Иммунитет

Любой организм, будь то организм простейшего или организм человека, представляет собой открытую систему, подверженную самым различным внешним воздействиям способным потенциально нарушить его целостность. Очевидно, что выжить в агрессивных условиях внешней среды он может только благодаря специальным мерам защиты, выработанным в процессе эволюции.

У животных особей есть два варианта реагирования на агрессию, опасность: драться или убегать. Организм реагирует на фактор, представляющий угрозу его целостности, тоже по разному: или активно с ним борется, или пассивно пытается ограничить его действие, создавая дополнительные барьеры, препятствующие дальнейшему действию фактора. Проявления защиты второго типа будут рассмотрены нами в §62. Здесь же речь пойдет о механизмах активной защиты.

Любая система защиты, будь то система государственной безопасности, система противовоздушной обороны, система противопожарной безопасности, система защиты организма от патогенных воздействий и т.п. включает в себя обязательный перечень следующих звеньев.

1. Предупреждение повреждений.

2. Обнаружение повреждения.

3. Передача сигнала о повреждении.

4. Доставка эффекторных элементов к месту повреждения.

5. Распознавание повреждающего агента.

6. Уничтожение повреждающего агента.

Например, в системе противопожарной безопасности предупреждение возгораний заключается в контроле за пожаробезопасностью зданий и оборудования, разъяснении правил безопасности, наличии в помещениях огнетушителей и т.п. Для обнаружения возгораний помещения оборудуются специальными датчиками или, по крайней мере, в них должен кто-то находиться, кто мог бы подать сигнал тревоги. Соединение проводами датчиков с пультом, находящимся у дежурного пожарной части, обеспечивает передачу сигнала о возгорании. По тревоге выезжает пожарный расчет, который первоначально определяет характер и объем возгорания, а затем ликвидирует его. Аналогичным образом реализуется и защита организма.

Наиболее частым и типичным повреждающим фактором для организма человека являются микробы. Однако понятие об иммунитете как о невосприимчивости к инфекции сейчас должно рассматриваться шире — как о системе поддержания постоянства антигенного состава организма.

Чужеродные антигены в тканях организма могут появляться двумя путями: поступать извне (как, например, микробы) или образовываться непосредственно в тканях за счет их модификации с образованием нехарактерных для него молекул, обладающих антигенными свойствами (как, например, при некрозе ткани).

Антигенными свойствами могут обладать некие частицы, в том числе и микроорганизмы, размеры которых, как правило, намного меньше размеров любой из клеток организма. Антигенными свойствами могут обладать клетки, несущие на своей поверхности или в других структурах чужеродные для организма молекулы.

Условием для появления в клетке чужеродных антигенов является необратимое изменение ДНК клетки. В ядре в случае повреждения ДНК, которое может возникнуть под действием самых различных факторов (внедрение ДНК-вируса, так называемая спонтанная мутация, повреждение под действием ионизирующей радиации и т.д.), существуют механизмы ее репарации. Если же эти механизмы оказываются неэффективными, и восстановление ДНК оказывается невозможным, такая клетка должна быть уничтожена, иначе она может дать жизнь целому поколению дефектных, не соответствующих генетической программе данного организма клеток, как это наблюдается при развитии злокачественных опухолей. Механизмом такого уничтожения дефектных клеток является апоптоз.

Однако любая открытая система только тогда является устойчивой, когда у нее имеется дублирование тех или иных функций: не сработает один механизм — сработает другой.

Если в силу каких-то причин программа апоптоза не реализуется, дефектная клетка может быть уничтожена путем гуморального цитолиза или клеточно-опосредованного цитолиза. На мембране такой клетки формируется иммунный комплекс, состоящий из антигена, антитела и фракции комплемента С₃.

Гуморальный цитолиз осуществляется за счет активации каскада комплемента с формированием в итоге в составе иммунного комплекса фракции комплемента С₉. Такой комплекс носит название мембраноатакующего, поскольку разрушает мембрану клетки, на которой находится, и, соответственно, саму клетку.

При клеточно-опосредованном цитолизе, когда каскад комплемента не запускается, клетка уничтожается цитотоксическими лимфоцитами —натуральными киллерами NK или Т-киллерами. Такие клеточные реакции в тканях следует обозначать как лимфоцитарные иммунные реакции.

Чужеродные в антигенном отношении частицы устраняются путем их фагоцитоза. Это может быть фагоцитоз неспециализированными клетками, хотя некоторые из высокодифференцированных клеток практически утратили способность к фагоцитозу. Вместе с тем, в процессе эволюции у животных с высоким уровнем организации возникли специализированные клетки, занимающиеся фагоцитозом «на профессиональной основе». Поэтому в организме человека уничтожение чужеродных частиц осуществляется также путем фагоцитоза макрофагами и фагоцитоза нейтрофильными лейкоцитами. Фагоцитоз специализированными клетками является биологической сущностью воспаления как одной из форм иммунных реакций1.

Наиболее древними механизмами защиты, с эволюционных позиций, являются фагоцитоз неспециализированными клетками и апоптоз.

Таким образом, устранение внеклеточных антигенов осуществляется путем 1) фагоцитоза неспециализированными клетками, 2) фагоцитоза макрофагами или 3) фагоцитоза нейтрофильными лейкоцитами.

Устранение внутриклеточных антигенов осуществляется путем 1) апоптоза или 2) лимфоцитарных иммунных реакций.