Генетический уровень регуляции обеспечивается через Т-клетки, при этом активируются гены иммуноглобулинов, которые определяются многообразием специфических антител; и гены, определяющие высоту иммунного ответа.
Клеточный уровень обеспечивают Т-помощники (хелперы), которые стимулируют В-лимфоциты на образование антител.
При медиаторном типе регуляции включаются медиаторы костно-мозгового происхождения, которые обеспечивают созревание Т– и В-лимфоцитов.
Факторы защиты организма
Первым препятствием для проникновения чужеродного материала в организм являются естественные барьеры. К ним относятся анатомические , химические и биологические барьеры.
Анатомические барьеры:
– кожные покровы;
– реснички мерцательного эпителия дыхательных путей;
– секреция слизи.
Химическими и биологическими барьерами в организме человека являются:
– лизоцим;
– лактоферрин;
– кислотность желудочного сока.
Другим фактором естественной неспецифической защиты является клеточное звено:
– нейтрофилы (принимают участие в фагоцитозе);
– эозинофилы (сходны по свойствам с нейтрофилами, но обладают меньшей фагоцитарной активностью, регулируют деятельность базофилов, принимают участие в защите от гельминтов и простейших);
– фагоциты-моноциты, макрофаги, гранулоциты (мигрируют в очаг воспаления, поглощают и переваривают антиген).
Макрофаги и моноциты не распознают антигены, но выделяют ферменты, белки сыворотки, цитокины, разрушающие антигены.
К биологическим факторам относятся и такие элементы защиты, как белки системы комплемента, плазменные факторы свертывания крови, фибронектин и калликреинкининовая система.
К факторам неспецифической защиты относятся интерфероны, лизосомальные ферменты и др.
Становление системы иммунорегуляции
Становление и развитие иммунной системы есть результат реализации генетической программы онтогенеза, для завершения которой необходима внешняя и внутренняя стимуляция.
Первые лимфоциты появляются на 9-й неделе эмбрионального развития в тимусе, а на 12–15-й неделе – вокруг центральных артериол в селезенке. После 20-й недели в аппендиксе наблюдается формирование первых фолликулов.
В периферической крови эмбриона лимфоцитоподобные клетки появляются на 8–10 неделе. К моменту рождения число их достигает 3–6 х 103/мкл.
Вторичные лимфоидные органы формируются позднее. Закладка лимфоузлов у плода начинается на 4 месяце, а формирование стромы и синусов лимфоузла заканчивается в постнатальном периоде.
Фенотипические свойства организма (плода и ребенка) в большей мере зависят от биологических свойств матери, чем отца. Организм ребенка наследует индивидуальные особенности иммунного статуса матери в период внутриутробного развития. Считается, что иммунный статус ребенка на месяцы и годы жизни становится похожим на материнский. Ребенок еще до встречи с инфекционными агентами получает выраженную резистентность к инфекционным болезням.
На ранних стадиях развития плода определяются Т– и В-клетки. На 10–12-й неделях обнаруживаются лимфоциты с иммуноглобулинами на поверхности мембран, в селезенке – с 12-й недели внутриутробного периода.
В случае системных иммунных нарушений у матери могут появиться негативные нарушения у ребенка. Если мать больна системной красной волчанкой, у ребенка в возрасте 4–8 месяцев развивается «волчанка новорожденного». При наличии у матери аутоантител к инсулину или инсулиновым рецепторам (диабет I типа) ребенок до 4–6-летнего возраста находится в группе риска по заболеванию диабетом.
То же регистрируется при заболеваниях эндокринных желез, почечных, сердечных, суставных заболеваниях. Считается, что материнский организм принимает участие в пренатальном программировании многих важных особенностей и фенотипических свойств потомства.
Варианты иммунных процессов с участием иммунной системы
Ни один патологический процесс в организме не обходится без участия иммунной системы. Нарушения постоянства внутренней среды сопровождаются различными формами иммунологических реакций.
Они могут носить компенсаторный характер. При сбоях в иммунной системе возникает снижение ее активности, развиваются процессы воспаления, деструкции.
Патологические иммунообусловленные процессы могут иметь разнообразный характер. Существуют различные виды аутоиммунных процессов.
I тип гиперчувствительности , который может проявляться немедленной аллергической реакцией, анафилаксией, отопией. Этот тип реакции зависит от специфических антител класса иммуноглобулина Е.
Связывание их с иммуноглобулиновыми рецепторами на базофилах и тучных клетках приводит к выбросу ряда активных веществ гистамина, брадикинина, тромбоксаны, протеазы, представляющих собой медиаторов воспаления. Это аллергические реакции, бронхиальная астма и другие заболевания.
II тип гиперчувствительности представляет собой антителозависимую цитотоксичность, связанную с антителами класса JgG и JgM.
Они провоцируют направленную реакцию макрофагов или комплемента.
К таким заболеваниям относится гемолитическая анемия, тромбоцитопеническая пурпура.
III тип гиперчувствительности является иммунокомплексной патологией, которая зависит от антител класса JgG и JgM. Этот тип представлен системными и локальными формами.
При данной реакции антитела разных типов образуют комплексы с антигенами.
Иммунные комплексы откладываются в ткани и приводят к воспалительным изменениям, реакциям, обусловленным активацией системы комплемента, а взаимодействие фагоцитирующих клеток с иммунными комплексами приводит к высвобождению ферментов, повреждающих окружающие ткани.
Примером описанного процесса может быть красная волчанка, которая сопровождается отложением иммунных комплексов в области почечных мембран, плевре, перикарде, сосудах почек, синовиальных оболочках.
Среди болезней иммунных комплексов диагностируются ревматоидный артрит, сывороточная болезнь, экзогенный аллергический альвеолит, постстрептококковый гломерулонефрит и др.
IV тип гиперчувствительности представлен аллергией, обусловлен цитотоксическими Т-лимфоцитами.
Выявляется при рассеянном склерозе, сахарном диабете I типа. Сенсибилизированные Т-лимфоциты превращаются в цитотоксические клетки, которые уничтожают бактерии, клетки опухолей и другие клетки-мишени.
Эти клетки с помощью медиаторов гиперчувствительности замедленного типа стимулируют к активности другие клетки (макрофаги, лимфоциты и нейтрофилы).
Макрофаги могут вызывать в очаге воспаления тканевое повреждение. Эти реакции имеют место при некоторых инфекционных заболеваниях (туберкулезе, гепатите, герпесе и др.). Клеточные реакции определяют развитие зоба Хашимото, контактного дерматита. Проявлением клеточных реакций является отторжение трансплантатов при пересадке костного мозга и других органов.Глава 2 Иммунодефицитные состояния
При нарушениях созревания, дифференцировки, функционального состояния и количества клеток, участвующих в иммунном ответе, возникают иммунодефицитные состояния.
Иммунодефициты подразделяются на первичные, вторичные и транзиторные.
К первичным иммунодефицитам относятся врожденные, генетически обусловленные иммунодефициты. Они проявляются недостаточностью гуморального, клеточного иммунитета, несостоятельностью фагоцитирующих клеток системы комплемента. Одним из вариантов первичного иммунодефицита является присутствие в крови нормальных уровней иммуноглобулинов, которые являются функционально неполноценными антителами.
Первичный иммунодефицит происходит при дефектах дифференцировки стволовых клеток, ограниченном поступлении нормальных стволовых клеток, отсутствии продуктов комплекса гистосовместимости.
Обычно первичные иммунодефициты проявляются в виде различных синдромов: синдрома дефицита антител, Т-лимфоцитов; синдромов с дефицитом компонентов комплемента; дефектов фагоцитов; дефектов молекул адгезии и др.
Насчитывается более 40 вариантов первичных иммунодефицитов, которые зачастую диагностируются в детском возрасте.
Вторичные иммунодефициты развиваются в результате различных внешних воздействий (облучение, действие химических веществ, инфекции бактериальные, вирусные, паразитарные воздействия, ВИЧ-инфекция) и при патологиях внутренних органов (патологии почек, сахарный диабет, заболевания печени и желудочно-кишечного тракта, злокачественные новообразования).
На фоне острого инфекционного процесса может возникнуть транзиторный иммунодефицит продолжительностью до 2–3 недель, который проявляется лимфопенией и снижением содержания в сыворотке антител.
В случае транзиторного иммунодефицита возникает феномен AICD (Activacion Induced CTLLDeath), при котором активированные специфическими антигенами Т-лимфоциты секретируют и синтезируют активационные цитокины, после чего погибают путем апоптоза.
В результате такого иммунодефицита у переболевших инфекцией может возникать повторное инфицирование с возникновением осложнений.
В этих случаях показано назначение иммуностимулирующих препаратов (виферон, дибазол и др.).
Система гистосовместимости
Генетический аппарат определяет систему главного комплекса гистосовместимости, молекулы которого присутствуют во всех клетках человеческого организма (в частности молекулы иммунологической реактивности организма – HLA-система).
HLA-система представляет собой тесно сцепленные гены или локусы на 6-й хромосоме человека.
Различают молекулы главного комплекса гистосовместимости I, II и III классов, каждый из которых имеет генные продукты и функции.
К I классу относятся аллельные варианты А, В, С и их серологические выявляемые антигены.
II класс (D-регион) системы HLA состоит из 5 субрегионов (DK, DP, DQ, DM, DN), они экспрессируются на антигенпрезентирующих клетках иммунной системы. Гены этого класса кодируют антигенные свойства, выявляемые серологическими и другими клеточно-опосредствованными реакциями. Они определяются на клеточной мембране В-лимфоцитов, клетках макрофагально-моноцитарной системы, активированных Т-лимфоцитами.
Многочисленные популяционные исследования подтверждают вовлечение иммунной системы в механизмы, которые определяют предрасположенность или нечувствительность организма к развитию инфекционных заболеваний, а также множества соматических, эндокринологических и неврологических заболеваний.
К III классу относятся гены, которые кодируют компоненты комплемента.
В процессах клеточного распознавания «свой – чужой» эти гены и кодированные ими антигены определяют предрасположенность к заболеваниям с иммунологическим патогенезом, влияют на величину иммунного ответа, участвуют в процессах отторжения трансплантата, реакции «трансплантат против хозяина».
Генетически программируемые наборы молекул главного комплекса гистосовместимости обеспечивают определенное реагирование на факторы окружающей среды. Наличие индивидуальных вариантов молекул главного комплекса гистосовместимости способствует повышенной предрасположенности, или резистентности, к развитию различных заболеваний. Основными звеньями в этих случаях являются этиологический фактор – активация патогенетического механизма – развитие болезни. В случае пересадки органов применяются различные трансплантаты:
– аутотрансплантаты (пересадка тканей с одного органа на другой);
– гомотрансплантаты (генетически чужеродная ткань или орган);
– изотрансплантаты (орган или ткань, генетически тождественная реципиенту, при пересадке органов от однояйцевого близнеца);
– гетеротрансплантаты (орган, пересаженный от организма другого вида).
Несовместимость возникает при внутривидовом различии тканевых или гистолейкоцитарных антигенов. В данном случае главным является совместимость донора и реципиента. При пересадке органов требуются различные обследования для иммунологического обеспечения реципиента и донора. Они заключаются в следующем:
– тканевое типирование;
– исследование иммунного статуса;
– обязательное исследование на носительство вируса СПИД или антител к нему, определение антител к цитомегаловирусу, вирусу Эпштейна – Барра.Глава 3 Клинические проявления первичных иммунодефицитов
Иммунологическая недостаточность первичного происхождения связана с неспособностью организма продуцировать то или иное звено иммунного ответа.
Часто первичные иммунодефициты обусловлены генетической блокадой Т– и В-лимфоцитов, при которых возможен дефект в системе антител, комплемента или фагоцитоза. При некоторых формах имеется повреждение на молекулярном уровне с дефектом формирования ферментов.
Различают около 20 форм первичных иммунодефицитных состояний.
У родившихся детей врожденные иммунодефицитные состояния часто не проявляют себя в связи с пассивным иммунитетом, полученным от матери, но по мере его исчезновения появляются первые симптомы.
Характерными проявлениями первичного иммунодефицита являются рецидивирующие инфекции верхних дыхательных путей, тяжелые бактериальные инфекции, в дальнейшем могут развиться задержка развития, стойкий кандидоз рта, синдром нарушения всасывания, рецидивирующие пневмонии, бронхиты, гематологические изменения.
Для постановки диагноза первичного иммунодефицита проводят общеклинические исследования, определяют уровень иммуноглобулинов, иммунные комплексы, комплемент, фагоцитоз, делают биопсию тимуса, лимфоузлов.
Болезнь Брутона
К заболеваниям, которые связаны с первичной недостаточностью гуморального иммунитета, относится агаммаглобулинемия наследственная, сцепленная с полом, или болезнь Брутона (табл. 1).
Частота заболеваний составляет 1 случай на 1 млн человек. Тип наследования – рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой, выявляется только у мальчиков.
Такие дети развиваются нормально до возраста 2–3 лет, часто страдают пневмониями, отитами, могут наблюдаться грибковые заболевания, септическое состояние.
У детей старшего возраста могут наблюдаться полиартриты, дерматомиозит, обращает на себя внимание отсутствие реакции лимфатических узлов печени и селезенки даже в периоды обострения заболевания.
Большое значение для диагностики данного заболевания имеет анализ медицинской родословной больных, выявление аналогичных заболеваний у мальчиков.
Ученые-иммунологи предполагают, что вследствие генной мутации нарушается синтез цепей иммуноглобулинов. Обычно мутации подвергается ген-регулятор, локализующийся в Х-хромосоме, в результате этого нарушается синтез иммуноглобулинов.
У больных снижены показатели уровня JgG (менее 15 г/л), JgM, JgA, В-лимфоциты обычно отсутствуют в связи с отсутствием тирозинкеназы, необходимой для их созревания (табл. 1).
Лечение проводится иммуноглобулином в течение всей жизни больного.
Таблица 1. Клиническая и иммунологическая характеристика первичной агаммаглобулинемии Брутона
Селективный дефицит иммуноглобулина А
Изолированный дефицит иммуноглобулина А диагностируется одновременно с повышенным или нормальным уровнем других иммуноглобулинов. Это может обнаруживаться у здоровых лиц при различных обследованиях. В большинстве случаев отсутствие JgA сочетается с хромосомными аномалиями 18-й пары хромосом.
Основные клинические симптомы разнообразны. Наиболее часто встречаются пульмональные инфекции, атонии, жидкий стул и аутоиммунные заболевания. Поражения пищеварительной и дыхательной систем объясняются отсутствием секреторного компонента JgA. Больные имеют склонность к образованию иммунных комплексов.
Селективный дефицит JgA выявлен при красной волчанке, сахарном диабете, болезни Аддисона, хроническом гепатите, тромбоцитопенической пурпуре, гемолитической анемии.
Лечение проводится иммуноглобулином с высоким содержанием JgA.
Однако при этом отмечаются побочные реакции, возникающие в результате выработки антител JgG против экзогенного JgA. В этих случаях применяется препарат Гаммакард (5 %-й или 10 %-й раствор).
Синдром Ди Джорджи
Этот синдром возникает при врожденной аплазии тимуса на 6–10-й неделе гестации в результате порока развития 3-го и 4-го глоточных карманов, из которого развиваются паращитовидная и зобная железы. Они подвергнуты гипоплазии или находятся в полной аплазии. Кроме этого могут поражаться и соседние органы, что проявляется в виде дистрофии лица, гипоплазии нижней челюсти, короткой верхней губы, антимонголоидно расположенными глазными щелями, низким расположением ушных раковин.
Этому заболеванию в большей степени подвержены девочки. В период новорожденности заболевание может проявляться тетанией, гипокальциемией, кандидамикозом.
Часто синдром Ди Джорджи сочетается с врожденными пороками крупных сосудов и сердца (общий артериальный проток, двойная дуга аорты, декстракардия и др.).
Клиническое проявление синдрома фиксируется сразу после рождения в виде дистрофии лица, тогда же устанавливаются врожденные пороки сердца.
В неонатальном периоде наиболее частым симптомом являются гипокальциемические судороги. Иммунодефицитный синдром развивается во втором полугодии жизни грудного ребенка и проявляется рецидивирующими инфекциями, вызванными вирусами, бактериями, условно-патогенными микробами, грибками.
Симптомы иммунодефицита различаются в зависимости от степени поражения зобной железы. Отмечаются дефекты дифференциации стволовых клеток в Т-клетки. В большинстве случаев аплазия тимуса неполная и функция Т-лимфоцитов может восстанавливаться.