Экологическая иммунохимия

Федеральное агентство  по образованию

ГОУ ВПО «Уральский государственный  технический университет – УПИ»

Кафедра иммунохимии.

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по иммунохимии на тему:

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИММУНОХИМИЯ.

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Черакшев А.М.

Группа: Х-290702

Преподаватель: Мочульская Н.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2011

Содержание

 

Введение 3

Экология иммунной системы человека 4

Пищевая экология и иммунная система 5

Экология инфекционных заболеваний и иммунная система 7

Социальная экология и иммунная система 8

Будущее экологической иммунологии человека 10

Заключение 11

Литература 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Иммунная функция человека весьма сложна, и текущие биомедицинские исследования решают эту сложность, сосредотачиваясь на клеточных и молекулярных механизмах, которые относятся непосредственно к иммунной защите. Однако, человеческая иммунная система - продукт естественного отбора, развивающийся и функционирующий в целых организмах, которые являются неотъемлемыми частями их окружающей среды. Популяционный уровень - необходимое дополнение к уровню микроанализа. В настоящее время такой подход одобрен биомедицинской иммунологией.

Исследования человеческой иммунной системы рассмотрены в рамках экологических факторов различных  культур, с акцентом на экологии пищи, инфекционных заболеваниях, репродукции и психосоциальном напряжении.

Иммунология не так давно привлекла  внимание антропологии, по крайней  мере, по трем причинам. Во-первых, инфекционные заболевания были, и продолжают быть, главной глобальной проблемой здоровья. Во-вторых, иммунная система - превосходная модель для того, чтобы исследовать процессы, связанные с развитием, фенотипической пластичностью, а также историей жизни на Земле. В-третьих, это возможность проследить некоторые аспекты культурной и лингвистической эволюции, которые не будут затронуты в данной работе.

Биомедицинская иммунология доминирует над иммунологическими исследованиями и фокусируется почти исключительно  на клеточных и молекулярных механизмах иммунной функции, чтобы защитить нас от инфекционных болезней, заболеваний относящихся к новообразованиям и сбоям вызывающих аутоиммунные и атопические процессы. Большинство этих работ полагаются на выборку, сделанную, например, из животных определенной лабораторной породы, или людей, тщательно отобранных из одного места, где расположена клиника, проводящая данное исследование. Таким образом, текущие биомедицинские подходы рассказывают только часть истории. Физиологические системы человека – продукты естественного отбора, развития и функционирования в целых организмах. Которые, в свою очередь, развиваются и функционируют в отношении к окружающим физическим и социальным средам. Исследования, основанные на моделях животных, или на людях, привлеченных из клиник в относительно богатых западных странах, не соответствуют представлениям о разнообразии культурных и экологических особенностях во всем мире, что выражается в сходстве по некоторым параметрам людей, живущих в одних условиях. По этим причинам, появляется интерес к основанному на экологии изучении иммунной системы человека. В данной работе рассмотрены результаты международных исследований здоровья людей, поведенческой экологии и биомедицинской иммунологии, которые демонстрируют уместность этих данных в рамках развития функции иммунной системы человека. Генетика также играет важную роль, но не рассматривается в данной работе. В данной работе рассмотрен вклад пищевых, патогенных, репродуктивных и психосоциальных факторов в функционирование иммунной системы человека.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экология иммунной системы  человека

Сосредотачиваясь на ближайших  механизмах, лежащих в основе развития и функции

иммунной системы, биомедицинская иммунология установила основу, на которой экологическая иммунология  может быть построена. Расширение уровня анализа, позволяет задавать новые вопросы об интеграции человеческого организма в среду, и как эта среда взаимодействует с физиологическими системами. Что составляет «норму» иммунной функции, и создает изменяющиеся параметры среди населения? Который культурный и экологические факторы способствуют этому изменение(разновидность) то, и через который механизмы? Какая из особенностей того или иного заболевания является вкладом в отличительные образцы людей, или отличает историю развития той или иной популяции? Иммунная система – центральный компонент к выживанию, в защите от патогенных организмов или новообразований. Однако, иммунная функция является дорогостоящей, она потребляет как много ресурсов, так и много времени на формирование и в конечном счете может вести к уничтожению собственного организма в ряде аутоиммунных процессах. В отличие от биомедицинского или эпидемиологического подхода, экологическая перспектива признает, что эти затраты – вклад в потенциальную возможность выжить и оставить потомство. Эти затраты могут быть генетически закодированы, или они могут быть связаны с развитием установленных в результате факультативной адаптации к экологическому обстоятельству во время  целой жизни индивидуума. Последний процесс вообще призван объяснить биологические различия через народонаселение, где ограниченная фенотипическая пластичность позволяет людям отвечать адаптивно к диапазону экологических условий.  Концептуально, обмен может произойти между главными жизненными функциями (например, вложение ресурсов в поддержание тела против вложения в воспроизводство или рост), между физиологическими системами (например, вкладывая капитал в клетки иммунной системы за счет скелетно-мышечной системы), и/или между подсистемами в пределах одной системы (например, оказывая влияние на функцию  Th 1 против Th2-установленного процессы). Ключевые экологические факторы определят интенсивность этих обменов и

сделают инвестиции в определенные физиологические системы (или подсистемы) более важные в данное время, чем  другие.

Эта организация отражает важность этих экологических областей, но имеет тенденцию к исследованию их эффектов в изоляции. Мы активно строим нашу окружающую среду, и культурно установленное поведение структурирует наши

взаимодействия с этой окружающей средой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пищевая экология и иммунная система

История документирует тесную связь  между недостаточным питанием и  эпидемиями. Сегодня, Всемирная Организация  Здравоохранения последовательно  связывает недоедание с иммунодепрессией и инфекционной. По этим причинам, пищевое несоответствие было наиболее интенсивно исследованным экологическим фактором связанным с человеческой неприкосновенностью. Большая серия исследований зарегистрировала эффекты дефицита макро- и микроэлементов и питательных  веществ на структуре иммунной системы, внимание было сосредоточенно на затраты иммунной системы и их значения для детского роста, так же как долгосрочные иммунологические последствия из недостаточного питания на ранних этапах жизни. Клеточный иммунитет особенно чувствительный к дефицитам в макропище: относящийся к тимусу объем уменьшается резко, количество циркулирующих T-лимфоцитов сокращается, пролиферативный ответ уменьшен, и гиперчувствительность отсроченного типа подавлена. Напротив, гуморально установленный иммунитет относительно буферизован: число B-лимфоцитов остается в пределах нормального диапазона (кроме ситуаций с серьезным недостаточным питанием), и концентрации иммуноглобулина также не падают. Случаи квашиоркора (вид тяжелой дистрофии) или маразма были связаны главным образом с сокращением производства альбумина сыворотки, но иммуноглобулин оставался нормальным или немного поднятым, предполагая, что иммунный ответ остается не на определенном уровне. Что касается витаминных и микроэлементных дефицитов, они достаточно редки. Дефицит витамина А, C, E, и в комплексе B, так же как железа, цинка, селена и меди – ослабляет клеточный компонент иммунитета, производство антител и широкий диапазон неопределенных процессов, в которых участвует иммунная система. Кроме того, предполагается, что подкисление организма вследствие дефицита микро веществ может фактически стимулировать развитие более токсичных вирусных процессов в пределах недокормленного хозяина. Среди микропитательных веществ железо получило значительное внимание, оба, потому что железный дефицит распространен глобально и потому что это было связано с широким диапазоном неблагоприятных результатов связанных с развитием, включая ослабленный иммунитет. Хотя сниженные клеточные иммунные процессы могут быть следствием железного дефицита, умеренная анемия стимулирует сопротивление к инфекционной болезни и может стимулировать адаптивный ответ на инфекцию. Железо – существенное питательное вещество для многих микробов, и обязательные железом белки (например, трансферин, лактоферрин), изолируют обращающееся железо во время инфекции и предела ее пригодность болезнетворным микроорганизмам. Это поднимает вопрос, могут ли диеты, которые ограничивают потребление железа, представить пищевую адаптацию к заражению болезнью в высоко патогенной окружающей среде. Близкая ассоциация между иммунокомпетентностью и диетическими факторами особенно макро пищевая адекватность – подчеркивает высокие затраты ресурса иммунной системой. Инфекция мотивирует главные изменения в метаболических приоритетах организма; серьезное увеличение скорости метаболизма на 25 %-55 % и потребляют 15 %-30 % массы тела. Ресурсов требует также производство антител, цитокинов, и белков острой фазы. Кроме того, тимус – относительно большой орган, который содержит огромное количество недоразвитых T-лимфоцитов, почти четверть которых создается каждый день. Больше чем 95 % из них разрушаются прежде, чем будут выпущены. Затраты на этот процесс являются существенными, учитывая эти затраты, экологическая перспектива объясняет это как ситуацию, когда вклады в иммунную систему позволят получать больше ресурсов и тратить их на другие системы. Такие процессы обеспечивают понимание сложных ассоциаций между пищей, инфекционной болезнью и здоровьем ребенка. Синергистические эффекты недоедания и инфекции на детском росте хорошо известны, но немного исследований рассмотрели иммунную функцию как потенциальный посредник. Это особенно важные данные которые говорят, что недоедание может поспособствовать колебанию роста и увеличению смертности через несколько путей:

(a) Недостаточное питание может  сократить эффективность иммунной  защиты и поэтому увеличить  частоту и/или серьезность инфекции;

(b) более частые инфекции, требуют  более высокого уровня питательных  веществ, которые были бы иначе  доступны для роста;

(c) болезнетворные микроорганизмы (и связанные иммунные) ответы, могут  вызвать долгосрочное повреждение  слизистой оболочки кишечника,  которое уменьшает поглощение  питательных веществ; 

(d) цитокины участвующие в борьбе  с инфекцией могут привести к потере аппетита, уменьшая потребление энергии, когда требования высоки;

(e) особенности инфекционной болезни  могут провоцировать определенное  для культуры поведение, это  выражается в определенной культуре  питания в частности, продуктах,  блюдах и последовательности приема пищи

Хотя краткосрочные эффекты  недостаточного питания на иммунной системе известны, недавнее исследование предполагает, что пищевой фактор на ранних этапах жизни может обусловить долгосрочные воздействия в иммунной функции. Например, недокормленные крысы родили потомство с иммунным дефицитом, который сопровождается на протяжении всей их жизни, даже притом, что потомство имело неограниченный доступ к пище. Кроме того, они переносят эти дефициты в следующее поколение из потомства, демонстрируя долгосрочное, относящиеся к разным поколениям эффекты материнского недостаточного питания. Подобные процессы, кажется, работают у людей. Младенцы в расширяющейся городской территории Филиппин, родившиеся с низкой массой от матерей относительно обедневшей предродовой пищевой окружающей среды, на прививку в юности отвечают меньшими концентрациями тимопоэтина, относящегося к зобной железе важного гормона для клеточного иммунитета. Кроме того, замедленные нормы роста в младенчестве показатель пониженного отклика на вакцину синтезом тимопоэтина в юности. В общем, потому что беременность и раннее младенчество - критические периоды иммунологического развития, ранняя пищевая недостаточность может, поэтому быть непропорциональным воздействием на иммунитет позже в жизни. Дополнительное, и ни в коем случае не противоречащее адаптации объяснение предлагает то, что окружающая среда рано в жизни может быть надежным показателем будущего наличия ресурса. Таким образом, у пищевых факторов есть прямые значения для иммунного развития и функции, так же как косвенные воздействия, определяя интенсивность обменных процессов и их затраты на разные физиологические системы, в сумме обеспечивающие поддержание жизни человека. Количество и качество местных пищевых ресурсов, поэтому вероятно, способствуют изменению иммунной функции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экология инфекционных заболеваний и иммунная система

Поскольку защита против микробного вторжения первичная функция  иммунной системы, можно было бы ожидать существенной связи иммунной функции и экологии возбудителя.

Первый и самый очевидный  путь тот, в котором местная экология болезни формирует иммунное развитие и функция следует логически  из механизма клонового выбора. Определенный антиген связывают только B лимфоциты  с соответствующим рецептором. Эти лимфоциты становятся активными, пролиферируют, и дифференцируются в исполнительный элемент. Через этот управляемый антигеном процесс клонового выбора, иммунная система буквально воплощает знание о местной экологии болезни в его репертуар памяти T и B лимфоцитов. Различная экология, поэтому произведет различные иммунные репертуары. Например, на Филиппинах, достаточно высокий уровень заразных болезней на первом году жизни больше чем удваивает силу ответа на прививку от тифа в юности. Подобные ассоциации между ранней инфекцией и позже иммунокомпетентностью имеют место и в других популяциях, хотя также присутствуют противоречивые результаты. Так же рано, как пищевая окружающая среда может влиять на долгосрочные изменения в иммунитете, ранняя встреча с патогенном может свидетельствовать о будущей экологической патогенности среды. Так, люди в высоко патогенной окружающей среде могут затратить больше ресурсов на  развитие антипатогенных защит. Кроме того, частота и интенсивность у патогенного воздействия может быть разной длительности и соответственно оказывать отличные эффекты на подсистемы защиты. Для примера, два подмножества Th лимфоцитов играют дополнительные роли в регулировании определенного иммунного действия, с содействием клеток Th1к установленному клеткой процессу и клетки Th2, продвигающие гуморально обусловленные действия и производство антитела. T лимфоциты оказывают влияние на фенотип Th2 при рождении, и развитие надлежащего баланса между Th1 и ответами Th2 важно для максимизирования эффективности против широкого диапазона потенциальных болезнетворных микроорганизмов и для того, чтобы минимизировать риск иммунопатологии. Перенесение заразной болезни рано в жизни играет критическую роль в определение эффективной регулирующей сети T-клеток. Отсутствие такой ситуации может быть ответственным за возрастающие уровни IgE а также за повышенную вероятность атопической болезни, такие как аллергия и астма в популяциях, где недавние усовершенствования в очистке и прививке имеют значительно уменьшенное патогенное воздействие. Поддержка этой “гигиенической гипотезы”  приходит от многих исследований, сообщая, что заболеваемость рано в жизни связана с увеличениями производства цитокинов Th2, концентрации IgE, и признаками аллергии и астмы позже в жизни. (Рисунок 4). Напротив, популяции для которых характерны хронические гельминтозы также имеют высокие концентрации цитокинов производимых  Th2 и IgE, но не страдают от аллергии или астмы. В этом случае хронический патоген стимулирует развитие сильной анти-воспалительной регуляторной сети, которая позволяет Th2-индуцированным процессам бороться с гельминтозной инфекцией без включения иммунопатологических эффектов, которые проявляются в популяциях с низким уровнем гельминтозов. Таким образом, экология инфекционной болезни может формировать физиологические обмены в пределах иммунной системы непосредственно и способствовать развитию антипатогенной обороноспособности, которая приспособлена к местным патогенам. Эта пластичность может объяснить расходящиеся эффекты раннего знакомства с патогенами иммунной системы юношей Филиппин. Высокие уровни биологической патогенности среды в младенчестве связаны с более сильным иммунным ответам на вакцинацию в юности, но более низкой концентрацией свободного IgE. Является ли это адаптивным процессом, который мобилизует более эффективную обороноспособность, которая приспособлена к местной болезнетворной фауне – еще неизвестно. Есть также предположение, что склонность младенцев брать в рот разные предметы связанна с необходимостью приспособить иммунную систему к среде обитания. Однако современная гигиеническая культура приводит к существенному снижению предъявления разных антигенов развивающемуся человеческому организму, следствием чего может служить мало обученная иммунная система, которая скорее начнет атаковать собственный организм позже в жизни.