В організмі існує три взаємодоповнюючі системи, що забезпечують захист від шкідливих агентів.
Специфічна імунна система виконує в організмі дві функції:
1. Ідентифікація чужорідної біологічної інформації.
2. Знищення генетично чужорідних елементів, які зазіхають на сталість і цілісність внутрішнього середовища організму.
Специфічна імунна система відповідає на впровадження чужорідних і власних трансформованих клітин, часток або молекул (антигенів - АГ) утворенням специфічних захисних речовин, локалізованих всередині клітин або на поверхні (специфічний клітинний імунітет), або розчинених в плазмі (антитіла - АТ; специфічний гуморальний імунітет) . Ці речовини, що з'єднуються з чужорідними частинками (реакція АГ - АТ), нейтралізують їх вплив. Імунна система здатна запам'ятовувати структуру антигенів, так що коли ці антигени повторно впроваджуються в організм, імунна відповідь виникає швидше, і антитіл утворюється більше, ніж при первинному контакті (так звана імунологічна пам'ять), тому при повторному інфікуванні тим чи іншим антигеном симптоми захворювання найчастіше не виникають. Саме тому деякі хвороби (такі як кір, вітряна віспа, епідемічний паротит, скарлатина і цілий ряд інших) зустрічаються переважно у дітей ( «дитячі інфекції»): при повторному введенні їх збудників організм вже має до них імунітет. Тобто в цьому випадку імунітет не успадковується, а набувається.
Головну роль в утворенні антитіл і клітин імунної системи відіграє лімфатична система. Морфологічно формуються тут лімфоцити крові розрізняються лише розмірами, а за хімічними особливостям і функцій можна виділити кілька типів лімфоцитів, серед яких три основних - В-лімфоцити, Т-лімфоцити і нульові клітини.
До органів імунної системи відносяться ті, які беруть участь в утворенні клітин і білкових частинок, що здійснюють захисні реакції організму. Імунні органи побудовані з лімфоїдної тканини і представлені кістковим мозком, вилочкової залозою (тимусом), скупченнями лімфоїдної тканини, розташованими в стінках порожнистих органів (дихальної та травної систем) і сечостатевого апарату, лімфатичними вузлами і селезінкою.
Неспецифічні гуморальні системи. До них відносяться система комплементу та інші білки плазми, здатні зруйнувати комплекси АГ - АТ, знищувати чужорідні частинки і активувати клітини організму, що беруть участь в запальних реакціях.
Неспецифічні клітинні системи включають лейкоцити і макрофаги. здатні здійснювати фагоцитоз, завдяки чому знищуються хвороботворні агенти і комплекси АГ - АТ. Тканинні макрофаги відіграють також важливу роль в розпізнаванні специфічної імунної системою сторонніх часток.
Неспецифічні системи здатні знешкоджувати чужорідні агенти навіть в тому випадку, якщо організм з ними жодного разу попередньо не стикався. Що ж стосується специфічних систем, то вони формуються (імунітет набувається) лише після початкового взаємодії з чужорідним фактором.
Антигени (від грецького anti - проти, genes - рід, походження) - речовини, які несуть ознаки генетичної чужорідність для даного організму і є першопричиною розвитку імунного процесу. Антигени - це потенційно хвороботворні речовини (патогени, білки інших видів тварин, інертні сполуки), які при попаданні в організм викликають утворення специфічних, нейтралізують їх антитіл. Антигени складаються з неспецифічної великої молекули - носія і структурних компонентів - детермінант, локалізованих на поверхні молекули і визначають її специфічність.
Доля антигенів в організмі залежить від способу введення: при внутрішньовенному - антиген швидко надходить в селезінку і печінку; при підшкірному і внутрішньом'язовому - в лімфовузли і т. д. Антигени можуть надходити в організм через шкіру, а також через слизові оболонки травного і дихального трактів.
При імунній відповіді зазвичай діють механізми як гуморального, так і клітинного імунітету, але в різному ступені. Так, при кору переважає гуморальний відповідь, а при контактної алергії - клітинний. Як в гуморальної, так і в клітинній системі вторинні реакції, що виникають при повторному контакті з тим чи іншим антигеном, протікають швидше і інтенсивніше, ніж первинні, і концентрація в крові імуноглобуліну різко зростає. Оскільки гуморальну імунну відповідь швидше клітинного, його називають також негайної імунологічної реакцією. До нього відносять багато реакції гіперчутливості, наприклад алергічні відповіді на ліки або пилок (сінна лихоманка), алергічні форми бронхіальної астми і ускладнення при переливанні несумісної крові.
Клітинну імунну відповідь в порівнянні з гуморальним розвивається порівняно повільно, досягаючи максимуму приблизно за 48 годин, тому його називають відкладеним відповіддю. До реакцій цього типу відносяться багато видів контактної алергії (наприклад, виникає при впливі на шкіру деяких синтетичних речовин, носінні дублених солями хрому виробів зі шкіри або ювелірних виробів, що містять нікель). У цьому випадку виникають почервоніння шкіри, пухирі і посилена секреція рідини під шкіру і слизові оболонки.
Антитіла - особливий вид білків, званих і м м у зв про р л про у л і н а м і, що виробляються під впливом антигенів і володіють здатністю специфічно реагувати з ними. Антитіла можуть нейтралізувати токсини бактерій і віруси, осаджувати розчинні антигени, склеювати корпускулярні антигени (аглютиніни), підвищувати фагоцитарну активність лейкоцитів, пов'язувати антигени, не викликаючи яких-небудь видимих реакцій, спільно з комплементом лизировать бактерії та інші клітини, наприклад еритроцити, і ін.
Антитіла являють собою глікопротеїни з молекулярної масою від 150 000 до 1 000 000. В найпростішому випадку молекула АТ має форму літери «ігрек», або «раку» з мінливим кутом між двома верхніми відрізками ( «клешнями»), що говорить про гнучкість її структури . Складаються антитіла з чотирьох поліпептидних ланцюгів, пов'язаних один з одним дисульфідними містками.
Розпізнавання антигену відповідним антитілом відбувається не за хімічною структурою, а головним чином по загальній конфігурації антигену завдяки взаємній комплементарності з антигензв'язуючих центром. Реакція між антигеном і антитілом призводить до утворення комплексу антиген-антитіло (АТ-АТ). У деяких випадках зв'язування антигену антитілом вже досить для знешкодження антигену - нейтралізації (наприклад, знешкодження правцевого анатоксину). Спорідненість антитіл до відповідних їм антигенів може бути різним. У сироватці проти того чи іншого антигену завжди міститься суміш багатьох молекул антитіл з різним спорідненістю до нього, і їх з'єднання з антигеном обумовлює перехресні реакції. У реакціях антитіл з антигенами, що представляють собою частинки або клітини (частки крові, бактерії), можуть утворюватися великі агрегати, іноді навіть видимі неозброєним оком - це реакції аглютинації ( «склеювання»), які використовують для визначення груп крові, ідентифікації бактерій і антитіл проти бактеріальних білків і гормонів в крові і сечі.
Все імуноглобуліни поділяють на п'ять класів.
Бурхлива вироблення JgG відбувається вже при повторному попаданні антигену в організм, забезпечуючи нейтралізацію бактеріальних токсинів і вірусів. Період напіврозпаду 24 дня.
Клас JgM - найбільші антитіла, що виробляються на первинне введення в організм антигену. Вони утворюють міцні з'єднання з антигенами, викликають аглютинацію і здатні нейтралізувати чужорідні частинки, забезпечуючи стійкість до бактеріальних інфекцій. До JgM належать антитіла системи груп крові АВО, холодові аглютиніни і ревматичні чинники. Зберігаються JgM, однак, недовго - період їх напіврозпаду не перевищує 5 днів.
Клас JgA представляють собою як мономери, так і полімери і виробляються як на первинне, так і на вторинне вплив антигену. Біологічна роль їх до кінця не вивчена. Секреторні JgA продукуються в слизових оболонках кишечника, в верхніх дихальних шляхах, в сечостатевої трубці, містяться в слізної рідини, слині, молоці і забезпечують місцевий імунітет тканин проти антигенів, що контактують зі слизовими оболонками. Період напіврозпаду - 6 днів.
Класи імуноглобулінів JgD і JgE присутні в плазмі в дуже низьких концентраціях. JgE з'єднуються зі спеціальними рецепторами на поверхні базофілів і тучних клітин при зустрічі з відповідним антигеном; клітина - носій цього імуноглобуліну секретує гістамін і інші вазоактивні речовини, що викликають алергічну реакцію. JgD знаходиться на поверхні В-лімфоцитів і разом з JgM становить основну частину їх рецепторів.