XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Иммунная система – это система, которая обеспечивает защиту организма от патогенных факторов экзо- и эндогенной этиологии, которые способствуют развитию патологических процессов. Основная задача иммунитета – это поддержание генетической индивидуальности человеческого организма.

Компонентами иммунной системы являются врожденный(естественный) и приобретенный (адаптивный) иммунитеты. Функция данных видов иммунитета абсолютно индентична, но механизм ее осуществления существенно различается. Так, в основе врожденного иммунитета лежат процессы, связанные с распознаванием чужеродного агента, выделением цитокинов клетками данного иммунитета (макрофагами, нейтрофилами, эозинофилами, базофилами и дендритными клетками, а также естественными киллерами – NK клетками), фагоцитоз и удаление продуктов фаголизосом. В то время, как адаптивный иммунитет строится на формировании комплекса АГ+ АТ и способствует запоминанию организмом антигенов и быстрому реагированию при повторной встрече с ним.

Органами, выполняющими процессы иммунопоэза, т.е. антигеннезависимую дифференцировку лимфоцитов, являются центральные органы – красный костный мозг и тимус. В красном костном мозге происходит кроветворение из стволовой клетки крови, а в тимусе - образование «наивных» Т-лимфоцитов, которые в периферических органах дифференцируются в цитотоксические Т-лимфоциты, Т-супрессоры и Т-хелперы. Стоит отметить, что в периферических органах происходит иммуногенез, так как процесс дифференцировки является антигензависимым.

Микронутриенты — это органические соединения, которые не синтезируются в организме человека (кроме витамина К и биотина), и, поступая с пищей в небольших количествах, способны участвовать во многих биохимических процессах. При этом витамины не включаются в структуру тканей и не используются организмом в качестве источника энергии (не являются поставщиком энергии) и не имеют существенного пластического значения. Однако витамины участвуют во множестве биохимических реакций, выполняя каталитическую функцию в составе активных центров большого количества разнообразных ферментов. Ряд витаминов выполняют сигнальные функции экзогенных прогормонов и гормонов, а некоторые витамины обладают антиоксидантным действием. [1] Также известна их роль в формировании иммунного ответа, как врожденного, так и приобретенного. [2] Всего на данный момент известно 13 видов микронутриентов.

Все витамины подразделяются на водорастворимые и жирорастворимые. К жирорастворимым витаминам относятся витамины группы А, K, D, E, а к водорастворимым – витамины группы B, витамин C, H, PP, P.

Необходимо отметить, что при недостатке витаминов развиваются гиповитаминоз, при их отсутствии – авитаминоз, при избытке микронутриентов – гипервитаминоз.

Витамин А – жирорастворимый витамин, который содержится в питательных веществах в виде каротиноидов – предшественников витамина А (наибольшее значение имеет β-каротин) и эфиров ретинола. Существует две формы каротиноидов: каротины и ксантофиллы. Среди них каротины (особенно β-каротины) обладают активностью витамина А, а ксантофиллы не обладают витаминной активностью и участвуют в образовании цветовых пигментов. [3] В результате того, что происходит расщепление β-каротина образуется молекулы ретинальдегида, активирующего RXR рецепторы, участвующих в регуляции генов, которые связаны с иммунной системой. Также метаболиты витамина А влияют на адаптивный иммунитет, участвуя в пролиферации Т-лимфоцитов, выработке антител (ретиноевая кислота индуцирует секрецию IgA, [4] подавляет секрецию IgE) и способствуя увеличению активности фагоцитоза. Необходимо отметить, что добавки с ретиноидами контролируют воспалительную реакцию in vitro, подавляя экспрессию TLR и секрецию провоспалительных цитокинов TNF-α и IL-6 макрофагами при фагоцитозе патогенов. [5] Витамин А способствует развитию клеток Th2 и подавляет выработку провоспалительных клеток Th17 под действием IL-6 и индуцирует дифференцировку клеток Th0 в регуляторные клетки Treg. [6]

Витамин D (кальциферол) – жирорастворимый витамин, представленный в двух формах: кальцитриол (активная форма данного витамина) и кальцидиол. Витамин D образуется в коже из провитаминов. Стоит отметить, что он единственный витамин, который действует и как витамин, и как гормон: роль витамина заключается в поддержании оптимального уровня Ca2+ и P5+ в крови, а как гормона – вырабатывает в кишечнике белков-носителей для транспорта Ca2+. Благодаря научным исследованиям была выявлена роль витамина D не только в обмене кальция и участии в минеральном метаболизме, но и в регуляции деятельности иммунной системы. Так, в начале 1980-х гг. были проведены работы по изучению генов витамина D (VDR) в моноцитах крови, а также на активированных Т- и В-лимфоцитах, незрелых лимфоцитах тимуса и зрелых CD8-клетках. [7] Было отмечено иммуномодулирующее действие витамина D на реакции Т-клеток in vitro; было показано, что витамин D оказывает мощное противовоспалительное действие, подавляя иммунные реакции, опосредованные Th1, и ингибируя экспрессию провоспалительных цитокинов IL-2, IFN-γ, IL-6, TNF-α и IL-17 в Th-клетках, [8, 9] а также усиливая активность Th2 за счёт стимуляции выработки цитокинов IL-4, IL-5 и IL-10. [10] Стоит отметить то, что витамин D подавляет выработку цитокинов, что приводит к снижению появления процессов воспаления, а также ингибирует пролиферацию Т-лимфоцитов, но стимулирует дифференцировку Тх0 в Тх2 и Т-reg, тем самым предупреждая чрезмерное развитие воспалительных реакций, которые способы привести к аутоиммунным заболеваниям.

Витамин Е (токоферол) – жирорастворимый витамин, который является антиоксидантом, т.е. защищает организм от действия свободных радикалов, которые способны негативно воздействовать на функциональные системы. Основную антиоксидантную активность он проявляет на клеточных мембранах, это приводит к сбалансированному окислительно-восстановительному состоянию в клетке, что влияет на передачу сигналов, поскольку активность сигнальных ферментов регулируется свободными радикалами. [11] Витамин Е усиливает взаимодействие антигенпрезентирующей клетки (АПК) с Т-хелпером, способствуя тому, что происходит ускорение его пролиферации в Тх1 и Тх2. Также витамин Е, как и витамин D снижает выработку воспалительных цитокинов.

Витамин C (аскорбиновая кислота) – водорастворимый витамин, который является кофактором для многих ферментов, в частности – гидроксилаз, способствующих синтезу гормонов (кортизол, половые гормоны), обмену веществ и детоксикации. Так, являясь антиоксидантом, витамин С обеспечивает защиту организма от свободного радикального окисления, где он подавляет активные формы кислорода и окисляется до дегидроаскорбиновой кислоты. Также витамин С участвует в регуляции воспалительных процессов, так как он способствует уничтожению микроорганизмов, усиливая миграцию нейтрофилов к очагам инфекции в ответ на хемотаксические сигналы и высвобождение АФК. [12] Стоит отметить, что данный микронутриент влияет на адаптивную иммунную систему, усиливая пролиферацию Т- и В-лимфоцитов и выработку антител. Кроме того, интересным научным открытием было то, что к 1950-м годам считалось, что витамин С обладает противораковым действием, участвуя в окислительно-восстановительной реакции, которая влияет на рост раковых клеток и даже убивает их. [13] Более того, витамин С также может быть использован при лечении лейкемии путем регулирования количества и функции кроветворных стволовых клеток крови и уменьшения боли пациентов в качестве кофактора синтеза веществ, обладающих обезболивающим действием. [14] Также данный витамин участвует в синтезе коллагена, который является важным каркасом соединительной ткани, выполняя тем самым барьерную функцию.

Витамины группы B — это водорастворимые витамины, участвующие в построении коферментов.

Витамин В1 (тиамин) участвует в катаболизме глюкозы, обеспечивая организм энергией, которая необходима для оптимального функционирования систем, в частности и иммунной системы. Также тиамин обладает витамин-сберегающей функцией. [15]

Витамин В2 (рибофлавин) – это микронутриент, обладающий противовоспалительными и антиоксидантными свойствами. Он является кофактором ферментов, участвующих в цикле трикарбоновых кислот и окислении жирных кислот. Данный микронутриент участвует в дифференцировке Т-лимфоцитов, а также способствует регуляции воспалительных процессов в организме, подавляя выработку провоспалительных цитокинов. Так, обработка витамином B2 изменила реакцию мышиных макрофагов на стимуляцию липополисахаридом (ЛПС): экспрессия TLR4 и секреция провоспалительного цитокина TNF-α снизились, а экспрессия противовоспалительного цитокина IL-10 и выработка антибактериального/противовирусного агента оксида азота (NO) повысились. [16]

Витамин В6 (пиридоксин) – витамин, который играет ключевую роль в синтезе нейротрансмиттеров и иммунных клеток. Микронутриент регулирует выработку антител и активирует лимфоциты. Так, дефицит витамина В6 снижает пролиферацию и дифференцировку Т-лимфоцитов, снижает уровень IL-2 и увеличивает уровень IL-4. [17]

Макро- и микронутриенты являются важнейшими компонентами, которые поступают в организм человека, которые обеспечивают оптимальное функционирование функциональных систем. Стоит подчеркнуть, что витамины – вещества, не способные синтезироваться в организме. Дефицит тех или иных микронутриентов, способствует развитию патологических процессов. Именно поэтому необходимо обеспечить полноценное питание. Витамины оказывают колоссальное влияние на процессы жизнедеятельности, участвуя в биохимических реакциях катаболизма и анаболизма.

Список литературы

1. Хисамиева Л. И. Витамины и их физиологическое значение: учебнометодическое пособие / Л.И. Хисамиева, И.И. Хабибрахманов, Н.И. Зиятдинова, Т.Л. Зефиров. – Казань: Вестфалика, 2022. — с. 5

2. Кинаш М.И., Боярчук О.Р. Жирорастворимые витамины и иммунодефицитные состояния: механизмы влияния и возможности использования // Вопросы питания. 2020. Т. 89, № 3. – с. 23

3. «Руководство по принципам питания животных» 2019 Гита Чериан, XIII глава, с. 90

4. Пантази Э., Маркс Э., Столарчик Э., Лике Н., Ноэль Р.Дж., Эльгуэта Р. Передовая статья: передача сигналов ретиноевой кислоты в В-клетках необходима для пероральной иммунизации и формирования микрофлоры. J Immunol (2015) 195:1368–71.

5. Ким С.Ю., Ку Дж.Е., Сонг М.Р., Ли Дж.Й. Ретинол подавляет активацию толл-подобных рецепторов независимо от MyD88 и STAT1. Воспаление (2013) 36:426–33.

6. Мусида Д., Парк Й., Ким Г., Туровская О., Скотт И., Кроненберг М. и др. Взаимная дифференцировка TH17 и регуляторных Т-клеток, опосредованная ретиноевой кислотой. Science (2007) 317:256–60.

7. Поворознюк В.В., Резниченко Н.А., Майлян Э.А Внескелетные эффекты витамина D //. Хребет. 2016. Т. 13-14, № 1-2. С. 19-25.

8. Баеке Ф., Такиши Т., Корф Х., Гисеманс К., Матье К. Витамин D: модулятор иммунной системы. Curr Opin Pharmacol (2010) 10:482–96.

9. Се З., Чен Дж., Чжэн С., Ву Дж., Ченг Й., Чжу С. и др. Дендритные клетки, индуцированные 1,25-дигидроксивитамином D (3), подавляют экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит за счёт увеличения доли регуляторных лимфоцитов и уменьшения количества Т-хелперов 1-го и 17-го типов. Иммунология (2017) 152:414–24.

10. Бунстра А., Баррат Ф.Дж., Крейн С., Хит В.Л., Савелкоул Х.Ф., О’Гарра А. 1-альфа,25-дигидроксивитамин D3 оказывает прямое воздействие на наивные CD4(+) Т-клетки, стимулируя развитие Th2-клеток. J Immunol (2001) 167:4974–80.

11. Трабер М.Г. Механизмы регуляции витамина Е. Annu Rev Nutr (2007) 27:347–62.

12. Бозоне С.М., Карр А.К., Пуллар Дж.М., Виссерс М. Повышенный уровень витамина С в нейтрофилах человека, хемотаксис и выработка окислителей после приема в пищу богатого витамином С киви SunGold. Nutrients (2015) 7:2574–88.

13. Юн Дж., Малларки Э., Лу С. Й., Бош К. Н., Кавалье А., Ривера К. и др. (2015). Витамин C избирательно убивает клетки колоректального рака с мутациями KRAS и BRAF, воздействуя на GAPDH. Science 350, 1391–1396.

14. Агатоклюс, М., Мичем, К. Э., Берджесс, Р. Дж., Пискунова, Э., Чжао, З. Й., Крейн, Г. М. и др. (2017). Аскорбат регулирует функцию гемопоэтических стволовых клеток и лейкозогенез. Nature 549:476.

15. Канюков, В.Н. К 19 Витамины: учебное пособие / В.Н. Канюков, А.Д. Стрекаловская, Т.А. Санеева; Оренбургский гоc. ун-т. – Оренбург: ОГУ, 2012. – 55 с.

16. Мазур-Бялы А.И., Почек Е., Плитыч Б. Иммуномодулирующий эффект дефицита и избытка рибофлавина — обратимая патологическая реакция в сравнении с подавлением воспалительной активации. J Physiol Pharmacol (2015) 66 с.

17. Цянь Б., Шен С., Чжан Дж. и Цзин П. (2017). Влияние дефицита витамина В6 на состав и функциональный потенциал популяций Т-клеток. Журнал иммунологических исследований – 1с.