БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

14. ТРАНСПОРТ У ЖИВОТНЫХ

14.9. Иммунная система

Иммунитет, по определению Фрэнка Макфарлейна Бёрнета, — это «способность распознавать вторжение в организм чужеродного материала и мобилизовать клетки и образуемые ими вещества на более быстрое и эффективное удаление этого материала».

В этом разделе мы рассмотрим иммунный ответ. После фагоцитов, которые, согласно приведенному выше определению, тоже относятся к иммунной системе, — это вторая линия обороны организма. Под иммунным ответом мы подразумеваем образование антител против проникших в организм антигенов. Каждый антиген распознается специфическим антителом.

14.9.1. Антитела, антигены, В-клетки и Т-клетки

Антитело — это молекула, синтезируемая организмом животного в ответ на присутствие чужеродного вещества, называемого антигеном. Антитела представляют собой белки, известные как иммуноглобулины. Молекула любого иммуноглобулина состоит из двух тяжелых (Н-цепи) и двух легких (L-цепи) полипептидных цепей (рис. 14.38). В ней различают константные (неизменные) и вариабельные (изменчивые) участки. Последние и распознают строго определенный антиген, структурно соответствующий им, как ключ замку, а проще говоря, — связывают его. Человеческий организм способен образовать примерно 100 млн. различных антител, распознающих практически любые чужеродные вещества, в том числе и те, с которыми мы никогда не сталкивались. Это возможно благодаря своего рода внутриклеточной «перетасовке» частей генов, кодирующих вариабельные области иммуноглобулинов (аналогично сборке разных конструкций из стандартного набора деталей).

Рис. 14.38. Молекула антитела. А. Схема строения. Молекула состоит из четырех полипептидных цепей — двух легких и двух тяжелых. Антиген связывается между вариабельными областями легкой и тяжелой цепей. В одной молекуле антитела два таких одинаковых участка. Б. Построенная компьютером упрощенная трехмерная модель антитела.

Антиген — это молекула, вызывающая образование антител. Все клетки несут на своей поверхности антигены, которые выступают в роли меток (маркеров), позволяющих клеткам распознавать друг друга. Обычно антигены представлены белками или гликопротеинами, т. е. белково-углеводными соединениями, хотя в принципе антигенными свойствами может обладать любая крупная молекула. Организм отличает свои антигены от чужих и в норме образует антитела только против чужих.

У млекопитающих сформировались две системы иммунитета — клеточный и гуморальный. Это связано с развитием двух типов лимфоцитов — Т-и В-клеток. И те, и другие образуются из стволовых клеток-предшественников в костном мозге. Эти клетки мигрируют в первичные лимфоидные органы и там дозревают. В формировании иммунологической компетентности Т-клеток решающую роль играет тимус (зобная, или вилочковая железа), откуда и их название. Что касается В-клеток, то они были обнаружены в фабрициевой сумке (bursa Fabricii) птиц. Эта сумка представляет собой мешковидный вырост клоаки. У млекопитающих этого органа нет, но имеется эквивалентная ей ткань, возможно, в костном мозге. В- и Т-клетки способны синтезировать специфические антитела против миллионов различных антигенов. Реакция антиген-антитело направлена на то, чтобы связать антиген, инактивировать его и предотвратить таким образом его вредное воздействие на организм.

Клеточный иммунный ответ

Т-клетки атакуют следующие объекты:

1) клетки, инфицированные микроорганизмами, чаще всего — вирусами;

2) трансплантированные органы и ткани (разд. 25.7.13);

3) злокачественные клетки,

В атаке участвует вся иммунная клетка, поэтому ответ называется клеточным. Свободные антитела при этом не выделяются.

Гуморальный иммунный ответ

В-клетки выделяют антитела в плазму крови, тканевую жидкость и лимфу. Поскольку антитела высвобождаются в жидкую среду, и атака на микроорганизмы происходит также в жидкой среде, такой тип ответа называется гуморальным (от латинского humor — жидкость). Он направлен против бактерий и некоторых вирусов.