чем обеспечиваются защитные реакции организма
Защитная реакция Что необходимо знать об иммунитете
Реалии 2020 года расширили нашу осведомленность о том, как человеческий организм реагирует на инфекции. Термины «антитела», «иммуноглобулины», «бессимптомное носительство» теперь понятны всем и прочно закрепились в речи. Но в том, как работает иммунная система, неспециалисту разобраться по-прежнему тяжело. Понимать все тонкости обычному человеку вряд ли нужно, а вот базовые знания пригодятся, ведь с разными инфекциями мы сталкиваемся постоянно. О главных принципах работы иммунной системы — в материале «Ленты.ру».
Иммунитет — это совокупность реакций организма на различные патогены — генетически чужеродные объекты. Ими могут быть бактерии, вирусы, грибки, простейшие, паразиты и даже клетки нашего собственного организма, которые погибли или мутировали, например, в раковые клетки. Иммунная система ведет постоянную войну против вторжения и распространения патогенов, с которыми мы сталкиваемся на каждом шагу и даже не замечаем этого. А наш организм тем временем создает защитные укрепления. Подавляющее большинство атак иммунитет отражает, но иногда «враг» оказывается слишком «коварным», и мы заболеваем.
Неспецифическая защита
Существует два типа иммунитета: врожденный и приобретенный, каждый из которых по-разному реагирует на патогены и создает таким образом двухступенчатую систему защиты.
Врожденный иммунитет, как следует из названия, выдается нам с рождения и унаследован человеком от далеких предков. Комплекс реакций врожденного иммунитета сформировался в результате миллионов лет эволюции и сосуществования человека и патогенов. Но реакция эта — стандартная, одинаковая, вне зависимости от того, какой именно антиген попал в наш организм. За это его еще называют неспецифическим.
Стандартная реакция — отнюдь не недостаток, ведь благодаря этому организм не тратит времени на то, чтобы «подстраиваться» под каждый антиген. Врожденный иммунитет реагирует практически сразу, и немногим инфекциям удается пройти эту быструю массированную атаку. Патоген чаще всего ликвидируется еще до того, как он успел поразить клетки организма и размножиться, то есть еще до начала заболевания.
Система неспецифической защиты — это, во-первых, физические барьеры: кожа, слизистые оболочки, кислотность внутренних сред организма. Во-вторых, клетки иммунной системы — макрофаги, лимфоциты и натуральные киллеры, которые опознают и уничтожают «чужаков», вторгшихся в организм. В-третьих, это особые белки — интерфероны, которые вырабатываются клетками организма и препятствуют размножению вирусов.
Система врожденного иммунитета (клетки иммунной системы и интерфероны) защищает организм от большинства возбудителей, например, гриппа и сезонных ОРВИ. Если она реагирует своевременно и правильно, то заболевание может не наступить вовсе.
Поддерживать иммунитет в рабочем состоянии помогает правильный образ жизни: физическая активность, закаливание, правильное питание, сон и прием витаминов. Кроме того, можно поддерживать выработку организмом интерферонов, для этого существуют специальные препараты. В их основе — научные разработки советских ученых, усовершенствованные с учетом современных технологий. Они подходят как для профилактики в сезон простуд, так и для борьбы с широким спектром вирусных инфекций: различных ОРВИ, гриппа и даже герпеса. Активные вещества этих препаратов вызывают (индуцируют) в организме синтез интерферонов и поддерживают их количество на уровне, достаточном для защиты от инфекций. К таким индукторам интерферонов относится, например, препарат «Кагоцел» (имеются противопоказания, применять только по назначению врача — прим. «Ленты.ру») и другие часто назначаемые препараты для профилактики и лечения ОРВИ и гриппа.
Приобретенный иммунитет
Иногда происходит так, что при всех усилиях врожденного иммунитета заболевание все-таки наступает. Это значит, что высокопатогенному микроорганизму все же удалось обойти систему защиты человека и начать размножаться. Человек реагирует на это повышением температуры, кашлем, насморком и другими болезненными симптомами. При всей неприятности повышение температуры тела также направлено на борьбу с вирусом, что в конечном итоге приводит к его уничтожению. Кроме того, через несколько дней после заражения на помощь врожденному приходит приобретенный иммунитет. Реагирует он гораздо медленнее, зато уже знает, с чем имеет дело, — атакует попавший в организм антиген специфическими, предназначенными именно для него антителами, или иммуноглобулинами, — особыми белковыми молекулами.
Таким образом, чтобы в организме развился приобретенный иммунитет к какому-либо патогену, необходимо перенести заболевание. Причем, по словам врачей, чем сложнее человек переносит заболевание, тем более сильный иммунитет у него сформируется. Ко многим болезням приобретенный иммунитет сохраняется практически бессрочно. Например, так называемыми детскими болезнями — ветрянкой, краснухой, корью — человек чаще всего болеет один раз. После этого даже через много лет в крови переболевшего можно выявить антитела к этим вирусам.
В случае тяжелого течения болезни, например, того же коронавируса, нагрузка на организм многократно возрастает. На борьбу с заболеванием организм тратит ресурсы и силы, для него это существенный стресс, который может привести к нарушениям в работе систем. В такой ситуации формируется приобретенный иммунитет к конкретной болезни, но из-за стресса повышается вероятность других заболеваний, растет уровень восприимчивости к ним. Тут вновь подспорьем могут быть индукторы интерферона, которые помогут снизить риски в этот непростой для организма период.
Более приятная альтернатива болезни — вакцинация, при которой в организме также вырабатываются антитела к распространенным и опасным инфекциям. Но вакцины, к сожалению, существуют не от всех болезней. Например, по словам врачей, создавать вакцины от многочисленных вирусов, вызывающих сезонные ОРВИ, — бессмысленно. С одной стороны, эти заболевания не настолько опасны, с другой — сезонные вирусы постоянно мутируют, что делает создание вакцины бесполезным и экономически невыгодным, ведь ее пришлось бы обновлять каждый год. Именно так, кстати, поступают с вакциной от гриппа, но тут речь идет только об одном типе вируса.
Исключение — новая коронавирусная инфекция, вакцины от которой в ускоренном порядке разрабатываются, тестируются или уже массово применяются в разных странах мира. Кстати, на этом актуальном примере можно наглядно разобрать работу приобретенного иммунитета.
Какие антитела важнее
Оболочка коронавируса представляет собой шар с шипами — это и есть «корона». Главная функция шипов (по-английски — spike) — прикрепляться к рецепторам клеток и обеспечивать проникновение вируса в клетку. Через несколько дней после заражения организм начинает вырабатывать антитела, которые связываются с разными частями оболочки вируса, в том числе и с шипами.
Для борьбы с коронавирусом организм синтезирует три класса антител: иммуноглобулины A (IgA, вырабатываются первыми в острой фазе заболевания, но обладают низкой специфичностью), M (IgM, вырабатываются чуть позже, активно борются с вирусом и сохраняются в крови примерно месяц) и G (IgG, появляются через 3-4 недели после выздоровления и обеспечивают долгосрочный иммунитет, который, впрочем, в случае COVID-19 сохраняется всего 3-4 месяца).
IgG, как и антитела других классов, вырабатываются к различным частям (антигенам) оболочки вируса. Из всего объема выработанных антител IgG только часть способна блокировать расположенный на шипах вируса S-белок и препятствовать тем самым проникновению вируса в клетку. Именно эти антитела больше всего интересуют врачей.
Нейтрализовать вирус
На основе частей S-белка созданы все первые вакцины против коронавируса, в том числе и российская Sputnik V, разработанная центром имени Н. Ф. Гамалеи. При вакцинации организм начинает вырабатывать не все подряд антитела, а только те, которые наиболее эффективно защищают от вируса. Их называют вируснейтрализующими. По прогнозам, в результате вакцинации они сохранятся в организме до двух лет.
Кстати, тест-системы последнего поколения научились распознавать именно вируснейтрализующие антитела. Они носят сложное название «тест-системы на анти-RBD антитела». С помощью таких тестов мониторят поствакцинальный иммунитет у участников тестирования вакцины. Их же врачи рекомендуют сдать через 3-4 недели после выздоровления тем, кто переболел, чтобы знать, насколько сильный защитный иммунитет выработался. Переболевшим целесообразно делать такие тесты каждые 3-4 месяца, и когда уровень защитных антител сойдет на нет, пройти вакцинацию. В России на основе разработок центра им. Н. Ф. Гамалеи такие тест-системы производит фармацевтическая компания «Ниармедик» и предлагает пациентам одноименных клиник.
Чем обеспечиваются защитные реакции организма
Местный иммунитет (барьерная защита от инфекций)
Первой линией обороны против инфекционных агентов служат кожа и слизистые оболочки, которые препятствуют проникновению микробов в ткани и выделяют вещества, оказывающие бактерицидное действие.
Важным фактором является механическая защита. Так бактерии, попавшие на кожу, удаляются при слущивании эпидермиса (образование перхоти, шелушение при некоторых инфекционных заболеваниях). Слизь, выделяемая стенками многих внутренних органов, действует как защитный барьер, препятствующий прикреплению бактерий к эпителиальным клеткам. Микробы и чужеродные частицы, захваченные слизью, удаляются механическим путем – за счет движения ресничек эпителия, с кашлем и чиханьем. К другим механическим факторам, защищающим поверхности эпителия, можно отнести вымывающее действие слез, слюны и мочи.
Механическая защита дополняется секреторной (выделительной) деятельностью кожных желез: потовых и сальных. Молочная кислота пота и ненасыщенные жирные кислоты сальных желез обладают противомикробным действием. Во многих жидкостях, производимых организмом (секретах организма), также содержатся бактерицидные компоненты:
Специфическую функцию защиты во внешних секретах организма выполняет секреторный иммуноглобулин А (IgA). Он содержится в секретах и на слизистых оболочках слюнных желез, носа, рта, бронхов, влагалища, кишечника, мочеточников, мочевого пузыря. Секреторный иммуноглобулин А блокирует накопление и размножение на слизистой оболочке бактерий путем блокады поверхностных антигенов бактерий, с помощью которых они прикрепляются к слизистой оболочки органов.
Барьерная защита – это своеобразный «скафандр», к сожалению, проницаемый для многих патогенных агентов.
Неспецифическая иммунная защита (защита на все возбудители)
Любой повреждающий агент-фактор, который по силе и длительности превосходит барьерные возможности ткани, вызывает ответную защитную реакцию организма – воспаление. Воспалительная реакция представлена единством трех явлений:
Основная задача воспалительной реакции – уничтожение возбудителя и/или освобождение от собственных разрушенных клеток.
Можно выделить два типа уничтожения возбудителей:
Внутриклеточное уничтожение микробных клеток происходит в внутри фагоцитов. Процесс поглощения возбудителя с дальнейшим ферментативным разрушением его структуры называют фагоцитозом. Этот процесс осуществляют два вида фагоцитов: нейтрофилы и макрофаги. Фагоцитоз является довольно надежным механизмом защиты организма от инфекционных агентов, но «включение» этой системы возможно только при условии сближения фагоцита и микроорганизма, сцепления микроорганизма с поверхностью фагоцита и активации мембраны фагоцита, которая приводит к поглощению микроорганизма. Микробные клетки обычно погибают в фагоцитах в течение нескольких минут.
Внеклеточные механизмы защиты реализуются несколькими путями:
Клеточные и гуморальные факторы активно дополняют друг друга.
Специфическая иммунная защита (иммунный ответ на конкретный возбудитель)
За реакциями воспаления, если они не смогли нейтрализовать возбудителей, развивается более специализированная линия обороны – иммунный ответ, который последовательно запускает многоуровневую иммунную реакцию на возбудителя. Развитие специфических иммунных реакций требует взаимодействия практически всех видов клеток иммунной системы.
На первом этапе иммунного ответа захваченный в процессе фагоцитоза возбудитель перерабатывается макрофагом и в иммуногенной форме выводится его антиген на поверхность (презентация антигена). Особая роль в дальнейшем принадлежит активации Т-хелперов, которая происходит при распознавании Т-хелпером соответствующего антигенного комплекса на поверхности макрофага (антигенпрезентирующей клетки). В результате данного контакта Т-хелперы начинают делиться и после нескольких делений разделяются на две популяции. Одна активизирует развитие гуморального иммунного ответа (выработку иммуноглобулинов и антител), а другая популяция является необходимым компонентом в активации клеточного иммунитета (цитотоксические Т-лимфоциты).
В дальнейшем цитотоксические Т-лимфоциты постоянно циркулируют по всему организму, чему способствует срок их жизни (месяцы и годы). Благодаря постоянной циркуляции лимфоциты удивительно быстро появляются в «горячих точках», осуществляя разрушение клеток, инфицированных вирусами.
Гуморальный иммунный ответ обеспечивается иммуноглобулинами или антителами, производимыми В-лимфоцитами. Продвигаясь по кровяному или лимфатическому руслу, антитела поражают чужеродные вещества на любой дистанции от лимфоцита. За счет гуморального иммунного ответа происходит уничтожение самих возбудителей и нейтрализация их токсинов, находящихся в межклеточном пространстве и на слизистых. Специфическая нейтрализация осуществляется за счет присоединения антител к антигенам с образованием растворимых и нерастворимых циркулирующих комплексов (ЦИК), которые активируют защитную систему белков комплемента, повышают фагоцитарную активность макрофагов и нейтрофилов, усиливают специфическое цитотоксическое действие Т-лимфоцитов (то есть повышается активность естественных киллеров).
Установлен ряд закономерностей динамики накопления антител после первого и повторного внедрения антигена. Первый пик концентрации антител появляется через несколько дней (скрытый период иммунного ответа) и обусловлен усиленным синтезом главным образом иммуноглобулина М (IgM). После второго внедрения того же антигена амплитуда ответа больше, он продолжается дольше и обусловлен возрастанием преимущественно синтеза иммуноглобулина G (IgG). Формирование стойкого иммунитета к возбудителям связано с образованием антител иммуноглобулина класса G.
ГК «Униконс»
Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.
«Антисептики Септоцил»
Септоцил. Бытовая химия, антисептики.
«Петритест»
Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.
«АльтерСтарт»
Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.
Защитные силы организма в борьбе с инфекциями
Существенное значение в возникновении инфекционного процесса, его развитии и исходе заболевания имеют также свойства и состояние зараженного организма, которые зависят от условий жизни, материальной обеспеченности, характера и условий труда, быта, питания человека и других факторов.
Повышение материального благосостояния трудящихся, охрана здоровья в нашей стране заметно снизили количество инфекционных заболеваний, а некоторые из них полностью ликвидированы. Тем не менее, борьба с заболеваниями микробной природы не теряет своей актуальности и сегодня.
Патогенные микробы, проникнув в организм человека или животного и найдя в нем благоприятные условия для развития (пищу, воду, минеральные вещества, благоприятную температуру и т. п.), тем не менее, не всегда вызывают заболевание. Известно, что в ряде случаев человек или животное может быть носителем живущих и размножающихся в нем болезнетворных микробов, не причиняющих ему вреда. Например, туберкулезные палочки обнаруживаются в легких не только у больных, но и у большинства здоровых людей. Это говорит о том, что не всегда попадание возбудителя в организм приводит к возникновению заболевания. Для того чтобы возник инфекционный процесс, помимо всего перечисленного, необходимо, чтобы возбудитель попал в восприимчивый организм. Непременным условием возникновения инфекционного процесса является не только внедрение и размножение микроба, но и определенная чувствительность организма, а также способность возбудителя болезни преодолевать защитные приспособления макроорганизма.
Установлено, что разные люди, виды животных и даже отдельные представители одного и трго же вида в неодинаковой мере подвержены воздействию патогенных микробов, т. е. они обладают различной степенью сопротивляемости инфекции (люди, живущие на севере, легче заболевают различными видами лихорадки, южане — туберкулезом и т. д.).
Известно также, что люди и животные, однажды переболевшие холерой, оспой и т. п., как правило, вторично не заболевают, а если это и происходит — то болезнь протекает в легкой форме.
Такое состояние устойчивости или невосприимчивости организма к действию патогенных микробов или же ядов носит название иммунитета.
Организм каждого живого существа обладает целым рядом защитных приспособлений для борьбы с микробами и их токсинами. Такими защитными свойствами обладает кожа. Являясь физической преградой на пути микроорганизмов, она одновременно обладает бактерицидным свойствам в отношении возбудителей желудочно-кишечных и других заболеваний. Бактерицидное действие кожи зависит от ее чистоты. На загрязненной коже микробы сохраняются дольше, чем на чистой.
Проникновению микробов в организме препятствуют слизистые оболочки рта, носа, дыхательных путей, кишечника; они также обладают бактерицидными свойствами — выделяют особые вещества, убивающие микробов. Обильное отделение слизи ведет к механическому удалению микробов. Желудочный сок, имеющий резко кислую реакцию, губительно действует на многие микроорганизмы. Нормальная микрофлора кишечника или обогащенная молочнокислыми бактериями угнетает попадающих в организм болезнетворных микробов.
Бактерицидными свойствами обладают слюна, слезы, сыворотка крови в связи с содержанием в них бактерицидных веществ, одним из которых является лизоцим.
Однако во многих случаях эти защитные приспособления оказываются нарушенными (царапины на коже) или недостаточными (пониженная секреция слизистых покровов, низкая кислотность желудочного сока), что позволяет возбудителю проникнуть в организм и прижиться в нем.
В ответ на внедрение возбудителя макроорганизм мобилизует особые, мощные средства борьбы с ним. Одним из таких средств являются белые кровяные шарики (лейкоциты) и другие клетки организма. Они захватывают и уничтожают микробов, проникших в организм. Основоположник учения о защитной роли клеток организма, русский ученый И. И. Мечников назвал их фагоцитами, т. е. пожирателями клеток бактерий.
Явление фагоцитоза существует и в нормальном организме, но оно усиливается при возникновении инфекции, особенно в отношении того вида микробов, который вызывает заболевание.
В зависимости от происхождения различают иммунитет врожденный (естественный) и приобретенный.
Врожденный иммунитет обусловливается биологическими особенностями организма, т. е. является видовым признаком организма. Так, человек обладает врожденным иммунитетом к чуме свиней, собак, поэтому такие заболевания для людей опасности не представляют.
Приобретенный иммунитет возникает в результате перенесенного инфекционного заболевания (естественный) или введения в организм вакцин или сыворотки (искусственный).
Вакцины представляют собой убитых или ослабленных возбудителей инфекционных заболеваний или их обезвреженные токсины. В результате борьбы с вакциной организм мобилизует собственные защитные средства, проходит определенную тренировку в борьбе с активными возбудителями болезни. Чаще всего вакцины применяют для профилактики заболеваний. Приобретенный иммунитет является активным, т. е. возникшим в результате активной борьбы организма с возбудителем болезни.
Введение противооспенной вакцины с профилактической целью практиковал английский врач Э. Дженнер еще в 1796 г. Заражая людей так называемой «коровьей оспой», ему удавалось уберечь их от заболевания натуральной оспой (термин вакцина происходит от латинского слова «vacca»—«корова»).
В дальнейшем Л. Пастер разработал методы предохранения человека от многих заразных заболеваний путем вакцинации. Он установил способы ослабления вирулентности микроорганизмов нагревом, воздействием формалина, вводил микробы с Ослабленной вирулентностью в организм человека, что делало его невосприимчивым к данному заболеванию. Возможность защиты организма от инфекций ослабленными, живыми болезнетворными микробами, т. е. вакцинами, открыла большие перспективы перед медициной в профилактике заразных заболеваний. Л. Пастер получил вакцины против сибирской язвы, бешенства и других болезней.
Лечебные сыворотки представляют собой жидкую часть крови животных, перенесших инфекционное заболевание в результате искусственного заражения.
Сыворотки вводят чаще в лечебных целях, обычно под кожу. Иммунитет, возникающий при их применении, наступает быстро — в течение нескольких часов. Называют его пассивным, так как он обусловливается содержащимися в сыворотках защитными веществами (антителами), вводимыми в организм в готовом виде. Приобретенный пассивный иммунитет обычно носит кратковременный характер, тем не менее, практическое значение лечебных сывороток очень велико. Они чаще применяются в экстренных случаях для лечения уже проявившегося заболевания (ботулизм, дифтерия и др.). Противостолбнячную сыворотку применяют часто и в профилактических целях.
Все виды приобретенного иммунитета отличаются строгой специфичностью, т. е. организм становится невосприимчивым только к определенному инфекционному заболеванию.
Мероприятия, повышающие устойчивость организма к возбудителям респираторных инфекций.
Возбудителями острых респираторных заболеваний являются около 200 видов микроорганизмов, из них более 170 вирусов. К настоящему времени разработаны и применяются эффективные вакцины только против гриппа. Практически невозможно создание вакцин против такого огромного количества вирусов, однако, вы можете повысить свой иммунитет следуя определенным советам.
Высыпайтесь. Недостаток сна может негативно влиять на ваш иммунитет. Недостаток сна напрямую влияет на выработку Т-лимфоцитов — клеток, которые играют важную роль в механизме иммунного ответа (при нарушениях сна их количество снижается). Таким образом, каждая ночь, проведенная со смартфоном в руках или перед рабочим ноутбуком, ослабляет способность нашего организма обезвреживать чужеродные и потенциально опасные микроорганизмы, и мы с легкостью подхватываем простуды и вирусы при контакте с ними. Кроме того, как и сколько мы спим, влияет на то, как быстро мы восстановимся, если все-таки заболеем.
Старайтесь спать семь-восемь часов в сутки, ложиться в одно и то же время и обеспечить в спальне максимально располагающую ко сну атмосферу — без световых и звуковых раздражителей.
Занимайтесь спортом. Умеренные и регулярные физические нагрузки способны уменьшить нашу восприимчивость к вирусам и болезнетворным бактериям. Они улучшают кровообращение, чем усиливают циркуляцию различных веществ иммунной системы в организме, и стимулируют сопротивляемость. Исследования показывают устойчивую связь между регулярной физической активностью и снижением частоты респираторных заболеваний на одну треть. А на восстановление в случае болезни физически активным людям потребуется в два раза меньше времени, чем тем, кто не уделяет внимания тренировкам.
Чтобы избежать обратного эффекта, ограничьтесь часовым занятием в день. Чрезмерные нагрузки могут нанести вред защитным механизмам организма. Умеренность — золотое правило спорта.
Не нервничайте. Когда мозг перегружен текущими задачами, сон не регулярный, а на работе аврал, надпочечники начинают вырабатывать гормон стресса — кортизол, который при длительном воздействии истощает резервы организма. Повышенный уровень кортизола в крови ухудшает состояние кожи и волос, возникают аллергические реакции, снижается иммунитет, мы все чаще «ловим» простуды и вирусы. Если избежать стресса не получается по объективным причинам, вспомните совет про спорт и по возможности добавьте физическую активность. Небольшие нагрузки на свежем воздухе лучше всего снижают выработку кортизола и помогают восстановить защитные функции организма.
Огромным шагом к укреплению вашего здоровья является отказ от вредных привычек, полный отказ от курения и употребления алкоголя благоприятно сказывается на всех функциях человеческого организма.