Статистика
Онлайн всього: 8 Гостей: 8 Користувачів: 0
|
 |
Матеріали для курсової |
ОСОБЛИВОСТІ РОЗПІЗНАВАННЯ ЧУЖОРІДНОГО СИСТЕМАМИ ПРИРОДНОГО І НАБУТОГО ІМУНІТЕТІВ
|
| 25.09.2014, 20:00 |
| Вважають, що імунна система еволюційно виникла як система захисту від інфекцій. У процесі
еволюції вона набула також здатності захищати організм від перероджених власних клітин, що
несуть змінену генетичну інформацію. Ця властивість імунної системи, напевно, тісно пов'язана зі
здатністю протидіяти внутрішньоклітинним інфекціям.
Імунна система може впізнати чужорідне за двома критеріями: за наявністю певних хімічних
структур, не характерних для «свого», а також за відсутністю певних структур, властивих
«своєму». Обидва ці підходи використовують системи як природного, так і набутого імунітету.
Однак ступінь прояву ознак «свого» та «чужого», що є достатнім для розпізнавання чужорідного
цими системами, дещо різний. Система природного імунітету реагує тільки на яскраво виражені
загальні ознаки наявності «чужого» або відсутності «свого», а система набутого імунітету може
виявляти навіть замасковані індивідуальні ознаки наявності «чужого», наприклад певного патогену.
Представники різних систематичних груп (бактерії, віруси, найпростіші, гельмінти та паразитичні
гриби) можуть бути інфекційними агентами і становити небезпеку для життя організму. Кожний
окремий вид патогенів має свій генетичний апарат, який кодує синтез власних білків. Очевидно, що
більшість білків патогенів дуже відрізняються від білків організму хазяїна. Особливістю імунного
розпізнавання, характерною лише для системи специфічного набутого імунітету, є здатність до
виявлення відмінностей між амінокислотним складом чужорідних і власних білків.
Проте чи завжди потрібна специфічна імунна відповідь для захисту від патогенів? У більшості
випадків організм може перемогти інфекцію та запобігти виникненню пухлинних клітин,
використовуючи лише систему природного, або неспецифічного, імунітету. До речі, термін
«неспецифічний» здається не дуже вдалим, оскільки реакції системи природного захисту також
мають певну специфічність. Однак їхня специфічність широка і насамперед спрямована на
консервативні хімічні угруповання, які є характерними для низки різних патогенів. Річ у тім, що
певні антигени інфекційних агентів можуть мати загальні особливості хімічної будови, за якими
вони істотно відрізняються від антигенів організму хазяїна. Існує кілька таких загальних ознак, які
притаманні інфекційним агентам і є сигналом для запуску механізмів природного імунітету. Це
насамперед наявність клітинної стінки або вірусного капсиду, що, на відміну від мембран власних
клітин хазяїна, є достатньо жорсткими структурами. В цих структурах певні однакові хімічні
угруповання (як правило, залишки вуглеводів) трапляються з однаковою періодичністю і розміщені
на фіксованій відстані один від одного. Разом з тим мембранні білки клітин макроорганізму здатні
до латерального переміщення в площині мембрани, внаслідок чого відстань між ними може
змінюватися. Саме періодичне розміщення певних угруповань у структурі клітинних стінок і
вірусних капсидів є ознакою, за якою система природного захисту може їх виявляти. Таке
розпізнавання просторового розміщення певних вуглеводних залишків називають розпізнаванням
молекулярних патернів (розпізнаванням «за зразком»). А рецептори системи природного захисту,
які здійснюють цей тип розпізнавання, називають рецепторами, що розпізнають молекулярні
патерни PRR (від англ. pattern recognition receptors). Істотною ознакою PRR є наявність кількох
однакових активних центрів, розміщених на певній відстані один від одного.
Іншою ознакою патогенів може бути наявність біополімерів, яких немає в організмі хазяїна,
наприклад ліпополіцукридів, пептид or ліканів, тейхоєвих кислот, хітину тощо. Крім того, до складу
біополімерів патогенів часто входять вуглеводні залишки, яких немає в складі біополімерів хазяїна.
Наприклад, N-ацетилглюкозамін є характерним для пептидогліканів бактерій та хітину грибів.
Часто глікокон'югати інфекційних агентів містять короткі олігоцукридні ланцюги з кінцевими
залишками манози, що є нетиповим для вищих хребетних. Більшість бактеріальних білків мають N-
кінцевий залишок формілметіоніну внаслідок того, що їх синтез починається саме з цього залишку.
Тому на багатьох лейкоцитах є рецептори до формілметіоніну та інших хімічних угруповань, не
притаманних організму хазяїна. Крім того, для деяких вірусів на певному етапі розвитку характерна
наявність дволанцюгової РНК. Така РНК також може розпізнаватися в цитоплазмі клітини й
індукувати синтез клітиною інтерферону.
Отже, чужорідні речовини, які належать патогенам, а також індуковані ними певні ознаки
інфекційного процесу, якими можуть бути пошкодження тканин, активація систем згортання крові
та комплементу, некроз клітин, вивільнення білків теплового шоку та ін., можуть розпізнаватися
певними рецепторами системи природного захисту, індукувати процеси запалення в тканинах,
активувати лімфоцити й фагоцитарні клітини. Вони можуть також бути сигналом для хемотаксису
лейкоцитів, вивільнення цитокінів, розширення судин та інфільтрації прилеглих тканин. Клінічна
симптоматика цього процесу включає набрякання, почервоніння, біль та підвищення температури.
Реакції системи природного імунітету у відповідь на проникнення чужорідних антигенів називають
реакціями запалення. Запалення є першою захисною реакцією організму та необхідною
передумовою для індукування специфічних імунних реакцій (див. розд. 2).
Існують певні механізми природного захисту для боротьби з внутрішньоклітинними інфекціями та
пухлинним переродженням власних клітин. Значну роль у цьому захисті відіграють інтерферони, які
продукуються активованими макрофагами або ураженими клітинами. Інтерферони припиняють
синтез білка в клітині, активують ендонуклеази, зупиняють поділ клітин. У розпізнаванні
перероджених клітин, можливо, беруть участь γδТ-клітини, які, ймовірно, розпізнають білки
теплового шоку на їхній поверхні. Уражені або трансформовані власні клітини можуть
розпізнаватися за принципом «відсутності свого», а саме за відсутністю або недостатнім рівнем
експресії на поверхні антигенів головного комплексу гістосумісності. Саме цю ознаку
використовують великі гранулярні лімфоцити — природні кілери для знищення небезпечних
власних клітин хазяїна.
Слід зазначити, що механізми природного імунітету виникли еволюційно дуже давно у нижчих
безхребетних тварин і майже без змін перейшли до хребетних. Система природного імунітету
спеціалізована на захисті організму від більшості інфекційних агентів, оскільки вона використовує
для їх розпізнавання ознаки, що є спільними для більшості патогенів. Головними молекулами, які
здійснюють функцію розпізнавання в системі природного захисту, є різні рецептори, що
розпізнають молекулярні патерни. Ця система реагує на кожне потрапляння інфекційного агента
дуже швидко, однак інтенсивність цього реагування не залежить від кількості попередніх контактів
організму з цим патогеном, оскільки вона не запам'ятовує його. Система природного імунітету
першою вступає у боротьбу з патогенним аґентом, що потрапив в організм, і є достатньо потужним
засобом протидії інфекціям.
Однак ця система захисту має слабкі місця, що дає змогу деяким патогенам уникати контролю з її
боку. Внаслідок еволюційної консервативності системи природного захисту більшість патогенних
мікроорганізмів пристосувалися до боротьби з нею і виробили певні механізми, що запобігають
знешкодженню їх факторами неспецифічної резистентності (див. розд. 15). Відсутність у системи
природного захисту імунної пам'яті не дає їй можливості реагувати інтенсивніше під час наступного
проникнення збудника в організм. Тому певні інфекційні аґенти при проникненні в організм у
великій дозі долають захисний бар'єр, зумовлений факторами природного захисту, тобто
випереджають завдяки розмноженню процеси, спрямовані на їх елімінацію. Крім того, оскільки
система природного захисту недостатньо специфічна, вона залишає для мікроорганізмів можливість
антигенної мімікрії — копіювання антигенами мікроорганізмів антигенів хазяїна. Ще однією
проблемою, яку не може «вирішити» система природного захисту, є необхідність розрізняти
патогенні бактерії і представників нормальної мікрофлори. Усі ці недоліки системи неспецифічного
(природного) захисту і зумовили виникнення в процесі еволюції системи специфічного (набутого,
або адаптивного) імунітету.
Характерними особливостями системи адаптивного імунітету є наявність імунної пам'яті та великої
кількості специфічних до різних антигенів клітинних рецепторів, що різняться за будовою активних
центрів. Під час першого контакту з антигеном система набутого імунітету реагує дуже повільно.
Вона встигає взяти участь лише у звільненні організму від тих збудників, що уникли контролю з
боку системи природного захисту. Як правило, на момент розвитку імунних реакцій залишається не
більш як 1 — 10 % первинної кількості антигену. Однак ці реакції спрямовані на знищення саме
того інфекційного агента, який їх зумовив. Система набутого імунітету спеціалізується на виявленні
особливих ознак, притаманних лише певному збуднику, які вона запам'ятовує і переходить у стан
повної готовності до захисту організму від цього збудника в разі можливих майбутніх контактів.
Отже, система набутого імунітету характеризується здатністю формувати імунну пам'ять на кожний
антиген. У розпізнаванні антигену цією системою беруть участь спеціалізовані молекули
інуноґлобулінової суперродини — антитіла та рецептори Т-клітин, які істотно відрізняються від
рецепторів системи природного захисту. Важливою ознакою таких молекул є надзвичайна
мінливість їхніх активних центрів, що дає змогу знаходити до кожного антигену такі рецептори, які
за будовою активного центру комплементарне підходять до нього, як «ключ до замка».
Головні індивідуальні ознаки кожного виду патогенів зосереджені в структурі білків, оскільки білки
є продуктом геному. Саме за структурою білків імунна система виявляє генетичні розбіжності між
різними видами патогенів і відрізняє молекули збудника від власних молекул організму.
Безпосередньо структуру білків розпізнають рецептори Т-клітин. Рецептори В-клітин можуть
розпізнавати антигенні детермінанти не тільки білкової природи. Однак для своєї активації
більшість В-клітин потребують допомоги Т-клітин, для яких вони представляють у комплексі з
МНС II розпізнаний і поглинутий антиген. Тому можна зазначити, що всі реакції системи набутого
імунітету залежать від розпізнавання в структурі білків амінокислотних послідовностей, які відсутні
в структурі власних білків організму.
Оскільки система набутого імунітету виникла на фоні вже існуючої системи природного імунітету,
обидві системи функціонують у взаємозв'язку, доповнюючи одна одну. Система набутого імунітету
взяла на себе функцію спрямування реакцій систем природного захисту, тобто частково
підпорядкувала їх собі. Наприклад, активація комплементу безпосередньо на клітинних стінках
бактерій є еволюційно більш давнім типом активації (альтернативний шлях). Проте після
виникнення антитіл став можливим також інший механізм активації комплементу — комплексами
антигену й антитіл (класичний шлях). Іншим прикладом може бути посилення фагоцитарної
активності фагоцитів при опсонізації бактерій антитілами. Функцію фагоцитів можуть регулювати
також Т-хелпери, оскільки фагоцити здатні представляти їм поглинуті антигени, а Т-хелпери —
розпізнавати ці антигени та активувати фагоцити.
Система природного імунітету, навпаки, може ініціювати специфічні імунні реакції. Наприклад,
дендритні клітини, які активуються в зоні запалення переважно після розпізнавання молекулярних
патернів чужорідних структур, здатні активувати Т-хелпери, що є пусковим механізмом для
багатьох реакцій імунітету.
Отже, системи природного й набутого імунітету використовують різні механізми, за якими
визначають, належить певна хімічна субстанція до речовин власного організму чи є чужорідною.
Система природного захисту спрямована на пошук обмеженої кількості хімічних угруповань, що не
входять до складу речовин власного організму, або на розпізнавання певних молекулярних патернів
на поверхні патогенів. Система специфічного імунітету може розпізнавати індивідуальні ознаки
кожного виду і навіть штаму патогенів, які відображають особливості організації його геному.
Функції систем природного і набутого імунітету тісно пов'язані, то розглядати ці системи потрібно у
взаємодії та взаємозв'язку.
|
| Категорія: Імунологія | Додав: koljan
|
| Переглядів: 603 | Завантажень: 0
|
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі. [ Реєстрація | Вхід ] |
|
|
