Программа семинаров и самостоятельной работы студентов факультета естественных наук Курс 4-й, 7 cеместр Учебно-методический комплекс Новосибирск, 2013 Учебно-методический комплекс «Спецсеминар по иммуногенетике»
Скачать 0.88 Mb.
|
Влияние химических токсикантов на иммунную систему.Наиболее опасными для человека из органических соединений-загрязнителей считаются диоксины побочные продукты многих химических процессов. Диоксины – это общее название группы устойчивых к разложению очень ядовитых химических веществ. Наиболее токсичная форма диоксинов – 2, 3 ,7, 8 – тетрахлордибензо-п-диоксин (ТХДД). Химическая и целлюлозно-бумажная промышленность также является поставщиком диоксинов. Это связано с использованием хлора в производстве пластмасс, пестицидов, медикаментов, косметики, моющих средств, органических растворителей и красителей. Гербицид “агент оранж” содержит диоксин в виде примеси. Другие группы не менее опасных для человека веществ – пестициды, канцерогены и мутагены. К физическим факторам, оказывающим влияние на иммунную систему относятся ионизирующее излучение, электромагнитные поля. В последние годы ученые высказывают тревогу относительно опасности для здоровья населения, особенно детей, юношей и беременных женщин, работы с видеодисплейными терминалами и мониторами компъютеров. Всемирная организация здравоохранения определила исследование биологических эффектов низкочастотных ЭМП от этих приборов как приоритетное направление на ближайшие годы. Первым патогенетическим звеном действия токсичнских веществ является мембраноповреждающий эффект, сопровождающийся нарушением каскада митохондриальных и микросомальных ферментов, участвующих в детоксикации и элиминации ксенобиотиков. Далее образуются реакционноспособные метаболиты, конъюгированные антигены и аутоантигены, которые способны индуцировать в организме синтез антител и чаще всего опосредованные антителами реакции гиперчувствительности (аллергии, анафилаксии и аутоиммунные поражения органов и тканей). Воздействие пестицидов приводит к развитию иммунодефицита у лиц, профессионально или косвенно контактирующих с ними. Кратковременный контакт с этими веществами индуцирует, как правило, транзиторное иммунодефицитное состояние, сопровождающееся резким снижением количества Т-хелперов, Т-киллеров и натуральных киллеров. В меньшей степени при этом страдает В-клеточное звено иммунитета. При хроническом воздействии пестициды угнетают пролиферацию и миграцию стволовых клеток костного мозга, миграцию Т- и В-лимфоцитов, их кооперацию при раз-витии иммунного ответа. Степень угнетения иммунного статуса коррелирует со стажем работы при постоянном контакте с пестицидами. При действии пестицидов подавляются и факторы неспецифической резистентности организма: затрудняется захват антигенов фагоцитами, их деградация лизосомальными ферментами и гуморальными факторами, угнетается активность лизосомальных ферментов и др. Наряду с иммуносупрессивным воздействием пестициды обусловливают гиперпродукцию IgE, что свидетельствует о высокой аллергизирующей активности ядохимикатов. Несмотря на высокую радиочувствительность иммунной системы в целом, отдельные ее компартменты существенно различаются по степени радиорезистентности. Наибольшей гетерогенностью при этом обладают факторы неспецифической защиты. Например, фаза поглощения фагоцитируемого материала радиорезистентна, а фаза переваривания его – радиочувствительна. Воздействие ионизирующей радиации на иммунную систему реализуется в первую очередь через лимфоциты – основные эффекторные клетки, многие из которых погибают при облучении в дозах 0,20,3 Грей. Показано, что лимфоциты являются уникальными клетками, гибель которых при воздействии радиации может наступить не только во время деления, но и немедленно после облучения. Это свойство получило название интерфазной гибели.
К «дарам» цивилизации и характерным особенностям современной экологии несомненно относятся и стрессорные воздействия на организм человека. Это сильные психоэмоциональные напряжения, большие физические нагрузки, изменения рациона питания, в т. ч. переход на диету для похудения, замена собственной защиты синтетическими лекарствами, «фармакологический комфорт», ксенобиотическая нагрузка, в том числе лекарственными препаратами и др. Открытый канадским физиологом Гансом Селье механизм стресса настолько же совершенен, насколько сложен. Стресс (напряжение, общий адаптационный синдром по Г. Селье) представляет собой единый стереотипический механизм реакции живой системы – от клетки до человека, на воздействие разнообразных по природе экстремальных факторов, необычных по своему качеству, силе и продолжительности. На любой сильный раздражитель: тепло или холод, ожог, ласку и т.д. организм отвечает общефизиологической реакцией – адаптивным синдромом, мобилизующим весь организм в целом на готовность к борьбе или приспособление к новой ситуации. Эта реакция генетически обусловлена и обеспечивает в случае необходимости максимально быструю перестройку живой системы на функционирование в неадекватных условиях. Ставшая классической теория стресса постулирует вовлечение в ответную реакцию на любое экстремальное воздействие симпатико-адреналовой и гипофизарно-адренокортикальной систем. В настоящее время установлена роль в реализации стресса АКТГ-подобных пептидов и эндорфинов. Независимо от природы воздействия на организм стрессорных факторов, во всех случаях наблюдается повы-шение активности гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы, достигающее максимальной степени при угрожающих жизни состояниях и сохраняющееся в течение длительного времени после прекращения действия этих факторов. Другой общей закономерностью при рассматриваемых состояниях является снижение активности гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы. При этом взаимоотношения двух упомянутых систем являются реципрокными. В крови автоматически увеличивается содержание адреналина, приводится в готовность механизм свертывания крови, кровь насыщается эритроцитами для усиленного поглощения кислорода, изменяется режим работы всех органов, включаются защитные реакции. Именно поэтому Селье назвал стресс общим адаптационным синдромом. Механизмы влияния стресса на иммунитет: Выделяют три стадии стресса: 1) реакция тревоги; 2) фаза резистентности; 3) фаза истощения. Каждая из них сопровождается изменениями многих физиологических систем организма, в том числе иммунной системы. В первой стадии, которая возникает через несколько часов после воздействия и продолжается до двух дней, наблюдается лейкоцитоз, уменьшение массы тимуса, нарушение созревания лимфоцитов. При этом усиливается активность натуральных киллеров и синтез IgA. Это обусловлено, прежде всего, изменениями в эндокринной системе - выбросом адреналина надпочечниками, АКТГ гипофизом, угнетением деятельности щитовидной и половых желез, подавлением синтеза минералокортикоидов надпочечниками. Таким образом, организм включает аварийную систему для спасения от грозящей беды или даже гибели. В этой ситуации из-за подавления иммунитета резистентность к инфекционным заболеваниям падает. Вторая стадия может продолжаться до нескольких месяцев. За это время нормализуется иммунная система, следовательно, и резистентность к инфекциям приходит к норме. Если стрессирующий фактор действует длительно, может наступить и стадия истощения. В этой стадии иммунитет может быть сильно угнетен. Как правило, иммунодефицитное состояние не представляет непосредственной угрозы жизни человека, однако недооценивать его значение было бы серьезной ошибкой, поскольку нарушение структурной целостности и функциональной полноценности иммунной системы может явиться основой для развития иммунозависимых заболеваний. Тяжелый и хронический стресс может привести к подавлению функций иммунной системы и ухудшению здоровья. Известно, что больные депрессией чаще других страдают бронхиальной астмой и сенной лихорадкой. Другие нервно-психические расстройства, особенно с выраженным астеническим синдромом и частыми вегетососудистыми кризами, ведут к развитию вторичных иммунодефицитов, ухудшающих состояние пациентов. При нарушениях интеграции нервной и иммунной систем порой проявляется необъяснимая патология. Примером этого может служить относительно недавно описанный синдром хронической усталости. Название этой патологии дано американскими учеными. Ранее ее относили к миалгическому энцефалиту, неврастении и астеническому синдрому. Предполагают, что при этом синдроме играет роль медленная вирусная инфекция типа герпеса, вируса Коксаки или энтеровирусов. Симптомы заболевания весьма разнообразны, главные из них – утомляемость, слабость мышц, вызывающая страх, субфибрильная температура, головные боли, депрессия и снижение интеллекта. Объективно наблюдают дисфункцию лимбических структур мозга и иммунодефицит.
Развитие олимпийского движения и профессионального спорта постоянно требует увеличения объемов тренировочных физических нагрузок и участия в соревнованиях разного уровня. Тяжелая и длительная физическая нагрузка, а также эмоциональное напряжение относятся к стрессорным воздействиям. Изучение влияния физической и психологической нагрузки на функционирование иммунной системы имеет значение для охраны здоровья не только спортсменов высоких спортивных достижений, но и работников тяжелого физического труда. В конце 70-х годов 19 столетия было показано, что у спортсменов высшей квалификации физические нагрузки, особенно отягощенные соревновательным стрессом, может приводить к снижению их спортивных достижений. Исследования влияния физического стресса на иммунную систему проводятся, как правило, на спортсменах, хотя исчерпывающие результаты получают, несомненно, в экспериментах на лабораторных животных – крысах и мышах. Все эти исследования в совокупности показывают, что влияние физической нагрузки на иммунную систему не является однозначным. Так, рядом исследователей показано, что после интенсивной и продолжительной нагрузки у спортсменов в крови уменьшается количество лимфоцитов и наблюдается угнетение как гуморальных, так и клеточных реакций иммунитета. В результате интенсивной двухнедельной тренировки у атлетов был подавлен ответ на вакцину против гепатита С. У пловцов в тренировочный сезон наблюдалось снижение концентрации секреторного IgA в слюне и увеличение частоты инфекционных заболеваний верхних дыхательных путей и носоглотки. В литературе описан случай, когда у бегуна после установления им Олимпийского рекорда исчезли из крови иммуноглобулины двух классов; восстановление их синтеза произошло только 6 месяцев спустя. Не секрет, что у спортсменов острые респираторные заболевания нередко являются причиной отстранения от участия в соревновании. У победителей марафона и супермарафона случаи острых респираторных заболеваний регистрируются существенно чаще, чем у побежденных. Однако другими исследователями подобные данные не подтверждаются. Они либо не обнаруживали никаких изменений в иммунном ответе у интенсивно тренирующихся людей, либо наблюдали усиление иммунологических реакций. Такие неоднозначные данные объясняются, по-видимому, неодинаковой степенью, продолжительностью нагрузки и разной тренированностью. Связь между процессами в скелетной мускулатуре и иммунной системе опосредуется, очевидно, сигналами, главными из которых являются цитокины. Особое внимание было уделено изучению влияния физической нагрузки на синтез цитокинов. Так, было показано, что непосредственно после преодоления участниками марафона дистанции у них в 100 раз был повышен уровень ИЛ-6, в 2 –4 раза – уровень ИЛ-8, ФНО, рецепторов к ФНО, а также провоспалительных белков, выделяемых макрофагами. Такая картина сходна с цитокиновым профилем при сепсисе. Есть предположение, что ИЛ-6 и другие провоспалительные цитокины продуцируются скелетной мускулатурой в ответ на физическую нагрузку. Это подтверждается изменением содержания ИЛ-6 в мышцах при биопсии сразу после нагрузки. Таким образом, длительная нагрузка на грани возможного индуцирует состояние аналогичное острофазному ответу при воспалении, что опосредует связь между изменениями в мышечной ткани и иммунной системе. Предполагают, что это обусловлено нейроэндокринными сигналами. В ответ на сильную физическую нагрузку усиливается синтез эндогенных опиоидов, эндорфина, катехоламинов и глюкокортикоидов, которые прямо действуют на клетки иммунной системы. Эффект, очевидно, определяется балансом в системе этих медиаторов. Напротив, умеренные нагрузки (и это показано в экспериментах на животных – сравнивали свободно бегающих и малоподвижных крыс) ведут к усилению антителогенеза, повышению активности натуральных киллеров и к большей выраженности противоопухолевого иммунитета. В настоящее время «спортивная» иммунология развивается в направлении изыскания методов коррекции иммунологических нарушений у спортсменов и использования умеренных нагрузок для стимуляции иммунного ответа у пациентов с разными заболеваниями. Иммунология «участвует в спорте», благодаря высокоспецифическим иммунологическим методам. Иммуноферментный анализ применяется как высокоспецифичный и чувствительный метод для определения допингов. В связи с развитием методов молекулярной генетики и новейших биотехнологий антидопинговый комитет обеспокоен внедрением в спорт трансгенных технологий. Генная терапия, направленная на лечение мышечной слабости у пожилых людей и наследственного заболевания миодистрофии, может вдохновить спортсменов, стремящихся к достижению высоких спортивных результатов, применять вместо допингов, генные технологии, обеспечивающие экспрессию соответствующего допинга в организме. Продукт синтетического трансгена не отличим от натурального. Речь о высокотехнологическом способе мошенничества в спорте. Всемирный антидопинговый комитет даже обратился к ученым с просьбой приостановить проникновение генной терапии в спорт.
Употребление наркотиков, алкоголя и препаратов, вызывающих токсикомании, в последнее время приобретает характер настоящего бедствия во всех странах. Наиболее опасными эффектами применения этих агентов является развитие опухолей, поражение сердечно-сосудистой и нервной системы. Однако часто первой поражается иммунная система, осуществляющая гомеостатическую регуляцию. Так, в основе неблагоприятных эффектов и наркотиков, и алкоголя, и табакокурения лежат поражения иммунорегуляторных механизмов, что приводит к снижению противоинфекционной и противоопухолевой резистентности организма. Большинство наркотических веществ оказывает сенсибилизирующий эффект, провоцируя развитие аллергических реакций и аутоиммунных поражений. Потребление алкоголя, наркотиков и табакокурение уходят корнями в глубокую древность, однако это не было бедствием, а было одним из устойчивых элементов традиционной культуры некоторых народов. Известно, что средства, вызывающие чувство особого психического подъема и нарушение сознания, использовались в сакральных целях служителями культов и прорицателями. Психотропные свойства опия, индийской конопли использовались в Древнем Египте и Греции. Употребление этих веществ ограничивалось традициями, ритуалами, поэтому было безопасным для данных этнических групп. При этом происходил отбор на устойчивость к указанным веществам. Характер катастрофы употребление этих веществ приняло тогда, когда их стали употреблять люди, у которых нет ни традиций, ограничивающих их применение, ни резистентности к ним. Одно из наркотических веществ – опий используется в медицине по меньшей мере со времен древних римлян, т. е. уже более 2000 лет. Механизм действия наркотиков реализуется путем связывания их с опиатными рецепторами. Установлено, что эндогенные опиоиды связываются с теми же рецепторами, что и морфин. Рецепторы эти представлены на клетках как нервной, так и иммунной систем. Эндогенные опиоиды и экзогенные опиаты могут конкурировать за рецепторы. Поскольку рецепторы к эндогенным опиатам экспрессируются на клетках иммунной системы, введенные экзогенные наркотики вмешиваются в функционирование иммунной системы. При хроническом употреблении наркотиков наблюдается выраженная иммунодепрессия, характеризующаяся снижением в крови лейкоцитов, уменьшением массы тимуса, селезенки, подавлением функциональной активности натуральных киллеров и Т-лимфоцитов. Иммунодепрессия обусловливает у наркоманов снижение противоинфекционного и противоопухолевого иммунитета, а также аллергоподобные реакции и аутоиммунные поражения. Иммунная система свою очередь оказывает влияние на развитие синдрома отмены (абстиненция, ломка). Так, в эксперименте проявление этого синдрома ослабляется введением факторов врожденного иммунитета - интерферона и мурамилдипептида. Такой же эффект оказывают на синдром отмены иммунодепрессивные препараты. Это свидетельствует о том, что в развитии абстинентного синдрома могут участвовать клетки иммунной системы. Возможно, этот феномен опосредуется продуцированием иммунокомпетентными клетками эндорфиноподобных веществ, конкурирующих с экзогенным морфином за опиоидные рецепторы. Хронический алкоголизм – одна из форм наркомании, возникающая при злоупотреблении алкоголем и характеризующаяся развитием психической и физической зависимости, вплоть до развития неврозов, психопатий и деградации личности. Двойственный эффект алкоголя на организм: – непродолжительный при приеме небольших доз успокаивающий, согревающий эффект, обусловленный его сосудорасширяющими свойствами, бактерицидный; – выраженная депрессия нервной и иммунной систем при продолжительном приеме больших доз; Основные механизмы эффекта алкоголя на иммунную систему : 1) непосредственное повреждающее действие этанола на иммунокомпетентные клетки; 2) опосредованное токсическое влияние за счет изменения метаболизма ферментов; 3) депрессивное воздействие этанола на медиаторное звено, приводящее к нарушению нейрогормональной регуляции иммунологических реакций. Анализ иммунологических нарушений при алкоголизме показывает, что они непосредственно участвуют в патогенезе алкоголизма. Это является основанием для включения иммуномодулирующих препаратов в комплекс лечебных мероприятий при алкоголизме. Наиболее эффективны препарты, активирующие Т-клеточное звено иммунитета. Иммунодепрессанты увеличивают влечение к алкоголю, иммуностимуляторы – снижают. Курение является одной из форм зависимости, а никотин – основным компонентом табака, вызывающим ее развитие. Это происходит за счет присущих никотину свойств центрального стимулятора, вещества, вызывающего эйфорию, ощущение бодрости, уменьшения тревоги. Эффекты курения обусловлены не одним никотином. В процессе сгорания табака и папиросной бумаги выделяется более 3800 различных веществ, в том числе около 100 органоспецифических канцерогенов. Местное воздействие табака реализуется прежде всего на альвеолярных макрофагах. У курильщиков обычно увеличено количество альвеолярных макрофагов, а содержание нейтрофилов и лимфоцитов снижено. Изменена морфология макрофагов и нарушена их функциональная активность. Все это обусловливает пониженную резистентность курильщиков к различным инфекционным заболеваниям дыхательных путей. Системные нарушения под влиянием табака проявляются прежде всего существенным увеличением количества лейкоцитов, в среднем на 30% по сравнению с нормой. Возрастает также количество нейтрофилов и тромбоцитов. Показано, что у курильщиков со стажем курения более 10 лет уменьшено количество Т-хелперов и в значительной степени снижена активность натуральных киллеров. Именно с этими изменениями связывают возникновение у курильщиков рака легких. Курение вызывает сенсибилизацию организма содержащимися в табаке аллергенами. Многие здоровые люди, а также больные, страдающие различными аллергическими заболеваниями (бронхиальная астма, крапивница и др.), реагируют аллергической реакцией на табачный дым. У курильщиков в крови, как правило, повышен уровень IgE и гистамина, что весьма предрасполагает к аллергии. Механизм действия табачного дыма на иммунную систему связан с развитием воспалительной реакции. Поэтому при кратковременном вдыхании табачного дыма и развитии острого и подострого воспаления может наблюдаться стимуляция ряда иммунологических параметров. Однако при длительном многолетнем курении развивается хроническое воспаление, которое истощает иммунную систему. Отказ от курения может привести к постепенному восстановлению иммунного статуса. |
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс Новосибирск 2015 Учебно-методический... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов VI курса факультета естественных наук, направление подготовки 020400 68 «Биология... | | Учебно-методический комплекс новосибирск 2013 Министерство образования и науки РФ Основы информационной культуры : учебно-методический комплекс / сост. Н. А. Проходова, Э. С. Бауман; ред. Т. Н. Широкова. – Новосибирск... |
| Учебно-методический комплекс предназначен для студентов I курса факультета... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов I курса факультета естественных наук, направление подготовки 020201 «Биология... | | Учебно-методический комплекс предназначен для студентов IV курса... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов IV курса факультета естественных наук, направление подготовки 03. 01 «Биология... |
| Учебно-методический комплекс предназначен для студентов 1 курса факультета... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов 1 курса факультета естественных наук, направление подготовки 020400 «Биология... |  | Учебно-методический комплекс для студентов юридического факультета... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов юристов ОмГУ. В нем представлены программа дисциплины «Криминалистика», нормативные... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины концепции современного естествознания... ... | | Учебно-методический комплекс Москва 2013 Учебно-научная серия «Библиотека... Политическая глобалистика: Учебно-методический комплекс. — М.: Макс пресс, 2013. — 95 c |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Макроэкономика» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Методы оптимальных решений» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных, практических и лабораторных... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «судебная медицина» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Искусствоведение» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Медиапсихология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психология стресса» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,... |
