Все живые системы: организмы, клетки, клеточные органоиды – должны сохранять биологическую (биохимическую) индивидуальность. Проникновение чужеродных молекул, контакт с вирусами, бактериями, другими паразитами приводит к искажению соответствующих структур и их функций, например ферментов или клеточных мембран, не говоря уже о прямом токсическом вреде в случае попадания паразитов в организм, в его клетки. Способность живых организмов сохранять и совершенствовать свою структуру и функции при различных изменениях внешней и внутренней среды – основа эволюции.
Под термином «иммунитет» (от лат. immunitas – освобождение, избавление от чего-либо) понимают способ защиты организма от генетически чужеродных веществ – антигенов экзогенного и эндогенного происхождения с целью сохранения и поддержания гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, а также биологической (антигенной) индивидуальности и видовых различий. Иммунная система – это совокупность специализированных органов, тканей и клеток, способных выполнять функцию иммунитета и другие жизненно важные функции, такие как регуляция и координация межсистемных связей. По крайней мере три системы: нервная, эндокринная и иммунная – участвуют в сохранении иммунологической индивидуальности каждой особи в пределах вида.
Выделяют следующие функции иммунитета: 1) распознавание чужеродных субстанций («образов патогенности», антигенов); 2) элиминация чужеродных субстанций из организма; 3) запоминание контакта организма с антигеном (при адаптивном иммунитете).
Одним из наиболее важных обобщений в иммунологии конца ХХ и начала XXI века стало создание научно обоснованного учения о врожденном (от англ. Innate immunity), или естественном, и адаптивном (от англ. Adaptive immunity), или приобретенном (от англ. Acquired immunity) иммунитете. В иммунологической практике чаще используют термины врожденный и адаптивный иммунитет или врожденный и адаптивный иммунный ответ. Оба варианта иммунитета реализуются через клеточные и гуморальные факторы. Ушли в прошлое такие термины, как неспецифический иммунитет, неспецифическая иммунологическая реактивность и им подобные.
Защита организма от инфекционных и других агентов осуществляется в несколько этапов, на каждом из которых повышается ее специфичность. Самая простая линия защиты – это механические барьеры, которые предотвращают попадание инфекций – бактерий, вирусов, грибов и других патогенов – в организм. Если возбудитель проникает через эти барьеры, в процесс защиты включается врожденная иммунная система. В том случае, когда возбудители успешно преодолевают воздействие врожденных иммунных механизмов, существует третий уровень защиты – приобретенный (или адаптивный) иммунитет. Эта часть иммунной системы адаптирует свою реакцию во время патологического процесса, улучшая распознавание чужеродного агента. Сформированный иммунный ответ сохраняется после элиминации возбудителя в виде иммунной памяти. Она позволяет механизмам приобретенного иммунитета развивать более быструю и более сильную ответную реакцию при повторном появлении такого же возбудителя.
Врожденный (неспецифический, конституциональный – устар.) иммунитет присутствует у всех видов живых существ, обусловлен анатомическими, физиологическими, клеточными или молекулярными особенностями, закрепленными наследственно. Он является первой линией обороны и распознает все виды патогенных микроорганизмов в первые несколько минут или часов после их проникновения в организм, когда еще механизмы приобретенного (адаптивного) иммунитета отсутствуют.
Частью врожденного иммунитета являются барьеры организма. Они включают в себя эпителиальные слои, слизь для предотвращения прилипания микробов и антимикробные пептиды (α-дефензины, β-дефензины), нейтрофилы, эпителиальные клетки и гистатины слюны.
Врожденный иммунитет, как правило, не имеет строгой специфичности к чужеродным антигенам. Клетки врожденной иммунной системы участвуют в реакциях фагоцитоза, цитолиза, бактериолиза и др. Он осуществляет свою функцию посредством разнообразных клеток: макрофагов, нейтрофилов, естественных киллеров (ЕК), Т-клеток естественных киллеров (ЕКТ), интраэпителиальных γδ Т-клеток, В-1 клеток, синтезирующих естественные антитела, а также клеток Лангерганса, дендритных клеток, являющихся антиген-представляющими клетками, способными стимулировать иммунную систему.
Дендритные клетки (DC) имеют важную функцию в иммунной системе, участвуя в первичном защитном ответе, являющемся механизмом врожденного иммунитета; они забирают антигены и представляют их Т-клеткам. DС являются связующим звеном между врожденными и адаптивными иммунными реакциями, а также в индукции и регулировании антиген-специфических иммунных реакций. Они расположены в лимфоидных органах (селезенке или лимфатических узлах), нелимфоидных тканях (слизистые оболочки) и в крови. DС делят на две категории: миелоидные и плазмоцитоидные дендритные клетки.
Распознавание чужеродных агентов клетками врожденного иммунитета реализуется через многочисленные рецепторные структуры, такие как рецепторы-мусорщики (scavenger-рецепторы), маннозные рецепторы, рецепторы комплемента (CR1, CR3, CR4), лектиновые рецепторы и др. Особую группу рецепторов врожденного иммунитета составляют так называемые паттерн-распознающие рецепторы (англ. Pattern-Recognition Receptor – PRR). Они распознают консервативные, общие для многих типов микроорганизмов структуры, так называемые патоген-ассоциированные молекулярные паттерны, или образы (англ. PathogenAssociated Molecular Patterns – PAMP). Структура и функции рецепторов врожденного иммунитета в настоящее время интенсивно изучаются, это касается таких рецепторов, как Toll-подобные рецепторы (TLR), NOD-1, NОD-2, RIG и др. Рецепторы врожденной иммунной системы эволюционно законсервированы.
Первый этап в иммунной защите обеспечивается взаимодействием паттерн-распознающих рецепторов с патоген-ассоциированными молекулами, в результате чего инициируются внутриклеточные сигнальные каскады, которые обычно заканчиваются передачей сигнала в ядро и синтезом провоспалительных цитокинов. Связь между врожденным и адаптивным иммунитетом обеспечивается антиген-представляющими клетками. Эти клетки после активации мигрируют к лимфоидным органам для представления антигенов В-клеткам и Т-клеткам, чтобы вызвать ответ адаптивной иммунной системы. Клетки врожденной иммунной системы не образуют клонов. Отсутствие клональности в организации врожденной иммунной системы – одно из ее основных отличий от адаптивной иммунной системы.