Предмет, объект, метод и задачи валеологии. Основные понятия валеологии

Если человек потребляет достаточно овощей и фруктов, то, как правило, ему дополнительной воды не требуется. С другой стороны, потребление большого количества чистой воды приносит несомненный вред, увеличивая нагрузку на сердце и почки и активируя распад белка.

Витамины являются неотъемлемой частью питания. Они выполняют роль биологических катализаторов, обеспечивают полное, экономичное и правильное использование организмом основных питательных веществ.

Витамины подразделяются на водо- и жирорастворимые. Первые из них участвуют в формировании структуры и функцио­нировании ферментов, вторые — клеточных мембран.

При продолжительном хранении продуктов происходит потеря ими витаминов.

Потребность в различных витаминах зависит не только от индивидуальных особенностей человека, но и от его образа жизни.

Минеральные вещества в организме играют многосторонние и важные функции:

· определяют структуру и функции многих ферментативных систем и процессов;

· обеспечивают нормальное течение определенных важных физиологических про процессов;

— принимают участие в пластических процессах и построе­нии тканей, особенно костной;

· поддерживают кислотно-шелочное равновесие;

· определяют солевой состав крови и структуру формирующих его элементов;

· нормализуют водно-солевой обмен.

Главным источником минеральных веществ для организма являются фрукты и овощи.

Особая их ценность заключается в том, что в составе цельных растительных продуктов или их соков эти вещества находятся в естественной взаимосвязи с биологическими структурами — именно эти комплексы лучше всего и усваиваются организмом.

Исключительно важна роль минеральных веществ в поддержании гомеостаза через обеспечение определенных кислотно-щелочных характеристик крови и межтканевых жидкостей. Не менее важное значение для поддержания гомеостаза имеет нормальное соотношение ионов калия и натрия в пище. Для поддержания нормальной жизнедеятельности организм нуждается не только в макроэлементах, описанных выше, но и в обширной группе химических веществ, концентрация которых в организме чрезвычайно низка. Вместе с тем уже доказано физиологическое значение 76 подобных микроэлементов. Наибольшее значение среди них имеют: цинк — для поджелудочной и поло­вых желез, йод — для щитовидной железы, медь — для печени, никель — для поджелудочной железы, литий — для легких, стронций — для костей, хром и марганец — для гипофиза и т.д.

Фитонциды представляют собой отдельную и важную группу пищевых веществ. К ним относят вещества, уничтожающие или снижающие развитие и активность возбудителей заболеваний - вирусов, бактерий и низших грибков. Пищеварительные соки не снижают их специфических свойств, поэтому фитонциды оказывают свой благоприятный эффект на весь желудочно-кишечный тракт. Фитонциды содержатся в большом количестве в следующих сырых растительных продуктах: цитрусовые, клюква, калина, клубника, яблоки (антоновка), лук, чеснок, морковь, хрен, красный перец, помидоры и т.д.

Классификация защитных механизмов

В организме существует три взаимодополняющие системы, обеспечивающие защиту от вредных агентов.

Специфическая иммунная система отвечает на внедрение чужеродных клеток, частиц или молекул (антигенов — АГ) образованием специфических защитных веществ локализованных внутри клеток или на поверхности (специфический клеточный иммунитет), либо растворенных в плазме (антитела — АТ; специфический гуморальный иммунитет). Эти вещества, соединяющиеся с чужеродными частицами (реакция АГ-АТ), нейтрализуют их влияние.

Неспецифические гуморальные системы. К ним относятся система комплемента и другие белки плазмы, способные разрушать комплексы АГ—АТ, уничтожать инородные частицы и активировать клетки организма, участвующие в воспалительных реакциях.

Неспецифические клеточные системы включают лейкоциты и макрофаги, способные осуществлять фагоцитоз и благодаря этому уничтожающие болезнетворные агенты и комплексы АГ-АТ. Тканевые макрофаги играют также важную роль в распознавании специфической иммунной системой инородных частиц. Неспецифические системы иммунитета способны обезвреживать чужеродные агенты даже в том случае, если организм с ними ни разу предварительно не сталкивался. Что же касается специфических систем, то они формируются (иммунитет приобретается) лишь после начального взаимодействия с чужеродным фактором.

Специфическая иммунная система выполняет в организме две функции:

· идентификация чужеродной биологической информации;

· уничтожение генетически чужеродных элементов, посягающих на постоянство и целостность внутренней среды организма.

Ко второй функции относится защита организма от внешних патогенных факторов и собственных трансформированных кле­ток, образующихся в каждый конкретный момент времени в ко­личестве 106, которое есть «критическая масса», некоторый пре­дел, начиная с которого эволюция многоклеточных была бы невозможна без эффективного контроля за естественным мута­ционным потоком. Функцию контроля за мутационным потоком взяла на себя как раз иммунная система.

Так называемые иммунокомпетентные клетки, способные вызывать иммунные реакции, распознают чужеродные тела по структуре их поверхности (антигенным детерминантам) и вырабатывают, антитела соответствующей конфигурации, связывающиеся сданными чужеродными элементами.

Иммунная система способна также запоминать структуру антигенов, так что, когда эти антигены повторно внедряются в организм, иммунный ответ возникает быстрее и антител образуется больше, чем при первичном контакте (так называемая иммунологическая память). При этом защитные функции организма изменяются таким образом, что при повторном инфицировании тем или иным болезнетворным агентом симптомы заболевания чаще всего не возникают. Именно поэтому некоторые болезни, например, корь, ветряная оспа, эпидемический паротит, скарлатина и целый ряд других встречаются преимущественно у детей («детские инфекции»): при повторном внедрении их возбудителей организм уже имеет к ним иммунитет. То есть в этом случае иммунитет не наследуется, а приобретается.

Главную роль в образовании антител и клеток иммунной системы играет лимфатическая система. Морфологически формирующиеся здесь лимфоциты крови различаются лишь размерами, но по химическим особенностям цитоплазматических мембран и функциям можно выделить несколько типов лимфоцитов, среди которых три основных — В-лимфоциты, Т-лимфоциты и нулевые клетки.

Лимфоциты развиваются из лимфоидных стволовых клеток, которые в свою очередь происходят от кроветворных гемопоэтиеских стволовых клеток. В эмбриональном периоде лимфоидные стволовые клетки обнаруживаются в печени, а в дальнейшем — в костном мозгу. У человека после рождения кроветворным органом является только костный мозг.

К органам иммунной системы (лимфоидным органам) относятся все органы, которые участвуют в образовании клеток и белковых частиц, осуществляющих защитные реакции организ­ма. Иммунные органы построены из лимфоидной ткани, которая представляет собой ретикулярную строму и расположенные в ее петлях клетки лимфоидного ряда: лимфоциты различной степе­ни зрелости, молодые и зрелые плазматические клетки, а также макрофаги и другие клеточные элементы. Такими органами яв­ляются: костный мозг, вилочковая железа (тимус), скопления лимфоидной ткани, расположенные в стенках полых органов (дыхательной системы — BALT и пищеварительной системы — SALT) и мочеполового аппарата, лимфатические узлы и селезен­ка. Костный мозг и тимус, в которых из стволовых клеток диф­ференцируются лимфоциты, относятся к центральным органам иммунной системы, остальные являются периферическими орга­нами иммуногенеза, куда лимфоциты выселяются из централь­ных органов. Последние расположены в хорошо защищенных от внешних воздействий местах, а периферические органы располо­жены на путях возможного внедрения в организм генетически чужеродных веществ или на путях следования таких веществ, об­разовавшихся в самом организме.

В процессе онтогенеза предшественники лимфоцитов мигри­руют из кроветворных (гемопоэтических) органов и переносятся с кровью к первичным лимфоидным органам — костному мозгу и тимусу. Здесь они размножаются и одновременно приобретают морфологические и функциональные свойства, характерные для различных типов клеток, то есть становятся коммитированными лимфоцитами. Лимфоциты, претерпевающие эти изменения в ко­стном мозгу, называются В-лимфоцитами (от латинского bursu — фабрициева сумка — лимфоидный орган, расположенный в каудальных отделах кишечника у птиц, но отсутствующий у человека). Лимфоциты, развивающиеся в тимусе под влиянием определен­ных факторов роста (тимозин, тимопоэтин и др.) и при непосред­ственном контакте с эпителиальными тимическими клетками, называют тимусзависимыми, или Т-лимфоцитами. В- и Т-лим­фоциты переносятся кровью от первичных (центральных) ко вто­ричным лимфоидным органам. При первом контакте с антигеном они пролиферируют и дифференцируются, превращаясь в имму­нокомпетентные клетки (плазматические клетки, Т-эффекторы).

Система В-клеток составляет около 15% лимфоцитов крови и отвечает за гуморальный иммунный ответ. Больше всего В-лимфоцитов находится в групповых лимфатических фолликулах, ко­стном мозге, крови и селезенке (40—60%), в лимфатических уз­лах и грудном лимфатическом протоке (25%). Практически нет В-лимфоцитов только в тимусе. Диаметр зрелых В-лимфоцитов несколько больше, чем Т-лимфоцитов (8,5 мкм), поверхность их покрыта густым слоем отростков, являющихся антигенраспознающими рецепторами. В клеточных мембранах В-лимфоцитов эти специфические рецепторы, или иммуноглобулины (Jg), заякоре­ны и ориентированы на соответствующие антигены. При первом контакте с антигеном некоторые В-лимфоциты трансформиру­ются в плазматические клетки и начинают вырабатывать специ­фические для данного антигена иммуноглобулины, выделяющи­еся в кровь и во внеклеточную жидкость (гуморальные антитела).

Активация В-лимфоцитов первым поступлением АГ происхо­дит только в присутствии определенных регуляторных тканевых гормонов, одни из которых секретируются Т-лимфоцитами (в частности, их разновидностью Т-хелперами) и называются лимфокинами, другие — макрофагами и называются монокинами. Встречаются, однако, и такие АГ (например, бактериальные липополисахариды), которые могут стимулировать антителообразование без Т-хелперов. Правда, иммунный ответ на такие АГ до­вольно неустойчив и повторное их воздействие на организм не сопровождается, как обычно, усиленной выработкой AT.

Развитие плазматических клеток от плазмобласта до зрелой формы занимает 5—6 суток. Жизненный цикл зрелых плазмати­ческих клеток, продуцирующий тот или иной вид AT, не превы­шает 2—3 суток. Плазматические клетки не циркулируют в кро­ви, но в течение этих 2—3 суток мигрируют в ткани. Функционально плазматические клетки являются своеобразны­ми одноклеточными белковыми железами, секретирующими AT одной специфичности. Более того, при наличии в молекуле АГ двух разных детерминант плазматическая клетка вырабатывает AT против одной из них (лишь 0,01% клеток способны продуци­ровать AT двух видов).

Другие активированные антигеном В-лимфоциты превраща­ются в В-клетки памяти — это юные, не закончившие полный цикл трансформаций клетки, способные к активному размножению. Все дочерние клетки одного активированного определен­ным антигеном В-лимфоцита, в том числе и В-клетки памяти, синтезируют антитела, специфичные именно к данному опреде­ленному антигену, так называемые моноклональные антитела.

У клеток иммунологической памяти все направления синтеза антител, за исключением одного, репрессированы, и для них лишь данный антиген служит директивным включателем уже де­терминированной пролиферации и дифференцировки, которая заканчивается образованием плазматических клеток за 2—3 дня. Фаза АТ-образования применительно к одной группе (клону) продолжается около 10 суток, но по отношению ко многим из них может увеличиваться до нескольких недель. Сами же В-клет­ки памяти обладают длительным сроком существования — до не­скольких месяцев и даже лет.

Система Т-клеток. Т-лимфоциты ответственны за клеточный иммунный ответ, к ним относят 70—80% всех лимфоцитов крови. Популяция Т-лимфоцитов весьма многочисленна. Более всего Т-клеток находится в тимусе и грудном лимфатическом протоке, где они составляют соответственно 95—100% и 80—90%, в крови и в лимфатических узлах их 55—85%, в селезенке и лимфоидной ткани слизистых оболочек — 25—40%.

Зрелые Т-лимфоциты по форме напоминают малые лимфоциты крови. Ядро у них подковообразное, плотное и интенсивно окра­шенное, цитоплазма в виде узкого ободка, диаметр 6,0—6,5 мкм. На гладкой поверхности Т-лимфоцитов определяется сравните­льно небольшое количество коротких отростков, представляю­щих собой рецепторы, состоящие из двух сцепленных друг с дру­гом а- и b-полипептидных цепей. В составе каждой цепи имеется по два домена (участка) — константный и вариабельный. Вариа­бельные участки Т-лимфоцита связываются не с гаптенами, как иммуноглобулины, а с носителем антигена.

Т-лимфоциты не циркулируют в крови и лимфе постоянно, а периодически появляются во вторичных лимфоидных органах. После активации антигеном эти клетки пролиферируют и превра­щаются в Т-эффекторы или в долгоживущие Т-клетки памяти.

По свойствам поверхности можно выделить две субпопуля­ции Т-эффекторов — Т4- и Т8-клетки. Каждая из них в свою оче­редь подразделяется на группы по функциональным критериям. К Т-клеткам, представляющим в основном Т4-тип, относятся:

1) Т-лимфокиновые клетки, выделяющие лимфокины (гормоноподобные вещества, активирующие другие клетки организма, на­пример, макрофаги и гемопоэтические стволовые клетки);

2) Т-хелперы-индукторы, секретирующие интерлейкин-2 (лимфолейкин), способствующий дифференциации дополнительных Т-клеток; 3) Т-хелперы, долгоживущие лимфоциты, высвобож­дающие так называемые факторы роста В-клеток. Лимфоциты, относящиеся преимущественно к Т8-типу, — это Т-киллеры, уничтожающие клетки, несущие антиген, и Т-супрессоры, тор­мозящие активность В- и Т-лимфоцитов и предупреждающие тем самым чрезмерные иммунные реакции. Т-супрессоры очень чувствительны к ионизирующей радиации и имеют короткий пе­риод жизни. Все перечисленные типы клеток относятся к короткоживущей (несколько дней) оседлой субпопуляции и обнару­живаются преимущественно в тимусе и селезенке.

Таким образом, система Т-клеток регулирует функции клеток других типов, ответственных за иммунитет, в частности В-лимфоцитов. Долгоживущие (месяцы и годы) клетки Т-памяти циркули­руют в крови и представляют собой не до конца дифференциро­ванные Т-лимфоциты; в определенных случаях они могут распознавать антиген даже спустя годы после первого контакта. При повторном контакте с этим антигеном они инициируют вто­ричную реакцию, в ходе которой пролиферируют более интенсив­но, чем при первичном ответе, — в результате быстро образуется большое число Т-эффекторов. Долгоживущих Т-лимфоцитов в грудном протоке 90%, в лимфатических узлах — 70%, в селезен­ке — 25%. В отличие от В-лимфоцитов Т-лимфоциты не несут обычного набора мембраносвязанных Jg. Вместе с тем их рецеп­тор, воспринимающий антигены, состоит из антиген-специфиче­ского гликопротеина (Т4- или Т8-гликопротеин) и трех анти­ген-неспецифических, то есть одинаковых у всех Т-клеток белков (ТЗ-белки). Важно отметить, что Т-клетки могут связывать анти­гены лишь в том случае, если последние ассоциированы с опреде­ленными антигенными структурами, расположенными на повер­хности всех ядросодержащих клеток организма. Эти антигенные структуры называют главным комплексом гистосовместимости. Так, когда макрофаг презентирует Т-лимфоцитам чужеродный антиген (патоген), лимфоцит распознает его в комплексе с анти­геном гистосовместимости на поверхности макрофага. Набор антигенов гистосовместимости предопределен генетически, различается у разных индивидуумов и играет важную роль в развитии иммунотолерантности, а также участвует в реакциях отторжения пересаженных органов. В хирургической практике перед опера­цией по пересадке органа исследуют набор антигенов гистосовме­стимости донора и реципиента с целью установить их антигенное сходство (для этого обычно используют легкодоступные лейкоци­ты).

На долю нулевых клеток приходится 10% лимфоцитов крови. К ним относятся те лимфоциты, которые на основании поверх­ностных свойств нельзя с определенностью отнести ни к В-, ни к Т-системам. Часть этих клеток представляет собой гемопоэтиче­ские клетки — предшественники, попавшие в кровоток из кост­ного мозга. Сюда же относят и К-клетки (клетки-киллеры), ко­торые имеют рецепторы для Fc-компонента Jg (о чем будет сказано ниже) и уничтожают клетки, несущие данные Jg. Таким образом, иммунная атака со стороны К-киллеров является анти­ген-зависимой, но не антиген-специфичной, поэтому эти клет­ки, в строгом смысле слова, нельзя, рассматривать как составные части специфической иммунной системы. К цитоксическим ну­левым клеткам относятся также естественные клетки-киллеры (ЕКК). Реакции, в которых участвуют ЕКК, не зависят от АГ и АТ, однако особенно эффективно ЕКК действуют на опухолевые клетки.

Макрофаги как АГ-презентирующие клетки — основной тип клеток моноцитарной системы лимфоцитов. Они представляют собой крупные (10—20 мкм) гетерогенные по функциональной активности долгоживущие клетки с хорошо развитой цитоплаз­мой и лизосомальным аппаратом. На их поверхности имеются специфические рецепторы к В- и Т-лимфоцитам, Fc-фрагменту иммуноглобулина, G, Сз-фракциям комплемента, цитокинам, гистамину. Различают подвижные и фиксированные макрофаги. Первые — это моноциты крови, вторые — макрофаги дыхатель­ных путей, купферовские клетки печени, париетальные макро­фаги брюшины, селезенки и лимфатических узлов. Значение макрофагов состоит в том, что они накапливают и подвергают переработке проникающие в организм тимусзависимые АГ и презентируют их в трансформированном виде для распознавания тимоцитам, вслед за чем стимулируется пролиферация и дифференциация В-лимфоцитов в антителообразующие плазматиче­ские клетки.

Акт распознавания «чужого» агента, попавшего извне или об­разовавшегося в организме, выполняют иногда и лимфоциты. Недавно была открыта группа вспомогательных клеток при рас­познавании «чужого», объединенных названием «лимбоциты». Из этой группы клеток для реализации иммунного ответа особое значение имеют дендриты (древовидные клетки), неспособные к фагоцитозу, но тем не менее представляющие антиген лимфоци­там.

Таким образом, основными клеточными элементами, обеспе­чивающими приобретенный иммунитет, являются В-лимфроциты, Т-лимфоциты и макрофаги.

Антигены (от греческого anti — против, genes — род, проис­хождение) — вещества, которые несут признаки генетической чужеродности для данного организма и являются первопричиной развития иммунного процесса. Антигены — это потенциально болезнетворные вещества (патогены, белки других видов живот­ных, инертные соединения), которые при попадании в организм вызывают образование специфических, нейтрализующих их антител. Антигены состоят из неспецифической крупной молекулы — носителя (полисахарида, белка или липида с молекулярной массой более 10 000) и структурных компонентов — детерминант, локализованных на поверхности молекулы и определяющих ее специфичность.

Высокомолекулярные соединения, индуцирующие антитело-образование и взаимодействующие с иммуноглобулинами, назы­ваются иммуногенами, а низкомолекулярные, только реагирую­щие с антителами, — гаптенами. Иммуногены могут быть носителями нескольких детерминант-гаптенов. Иммуногенность фактора обусловлена его молекулярной массой, поэтому наибольшей способностью индуцировать продукцию AT обладают чуже­родные макромолекулярные белки. Иммуногенность белка опре­деляется также содержанием аминокислот (не менее 10), их последовательностью, а также конфигурацией самого белка. При недостатке аминокислот антигенность белка снижается или пол­ностью утрачивается. Существенную роль в иммуногенности играет и коллоидное состояние вещества, поэтому нативный белок как устойчивый коллоид является наиболее активным иммуногеном. В естественных белках — антигенах детерминантами являют­ся аминокислотные остатки, в полисахаридных антигенах — мо­лекулы гексозы, в более сложных антигенах — антипирин, антибиотики, азокраски, липиды, низкомолекулярные полисаха­риды, химические элементы и т.д.

Судьба антигенов в организме зависит от способа введения: при внутривенном антиген быстро поступает в селезенку и пе­чень; при подкожном и внутримышечном — в лимфоузлы и т.д. Антигены могут поступать


8-09-2015, 20:13