Иммунитет: виды и способы поддержания

В статье мы расскажем:

  1. Виды иммунитета
  2. Передается ли иммунитет по наследству
  3. Иммунитет и питание
  4. Влияние физической активности и здорового сна на иммунитет

Биологический смысл иммунитета — защита. Иммунная система критически важна для выживания организма. Постоянно мы сталкиваемся с различными чужеродными микроорганизмами, которые не прочь «захватить» нас и воспользоваться нашими ресурсами. Но целая армия иммунных клеток противостоит этому ежесекундно.

Основная роль иммунитета — распознать чужеродную генетическую информацию и устранить ее носителей, тем самым сохранив постоянство внутренней среды. Организация иммунной системы сложная и многоуровневая, и состоит из взаимосвязанных элементов. Иммунным клеткам необходимо различать свои структуры и чужие антигены.

Иммунитет

Антиген — это генетически чужеродные макромолекулы для организма, это могут быть белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты и их комплексы. Помимо этого, иммунная система должна контролировать внутренние процессы, не допуская распространения клеток с мутациями, например перерожденных клеток злокачественных опухолей. Также должны остаться в сохранности представители дружественной микрофлоры кишечника. И конечно, свои клетки не должны быть атакованы собственной иммунной системой.

Эволюционно иммунная система млекопитающих самая сложная. Потому что бактерии, попадая в теплый организм, очень легко размножаются. И от них нужна защита.

Как клетки узнают, что попал «чужой»?

Есть несколько групп патогенных агентов, на которые реагирует иммунная система:

  1. Патоген-ассоциируемые молекулярные паттерны (Pathogen-associated molecular patterns — PAMP). Это характерные для вирусов, простейших, грибов и паразитов молекулярные группы. Они не встречаются в организме-хозяине и рассматриваются как маркеры опасности проникновения в организм чужеродного агента, обладающего биологической агрессией. Это врожденный иммунитет.

  2. Антигены. Это высокомолекулярные молекулы, которые способны стимулировать специализированные лимфоидные клетки, активируя иммунный ответ. Распознавание антигенов — индивидуальный процесс и относится к адаптивному иммунитету.

  3. Стрессорные молекулы. Это особые молекулы, которые синтезируются при клеточном стрессе и говорят об опасности эндогенного происхождения. Они распознаются рецепторами некоторых лимфоцитов.

Виды иммунитета

Иммунитет можно разделить на естественный иммунитет и искусственный. Естественный иммунитет в свою очередь делят на врожденный и приобретенный иммунитет.

Врожденный вид иммунитета, он же наследственный, конституциональный или генетический. Это неизменная, наследственная врожденная защита. Он не зависит от предыдущего контакта с возбудителями заболеваний и чужеродными веществами. Врожденный иммунитет зависит от неспецифических механизмов, молекулярной защиты и активности фагоцитирующих клеток.

Врожденный вид иммунитета может быть неспецифическим, когда он указывает на степень устойчивости к инфекции в целом или специфическим, когда речь идет об устойчивости к конкретному патогену.

Врожденный вид иммунитета может рассматриваться на уровне вида, расы и индивидуума. В видовом иммунитете все особи вида рождаются с устойчивостью к инфекционному агенту, который вызывает заболевание у другого вида. Например, люди обладают иммунитетом к большинству инфекционных агентов, вызывающих заболевания у домашних животных (например чума крупного рогатого скота или оспа лошадей). Аналогичным образом животные демонстрируют врожденный иммунитет ко многим человеческим болезням. Механизмы видового иммунитета четко не изучены, но возможно, это связано с физиологическими и биохимическими различиями между тканями различных видов хозяев, которые определяют, может ли инфекционный агент размножаться или нет.

В пределах одного вида разные расы демонстрируют различия в восприимчивости к инфекциям. Это известно как расовый иммунитет. Примером расового иммунитета является устойчивость к сибирской язве у алжирских овец, в то время как овцы в целом не имеют иммунитета к сибирской язве. Интересный пример генетической устойчивости к малярии Plasmodium falciparum наблюдается в некоторых частях Африки, где распространена серповидно-клеточная анемия. Наследственная аномалия эритроцитов дает иммунитет к заражению малярийным плазмодием.

Естественный иммунитет также зависит от возраста. Повышенная восприимчивость плода к инфекциям связана с незрелостью иммунной системы. Плод в матке обычно защищен материнскими антителами, но некоторые патогены (токсоплазма, вирус краснухи, цитомегаловирус, герпес-вирусы, вирус гепатита В, вирус иммунодефицита человека и т.д.) пересекают плацентарный барьер и вызывают соответствующие заболевания. Эпителий влагалища девочек препубертатного возраста более восприимчив к гонококковой инфекции. А полиомиелит и ветряная оспа, обычно протекают тяжелее у взрослых. Пожилые люди подвержены инфекциям из-за ослабления иммунной системы.

Механизмы врожденного иммунитета

Первой линией защиты являются физические барьеры — это кожа и слизистые.

Неповрежденная кожа практически непроницаема для бактерий. Низкий уровень pH и жирные кислоты делают ее некомфортной средой для большинства бактерий, исключая дружественные микроорганизмы, которые защищают наш покров. А постоянно отслаивающийся верхний слой кожи также снижает бактериальную нагрузку.

Слизистые оболочки — менее прочный барьер. Бактерии, которые попадают на слизистые, либо проглатываются и обезвреживаются в желудке, или «выгоняются» наружу при кашле или с током жидкости.

Усиливают защиту клеток кожи и слизистых антибактериальные вещества:

  1. Лизоцим. Гидролитический фермент, содержится в слизистых выделениях и слезах. Способен расщеплять стенку бактериальных клеток.

  2. Перекись водорода в слюне — вызывает разрушение бактерий.

  3. Нормальная кислотность желудочного сока.

Механизмы врожденного иммунитета

Есть и другие средства неспецифического вида иммунитета:

  • Интерферон. Эта молекула вырабатывается клетками при вирусной инфекции. Сам интерферон не влияет на вирус, но дает сигнал соседним клеткам о заражении, и они не дают вирусу распространяться. Также он привлекает внимание клеток иммунной системы.
  • Иммуноглобулины. На слизистых присутствуют все виды иммуноглобулинов, но больше всего иммуноглобулина А. Он препятствует прикреплению бактериальных клеток, что является первым шагом к распространению инфекции.
  • Система комплемента. Это группа сывороточных белков, которые циркулируют в крови в неактивном состоянии. Разнообразные специфические и неспецифические иммунологические механизмы могут преобразовывать неактивную форму этих белков в активную, что приводит к разрушению бактерий, клеток и вирусов; стимулированию неспецифического вида иммунитета; запуску воспаления; выделению различных регуляторных молекул и выведения связанных патогенов из организма.
  • Цитокины и хемокины: Цитокины секретируются лейкоцитами и другими клетками и участвуют во врожденном, адаптивном иммунитете и воспалении. Цитокины действуют неспецифично по отношению к патогенам, вызывая широкий спектр биологической активности. Хемокины - это подгруппы цитокинов, обладающих низкой молекулярной массой, участвующие в хемотаксисе (миграции, вызванной химическими веществами).
  • Симбиотическая флора: она предотвращает распространение инфекции в организме. Изменение дружественной флоры может привести к вторжению посторонних микробов, вызывая серьезные заболевания, такие как стафилококковый и клостридиальный энтероколит после приема антибиотиков.

    Наша флора, если она представлена “хорошими” бактериями, не дает патогенам “захватить” организм. Хорошую флору нужно выращивать и правильно кормить. Необходимо разнообразно питаться: чем разнообразней будет ваш рацион, тем разнообразней будет флора! Хорошие бактерии любят сложные углеводы (цельнозерновые крупы), клетчатку из овощей, фруктов, ягод, орехов, семян. А патогенам по вкусу простые сахара. Поэтому если в вашем рационе много простых углеводов - это повод задуматься о своем питании. Патогенные бактерии и грибы используют в качестве еды молекулы глюкозы (сахара). Мы кормим не только себя, надо помнить об этом.

Также необходимо минимизировать прием антибиотиков, использовать их строго по назначению врача.

Дружественные бактерии защищают хозяина с помощью различных механизмов:

  1. Конкуренция за доступную пищу и тканевые рецепторы.

  2. Выработка токсичных веществ, которые действуют на патогены: жирные кислоты и бактериоцины.

  3. Стимуляция выработки антител.

Если первая линия защиты не сработала, в ход идут другие механизмы.

Если и это не сработало, и патоген вызвал повреждение ткани, то происходит воспалительная реакция. Она включает в себя:

  • приток крови к пораженному месту;
  • увеличивается количество межклеточной жидкости (отек), при этом разбавляются ферменты и токсины;
  • выделяются хемотаксические факторы, которые привлекают иммунные клеткиё;
  • происходит формирование фибринового барьера, который ограничивает воспаление;
  • происходит активация комплемента и адаптивного иммунитета.

Активация врожденного иммунитета обеспечивает быстрый ответ на вторжение. Если по каким-то причинам он не сработал, включается действие адаптивного иммунитета.

Специфический иммунитет

Специфический, или адаптивный иммунитет, способен распознавать и избирательно уничтожать чужеродные микроорганизмы или молекулы (антигены опухолей, трансплантированные антигены и т. д.). Это происходит благодаря гуморальному или клеточному иммунитету.

Активизация адаптивного иммунитета происходит не сразу, он не способен быстро среагировать при первом «знакомстве» с патогеном. Но после того, как иммунная система «опознала» чужеродный микроорганизм, при последующей встрече с ним она очень быстро развернет защиту. Это происходит благодаря клеткам-памяти, которые запоминают патогены и способы борьбы с ними.

Адаптивный вид иммунитета работает сообща с врожденным. Фагоцитирующие клетки, которые являются главным оружием неспецифического иммунитета, принимают активное участие в развертывании адаптивного иммунитета. И наоборот: гуморальные факторы, которые вырабатываются иммунокомпетентными клетками, усиливают действия фагоцитов, то есть влияют на неспецифический иммунитет.

Специфический иммунитет может быть естественным и искусственным.

Естественный специфический иммунитет человека, это вид приобретенного иммунитета, когда организм встречается с патогеном в повседневной жизни. Иногда этот приобретенный иммунитет сохраняется на всю жизнь, например при кори или ветряной оспе. В других случаях он недолговечен — сезонные ОРВИ, кишечные инфекции.

Искусственный специфический иммунитет возникает при вакцинации.

Пассивный иммунитет

Это вид приобретенного иммунитета, когда в организм человека вводят готовые гуморальные факторы защиты, или даже иммунные клетки.

Естественно приобретенный пассивный иммунитет возникает при передаче защитных антител от матери к плоду, а затем к младенцу. Материнские антитела передаются с грудным молоком, особенно много их в молозиве. Иммунитет у младенцев часто сохраняется до тех пор, пока ребенок находится на грудном вскармливании. Во время беременности некоторые материнские антитела также передаются через плаценту к плоду. Если у матери есть иммунитет к дифтерии, краснухе или полиомиелиту, то новорожденный будет временно невосприимчив к этим заболеваниям.

Адаптивный иммунитет человека построен на кооперации различных клеток. Для этого необходима концентрация клеток определенных типов в определенном месте. Это невозможно без формирования органной структуры. Различают центральные органы иммунной системы и периферические.

К центральным органам иммунной системы относят костный мозг и тимус. Именно здесь происходит созревание и дифференцировка клеток. Костный мозг является органом кроветворения. Еще он является местом, где сосредоточены клетки, продуцирующие антитела — плазматические клетки. Вообще лимфоциты разделяют на 3 типа:

  • Т-клетки отвечают за клеточный иммунитет (Т-киллеры), также есть субпопуляция иммунорегуляторных клеток (Т-супрессоры) и клеток-помощников (Т-хелперы).
  • В-клетки ответственны за гуморальный иммунитет (синтез антител).
  • NK-клетки — «натуральные киллеры», клетки врожденного иммунитета. Осуществляют уничтожение чужеродных клеток.

Периферические лимфоидные ткани состоят из хорошо организованных инкапсулированных органов — селезенки и лимфатических узлов и различных скоплений лимфатических клеток, которые расположенных по всему телу. Особенно их много на слизистых оболочках. После созревания в первичных лимфоидных органах (тимус и костный мозг) лимфоциты мигрируют по крово- и лимфотоку, накапливаясь в соответствующих местах в лимфатических узлах и селезенке. После антигенного стимула они участвуют в иммунном ответе. Лимфоциты из селезенки реагируют на антигены, циркулирующие в крови. А лимфатические узлы защищают организм от антигенов, поступающих с поверхности кожи или внутренних органов. Система слизистых оболочек защищает от антигенов, поступающих в организм непосредственно через слизистые эпителиальные поверхности, выстилающие кишечный тракт, дыхательные пути и мочеполовой тракт. Основным эффекторным механизмом является секреторный иммуноглобулин А (sIgA), секретируемый непосредственно на слизистую оболочку.

Все лимфоциты обладают уникальным рецептором, позволяющим распознавать различные антигены. В нашем организме циркулируют десятки тысяч разных лимфоцитов. Для активации адаптивного иммунитета человека необходимы сигналы со стороны врожденного иммунитета — антиген-презентирующих клеток. Это макрофаги и дендритные клетки. Они «представляют» участок чужеродного микроорганизма, и если его способен распознать лимфоцит, то происходит цепная реакция. В зависимости от типа патогена активируется клеточный или гуморальный иммунитет.

Клеточный иммунитет направлен на физическое уничтожение клетки. Работают клетки-киллеры, которые буквально «дырявят» оболочку патогена, вызывая его гибель. При гуморальном иммунитете вырабатываются антитела, специфичные к данному патогену. Антитела обладают различными свойствами. Они могут как сами блокировать патоген (нейтрализация, распад патогена, ферментативное разрушение), так и опосредованно влиять на уничтожение путем активации неспецифического вида иммунитета или усиления клеточного иммунитета человека.

После встречи с патогеном и активации специфического иммунитета человека происходит взрывной рост необходимого клона лимфоцитов. После того, как патоген удален, остаются клетки памяти, которые вновь делятся, если патоген попал в организм повторно.

Передается ли иммунитет по наследству?

Конечно, всю генетическую информацию мы получаем в наследство. И иммунитет — не исключение. Мы может наследовать предрасположенность к каким-либо заболеваниям, но заболеем мы или нет, зависит еще от факторов внешней среды. Поэтому так важно создавать себе максимально здоровую среду. Есть заболевания иммунной системы, которые связаны с генетическими аномалиями. Эти заболевания называются «Первичные иммунодефициты». К ним относят синдром Вискотта-Олдрича, синдром Гитлина, синдром «голых лимфоцитов» и другие. Поражение иммунной системы на уровне генетики всегда очень тяжело переносятся.

Нашу дружественную флору мы тоже наследуем. И тут имеет значение, каким образом ребенок появился на свет. Если через естественные родовые пути, то микробиота его кишечника будет заселена лактобактериями мамы. Если же через Кесарево сечение, то тогда его микробиом в первые недели будет напоминать микробиом кожи. В данном случае необходима поддержка пробиотическими препаратами.

Передается ли иммунитет по наследству?

Иммунитет и питание

Кожа и слизистые оболочки являются первым барьером и важной частью иммунной защиты. Поэтому все, что влияет на кожу, влияет и на иммунную систему:

  • целостность кожных покровов и слизистых;
  • скорость заживления ран;
  • проницаемость слизистых барьеров;
  • толщина слизистого слоя в кишечнике.

Может это все не столь очевидно, но питание играет очень важную роль в иммунной защите. Гуморальные факторы специфического иммунитета человека, иммуноглобулины, являются гликопротеинами. Это комплекс белка и углевода. Это значит, что уровень защиты от патогенов зависит от адекватного поступления белка с пищей, а также от наличия ферментов и кофакторов белкового обмена.

Вся иммунная система имеет нейроэндокринную регуляцию. Это значит, что она регулируется одновременно нервной системой и железами внутренней секреции. А на работу этой системы влияет пищевой статус.

Например, гормон лептин, который вырабатывается жировыми клетками, регулирует аппетит, активность Т-клеток и стимулирует клетки врожденного иммунитета.

Точечные советы по питанию, которые
повысят уровень твоей энергии на 10 из 10
От ТОПовых нутрициологов МИИН
Получить советы

Костный мозг — орган, который потребляет очень много энергии и нутриентов, потому что он ежедневно производит миллиарды клеток крови, и клеток иммунной системы в том числе. Этот процесс зависит от наличия всех необходимых компонентов, которые должны поступать с пищей.

Рассмотрим роль отдельных пищевых компонентов, которые влияют на иммунитет человека.

Белок и аминокислоты

Белок является основным строительным материалом. Многие гормоны являются белками, иммуноглобулины тоже имеют белковую природу. Исследования показали, что при недостаточном поступлении белка снижается количество Т-хелперов. Состав белка тоже важен. Незаменимые аминокислоты должны поступать в достаточном количестве. При нехватке любой из незаменимых аминокислот, снижается функция гуморального иммунитета. При воспалительных заболеваниях будут особенно востребованы серосодержащие (метионин и цистеин) аминокислоты, которые участвуют в синтезе глутатиона — одного из важнейших антиоксидантов. Аргинин является условно-незаменимой аминокислотой, но его применение у пациентов после операций, позволило сократить время пребывания в стационаре. Аргинин является донором азота для синтеза оксида азота. Оксид азота токсичен для некоторых патогенов, его вырабатывают макрофаги. Следовательно аргинин влияет на неспецифический вид иммунитета. Усиление иммунитета человека приписывается также глутамину и таурину.

Жирные кислоты

Правильное соотношение насыщенных и ненасыщенных кислот в организме обеспечивает адекватную иммунную функцию. Так, например, полиненасыщенная кислота омега-3 входит в состав мембран всех иммунных клеток. Клинические исследования влияния омега-3 на иммунитет показали, что включение в рацион дошкольников рыбьего жира, содержащего преимущественно омега-3, способствует снижению частоты заболеваемости ОРВИ, а также повышению концентрации иммуноглобулинов IgA, IgM, IgG в крови.

Витамин С

Этот витамин часто пьют во время сезонных ОРВИ, стараясь поднять иммунитет. Однако исследования показали, что витамин С не способен предотвратить заражение вирусом, но его прием может снизить время болезни, благодаря антиоксидантной активности. Усиливает выработку иммуноглобулинов и активность макрофагов.

Витамин С

Витамин А

При дефиците этого витамина нарушается целостность кожных покровов и слизистых оболочек, что нарушает первую линию защиты. Часто рецидивирующий халязион — образование в толще века — коррелирует с низким уровнем витамина А в сыворотке. Также этот витамин усиливает рост Т-клеток. Является антиоксидантом.

Витамин Е

Витамин Е — это собирательное название нескольких форм токоферолов и токотриенолов. Является антиоксидантом, и компонентом клеточных мембран. В мембранах иммунных клеток его относительно большее количество, так как эти клетки подвержены риску поражения свободными радикалами. Рандомизированное исследование приема витамина Е в течение 4 месяцев здоровыми пожилыми людьми продемонстрировало улучшение клинически значимых показателей функции Т-клеток

Витамин Д

Отвечает за формирование костной ткани, а также регулирует множество реакций в иммунной системе. Многие иммунные клетки содержат ферменты, активирующие витамин D. Эти реакции обеспечивают локальную активацию иммунитета человека. Многочисленные эпидемиологические отчеты связывают дефицит витамина D с повышенным риском хронических инфекций, в частности, микобактерий туберкулеза и аутоиммунных расстройств. Недавние исследования показали, что активный витамин D оказывает множественное воздействие на иммунную систему, включая увеличение фагоцитоза и активацию Т-клеток. Прием добавок ассоциировался со снижением риска аутоиммунных заболеваний.

Цинк

Дефицит цинка считается одним из самых распространенных дефицитов питания во всем мире. Это связано как с низким его содержанием в продуктах питания, так и с присутствием в фитиновой кислоты в пище (содержится в пшеничных отрубях, цельнозерновых крупах и многих сырых овощах). Фитиновая кислота связывает цинк и мешает его усвоению. Цинк является важным кофактором в более чем 90 реакциях обмена веществ. Дефицит цинка приводит к остановке созревания Т-клеток. Исследования показали, что недостаточные запасы цинка являются фактором риска развития пневмонии у пожилых людей. Восполнение запасов цинка способен восстановить нормальный иммунитет всего за 2 недели.

Влияние физической активности и здорового сна на иммунитет

Регулярная физическая активность способствует контролю веса, улучшает здоровье сосудов и в целом поддерживает иммунную систему. Интенсивные тренировки наоборот, оказывают краткосрочный угнетающий эффект на иммунитет человека.

При соблюдении циркадных ритмов и отходу ко сну в промежутке 22.00-23.00, происходит выработка важного гормона — мелатонина, способного защищать нас от вирусных инфекций. Параллельно снижается уровень гормона стресса — кортизола, в избытке оказывающего разрушающее действие на слизистые оболочки и иммунную систему организма.

Заключение

Иммунная система устроена очень сложно. В защите участвуют все виды иммунитета: естественный и приобретенный иммунитет, активный, пассивный. Наш организм как тонко настроенный инструмент. Точно знает, какую ноту сыграть в любой ситуации — кого пропустить, а против кого развязать сражение. Миллиарды клеток всегда готовы к защите наших границ и ежесекундно выполняют свою главную функцию - поддержание постоянства внутренней среды для нашей с вами жизни.


Читайте также