Иммунный ответ, антитела и иммунные сыворотки
Иммунный ответ в виде продукции специфических антител происходит следующим образом. Чужеродный антиген, проникнув в организм, прежде всего фагоцитируется макрофагом. Макрофаги, перерабатывая и концентрируя антиген на своей поверхности, передают о нем информацию Т- лимфоцитам, которые начинают делиться и выделяют фактор, обеспечивающий передачу информации о чужеродном антигене В- лимфоцитам. Последние развиваются и способствуют процессу преобразований ретикулярных клеток, завершающегося образованием плазматических клеток – продуцентов специфических антител.
Усиленная пролиферация плазматических клеток с генетически закодированной информацией о продукции специфических гамма – глобулинов обеспечивает накопление специфических антител к конкретному антигену.
Разнообразные клеточные формы, присутствующие в лимфоидной ткани и участвующие в защите макроорганизма, можно разделить на три основные группы: ретикулярные клетки, клетки плазматического ряда и клетки лимфоидного ряда.
В группе ретикулярных клеток можно выделить несколько клеточных форм, которые четко отличаются по некоторым структурным особенностям, отражающим их функциональное состояние.
К этим формам относятся: покоящиеся ретикулярные клетки, переходные ретикулярные клетки, базофильные ретикулярные клетки.
Ретикулярные клетки лимфоидных органов в процессе иммуногенеза могут дифференцироваться в макрофаги.
В макрофагах после поглощения осуществляется усвоение корпускулярных антигенов и превращение их в растворимые, стимулирующие затем синтез специфических белков антителообразующими клетками лимфоидной ткани. Макрофаги осуществляют уничтожение поглощенных клеток при помощи внутриклеточных ферментов.
Четвертая форма ретикулярных клеток – бласты – активно митотически размножаются и могут дифференцироваться в различных направлениях – в сторону элементов миелоидного, плазматического и лимфоидного ряда.
Среди элементов плазматического ряда различают три вида клеток.
Плазмобласты осуществляют синтез специфических антител. Эти клетки играют важную роль в процессе иммуногенеза, особенно при инфекциях, где механизм иммунитета обусловлен клеточными и гуморальными факторами.
Незрелые плазматические клетки обеспечивают активный синтез белков, в том числе специфических антител.
Зрелые плазматические клетки являются менее активными продуцентами антител, чем незрелые плазматические клетки.
Продукция антител связана с дифференцировкой ретикулярных клеток в сторону элементов плазматического ряда от плазмобласта до зрелой плазматической клетки.
Установлено, что плазматические клетки образуются в первую очередь в органах, богатых ретикулярной тканью (лимфатических узлах, селезенке, костном мозге).
Элементы лимфоидного ряда в зависимости от стадий дифференцировки делят на три ряда: лимфобласты, пролимфобласты, лимфоциты (малые, средние, большие). Указанные клетки не синтезируют иммунные глобулины непосредственно, но играют важную роль в иммунологических процессах, так как они способны воспринимать антигенные раздражения, хранить и переносить иммунологическую память.
Дифференцировка клеток в тканях лимфоидных органов зависит от ряда условий, связанных как с состоянием организма, так и с воздействующими на макроорганизм факторами.
Эти изменения, изучаемые в динамике, могут быть использованы наряду с другими факторами клеточной и гуморальной защиты как показатель иммунологической реактивности организма.
Развитие химической промышленности обеспечило не только широкое применение химических веществ в медицине, животноводстве, ветеринарии, растениеводстве, сельском хозяйстве, промышленности, но и неукоснительно увеличивающуюся их концентрацию в окружающей среде. Накапливаясь в окружающей среде, эти вещества вместе с водой и пищевыми продуктами, вдыхаемым воздухом и частичками пыли, попадают в макроорганизм и оказывают негативное влияние как на фиксацию клетками лимфоидной ткани чужеродных антигенов, так и на дифференцировку иммуноцитов и продукцию антител. Это, в свою очередь, отрицательно отражается на реактивности макроорганизма.
Разработка и создание химических средств, используемых в различных отраслях хозяйства, требуют всестороннего изучения свойств этих веществ, в том числе и влияния их на факторы иммунной защиты макроорганизма.
Антитиела – это специфические белки, образующиеся в ответ на введение в организм антигена и способные специфически реагировать с ними.
В макроорганизме могут быть обнаружены нормальные антитела и специфические (иммунные).
Нормальные антитела относятся к естественным врожденным факторам иммунитета.
Специфические (иммунные) антитела возникают в результате перенесенного заболевания или иммунизации (вакцинации). Среди специфических антител регистрируются антитоксические (против экзотоксинов) и противомикробные (агглютинины, преципитины, нейтрализующие, комплементсвязывающие, тромбоцитобарины и др.).
Нормальные и иммунные антитела обладают способностью различным образом обезвреживать возбудителей инфекционных болезней, уменьшать силу их действия как раздражителей и повышать защитную способность макроорганизма.
Специфичность антител проявляется в том, что они соединяются только с тем антигеном, под влиянием которого они выработаны макроорганизмом. В результате соединения (реакции) с антителами антиген подвергается резким изменениям в структуре и свойствах.
В зависимости от изменений, происходящих с антигенами под влиянием специфических антител, говорят о различных видах антител: антитоксинах (нейтрализация экзотоксина), агглютининах (склеивающих клеточные элементы), преципитинах (осаждающих растворимые антигены), лизинах (растворяющих клетки) и пр.
По своей природе антитела являются иммуноглобулинами (Ig), по химическому составу они относятся к гликопротеидам, по электрофоретической подвижности иммуноглобулины относятся в основном к гамма- и бета- глобулиновым фракциям сыворотки крови.
Иммунные глобулины подразделяются на пять классов: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Они отличаются друг от друга физическими, химическими и антигенными свойствами:
- IgG составляют основное количество (около 80%) сывороточных иммуноглобулинов. Характерной их особенностью является высокая скорость связывания с антигеном, особенно бактериальной или вирусной природы. Это единственный класс антител, способный проникать через плаценту в организм развивающегося плода.
- IgM появляются первыми в организме плода и в сыворотке крови после введения в организм антигена.
- IgA обладают способностью проникать в различные секреты (молозиво, слюну, содержимое кишечника, бронхов и др.).
- IgE несут основную ответственность за аллергические реакции, способствуют освобождению из тучных клеток гистамина, играют важную роль в местном иммунитете.
- IgD находятся на поверхности В- лимфоцитов и вместе с IgM составляют их рецепторы.
Молекулы иммуноглобулинов всех классов построены одинаково. Наиболее простая структура у молекул IgG: две пары полипептидных цепей, соединенных дисульфидными связями. Каждая пара состоит из тяжелой и легкой цепи, которые отличаются по молекулярной массе. Каждая цепь имеет постоянные участки, предопределенные генетически, а также переменные участки, образующиеся под воздействием антигена. Эти специфические участки называют активными центрами. Они вступают во взаимодействие с антигеном, который вызвал образование антител.
Изменения антигенов под влиянием антител происходит в результате их взаимодействия со специфическими иммуноглобулинами.
Иммунные сыворотки – это иммунобиологические препараты, приготовленные из сыворотки крови человека или животных, которые применяются для лечения, профилактики и диагностики инфекционных заболеваний.
Иммунные сыворотки по характеру антител делятся на антимикробные (против бактерий, спирохет, хламидий, микоплазм, вирусов, актиномицетов, простейших) и антитоксические (дифтерийная, столбнячная, ботулиновая, газовогангренозная). Есть еще группа антимикробных сывороток, представленная высоко очищенной гамма – глобулиновой фракцией белка. Эти сыворотки известны под названием «гаммаглобулины» (коревой, гриппозный, чумной, стафилококковый, сибиреязвенный, гепатитный, лептоспирозный, энцефалитный и пр.) и используются они с лечебной целью.
Иммунобиологическую основу иммунных сывороток составляют антитела, относящиеся к гамма – глобулинам (IgG, IgM, IgA, IgE, IgD).
В защите человека от патогенных микроорганизмов наиболее важная роль принадлежит иммуноглобулинам G, M и А.
Существует несколько классификаций иммунных сывороток: по источникам получения – иммунные сыворотки получают от человека (гомологичные) или от животных (гетерологичные); по целям, с которыми они применяются – лечебные, профилактические (лечебно – профилактические) и диагностические.
В медицинской практике нередко возникают ситуации, при которых в организм необходимо ввести готовые специфические антитела для усиления защиты от микробов или их продуктов жизнедеятельности.
В настоящее время с лечебной и профилактической целью применяются антимикробные и антитоксические сыворотки. Проведение пассивной иммунизации (введение готовых антител) основывается на знании антигенной структуры возбудителя.
Одной из первых иммунных сывороток примененных с лечебной целью была антитоксическая дифтерийная сыворотка.
История ее создания берет начало в 1888 году, когда французские ученые Ру и Иерсен установили, что возбудитель дифтерии продуцирует экзотоксин и определили его роль в развитии болезни.
Немец Беринг и японец Китазато в 1890 году впервые попытались получить иммунные дифтерийную и столбнячную сыворотки, но получили противодифтерийную иммунную антитоксическую сыворотку Ру и Бардах в 1893 году.
Эти исследования явились основой для получения иммунных противотоксических сывороток и применения их с лечебной целью.
Иммунные сыворотки, применяемые с целью серопрофилактики или серотерапии, получают от многократно иммунизированных лошадей или людей.
Иммунобиологические препараты называемые иммуноглобулинами получают используя сыворотку крови иммунизированного человека. Эти иммуноглобулины являются гомологичными. А иммуноглобулины приготовленные из сыворотки крови лошади, называют гетерологичными.
Для получения иммунных сывороток, вводимых человеку, были отобраны лошади по некоторым очень важным показателям.
Белки сыворотки крови лошади по своей структуре значительно близки к таковым сыворотки крови человека. Это немаловажный фактор, поскольку повторное введение гетерологических белков, являющихся полноценными антигенами, приводит к сенсибилизации человека с последующим развитием аллергических реакций (анафилактический шок, сывороточная болезнь).
При введении человеку сыворотки крови лошади частота аллергических осложнений значительно меньше, чем после введения сыворотки крови другого животного.
Кроме того, человек и лошадь имеют единственное общее очень опасное инфекционное заболевание – сап. Сап у лошадей протекает только в острой форме, что облегчает отбор животных для гипериммунизации, а в дальнейшем и процесс стерилизации этого иммунобиологического препарата.
И третий важный фактор, позволивший избрать лошадь для получения иммунных сывороток – это то, что у лошадей, по сравнению с другими животными, легче формируется состояние гипериммунизации. Такое состояние обеспечивает большое количественное накопление антител в единице объема.
По современным требованиям качественной считается иммунная сыворотка, в одном миллилитре которой содержится 1000 МЕ.
Для освобождения сыворотки крови лошади от балластных белков, а также для концентрации антител применяют различные методы, в том числе и метод диализа и ферментации. Среди методов, используемых для обработки сыворотки, есть позволяющие получить чистую фракцию гамма – глобулинов.
С профилактической целью антитоксические сыворотки и иммуноглобулины вводят при подозрении на заражение (столбняк, бешенство и др.). Целесообразно эти препараты вводить до развития патологического процесса, в первые дни после заражения.
При введении этих препаратов с лечебной целью более выраженный эффект наблюдается при раннем их применении.
Антитоксические сыворотки и иммуноглобулины вводят внутримышечно, а по жизненным показаниям – внутривенно.