ГЛАВА 6.1. ИММУНОТОКСИЧНОСТЬ

Иммунотоксичность следует рассматривать в двух аспектах: как собственно повреждающее действие веществ на иммунную систему и как участие иммунной системы в реализации механизмов токсического действия ксенобиотиков. Первый аспект прослеживается, например, в явлении снижения резистентности организма, подвергшегося действию токсиканта, к инфекции; второй - превалирует в феномене сенситизации кожных покровов, дыхательных путей и т.д. к химическим веществам (см. разделы "Дерматотоксичность", "Пульмонотоксичность"). Оба аспекта неразрывно связаны между собой.

Иммунная система включает кровеносное русло и лимфатические сосуды, пронизывающие все ткани организма, по которым перемещаются мириады иммунокомпетентных клеток. Функция системы - выявить чужеродные элементы (антигены), проникшие во внутренние среды, изолировать их и уничтожить. Это реализуется в несколько этапов:

а) накопление чужеродных элементов в лимфоидной ткани;

б) прохождение иммунокомпетентных клеток через лимфоидные структуры и их трансформация в антиген-специфичные за счет контакта с чужеродными элементами (антигенами);

в) диссеменация продуктов иммунологической трансформации (антиген-специфичных клеток и гуморальных факторов иммунитета) в крови и тканях;

г) взаимодействие продуктов трансформации с антигеном;

д) манифестация процесса, который может быть местным и общим, острым и хроническим, обратимым и необратимым, отчетливо проявляющимся и скрытым.

Иммунная система является высоко специализированной, сложно регулируемой системой, её клеточные элементы находятся в состоянии постоянной пролиферации. В этой связи любое токсическое воздействие обязательно амплифицируется. При этом повреждение иммунной системы может проявляться усилением или супрессией иммунных функций организма, либо вообще не проявляться клинически. Подавление иммунитета приводит к учащению инфекционных заболеваний, ослаблению механизмов противоопухолевой защиты организма. Усиление иммунного ответа приводит к формированию аутоиммунных процессов, аллергизации организма или патологической гиперчувствительности к определенным антигенам.

Огромное количество веществ обладает иммунотоксичностью. Полагают, что практически любая интоксикация в той или иной степени может стать причиной нарушения иммунного статуса организма. Однако к числу иммунотоксикантов, т.е. веществ, нарушающих иммунные реакции организма, действуя в минимальных дозах, можно отнести лишь ограниченное количество соединений. Перечень иммунотоксикантов, достаточно широко используемых в хозяйственной деятельности, представлен в таблице 1.

Таблица 1. Перечень наиболее известных промышленных токсикантов, обладающих выраженной иммунотоксичностью

Для выявления действия веществ на иммунную систему разработаны многочисленные методы исследования, выполняемые in vivo и in vitro. Иммунные клетки легко изолировать, а их функции изучить in vitro. Антитела также легко выделить и их количество оценить. Информация об иммунотоксичности веществ может быть использована для оценки риска, которому подвергаются лица, контактирующие с ними.

Краткая характеристика морфологических и функциональных особенностей иммунной системы млекопитающих

Иммунокомпетентные клетки

Центральное место в иммунных реакциях организма принадлежит лимфоцитам (рисунок 1). Лимфоциты распознают специфические антигены или антигенные детерминанты. Их обозначают также как антиген-чувствительные или иммунокомпетентные клетки. Предшественниками лимфоцитов, как и других клеток крови, являются стволовые клетки костного мозга. В эмбриональном периоде, а у некоторых животных и на протяжении всей жизни, предшественники лимфоцитов покидают костный мозг и заселяют первичные лимфоидные органы (тимус, фетальная печень). В тимусе осуществляется пролиферация и дифференциация иммунокомпетентных клеток. Лимфоциты, возникшие в результате пролиферации клеток в тимусе, называются тимоцитами. Часть тимоцитов отмирает, часть - оккупирует вторичные лимфоидные органы (селезёнку, лимфатические узлы, лимфоэпителиальную ткань, ассоциированную с кишечником - миндалины, пейеровы бляшки, аппендикс). Эти клетки обозначаются как тимус-зависимые лимфоциты или Т-лимфоциты. В ходе превращения стволовых клеток в тимоциты, последние приобретают поверхностные антигены (мембранные антигены), которые отличают их от других клеток. С помощью специальных иммунных сывороток, специфичных в отношении различных поверхностных антигенов, можно отличить тимоциты от других популяций лимфоцитов. При трансформации тимоцитов в Т-лимфоциты происходит уменьшение количества этих поверхностных антигенов в пользу иммуноглобулинов (рецепторы антигенов) и Н2-трансплантационных антигенов (соответствует НLA-системе человека). Т-лимфоциты играют важную роль, как в механизмах клеточного (клетки киллеры), так и гуморального (клетки хелперы, клетки супрессоры, лимфокин-секретирующие клетки) иммунитета. Содержание Т-хелперов и Т-супрессоров в периферической крови можно определить, используя коммерческие препараты моноклональных антител. Т-хелперы (50 - 60% популяции Т-лимфоцитов) имеют рецептор для IgM и интерлейкина-2. На поверхности клеточной мембраны Т-супрессоров (25 -35% популяции Т-лимфоцитов) локализованы рецепторы IgG и интерлейкина-3. В норме соотношение хелперов и супрессоров составляет 1,8 - 2,2.

Помимо упомянутой, существует популяция тимуснезависимых лимфоцитов (В-лимфоциты). Хотя вопрос окончательно не решён, полагают, что в организме млекопитающих клетки зарождаются непосредственно в костном мозгу, а затем разносятся по вторичным лимфоидным органам. В сравнении с Т-лимфоцитами, В-лимфоциты несут на поверхности клеточной мембраны значительно большее количество рецепторов к антигенам (иммуноглобулины), а также рецепторы, регулирующие дифференциацию клетки. Основная функция В-лимфоцитов - синтез специальных белков - антител (иммуноглобулинов: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE; см. таблицу 2).

Таблица 2. Некоторые свойства иммуноглобулинов человека

В отличие от пролиферации лимфоцитов в первичном лимфоидном органе, их пролиферация во вторичных органах зависит от стимуляции процесса антигенами, попадающими в организм.

Помимо лимфоцитов, важнейшим элементом иммунной системы являются фагоцитирующие клетки (макрофаги и микрофаги) (таблица 3).

Таблица 3. Фагоцитирующие клетки

Значительная роль в иммунном ответе принадлежит макрофагам, мононуклеарным клеточным элементам, способным к фагоцитозу. Совокупность макрофагов образует ретикулоэндотелиальную систему, хотя отдельные группы клеток существенно различаются, как по структурным, так и по функциональным особенностям. Макрофаги захватывают антиген и перерабатывают его. Иногда антиген концентрируется на поверхности клеток, что также имеет большое значение для формирования иммунной реакции. Облигатные макрофаги (главным образом моноциты) несут на своей поверхности рецепторы для иммуноглобулинов и комплемента. Прикрепление чужеродной субстанции к клеточной поверхности осуществляется как с помощью этих рецепторов, так и без их участия. Факультативные фагоциты (фибробласты, эндотелиальные клетки, ретикулярные клетки) лишь в незначительной степени участвуют в захвате антигена, причем без участия в процессе иммуноглобулинов и комплемента. На поверхности этих клеток отсутствуют соответствующие рецепторы.

Важная роль в иммунных процессах отводится микрофагам и особенно нейтрофилам. Основными функциями этих клеток являются хемотаксис, стимуляция макрофагов, регуляция лимфопоэза и функционального состояния лимфоцитов, фагоцитоз, уничтожение фагоцитированных антигенов.

Рисунок 1. Система иммунокомпетентных клеток млекопитающих