Что такое иммунная система и как она работает? Защитный механизм организма

Вокруг нас почти бесчисленное множество микроорганизмов. Одни приносят организму пользу, другие вредят, нарушая его естественную работу. Полезные микроорганизмы мы называем микробиомом . Вызывающие болезни микроорганизмы называются патогенами . Есть защитные механизмы для предотвращения их проникновения или уничтожения попавших в организм. Специальные поверхностные структуры, позволяющие защите распознавать патогены, называют антигенами . У защиты две основные задачи: защищать от патогенных микроорганизмов и уничтожать мертвые, поврежденные или аномальные клетки. Эти системы в целом называются иммунной системой (системой защиты) . Изучающая их наука — иммунология.

Иммунная система делится на врожденную и приобретенную:

Врожденная иммунная система— первичный механизм защиты от патогенов. Она дает мгновенный ответ, общий для любого патогена.

У этой защиты четыре главные линии:

1. физические и химические барьеры,
2. фагоциты,
3. воспалительный ответ
4. некоторые белки плазмы.

Физические и химические барьерывключают содержащийся в слюне, поте и слезах убивающий бактерии фермент лизоцим, высокую кислотность желудочного сока и задерживающий микроорганизмы слой слизи.

Другая линия защиты — фагоциты— поглощает и разрушает проникшие патогены и представляет их антигены на поверхности для активации других иммунных клеток. Фагоциты включают три типа: макрофаги, нейтрофилы и эозинофилы.

Воспалительный ответ возникает в поврежденных областях, открытых инфекции. Он расширяет местные сосуды, вызывая отек из-за выхода плазмы. Прибывающие белые клетки крови приводят к воспалению.

Наконец, некоторые белки плазмы обеспечивают уничтожение микроорганизмов. Пример — мембраноатакующий комплекс (membrane attack complex, MAC), который проделывает отверстия в клеточной стенке бактерии и разрушает ее.

В отличие от врожденного иммунитета приобретенная иммунная система специфична для микроорганизма. Она формирует более продолжительный ответ , а при второй встрече с тем же микробом возникает более быстрая и эффективная защита. В ее основе белки под названием антитела . Их вырабатывают одни из ответственных за приобретенный иммунитет клеток — B-клетки . После встречи с патогеном B-клетки разделяются на специфичные к нему плазматические клетки и клетки памяти . B-клетки и антитела отвечают за гуморальный/жидкостный иммунитет. T-клетки отвечают за клеточный иммунитет . Например, через рецептор MHC они распознают инфицированную вирусом клетку и обеспечивают уничтожение. Чтобы B- и T-клетки не нападали на свои клетки, при формировании они должны пройти проверку и модификацию против такой атаки. При нарушении проверки иммунные клетки атакуют организм, вызывая аутоиммунные заболевания , например множественный склероз (MS). Пример противоположного состояния — рак: одна из 10 основных особенностей рака— способность быть невидимым для иммунитета. Поскольку раковые клетки происходят из собственных, B- и T-клетки часто недостаточно воспринимают их чужими. Чтобы выглядеть друзьями для иммунных клеток, раковые клетки несут на поверхности молекулы, такие как PD-1 и PD-L1 . Новое поколение противораковой иммунотерапии— препараты структуры антител, блокирующие эти ложные дружеские руки раковых клеток.

На следующем рисункепоказана клеточная иммунная система.

*

На следующем рисункепоказано образование иммунных клеток из кроветворной стволовой клетки.