Механизмы формирования приобретенного иммунитета

Человек может быть естественно невосприимчив к определенным патологическим состояниям или приобрести иммунитет либо активными, либо пассивными способами.

Естественный или врожденный иммунитет — это генетическая характеристика индивида, обусловленная особенностями вида, расы, нации, к которым он принадлежит, его полом и индивидуальной способностью вырабатывать иммунные тела.

Все люди невосприимчивы к определенным болезням, которые поражают животных низших видов; самцы более устойчивы к некоторым расстройствам, чем самки, и наоборот. Люди одной расы более восприимчивы к некоторым болезням, чем представители другой расы, которые подвергались воздействию инфекционных агентов в течение последующих поколений.

На индивидуальную способность человека вырабатывать иммунитет и тем самым отгонять патогенные микроорганизмы влияют состояние его физического здоровья, состояние питания и эмоциональная реакция на стресс.

Для того чтобы индивид приобрел иммунитет, его организм должен быть стимулирован к производству собственных компонентов иммунного ответа (активный иммунитет) или эти вещества должны быть произведены другими людьми или животными, а затем переданы человеку (пассивный иммунитет).

Адаптивный (приобретенный) иммунитет у человека развивается и остается с ним на всю жизнь, после воздействия патогенна.

Итак, как же формируется приобретенный иммунитет? В этой статье кратко описаны механизмы его формирования и функциональные особенности каждого метода.

Методы формирования активного приобретенного иммунитета

Патогенны или антигены — это любой тип чужеродного организма, который является причиной ряда заболеваний. Это — бактерии, вирусы, грибки и т. д.

Активный приобретенный иммунитет может быть сформирован двумя способами:

1. Мы заражаемся инфекцией и заболеваем естественным путем (вирусной — корь, ветрянка, краснуха, гепатит — или бактериальной инфекцией, например, дифтерией).
2. Происходит искусственная иммунизация путем вакцинации.

Когда люди заболевают вирусными болезнями или бактериальными, после выздоровления у них, как правило, вырабатывается пожизненный иммунитет.

Когда человек подвергается воздействию болезни и патогенные организмы попадают в организм, начинается выработка антител. Циркулирующие в крови белые кровяные тельца — лимфоциты (B-клетки) — создают антитела к определенному антигену. Эти клетки обладают иммунной памятью и сохраняются в течение длительного времени, обеспечивая защиту организма от этих конкретных антигенов, то есть у человека вырабатывается иммунитет к этим заболеваниям.

Читайте статью: Приобретенный иммунитет, механизмы функционирования.

После выздоровления клетки памяти остаются в организме и стоят наготове в качестве защиты от будущего вторжения.

С помощью вакцин и модифицированных токсинов (анатоксинов) можно стимулировать выработку специфических антител, не вызывая заболевание. Это искусственные средства, с помощью которых человек может приобрести активный иммунитет.

Методы формирования пассивного приобретенного иммунитета

Иногда желательно предоставить «готовые» иммунные клетки, например, в тех случаях, когда пациент уже подвергся воздействию антигена, испытывает симптомы заболевания и нуждается в подкреплении. Это поможет смягчить последствия заражения. Примерами условий, при которых человеку может быть дан такой пассивный иммунитет, являются столбняк, дифтерия и укус ядовитой змеи. Пациенту дают иммунную сыворотку, содержащую антитела, гамма-глобулин, в том числе антитоксин, которые были выработаны животным, и у которого в последствие была взята эта сыворотка.

Не всегда необходимо, чтобы пациент действительно страдал от болезни и проявлял ее симптомы до того, как будет обеспечен пассивный иммунитет. В некоторых случаях, когда предполагается воздействие инфекционного агента, иммунные клетки донора могут быть даны для предотвращения полномасштабного нападения или, по крайней мере, для уменьшения его тяжести.

Другой способ приобретения пассивного иммунитета — через плацентарный барьер от плода к матери. Приобретенное таким образом материнское антитело служит защитой для новорожденного до тех пор, пока он не сможет активно формировать свой иммунитет самостоятельно. Таким образом, может быть приобретен гуморальный иммунитет, а клеточный иммунитет — нет.

Специфика приобретенного иммунитета

Приобретенный иммунитет — специфический иммунитет, обусловленный наличием антител и повышенной реактивностью клеток, образующих эти антитела.

После предварительного воздействия на организм инфекционным агентом или антигеном, или путем пассивного переноса антител, или иммунных клеток происходит активация в частности:

• иммунных лимфоидных клеток, ответственных за механизмы клеточного и гуморального видов иммунитета;
• фагоцитарных клеток.

Адаптивный иммунитет клеточного типа или клеточный иммунитет возникает при введении чувствительных лимфоцитов (Т-лимфоцитов) от иммунного донора, гуморальный — введением антител.

А теперь поговорим о том, как можно искусственно создать приобретенный или адаптивный иммунитет. Это иммунизация!

Иммунизация, что это такое?

Иммунизация — это создание приобретенного иммунитета (активного или пассивного) путем введения в организм вакцин, антитоксинов или сывороток. Простыми словами — это лечебное и профилактическое средство.

Профилактическая иммунизация относится к искусственному созданию специфического иммунитета — методу, который значительно уменьшил страдания и смертность от различных инфекционных заболеваний.

Существует два типа профилактической иммунизации:

1. Пассивная иммунизация, при которой защита обеспечивается введением предварительно сформированных антител или лимфоцитов от другого индивидуума, иммунная система которого была стимулирована соответствующим антигеном.
2. Активная иммунизация, при которой защита возникает в результате введения вакцины с мертвыми или безвредными живыми формами организма или с дезактивированным токсином, которые стимулируют иммунную систему для производства лимфоцитов, и в свою очередь антител против этого организма или токсина.

Что такое пассивная иммунизация?

Иногда бывает так, что инфекционный организм или ядовитое вещество могут оказывать такое быстрое вредное воздействие, что жертва не успевает спонтанно выработать иммунную реакцию. В такие моменты пассивная иммунизация с помощью предварительно сформированных антител может оказать спасительную помощь в борьбе с патогеном или ядом.

Такая ситуация может возникнуть у жертв ядовитых укусов змей или ботулизма, а также у тех людей, у кого такие инфекции, как дифтерия, столбняк или газовая гангрена прогрессировали до такой степени, что бактериальные токсины всосались в кровь.

Так же обстоит дело и с укусами бешеного животного, хотя активная иммунизация начинается одновременно, так как распространение бешеной инфекции в центральную нервную систему происходит относительно медленно.

Врачи используют пассивную иммунизацию в качестве временной защиты для лиц, выезжающих в страны, где распространены некоторые виды лихорадки или вирусных гепатитов.

Пассивная иммунизация обеспечивает антителами лица, страдающие дефицитом В-лимфоцитов и поэтому неспособных самостоятельно вырабатывать антитела (расстройство иммунной системы: иммунодефицит).

Защитные иммуноглобулины (вырабатываются В-лимфоцитами) в первую очередь класса IgG —могут быть получены из крови человека или других видов животных (например, лошадей или кроликов), которые уже выработали специфический иммунитет против соответствующих антигенов.

Эти препараты известны как антисыворотки. Человеческий IgG медленно расщепляется в организме реципиента, концентрация падает примерно наполовину каждые три недели, так что эффективное количество антител может присутствовать в течение двух или трех месяцев.

Что такое активная иммунизация?

Активная иммунизация направлена на формирование продолжительной по времени защиты организма. Для этого водятся вакцины или анатоксины, заставляя иммунную систему реагировать против потенциального инфекционного агента или токсина, присутствующего в организме до того, как произойдет заражение.

После активной иммунизации, иммунная система может предотвратить развитие инфекционной болезни, или может быстро мобилизовать различные защитные механизмы, описанные выше, чтобы остановить инфекцию или токсин на самых ранних стадиях вторжения.

Активная иммунизация часто является наиболее эффективным и наименее затратным методом защиты от инфекционного заболевания. Кампании вакцинации против многих болезней, таких как дифтерия, полиомиелит и корь, были чрезвычайно успешными. Активная иммунизация может привести к всемирной ликвидации инфекционного агента, как это было достигнуто в случае оспы.

На сегодняшний день программы массовой вакцинации против дифтерии, полиомиелита, оспы и кори практически полностью уничтожили эти заболевания среди населения.

Вакцины

Вакцина или прививка простыми словами — это способ иммунизации, а ее назначение — активировать иммунную систему организма без развития болезни.

Большинство вакцин вводится путем инъекций, но некоторые вводятся перорально. Пероральная вакцина вводится через рот.

Иногда различные штаммы микроорганизмов, вызывают одно и то же заболевание. В таких случаях ни естественная инфекция, ни профилактическая вакцинация одним штаммом не защищают от заражения другими. Например, различные штаммы вирусов вызывают простуду, но нецелесообразно проводить иммунизацию против каждого штамма. С другой стороны, Хотя существует более 60 различных штаммов пневмококков, которые могут вызывать бактериальную пневмонию, некоторые штаммы встречаются гораздо чаще, чем другие. Существует вакцина, которая проводятся последовательно. Она содержит антигены от 14 наиболее распространенных штаммов и полезна для защиты лиц, подвергающихся особому риску.

Типы вакцины

Вакцины можно разделить на два основных типа.

1. Живые аттенуированные вакцины

Эти вакцины содержат «ослабленные» целые бактерии или вирусы, которые вызывают защитный иммунный ответ, но не вызывают заболевание у здоровых людей.

Важно то, что эти антигены вводятся в безвредной форме, достаточной по количеству и стойкости, чтобы вызвать иммунный ответ, подобный естественной инфекции.

Живые вакцины, как правило, создают сильный и продолжительный иммунный ответ и являются одними из лучших вакцин.

Однако живые вакцины не подходят для людей, чья иммунная система находится в подавленном состоянии из-за медикаментозного лечения, или из-за основного заболевания. Это происходит потому, что ослабленные вирусы или бактерии смогут активироваться, размножиться и вызвать болезнь у таких людей.

Исследователи разработали ослабленные штаммы бактерий или вирусов. Аттенуированные вакцины вызывают инфекцию, но не дают полного набора признаков и симптомов заболевания, потому что инфекционный агент размножается только до ограниченного распространения в организме и никогда не возвращается к вирулентной форме.

Вирулентность — это степень патогенности (ядовитости) инфекционного агента по отношению к организму человека или животного в естественных условиях.

Использование таких живых микробов обеспечивает наиболее эффективную профилактику, так как они действительно имитируют легкую форму естественной инфекции. Таковы вакцины против желтой лихорадки, полиомиелита (пероральная вакцина), кори, краснухи и туберкулеза. Хотя живые вакцины достаточно ослаблены в отношении здоровых людей, они могут вызвать полное заболевание у людей, страдающих иммунодефицитом.

2. Инактивированные вакцины

Эти вакцины содержат целые бактерии или вирусы, которые были убиты, или небольшие их фрагменты или части, такие как белки или полисахариды, которые не могут вызвать заболевание. Существует несколько различных их типов, которые описаны ниже.

Поскольку инактивированные вакцины не содержат никаких живых бактерий или вирусов, они не могут вызывать заболевания, от которых они защищают, даже у людей с сильно ослабленной иммунной системой.

Однако они не всегда создают такой сильный или продолжительный иммунный ответ, как живые вакцины и требуют повторных доз.

Инактивированные вакцины имеют несколько видов:

1. Содержащие целые убитые вирусы.
2. Субъединичные вакцины или «бесклеточные».

Большинство вакцин — это субъединичные фракции, которые вообще не содержат целых бактерий или вирусов. «Бесклеточный» означает, что вакцина не содержит целых клеток. Вместо этого они содержат полисахариды (сахара) или белки с поверхности бактерий или вирусов. Эти полисахариды или белки являются частями чужеродных организмов, которые наша иммунная система распознает как антигены.

Несмотря на то, что вакцина может содержать лишь несколько из тысяч белков бактерии, их самих по себе достаточно, чтобы вызвать иммунный ответ, который может защитить от болезни, вызываемой этой бактерией.

Существует несколько различных типов субъедининичных вакцины:

Вакцины на основе анатоксина

Некоторые бактерии выделяют токсины (ядовитые белки), когда они атакуют организм. Иммунная система распознает эти токсины точно так же, как она распознает полисахариды или белки на поверхности бактерий. На основе этого факта производят вакцины с инактивированными версиями этих токсинов. Их называют «анатоксинами», потому что они похожи на токсины, но не ядовиты. Они вызывают сильный иммунный ответ.

Конъюгированная вакцина или присоединенная

Смысл ее в том, что полисахариды капсулы клетки бактерии соединяются с белком того или иного антигена, и тем самым усиливают иммунный ответ.

Например, в полисахарид какой-то бактерии присоединяется к белку дифтерийного или столбнячного анатоксина. Иммунная система распознает эти белки очень легко, и это помогает генерировать более сильный иммунный ответ на полисахарид. Дифтерийный анатоксин часто называют «белком-носителем CRM197».

Рекомбинантная вакцина

Рекомбинантные вакцины изготавливаются с использованием бактериальных или дрожжевых клеток. Из вируса или бактерии, от которых мы хотим защититься, берется маленький фрагмент ДНК. Его вводят в другие клетки, чтобы заставить их произвести большое количество активного ингредиента (от вируса или бактерии) для вакцины (обычно только один белок или сахар).

Например, чтобы сделать прививку против гепатита В, часть ДНК вируса гепатита В вставляется в ДНК дрожжевых клеток. Эти дрожжевые клетки затем способны продуцировать один из поверхностных белков вируса гепатита В, который очищается и используется в качестве активного ингредиента в вакцине.

Технология рекомбинантной ДНК позволила исследователям использовать модифицированные бактерии и вирусы, которые не вредны для человека, для иммунизации индивидуумов против антигена патогенного микроорганизма. Этот подход предполагает введение в ДНК безвредного микроорганизма ген патогенного организма, кодирующего антиген, способный вызвать защитный иммунный ответ, но не полноценное заболевание.

После прививки в организм хозяина микроорганизм вырабатывает защитный антиген возбудителя и иммунизирует хозяина. На основе этого подхода была разработана эффективная пероральная вакцина против холеры.

Заключение

Я надеюсь, что в этой статье я кратко и понятно описала основные механизмы формирования приобретенного (адаптивного) иммунитета. Конечно, если детально рассматривать эти механизмы, они сложны и могут по-разному протекать у разных людей.

Цель статьи — донести общую информацию об иммунизации. Если вас заинтересовала эта тема, значит, я смело могу заявлять, что цель достигнута. А вашему вниманию открыты труды ученых и медиков! Просвещайтесь! Знание — свет! А мы идем дальше!