рефераты и курсовые бесплатно >>> биология, химия

 

Иммунитет

 

Иммунитет

Иммунитет, способность организма человека и животных специфически реагировать на присутствие в нем какого-то вещества, традиционно чужеродного. Эта реакция на чужеродные вещества обеспечивает сопротивляемость организма, а потому очень принципиальна для его выживания. В базе реакции лежит синтез особых белков, т.Н. Антител, способных вступать в соединение с чужеродными веществами – антигенами. Наука, изучающая механизмы иммунитета, именуется иммунологией.

В прошедшем термин «иммунитет» относился только к реакциям, направленным против микроорганизмов. В настоящее время он применяется для обозначения реакций организма на любые антигены. Антиген – это традиционно большая молекула либо композиция молекул, индуцирующая образование антител. Антигенными качествами владеют белки (в особенности, если они содержат определенные аминокислоты типа тирозина) и полисахариды (большой молекулярной массы) всех живых организмов. Молекулы, которые не вызывают образования антител, но тем не менее способны связываться с ними, называют гаптенами либо неполными антигенами.

Не все животные, даже одного вида, вырабатывают антитела в ответ на введение определенных антигенов: некие антигены вызывают таковой ответ только у группы особей. Лишь теплокровные позвоночные, включая человека, способны образовывать преципитирующие (т.Е. Осаждающие антиген) антитела; но ряд холоднокровных позвоночных вырабатывают в чем-то схожие вещества, называемые агглютининами. Образование антител у беспозвоночных совсем не установлено.

Взаимодействие антиген – антитело. Антитела реагируют лишь с теми антигенами, которые индуцировали их синтез. Конфигурации химической либо физической структуры антигенов приводят к образованию других, видоизмененных антител. Такое прямое соответствие меж антигенами и антителами понятно под заглавием специфичности.

Пауль Эрлих (1854–1915) одним из первых указал на значение специфичности. Он предположил, что боковые цепи молекулы антигена подходят к рецепторным участкам в молекуле антитела, как ключ к замку. Позднее К.Ландштейнеру (1868–1943) удалось показать, что в антисыворотке иммунного животного (т.Е. В сыворотке крови, содержащей антитела) обнаруживаются антитела, способные различать молекулы антигенов с одинаковой молекулярной массой и одинаковым набором атомов, но отличающиеся друг от друга пространственной структурой. В настоящее время представление о том, что комплементарность структуры определенного участка антигена и активного центра антитела описывает специфичность их взаимодействия, является общепризнанным.

Иммунная реакция. Основными элементами иммунной системы организма являются белые клеточки крови – лимфоциты, имеющиеся в двух формах. Обе формы происходят из клеток-предшественников в костном мозге, т.Н. Стволовых клеток. Незрелые лимфоциты покидают костный мозг и попадают в кровяное русло. Некие из них направляются к тимусу (вилочковой железе), расположенному у основания шейки, где происходит их созревание. Прошедшие через тимус лимфоциты известны как Т-лимфоциты, либо Т-клеточки (Т от «тимус»). В опытах на цыплятах было показано, что другая часть незрелых лимфоцитов закрепляется и созревает в сумке Фабрициуса – лимфоидном органе около клоаки. Такие лимфоциты известны как В-лимфоциты, либо В-клеточки (B от bursa – сумка). У человека и остальных млекопитающих В-клеточки созревают в лимфатических узлах и лимфоидной ткани всего организма, эквивалентных сумке Фабрициуса у птиц.

Оба типа зрелых лимфоцитов имеют на собственной поверхности сенсоры, которые могут «узнавать» специфичный антиген и связываться с ним. Контакт В-клеточных рецепторов со специфическим антигеном и связывание определенного его количества стимулируют рост этих клеток и последующее многократное деление; в итоге образуются бессчетные клеточки двух разновидностей: плазматические и «клетки памяти». Плазматические клеточки синтезируют антитела, выделяющиеся в кровоток. Клеточки памяти являются копиями исходных В-клеток; они различаются большой продолжительностью жизни, и их скопление обеспечивает возможность быстрого иммунного ответа в случае повторного попадания в организм данного антигена.

Что касается Т-клеток, то при связывании их сенсорами значимого количества определенного антигена они начинают секретировать группу веществ, называемых лимфокинами. Некие лимфокины вызывают обыденные признаки воспаления: покраснение участков кожи, местное повышение температуры и отек за счет роста кровотока и просачивания плазмы крови в ткани. Остальные лимфокины завлекают фагоцитирующие макрофаги – клеточки, которые могут захватывать и поглощать антиген (совместно со структурой, к примеру бактериальной клеточкой, на поверхности которой он находится). В различие от Т- и В-клеток эти макрофаги не владеют специфичностью и атакуют широкий диапазон различных антигенов. Еще одна группа лимфокинов способствует разрушению инфицированных клеток. Наконец, ряд лимфокинов провоцирует добавочное количество Т-клеток к делению, что обеспечивает быстрое возрастание числа клеток, которые отвечают на тот же антиген и выделяют еще больше лимфокинов.

Антитела, вырабатываемые В-клеточками и поступающие в кровь и остальные воды организма, относят к факторам гуморального иммунитета (от лат. humor – жидкость). Защита организма, осуществляемая с помощью Т-клеток, именуется клеточным иммунитетом, так как в её базе лежит взаимодействие отдельных клеток с антигенами. Т-клеточки не лишь активируют остальные клеточки методом выделения лимфокинов, но и атакуют антигены с помощью содержащих антитела структур на поверхности клеточки.

Антиген может индуцировать оба типа иммунного ответа. Более того, в организме происходит определенное взаимодействие меж Т- и В-клеточками, причем Т-клеточки осуществляют контроль над В-клеточками. Т-клеточки могут подавлять B-клеточный ответ на безвредные для организма чужеродные вещества либо, напротив, побуждать В-клеточки производить антитела в ответ на вредные вещества с антигенными качествами. Повреждение либо недостаточность данной контролирующей системы может проявляться в виде аллергических реакций на вещества, традиционно безопасные для организма.

Селекция антител. Этот процесс описывает, какие конкретно антитела обязаны образоваться, чтоб бороться со специфическим антигеном, выделяя его из миллиардов остальных антигенов, потенциально угрожающих организму. Механизм таковой селекции остается еще не до конца ясным. Рассуждая логически, тяжело предположить, что в каждом лимфоците содержится информация для синтеза миллиардов различных антител, большая часть из которых никогда не пригодится. Одна из ранешних теорий, получившая заглавие «инструктивной», постулировала, что антитела синтезируются в незавершенном виде. Когда же антиген попадает в организм, он действует как матрица, на которой происходит окончательное формирование узнающего участка антител; другими словами, сам антиген служит «инструкцией» для сотворения специфичных конкретно к нему антител.

В настоящее время понятно, что структура белковой молекулы антитела зависит от последовательности и взаимного расположения составляющих её «кирпичиков» – аминокислот и что внешние предпосылки, в том числе антигены, не могут вызвать существенных структурных перестроек. Поэтому была выдвинута новая теория – «клональной селекции». Согласно данной теории, в организме человека содержится около 10 млрд. Слегка различающихся друг от друга разновидностей лимфоцитов, причем любая из них очень немногочисленна. Когда антиген попадает в организм, он связывается лишь теми лимфоцитами, которые способны узнавать его. Связывание с антигеном создает стимул для их деления; в итоге появляется огромное число одинаковых клеток – клон, и численность отобранного варианта клеток скоро достигает нужного уровня.

Теория клональной селекции не давала объяснения, каким образом исходно возникает колоссальное обилие лимфоцитов либо их предшественников. Но не так давно механизм таковой диверсификации как будто прояснился. Показано, что гены клеток, участвующих в иммунной реакции и продукции специфичных антител, претерпевают нередкие случайные конфигурации за счет перегруппировок их отдельных участков; соответственно изменяется закодированная в них информация, т.Е. Возникают новейшие, разнообразно измененные по этому признаку клеточки, а в целом вся популяция лимфоцитов приобретает способность реагировать с различными антигенами. Не считая того, на протяжении многих клеточных поколений, требующихся для перевоплощения стволовых клеток в зрелые лимфоциты, происходят случайные мутации в генах, кодирующих антитела. Эти мутации дополнительно увеличивают обилие лимфоцитов. Примечательно, что те молекулы на поверхности Т-лимфоцитов, которым они должны собственной специфичностью, имеют во многом ту же структуру, что и циркулирующие в крови антитела, вырабатываемые В-лимфоцитами.

Пассивный иммунитет. Иммунитет, возникающий в итоге инъекции готовых антител, а не работы клеток самого организма, называют пассивным. Таковой иммунитет, но, сохраняется недолго – пока в организме циркулируют введенные антитела (палитра-глобулины). У человека это составляет несколько недель. Напротив, активный иммунитет, когда в организме продуцируются собственные антитела, частенько бывает пожизненным.

Изоантитела. Антитела в крови выявляются не лишь после активной либо пассивной иммунизации. У многих биологических видов, включая человека, постоянно идет (у всех представителей вида) синтез антител определенной специфичности, который не связан с иммунизацией. Такие антитела – их называют изоантителами – специфически ориентированы против антигенов остальных особей того же вида, т.Е. Против изоантигенов. Синтез изоантител обеспечивает естественный (врожденный) иммунитет (в различие от обретенного иммунитета, возникающего в итоге иммунизации).

Группы крови. Наилучшим примером изоантигенов служит система антигенов, обозначаемая АВ0. Антигены А и В обнаруживаются на поверхности эритроцитов и во многих тканях. Они были выделены в очищенном виде, и анализ показал, что это сложные по структуре молекулы, состоящие из цепочек аминокислот и углеводов. У каждого человека, эритроциты которого несут антиген А либо В (но не оба антигена совместно) либо же не содержат их совсем (группа крови 0), в кровяном русле циркулируют изоантитела, агглютинирующие (склеивающие) эритроциты остальных групп крови, не считая группы 0.

После открытия Ландштейнером системы AB0-антигенов были обнаружены и остальные антигены эритроцитов. Таковы, к примеру, различающиеся меж собой подгруппы A-антигена и MN-антигены; несоответствие по каждому из них у донора и реципиента может привести к реакциям несовместимости при переливании крови. С открытием новейших, редких типов несовместимости обнаруживают и новейшие антигены групп крови, число которых постоянно возрастает. Но в различие от ситуации с AB0-антигенами антитела к этим дополнительным антигенам в обыденных условиях не вырабатываются, а возникают лишь после предварительного контакта, к примеру предыдущего переливания крови.

Пересадка тканей. Еще один принципиальный иммунологический парадокс, связанный с изоантителами, наблюдается при трансплантации тканей. Гомотрансплантаты, т.Е. Ткани одного и того же организма либо однояйцовых близнецов (к примеру, при пересадке кожи либо пластических операциях), традиционно отлично приживляются на новом месте. Иммунологическая реакция не развивается, так как гены и кодируемые ими белки в пересаженной ткани и клеточках реципиента полностью одинаковы. Если же ткань взята от донора, не связанного с реципиентом близким родством, она может сохраняться на месте пересадки некое время, но потом отторгается. Следующий трансплантат от нового донора отторгается еще быстрее. Такое отторжение имеет иммунологическую природу – об этом свидетельствует фуррор трансплантации в случае сходной антигенной специфичности тканей донора и реципиента. Подбор донора по тканевой сопоставимости с реципиентом имеет жизненно принципиальное значение при пересадках сердца, почек и остальных органов.

Гены, ответственные за приживляемость либо отторжение пересаженной ткани, образуют т.Н. «главный комплекс гистосовместимости». Они кодируют синтез не лишь тканевых антигенов, определяющих фуррор либо неуспех трансплантации, но и неких рецепторов на поверхности T-клеток. Определение товаров этих генов помогает заблаговременно найти, будет ли организм реагировать на специальные антигены пересаженной ткани.

В неких условиях, в частности после контакта с каким-или антигеном в период внутриутробного развития, развивается толерантность, т.Е. Неспособность реагировать на этот антиген в течение последующей жизни

Синдром обретенного иммунодефицита (СПИД). Об этом особо опасном для человека вирусном заболевании, связанном с повреждением иммунной системы, .

Аутоиммунные заболевания. Многие болезни, к примеру аутоиммунная гемолитическая анемия, развиваются в итоге иммунологических реакций, направленных против антигенов собственных тканей. При этих заболеваниях, называемых также аутоиммунными, в организме образуются антитела, разрушающие собственные клеточки .

перечень литературы

Ройт А. Базы иммунологии. М., 1991

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://bio.freehostia.com


 
Еще рефераты и курсовые из раздела
Акватеррариум
Акватеррариум Выбор типа и размера террариума зависит от особенностей животного, которое вы собираетесь поместить в этот террариум. Независимо от того, какое животное содержится...

Электрические сигналы у высших растений
Введение Чем различаются растения от животных? На этот вопрос биолог даст развернутый ответ, приведя ряд особенностей, свойственных лишь растениям. Это фотосинтез,...

Цветковые растения
Экстракорпоральное оплодотворение и трансплантация эмбриона — оплодотворение яицеклетки вне организма и пересадка дробящихся зародышей в полость матки. К настоящему времени уже более 1000 детей...

Морские ежи
Морские ежи Без головы, без ножек Камнев А. Н. Эти жители моря • содержат вещества, которые (всего только 2 ампулы!) Выручают от погибели людей,...

Редкие и охраняемые птицы Ярославской области
Птицы – самая бессчетная и разнообразная группа животных Ярославской области. Их насчитывается около 240 видов, в том числе гнездящихся – 182 вида , зимующих - 8 видов, встречается на...