических средств и т.д.

7. Воспалительные и грибковые поражения кожи.

8. Хронические неспецифические заболевания дыхательной си­стемы (бронхиты, пневмонии).

9. Подготовка к плановым хирургическим операциям (снижение иммунологических показателей является прямым противопо­казанием для хирургического вмешательства до проведения коррекции).

Обследование, по возможности, должно проводиться в пери­од ремиссии всех хронических заболеваний не менее 2-3 раз с интервалом 5-7 дней, так как иммунологические показатели чрез­вычайно лабильны.

Первоначально определяются показатели I уровня, дающие общее представление о всех звеньях иммунитета. Они просты, доступны для выполнения любой лаборатории и достаточно ин­формативны. При выявлении существенных отклонений от нормы проводят более детальное обследование, определяя показатели II уровня. Их количество может варьировать в зависимости о ин­формации, необходимой врачу, а также от возможностей конкрет­ной лаборатории.

137

Показатели иммунного статуса здорового человека

I уровень. Ориентировочные тесты. Готовность результатов через 1-2 дня.

1. Общее количество лейкоцитов — 4,0-8,8 • 10⁹/л.

2. Общее количество лимфоцитов — 1,2-3,0' 10⁹/л.

3. Т-лимфоциты (Е-РОК)* — 0,6-2,5- 10⁹/л или 41-59%.

4. В-лимфоциты (М-РОК)* — 0,1-0,9- 10⁹/лили 15-35%.

5. Иммуноглобулины (г/л): G — 6,5-16,0, А — 0,9-3,5, М - 0,6-2,5.

6. Фагоцитарная активность нейтрофилов: фагоцитарный индекс — 40-80%,

фагоцитарное число — 4-9.

" Для определения Т- и В-лимфоцитов используется простой, но неспе­цифический метод розеткообразования с эритроцитами барана (Е-РОК) и мыши (М-РОК} или высокоспецифичный и точный с моноклональными антителами (МКА). Вместе с количественным показателем может указы­ваться использованный метод (РОК), тип МКА (ОКТ, ИКО, 1еи и др.) или поверхностный антиген, специфичный для данной субпопуляции лимфо­цитов (СО-4⁺, СО-8'и т.д.).

II уровень. Аналитические тесты. Готовность результатов че­рез 3-7 дней.

1. Т-хелперы (СО-4⁺, теофиллинрезистентные РОК) — 35-55%, 40-69% (от общего числа Т-клеток).

2. Т-супрессоры (СD-8*, теофиллинчувствительные РОК) — 5-20%, 25 ± 1,4%. (Результаты варьируют при использовании разных методов определения).

3. Нулевые лимфоциты — 36 ± 5%.

4. ИК-клетки (СD-16⁺) — 20,7 ± 0,7%.

5. Реакция торможения миграции лейкоцитов (РТМЛ): сФГА — 40,5 ±1,8% (20-60%), с Кон А - 59,1 ± 1,7 (40-75%).

6. Реакция бласттрансформации (РБТЛ): с ФГА — 40-60%, с Кон А — 25-40%, с ЛПС — 10-20%.

7. НСТ-тест спонтанный — 8-12%,

индуцированный — 20-40% (величина варьирует при использовании разных стимуляторов).

8. Лизосомально-катионныЙ тест (ЛКТ) — 1,46-1,70.

9. Концентрация лизоцима в сыворотке крови — 4-13 мг/л.

10. Уровень комплемента (по 50% гемолизу) — 20-50 гемолитич. ед.

11. Компоненты комплемента (классический путь активации), мг/л:
СIg -65±7 С5-64+13
С - Iг - 25-38 С 6 - 56 ± 8,0
С Is — 25-38 С 7 -49-70
С2 — 28 ±6 С 8 —43-63
СЗ— 1,4±0,1 г/л С9 —47-69
С 4—150-450

12. Циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) — 90-95% или до 100 у.е.

13. Иммуноглобулин Е — 0,25-0,3 мг/л, D — 3-400 мг/л.

14. В-лимфоциты, несущие поверхностные иммуноглобулины: В-IgА* — 4 ±1,4%, В-IgМ⁺- 10 ±1,7%, В-IgС* — 12±1,8%.

15. Кожные пробы (с туберкулином, трихофитином и другими ал­лергенами, с динитрохлорбензолом —ДНХБ) — положитель­ная или отрицательная.

Тесты II уровня могут также включать определение антител к тиреоглобулину, стафилококку, протею, тринитрофенилу, ревматоидный фактор, концентрацию и чувствительность к интерлейкинам, синтез иммуноглобулинов в культуре лимфоцитов и другие.

Учитывая, что конкретные величины иммунологических пока­зателей имеют выраженные индивидуальные различия, а также изменяются под влиянием времени года, пола, возраста, физио­логического состояния обследуемого, адекватную трактовку им-мунограммы можно проводить только в комплексе с клинически ми симптомами! В определенных слу­чаях повышение или снижение величины какого-либо показателя может быть нормальной реакцией иммунной системы и не требо­вать корректировки.

Универсальным методом оценки иммунных расстройств явля­ется формула (А.М. Земсков и др., 1997):

Показатель конкретного больного/Показатель, принятый за норму*100

Если рассчитанная величина имеет знак «минус», у пациента определяется иммунная недостаточность (иммунодефицит), при знаке «плюс» — гиперфункция иммунной системы. Но важен не только знак, но и степень иммунного расстройства. Когда полу­ченная величина не превышает 33%, это свидетельствует о I сте­пени иммунологических расстройств, не требующих специальной коррекции и, вопределенных случаях, расцениваемых как физиоло­гические. Величина 34-66% соответствует II степени, более 66% — III степени, которые требуют специальной иммунокоррекции.

Иммунологическая недостаточность (иммунодефицитное состо­яние) — это врожденный или приобретенный дефект иммунной си­стемы, выражающийся в неспособности организма выполнять ре­акции клеточного или (и) гуморального иммунитета.

Первичные (врожденные) иммунодефициты проявляются в ран­нем детстве и часто несовместимы с жизнью. Их причиной может быть изолированный дефект в иммунной системе или комбини­рованные расстройства Т- и В-звена. Клиническими проявления­ми являются тяжелые часто повторяющиеся воспаления бронхолегочной системы и желудочно-кишечного тракта, вызываемые условнопатогенной и сапрофитной микрофлорой и возникающие в раннем детстве.

Вторичная иммунологическая недостаточность чаще всего раз­вивается в результате воздействия различных внешних и внутрен­них факторов:

— физических (облучение различными видами ионизирующе­го излучения, в том числе ультрафиолетовым излучением при сол -нечном загаре);

— химических (токсические продукты производства, лекар­ственные препараты с иммуносупрессивным побочным действи­ем, цитостатики);

— биологических (стрессы, частые вирусные и бактериальные атаки при высокой концентрации во внешней среде, заражение простейшими, глистами, удаление тимуса, селезенки или лимфа­тических узлов).

Причиной вторичного иммунодефицита может быть недостаток белков, в первую очередь иммуноглобулинов, который развивает­ся при голодании, строгой вегетарианской диете или несбаланси­рованности пищи по аминокислотному составу (употребление пре­имущественно растительных белков), при продолжительных кровопотерях и выведении белков при заболеваниях почек. Кроме того, иммунодефицитные состояния развиваются в пожилом и старчес­ком возрасте в результате постепенной атрофии тимуса.

Гиперфункция иммунной системы проявляется аллергиями и аутоиммунными процессами.

Дисфункции иммунной системы, как правило, поддаются кор­рекции иммуностимуляторами и иммунодепрессантами, но назна­чать их может только врач-иммунолог, так как сниженная иммунореактивность не всегда требует стимуляции. Применение в неко­торых случаях иммунодефицита иммуностимуляторов может выз­вать еще более глубокое угнетение иммунитета. Это относится и к иммунодепрессантам.

Доброкачественные и злокачественные лимфопролиферативные заболевания (лимфогранулематоз, лимфомы, мононуклеоз, плазмоцитома и др.), синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) относятся к гематологическим и инфекционным заболеваниям.