Специфические факторы защиты организма. Реакция связывания комплемента. Варианты реакции агглютинации и преципитации

Применяют с одинаковым успехом для двух целей. Во-первых, по извест­ному антигену (диагностикуму ) определяют в исследуемой сыворотке наличие и количественное содержание специфических к данному антигену антител. Последнее устанавливают путем титрования сыворотки.Титром иммунной сыворотки называют то ее максимальное разведение, которое еще дает положительную реакцию. Во-вторых, с помощью известногоантитела , т. е. диагностической иммунной сыворотки или моноклональных антител, определяют наличие в исследуемом материале специфического микробного антигена или осуществляют серологическую идентификацию выделенного возбудителя.

С диагностической целью используют следующие серологические реакции:

1. Реакция агглютинации в ее различных вариантах.

2. Реакция преципитации и ее различные модификации.

3. Реакции иммунофлуоресценции (РИФ) в прямом и непрямом вариантах.

4. Реакции, протекающие с участием комплемента.

5. Реакции, протекающие с участием фагоцитов.

6. Реакции иммуносорбентного анализа твердой фазы.

7. Реакции нейтрализации биологической активности возбудителя или токсинов.

I. Реакция агглютинации

Агглютинация (от лат.agglutinatio- склеивание) - склеивание (соединение) антигеннесущих корпускулярных частиц (цельные клетки, частицы латекса и др.) молекулами стецифических антител в присутствии электролитов, которое заканчивается образованием видимых невооруженным глазом хлопьев или осадка (агглютината). При помощи реакции агглютинации определяюттолько полные (двухвалентные) антитела .Неполные (моновалентные, блокирующие) антитела этими методамине выявляются , так как, соединяясь с антигеном, блокируют его, но не могут вызвать агрегации антигена в крупные конгломераты.Неполными (блокирующими) называют антитела, у которых функционирует только один активный центр; второй активный центр по неизвестной причине не срабатывает.

Различают агглютинацию прямую , при которой во взаимодействии -со специфическими антителами непосредственно участвуют собственные антигены бактериальной или любой другой клетки, напримерэритроцитов ; инепрямую, илипассивную , при которой бактериаль­ные клетки или эритроциты, или частицы латекса являются носителями не собственных, а сорбиро­ванных на них чужих антигенов (или антител) для выявления специфических к ним антител (или антигенов). В реакции агглютинации участвуют главным образом антитела, относящиеся к классамIgGиIgM. Она протекает в две фазы: вначале происходит специфическое взаимодействие активного центра антител с детерминантом антигена, эта стадия может происходить в отсутствие электролитов и не сопровождается видимыми изменениями реагирующей системы. Для второй стадии - образова­ния агглютината - необходимо наличие электролитов, которые снижают электрический заряд комп­лексов антиген + антитело и ускоряют процесс их склеивания. Эта фаза заканчивается образовани­ем агглютината.

Реакции агглютинации ставят либо на стеклянных, либо в пробирках. Реакции агглютинации (прямые и пассивные) на стекле обычно применяют в качестве ускоренного метода обнаружения специфических антител в сыворотке больного (например, при бруцеллезе) или для серологической идентификации возбудителя. Несомненным достоинством реакции агглютинации на стекле является простота ее постановки и то, что она протекает несколько минут или даже секунд, так как оба компонента в ней используются в концент­рированном виде. Однако она имеет лишь качественное значение и менее чувствительна, чем пробирочная.

Развернутая реакция агглютинации в пробирках дает более точные результаты, ибо она позволяет определить количественное содержание антител в сыворотке (установить ее титр) и при необходимости зарегистрировать факт нарастания титра антител, что имеет диагностическое значе­ние.

Для постановки реакции в агглютинационные пробирки вносят определенным образом разведен­ную 0,85%-ным раствором NaClсыворотку и равный объем (обычно 0,5 мл) суспензии стандартного диагностикума (или исследуемой культуры), содержащего в 1 мл 1 млрд бактерий. Учет результатов реакции агглютинации производят предварительно через 2 ч инкубации пробирок при 37 °С и окончательно через 20-24 ч по двум признакам: наличию и величине осадка и степени прозрачности надосадочной жидкости. Оценку осуществляют по четырехкрестной системе. Реакция обязательно сопровождается контролем сыворотки к антигена.

Необходимо учесть, что при смешивании растворов гомологичных антигенов и антител не всегда наблюдаются видимые проявления реакции агглютинации. Осадок образуется только при оптимальных соотношениях обоих компонентов реакции. Вне этих пределов, при значительном избытке антигена или антител, реакции не наблюдается. Это явление получило название «феномена прозоны » или ложно отрицательного результата. Он наблюдается как при реакции агглютинации, так и при реакции преципитации. Появление прозоны в иммунных реакциях объясняется тем, что участвующие в них антигены, как правило, являются полидетерминантными, а молекулы антителIgGимеют два активных центра. При избытке антител поверхность каждой частицы антигена покрывается молекулами антител так, что не остается свободных детерминантных групп, поэтому второй, несвязанный активный центр антител не может взаимодействовать с другой антигенной частицей и связывать их друг с другом. Образование видимого агглютината или преципитата подавляется также при избытке антигена, когда не остается ни одного свободного активного центра антител, и поэтому комплексы антиген + антитело + антиген не могут более укрупняться.

Теоретические основы иммунохимического анализа (ИХА) опираются на современную иммунохимию, знание физико-химических закономерностей иммунных реакций, а также основные принципы аналитической химии.
Иммунохимический анализ - метод определения веществ, основанный на использовании высокоспецифической и высокочувствительной реакции обратимого связывания антигена (Аг) со специфическими антителами (Ат):
(2.41)
(2.42)
где Ат (антитела) - защитные белки, вырабатываемые организмом в ответ на введение чужеродных веществ с характерными химическими группировками; Кхи Кл- константы скорости образования и диссоциации иммунного комплекса Аг-Ат состава 1:1.
Антитела - специфические белки крови (иммуноглобулины), вырабатываемые организмом позвоночного животного или человека в ответ на введение чужеродных веществ. Эта реакция является защитной реакцией организма (проявлением иммунитета). Ат - наиболее универсальные биологические реагенты, которые могут обеспечить высокую селективность действия. По своему составу антитела являются гликопротеинами. Организм вырабатывает антитела против чужеродных антигенов, которые связываются с Аг и выводятся из организма в виде иммунных комплексов.
Антигены - вещества, которые индуцируют образование антител. Таким образом, организм защищается от веществ, попадающих в организм и несущих признаки генетической чужеродности. К антигенам относятся как высокомолекулярные соединения, такие как белки, полисахариды, липосахарцды, нуклеиновые кислоты (и в очищенном виде, и в виде компонентов различных биологических структур - клеток, тканей, вирусов и т.д.), так и различные низкомолекулярные соединения, многие из которых как раз и относятся к токсичным соединениям (например, пестициды).

Антитела можно получить практически к любому веществу. Низкомолекулярные вещества (молекулярная масса менее 1000 Да) не обладают антигенными свойствами, т.е. при попадании в организм не вызывают иммунного ответа и образования Ат. Для того чтобы стимулировать иммунный отклик, такие соединения должны быть ковалентно соединены с крупными молекулами (обычно белками), при этом получаются конъюгаты, которые используются для иммунизации животных. Вещества, которые сами по себе не вызывают иммунного ответа, но будучи конъюгированы с носителем, обладают способностью стимулировать синтез Ат против них, называются гап- тенами.
В качестве гаптенов могут выступать самые разнообразные органические соединения. С практической точки зрения важными являются стероидные и пептидные гормоны, широкий круг лекарственных соединений, пестициды, продукты промышленного органического синтеза, обладающие токсичным и аллергенным действием.
В настоящее время синтезированы высокомолекулярные соединения, не имеющие аналогов в природе, которые обладают способностью вызывать образование Ат (например, полимеры поливинил- пиридина с боковыми функциональными группами). Такие вещества получили название искусственных антигенов.
В принципе, иммунная реакция является обратимой и описывается теми же кинетическими и термодинамическими параметрами, что и любой процесс комплексообразования, в частности соответствующей константой - константой образования комплекса (Кл):
(2.43)
Как в живом организме, так ивне его Ат способны образовывать иммунные комплексы Аг-Ат преимущественно с комплементарным Аг, несмотря на присутствие большого числа других компонентов анализируемой пробы.
Первая стадия [уравнение (2.41)] иммунной реакции характеризует взаимодействие активного центра антител с антигенной детерминантой - эпитопом (т.е. участком антигена с определенными функциональными группами), вторая [уравнение (2.42)] - образование комплексов сложного состава, состоящих из разного количества молекул Аг и Ат. Распознавание чужеродных субстанций и специфическое реагирование на них выражается в нейтрализации, разрушении и выведении антигенов за счет образования белковых комплексов - это сущность иммунологических реакций.
Первоначально методы иммунохимического анализа были основаны на использовании преимущественно второй стадии, связанной с образованием видимого преципитата (осадка) или, например, с аг-
глютинацией эритроцитов. Для визуальной регистрации процесса преципитации необходимы высокие концентрации компонентов и длительное время проведения реакции. Процесс носит качественный характер и не позволяет достичь необходимой чувствительности определений. Кроме того, преципитация непригодна для определения многих соединений (например, гормонов, лекарственных соединений, пестицидов).
Использовать первую стадию для анализа стало возможным тогда, когда в один из компонентов системы ввели маркер (метку), который легко детектируется каким-либо физическим методом. Тогда реакция описывается следующим образом:
(2.44а)
где Ат* - меченое антитело.
Отделив продукты реакции (2.44а) от исходных компонентов, можно найти концентрацию Аг-Ат* и по соответствующему градуировочному графику рассчитать содержание, например, Аг. При фиксированной концентрации антител равновесное отношение концентраций свободного и связанного антигена [Аг ]/ [Аг-Ат *] зависит от его общей концентрации ([Аг] + [Аг-Ат]). Это соотношение лежит в основе любого варианта иммунохимического анализа и позволяет определять неизвестную концентрацию антигена.
Весьма удобными для этих целей оказались такие «метящие» агенты, как радионуклиды, ферменты, флуоресцентные или хемилюминесцентные соединения, парамагнитные соединения, ионы металлов, бактериофаги, использование которых дало возможность увеличить чувствительность иммунохимияеских методов в миллионы раз, а время определения Аг уменьшить до нескольких часов.
Многообразие меток определило и различие методов детекции образующихся комплексов, а также способов разделения комплексов и исходных веществ. Для выявления и количественного определения различных по природе биологически активных веществ в рассматриваемых вариантах анализа используются иммунологические принципы.
Несомненными достоинствами иммунохимических методов анализа являются высокая чувствительность и селективность, простота и экспрессность проводимых определений, возможность использования их вне лабораторных условий, несложная пробоподготовка и возможность автоматизации используемых процессов. Большинство иммунохимических методов не требует дорогостоящей аппаратуры, поскольку контроль за процессом образования иммунных комплексов основан на фотометрическом, флуориметрическом, люминесцентном или электрохимическом детектировании. Полуколичес-
таенную оценку можно проводить визуально, что позволяет разрабатывать диагностические иммунные тест-системы для экспрессного определения биологически активных соединений.
Следует отметить, что узкая специфичность И ХА в отдельных случаях может быть недостатком таких методов. К недостаткам можно отнести и возможность влияния матричных компонентов в определенных случаях.
Иммунологическая специфичность. Антитела, образующиеся в ответ на введение в организмы высших животных и человека генетически чужеродных веществ - антигенов, специфически взаимодействуют именно с этими антигенами, несмотря на присутствие множества других молекул. Уникальная специфичность и высокая чувствительность иммунохимических взаимодействий реализуется не только в организме (in vivo), но и, например, в пробирке (in vitro). Это и явилось причиной использования антител в качестве селективных биореагентов. Даже простейшие их молекулы имеют сложное строение. Схематически структура антител представлена на рис. 2.12.
Общей структурной единицей всех антител является комплекс из четырех полипептидных цепей - двух идентичных между собой лег-


Рис. 2.12. Схематичное изображение строения антител:
V - вариабельный участок, находящийся в N-концевой области полипептидной цепи; С - постоянный участок, расположенный в С-концевой области

ких цепей с молекулярной массой 20-25 тыс. каждая и двух идентичных тяжелых с молекулярной массой 50-55 тыс. Легкие цепи содержат около 220 аминокислот, тяжелые - 440-700 аминокислотных остатков.
Каждая из легких цепей прочно соединена с участками тяжелых цепей благодаря межцепочечным дисульфидным связям и множеству слабых гидрофобных, электростатических и других межатомных взаимодействий. Аналогичные связи существуют и между свободными участками тяжелых цепей. Структура такого комплекса напоминает латинскую букву «Y». В любой молекуле Ат обе легкие цепи, как и тяжелые, всегда идентичны друг другу и состоят из двух участков: вариабельного (V), находящегося в N-конце вой области полипептидной цепи, и постоянного (С), расположенного в С-кон- цевой области. Тяжелые цепи разных классов Ат имеют существенные различия в строении, тогда как легкие, являются общими для всех антител. Отличительные особенности между специфическими молекулами Ат выявляются только в пределах вариабельной области. Это связано с тем, что именно здесь локализованы аминокислотные остатки, которые участвуют в формировании активного центра молекулы Ат (антидетерминанты).
Начиная с 1964 г. Ат принято называть иммуноглобулинами. Была выявлена неоднородность иммуноглобулинов, что позволило выделить пять их основных классов - иммуноглобулины G (IgG), М (IgM), A (IgA), D (IgD) и Е (IgE).
Основная часть Ат состоит из мономерных белков с молекулярной массой 150 тыс. Да, получивших название IgG. Они являются в настоящее время наиболее изученным классом Ат. Концентрация IgG по сравнению с другими классами Ат в сыворотке крови особенно высокая и может составлять в среднем 12 г/мл.
К классу IgM относятся Ат с высокой молекулярной массой (900 тыс. Да) и высоким содержанием углеводов. Макромолекулы IgM включают преимущественно 5 мономерных субъединиц, связанных друг с другом дисульфидными связями. Концентрация Ат этого класса составляет примерно 10% от общего количества иммуноглобулинов.
Следующий класс иммуноглобулинов (IgA) также характеризуется высоким содержанием углеводов и встречается в большом количестве в секреторных жидкостях (слюна, слезы, молоко и т.д.). Биологическая функция IgA заключается в основном в местной защите слизистых оболочек от различных инфекций.
Концентрация IgD, являющихся мономерами, в сыворотке крови достигает в среднем 30 мг/л, 75% присутствует в плазме крови. Биологическая роль IgD до конца не выяснена, но установлено, что они выполняют роль рецепторов В-лимфоцитов.
Имуноглобулины Е термолабильны, представлены мономерами и принимают участие в протекании аллергических реакций. В норме концентрация IgE в сыворотке крови составляет в среднем 0,25 мг/мл. При аллергических же заболеваниях их содержание возрастает до 1,6 мг/мл.
Валентность молекулы Ат определяется числом антидетерминант. В молекуле IgG находятся, например, два идентичных антигенсвя- зывающих участка, поэтому такие Ат являются бивалентными.
Образование специфического комплекса Аг-Ат обеспечивается следующими связями: неполярное (гидрофобное) связывание, которое возрастает с
повышением температуры; ионные (кулоновские) взаимодействия; ван-дер-ваальсовы взаимодействия, действующие на малом
расстоянии; водородные связи; стерические силы отталкивания.
Считают, что наиболее существенную роль играют силы гидрофобного взаимодействия. Неполярное связывание возникает в результате стремления гидрофобных групп в водном растворе к ассоциации друг с другом, что сопровождается стабилизацией всей системы (уменьшением ее свободной энергии при одновременном увеличении энтропии).
Меньший вклад в связывание Аг с активным центром Ат вносят водородные и ионные взаимодействия. Водородные связи образуются при взаимодействии атома водорода, ковалентно связанного с каким-либо отрицательно заряженным атомом, с неподеленной парой электронов другого отрицательно заряженного атома. В реакции Аг с Ат в качестве таких групп обычно выступают аминогруппы и гидроксильные группы. Электростатические силы возникают при взаимодействии сильно заряженных ионизированных групп, таких как ионизированная аминогруппа (-NH3+) и ионизированная карбоксильная группа (-СОО).
Важным моментом в образовании прочных специфических комплексов является наличие множественных контактов, позволяющих, несмотря на слабость отдельных единичных взаимодействий, прочно удерживать Аг в антигенсвязывающей области активного центра Ат. Один и тот же Аг могут узнавать антитела, имеющие комплементарные ему структуры, но несколько отличающиеся по составу аминокислотных остатков в антигенсвязывающем центре. Химическая и пространственная комплементарность Ат обусловлена, с одной стороны, взаимодействием электронных облаков реагирующих химических групп, а с другой стороны - стерическими силами отталкивания. Кроме того, антигенсвязывающий центр молекулы Ат обла

дает в определенной степени способностью связывать антигены, отличные по структуре от основного. В этом случае в связывании принимает участие и часть общих аминокислотных остатков в анти- генсвязывающих центрах, отличающихся по своей локализации и природе. Совокупность указанных взаимодействий, накладывающихся друг на друга, определяет чрезвычайно сложный характер процессов, протекающих в комплексе Аг-Ат.
С количественной стороны прочность взаимодействия Аг-Ат характеризуется аффинностью, которая обусловлена связями между отдельными антидетерминантами и комплементарными детерминантами антигенов (или гаптенов).
Равновесная константа образования иммунокомплекса (Ка) также отражает специфичность и прочность связывания Аг-Ат (изменение свободной энергии системы при комплексообразовании):
(2.446)
(2.45)
Величина константы образования иммунных комплексов обычно составляет 106-1011 М*1, что соответствует изменению свободной энергии связывания в области -(24+52) кДж/моль. Если константа равновесия процесса комплексообразования больше 108, то антитела считаются высокоаффинными.
Если одна и та же популяция антител взаимодействует с двумя различными антигенами Аг, и Аг2 с константами комплексообразования Кх и К2, причем Кх » Kv то говорят, что данные антитела являются высокоспецифичными по отношению к Аг, и менее специфичными - к Аг2.
Совокупность всех этих факторов обеспечивает высокую устойчивость образующихся комплексов Аг-Ат и обусловливает способность Ат избирательно взаимодействовать только с определенным видом Аг (авидность). Именно эти свойства позволяют антителам участвовать лишь в определенных реакциях и выступать в этих случаях в роли аналитических реагентов. Их связывание с соответствующими антигенами прочнее и специфичнее, чем связывание большинства ферментов с субстратами. Часто они настолько селективны, что по-разному реагируют на два штамма одного и того же микроорганизма.
Поли- и моноклональные антитела. Поликлональными Ат являются антитела, вырабатываемые В-лимфоцитами животных в ответ на введение в организм чужеродных веществ. Такие Ат выделяют из сыворотки крови иммунизированных животных (антисыворотки),
и они представляют собой белки класса иммуноглобулинов, которые гетерогенны по своим физико-химическим свойствам - специфичности и аффинности. Поликлональные антисыворотки получают при иммунизации кроликов или овец. Антисыворотка, полученная таким образом, представляет собой смесь разных Ат в произвольных соотношениях. Это не позволяет в больших количествах нарабатывать стандартный препарат Ат.
Моноклональные Ат получают с помощью иммунной системы мышей и дальнейшего применения гибридомных технологий. Моноклональные Ат одинаковы по физико-химическим свойствам и специфичности. Такие Ат обеспечивают очень высокую специфичность и чувствительность, обусловленные тем, что клоны, дающие перекрестные реакции, отбрасывают на ранних стадиях скрининга. Моноклональные Ат могут быть наработаны гибридомными клетками в неограниченном количестве, что зависит лишь от времени жизни клетки.
Получение поликлональных Ат проще, быстрее и дешевле, поэтому на первом этапе исследования обычно используют поликлональные Ат. Полученные антисыворотки характеризуются концентрацией Ат, титром, эффективностью и специфичностью связывания с Аг.
Титр поликлональных Ат определяют как конечное разведение антисыворотки, которое еще позволяет связываться с Ат определенному количеству меченого Аг (обычно это 50%). Титр может достигать значений 1/10 000-1/100 000. Чем больше титр, тем меньшее количество антисыворотки необходимо для проведения ИХА.
В последнее десятилетие проявляется все больший интерес к новому классу материалов - полимерам с молекулярными отпечатками, что связано с наличием в их составе высокоспецифичных центров связывания, комплементарных по размеру, форме, структуре и физико-химическим свойствам определенным органическим молекулам. Такие полимеры получают полимеризацией специальных мономеров в присутствии определяемого вещества. Затем это соединение удаляют. Получающиеся полимеры содержат полости, способные специфически включать в себя именно то вещество, которое использовали для получения полимера с молекулярными отпечатками. Такие полимеры называют иногда синтетическими антителами.
Как следует из вышесказанного, Ат достаточно доступны, могут выступать как природный инструмент распознавания и выделения анализируемого соединения. Для проведения иммуноанализа требуются такие малые количества Ат, что антисыворотки, полученной от одного кролика, достаточно для проведения более чем 5 млн проб.
Антигены и гаптены. Антигены - это чужеродные агенты (клетки, вещества), которые при попадании в организм высших животных и человека способны, с одной стороны, вызывать иммунный ответ за счет образования специфичных Ат, а с другой стороны, образовывать иммунный комплекс и выводиться из организма.
Молекулы антигена имеют многочисленные детерминанты-эпитопы, именно к ним и вырабатываются специфические Ат. Антигены также характеризуются определенным строением активного центра. Способность избирательно реагировать с Ат определяет специфичность антигена, а способность вызывать иммунный ответ - характеризует его иммуногенность. Специфичность Аг выражается в том, насколько точно антигенная детерминанта вписывается в активный антигенсвязывающий центр антитела (антидетерминанты) и определяется набором детерминант, от числа которых зависит валентность Аг. Обычно, чем больше молекула Аг, тем выше его валентность. Характер связей зависит от количества детерминант (активных центров), которые имеет каждый конкретный антиген - их может быть две, три или шесть. Как правило, антигены, имеющие большую молекулярную массу, обладают большим количеством детерминант, поэтому они поливалентны.
Низкомолекулярные вещества (с молекулярной массой менее 1000), как правило, не обладают антигенными свойствами. Они могут проявлять специфичность, так как способны представлять собой отдельную антигенную детерминанту, но не обладают иммуно- генностью. Однако к этому классу веществ относится большинство лекарственных препаратов, гормонов, олигосахариды и олигонуклеотиды, а также различные экотоксиканты), поэтому необходимость их определения очевидна. Для того чтобы стимулировать иммунный ответ, такие вещества - гаптены - ковалентно связывают с молекулами белка (альбумином сыворотки крови человека, овальбумином, тироглобулином, бычьим сывороточным альбумином или синтетическим пептидом типа полилизина) и полученным конъюгатом иммунизируют животных. Такие соединения (конъюгаты) уже обладают способностью вызывать иммунный ответ.
В основе взаимодействия Аг (и гаптенов), перекрестно реагирующих с Ат, лежит структурное подобие или полное сходство с детерминантами специфического Аг. Комплементарная специфичность Аг обычно выше, чем перекрестно реагирующего структурного аналога.
Многие гаптены, входящие в состав модифицированных Аг, даже меньше отдельной детерминанты, но представляют собой иммуно- доминантную часть целой детерминанты, которая может включать также участок белковой молекулы-носителя или фрагмент химического вещества, с помощью которого осуществляется превращение гаптена в Аг (например, прикрепление гаптена к белку).

Основой любого иммунологического метода является искусственное воспроизведение реакции Аг-Ат в исследуемой пробе. При этом возможны два способа выполнения реакции: в пробу предположительно содержащую Ат, вводят искусственно полученные специфичные к ним Аг и затем определяют наличие иммунного комплекса; в пробу предположительно содержащую Аг, вводят искусственно полученные специфичные к ним Ат и затем определяют наличие иммунного комплекса.
При проведении таких реакций осуществляется принцип взаимодействия «ключ-замок», тогда можно определить тот или другой компонент соответствующих иммунологических реакций (рис. 2.13). Таким образом, можно выявить наличие, например, антигенов в объектах окружающей среды.

Рис. 2.13. Принцип взаимодействия компонентов иммунологических
реакций «ключ-замок»

Существующие методы иммунохимического анализа (ИХА) можно разделить на несколько групп.
К первой группе относятся методы анализа, основанные на взаимодействии Аг и Ат, результаты которого определяются непосредственно - визуально или с помощью приборной регистрации. Это методы преципитации и агглютинации в различных вариантах.
Ко второй группе относятся индикаторные методы с использованием специально приготовленных меченых молекул Ат или Аг, которые являются индикаторами (маркерами) образующихся иммунных комплексов.
Третью группу методов составляют методы, основанные на использовании иммуносенсоров, являющихся разновидностью биосенсоров.

Рак предстательной железы – одна из наиболее распространенных форм рака среди мужчин среднего и пожилого возраста. Тенденция увеличения показателя смертности по причине рака, снижения возраста мужчин с первичным диагнозом, наблюдаемая в последние годы, говорит о необходимости улучшения информированности населения, а также совершенствования алгоритма онкологического скрининга. Основным инструментом диагностики рака является гистологическое исследование тканей простаты, полученных при биопсии. Перед проведением биопсии рекомендовано выполнение уточняющего лабораторного анализа «Индекс здоровья простаты», который оправдывает назначение инвазивной процедуры диагностики.

ДНК-тест

Названа главная причина смертности в России

Сердечно-сосудистые заболевания являются причиной смертности номер один во всем мире. Высокое кровяное давление, высокий уровень холестерина ЛПНП и курение являются основными причинами заболеваний. Физическая инертность, ожирение и чрезмерное употребление алкоголя также рассматриваются, как факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний. Однако существует независимый фактор сердечных заболеваний – гомоцистеин.

ДНК-тест

Ложноположительные результаты анализов на половые инфекции: как предостеречь себя и своих близких?

Венерологические заболевания входят в группу заболеваний, передающихся половым путем. При получении положительных результатов, обязательно рекомендуется провести обследование полового партнера на предмет инфекции. Но что делать, когда по результатам исследования инфекция инфекция есть, однако на самом деле ее нет?

ДНК-тест

Иммунитет

Термин “иммунитет” в переводе с латинского означает освобождение от чего-либо. С медицинской точки зрение термин означает “защита от болезни”. Биологические макромолекулы, обладающие иным генетическим кодом, попав в организм могут нарушить его работу и сдвинуть биологическое равновесие в ту или иную сторону. Поэтому в ходе эволюции была сформирована система, способная оказать противодействие подобным молекулам. Такие молекулы назвали “антигенами”, а систему “иммунной”.

ДНК-тест

Стресс и надпочечники

Надпочечники вырабатывают одни из наиболее важных гормонов организма. Любой дисбаланс может существенно повлиять на здоровье. Дисфункция надпочечников может варьироваться от неопределенных симптомов до опасных для жизни расстройств. В статье описана легкая дисфункция коры надпочечников, которая возникает при длительно существующем стрессовом факторе.

Содержимое статьи:

Иммунная система человека – это целостный взаимосвязанный механизм, который имеет ряд биологических и физических особенностей. Иммунная система организма состоит из органов, тканей и клеток, обеспечивающих специфические условия защиты от воздействия чужих тел. Реакция специфической защиты отличается высокими показателями и способна идентифицировать конкретный возбудитель. Таким образом, специфическая защита организма проявляется с помощью множественных действий, которые направлены на противостояние с инородными агентами.

Составляющие иммунной системы

В состав иммунной системы человека входят центральные органы:

• костный мозг;
• тимус.

Кроме того, периферические органы:

• селезёнка;
• лимфатические узлы;
• лимфатические фолликулы ЖКТ.

Эти органы вырабатывают разные виды клеток и обеспечивают стабильный и постоянный контроль за состоянием клеточного и антигенного воздействия на общее внутреннее состояние организма. Центральные органы отвечают за выработку и созревание лимфоцитов.

Понятие клеточной иммунной реакции

Клеточную реакцию иммунитета на чужеродные возбудители обеспечивают Т-лимфоциты, принимающие участие в защитных реакциях организма по двум направлениям. С одной стороны – приходят на помощь, когда В-лимфоцитам необходимо распознать чужеродное тело и стимулировать его к выработке сложных молекул антитела. С обратной стороны – Т-лимфоциты в процессе антигенной реакции имеют способность самостоятельно растворять и убивать инородные тела напрямую. При первом взаимодействии Т-лимфоцита с инородным агентом происходит целый ряд сложный реакций – сенсибилизация. В процессе этих реакций Т-лимфоциты получают способность различать антигены от различных других инородных тел и способствовать выработке реакции на эти возбудители. В процессе взаимодействия антигенов и лимфоцитов появляются два вида Т-лимфоцитов: лимфоциты-киллеры, способные разрушать инородные тела, и лимфоциты Т-клетки памяти, которые хранят память о вражеских нападениях и «следят» за организмом в случае повторного воздействия.

Специфические факторы защиты организма

Специфическая защита организма препятствует любому чужеродному проникновения антител. Это целый комплекс, включающий в себя различные формы и факторы, с помощью которых иммунная система вырабатывает реакцию на возбудителя. К ним относятся:

• образование антител;
• иммунный фагоцитоз;
• киллерная способность лимфоцитов;
• аллергическая реакция;
• иммунологическая память;
• иммунологическая толерантность.

Антитела проявляют значимую роль в процессе формирования инфекционного иммунитета и общей защиты организма. Они образуются в организме с помощью стороннего возбудителя путём инфицирования, а также с помощью вакцинации живыми вакцинами. Иммунный фагоцитоз – это поглощение инородных веществ клетками-фагоцитами. Сами по себе они очень подвижны, имеют способность самостоятельно передвигаться по направлению к возбудителю. Этот процесс в медицине носит название хемотаксис. Как правило, процесс фагоцитоза заканчивается тогда, когда клетки «сообщают» организму об окончании захвата и переваривания инородных тел.

Специфические факторы защиты организма – это огромное количество взаимосвязанных комплексов, которые направляются на избавление от отдельных антигенов. При проникновении в тело инородный организм начинает процесс размножения и привлекает к себе внимание «родных» клеток иммунной системы. Такие виды клеток известны тем, что они способны распознавать разные виды антигенов и применять методы, которые окажутся наиболее эффективными для борьбы с ними. В целом, весь процесс, который приводит к иммунному ответу, длится от 7 до 14 дней. По истечению этого срока плазмоциты начинают активно вырабатывать антитела. В свою очередь, они проникают в кровь, лимфу, жидкость тканей и продолжают расходиться по организму.

Антитела – универсальные виды белков, которые наделены способностью взаимодействовать с определёнными антигенами. Таким образом, все антитела имеют способность уничтожать инородные микроорганизмы и подавлять их деятельность, уничтожать чужеродные клетки и препятствовать действию токсичных веществ.

Антитела способны вырабатываться конкретно против того антигена, который проникает в организм. Несмотря на то, что все антитела имеют общую структуру, они способны оказывать разное воздействие на очаги поражения:

• агглютинины – склеивают антигены;
• преципитины – оседают на антигенах;
• лизины – разрушают инородные клетки.

Однако в медицине известны случаи, когда не все чужеродные агенты и инородные тела можно распознать, и, более того, уничтожить в процессе фагоцитоза. В основном, такие методы подходят для борьбы с вредными веществами и микробами, но практически бессильны перед вирусами. Это объясняется тем, что вирусы проникают непосредственно в клетки организма, где и происходит их развитие. Клетки фагоцитоза и антитела не могут обезвредить вирусы, которые «спрятались» внутри клеток. Поэтому, чтобы разобраться с вирусами, нужно уничтожать и сами клетки, в которых они размещаются. С этой функцией отлично справляются Т-лимфоциты-киллеры. Они обладают уникальной способностью распознавать и уничтожать клетки, заражённые вирусами, а также попутно убивать клетки, поражённые дефектом (например, опухоли). На данном этапе происходит процесс общего действия иммунно компетентной клетки-киллера и антигена.

Процесс защиты

Таким образом, на протяжении определённого периода времени иммунный ответ организма развивается и набирает силу. В то время, когда «враг» начинает отступать, реакцию иммунной защиты необходимо срочно остановить, так как организм не должен зря растрачивать силы. За этот процесс отвечают Т-супрессоры. Если бы такие клетки отсутствовали в организме, процесс иммунной реакции и специфической защиты организма был бы очень сложным.

Некоторые из клеток организма, которые отвечают за специфическую защиту, имеют способность не только распознавать, но и откладывать в памяти конкретные виды антигенов. Такие компоненты иммунной памяти имеют продолжительность жизни более 25 лет. С их помощью борьба с инородными телами протекает намного быстрее и эффективнее. Бывает, что организм ещё не успел получить вред, а «врагам» уже был дан отпор. Такая реакция иммунного ответа носит название «вторичной».

Виды иммунитета

Иммунитет человека, следовательно, защита его организма, может быть двух видов – врождённой (неспецифической) и приобретённой (специфической). Из двух видов в постоянной активности находится только один – врождённый. Благодаря ему при любом инородном вмешательстве организм незамедлительно реагирует и проявляет специфическую защиту. Специфическая иммунная реакция – второй по продолжительности этап защитной реакции. Таким образом, он развивается куда более медленными темпами.

Активация приобретённого иммунитета проявляется в повышении температуры тела и общей слабости организма, так как все силы организм расходует на борьбу с чужеродными возбудителями. Именно повышенная температура пагубно влияет на возбудителей разных заболеваний, приводит к стимулированию различных обменных процессов в организме и повышает активную деятельность клеток иммунной системы человека. Как раз эти факторы влияют на то, что не рекомендуется сбивать различными медикаментозными препаратами температуру при болезни, если она ниже 38°С.

Два вида иммунитета по своей деятельности опираются на клеточные и гуморальные факторы, которые в свою очередь тесно взаимодействуют и работают по чётко налаженной схеме.

Реакции иммунитета

Реакции между антителами и антигеном, происходящие в организме, называют серологическими. К особенностям антител относят аффиность и авидность. Все иммунные реакции, происходящие в организме человека, имеют широкое применение в современной медицине для диагностических и иммунологических исследований. Серологические исследования также применяются для идентификации антигенов микробов, выявления и определения группы крови, исследования злокачественных и доброкачественных опухолевых образований.

Понятие аллергии

Как и любой механизм, организм человека иногда может давать сбои. К примеру, у некоторых людей может возникать чрезмерно повышенная чувствительность на определённые группы веществ. Как правило, такие вещества не представляют реальной угрозы для организма человека, но в процессе их проникновения в организм человека возникает сильный иммунный ответ. Такого рода реакция называется аллергией, а вещества, которые приводят к её появлению – аллергенами. Ими могут выступать компоненты бытовой пыли, шерсть животных, цветочная пыльца, пищевые красители и продукты с высоким содержанием неприемлемых для организма веществ, средства бытовой химии, косметика и т.д.

Аллергия часто сопровождается повышенной чувствительностью, которая проявляется в виде кашля, насморка, слезоточивости, высыпаний на коже. В индивидуальных случаях аллергия может представлять особую опасность для организма и даже заканчиваться летальным исходом. Некоторые симптомы аллергии очень схожи с признаками инфекционных заболеваний, поэтому точную клиническую картину может обрисовать только профессиональный доктор.

Защита от инфекции

Самый простой путь предотвратить попадание инфекции и простимулировать специфические факторы защиты организма – предотвратить попадание раздражителя в организм человека. Главным барьером в таком случае служит кожа. Находясь в нормальном неповреждённом состоянии, она становится непроницаемой для подавляющей части инфекционных возбудителей. Ко всему этому, большинство бактерий не могут долгое время существовать на кожном покрове. Это объясняется тем, что на коже регулярно выделяется молочная кислота и жирные вещества, вырабатываемые вместе с потом и секрецией сальных желез. В такой атмосфере бактерии не могут выживать долгое время.

Что касается внутренних органов человека, то проникновение бактерий и чужеродных тел происходит по альтернативной схеме. На внутренних стенках органов выделяется специфическая слизь, которая действует, как определённый барьер для защиты возбудителя инфекции. Таким образом, бактерии не могут присоединиться к клеткам эпителия. Если микробы всё же попали в организм, действует природный процесс – реснички эпителия приводятся в движение за счёт кашля или чихания, и прикреплённые микробы удаляются самостоятельно. Также существует ряд других факторов, которые способны уберечь поверхность эпителия от воздействия микробов, например, регулярное выделение мочи, слюны или слёз.

Специфические факторы защиты иммунитета человека – совершенный механизм защиты от агрессии, вызванной инородными биологическими возбудителями, который развивался в ходе эволюции и подразумевает под собой распознавание самых незримых отличий между инородными агентами. Современные представления о структуре, деятельности и функциях специфической системы напрямую связаны с понятием иммунной защиты организма человека.

Заключение

Таким образом, рассмотрена сложно устроенная специфическая защита организма, состоящая из сотен отдельных факторов, которые тесно взаимосвязаны между собой. В целом, процесс защиты организма осуществляется путём объединения двух важных этапов – распознавания и уничтожения чужеродных тел и молекул. Это достигается благодаря динамичной и слаженной работе иммуноцитов всевозможного предназначения. Нарушение хотя бы одного составляющего этапа этих процессов приводит к возникновению разного рода патологии, которые могут быть опасными для организма.

ИММУНОБИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ , основаны на взаимодействии антигена и находящегося в иммунной сыворотке антитела (согласно представлениям Эрлиха) или антигена и специфически измененной под влиянием иммунизаторного раздражения сыворотки (согласно новейшим воззрениям). Важнейшие И. реакции-аглютинация, преципитация, бактериолиз, реакция отклонения комплемента, реакция, основанная на действии опсонинов. Аглютинация и преципитация происходят при встрече антигена и соответствующего антитела; для осуществления бактериолиза, реакции отклонения комплемента и др. требуется помимо антигена и антитела также участие комплемента. Значение И. реакций двоякое. С их помощью можно ставить диагноз той или иной заразной болезни, приводя в соприкосновение сыворотку больного с микробом, возбудителем предполагаемой инфекции (реакция Видаля при брюшном тифе и парати-фах, реакция отклонения комплемента при различных инфекциях). С другой стороны, имея сыворотку, иммунную к определенной инфекции, возможно идентифицировать микроб, природа к-рого неизвестна. Преципитация имеет значение также в сан.-гиг. и суд.-мед. практике, позволяя определять видовую принадлежность животного, к которому относится исследуемый материал.

Иммунологические реакции (ИР) широко используются в лабораторной диагностике инфекций. Их применяют:
1) для выявления антител в сыворотке крови, т.е. в серологической диагностике инфекционного заболевания;
2) для определения вида или серовара микроорганизма, т.е. антигенной идентификации его.

ИР выявляют образование комплекса АГ-АТ. При этом неизвестный компонент определяют по известному. ИР отличаются высокой чувствительностью (связывание АТ с АГ при ничтожно малых количествах) и специфичностью (определяется особенностью строения активного центра АТ и детерминант АГ). Они характеризуются стадийностью развития. Первая стадия специфическая, невидимая для глаз, характеризуется соединением детерминантной группы АГ с активным центром АТ. В результате образуется комплекс АГАТ, утративший растворимость а изотонических растворах. Вторая стадия - неспецифическая, видимая на глаз, причем характер проявления зависит от состояния АГ, АТ и условия среды, в которой происходит взаимодействие АГ и АТ.

При взаимодействии АТ с корпускулярными антигенами (бактерии, животные клетки, др. клетки) наступают видимые невооруженным глазом изменения (например, хлопья агглюти-ната, лизис клеток). Если с АТ соединяются растворимые (мелкодисперсные) АГ, образование комплексов выявляют в результате предварительной адсорбции АГ (АТ) на корпускулярных веществах (эритроцитах, частичках угля и др.)

Скорость реакции зависит от:
- оптимального соотношения АГ и АТ;
- степени специфичности АГ и АТ; -рН среды (7,2-7,4);
- концентрации электролитов (0.85 % натрия хлорида).

В зависимости от состояния АГ, АТ и особенностей среды, в которой взаимодействуют АГ и АТ, различают реакции агглютинации, преципитации, лизиса, комплемента, нейтрализации и др.

ИР подразделяются на простые (двухкомпонентные, участвуют только АГ, АТ) и сложные (трехкомлонентные и многокомпонентные, участвуют АГ, АТ и реагирующая система - сенсибилизированные эритроциты, культура клеток, кожа восприимчивого животного и др.).