Виды и механизмы иммунологической толерантности: память и формирование

Содержание

1

Иммунологическая толерантность — это способность иммунной системы различать собственные и чужеродные антигены и не реагировать на собственные. Это важный механизм, который предотвращает развитие аутоиммунных заболеваний, когда иммунная система атакует свои же клетки и ткани. Позволяет иммунной системе узнавать и запоминать чужеродные антигены, которые могут представлять угрозу для организма, такие, как: бактерии, вирусы, паразиты и опухолевые клетки. Также формируется в процессе онтогенеза и поддерживается в течение всей жизни. В данной статье мы рассмотрим основные аспекты иммунологической толерантности.

Механизмы иммунологической толерантности

Иммунологическая толерантность реализуется с помощью двух основных механизмов:

• Центральная происходит в первичных лимфоидных органах, таких, как: костный мозг и тимус, где происходит развитие и созревание лимфоцитов. В этих органах лимфоциты, которые имеют высокую аффинность к собственным антигенам, удаляются из репертуара иммунной системы путем апоптоза (программированной клеточной смерти) или анергии (потери способности активироваться).
• Периферическая происходит во вторичных лимфоидных органах, таких, как: лимфатические узлы и селезенка, где происходит взаимодействие лимфоцитов с антигенами. В этих органах лимфоциты, которые встречают собственные антигены, могут быть подавлены с помощью регуляторных Т-клеток, которые вырабатывают иммуносупрессивные цитокины, такие, как: интерлейкин-10 и трансформирующий фактор роста-бета. Также лимфоциты способны входить в состояние анергии или апоптоза в зависимости от степени сигнализации через рецепторы для антигенов.

Иммунологическая память

Способность иммунной системы запоминать чужеродные антигены, с которыми она ранее сталкивалась, и быстро и эффективно реагировать на них при повторном контакте. Она обеспечивается существованием памяти лимфоцитов, которые делятся на два типа:

• Эффекторные расположены в тканях и способны немедленно проявлять свою функцию при повторной встрече с антигеном.
• Центральные расположены во вторичных лимфоидных органах и способны быстро активироваться и дифференцироваться в эффекторные клетки при повторной встрече с антигеном.

Иммунологическая память позволяет иммунной системе усиливать свой ответ при повторной инфекции или вакцинации.

Разновидности

Иммунологическая толерантность может быть классифицирована по разным критериям, таким, как: время возникновения, тип антигена, лимфоцита и механизм регуляции. Перечислим некоторые виды:

• Естественная — формируется в процессе онтогенеза и поддерживается в течение всей жизни.
• Искусственная — индуцируется взаимодействием с чужеродными антигенами в определенных условиях, таких, как: высокая доза, низкая доза, оральное введение или введение в присутствии иммуносупрессивных агентов.
• Центральная — относится к собственным антигенам, которые выражаются в первичных лимфоидных органах.
• Периферическая – относится к собственным антигенам, которые выражаются в тканях, или к чужеродным антигенам, которые попадают в организм.
• Т-клеточная — относится к антигенам, которые представляются на поверхности антигенпрезентирующих клеток (АПК) в контексте молекул главного комплекса гистосовместимости (МГК).
• В-клеточная — относится к антигенам, которые связываются с рецепторами для антигенов на поверхности В-клеток.
• Негативная иммунологическая толерантность основана на удалении или деактивации толерогенных лимфоцитов путем апоптоза или анергии.
• Позитивная иммунологическая толерантность основана на подавлении толерогенных лимфоцитов путем регуляторных клеток или иммуносупрессивных цитокинов.

Формирование иммунологической толерантности

Формирование зависит от множества факторов, таких, как: тип, доза, место и время воздействия антигена, а также состояние иммунной системы. В общем, чем выше доза антигена, тем больше вероятность индукции толерантности. Также, чем раньше встречается антиген в процессе онтогенеза, тем больше вероятность толерантности. Кроме того, антигены, которые попадают в организм через слизистые оболочки, такие, как: желудочно-кишечный тракт, дыхательные пути или гениталии, более склонны к индукции толерантности, чем антигены, которые попадают через кожу или кровь. Наконец, состояние иммунной системы также влияет на формирование толерантности. Например, при иммунодефиците, стрессе, беременности или старении иммунная система более подвержена толерантности, чем при нормальных условиях.

Срыв иммунологической толерантности

Срыв иммунологической толерантности — это нарушение механизмов, которые поддерживают снисходительность к собственным антигенам, что приводит к развитию аутоиммунных заболеваний. Он может быть вызван различными причинами, такими, как: генетические мутации, инфекции, травмы, химические вещества, гормональные изменения или иммунная гиперактивность. Например, генетические мутации способны привести к дефектам в развитии или функции регуляторных клеток, которые не могут подавлять аутоиммунный ответ. Инфекции приводят к активации скрытых аутоантигенов, которые были недоступны для иммунной системы, или к перекрестной реакции между чужеродными и собственными антигенами, которые имеют сходство в структуре. Травмы приводят к повреждению тканей и высвобождению аутоантигенов, которые вызывают воспаление и иммунный ответ. Химические вещества приводят к модификации собственных антигенов, которые становятся нераспознаваемыми для иммунной системы. Гормональные изменения приводят к нарушению баланса между противовоспалительными и провоспалительными цитокинами, которые регулируют иммунный ответ. Иммунная гиперактивность способна привести к избыточной стимуляции иммунных клеток, которые могут атаковать собственные ткани.

Роль иммунологической толерантности

Иммунологическая толерантность играет важную роль в поддержании гомеостаза и здоровья организма. Она предотвращает развитие аутоиммунных заболеваний, которые могут привести к хроническому воспалению, повреждению тканей и органов, снижению качества жизни и смерти. Также позволяет иммунной системе адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды и реагировать на новые угрозы, такие как патогены или опухоли. Иммунологическая толерантность также имеет клиническое значение, так как она может быть использована для лечения или профилактики аутоиммунных заболеваний, аллергии, трансплантат-против-хозяина реакции, трансплантации органов или тканей, или иммунотерапии рака.

Как иммунная система обучается терпимости

Обучение терпимости происходит на разных этапах онтогенеза и в разных органах и тканях. Оно зависит от множества факторов, таких, как: тип, доза, место и время воздействия антигена, а также состояние иммунной системы. Иммунная система использует различные механизмы для поддержания терпимости, такие, как: негативный отбор, анергия, апоптоз, регуляторные клетки, иммуносупрессивные цитокины и иммунологическая память. Толерантность позволяет избежать аутоиммунных заболеваний, а также адаптироваться к новым угрозам, таким как патогены или опухоли.

Обучение терпимости в первичных лимфоидных органах

Первичные лимфоидные органы — это костный мозг и тимус, где происходит развитие и созревание лимфоцитов. В этих органах иммунная система обучается терпимости к собственным антигенам, которые выражаются в этих органах или транспортируются в них из других тканей. Этот процесс называется центральной толерантностью. Она обеспечивается негативным отбором лимфоцитов, которые имеют высокую аффинность к собственным антигенам. Такие лимфоциты удаляются из репертуара иммунной системы путем апоптоза (программированной клеточной смерти) или анергии (потери способности активироваться). Центральная толерантность позволяет иммунной системе избежать аутоиммунных реакций против собственных тканей и органов.

Обучение терпимости во вторичных лимфоидных органах

Вторичные лимфоидные органы — это лимфатические узлы, селезенка, миндалины, аппендикс и кишечные лимфоидные ткани, где происходит взаимодействие лимфоцитов с антигенами. В этих органах иммунная система обучается терпимости к собственным антигенам, которые выражаются в тканях. Этот процесс называется периферической толерантностью. Она обеспечивается подавлением толерогенных лимфоцитов с помощью регуляторных клеток, таких, как: Т-регуляторные клетки, В-регуляторные клетки и миелоидные деривативные супрессорные клетки, которые вырабатывают иммуносупрессивные цитокины, такие как интерлейкин-10 и трансформирующий фактор роста-бета. Также толерогенные лимфоциты могут входить в состояние анергии или апоптоза в зависимости от степени сигнализации через рецепторы для антигенов. Периферическая толерантность позволяет иммунной системе избежать гиперчувствительности к аллергенам или трансплантатам.

Заключение

В данной статье мы рассмотрели основные аспекты иммунологической толерантности. Подведём итоги, опираясь на написанный материал. Иммунологическая толерантность — это сложный и динамичный процесс, который регулирует активность иммунной системы по отношению к собственным и чужеродным антигенам. Она обеспечивается различными механизмами, которые действуют на разных уровнях онтогенеза и физиологии. Необходима для поддержания гомеостаза и здоровья организма, адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды. Также имеет потенциал для развития новых стратегий лечения или профилактики различных иммунных заболеваний или состояний.

Задайте вопрос и получите мгновенный ответ
от искусственного интеллекта

Спросите у искусственного интеллекта и получите мгновенный ответ