Антитела, система комплемента и белки воспаления

 Необходимость в исследовании иммунного статуса возникает, когда у лечащего врача появляются подозрения на несостоятельность иммунной системы, и решается вопрос, какого она характера, насколько глубок…

Похожие статьи

Иммуноферментный анализ

Иммуноферментный анализ: показания к назначению, правила подготовки к сдаче анализа, расшифровка результатов.

Коронавирусная болезнь COVID-19

Настоящая пандемия COVID19 вызвана вирусом SARS-Cov-2, который относится к роду β-коронавирусов. Инфицирование человека могут вызывать только альфа- и бетта- подтипы коронавируса

Антитела к SARS-CoV-2 – надолго ли?

В предыдущих публикациях обсуждалась тема выработки антител к SARS-CoV-2, сроки их образования иммунной системой в ответ на внедрение вируса в организм, интерпретация результатов лабораторного обследования.

Т-клеточный иммунитет при COVID-19

Пандемия COVID-19 продолжается и усиливается. Все больше людей в мире встречается с данным вирусом. Уже давно стало понятно, что SARS-CoV-2 не исчезнет из человеческой популяции.

1. Общие сведения

Кровь — жидкая подвижная соединительная ткань внутренней среды организма, которая состоит из жидкой среды — плазмы и взвешенных в ней клеток — форменных элементов: клеток лейкоцитов, постклеточных структур (эритроцитов) и тромбоцитов (кровяные пластинки). Циркулирует по замкнутой системе сосудов под действием силы ритмически сокращающегося сердца и не сообщается непосредственно с другими тканями тела ввиду наличия гистогематических барьеров. В среднем, у мужчин в норме объём крови составляет 5,2 л, у женщин — 3,9 л, тогда как у новорожденных её количество составляет 200—350 мл. Массовая доля крови в общей массе тела человека для взрослого человека составляет 6—8 %. У позвоночных кровь имеет красный цвет (от бледно- до тёмно-красного). Сами эритроциты жёлто-зелёные и лишь в совокупности образуют красный цвет, в связи с наличием в них гемоглобина. У некоторых моллюсков и членистоногих кровь имеет голубой цвет за счёт наличия гемоцианина. У человека кровь образуется из кроветворных стволовых клеток, количество которых составляет около 30 000, в основном в костном мозге, а также в пейеровых бляшках тонкой кишкитимуселимфатических узлах и селезёнке

.

Что такое антитела

Что такое антитела

Иммуноглобулины — ключевой компонент специфического иммунитета. Вырабатываются они в ответ на конкретный возбудитель и способны бороться именно с ним. Антитела синтезируются В-лимфоцитами при контакте с инфекцией. Кроме этого, Ig передаются от матери к ребенку и обеспечивают ему защиту на первые полгода жизни.

Существует несколько классов антител, основные из которых — IgA, IgM, IgG. Именно по соотношению разных классов иммуноглобулинов врач может оценить стадию болезни и ее течение. Определяются антитела методом иммуноферментного (ИФА) или иммунохемилюминесцентного (ИХЛА) анализа. Кровь сдается на конкретные виды антител, например, IgM и IgG к вирусу кори или вирусу SARS-CoV-2.

Кроме этого, антитела могут вырабатываться против клеток организма и в дальнейшем их атаковать — в этом случае они называются антителам, а у человека развивается аутоиммунное заболевание.

Как антитела связаны с иммунитетом?

Это один из главных его инструментов в борьбе с угрозами. Антитела — не самостоятельные клетки, а белковые структуры, которые создаются защитными клетками (лимфоцитами) под определенную мишень. Бывает, что ею оказываются и вполне безобидные вещества — например, пыльца или белок куриных яиц. Так возникает аллергическая реакция. Но чаще всего антитела борются с вирусами, бактериями, паразитами и прочими “диверсантами”.

Антитела могут вырабатываться и против собственных клеток организма — их называют аутоиммунными. На каждой клетке тела есть специальные белковые молекулы — опознавательные знаки, которые говорят, что она “своя”. Но если клетка состарилась, погибла или переродилась в злокачественную, против нее тоже высылают “наряд” на уничтожение.

Иммунная система и иммунизация

Окружающая среда содержит широкий спектр потенциально вредных организмов (патогенов), таких как: бактерии, вирусы, грибы, простейшие и многоклеточные паразиты, которые могут вызвать заболевания, если попадут в организм и смогут размножаться.

Организм защищает себя с помощью защитных механизмов, чтобы предотвратить проникновение патогенов в организм и убить их, если они это сделают.

Иммунная система – чрезвычайно важный защитный механизм, который может идентифицировать вторгшийся организм и уничтожать его.

Иммунизация предотвращает заболевание, позволяя организму быстрее реагировать на нападение и усиливая иммунный ответ на конкретный организм.

2. свойства крови

  • Суспензионные свойства зависят от белкового состава плазмы крови, и от соотношения белковых фракций (в норме альбуминов больше, чем глобулинов).
  • Коллоидные свойства связаны с наличием белков в плазме. За счёт этого обеспечивается постоянство жидкого состава крови, так как молекулы белка обладают способностью удерживать воду.
  • Электролитные свойства зависят от содержания в плазме крови анионов и катионов. Электролитные свойства крови определяются осмотическим давлением крови.

Почему антитела во время болезни образуются не сразу?

Чтобы создать нужное антитело, иммунной системе сначала нужно изучить нарушителя. Для этого в организме сотрудничают разные “ведомства”. Сначала клетки-перехватчики (макрофаги) поглощают и переваривают чужеродные частицы. Затем знакомят с их строением клетки-“лаборатории” (B-лимфоциты). Те, в свою очередь, образуют множество своих копий с разными вариантами “отмычек”. Подходящие варианты отправляются на конвейер.

Весь процесс занимает несколько дней, а устойчивый иммунитет достигается за неделю-две. Например, на 14-й день заболевания COVID-19 антитела появляются у половины зараженных, а спустя 20–24 дня — почти у всех пациентов. А тесты на наличие антител к коронавирусу специалисты советуют сдавать только через одну-две недели через одну-три недели с момента возникновения первых симптомов.

Система комплемента

Система комплемента – это особый тип молекул (белки, ферменты и их предшественники), которые помогают в иммунном ответе. Система комплемента связывает врожденный и приобретенный иммунитет, т.к. участвует в фагоцитозе, выработке антител, уничтожении чужеродных клеток.

Компоненты системы комплемента выполняют множество функций: стимулируют хемотаксис (направленное движения лейкоцитов к антигенам), запускают дегрануляцию тучных клеток независимо от связывания антигена с IgE, помогают фагоцитирующим клеткам связывать антигены (опсонизация) и многое другое. Компоненты комплимента обозначаются буквой С и цифрой, обозначающей очередность их открытия (от С1 до С9), просто буквами (фактор B, фактор D) или имеют название (пропердин).

Активация комплимента происходит под действием иммунных комплексов, образованных связками антиген-антитело, либо же в ответ на крупные антигены и белки острой фазы.

Врожденный и приобретенный дефицит компонентов комплемента существенно снижает устойчивость организма к инфекционным агентам.

Линии защиты организма

Организм предотвращает заражение с помощью ряда неспецифических и специфических механизмов, действующих по отдельности или вместе. Первые линии защиты организма – это внешние барьеры, препятствующие проникновению микробов.

Кожа

Самый большой из них – это кожа, которая действует как прочный, водостойкий, физический барьер, и очень немногие организмы могут проникать через неповрежденную кожу. Существуют и другие физические препятствия, различные виды химической защиты.

Слизистые

Слизь – липкая ловушка, выделяемая всеми поверхностями внутри тела, которые напрямую связаны с внешней средой, также содержит антитела и ферменты.

Внутренние защитные силы организма

  • Реснички – микроскопические волоски в дыхательных путях, которые перемещаются, выводя мусор и слизь вверх от легких;
  • Лизоцим – химическое вещество (фермент), присутствующее в слезах и слизи, которое повреждает бактерии;
  • Фагоциты – различные клетки, которые собирают и поглощают мусор и вторгающиеся организмы, которые являются частью системы наблюдения, чтобы предупредить иммунную систему об атаке;
  • Комменсальные бактерии – бактерии на коже и кишечнике, которые конкурируют с потенциально вредными бактериями за пространство и питательные вещества;
  • Кислота – в желудке и моче, затрудняет выживание любых микробов;
  • Лихорадка – повышенная температура тела, создающая неблагоприятные условия для выживания болезнетворных микроорганизмов.

IgМ

IgМ — главный маркер острого заболевания. Такие антитела продуцируются В-лимфоцитами на ранних стадиях болезни, обнаружить их в крови можно в среднем через 5 дней после развития инфекции.

IgM достаточно крупные по размеру, поэтому они не могут проходить через плацентарный барьер. Это объясняет, почему заражение некоторыми инфекциями, например, краснухой, во время беременности несет серьезную опасность для плода.

У меня нашли антитела. Я больше не заболею?

Есть связь между концентрацией в крови антител и устойчивостью к заражению. Чем выше концентрация, тем сильнее иммунитет. Особенно важно содержание антител класса G — они вырабатываются на последней стадии, когда организм уже победил инфекцию. Людей с высокой концентрацией таких антител даже призывают стать донорами плазмы. С помощью их крови врачи пытаются помочь тем, кто переносит инфекцию особенно тяжело. Хотя эффективность лечения COVID-19 с помощью донорской плазмы пока не доказана.

Другой вопрос, что концентрация антител со временем падает. Для разных инфекций это происходит с разной скоростью. Например, после кори они остаются в организме на всю жизнь, а после сальмонеллеза — только полгода-год. Если говорить о коронавирусе, данные обследования 20 тыс. человек говорят о том, что у большинства переболевших стойкий антительный иммунитет сохраняется как минимум три месяца.

Титр? Какой еще титр?

Как мы уже выяснили, антитела — это белки, которые циркулируют в крови. Для того чтобы обеспечивать эффективную защиту, эти белки должны быть в крови в определенной концентрации — ее и называют титром. Выражают титр в виде чисел, разделенных двоеточием, например 1:50 или 1:100 (читается как «один к пятидесяти» или «один к ста»). 

Так как антитела — это сложные белки, определять их химическими методами крайне трудно. Поэтому для определения антител используют иммунологические реакции. Конкретных методов очень много, но в самом общем виде суть этих реакций очень простая. Мы берем раствор нужного антигена (например, того самого шиповидного белка коронавируса) и смешиваем его с сывороткой, в которой ищем антитела. Если антитела в сыворотке есть, то они связываются с антигеном и их соединение выпадает в виде осадка или раствор мутнеет. На практике проведение такой реакции выглядит сложнее, часто используют специальные гелевые среды и разные способы детектирования, но суть от этого не меняется. 

Проблема в том, что такой подход отвечает нам только на вопрос, есть антитела в сыворотке или их нет, но ничего не говорит о количестве самих антител. Как в таком случае сравнить между собой две разные сыворотки? По количеству выпавшего осадка — не вариант, слишком большая погрешность. Но есть другой способ — можно разводить исследуемую сыворотку до тех пор, пока реакция (осадок) все еще будет обнаруживаться. И вот последнее, самое сильное разведение, при котором мы еще можем наблюдать реакцию сыворотки с раствором антигена, и называют титром этой сыворотки. То есть титр 1:50 говорит нам о том, что эту сыворотку можно развести в 50 раз и она еще будет давать реакцию с антигеном. Соответственно, чем больше вторая цифра в обозначении титра, тем выше концентрация антител в сыворотке.

Недостаток титра в том, что он указывает на относительное содержание антител. Если у нас есть две сыворотки с титрами 1:50 и 1:100, мы можем с уверенностью сказать, что во второй сыворотке антител в 2 раза больше, чем в первой. Но какая именно концентрация антител в каждой из этих сывороток, мы не знаем. На практике это часто бывает и не нужно: нам достаточно знать, с каким титром антител человек еще защищен от инфекции, а с каким — уже нет. Это легко выяснить, измеряя титр антител у вакцинированных людей, которые все же заразились.

В результатах лабораторных анализов обычно указывают концентрацию антител в международных единицах (МЕ) или относительных единицах (ОЕ). Результаты, полученные в МЕ, можно сравнивать между собой — значение не будет зависеть от лаборатории, тест-системы и условий анализа (для коронавируса таких пока нет). Результаты, выраженные в ОЕ, можно сравнивать между собой только для тестов одной марки, при этом сама лаборатория и время анализа роли не играют, то есть можно отслеживать динамику изменения уровня антител у одного человека.

Белки воспаления

Воспаление – это местная и общая реакция организма в ответ на раздражитель. Его цель устранить причину повреждения и восстановить ткань в месте повреждения. Раздражители бывают механическими (травма), химическими (ожог, кислоты), инфекционными (бактерии, вирусы и их токсины), иммунными (комплексы антиген-антитело, комплемент).

Белки острой фазы – белки плазмы, уровень которых резко повышается или, в некоторых случаях, понижается при ответе на поражение тканей. Образуются они преимущественно в печени под действием высоких уровней ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО-альфа в крови. Наиболее резко повышаются уровни:

  • С-реактивного белка (СРБ)

  • Альфа-1 кислого гликопротеина

  • Сывороточного Р-компонента амилоида

Они повышаются через несколько часов после начала воспаления, способствуют активации комплемента, облегчают фагоцитоз, помогают ограничивать повреждение тканей, повышают сопротивляемость организма к инфекциям, способствуют заживлению тканей и прекращению воспаления. Альфа-1-кислый гликопротеин также является транспортным белком.

К белкам острой фазы воспаления относят фибриноген, ферритин, гаптоглобин, церулоплазмин и другие белки. Например, фибиронген помимо основной функции формирования тромба и остановки кровотечения, которые способствуют заживлению тканей, способен также усиливать фагоцитоз. Уровни фибриногена увеличиваются при воспалении и являются основной причиной повышения скорости оседания эритроцитов (СОЭ) в анализах.

Измерение уровней белков острой фазы указывают на воспаление, инфекцию или травму, но не помогают определить причину их возникновения.

В крови содержится еще много других молекулярных компонентов, которые участвуют так или иначе в воспалении и иммунном ответе. Дисбаланс их работы способствует либо чрезмерному ответу с поражением собственных тканей, развитием аутоиммунной патологии, либо наоборот, слабому ответу с развитием хронического воспалительного процесса.

<<< Часть 6 Цитокиновый шторм Часть 8 Анализы иммунитета >>>

Иммунитет зависит только от антител?

Не только. Хорошая новость в том, что “память” иммунитета держится не на одних антителах. Ею обладают и клетки. Лимфоциты, которые производят антитела, пребывают в спящем состоянии до повторной встречи с вредителем. В нужный момент они могут быстро наделать новых “снарядов”. Правда, у такой подготовки есть и обратная сторона, которая мешает создавать эффективные вакцины от некоторых вирусов.

Сталкиваясь со знакомым вирусом, организм бросает в бой в первую очередь клетки, которые были натасканы на него. Разработку новых антител он приостанавливает, чтобы сэкономить силы. Но вирус может мутировать таким образом, что его уязвимые места окажутся защищенными, а иммунитет этого не распознает. Даже хуже: вирус может использовать прикрепленное к нему антитело, чтобы проникнуть в иммунную клетку и заразить ее.

Виды иммунизации

Активная иммунизация – организм генерирует свой собственный ответ для защиты от инфекции с помощью специализированных клеток и антител, стимулируемых вакцинами. Полная защита требует времени, но длится долго.

Пассивная иммунизация – готовые антитела передаются непосредственно иммунизируемому человеку. Это обеспечивает немедленную защиту, но пассивная иммунизация может длиться всего несколько недель или месяцев.

Антитела передаются от матери младенцу через плаценту и с грудным молоком, чтобы защитить младенцев в течение короткого времени после рождения.

Антитела (иммуноглобулины) также очищают из крови или в лабораториях; их можно вводить напрямую, чтобы обеспечить быструю, но непродолжительную защиту или лечение определенных заболеваний, таких как бешенство, дифтерия и столбняк.

Литература:

  1. Adapted from the National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Understanding Vaccines
  2. Fine PEM, Mulholland K. Community immunity. In: Plotkin SA, Orenstein WA, Offit PA eds. Vaccines. 5th ed. Chapter 71. Philadelphia, PA: Elsevier Inc., 2008:1573–92.

John TJ, Samuel R. Herd immunity and herd effect: new insights and definitions. Eur J Epidemiol 2000; 16:601–6.

  1. Stephens DS. Vaccines for the unvaccinated: protecting the herd. J Inf Dis 2008; 197:643–45.
  2. Heymann D, Aylward B. Mass vaccination in public health. In: Heymann D, ed. Control of communicable diseases manual. 19th ed. Washington, DC: American Public Health Association, 2008.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...