Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Супергерои организма: пермские ученые объяснили, как антитела защищают нас от болезней
В теле человека вырабатывается до 10 миллиардов различных антител. Ученые Пермского Политеха рассказали, как долго они сохраняются в организме и действительно ли гарантируют полную защиту от болезней, от чего зависит иммунитет и к чему могут привести сбои системы, почему опасно специально заражать ребенка ветрянкой, как работают прививки и из-за чего организм атакует собственные «хорошие» клетки.
Антитела — это специализированные белки плазмы крови, вырабатываемые нашей иммунной системой для распознавания и нейтрализации чужеродных веществ, таких как бактерии, вирусы и микроорганизмы.
— Эти удивительные белки, проявляя высокую комплементарность, избирательно связываются с антигенами — любыми веществами, вызывающими иммунный ответ, к которым они были выработаны. Эта способность «распознавать» возникает благодаря особому участку на антителе, который идеально подходит к поверхности чужеродного вещества. В основе такого процесса лежат различные межмолекулярные взаимодействия, — рассказывает Марина Шмурак, доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Пермского Политеха, кандидат физико-математических наук.
Как разные типы иммуноглобулинов защищают организм?
В соответствии с международной классификацией, совокупность сывороточных белков, обладающих свойствами антител, называют иммуноглобулинами и обозначают символом Ig. Они различаются по структуре и по выполняемым функциям. У человека обнаружены пять различных классов: IgA, IgG, IgM, IgE, IgD.
IgA обеспечивают линию обороны на слизистых оболочках, препятствуя проникновению вирусов. Они не обладают прямым бактерицидным действием, но нейтрализуют вредоносные токсины. Так называемые секреторные антитела поступают непосредственно в слизистую желудочно-кишечного и респираторного трактов.
Пассивный иммунитет новорожденного обеспечивается материнскими антителами, исчезает очень рано, не позднее 9 месяцев с момента рождения, затем начинается синтез собственных иммуноглобулинов IgG. Данный вид наиболее распространен в крови и межклеточной жидкости, он обеспечивает системный контроль над инфекцией, связываясь с широким спектром патогенов. Это взаимодействие вызывает обездвиживание антигенов, захват и уничтожение фагоцитами (клетками иммунной системы, которые защищают организм путем поглощения вредных частиц). Кроме того, молекулы IgG также способны связывать и нейтрализовать токсины.
Иммуноглобулины IgG
IgM — это антитела, синтезируемые человеком и вырабатываемые при первичном контакте с антигеном. Их присутствие в крови указывает на раннюю стадию инфекции, хотя при повторных контактах с тем же антигеном их концентрация снижается, — уточняет Марина Шмурак.
Иммуноглобулины IgE играют центральную роль в реакциях гиперчувствительности, вызывая различные аллергические проявления. Наконец, функция IgD до конца не изучена, известно лишь, что они входят в состав В-клеточного рецептора, который играет ключевую роль в активации клеток, отвечающих за выработку антител.
От чего зависит сила защиты?
Антитела вырабатываются лейкоцитами (лимфоцитами), которые называются В-клетками. Каждая из них может продуцировать защитные белки только против одного специфического антигена.
Процесс выработки антител происходит поэтапно: сначала для защиты слизистых формируются антитела IgA, затем, в период от трех до семи дней с начала проявления симптомов, начинают вырабатываться IgM, сигнализирующие о первичной инфекции. К третьей неделе болезни активизируется синтез IgG, свидетельствующих о формировании длительного иммунитета, что указывает на перенесенное заболевание (возможно, бессимптомное) или позднюю стадию инфекции.
— Хотя антитела, выработанные в результате инфекции, способны защитить от повторного заражения, со временем их концентрация может снизиться, повышая риск повторного заражения, особенно при мутации вируса. Продолжительность защиты варьируется в зависимости от заболевания и индивидуальных особенностей организма. Например, после перенесенных кори или ветряной оспы иммунитет сохраняется на всю жизнь, — говорит Марина Шмурак, доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Пермского Политеха.
Почему не стоит намеренно заражаться ветрянкой?
Преднамеренное заражение ребенка ветряной оспой с целью скорейшего приобретения иммунитета — рискованная стратегия. Невозможно предсказать, как именно проявится инфекция в конкретном случае и какие осложнения могут возникнуть.
— Гораздо более безопасным и эффективным способом формирования иммунитета является иммунопрофилактика. Вакцинация против ветряной оспы входит в национальный календарь прививок и предоставляется детям бесплатно. Важно отметить, что она также рекомендована взрослым, как не болевшим ветряной оспой, так и переболевшим ею, для профилактики опоясывающего лишая — заболевания, вызываемого тем же вирусом, — поясняет Лариса Волкова, профессор кафедры окружающей среды Пермского Политеха, доктор медицинских наук.
Как вакцины защищают от инфекций?
По словам эксперта, вакцины стимулируют выработку антител и обеспечивают защиту от инфекций. Введение ослабленного возбудителя или его отдельных частиц (антигенов) в организм вызывает иммунный ответ.
— Организм накапливает память о патогене, чтобы в случае контакта с ним в будущем иметь возможность сразу же вступить в борьбу. Вещества, входящие в состав вакцины, не способны вызвать полноценное заболевание, но дают возможность иммунитету запомнить характерные признаки микробов и при встрече с настоящим возбудителем быстро его определить и уничтожить, — рассказывает Лариса Волкова.
Как определить уровень антител в крови?
Серологические тесты, определяющие уровень антител, играют важную роль в диагностике. Их назначают при подозрении на инфекции, даже если симптомы отсутствуют, а также в рамках профилактических осмотров для групп риска.
— С помощью данных исследований контролируют эффективность лечения, оценивая динамику инфекционного процесса и предотвращая его хронизацию. Например, женщинам при планировании беременности необходимо пройти такой анализ на TORCH-инфекции – это аббревиатура наиболее часто встречающихся внутриутробных инфекций, опасных для плода: токсоплазмоз, краснуха, цитомегаловирус и герпес. Кроме того, проведение серологических тестов является обязательным этапом при подготовке к стационарному лечению и различным видам донорства — крови, половых клеток, костного мозга и тканей для исключения сифилиса, ВИЧ и гепатита, — поясняет Марина Шмурак, доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Пермского Политеха.
Если система даст сбой, иммунитет может атаковать собственные клетки
Организм человека вырабатывает до 10 миллиардов различных антител, каждое из которых специфично для уникального эпитопа — участка антигена, распознаваемого иммунитетом. Однако в редких случаях эта система дает сбой. Некорректная активация иммунных механизмов при отсутствии внешней угрозы приводит к развитию аллергий и аутоиммунных патологий, при которых защитные клетки обращаются против собственных тканей.
— Иммунодефицитные состояния подразделяются на первичные, обусловленные врожденными генетическими дефектами иммунной системы (редкие случаи), и вторичные, возникающие во взрослом возрасте и связанные с приемом определенных лекарств (например, при лечении онкологических и аутоиммунных заболеваний), хроническими болезнями (диабет, ВИЧ) или трансплантацией костного мозга, — сообщает Лариса Волкова, профессор кафедры окружающей среды Пермского Политеха, доктор медицинских наук.
Аутоиммунные реакции могут возникать в результате воздействия на иммунную систему ранее скрытых аутоантигенов — нормальных клеточных белков или комплекса белков, которые по ошибке подвергаются атаке. Так, например, системное высвобождение меланинсодержащих клеток способно спровоцировать симпатическую офтальмию. Это воспаление увеального слоя обоих глаз после травмы одного, со временем оно может стать причиной полной слепоты пострадавшего.
В некоторых случаях лекарственные препараты взаимодействуют с белками крови, превращая их в антигены, распознаваемые иммунной системой. Это приводит к развитию гемолитической анемии — состояния, при котором атакуются собственные эритроциты.
Ультрафиолетовое излучение, вызывающее разрушение клеток, может изменять структуру собственных белков организма (аутоантигенов). Это приводит к тому, что иммунная система начинает ошибочно атаковать эти измененные белки, вызывая повышенную чувствительность кожи, характерную для красной волчанки. Кроме того, биологические факторы, например, длительно существующие инфекции, при которых вирусы встраиваются в ткани организма, также способны модифицировать аутоантигены. В экспериментах на животных это приводило к развитию симптомов, схожих с системной красной волчанкой.
К распространенным аутоиммунным заболеваниям, связанным с нарушением функционирования антител, относятся гемолитическая анемия, буллезный пемфигоид, красная волчанка, сахарный диабет первого типа, болезнь Грейвса, рассеянный склероз, ревматоидный артрит, васкулит и вульгарная пузырчатка.
Telegram 
Дзен 
VK Астрономы впервые напрямую связали основание гигантского джета с «тенью» впервые «сфотографированной» сверхмассивной черной дыры M87*. Анализ данных, полученных с помощью Телескопа горизонта событий (EHT), позволил проследить, где именно формируется релятивистская струя и лучше понять механизмы ее возникновения.
С середины XX века мирный атом ассоциируют прежде всего с АЭС. Но при всей важности последних иногда за ними не видят многие другие сферы применения атомных технологий — от транспорта до лечения заболеваний и применения в сельском хозяйстве, новых технологий получения сложных материалов и производства аккумуляторов. Всего на неэнергетические цели на планете работают 223 реактора. Попробуем разобраться, чем они занимаются и какие еще направления находятся в фокусе атомной отрасли.
Число устойчивых к антибиотикам инфекций растет на 15% в год, унося миллионы жизней. Схожая проблема есть в онкологии. Существующие методы лечения — комбинированная и точечная терапия — несовершенны: первая слишком токсична, а вторая теряет эффективность из-за мутаций. Перспективная альтернатива — молекулярные гибриды, атакующие болезнь сразу по нескольким направлениям. Однако их создание сдерживает фундаментальное ограничение: современные технологии не могут придать этим молекулам стабильную 3D-форму, необходимую для точного воздействия. Чтобы решить эту проблему, ученые Пермского Политеха разработали метод, который заставляет гибридную молекулу самостоятельно принимать нужную трехмерную структуру. Это позволило получить новые соединения с потенциальным противоопухолевым и противовоспалительным действием.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Кэтлин Рубинс выступила перед комитетом Национальных академий США и рассказала, что не так с новыми скафандрами для близкой высадки американцев на Луне. Учитывая ее 300-дневный опыт пребывания в космосе, критика выглядит довольно обоснованной. В прошлом году Рубинс ушла с поста руководителя отделения внекорабельной деятельности отдела астронавтов, где она участвовала в разработке новых лунных скафандров.
Некоторые исследователи предполагали, что по мере исчезновения морского льда белые медведи потеряют кормовую базу и начнут умирать от истощения. Однако их популяция, живущая в районе максимального исчезновения морского льда, напротив, существенно прибавила в весе.
От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно