Медицина.

Специфическая защита организма направлена на уничтожение какого-либо конкретного антигена. Она осуществляется комплексом специальных форм реагирования иммунной системы. К этим формам относятся : антителообразование, иммунный фагоцитоз, киллерная функция лимфоцитов, аллергические реакции, протекающие в виде гиперчувствительности немедленного типа ( ГНТ ) и гиперчувствительности замедленного типа ( ГЗТ ), кинологическая память и иммунологическая толерантность.

Основными клетками, которые обеспечивают неспецифическую и специфическую защиту организма от чужеродных веществ, являются фагоцитирующие клетки, Т - и В - лимфоциты, антитела, комплемент, интерфероны, ферменты. Эти все клетки участвуют в иммунных реакциях макроорганизма. В зависимости от природы антигена на каждом из этапов защиты заключаются наиболее эффективные формы реагирования и иммунореагенты. Например, для обеззараживания столбнячного и дифтерийного токсинов основную роль играют антитела ( антитоксины ), для предохранения от живых бактерий - фагоцитоз. Для противодействия клеткам злокачественных опухолей - цитотоксические Т - лимфоциты.

Результатом взаимодействия антигена с организмом человека является формирование специфической невосприимчивости организма ( иммунитет ), иммунологическая память к данному антигену, толерантность ( терпимость ) к антигену. Неблагоприятным последствием является приобретение повышенной чувствительности к антигену ( аллергия ). Иммунитет - антибактериальный, антивирусный, токсический и так далее - обеспечивает иммунная система в целом.

Как видно из схемы иммунная система подразделена на центральные и периферические органы. В периферических органах происходит адекватный иммунный ответ на присутствие антигенов. Селезенка - орган, через который фильтруется кровь. Селезенка находится в левой подвздошной области и имеет дольчатое строение. Лимфоидные скопления заселены Т - , В - лимфоцитами и плазматическими клетками. Лимфоциты распознают генетически чужеродные молекулы и клетки, участвуют в регуляции иммунного ответа, формировании гуморального и клеточного иммунитета.

Т - лимфоциты обеспечивают клеточные формы иммунного ответа. Среди Т - лимфоцитов выделяют 3 основные популяции :

1. Т - хелперы - распознают несущую часть антигена на поверхности антиген представляющих клеток. На поверхности мембраны Т - хелпера определяются молекулы СД4.

2. Т - цитотоксические ( киллеры ) - распознают антигены и уничтожают клетки. На поверхности мембраны Т - киллера определяется молекулы СД8.

3. Т - супрессоры - ингибируют активность Т - лимфоцитов или В - лимфоцитов, препятствуют чрезмерному развитию иммунных реакций.

В - лимфоциты - это иммунокомпетентные клетки, которые отвечают за синтез иммуноглобулинов всех пяти классов, участвуют в формировании гуморального иммунитета. На долю этих клеток приходится 15% всей лимфоидной популяции. В организме могут жить до 10 и более лет.

Лимфатические узлы - это мелкие анатомические образования, бобовидной формы, которые располагаются по ходу лимфотических сосудов. Каждый участок тела имеет региональные лимфотические узлы. В организме человека находится около 1000 лимфатических узлов. Через них фильтруется лимфа, задерживаются и концентрируются различные антигены. В пределах узла включается система специфического иммунного реагирования, направленная на обезвреживание антигена.

Лимфа - это жидкая ткань, которая находится в лимфатических сосудах и узлах. Так как клетки организма с кровью не соприкасаются, каждая клетка омывается лимфой, в которой содержатся необходимые для клетки вещества. Основными клетками лимфы являются лимфоциты.

Кровь также относится к периферическим органам иммунитета. В ней находятся Т - и В - лимфоциты, фагоциты, лейкоциты.

В осуществлении иммунной защиты участвуют 3 вида клеток : фагоциты, Т - и В - лимфоциты. Деятельность этих клеток направлена на распознавание и уничтожение чужеродных агентов - антигенов .

Свойства антигенов

Антигены обладают двумя основными свойствами :

1). Антигенностью. Это способность вызывать в организме выработку антител.

Антигенность вещества зависит от его чужеродности, от величины и сложности строения молекулы, от его растворимости. Все эти свойства присущи белкам или белковой части антигена;

2) Специфичностью - выражается в способности антигенов взаимодействовать только с теми антителами, которые вырабатывались в ответ на введение данного антигена. Специфичность антигена определяется небольшим участком молекулы - детерминантной группой. Количество этих групп может быть разным. Их функции выполняют углеводы, пептиды, липиды, нуклеиновые кислоты.

Антигены многих микроорганизмов уже хорошо изучены ( у сальмонелл, эшерихий, шигелл ). У бактерий различают несколько видов антигенов :

1) Групповые. Являются общими для двух и более видов микробов. Например, возбудители брюшного тифа имеют общее групповые антигены с возбудителями паратифов А и В ;

2) Специфические антигены - имеются только у данного вида микроорганизма. Знание специфических антигенов позволяет дифференцировать микробов внутри рода и вида.

Так, внутри рода сальмонелл по комбинации антигенов дифференцировано более 1500 типов сальмонелл. По локализации антигенов в микробной клетке различают :

1) Соматические, О - антигены - связаны с телом микробной клетки. О - антиген высокотоксичен ( является эндотоксином грамотрицательных микроорганизмов), термостабилен ( не разрешается даже при кипячении ). Однако соматический антиген разрушается под действием формалина и спиртов ;

2) Жгутиковые, Н - антигены - имеют белковую природу и находятся в жгутиках подвижных микроорганизмов. Н - антигены быстро разрушаются при нагревании ;

3) Капсульные, К - антигены - расположены на поверхности микробной клетки и называются ещё поверхностными. Наиболее детально эти антигены изучены у кишечной группы бактерий. У них различают Vi -, M -, B -, L - и А - антигены. При иммунизации человека комплексом Vi - антигена наблюдается высокая степень защиты против брюшного тифа. Наибольшая термостабильность характерна для группы А - они не разрешаются даже при длительном кипячении. Группа В выдерживает нагревание до 60 градусов С около 1 часа, группа L быстро разрушается при такой же температуре.

Антигенными свойствами обладают также бактериальные токсины, ферменты, белки, которые секретируются бактериями в окружающую среду. При взаимодействии со специфическими антителами эти антигены теряют свою активность.

По иммуногенности антигены бывают полноценными и неполноценными.

Полноценные антигены - обладают способностью вызывать образование антител в организме и вступают с ними в специфическое взаимодействие. Такие антигены имеют большую молекулярную массу, большой размер молекулы и хорошо взаимодействует с факторами иммунитета. Результат этого взаимодействия можно наблюдать в пробирке. Под влиянием антител микробы могут склеиваться и оседать на дно пробирки, эта реакция называется реакцией агглютинации.

Неполноценные антигены - обладают низкой иммуногенностью и не вызывают образования антител в организме, но они становятся полноценными, если соединятся с белками организма.

Существует несколько путей проникновения антигенов в макроорганизм :

* Через кожные покровы и слизистые оболочки в результате их повреждения ( укус насекомых, ранение, микротравмы и так далее. ) ;

* Путем всасывания в ЖКТ ;

* Межклеточно ( при незавершенном фагоцитозе, при внутриклеточном паразитировании микроорганизм может разноситься по всему организму ).
Проникнув в организм, микроб разносится по всем органам и тканям с током крови и лимфы. Процесс проникновения антигена и его контакт с иммунной системой протекают поэтапно, постепенно.

Глава 6. 3 - Антитела и антитело образование.

Антитела вырабатываются макроорганизмом при попадании в него чужеродных агентов - антигенов. Антитела относятся к глобулиновой фракции крови, поэтому их еще называют иммуноглобулинами и обозначают символом Ig. Антитела синтезируются плазматическими клетками.
Ig относятся к факторам специфического гуморального иммунитета : инактивируют токсины ; в комплексе с комплементом препятствуют проникновению вирусов и лизируют бактерии ; активизируют фагоцитоз ; участвуют в аллергических реакциях ; участвуют в декструкции гельминтов.

В плазме крови содержится около 5% белков - из них 3% составляют иммуноглобулины. Иммуноглобулины различаются по структуре, антигенному составу и по выполняемым ими функциям. По этим свойствам они разделены на 5 классов :
IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Ig обнаруживаются в сыворотке крови в таких количествах: IgG - 7 - 20 г / л ; IgA - 0,7 - 5 г/ л ; IgM - 0,5 - 2 г / л ; IgD и IgE - очень мало.

Химическая природа
иммуноглобулинов

Молекулы иммуноглобулинов всех пяти классов имеют универсальное строение. Если молекулу иммуноглобулинов обработать меркаптоэтанолом, то она распадется на две пары полипептидных цепей : две тяжелые и две легкие. На легкой цепи до 200 аминокислотных осадков, а она тяжёлой до 400.
Каждая из этих цепей закручена в первичную спираль - а - спираль и каждая из цепей имеет вторичную спираль - домены. Лёгкие  и тяжёлые цепи состоят из постоянного набора аминокислот, а также в некоторые домены входит вариабельный набор аминокислот, которые участвуют в образовании активного центра иммуноглобулинов. Ig обладают выраженной специфичностью - вариабельный домен подходит к антигену, как ключ к замку.  Молекула любого иммуноглобулина имеет четвертичную структуру.

1. Иммуноглобулины класса G ( Ig G ) - эти антитела являются наиболее важными в развитии иммунитета, так как на его долю приходится 80 % всех сывороточных иммуноглобулинов. В начале заболевания их мало, но по мере развития болезни количество их увеличивается и основная функция борьбы с микробами выпадает на их долю. Иммуноглобулин легко проходит через плацентарный барьер и обеспечивает гуморальный иммунитет новорождённого в первые месяцы жизни.

2. Иммуноглобулины класса М ( lg M ) - это самая крупная молекула из всех пяти классов иммуноглобулинов. lg - пентамер, который построен из 5 молекул. В состав молекул входят 2 легкие цепи и тяжелая цепь. Молекула этого иммуноглобулина в 5 раз больше, чем lgG, поэтому скорость его оседания будет выше. Иммуноглобулины этого класса первыми появляются при развитии плода и последними исчезают в старости.

3. Иммуноглобулины класса А (  lgА ) - играют важную роль в защите слизистых оболочек дыхательных и пищеварительных трактов, мочеполовой системы.  В молекуле lgA те же лёгкие цепи и своя собственная тяжёлая цепь . Существует в модификации -  секреторный lgA и сывороточный. Секреторный иммуноглобулин активизирует компонент и стимулирует фагоцитарную активность в слизистых оболочках. Сывороточный иммуноглобулин класса А может быть неполным антителом, не связывает комплимент и  не проходит через плацентарный барьер. Молекулярная масса варьирует.

4. Иммуноглобулины класса Е ( lgE ) - или реагиновые антитела, так как принимают участие в аллергических реакциях по типу реакций немедленного типа, а также участвуют в декструкции гельминтов. Обнаруживаются в сыворотке крови в небольших количествах. Через плацентарный барьер не проходит.

5. Иммуноглобулины класса Д ( lgD ) - участие его недостаточно изучено. Содержится в сыворотке крови в очень малых количествах. Известно, что lgD  продуцируют клетки миндалин и аденоидов. lgD  не связывает комплемент, не проходит через плацентарный барьер.
Специфичность иммуноглобулинов проявляется в специфичности иммунного ответа, поэтому в практической медицине используются различные препараты для профилактики и лечения различных заболеваний. Специфичность иммуноглобулинов проявляется в иммунологических реакциях in vitro ( реакции преципитации и так далее ).

Схема строения молекулы иммуноглобулина ( по Г. Литмену и Г. Гуду, 1981 года. )