Гуморальный иммунитет и регуляция¶
Гуморальный (от лат. humor — «жидкость») — термин, обозначающий процессы и механизмы, реализуемые через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость), а не через прямой контакт клеток. В биологии и медицине понятие противопоставляется «клеточному» — тому, что осуществляется непосредственно клеточными элементами.
¶Гуморальный иммунитет
Наиболее известное употребление термина связано с иммунологией. Гуморальный иммунитет — звено иммунной защиты, в котором ключевую роль играют растворённые в биологических жидкостях факторы: антитела (иммуноглобулины), комплемент, лизоцим, интерфероны и другие белки острой фазы.
Механизм гуморального иммунитета включает следующие этапы:
- Распознавание антигена. B-лимфоциты, несущие на своей мембране рецепторы (BCR, мембранные иммуноглобулины), связывают антиген.
- Активация при участии T-хелперов. Для большинства антигенов (Т-зависимых) B-клетке требуется сигнал от CD4+ T-хелпера: взаимодействие молекул MHC-II на B-клетке с TCR-рецептором T-хелпера, а также выделение цитокинов (IL-4, IL-5, IL-6).
- Клональная экспансия и дифференцировка. Активированный B-лимфоцит размножается и превращается в плазматические клетки — фабрики антител.
- Секреция антител. Плазматические клетки выделяют в кровь и лимфу иммуноглобулины классов IgM, IgG, IgA, IgE, IgD.
- Эффекторные функции антител. Антитела нейтрализуют токсины и вирусы, вызывают агглютинацию бактерий, активируют комплемент по классическому пути (с участием C1q), обеспечивают опсонизацию — пометку патогена для последующего фагоцитоза.
Гуморальный иммунитет особенно эффективен против бактериальных инфекций и их токсинов, а также против вирусов, находящихся вне клеток. Дефицит гуморального звена проявляется рецидивирующими гнойными инфекциями; пример — агаммаглобулинемия (болезнь Брутона), при которой не вырабатываются антитела.
¶Клеточный иммунитет как противоположность
Клеточный (клеточно-опосредованный) иммунитет реализуется Т-лимфоцитами, макрофагами, NK-клетками и не зависит от антител. Он отвечает за уничтожение инфицированных вирусами клеток, контроль внутриклеточных бактерий (туберкулёзная палочка), грибков, а также за отторжение трансплантатов и противоопухолевый контроль. Оба звена работают совместно: T-хелперы типа Th2 поддерживают гуморальный ответ, Th1 — клеточный.
¶Гуморальная регуляция физиологических функций
Помимо иммунологии, термин «гуморальный» применяется к регуляции функций организма через биологически активные вещества, циркулирующие в крови и тканевой жидкости. Такой способ регуляции противопоставляется нервной регуляции (быстрой, точечной) и является медленным, но продолжительным по действию.
К гуморальным регуляторам относятся:
- Гормоны — классические гуморальные сигналы (инсулин, адреналин, тироксин, кортизол). Гуморальная регуляция с помощью гормонов описана в работах Эрнста Старлинга, который ввёл само понятие «гормон» в 1905 году.
- Местные медиаторы — гистамин, серотонин, простагландины, брадикинин.
- Ионы и метаболиты — H+, K+, CO2, молочная кислота, влияющие на сократимость сердца, тонус сосудов, дыхание.
- Цитокины — интерлейкины, интерфероны, факторы некроза опухоли.
Примеры гуморальных влияний: повышение секреции желудочного сока при виде пищи (гистамин), изменение частоты сердечных сокращений под действием адреналина, регуляция дыхания через концентрацию CO2 в крови.
¶Гуморальный путь свёртывания крови
В гематологии гуморальным называют каскад свёртывания крови — последовательность реакций, в которых неактивные проферменты (проактиваторы) превращаются в активные ферменты, работающие в жидкой фазе плазмы. Каскад включает внутренний (контактный) и внешний (тканевой) пути активации, сходящиеся в общем финальном этапе — образовании тромбина и полимеризации фибрина. Нарушения гуморального звена свёртывания лежат в основе гемофилий, болезни Виллебранда и ДВС-синдрома.
¶Гуморальный иммунитет у беспозвоночных
Гуморальные защитные механизмы существуют и у беспозвоночных, у которых нет адаптивного иммунитета. Личинки насекомых, моллюски и иглокожие вырабатывают лектины, агглютинины, фагоцитин-активирующие факторы и фенолоксидазу, циркулирующие в гемолимфе. Эти белки обеспечивают распознавание патогена, его агглютинацию и активацию фагоцитоза. У позвоночных гуморальная защита дополнилась костным мозгом-зависимой продукцией антител и развитием иммунологической памяти.
¶История термина
Противопоставление «гуморального» и «клеточного» восходит к работам Ильи Мечникова, описавшего фагоцитарную теорию иммунитета (Нобелевская премия, 1908, совместно с Паулем Эрлихом). Эрлих, развивая теорию боковых цепей, объяснил образование антител как гуморальный процесс. Термин «гуморальный» закрепился в XX веке для обозначения всех иммунных реакций, опосредованных растворёнными в жидкостях факторами.
Источники:
- Мурашкин Н. Н. Иммунология: учебник
- Привес М. С., Нежданова Н. К., Быков В. Л. Гистология: учебник
- Ройт И., Бростофф Дж., Мейл Д. Иммунология
- Гайтон А. К., Холл Дж. Э. Медицинская физиология