Иммунная система организма человека.
Факторы специфической противомикробной защиты.
Иммуноглобулины, структура антител и их свойства.
Органы иммунной системы и иммунокомпетентные клетки.
Факторы специфической противомикробной защиты и их характеристика.
ПЛАН
Иммунологическая реактивность высших организмов заключается в их способности распознавать, обезвреживать и элиминировать генетически чужеродные вещества (микробы, гетерогенные клетки, растворимые тканевые антигены, изменившиеся в антигеном отношении клетки собственного организма). Эта способность обеспечивает структурную и функциональную целостность организма, охраняющую его генетическую индивидуальность в онкогенезе. Единую целостную систему защиты организма от антигенов обеспечивают специфические и неспецифические факторы.
К специфическим факторам защиты относятся следующие формы реагирования иммунной системы:
Ø состояние иммунной системы организма;
Ø образование и дифференцировка Т- и В- лимфоцитов, осуществляющих иммунологические функции;
Ø антителообразование (синтез специфических иммуноглобулинов разных классов);
Ø иммунологическая память;
Ø иммунологическая толерантность;
Ø гиперчувствительность немедленного и замедленного типов (ГНТ и ГЗТ).
Иммунная система представляет собой иерархическое единство органов, свободных клеток и молекул, имеющих общее происхождение и функционирующих как единое целое.
Клетки, осуществляющие иммунологические функции, имеют общее происхождение, – они являются производными полипотентной стволовой клетки.Стволовые кроветворные клетки – самоподдерживающаяся популяция мезенхимных клеток костного мозга. Они составляют менее 0,01% всех клеток костного мозга, но их роль исключительно велика: они являются родоначальниками всех клеток крови и клеток иммунной системы.
Стволовые клетки полиморфны. 80 – 90% из них находится в состоянии покоя (в Gо фазе клеточного цикла). Это обеспечивает относительную устойчивость популяции и широкие возможности мобилизации клеток для их дифференцировки. 10 – 20% стволовых клеток находятся в разных фазах деления. В результате митоза из них формируется два вида дочерних клеток. Одни сохраняют свойства родительских, оставаясь в популяции недифференцированных кроветворных клеток.
Другие дочерние клетки дифференцируются в клетки – предшественники лимфоцитов или миелоцитов. Первые в дальнейшем превращаются в В- или Т- лимфоциты, вторые дают начало гранулоцитам, макрофагам, эритроцитам и тромбоцитам.
Направление и интенсивность дифференцировки клеток регулируются гуморальными факторами – цитокинами, гормонами, гормоноподобными веществами, что обеспечивает потребность организма в тех или иных клетках.
В ходе дифференцировки клетки покидают костный мозг, распределяются по органам и тканям и лишь часть из них завершают дифференцировку на месте. Т. о. иммунная система представлена лимфоидной тканью. Лимфоидная ткань состоит из ретикулярных клеток, образующих остов ткани, и лимфоцитов, находящихся между этими клетками. Общее число лимфоцитов в человеческом организме достигает 1012, а общая масса лимфоидной ткани составляет примерно 1 – 2% от массы тела.
Лимфоидные органы делят на центральные(первичные) и периферические(вторичные).
Центральными органами иммунной системы называют органы, где происходит формирование и созревание иммуноцитов. К ним относят костный мозг, вилочковую железу (тимус) и сумку Фабрициуса (bursaFabricii) у птиц.
Периферические органы иммунной системы содержат зрелые лимфоциты. Здесь после антигенного воздействия происходит их дальнейшая пролиферация и дифференцировка, продуцируются антитела и эффекторные лимфоциты. К периферическим органам относятся селезенка, лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани под слизистыми поверхностями желудочно - кишечного, дыхательного, мочеполового трактов (групповые лимфатические фолликулы, тонзиллы, пейеровы бляшки).
Тимус, или вилочковая железа, – лимфоэпителиальный орган. Он состоит из долек, каждая из которых содержит корковый и мозговой слой. Клетки – предшественники тимоцитов формируются в костном мозге и через кровь попадают в кору тимуса. Основным элементом коры являются фолликулы Кларка, в которых концентрируются эпителиальные и дендритные клетки, макрофаги и лимфоциты. Клетки и их гуморальные продукты (цитокины, гормоны) стимулируют деление незрелых лимфоцитов, поступающих в кору. В процессе деления они созревают. На их поверхности появляются новые структуры, а некоторые стадиоспецифические структуры утрачиваются.
Структуры, определяющие особенности клеток иммунной системы, обладают антигенными свойствами. Они получили название «Clusterofdifferentiation» (показатель дифференцировки)и обозначение CD.Лимфоциты, созревающие в тимусе – Т-лимфоциты обладают характерными для них молекулами CD2, CD3, CD4, CD8.
За одни сутки в тимусе образуется 300 – 500 млн. лимфоцитов. При этом на клетках формируются рецепторы как к чужеродным, так и к собственным антигенам.
В ходе созревания Т- лимфоциты проходят селекцию – отбор клеток, часть клеток погибает в результате контакта с собственными антигенами. В результате в мозговой слой тимуса поступает 3 – 5% клеток сформировавшихся в корковом слое. В мозговом слое дифференцировка лимфоцитов завершается формированием CD4+_ и CD8+_ лимфоцитов. Созревание клеток в тимусе длится 4-6 суток, после чего лимфоциты поступают в кровь, лимфу, ткани, во вторичные органы иммунной системы.
Эпителиальные клетки тимуса образуют пептидные гормоны и гормоноподобные пептиды: тимулин, α- и β-тимозин, тимопоетин, способствующие созреванию и дифференцировке Т-лимфоцитов в тимусе и вне него.
Тимус начинает функционировать у шестинедельного эмбриона человека, к рождению его масса достигает 10 – 15 г. Далее происходит постепенная инволюция тимуса с утратой до 3 % активной ткани ежегодно.
Инволюция тимуса сопровождается снижением продукции Т- лимфоцитов. Их уровень в организме поддерживается за счёт долгоживущих клеток, внетимусного созревания части клеток под действием цитокинов. Предполагают, что последствия инволюции тимуса входят в число причин старческой патологии и определяют продолжительность жизни человека.
Костный мозг, общая масса которого у человека достигает 3 кг, выполняет несколько иммунологических функций. Как уже упоминалось, костный мозг служит местом происхождения всех клеток иммунной системы. Здесь же происходит созревание и дифференцировка В -лимфоцитов. Костный мозг функционирует как вторичный орган иммунной системы.
Макрофаги костного мозга обладают фагоцитарной активностью, а В- лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, которые продуцируют антитела.
Направления дифференцировки стволовых клеток костного мозга определяются клетками стромы костного мозга, макрофагальными клетками, лимфоцитами, и образуемыми или цитокинами. Клетки костного мозга продуцируют гормоноподобный пептидный фактор, способствующий активации В -лимфоцитов.
Лимфатические узлы – скопления лимфоидной ткани, расположенные по ходу лимфатических и кровеносных сосудов. У человека имеется 500 - 1000 лимфатических узлов, а также более мелкие скопления лимфоидной ткани под слизистыми поверхностями и в коже.
Лимфатические узлы обеспечивают неспецифическую резистентность организма, выполняя функции барьеров и фильтров, удаляющих из лимфы и крови чужеродные частицы. Вместе с тем они служат местом формирования антител и клеток, осуществляющих клеточные иммунные реакции. Кожа, эпителиальные и паренхиматозные органы содержат многочисленные лимфатические капилляры, собирающие тканевую жидкость, именуемую лимфой. Лимфа поступает далее в лимфатические сосуды, по ходу которых располагается множество лимфоузлов, строма которых служит фильтром, удаляющим из лимфы практически все чужеродные частицы, в том числе и вирусы, и до 2 % растворимых антигенных молекул. В лимфоузлах (иммунной системы) организма задерживаются практически все водорастворимые антигены.
Основной структурой коркового вещества лимфоузлов являются скопления лимфоидных фолликулов, содержащих лимфоциты, преимущественно В- группы, дендритные клетки и макрофаги. В мозговом слое лимфатического узла содержится большое количество макрофагов, осуществляюших фагоцитоз поступающих в лимфоузел микроорганизмов и других чужеродных частиц.
Функции периферических органов иммунной системы выполняют также лимфоидные структуры глоточного кольца, кишечника, мочеполовых органов, кожи, бронхов и легких.
Селезёнка, как и другие периферические органы иммунной системы, принимает участие в обеспечении неспецифической резистентности, играя роль фильтра, удаляющего из циркуляции чужеродные частицы и собственные поврежденные или отжившие свой срок клетки крови. Вместе с тем селезенка входит в число основных органов иммуногенеза и образования антител, особенно выраженного в тех случаях, когда антиген поступает с током крови непосредственно в селезенку, которая по строению сходна с лимфатическими узлами. Селезенка содержит белую пульпу – аналог коры лимфоузлов, заполненную в основном лимфоидными клетками, (есть зоны, где сосредоточены В- лимфоциты), и красную пульпу, где преобладают эритроциты и макрофаги.
Удаление селезенки (травма, лечение анемий) снижает способность организма к продукции антител, но не влияет на Т-зависимые формы иммунного ответа, продукцию иммуноглобулинов, процессы фагоцитоза. Функции селезенки дублируются другими органами иммунной системы.
Особенности иммунной системы:
ü она разбросана по всему организму;
ü ее клетки постоянно рециркулируют;
ü она большая по своей массе, до 1 – 2 % от массы тела.