Есть способность нашего организма защищать самого себя от болезнетворных микроорганизмов, химических агентов, а также от собственных больных и некондиционных клеток.
Биологический смысл иммунитета заключается в обеспечении целостности и поддержании постоянства состава организма на генетическом и молекулярном уровне в течение всей его жизни.
Микроскопический снимок отверстия у взрослого пчелиного котенка после укуса клеща. Клеточный иммунитет состоит из иммунных клеток. Эти клетки способны защищаться от патогенов. В качестве примера отметим фагоциты, клетки, способные к фагоцитозу, - поглощают патогенную частицу и «проводят» ее. Разница между клеточным и гуморальным иммунитетом часто совпадает, поскольку оба компонента иммунитета функционально зависят друг от друга. Очень важной функцией иммунных клеток является синтез гуморальных факторов - веществ, ответственных за гуморальный иммунитет.
Реализуется иммунитет благодаря иммунной системе, в которой выделяют органы центральные, а также периферические. В них образуются иммунокомпетентные клетки. К центральным органам относят костный красный мозг и вилочковую железу (тимус). Периферические органы – это селезенка, лимфоузлы, а также лимфоидная ткань, находящаюся в некоторых органах. Иммунная защита сложно устроена. Давайте разберемся, какие формы, виды и механизмы иммунитета существуют.
Рис. 4: Иллюстративная схема поглощения антигена и его переваривание фагоцитом. Гуморальный иммунитет - это особое название иммунитета, которое опосредуется химическими веществами, которые производят различные клетки в организме. К ним относятся, например, иммунопептиды, лизины и агглютинины.
Иммунопептиды представляют собой короткие белки, участвующие в иммунном ответе, более 200 известных в области насекомых, чаще всего направленных против грибковых и бактериальных патогенов. В гемолимфах пчелы встречаются постоянно, но только в низких концентрациях, но при атаке синтезируются другие иммунопротеины для увеличения их концентрации, и патоген легче устраняется.
- Неспецифический иммунитет направлен против всех микроорганизмов, независимо от их природы. Он осуществляется различными веществами, которые выделяют железы кожи, пищеварительного и дыхательного тракта. Например, в желудке среда сильнокислая, благодаря чему ряд микробов гибнет. В слюне находится лизоцим, обладающий сильныи антибактериальным действием и т.д. К неспецифическому иммунитету также относится фагоцитоз – захватывание и переваривание микробных клеток лейкоцитами.
- Специфический иммунитет направлен против конкретного вида микроорганизмов. Осуществляется специфический иммунитет за счет Т-лимфоцитов и антител. На каждый вид микробов вырабатываются организмом свои антитела.
Видов иммунитета тоже два, каждый из них, в свою очередь, подразделяется еще на две группы.
Другие иммунопептиды включают, но не ограничиваются ими, абаэцин, который имеет более узкий диапазон активности, чем апидацин, гименопатецин и т.д. было показано, что абаэцин эффективен против личинок Паенибацилла. Иммунопептиды также были обнаружены в молочном железе. Поэтому Ройанисин мог помочь личинкам защищаться от бактерий чумы. Лизины - это молекулы белка, способные убивать определенные клетки. Основным членом лизиновой группы является лизоцим фермента. Лизоцим образуется в кишечных клетках, в иммунных клетках и у насекомых также в жировом теле.
- Естественный иммунитет передается по наследству или приобретается после перенесенных болезней. Он, соответственно, и подразделяется на врожденный и приобретенный.
- Искусственный иммунитет человек приобретает после прививок – введения вакцин, сывороток и иммуноглобулинов. Вакцинация способствует появлению активного искусственного иммунитета, так как в организм попадают либо убитые, либо ослабленные культуры микробов, а организм потом сам на них вырабатывает иммунитет. Так действуют вакцины против полиомиелита, туберкулеза, дифтерии и некоторых других инфекционных заболеваний. Активный иммунитет вырабатывается на годы или на всю жизнь.
При введении сывороток или иммуноглобулинов в попадают уже готовые антитела, которые циркулируют в организме и защищают его в течение нескольких месяцев. Так как организм получает готовые антитела, этот вид искусственного иммунитета называется пассивным.
Инфекция увеличивает концентрацию лизоцима в организме животных, поэтому они лучше защищены и патоген удаляется. Агглютинины - это белковые вещества, обнаруженные также в гемолимфе пчел. Они, однако, немного отличаются от иммунопептидов и лизоцима. Молекулы агглютинина способны связываться с поверхностью инородной частицы или клетки. Они обернуты и изолированы от окружающей среды. Агглютинины часто находятся в начале иммунного ответа. Для иммунного ответа организма необходимо признать патогены. В идентификации патогенов участвуют только агглютинины.
И, наконец, существует два основных механизма, за счет которых осуществляются иммунные реакции. Это гуморальный и клеточный иммунитет. По названию видно, что гуморальный иммунитет реализуется за счет образования определенных веществ, а клеточный – благодаря работе определенных клеток организма.
Гуморальный иммунитет
Этот механизм иммунитета проявляется при образовании антител к антигенам – чужеродным химическим веществам, а также микробным клеткам. Основополагающую роль в гуморальном иммунитете берут на себя В-лимфоциты. Именно они распознают чужеродные структуры в организме, а потом вырабатывают на них антитела – специфические вещества белковой природы, которые еще называют иммуноглобулинами.
После того, как патоген упакован, происходит фагоцитоз или проводится серия реакций в организме насекомых, чтобы обеспечить разрушение микроорганизма - так называемый каскад профенолоксидазы. Агглютинины участвуют во многих иммунных ответах, являются высокоспецифичными, настолько чувствительными к определенным химическим веществам, поэтому в гемолимфе существует несколько типов агглютининов.
Вирусные и бактериальные инфекции являются наиболее часто зараженной пищей. Однако человек может заразиться через поверхностные раны. Пчелы чаще всего вызывают клещ медового жука, который покупает взрослую пчелу или капюшон и засасывает гемолимфу. Путем удаления гемолимфов происходит снижение концентрации веществ, ответственных за защиту патогенов. Кроме того, физический барьер нарушается. Поэтому пчела ослабляется и становится более восприимчивой к бактериальной или вирусной инфекции. Поэтому для пчел очень важно своевременно вылечить.
Антитела, которые вырабатываются, исключительно специфичны, то есть взаимодействовать они могут только с теми чужеродными частицами, которые вызвали образование этих антител.
Иммуноглобулины (Ig) находятся в крови (сывороточные), на поверхности иммунокомпетентных клеток (поверхностные), а также в секретах желудочно-кишечного тракта, слезной жидкости, грудном молоке (секреторные иммуноглобулины).
После того, как определенный предел количества клещей в колонии может быть запоздалым для лечения, колония будет ослаблена не только расщелиной, но и различными другими патогенами - насекомыми-вредителями, вирусами, грибами и бактериями. Плод также становится более восприимчивым к инфекции из-за стресса, вызывающего паразитические клещи.
Пчелиный паразит подавляет их иммунитет, сокращается транскрипция генов, кодирующих антимикробные пептиды или ферменты, ответственные за иммунитет. Если мы кормим пчелиный мед, необходимо знать его происхождение. Даже если пчела развивает определенный бактериальный входной барьер в организм, он не выдерживает сильного инфекционного давления, а личинка или пчела инфицирована, мертва и становится инфекционной для других людей в улье.
Кроме того, что антигены высоко специфичны, у них есть еще и другие биологические характеристики. Они имеют один или несколько активных центров, которыми взаимодействуют с антигенами. Чаще их два и больше. Прочность связи активный центр антитела – антиген зависит от пространственной структуры веществ, вступающих в связи (т.е. антитела и антигена), а также количества активных центров у одного иммуноглобулина. С одним антигеном могут связываться сразу несколько антител.
Защищать патогены от иммунитета хозяина
Однако активация иммунного ответа организма не является бесплатной. Рис. 5: Пчелы, затронутые вирусом деформированных крыльев. Рис. 6: Пустые и полные вирионы извращенного вируса крыльев, изолированных от зараженных пчел. К сожалению, не только медоносные пчелы предотвращаются от возбудителя, но и патоген предотвращается от пчел, до их иммунитета.
Вирусы связываются с определенными рецепторами в клетке-хозяине по принципу блокировки и единственному ключу, который вписывается в него. Эти рецепторы не предназначены в первую очередь для вирусов, но, например, для связи между клетками. Однако вирусы научились использовать его в своих интересах. Противовирусные агенты часто действуют на эти рецепторы, каким-то образом их модифицируют и, таким образом, делают невозможным связывание вирусов. Однако вирусы обладают способностью быстро адаптироваться к мутации и «нахождению» другого рецептора в клетке-хозяине, на которой они взвешиваются.
У иммуноглобулинов существует своя классификация с помощью латинских букв. В соответствии с ней иммуноглобулины подразделяются на Ig G, Ig M, Ig A, Ig D и Ig E. Они отличаются по структуре и функциям. Одни появляются сразу после инфицирования, а другие – позже.
Комплекс антиген-антитело активизирует систему комплемента (белковой субстанции), что способствует дальнейшему поглощению фагоцитами микробных клеток.
Это вызывает значительные проблемы при лечении вирусных заболеваний, поэтому трудно разработать препарат, который будет эффективен в течение длительного времени. По этой причине у нас, вероятно, скоро не будет эффективной антивирусной защиты от вирусов пчел.
Бактерии способны продуцировать вещества, которые ингибируют ферменты, которые инициируют иммунные реакции пчелиных клеток. Они могут стать «более агрессивными» и нанести большой урон телу пчелы. Бактерии также способны создавать антитела к лекарственным средствам, что вызывает неэффективность антибиотиков. Пчелиный воротник также способен создавать резистентность к лекарственным средствам, которые мы используем против него.
За счет антител формируется иммунитет после перенесенных инфекций, а также после . Они способствуют нейтрализации токсинов, попадающих в организм. У вирусов антитела блокируют рецепторы, препятствуя поглощению их клетками организма. Антитела участвуют в опсонизации («смачивании микробов»), благодаря чему антигены легче заглатываются и перевариваются макрофагами.
Это всего лишь примеры адаптивных патогенов. Необходимо осознать, что мы не только боремся с патогенами, но и возбудителями также пытаемся предотвратить наркотики и, следовательно, выжить. Все части иммунитета тесно связаны. Если бы функционировал только один компонент, пчела не смогла бы защитить вторжение микроорганизмов.
Как мы можем помочь пчелам?
Пенсионный иммунитет, как указано выше, влияет на ряд факторов. Можем ли мы помочь пчелам защищаться от патогенов? Могут ли быть приняты некоторые превентивные меры для борьбы с болезнями? Теперь наши медоносные пчелы, вероятно, являются наиболее угрожающими клещами воротнички пчел, что наносит значительный урон. Часто он не одинок, он сопровождается вирусами и бактериями, которые он способен передать и завершить начатую им работу по уничтожению. Репродукции клещей помогли последние две очень теплые зимы.
Клеточный иммунитет
Как было уже сказано, клеточный иммунитет осуществляется за счет иммунокомпетентных клеток. Это Т-лимфоциты и фагоциты. И если защита от бактерий организма происходит, в основном, за счет гуморального механизма, то противовирусная, противогрибковая, а также противоопухолевая защита – за счет клеточных механизмов иммунитета.
В течение более длительного периода оплодотворения у клещей была возможность догнать больше поколений и, следовательно, их разрастание и крах в летние месяцы. Лечение должно проводиться в сочетании с состоянием клещей. Не по календарю, а по диагнозу естественного летнего падения клещей. Использование муравьиной кислоты обычно считается очень перспективным.
Не важно, что гигиена в пчеловодстве, чистых инструментах, новых плащах и очищенных ульях может значительно помочь нам сохранить наши крапивницы здоровыми. Это снижает потенциальный риск заражения патогенными микроорганизмами. Если у пчел будет меньше врагов в их жилище, они будут легче защищать остальные патогены, которые угрожают им в другом месте.
- Т-лимфоциты подразделяются на три класса:
- Т-киллеры (непосредственно контактируют с чужеродной клеткой или поврежденными клетками собственного организма и разрушают их)
- Т-хелперы (вырабатывают цитокины и интерферон, которые затем активизируют макрофаги)
- Т-супрессоры (контролируют силу иммунного ответа, его продолжительность)
Как видим, клеточный и гуморальный иммунитеты между собой связаны.
Все описанные выше иммунные механизмы генетически кодируются. Если сот с плохим генетическим оборудованием будет найден, лучше потратить его - мы сэкономим много работы в будущем. Откуда мы знаем неправильное генетическое оборудование? Пчела не может попасть в силу, на весну влияет носемматоз, у нее короткие пчелы, она сильно зимует и т.д. у нас есть только здоровые колонии с качественными матерями - конечно, цена, выплачиваемая матерям, вернется, по крайней мере, к здоровью пчел.
Размножающиеся матери ухаживают, среди прочего, за очистку почвы, что очень важно для профилактики болезней пчел. Колонии с хорошей очищающей способностью лучше «очистить» область улья, очистить мертвые личинки и вытяжки, очистить дно сена и т.д. очистка уменьшит количество потенциально инфицированных мертвых людей в улье, уменьшая риск заболевания во всей колонии.
Вторая группа иммунокомпетентных клеток, участвующих в клеточных иммунных реакциях, – это фагоциты. Фактически, это лейкоциты разных видов, которые находятся либо в крови (циркулирующие фагоциты), либо в тканях (тканевые фагоциты). В крови циркулируют гранулоциты (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы) и моноциты. Тканевые фагоциты находятся в соединительной ткани, селезенке, лимфоузлах, легких, эндокринных клетках поджелудочной железы и др.
Пыльные стаи также являются частым источником болезней, наши пчелы могут лишить их и принести эти болезни домой. Обнаружено, что рои могут летать до 16 км! Это огромный риск распространения, например, чумы пчелы. Очень легко переехать в соседний район, где до сих пор звучали ульи.
Это лишь основные и часто подчеркнутые варианты защиты пчел от нападения на патогены. Но давайте по крайней мере позаботимся о них, и тогда мы сможем сохранить наши ульи здоровыми. Мало известно о пчелином иммунитете, но, вероятно, появятся новые результаты, контексты и новые вещества, которые, вероятно, будут играть роль в защите пчел от патогенов. Исследование также очень помогло прочитать весь геном пчелы. Известно, что существуют различия в иммунном ответе у разных генотипов пчел. Это можно использовать для размножения пчел, иммунных к различным заболеваниям, возможно, в ближайшем будущем.
Процесс уничтожения антигена фагоцитами называется фагоцитоз. Он крайне важен для обеспечения иммунной защиты организма.
Фагоцитоз проходит поэтапно:
- Хемотаксис. Фагоциты направляются к антигену. Этому могут способствовать определенные компоненты комплемента, некоторые лейкотриены, а также продукты, выделяемые патогенными микробами.
- Адгезия (приклеивание) фагоцитов-макрофагов к эндотелию сосудов.
- Проход фагоцитов через стенку и выход за его пределы
- Опсонизация. Антитела обволакивают поверхность чужеродной частицы, им помогают компоненты комплемента. Это облегчает поглощение фагоцитами антигена. Потом фагоцит прикрепляется к антигену.
- Собственно фагоцитоз. Чужеродная частица поглощается фагоцитом: вначале образуется фагосома – специфическая вакуоля, которая потом соединяется с лизосомой, где находятся лизосомальные ферменты, переваривающие антиген).
- Активизация процессов метаболизма в фагоците, способствующая осуществлению фагоцитоза.
- Разрушение антигена.
Процесс фагоцитоза может быть завершенным и незавершенным. В первом случае антиген фагоцитируется успешно и полностью, во втором – нет. Незавершенностью фагоцитоза пользуются некоторые патогенные микроорганизмы в своих целях (гонококки, микобактерии туберкулеза).
На этой странице есть ряд вопросов, знания которых необходимы для успешных магистерских экзаменов. Пожалуйста, имейте в виду, что это не точная формулировка вопросов, которые могут упасть, а информативное сообщение, из которого можно задать вопросы. Рекомендуемая литература относится к учебной литературе, содержание которой достаточно для обработки требуемого вещества.
Тема: Сравнительная физиология животных
Транспорт как основной жизненный процесс. Белки как сигнальные и контрольные молекулы. Захватывающая мембрана и появление потенциала действия. Кодирование и интеграция информации в синапсах, резюме. Отношение силы стимула - ответ рецептора. Аэробный и анаэробный обмен. Роль гликолиза, пентозного цикла, цитратного цикла в клеточном метаболизме. Метаболизм липидов, белков и нуклеиновых кислот.
Узнайте как можно поддержать иммунитет своего организма.
Иммунитет – важнейший процесс нашего организма, помогающий поддерживать его целостность, защищающий его от вредных микроорганизмов и чужеродных агентов. Клеточный и гуморальный – два механизма, которые, слаженно действуя, взаимодополняют друг друга и помогают сохранить здоровье и жизнь. Эти механизмы достаточно сложные, но ведь и наш организм в целом – очень сложная самоорганизующаяся система.
В зависимости от функций лимфоцитов, специфический иммунитет принято делить также на гуморальный и клеточный. В-лимфоциты в данном случае ответственны за гуморальный, а Т-лимфоциты - за клеточный иммунитет. Гуморальный иммунитет назван так потому, что его иммуноциты (В-клетки) вырабатывают антитела, способные отделяться от клеточной поверхности. Продвигаясь по кровяному или лимфатическому руслу - гумору, антитела поражают чужеродные тела на любой дистанции от лимфоцита. Клеточным иммунитет именуют потому, что Т-лимфоциты (преимущественно Т-киллеры) вырабатывают рецепторы, жестко фиксированные на клеточной мембране, и служат Т-киллерам эффективным оружием для поражения чужеродных клеток при непосредственном контакте с ними.
На периферии зрелые Т- и В-клетки располагаются в одних и тех же лимфоидных органах - частично изолированно, частично в смеси. Но что касается Т-лимфоцитов, то их пребывание в органах непродолжительно, т.к. они постоянно в движении. Срок их жизни (месяцы и годы) способствует им в этом. Т-лимфоциты многократно покидают лимфоидные органы, попадая сначала в лимфу, затем в кровь, а из крови снова возвращаются в органы. Без такой способности лимфоцитов были бы невозможны своевременное их развитие, взаимодействие и эффективное участие в иммунном ответе при вторжении чужеродных молекул и клеток.
Полноценное развитие гуморального иммунного ответа требует не двух, а по крайней мере трех типов клеток. Функция каждого клеточного типа в антителопродукции строго предопределена. Макрофаги и другие фагоцитирующие клетки поглощают, перерабатывают и экспрессируют антиген в иммуногенной, доступной для Т- и В-лимфоцитов форме. Т-хелперы после распознавания антигена начинают продукцию цитокинов, обеспечивающих помощь В-клеткам. Эти последние клетки, получив специфический стимул от антигена и неспецифический от Т-клеток, начинают продукцию антител. Гуморальный иммунный ответ обеспечивается антителами, или иммуноглобинами. У человека различают 5 основных классов иммуноглобинов: IgA, IgG, IgM, IgE, IgD. Все они имеют как общие, так и специфические детерминанты.
При формировании клеточного типа иммунного ответа также необходима кооперация различных типов клеток. Клеточный иммунитет зависит от действия гуморальных факторов, выделяемых цитотоксическими лимфоцитами (Т-киллерами). Эти соединения получили наименование перфорины и цитолизины.
Установлено, что каждый Т-эффектор способен лизировать несколько чужеродных клеток-мишеней. Этот процесс осуществляется в три стадии: 1) распознавание и контакт с клетками-мишенями; 2) летальный удар; 3) лизис клетки-мишени. Последняя стадия не требует присутствия Т-эффектора, так как осуществляется под влиянием перфоринов и цитолизинов. В стадию летального удара перфорины и цитолизины действуют на мембрану клетки-мишени и образуют в ней поры, через которые проникает вода, разрывающая клетки.
Глава VI. Иммунная регуляторная система
Интенсивность иммунного ответа во многом определяется состоянием нервной и эндокринной систем. Установлено, что раздражение различных подкорковых структур (таламус, гипоталамус, серый бугор) может сопровождаться как усилением, так и торможением иммунной рекции на введение антигенов. Показано, что возбуждение симпатического отдела автономной (вегетативной) нервной системы, как и введение адреналина, усиливает фагоцитоз и интенсивность иммунного ответа. Повышение тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы приводит к противоположным реакциям.
Стресс угнетает иммунитет, что сопровождается не только повышенной восприимчивостью к различным заболеваниям, но и создает благоприятные условия для развития злокачественных новообразований.
За последние годы установлено, что гипофиз и эпифиз с помощью цитомединов, контролируют деятельность тимуса. Передняя доля гипофиза является регулятором преимущественно клеточного, а задняя – гуморального иммунитета.
В последнее время высказано предположение, что существует не две системы регуляции (нервная и гуморальная), а три (нервная, гуморальная и иммунная). Иммунокомпетентные клетки способны вмешиваться в морфогенез, а также регулировать течение физиологических функций. Не подлежит сомнению, что Т-лимфоциты играют чрезвычайно важную роль в регенерации тканей. Многочисленные исследования показывают, что Т-лимфоциты и макрофаги осуществляют «хелперную» и «супрессорную» функции в отношении эритропоэза и лейкопоэза. Лимфокины и монокины, выделяемые лимфоцитами, моноцитами и макрофагами, способны изменять деятельность центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, органов дыхания и пищеварения, регулировать сократительные функции гладкой и поперечно-полосатой мускулатуры.
Особенно важная роль в регуляции физиологических функций принадлежит интерлейкинам, так как вмешиваются во все физиологические процессы, протекающие в организме.
Иммунная система является регулятором гомеостаза. Эта функция осуществляется за счет выработки аутоантител, связывающих активные ферменты, факторы свертывания крови и избыток гормонов.
