ИММУНОЛОГИЯ И ИММУНОПАТОЛОГИЯ

План занятия
1 Иммуноморфология: определение иммунитета, морфология и функция иммунной системы, иммунокомпетентные клетки, иммуноморфогенез при болезнях и вакцинациях
2 Иммунопатология: аллергия немедленного типа, аллергия замедленного типа, трансплантационный иммунитет, аутоиммунные процессы и болезни, иммунная толерантность, иммунные дефициты
3 Иммунокоррекция (коррекция патологии иммунной системы)

В животном организме имеется три системы защиты (резистентности): конституциональная, фагоцитарная и лимфоидная.

Конституциональные факторы и фагоцитирующие клетки относятся к факторам неспецифической (естественной) резистентности, а лимфоидная система относится к специфической иммунной системе (в ней есть возможность создания специфического иммунитета), хотя сама защита по наследству не передается.
Конституциональная система резистентности представлена механическими (физическими) факторами.
К механическим факторам у животных относятся эпителиальные барьеры, при нарушении которых открываются "ворота инфекции".
Химические факторы конституциональной системы многообразны. К ним относят соляную кислоту желудочного сока, кислую среду кожных секретов, ферменты пищеварительных соков и плазмы крови, в том числе интерферон, лизоцим и систему комплемента.
В дополнение к конституциональным факторам защиты у животных на определенной стадии развития появилась фагоцитарная защита – фагоцитоз чужеродных частиц с участием нейтрофилов и макрофагов, которые трансформируются из моноцитов крови.
По данным Р.В. Петрова (1982), механизмы защиты организма с участием неспецифических факторов не являются неспецифической иммунокомпетентной реактивностью, т.к. специального реагирования при этом нет, и в то же время они выполняют другие функции.
К факторам естественной резистентности также относят систему естественной (спонтанной) цитотоксичности, обладающую определенной автономией, основную функцию которой определяют как функцию иммунологического надзора (Р.М. Хаитов и др., 1995). Основную роль при этом играют естественные (натуральные) киллеры (ЕК или NK-клетки), которых в крови от 5 до 20% от числа лимфоцитов.

1 Иммуноморфология

Иммунитет – способ защиты организма от всего генетически чужеродного (возбудителей инфекционных и инвазионных болезней, от внутренних факторов, нарушающих генетическое постоянство, от клеток-мутантов и др.).

Иммуноморфогенез это раздел иммунологии, изучающий клеточные основы иммунитета.
Таким образом, система иммунитета имеет свои центральные и периферические органы, в которых образуются, дифференцируются и созревают лимфоциты – основные факторы специфического иммунитета, каждый клон которых специфически действует лишь против определенного антигена. Лимфоциты по лимфотическим и кровеносным сосудам, межтканевым щелям проникают в самые отдаленные участки тела, распознают и уничтожают чужеродные в генетическом отношении вещества, в т.ч. микробной природы, нередко погибая при этом.

Следует заметить, что иммунитет не контролирует собственно генетический гомеостаз организма. В отличие от неспецифических факторов резистентности у иммунной системы позвоночных имеются 4 особенности: способность распознавать различия в химической структуре собственных клеток и продуктов их жизнедеятельности от чужеродных; запоминание «чужого» с более быстрым и продолжительным ответом при повторном поступлении антигена; высокая специфичность иммуногеной памяти только к отделенному антигену; специфическая иммунологическая ареактивность (толерантность), наступающая в результате контакта организма с антигеном (как с собственным, так и чужеродным) в процессе эмбриональной жизни.

Морфология и функция иммунной системы. В иммунной системе выделяются центральные и периферические органы иммунитета.

Первичные (центральные) органы иммунитета: костный мозг, тимус, бурса Фабрициуса у птиц.
Костный мозг является поставщиком стволовых клеток, родоначальник всех остальных клеток крови, а также В-лимфоцитов у млекопитающих.
Тимус (вилочковая, зобная железа) является поставщиком Т-лимфоцитов, которые образуются в тимусе из стволовых клеток костного мозга (у млекопитающих и птиц). Бурса Фабрициусау птиц трансформирует стволовые клетки костного мозга в В-лимфоциты.

Вторичные (периферические) органы иммунитета (в них лимфоциты «работают», т.е. обезвреживают антигены): селезенка, лимфатические узлы, миндалины, пейеровы бляшки и солитарные фолликулы, лимфоидная ткань легких, кожи и др. органов, кровь, лимфа, система мононуклеарных фагоцитов, железа Гардера и слезная железа у птиц, кожа и нейроглия ЦНС.

Иммунокомпетентные клетки
Микрофаги: нейтрофилы и эозинофилы. Они обладают высокой фагоцитарной активностью.
Макрофаги: моноциты крови, гистиоциты соединительной ткани, свободные и фиксированные макрофаги лимфоузлов, костного мозга и селезенки, альвеолярные макрофаги легких, купферовские клетки печени, перитонеальные и плевральные макрофаги, остеокласты костной ткани, клетки микроглии нервной системы, макрофаги синовиальных оболочек суставов, эпителиоидные и гигантские клетки воспалительных очагов. Они относятся к системе мононуклеарных фагоцитов (СМФ), переводят бактериальный антиген в иммунную форму в виде комплекса РНК + антиген и передают информацию об антигене Т- и В-лимфоцитам.
Лимфоциты (Т- и В-клетки). Т-лимфоциты (хелперы, киллеры, супрессоры, усилители, Т-дифференцирующие и Т-клетки ГЗТ) участвуют в клеточном иммунитете, аллергии замедленного типа, трансплантационном иммунитете и в развитии ряда аутоиммунных болезней. Содержатся в тимусе, в периферических органах иммунитета, Т- лимфоциты находятся в Т-зависимых зонах. При иммунном ответе они превращаются в иммунные лимфоциты (киллеры), которые разрушают антигены и чужеродные клетки с участием цитолитических ферментов, и лимфоцитов памяти. В-лимфоциты обеспечивают гуморальный иммунитет, участвуют в аллергии немедленного типа и некоторых аутоиммунных болезнях. В периферических лимфоидных органах содержатся в Т-независимых зонах. При иммунном ответе В-лимфоциты трансформируются в плазматические клетки, синтезирующие антитела, и лимфоциты памяти.
Плазматические клетки синтезируют 5 классов антител (иммуноглобулинов): А, М, G, D, E, которые играют основную роль в борьбе с бактериями и вирусами (IgG), создают условия для фагоцитоза антигена микро-макрофагами (IgM), играют большую роль в патогенезе аллергических реакций (IgE), играют важную роль в создании местного секреторного иммунитета в кишечнике и легких (IgA).

Рис. 6.1 Иммунная система (М.С. Жаков, 1992)

Иммуноморфогенез при болезнях и вакцинациях
Иммуногенез складывается из трех этапов: информация иммунной системе об антигене, переработка антигена в иммунной системе, выдача иммунного ответа.
В механизме иммуногенеза различают 2 стадии: индуктивную и продуктивную.

Индуктивная стадия – происходит взаимодействие макрофагов с Т- и В-лимфоцитами.
Макрофаги, фагоцитировав и переработав антиген, информацию о нем ( в виде комплекса РНК + антиген) передают Т- и В- лимфоцитам, возбуждая у них процессы трансформации.

Продуктивная стадия – осуществляется выдача иммунного ответа.
Т-лимфоциты трансформируются в иммунные лимфоциты (киллеры), обладающие цитотоксическими действиями. В-лимфоциты превращаются в плазматические клетки, синтезирующие антитела. Часть Т- и В-лимфоцитов трансформируются в лимфоциты памяти, играющие роль при вторичном иммунном ответе.
В центральных и периферических органах иммунной системы иммунный ответ проявляется неспецифической воспалительной реакцией и развитием специфических иммуноморфологических процессов.
Воспаление характеризуется гиперемией кровеносных сосудов микроциркуляторного русла, серозным отеком стромы органов, мукоидным и фибриноидным набуханием стенок сосудов, пролиферацией и десквамацией эндотелия синусов.

Иммуноморфологические изменения в органах иммунной системы характеризуются следующими однотипными реакциями: микро- и макрофагальная реакция, бласттрансформация В-лимфоцитов, бласттрансформация Т-лимфоцитов, плазмоцитарная реакция, формирование инфекционных и инвазионных гранулем.

В лимфоузлах иммунный ответ проявляется воспалением и иммуноморфологическими реакциями. Так, при рассмотрении брыжеечного лимфоузла поросенка, вакцинированного перорально против сальмонеллеза можно отметить, что он увеличен в объеме, круглой формы, серого цвета, поверхность разреза местами покрасневшая, сочная, с поверхности разреза стекает мутная жидкость, рисунок фолликулов усилен.

2 Иммунопатология

Иммунопатологияизучает патологические процессы и болезни, развивающиеся в результате нарушения иммуногенеза.

Аллергия немедленного типа. К ней относят сывороточную болезнь, анафилактический шок, бронхиальную астму. При аллергии немедленного типа продуцентами антител-реагинов (IgE) являются плазматические клетки. После повторного поступления аллергена в организм возникают иммунные комплексы (аллерген+антитело), которые фиксируются на мембранах структурных клеток. Морфологически этот вид аллергии проявляется в тканях альтерацией, с выраженной сосудистой реакцией, плазмо- и геморрагиями, выпотеванием фибрина, эмиграцией нейтрофилов и эозинофилов (иммунное воспаление). В патологии животных аллергия немедлнного типа проявляется в патогенезе многих инфекционных и аллергических болезней (геморрагический гломерулонефрит и крапивная сыпь на коже при роже свиней, казеозный некроз при туберкулезе, крупозная пневмония при пастереллезе).

Аллергия замедленного типа возникает при многих инфекционных и инвазионных болезнях животных. Морфологически проявляется инфильтрацией ткани в очаге иммунного конфликта Т-лимфоцитами и макрофагами, развитием серозного фибринозного отека, мукоидного, фибриноидного набухания и некроза стенок кровеносных сосудов и соединительной ткани с возникновением кровоизлияний (гиперэргическое воспаление).
При ряде инфекционных и инвационных болезней животных иммунный ответ проявляется образованием гранулем (узелков), которые развиваются по типу аллергии замедленного типа (туберкулы в лимфоузлах, легких, селезенке, печени при туберкулезе; гранулемы в стенке матки при бруцеллезе овец и свиней; сальмонеллезные гранулемы в печени у телят и поросят; паразитарные узелки в стенке толстых кишок при эзофагостомозе свиней и т.д. Аллергические реакции замедленного типа используется при диагностике этих болезней.

Трансплантационный иммунитет – это реакция организма-донора на пересаженную генетически чужеродную ткань (трансплантат).
Причиной тканевой несовместивости при пересадке аллогенных (от человека – человеку, от животных – животному) и ксеногенных (от животных – человеку) трансплантатов являются изоантигены, содержащиеся в клетках и тканях донора, которые вызывают иммунный ответ у реципиента в тимусзависимых зонах региональных лимфоузлов. При этом бластные формы Т-лимфоцитов трансформируются в иммунные (киллеры), обладающие цитотоксическим действием, которые мигрируют в трансплантат и вызывают некроз пересаженной ткани, а воспалительный процесс – его отторжение.
Реакцию отторжения можно подавить с помощью различных иммунодепрессивных средств (циклоспорин и др.).

Аутоиммунные процессы в организме встречаются при ряде болезней (ревматоидный артрит – инфекционно-аллергическая болезнь с воспалительным поражением соединительной ткани, стрептококковая инфекция, лучевая болезнь, вирусные и бактериальные болезни). Вирусы и бактерии, взаимодействуя с белками тканей и клеток организма, могут нарушать процесс распознавания лимфоцитами «своего» и «чужого». В организме появляются Т- и В-лимфоциты, которые приобретают свойства аутоагрессии к нормальным антигенам, атакуют и повреждают их. Механизм развития аутоиммунных процессов сходен с механизмом развития аллергии немедленного и замедленного типов. Морфологически аутоиммунные болезни характеризуются дистрофическими и воспалительными процессами во внутренних органах и центральной нервной системе.

Иммунные дефициты – неспособность иммунной системы реагировать полноценным иммунным ответом на различные антигены. Иммунодефициты: первичные (врожденные), возрастные, вторичные (приобретенные).
Первичные иммунодефициты обусловлены недоразвитием (гипоплазией, аплазией) иммунной системы у новорожденных животных и связаны с генетическими дефектами. Так, при гипоплазии тимуса у новорожденного теленка он резко уменьшен в объеме, имеется лишь строма органа, мягкой консистенции, серого цвета. Первичные иммунодефициты могут быть выражены недостаточностью клеточного или гуморального иммунитета, или того и другого одновременно.
Возрастные иммунодефициты встречаются у молодняка и старых животных. Так, тимус бывает уменьшен в размере и содержит большое количество жира.
Вторичные (приобретенные) иммунодефициты встречаются чаще у взрослых животных и молодняка при нарушении кормления, содержания, в связи с болезнями (вирусные, бактериальные, паразитарные болезни, токсикозы) и лечением (кортикостероиды, иммунодепрессанты).

3 Иммунокоррекция

Имуннокорекция – это воздействие на иммунную систему для стимуляции или угнетения определенных иммунных реакций, для исправления ошибок иммунной системы, то есть лечение ее поломок (Р.В. Петров).
В качестве иммунокоррегирующих средств в настоящее время используют различные препараты микробного происхождения (бистим, бронхо-Мунал, биостин, ИРС – 19 др.), растительного происхождения (экстракт элеутрококка, препарат жньшеня и розиолы розовой и др.), эндогенного происхождения (пептиды тимусного происхождения – Т-активин, тималин, тимоптин, тимактид, тимостимулин; пептиды костномозгового происхождения – миелопид; пептиды с иммунотропными свойствами (цитомедины) – спленин, простатилен и др.; цитокины – реаферон, виферон и др.; синтетические и химические препараты – левамизол, дибазол, тимоген и др.; комбинированные препараты – цитовир-3, витамины и др. укрепляющие препараты.
Например, гидрокортизон угнетает активность всех типов лимфоцитов, сильнее действует на Т-эффекторы, левамизол стимулирует Т-супрессоры. Циклофосфамид токсичен для В-лимфоцитов, тимозин и тималин стимулирует Т-систему иммунитета. Натрия тиосульфат стимулирует как клеточный, так и гуморальный иммунитет.

Контрольные вопросы:

1. Дайте характеристику иммунопатологическим процессам:
а) определение,
б) виды иммунопатологических процессов;
в) виды местных иммунологических реакций в сенсибилизированном организме.
2. а) назовите центральные органы иммунитета;
б) периферические органы иммунной системы.
3. Дайте характеристику вида изменений тимуса при нарушениях иммуногенеза.