Иммунная система. Анатомия и физиология иммунной системы Периферические органы иммунной системы

Спросите у человека, интересующегося медициной и считающего себя грамотным в этих вопросах, что такое иммунитет. Вам ответят, что незачем задавать таких детских вопросов; ведь общеизвестно, что иммунитет - это невосприимчивость к заразным, инфекционным заболеваниям. Полвека назад, и даже четверть века назад, такой ответ был бы правильным. Первым эшелоном чужеродных белков, защиту от которых выявила медицина, были болезнетворные микробы. Однако за последние десятилетия выяснилось, что организм встречает в штыки не только микробные , попадающие во внутреннюю его среду, но и любые другие. Когда занялись пересадкой тканей, убедились, что организм не терпит иных белков, кроме своих собственных. Он яростно отторгает все чужое - полученное не только от животных, но и от других людей.

Здесь вплотную столкнулась с генетикой. Полными генетическими аналогами могут быть только организмы однояйцевых близнецов, получившие от родителей один и тот же, абсолютно идентичный наследственный код. Все остальное организм отвергает. Силы иммунитета, по образному выражению современных специалистов, решают вопрос «я или не я» и стараются уничтожить любой чужеродный белок. Сегодня мы понимаем, что защита от вредных микробов - лишь один и, может быть, не самый главный фронт иммунитета. Прежде всего он направлен против внутренних изменников, является своеобразной службой внутренних дел в нашем теле. В организме не так часто происходят изменения генетического аппарата клеток - мутации; однако они все же происходят постоянно. На миллион нормальных клеток приходится один мутант. Если же учесть, что всего в нашем теле около 10 триллионов клеток, то надо признать, что армия изменников в каждый момент весьма внушительна - порядка 10 млн. Некоторые из этих изменников приобретают способность к злокачественному . Если силы иммунитета действуют исправно, опухоль не развивается, носители ее безжалостно уничтожаются. Там, где возникает , можно думать о том, что охрана внутреннего порядка оказалась не на высоте.

Формирование в ходе эволюции и всемерное совершенствование специальной противобелковой обороны играют огромную? роль в охране благополучия организма. Белок - носитель жизни и поддержание чистоты своей белковой структуры - святой долг живой системы. Чужеродный белок, обладая и рядом родственных свойств, будет неизбежно мешать нормальной жизнедеятельности собственных белков организма - в одних случаях мешать грубо (как это делает раковая опухоль), в других случаях - тонко, предательски. Оберегая внутреннюю чистоту организма, противобелковая оборона попутно защищает нас и от вредных микробов, вторгающихся извне. Оборона эта, поднятая в живом организме на высочайший уровень, включает два вида защитных сил.

С одной стороны, имеется так называемый врожденный иммунитет, носящий неспецифический характер, т. е. направленный вообще против любого чужеродного белка. Известно, что из огромной армии микробов, постоянно попадающих в наш организм, только ничтожной части удается вызвать то или иное заболевание.

К тому же одной и той же болезнью : одни тяжело, другие легко, а третьи вообще не заболевают. Обеспечивается это рядом защитных механизмов.

Во-первых, мы располагаем сторожевой армией фагоцитов - прежде всего сюда относятся отдельные формы белых кровяных телец (так называемые нейтрофилы). Они яростно нападают на микробов и чаще всего побеждают их. Во-вторых, в жидкостях организма есть ряд веществ, убивающих микробов. Например, в крови, слезах, слюне содержится лизоцим - довольно сильное вещество этого рода. Не случайно при каждом засорении глаза появляются слезы, а животные зализывают языком свои раны. В слюне человека лизоцима мало, поэтому вред от попадания в рану многочисленных микробов будет больше, чем польза от лизоцима. В-третьих, важной защитной силой, обезвреживающей ряд микробных ядов, является все та же наша лаборатория - ; первый заслон - антитоксический - помогает следующему - антибелковому. Силы врожденного иммунитета осуществляют всю службу охраны внутреннего порядка, они готовы отразить любого белкового чужака.

С другой стороны, имеется приобретенный иммунитет - поразительный защитный механизм, возникающий при жизни данного организма и носящий специфический характер, т. е. направленный против одного конкретного чужого белка. Для этих сил не существует «не-я», для них существует конкретное «ты».

С глубокой древности люди знали, что перенесший оспу, корь и некоторые другие болезни больше уже не болеет ими. Только 100 лет назад, однако, стало выясняться, на чем это основано. Иммунитет, возникший после перенесения определенной болезни, стали называть приобретенным иммунитетом. Его главная особенность - то, что он, как уже сказано, направлен против одного определенного микроба, а потому называется специфическим. Если силы врожденного иммунитета бьют этого микроба, так сказать, холодным оружием, то приобретенный иммунитет обрушивает на него шквал огня; на других микробов это не распространяется, там борьба продолжается врукопашную. Специфический иммунитет приобретается и после столкновения с другими чужими белками - не только микробными. Какие же новые защитные силы появляются в организме в результате первой схватки с чужеродным белком?

Главным действующим лицом здесь являются лимфоциты - вид белых кровяных телец, функция которых была загадкой до 60-х годов нашего века. Лимфоциты составляют в норме примерно четверть всех лейкоцитов. В организме взрослого человека содержится круглым счетом 1 триллион лимфоцитов с общей массой порядка полутора килограммов. Лимфоциты обеспечивают приобретение специфического иммунитета к новому белку-чужаку по двум линиям.

Во-первых, имеются лимфоциты, которые начинают как бы притягиваться к данному - и только к данному - микробу или вообще чужеродному белку и уничтожают его своими . Такие лимфоциты получили название «киллеров» (от англ. to kill - убивать). Во-вторых, есть лимфоциты, которые превращаются в особые клетки, именуемые плазматическими и вырабатывающие - специальные защитные белки, молекулы которых соединяются с враждебным белком и делают его более доступным для фагоцитов. Возникнув однажды, специфические защитные силы часто сохраняются на всю жизнь.

Подготовил к.б.н., доцент кафедры общеобразовательных дисциплин Хакасского филиала

ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» Степанов Ю.М. 1

1. СТРУКТУРА ИММУННОЙ СИСТЕМЫ 1

1.1. ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОРГАНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ 1

1.2. ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ ОРГАНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ 2

1.3. КЛЕТКИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ 5

2. ИНДУКЦИЯ И РЕГУЛЯЦИЯ ИММУННОГО ОТВЕТА 8

2.1. АНТИГЕНЫ 8

2.2. АКТИВАЦИЯ ЛИМФОЦИТОВ 10

^ 2.3. ИММУННЫЙ ОТВЕТ ГУМОРАЛЬНОГО ТИПА 13

2.4. АНТИТЕЛА 16

2.5. ИММУННЫЙ ОТВЕТ КЛЕТОЧНОГО ТИПА 21

3. ФАКТОРЫ ЕСТЕСТВЕННОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ 25

3.1. ЕСТЕСТВЕННЫЕ БАРЬЕРЫ 26

^ 3.2. СИСТЕМА ФАГОЦИТОВ 26

3.3. СИСТЕМА КОМПЛЕМЕНТА, ПРОПЕРДИН 29

3.4. ЛИЗОЦИМ 34

3.5. ИНТЕРФЕРОНЫ 35

3.6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АНТИГЕН-АНТИТЕЛО 35

Введение

Наиболее распространено следующее определение: и ммунная система - функциональная система организма по­звоночных, состоящая из лимфоидных клеток и органов, ответствен­ ных за специфические защитные механизмы.

В настоящее время иммунная система рассматривается как система контроля, обеспечивающая индивидуальность и целост­ность организма. Основные функции иммунной системы – отличать генетичес­ки чужеродные структуры от собственных, перерабатывать и эли­минировать их. Иммунная система обеспечивает защиту организ­ма от инфекций, а также удаление поврежденных, состарившихся и измененных клеток собственного организма.
^

1. СТРУКТУРА ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

1.1. ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОРГАНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

В мозговом слое содержится меньшее количество, но уже зре­лых Т-лимфоцитов, покидающих вилочковую железу и включаю­щихся в циркуляцию. В вилочковой железе существует барьер между циркулирующей кровью и корковым слоем, аналогичный гематоэнцефалическому барьеру, вследствие чего в контакт с ан­тигеном вступают только клетки мозгового слоя.

Закладка тимуса происходит в период внутриутробного разви­тия. Первый идентифицированный лимфоидный орган - тимус - появляется у плодов на 42-е сутки развития. Дифференцировка тимуса происходит также в плодный период, и он приобретает выраженное дольчатое строение, под­разделяясь на зоны: в корковой зоне содержатся тимоциты, в моз­говой зоне - эпителиальные структуры (тельца Гассаля).

Сумка Фабрициуса у птиц также относится к центральным органам иммунной системы. В ней формируются В-лимфоциты аналогично тому, как в вилочковой железе созревают Т-лимфоциты. У млекопитающих и человека, органом, в котором происходит диффе­ренцировка В-лимфоцитов, является костный мозг.

Костный мозг, не являясь непосредственно лимфоидным орга­ном, принадлежит к органной иммунной системе. С одной сторо­ны, он поставляет все клетки-предшественники для различных популяций лимфоцитов и макрофагов, а с другой - в костном мозге протекают специфические иммунные реакции, связанные, например, с синтезом антител. Этот процесс происходит следую­щим образом. Через несколько дней после начала вторичного иммунного ответа обнаруживается миграция активированных В-клеток памяти в костный мозг, где они и созревают в плазматические клетки. Костный мозг служит основным источ­ником сывороточных иммуноглобулинов. Костный мозг в отличие от периферической лимфоидной ткани на антиген реагирует мед­ленно, однако ответ более продолжительный и сопровождается более эффективной продукцией антител при последующем кон­такте с антигеном. Лимфоциты составляют примерно около 20 % всех клеток костного мозга.
^

1.2. ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ ОРГАНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Между 70-ми и 100-ми сутками происходит диф­ференциация на красную и белую пульпу. Ретикулярные клетки содержат вакуоли и эндоплазматический ретикулум. Лимфоциты накапливаются в периваскулярных пространствах и являются предшественниками белой пульпы селезенки. В белой пульпе различают тимусзависимые и тимуснезависимые зоны, ко­торые заселяются соответственно Т- и В-лимфоцитами. Т-клетки располагаются преимущественно в периартериальных областях, а В-клетки - в лимфоидных муфтах и фолликулах. Антигены с то­ком крови достигают селезенки, фиксируются в дендритных клет­ках и в маргинальной зоне, откуда они транспортируются в белую пульпу и расположенные в ней центры размножения. Эти антиге­ны индуцируют образование лимфобластов в тимусзависимой зоне селезенки, а в тимуснезависимой зоне происходит пролиферация лимфоцитов и образование плазматических клеток.

Селезенка осуществляет контроль за цитологическим составом крови, удаляя из кровотока утратившие функциональную актив­ность эритроциты и лейкоциты, а также образует новые лимфоци­ты в ответ на занесенные кровотоком чужеродные антигены, осо­бенно корпускулярные.

^ Лимфатические узлы относятся к периферическим органам им­мунной системы. Они состоят из заключенной в капсулу паренхимы, содержащей ретикулярную строму и большое число подвижных клеток: лимфоцитов, плазматических клеток и макрофагов.

У крупного рогатого скота в эмбриональный период надвыменый лимфатический узел и узел коленной складки представлен небольшими узелками, окруженными студенистой плотной массой. Постепенно они приобретают рыхлую, а затем упругую консистенцию и ко времени рождения формируются полностью. В них содержатся фолликулы, лимфоциты и миелоциты. У эмбрионов коз поверхностные региональные лимфатические узлы закладываются также в форме прозрачных студенистых пузырьков в первой половине суягности; к 75-м суткам развития они морфологически оформляются. У 120-суточных плодов уже развита капсула, различаются трабекулы и фолликулы некоторых узлов. Периферические и глубокие лимфатические узлы у плодов свиней представляют собой систему синусов, покрытых плоскими клетками; на 51-е сутки развития доминируют гисторетикулярные клетки; разбросанныелимфоциты обнаруживаются на 64-е сутки развития. Ретикулярные клетки лимфатических узлов образуют синусы, фильтрующие лимфу, которая дренирует ткани организма и может содержать чужеродные антигены. В лимфатическом узле также различают мозговой и корковый слои. Корковый слой густо заселен лимфоцитами. В коре, в свою очередь, также выделяют внешнюю и внутреннюю зоны. Лимфоидные фолликулы и зародышевые центры имеются только во внешней коре и содержат большое количество делящихся лимфоидных клеток, лимфобластов и средних лимфоцитов (в том числе одиночных Т-лимфоцитов) и плазматических клеток. Тимусзависимой зоной лимфатического узла является внутренняя зона.

В зависимости от вида антигенного воздействия изменения мо­гут возникнуть в различных зонах лимфатического узла. При реак­ции клеточного типа во внутренней (паракортикальной) зоне лимфатического узла уже в течение суток можно обнаружить бластные клетки, а пролиферация Т-клеток продолжается несколько суток. Если же антигены вызывают иммунную реакцию гуморального типа, то морфологически значимые изменения происходят во внешней (тимусзависимой) области коры. Тогда антиген, на­капливаясь на ретикулярных клетках лимфоидного фолликула, индуцирует пролиферацию в зародышевых центрах, и через не­сколько суток начинается миграция плазматических клеток из корковой зоны в мозговую.

Лимфоциты поступают в лимфатический узел по афферентным лимфатическим сосудам, проникая через стенки посткапилляр­ных венул с так называемым высоким эндотелием. На эндотелиальных клетках, выстилающих эти венулы, располагаются специ­альные рецепторы, направляющие соответствующую популяцию лимфоцитов в лимфатический узел. Перемещение лимфоцитов между тканями, кровеносным руслом и лимфатическими узлами позволяет антигенчувствительным клеткам обнаружить антиген и скапливаться в местах протекания иммунной реакции, а распро­странение по организму клеток памяти и их потомков позволяет лимфоидной системе организовать генерализованный иммунный ответ. Уже через 24 часа после того как антиген оказывается в лим­фатическом узле или селезенке, реагирующие на него клетки из циркулирующего пула лимфоцитов скапливаются в месте локали­зации антигена, интенсивно пролиферируют, из лимфатическо­го узла через 3 суток выходят активированные бластные клетки.

К периферическим органам иммунной системы также относят­ся лимфоидная ткань пищеварительного тракта (миндалины глот­ки, пейеровы бляшки и солитарные фолликулы кишечника) и лимфоидная ткань органов дыхания (гортань, трахея, бронхи, лег­кие). Как известно, органы дыхания и пищеварительный тракт служат главными «входными воротами» для антигенов, содержа­щиеся там многочисленные лимфатические фолликулы сходны по строению с таковыми селезенки и лимфатических узлов.

Тимус (thymus), или вилочковая железа, имеется у всех позвоночных животных. В эмбриогенезе закладывается раньше дру­гих лимфоидных органов. У новорожденного тимус уже полнос­тью развит, а его масса составляет 0,6% массы тела. Закладка тимуса происходит достаточно рано (например, у крупного рога­того скота на 25- 27 сутки) в виде трубчатых выпячиваний энто­дермы третьего-четвертого жаберных карманов головной кишки. Роль тимуса была убедительно показана при изучении заболева­ния, получившего название «синдром ДиДжорджи, при котором генетически детерминированное недоразвитие этого органа приводит к отсутствию одной из популяций лимфоцитов – Т-лимфоцитов. При таком врожденном иммунодефиците прояв­лялась повышенная чувствительность к вирусным, грибным и не­которым бактериальным инфекциям.

Максимального развития тимус достигает к концу подсосного периода (у телят 2-месячного возраста его масса 1050 г). Вместе с тем объективные данные свидетельствуют об очень быстрой его возрастной инволюции, т. е. об утрате тимуса с возрастом. В тече­ние первых лет жизни ежегодно теряется по 3% истинно тимической ткани, которая постепенно замещается жировой и соединительной тканями. Соответственно снижается и продукция Т-лимфоцитов. Самая высокая продукция Т-лимфоцитов у приматов, например, сохраняется до двух лет, а затем быстро падает. У мыши к 24-месячному возрасту продукция Т-клеток составляет 0,7% уровня их продукции у новорожденной мыши, т.е. происходит почти полная редукция тимуса: теряется и структура, и его функ­ция. Однако следует отметить, что количество Т-лимфоцитов в циркуляции сохраняется на достигнутом уровне. Дело в том, что значительную часть популяции Т-лимфоцитов составляют долгоживущие клетки, которые не нуждаются в постоянном об­новлении, и поэтому численность Т-клеток поддерживается во взрослом организме и при отсутствии тимуса. Более того, зрелые Т-лимфоциты подвергаются так называемой клональной экспан­сии, т. е. избирательной пролиферации в ответ на встречу со сво­им антигеном, за счет чего их численность возрастает. После со­здания пула периферических Т-лимфоцитов утрата тимуса уже не приводит к катастрофическому снижению иммунитета. В пользу этого говорят результаты иммунологического обследования мы­шей, перенесших тимэктомию.

Из всех органов иммунной системы только для тимуса харак­терна возрастная инволюция. Костный мозг не претерпевает по­добных возрастных изменений, если не считать накопления жи­ровых отложений. Не подвержены возрастной инволюции ни се­лезенка, ни лимфатические узлы. С возрастом дифференцировка гранулоцитов и моноцитов даже усиливается, повышается коли­чество естественных киллеров – больших гранулярных лимфо­цитов вне зависимости от тимуса. Можно заключить, что в орга­низме сохраняется воспроизводство всех остальных иммуноком-петентных клеток, которые не являются долгоживущими, выпол­няют функции эффекторов и тратятся постоянно в борьбе с бо­лезнетворными микроорганизмами. В отличие от этого необхо­димость в генерации новых Т-лимфоцитов снижается с возрас­том. Первичные контакты с инфекционными агентами проис­ходят в основном в первые годы жизни, когда и формируются Т-клетки памяти. Т-лимфоциты памяти у людей живут более 20 лет. В дальнейшем возможность поступления новых патогенов снижается и содержание организмом целого тимуса с его энерге­тической емкостью становится нецелесообразным. Тимус под­вергается инволюции к тому периоду жизни, когда этот орган становится ненужным, так как остаются долгоживущие Т-клетки памяти. При наличии такого клона организму нестрашна встреча с болезнетворным асептом: тут же распознаются «запомнившие­ся» антигены, вырабатываются сигналы клональной экспансии (пролиферации), активации и клетки начнут выполнять свои защитные функции, что ведет к элиминации возбудителя и нейтра­лизации его токсинов.

При отсутствии тимуса его функции могут частично выпол­нять участки лимфоидных тканей, где созревают Т-лимфоциты. Наиболее ярким примером механизма компенсации функций отсутствующих Т-лимфоцитов могут служить так называемые голые (nude) мыши. У таких мышей имеется сочетание двух ге­нетических дефектов: дефекта эпителия кожи, ведущего к от­сутствию волосяного покрова, и недоразвития тимуса, ведущего к отсутствию Т-лимфоцитов. У них компенсаторно повышено количество естественных киллеров, которые способны проду­цировать и секретировать один из важнейших защитных цитокинов – гамма-интерферон. При наличии в организме Т-лим­фоциты являются основными продуцентами гамма-интерферо­на, но при их отсутствии эту важную защитную функцию берут на себя другие клетки - естественные киллеры, развитие кото­рых протекает без участия тимуса.

Костный мозг дает начало всем росткам кроветворе­ния: из единой стволовой полипотентной клетки костного мозга происходят эритроциты, тромбоциты, гранулоциты, моноциты и лимфоциты. Из стволовых клеток костного мозга путем различ­ных превращений образуются Т- и В-лимфоциты. Превращение стволовой клетки в В-лимфоцит происходит, по-видимому, также в костном мозге. Красный костный мозг первоначально занимает и трубчатые, и плоские кости, но в процессе развития организма детеныша он замещается желтым костным мозгом, причем пол­ностью этот процесс завершается к моменту полового созревания. После этого момента красный костный мозг остается только в плоских костях.

Селезенка впервые как самостоятельный орган появляет­ся у рыб. В эмбриогенезе развивается из мезенхимы в дорсальной части брыжейки. Вначале в ней происходит образование эритроци­тов и гранулоцитов. Позднее из центральных органов кровообра­зования в селезенку вселяются лимфоциты. У новорожденных масса селезенки составляет (у крупного рогатого скота) около 0,15...0,19% массы тела. Селезенка участвует в защите организма, а в связи с тем, что она состоит из ретикулярной и лимфоидной тканей, выполняет функции кроветворения. В организме созданы благоприятные условия для компенсации функции селезенки за счет других отделов ретикулоэндотелиальной системы в случае спленэктомии. Ее деятельность в филогенезе претерпевает опре­деленные изменения. У птиц селезенка выполняет только функ­цию кроветворения (продукция лимфоцитов и моноцитов). У млекопитающих кроме кроветворения селезенка участвует в им­мунологических реакциях организма за счет того, что эндотелиальные клетки способны захватывать чужеродные частицы и электроотрицательные коллоиды.

Иммунология рассматривает антиген в качестве биологического маркера клеток, тканей, органов и жидкостей организма в процессах онто- и филогенеза. Эти структуры называют антигенами главного комплекса гистосовместимости (МНС), так как они контролируются группами генов главной системы гистосовместимости, расположенными у человека на шестой хромосоме.

МНС выполняют в организме разнообразные функции. Так, антигены МНС класса 1 и 2 определяют способность иммунной системы организма распознавать чужеродные антигены. Суть этого явления состоит в том, что микроорганизмы, продукты их распада или жизнедеятельности, другие неизмененные антигены Т-лимфоцитами не распознаются, поэтому вначале они подвергаются переработке в клетках-макрофагах, где происходит их частичная денатурация и протеолиз, как правило, до пептидов. Такой низкомолекулярный переработанный антиген перемещается на поверхность клетки, связывается с находящимися здесь молекулами МНС и становится доступным для восприятия Т-лимфоцитами. При этом комплексы антигенов с молекулами МНС класса 1 распознаются цитотоксическими Т-лимфоцитами, которые осуществляют разрушение злокачественно перерожденных или инфицированных вирусом клеток, а комплексы антигенов с молекулами МНС класса 2, образующимися в основном на В-лимфоцитах и макрофагах, распознаются Т-хелперами, которые как посредники передают сигнал и включают В- и Т-клетки в антителообразование или другие эффекторные процессы.

Антитела – это особый вид белков, называемых иммуноглобулинами, вырабатываемых под влиянием антигенов и обладающих способностью специфически реагировать с ними. Антитела могут нейтрализовать токсины бактерий и вирусы (антитоксины и вируснейтрализующие антитела), осаждать растворимые антигены (преципитины), склеивать корпускулярные антигены (агглютинины), повышать фагоцитарную активность лейкоцитов (опсонины), связывать антигены, не вызывая каких-либо видимых реакций (блокирующие антитела), совместно с комплементом лизировать бактерии и другие клетки, например, эритроциты (лизины).

Антитела представляют собой гликопротеины с молекулярной массой от 150 000 до 1 000 000. В простейшем случае молекула AT имеет форму буквы «игрек» или «рака» с меняющимся углом между двумя верхними отрезками («клешнями»), что говорит о гибкости ее структуры. Состоят антитела из четырех полипептидных цепей, связанных друг с другом дисульфидными мостиками. Две цепи – длинные и посередине изогнутые (как хоккейные клюшки), а две – короткие и прямые – прилегают к верхним отрезкам длинных цепей. Молекулярная масса длинных цепей 50 000, их называют тяжелыми, или Н-цепями; коротких – 25 000, их называют легкими, или Z-цепями. Тяжелые и легкие цепи отличаются по аминокислотному составу и антигенным свойствам.

Обе цепи иммуноглобулина по порядку расположения в них аминокислот делятся на две части. Одна из них, С-область, у всех цепей иммуноглобулина стабильна; другая, V-область, вариабельна, последовательность аминокислот в ней меняется в зависимости от вида антигена, вызывающего образование антитела. При этом на концах V-областей молекулы Y (на двух «клешнях рака») формируются два антигенсвязывающие центра. Последние у разных иммуноглобулинов имеют разную конфигурацию, комплементарную детерминантной группе того антигена, под воздействием которого выработались.

Таким образом, распознавание антигена соответствующим антителом происходит не по химической структуре, а главным образом по общей конфигурации антигена благодаря взаимной комплементарности с антигенсвязывающим центром. Антитела связываются с антигенами за счет пространственной комплементарности, которая обеспечивается межмолекулярными силами и водородными связями. Прочность взаимодействия между антигеном и одним антигенсвязывающим центром называется аффинностью (сродством). Реакция между антигеном и антителом приводит к образованию комплекса антиген-антитело (АГ-АТ). В некоторых случаях связывания антигена антителом уже достаточно для обезвреживания антигена – нейтрализации (например, обезвреживание столбнячного анатоксина). Сродство антител к соответствующим им антигенам может быть различным. В сыворотке против того или иного антигена всегда содержится смесь многих молекул антител с различным сродством к нему, и их соединение с антигеном обусловливает перекрестные реакции. Если в молекуле антигена имеются несколько детерминант с одинаковой антигенной специфичностью, то молекулярные агрегаты, образующиеся в присутствии специфических антител, могут становиться настолько крупными, что комплексы АГ-АТ уже не могут оставаться в растворе и выпадают в осадок – происходит преципитация. В диагностике преципитацию применяют для определения природы антигенов и специфичности антител. В реакциях антител с антигенами, представляющими собой частицы или клетки (частицы крови, бактерии), также могут образовываться крупные агрегаты, иногда даже видимые невооруженным глазом. Подобные реакции агглютинации («склеивания») используют для определения групп крови, идентификации бактерий, а также антител против бактериальных белков и гормонов в крови и моче. На основании этой реакции различают полные и неполные антитела. Так, соответствующие полные антитела (обычно принадлежащие к классу JgM) непосредственно вызывают агглютинацию эритроцитов, тогда как неполные антитела (преимущественно класса JgG) реагируют с расположенными на их поверхности антигенами, но в силу своих небольших размеров не могут вызывать агглютинацию.

Антигены, соединенные со специфическими участками связывания неполных антител, уже не могут реагировать с полными антителами, поэтому неполные антитела называют также блокирующими. Последние блокируют антиген, а нередко одновременно связывают комплемент, вследствие чего их уже называют и комплементсвязывающими. Если же реакция антиген-антитело не вызывает каких-либо изменений в организме, их называют антителами-свидетелями. Реагирование JgE и JgG с антигенами может приводить к развитию аллергий. При незначительных, бесследно исчезающих проявлениях аллергии на кожных покровах аллергические антитела называют реагинами, а при ярко выраженных повреждениях клеток кожи – агрессинами, или кожно-сенсибилизирующими антителами. Как и все белки, иммуноглобулины являются антигенами, и по отношению к ним вырабатываются антииммуноглобулины, то есть антитела против антител.

В зависимости от строения константных областей тяжелых цепей все иммуноглобулины подразделяют на пять классов: JgG, JgM,JgA,JgE,JgD.

Jg G активируют систему комплемента и связываются с некоторыми антигенами поверхности клеток, делая тем самым эти клетки более доступными для фагоцитоза. Поскольку это сравнительно мелкие мономерные молекулы, они могут проникать через плацентарный барьер из крови матери в кровь плода. Так как до рождения у плода существенной продукции антител не происходит (для этого требуется контакт с чужеродными веществами), JgG матери служат важными механизмами защиты новорожденного от инфекции. В последующем их количество пополняется при кормлении ребенка грудью (особенно в первые шесть часов после родов), что обеспечивает ему иммунитет в первые недели жизни. Содержание этих иммуноглобулинов в крови ребенка обычно даже выше, чем у матери. Они защищают организм новорожденного от вируса полиомиелита, вируса краснухи, от возбудителей менингита, коклюша, столбняка, дифтерии. Через 2–4 месяца содержание JgG заметно снижается, что связано с интенсивным распадом материнских AT и временной недостаточностью собственного синтеза. Со 2-го года жизни ребенка количество JgG в его крови начинает увеличиваться и достигает взрослого уровня к 4–5 годам.

Бурная выработка JgG происходит уже при повторном попадании антигена в организм, обеспечивая нейтрализацию бактериальных токсинов и вирусов. Период полураспада 24 дня.

JgM – самые крупные антитела, вырабатывающиеся на первичное введение в организм антигена. Они отличаются выраженной авидностью и образуют прочные соединения с антигенами, несущими множественные детерминанты, – эти антитела вызывают агглютинацию и способны нейтрализовывать инородные частицы, обеспечивая устойчивость к бактериальным инфекциям. К JgM принадлежат антитела системы групп крови АВО, холодовые агглютинины и ревматические факторы. Сохраняются JgM , однако, недолго – период их полураспада не превышает 5 дней.

JgA могут представлять собой как мономеры, так и полимеры и вырабатываются как на первичное, так и на вторичное воздействие антигена. При этом сывороточные JgA накапливаются в крови. Биологическая роль их до конца не изучена. Секреторные JgA продуцируются в слизистых оболочках кишечника, в верхних дыхательных путях, в мочеполовой трубке, содержатся в слезной жидкости, слюне, молоке и обеспечивают местный иммунитет тканей против антигенов, контактирующих со слизистыми оболочками. Период полураспада – 6 дней.

Мономерные иммуноглобулины JgD и JgE присутствуют в плазме в очень низких концентрациях. Возможно, они функционируют как связанные с клетками рецепторы антигенов. JgE соединяются со специальными рецепторами на поверхности базофилов и тучных клеток при встрече с соответствующим антигеном, клетка – носитель этого иммуноглобулина – секретирует гистамин и другие вазоактивные вещества, вызывающие аллергическую реакцию.

JgD находится на поверхности В-лимфоцитов и вместе с JgM составляет основную часть их рецепторов. О физиологической роли их известно мало.

В последние годы стали проясняться некоторые механизмы генной регуляции синтеза иммуноглобулинов. Существенный шаг вперед в этом направлении был сделан тогда, когда было обнаружено, что сегменты генов, кодирующих Н- и L-цепи иммуноглобулинов в предшественниках лимфоцитов, вначале «разбросаны» по хромосоме, то есть пространственно разделены. Для каждой вариабельной (V-области) части цепи исходно существует очень много (по меньшей мере 10 3) различных генных сегментов. Поскольку и Н-, и L-цепи антител имеют свои V-области, участвующие в связывании антигена, числом возможных комбинаций обеспечивается синтез по меньшей мере 10 6 специфичностей антител. При таком огромном разнообразии возможностей антиген вызывает пролиферацию именно тех В-лимфоцитов, которые распознают данный антиген.

Лекция №44. Иммунитет, органы иммунной системы.

Лимфа при своем движении по лимфатическим сосудам встречает на своем пути 1 – 3 лимфатических узла – периферические органы иммунной системы. Οʜᴎ выполняют функцию биологических фильтров. В организме насчитывается от500 – 1000 лимфоузлов. Οʜᴎ имеют розовато - серый цвет, округлую или лентовидную форму. Их размеры колеблются от величины булавочной головки до крупного боба. Οʜᴎ располагаются около крупных сосудов (чаще вен), группами или в одиночку. Виды лимфатических узлов:

· групповые

· одиночные

· поверхностные (ближе к поверхности кожи в подкожной жировой клетчатке)

· глубокие (в грудной и брюшной полостях)

Больше всœего лимфоузлов находится в паховой области, подколенной ямке, локтевой ямке, под углом нижней челюсти, на шее. В лимфоузел входят несколько приносящих сосудов (2 – 4) и выходят 1 – 2 выносящих. В узле различают темное корковое вещество и светлое мозговое. Строму узла представляет ретикулярная ткань. В корковом веществе находятся лимфатические фолликулы. В петлях ретикулярной ткани находятся лимфоциты, лимфобласты и макрофаги. Размножение лимфоцитов происходит в лимфатических фолликулах.

На границе коркового и мозгового вещества находится полоска лимфоидной ткани – околокорковое вещество тимусзависимой зоны. В ней содержатся Т – лимфоциты. Также здесь расположены посткапиллярные венулы, через стенки которых лимфоциты мигрируют в кровеное русло. Мозговое вещество состоит из мякотных тяжей, которые начинаются от внутренней части коркового вещества и заканчиваются у ворот лимфоузла. Οʜᴎ вместе с лимфоидными узелками образуют В – зависимую зону - размножение и созревание плазматических клеток, синтезируемых антитела. Здесь же расположены В – лимфоциты и макрофаги. Капсула лимфоузла и его трабекулы отделœены от коркового и мозгового вещества щелœевидным пространством – лимфатический синус. Протекая по синусам, лимфа обогащается лимфоцитами и антителами – иммуноглобулинами. Одновременно в синусах происходит фагоцитирование бактерий и задержка инородных частиц.

При патологии лимфоузлы уплотняются, увеличиваются и становятся болезненными. Воспаление лимфососудов – лимфангит, лимфоузлов – лимфанденит.

На пути тока крови из артериальной системы в систему воротной вены лежит селœезенка - иммунный контроль крови. Селœезенка (spleen) – самый крупный орган иммунной системы, 140 – 200 гр.
Размещено на реф.рф
Расположена в левом подреберье, фиксируется желудочно – селœезеночной и диафрагмально - селœезеночной связками. Имеет уплощенную форму, цвет красно – бурый, консистенция мягкая. На вогнутой поверхности имеются ворота. Снаружи селœезенка покрыта серозной оболочкой. Строму органа составляют трабекулы и ретикулярная ткань. Паренхимой является белая и красная пульпа. Белая пульпа состоит из лимфатических узелков и периартериальных влагалищ. Основная масса органа – красная пульпа. Она содержит эритроциты и лимфоциты. В селœезенке происходит разрушение эритроцитов (кладбище эритроцитов), дифференцировка Т и В – лимфоцитов.

К органам иммунной системы относятся: красный костный мозг, тимус, лимфоидная ткань стенок дыхательной и пищеварительной систем (миндалины, лимфатические узелки подвздошной кишки, червеобразный отросток).

Косный мозг (medulla ossium) – у новорожденных весь мозг красный. С 4 – 5 лет красный костный мозг в диафизах трубчатых костей превращается в желтый (жировая ткань). У взрослых красный костный мозг остается в эпифизах трубчатых костей, коротких и плоских костях (1,5 кг). Он состоит из миелоидной ткани, содержащей кроветворные клетки, являющиеся предшественниками клеток крови. С током крови они попадают в другие органы иммунной системы, где дозревают. Попадая в тимус, они становятся Т – лимфоцитами (тимусзависимыми), обеспечивают клеточный или тканевой иммунитет – разрушение отживших или злокачественных клеток организма, чужеродных клеток. Тимус – центральный орган иммунной системы. Часть стволовых кроветворных клеток попадает в другие органы, отвечающие за гуморальные функции. У птиц таким органом является сумка Фабрициуса – скопление лимфоидной ткани в стенке клоаки. Сумка (bursa) – бурсазависимые или В –лимфоциты. У человека аналогом сумки считаются лимфоидные узелки подвздошной кишки, пейеровы бляшки, червеобразный отросток. В - лимфоциты попадают в В – зависимые зоны (лимфоузлы и селœезенка) и являются предшественниками клеток, вырабатывающие антитела – иммуноглобулины.

Вилочковая желœеза (тимус) – центральный орган иммунной системы. Это эндокринная желœеза, расположенная в грудной клетке за рукояткой грудины. Состоит из 2 долей, покрытых фиброзной оболочкой. Тимусные клетки представлены лимфоцитами, плазматическими клетками, макрофагами, гранулоцитами. В тимусе имеются слоистые тельца – уплощенные эпителиальные клетки – тельца Гассаля. В тимусе вырабатываются гормоны: тимозин, тимопоэтин, тимусный гуморальный фактор (стимулируют иммунные процессы). После 25 лет происходит инволюция тимуса, и в старческом возрасте на его месте обнаруживается жировое тело - снижение иммунитета).

Миндалины (tonsillae) – скопление лимфоидной ткани в начальных отделах пищеварительной и дыхательной систем:

1. небная (парная)

2. язычная

3. трубная (парная)

4. глоточная (адеиноидная)

Данное образование – лимфоидное кольцо Пирогова – Вальдейера.

Язычная миндалина (tonsilla lingvalis) – на корне языка под эпителиальной оболочкой. Ее эпителиальные узелки выпячивают слизистую оболочку, образуя 80 – 90 бугорков.

Небная миндалина (tonsilla palatina) – расположена в углублении между небно – язычной и небно – глоточной складками полости рта – миндаликовая ямка (миндальный орех) – лимфоциты ее выходят на слизистую оболочку и фагоцитируют бактерии.

Глоточная миндалина (tonsilla pharyngealis) – расположена в верхней части задней стенки глотки.

Трубная миндалина (tonsilla tubaria) – расположена в слизистой оболочке носовой части глотки в основании слуховых труб (трубный валик).

В слизистой оболочке аппендикса имеются более 500 лимфоидных фолликулов, которые уменьшаются после 18 лет, а к 60годам исчезают вовсœе.

Также большое значение для защиты брюшной полости играют пейеровы бляшки и одиночные лимфоидные фолликулы подвздошной кишки.

Свойство живых систем отвечать на воздействие внутренней и внешней среды - иммунологическая реактивность. Она включает в себя:

· невосприимчивость к инфекциям

· реакции биологической несовместимости тканей

· реакции повышенной чувствительности

· явление привыкания к ядам

Все эти явления возникают в организме при попадании в него микробов, бактерий, вирусов, токсинов, антигенов. Это реакции биологической защиты. В механизме этой защиты лежит взаимодействие антигенов и антител. Антигены (анти – против, генос – род) – чуждые для организма вещества, вызывающие образование антител- белки группы иммуноглобулинов, которые нейтрализуют действие антигенов. Полное или частичное отсутствие иммунологической реактивности – иммунологическая толерантность (терпение).

1. физиологическая (переносимость иммунной системой белков собственного происхождения; в базе лежит запоминание клетками иммунной системы белкового состава организма)

2. патологическая (переносимость опухоли организмом)

3. искусственная (создается с помощью препаратов, снижающих активность иммунной системы человека – иммунодепрессанты, ионизирующее излучение) - ϶ᴛᴏ обеспечивает переносимость организмом пересаженных органов и тканей

В 1796 году английский врач Дженнер обратил внимание на то, что люди, работающие на фермах, контактирующие с коровами, болеющими коровьей оспой, почти никогда не болеют оспой человеческой. С медицинской целью Дженнер заразил испытуемого человека коровьей оспой, благодаря чему человек заболел в очень легкой форме (взял струп с вымени коровы и поместил его в рану на руке). Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, было выявлено, что оспу коровью и натуральную вызывают очень похожие вирусы. Прививка вируса коровьей оспы вызывает образование в организме человека антител, способных реагировать на вирусы натуральной оспы. Позднее Пастер нашел способ ослабления вирулентности микробов, чтобы воспроизвести легкое заболевание у человека, оставляющее после себя иммунитет к данному заболеванию. Ослабленные культуры микробов в честь Дженнера Пастер назвал вакцинами (vaccines – коровий). Мечников развил теорию иммунитета. immunitas - избавление – невосприимчивость организма по отношению к возбудителям болезней, ядам, направленная на всœе чужеродное. В здоровом организме существует ʼʼиммунный надзорʼʼ, который распознает свое и чужое и уничтожает чужое. Это способ защиты организма от живых существ и веществ, несущих признаки чужеродности. В 1868 году И. И. Мечников поставил случайный опыт: в тело морской звезды вонзился шип от розы; ученый не стал вытаскивать шип, решив, что звезда погибнет; через несколько дней он обнаружил на месте и вокруг шипа скопление гноя – погибших лейкоцитов – на базе этого он сделал вывод о борьбе организма с микробами и бактериями – иммунитет. Виды иммунитета:

1. врожденный (видовой)

2. приобретенный:

· естественный (активный и пассивный)

· искусственный (активный и пассивный)

Врожденный иммунитет – наследуемый признак. Он должна быть абсолютным (у собаки кроликов никогда не бывает полиомиелита) и относительным (голуби и куры при плохих условиях содержания могут заболеть сибирской язвой, которой они никогда не болеют в хороших условиях содержания) – менее прочный и зависит от внешних воздействий. Естественный приобретенный активный иммунитет возникает после перенесения инфекционного заболевания. Естественный приобретенный пассивный иммунитет обусловлен переходом антител из крови матери через плаценту в кровь плода (корь, скарлатина, дифтерия) – через 1-2 года антитела исчезают и восприимчивость к этим заболеваниям возрастает (вакцинация детей). Пассивным путем иммунитет передается с молоком матери. Искусственный приобретенный иммунитет воспроизводится человеком в целях предупреждения инфекции. Активный искусственный достигается путем прививки людям культур убитых или ослабленных микробов, токсинов, вирусов – вакцинация.

Пассивный искусственный иммунитет воспроизводится путем введения человеку сыворотки, содержащей уже готовые антитела против микробов и их токсинов.

Механизмы иммунитета:

· неспецифические (общие защитные приспособления, препятствующие проникновению микробов в организм):

1. неповрежденная кожа

2. уничтожение микробов с помощью естественных жидкостей (слюна, слеза, желудочный сок – лизоцим и соляная кислота)

3. бактериальная микрофлора (прямая кишка, влагалище)

4. гематоэнцефалический барьер (эндотелий капилляров головного мозга, защищающий ЦНС)

5. фагоцитоз – пожирание бактерий фагоцитами

6. очаг воспаления в месте проникновения микробов через кожу или слизистую оболочку

7. гормон интерферон – замедляет внутриклеточное размножение вирусов

· специфические:

1. А – система – способность отличать свойства антигенов от свойств собственных белков организма. Это моноциты, которые поглощают антигены, накапливают их и передают сигнал исполнительным клеткам.

2. В – система – исполнительная часть – В – лимфоциты – после получения сигнала В – лимфоциты переходят в плазматические клетки, вырабатывающие антитела - иммуноглобулины, обеспечивающие развитие гуморального иммунитета

3. Т – система – Т – лимфоциты – после получения сигнала они переходят в лимфобласты, которые созревают в иммунные Т- лимфоциты, способные распознавать антигены

Виды Т – лимфоцитов:

· Т – хелперы – помощники – помогают В – лимфоцитам переходить в плазматические клетки

· Т – супрессоры – угнетатели

· Т – киллеры – убийцы – уничтожают антигены

Т – система обеспечивает формирование клеточного иммунитета͵ предупреждающего возникновение опухолей.

Аллергия (allos) – другой – измененная реактивность организма к повторным воздействиям. В корне ее лежит иммунный ответ с повреждением кожи и слизистый оболочек. При первоначальном попадании в организм происходит накапливание антител. При повторных попаданиях в организм возникают расстройства жизнедеятельности и даже гибель организма.

К типичным аллергенам относятся:

· Пыльца растений

· Шерсть животных

· Синтетические вещества

· Порошки

· Косметические средства

· Пищевые вещества

· Лекарства

· Красители

· Чужеродная сыворотка крови

· Домашняя пыль (продукты жизнедеятельности микроскопических клещей)

Аллергические реакции:

1. замедленного типа (гипочувствительность) – бактериальная аллергия, контактный дерматит, лекарственная аллергия, реакция отторжения трансплантата

2. немедленного типа (гиперчувствительность) – сывороточная болезнь, отек Квинке, анафилаксия

Анафилаксия (анна – вновь, aphylaxis – беззащитность) – аллергическая реакция немедленного типа, возникающая при введении аллергена.

Проявляется анафилактическим шоком - гиперчувствительность организма при введении лекарственных сывороток, антибиотиков, витаминов. сывороточная болезнь – при введении лечебных сывороток и гамма – иммуноглобулинов - повышение температуры тела, боли в суставах, их отек, зуд кожи.

Для профилактики анафилаксии больным вводят за 2 – 4 часа 1 мл сыворотки, а затем, при отсутствии реакции, остальную часть сыворотки. Сверхчувствительность организма к различным веществам – идиосинкразия – возникает сразу после первого приема.

Лекция №44. Иммунитет, органы иммунной системы. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Лекция №44. Иммунитет, органы иммунной системы." 2017, 2018.

ИММУНИТЕТ Более эффективным способом защиты внутренней среды организма от проникающих в нее чужеродных агентов (антигенов) является специфический иммунный ответ, в результате которого организм приобретает дополнительные защитные механизмы: активированные клетки и продуцируемые ими молекулы. Защитное действие этих механизмов строго избирательно (специфично) в отношении того конкретного антигена (например, патогенного микроорганизма), контакт с которым вызвал иммунный ответ. Специфический иммунный ответ является функцией клеток и органов иммунной системы.

Лимфоциты являются центральным звеном иммунной системы организма. Они осуществляют формирование специфического иммунитета, синтез защитных антител, лизис чужеродных клеток, реакцию отторжения трансплантата, обеспечивают иммунную память. Лимфоциты образуются в костном мозге, а дифференцировку проходят в тканях.

Лимфоциты, созревание которых происходит в вилочковой железе, называются Т-лимфоцитами (тимусзависимые). Различают несколько форм Тлимфоцитов. Т-КИЛЛЕРЫ (УБИЙЦЫ) осуществляют реакции клеточного иммунитета, лизируя чужеродные клетки, возбудителей инфекционных заболеваний, опухолевые клетки, клетки-мутанты. Т-ХЕЛПЕРЫ (ПОМОЩНИКИ), взаимодействуя с В-лимфоцитами, превращают их в плазматические клетки, т. е. помогают течению гуморального им мунитета. Т-СУПРЕССОРЫ (УГНЕТАТЕЛИ) блокируют чрезмерные реакции Влимфоцитов. Имеются также Т-хелперы и Т-супрессоры, регулирующие клеточный иммунитет. Т-КЛЕТКИ ПАМЯТИ хранят информацию о ранее действующих антигенах.

ТИПЫ МОЛЕКУЛ НА ПОВЕРХНОСТИ Т-ЛИМФОЦИТОВ МОЛЕКУЛЫ Антигенраспознающий рецептор (Т-клеточный рецептор) Корецепторы: СD 4, СD 8 ФУНКЦИИ Распознавание и связывание комплекса: антигенный пептид+собственная молекула главного комплекса гистосовместимости Участвуют в связывании молекулы главного комплекса гистосовместимости

Адгезия лимфоцитов к эндотелиальньим клеткам, к антигенпредставля. Адгезионные молекулы ющим клеткам, к элементам внеклеточного матрикса Костимулирующие Участвуют в активации молекулы Т-лимфоцитов после взаимодействия с антигеном

При развитии специфического иммунного ответа Тлимфоциты в лимфатических узлах, селезенке и мукозноассоциированных лимфоидных тканях выполняют секреторные и эффекторные функции. Активированные Т-лимфоциты продуцируют и секретируют молекулы цитокинов. Цитокины связываются со специфическими рецепторами на поверхности клеток-мишеней. Соединение цитокина с его рецептором порождает сигнал активации, который передается соответствующими факторами трансдукции к ядру клетки-мишени, где начинают функционировать определенные гены, контролирующие функции клеток.

Цитокины подразделяются на пять групп: Интерлейкины –цитокины, обеспечивающие взаимодействие между различными видами лейкоцитов Интерфероны – обладающие противовирусной, противоопухолевой, иммунорегуляторной активностью Факторы некроза опухолей- цитокины, обладающие цитолитической активностью Хемокины – разновидность цитокинов, обеспечивающих поступление лейкоцитов в очаг повреждения или воспаления Колониестимулирующие факторы – гемопоэтические цитокины

Активированные СD 8+ (цитотоксические) Т -лимфоциты выполняют эффекторную функцию цитотоксических Т-лимфоцитов (СТL): распознают своими рецепторами и убивают клетки-мишени, несущие на своей поверхности соответствующий по специфичности антигенный пептид. При непосредственном контакте СТL с клеткой -мишенью содержимое гранул СТL (цитотоксины: перфорины и гранзимы) проникают в клетку-мишень и вызывают ее гибель. Этот механизм называется ПЕРФОРИНЗАВИСИМЫЙ МЕХАНИЗМ.

ПЕРФОРИНЗАВИСИМЫЙ МЕХАНИЗМ Активированный белок- перфорин, продуцируемый Т-киллерами, погрузившись в мембрану клетки, полимеризуется, а образовавшиеся поры служат проводником для гранзимов, ускоряющих лизис. После проникновения в клетку, гранзимы активируют ферменты – каспаразы (сериновые протеазы). В результате этого происходит активация эндонуклеазы и деградация ДНК. Это ведет к сегментации ДНК с отделением сегментов клеток-мишеней.

В-ЛИМФОЦИТЫ (БУРСОЗАВИСИМЫЕ) проходят дифференцировку у человека в лимфоидной ткани кишечника, нёбных и глоточных миндалин. В-лимфоциты осуществляют реакции гуморального иммунитета. Большинство Влимфоцитов являются антителопродуцентами. Влимфоциты в ответ на действие антигенов в результате сложных взаимодействий с Тлимфоцитами и моноцитами превращаются в плазматические клетки. Плазматические клетки вырабатывают антитела, которые распознают и специфически связывают соответствующие антигены. 0 -ЛИМФОЦИТЫ (НУЛЕВЫЕ) не проходят дифференцировку и являются как бы резервом Ти В-лимфоцитов.

ТИПЫ МОЛЕКУЛ НА ПОВЕРХНОСТИ ВЛИМФОЦИТОВ МОЛЕКУЛЫ ФУНКЦИИ Антигенраспознающий Распознавание и рецептор имсвязывание антигена муноглобулиновой природы Адгезионные молекулы Адгезия лимфоцитов к эндотелиальным клеткам, к элементам внеклеточного матрикса

Костимулирующие молекулы Рецепторы иммуноглобулинов Рецепторы компонентов комплемента Молекулы главного комплекса гистосовместимости Рецепторы цитокинов Участвуют в активации В-лимфоцитов после взаимодействия с антигеном Связывают иммунные комплексы Участвуют в связывании иммунных комплексов Участвуют в презентации антигенов Связывают цитокины

АНТИГЕНПРЕДСТАВЛЯЮЩИЕ КЛЕТКИ Способностью представлять (презентировать) антигенные пептиды Т-лимфоцитам обладают антигенпредставляющие клетки: дендритные клетки, макрофаги и В-лимфоциты. Дендритные клетки, как и макрофаги и лимфоциты, имеют гемопоэтическое происхождение. Они локализованы в эпителии кишечника, урогенитального тракта, воздухоносных путей, легких, в эпидермисе кожи, интерстициальных пространствах.

Презентации антигенных пептидов предшествуют стадии: 1) захвата поступившего в организм антигена 2) его переработки (дезинтеграции) 3) формирования комплексов накопившихся антигенных пептидов с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости, постоянно синтезирующиеся в этих клетках

4) транспортировки образовавшихся комплексов на мембрану антигенпрезентирующей клетки 5) доставки во вторичные лимфоидные органы, где и происходит встреча с Тлимфоцитами и распознавание образовавшегося комплекса Т-клеточным рецептором.

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ОРГАНОВ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ К органам иммунной системы относятся: - центральные (первичные): костный мозг и тимус, - периферические (вторичные): селезенка, лимфатические узлы, ассоциированная со слизистыми оболочками (мукозно-ассоциированная) лимфоидная ткань.

В центральных органах иммунной системы постоянно идут процессы пролиферации клеток-предшественниц Т- и В-лимфоцитов, их созревания (дифференцировки), их отбора (селекции), сопровождающиеся их частичной гибелью или транспортировкой созревающих клеток через кровь в периферические органы.

Периферические органы иммунной системы являются местом встречи Т- и В-лимфоцитов с поступающими туда антигенами, местом распознавания антигенов и развития последовательных стадий специфического иммунного ответа на данный антиген. Распознавание антигена лимфоцитом служит сигналом его усиленной пролиферации, ускоренной дифференцировки и активации. Влимфоциты после активации в периферических органах иммунной системы дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие и секретирующие антитела - иммуноглобулины.

КОСТНЫЙ МОЗГ Продолжая функцию эмбриональной печени, костный мозг является местом гемопоэза, в том числе лимфопоэза. Единая гемопоэтическая стволовая клетка может дифференцироваться в сторону общей клетки-предшественницы лимфоцитов. Эта клетка дает начало клеткампредшественницам В-лимфоцитов, Тлимфоцитов и естественных киллеров. Созревающие активированные лимфоциты начинают продуцировать цитокины, аутокринно влияющие на их пролиферацию и дифференцировку.

НАПРИМЕР, Интерлейкин - 1 и интерлейкин-6 служат синергистами колониестимулирующих факторов в стимуляции пролиферации клеток- предшественниц; интерлейкин-2 является ростовым фактором Тлимфоцитов; интерлейкины-4, -6 -7 способствуют выживанию, пролиферации и дифференцировке ранних предшественниц лимфоцитов; туморнекротизирующий фактор (ТНФ), гамма интерферон, трансформирующий ростовой фактор-бета (ТРФ-бета), напротив, ингибируют процессы пролиферации и дифференцировки клетокпредшественниц.

Костный мозг в качестве одного из центральных органов иммунной системы выполняет следующие функции: является местом начальной дифференцировки и пролиферации ранних клетокпредшественниц лимфоцитов является местом дальнейшей дифференцировки В-лимфоцитов вплоть до их выхода в кровоток и заселения периферических органов иммунной системы

является местом продукции и секреции колониестимулирующих факторов и цитокинов, влияющих на процессы пролиферации, дифференцировки и транспортировки Т и В-лимфоцитов; является одним из мест продукции и секреции антител (иммуноглобулинов)

ТИМУС (ВИЛОЧКОВАЯ ЖЕЛЕЗА) Тимус в качестве одного из центральных органов иммунной системы является местом созревания Тлимфоцитов из клеток-предшественниц и формирования огромного разнообразия зрелых Тлимфоциов, способных распознать своими рецепторами любой антиген. Лимфоциты, находящиеся в тимусе, называют тимоцитами. В тимусе идут параллельно несколько процессов: пролиферация Т-лимфоцитов, их созревание (дифференцировка), отбор пригодных для данного организма клеток, которому сопутствует гибель значительной части непригодных клеток.

В качестве одного из центральных органов иммунной системы ТИМУС выполняет следующие функции: а) контролирует пролиферацию, дифференцировку, отбор и окончательное созревание Тлимфоцитов б) продуцирует тимические гормоны, влияющие на функции Т-лимфоцитов.

СЕЛЕЗЕНКА И ЛИМФАТИЧЕСКИЕ УЗЛЫ В КАЧЕСТВЕ ОДНОГО ИЗ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ОРГАНОВ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ СЕЛЕЗЕНКА И ЛИМФАТИЧЕСКИЕ УЗЛЫ ЯВЛЯЮТСЯ МЕСТОМ: 1) созревания естественных киллеров(СЕЛЕЗЕНКА), 2) распознавания антигена, 3) антигензависимой пролиферации и дифференцировки Т- и В-лимфоцитов, 4) активации Т- и В-лимфоцитов, 5) продукции цитокинов, 6) продукции и секреции специфических антител - иммуноглобулинов.

Один лимфатический узел имеет массу около 1 г. Каждый час из лимфоузла выходит в лимфу количество лимфоцитов, эквивалентное его утроенной массе. Большая часть (90 %) клеток в этой эфферентной лимфе представляют собой лимфоциты, покинувшие кровяное русло на территории этого лимфатического узла. Среди клеток лимфатического узла около 10% составляют макрофаги и около 1 % - дендритные клетки.

МУКОЗНО-АССОЦИИРОВАННАЯ ЛИМФОИДНАЯ ТКАНЬ Непосредственно под мукозным эпителием слизистых оболочек в тесной связи с эпителиальными клетками располагаются лимфоциты пейеровых бляшек кишечника, лимфоидных фолликулов аппендикса, миндалин глотки, лимфоидных фолликулов подслизистого слоя верхних дыхательных путей и бронхов, мочеполового тракта. Все эти лимфоидные скопления получили собирательное название - мукозно-ассоццированная лимфоидная ткань.

РАННИЙ ЗАЩИТНЫЙ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫЙ ОТВЕТ: 1. призван препятствовать внедрению и распространению возбудителя, по возможности быстро удалять его из организма. 2. разыгрывается в течение первых 4 суток после внедрения возбудителя.

3. обеспечивается факторами врожденного иммунитета, к которым относятся фагоцитирующие клетки крови и тканей, естественные киллеры, циркулирующие в крови белковые молекулы, обладающие защитными свойствами (компоненты системы комплемента и др.), а также межклеточные медиаторы - цитокины 4. стимулирует последующий специфический иммунный ответ, влияет на его форму, способствуя развитию наиболее эффективного против конкретного микроорганизма специфического иммунного ответа.

Ранний воспалительный ответ начинается с привлечения лейкоцитов из кровяного русла в очаг инфекции с последующей их активацией для удаления возбудителя. Проявляется инфильтрацией очага инфекции фагоцитирующими клетками, где эти клетки получают дополнительные сигналы активации от микробных продуктов и компонентов (липополисахарид клеточной стенки бактерий), от компонентов активированной системы комплемента и от провоспалительных цитокинов, в том числе, от гамма-интерферона, продуцируемого и секретируемого активированными естественными киллерами.

NK – НАТУРАЛЬНЫЕ КИЛЛЕРЫ Основная особенность – способность уничтожать клетки-мишени без предварительного распознавания антигенов. Они находятся в состоянии постоянной готовности к цитолизу. Общая продолжительность цитолиза, обусловленного NK-клетками: 1 -2 часа. Цитолитический эффект достигается путем формирования перфориновых пор в мембране клетки-мишени и проникновении веществ, усиливающих лизис – ГРАНЗИМОВ (сериновых протеаз и эстераз трипсинового и химотрипсинового типа).

В случае попадания в организм небольшого количества низковирулентных возбудителей ранний воспалительный ответ подавляет очаг инфекции. Удаление из кровяного русла попавших в кровь единичных бактериальных клеток является функцией системы комплемента. Большая часть компонентов комплемента синтезируются гепатоцитами и мононуклеарными фагоцитами. Компоненты комплемента (С 1, С 2, С 3, С 4, С 5, С 6, С 7, С 8, С 9, факторы В и О) содержатся в крови в неактивной форме.

При попадании в кровяное русло бактерий на их поверхности каскад ферментативных реакций ведет к последовательной активации компонентов системы комплемента («альтернативный путь активации») с формированием мембранатакующего комплекса (С 5- С 9), вызывающего лизис бактерий. В процессе активации системы комплемента накапливаются фрагменты, которые опосредуют разные биологические эффекты: привлечение лейкоцитов в очаг инфекции или воспаления (хемотаксис) - фрагмент С 5 а, усиление фагоцитоза (опсонизацию) - СЗb, индукцию синтеза и секреции медиаторов воспаления - СЗа, С 5 а.

СПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ Начинается с этапа представления и распознавания антигена. 1) макрофаги, как правило, представляют антигены бактериального происхождения - продукты захвата и внутриклеточной переработки ими бактерий, 2) В-лимфоциты представляют микробные антигены, антигены токсинов, связанные их поверхностными иммуноглобулиновыми рецепторами, 3) наиболее универсальными антигенпредставляющими клетками являются дендритные клетки, которые, необходимы для запуска первичного иммунного ответа, представляют многие, в том числе опухолевые, антигены

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ Т-ХЕЛПЕРОВ (ТH 1) С АНТИГЕНПРЕДСТАВЛЯЮЩИМИ ДЕНДРИТНЫМИ КЛЕТКАМИ (ДК) ОПОСРЕДОВАНО ЦИТОКИНАМИ (ИЛ-12, ГАММА-ИНТЕРФЕРОН) КОСТИМУЛИРУЮЩИМИ МОЛЕКУЛАМИ(CD 40, CD 40 L)

АКТИВАЦИЯ Т- И В-ЛИМФОЦИТОВ В ИММУННОМ ОТВЕТЕ В-лимфоцит получает одновременно два сигнала активации: 1. от антигенраспознающего рецептора при его соединении с антигеном 2. от связывания его поверхностных костимулирующих молекул с соответствующими лигандами на Т-лимфоцитах. После этого В-лимфоцит пролиферирует и потомки его превращаются в зрелые антителопродуцирующие плазматические клетки.

Т-лимфоцит в ответ на контакт с антигеном начинает пролиферировать, потомки его приобретают способность продуцировать определенные цитокины или превращаются в зрелые цитотоксические клетки. В зависимости от того, какие дополнительные сигналы активации (цитокины, костимулирующие молекулы) получает Т-лимфоцит в момент контакта с антигеном, его потомки дифференцируются в двух разных направлениях, превращаясь в Т-хелперы, продуцирующие гамма-интерферон (Th 1), или в Т-хелперы, продуцирующие интерлейкины-4, -5, 6, -10, -13 (Th 2).

Количественное преобладание Th 1 над Th 2 является условием развития клеточного (клеточноопосредованного) иммунного ответа. В случае преобладания Th 2 развивается гуморальный иммунный ответ, проявляющийся продукцией специфических антител.

Специфические антитела - иммуноглобулины против конкретных антигенов бактерий (стафилококки, стрептококки, возбудители дифтерии, кишечных инфекций, клостридии и др.), связываясь с бактериальными токсинами, вызывают их нейтрализацию, т. е. утрату токсического действия на организм. Сами бактерии, связавшиеся со специфическими антителами, быстрее и легче захватываются и убиваются фагоцитирующими клетками или лизируются активированной системой комплемента.

ИММУНОГЛОБУЛИНЫ ДЕЛЯТСЯ НА ПЯТЬ КЛАССОВ: Ig G- мономер, доминирующий среди других изо- типов иммуноглобулинов у взрослых в кровяном русле, легко диффундирующий из крови в ткани, единственный из иммуноглобулинов способен преодолевать плацентарный барьер и обеспечивать гуморальный иммунитет новорожденных первых месяцев жизни. Ig M-пентамер, состоящий из пяти четырехцепочечных структур, (называют еще макроглобулином из-за высокой молекулярной массы). Синтезируется раньше других классов в онтогенезе, может продуцироваться в организме плода в ответ на внутриутробную инфекцию. Ig A циркулирует в сыворотке крови в виде мономеров или димеров. Димер Ig А может связываться с полиглобулиновым рецептором на базолатеральной поверхности эпителиальных клеток и в комплексе с этим рецептором проникать в эпителиальные клетки. Ig. D содержится в следовых количествах Ig. E в крови здоровых людей практически не содержится

Защитное действие специфических антител реализуется с помощью нескольких механизмов: 1) усиление фагоцитоза бактерий, 2) нейтрализация бактериальных экзотоксинов и вирусов; 3) активация системы комплемента с последующим бактериолитическим действием ее мембранатакующего комплекса, 4) препятствие колонизации слизистых оболочек патогенными бактериями и адсорбции вирусов.

В результате гуморального иммунного ответа на бактериальную инфекцию в сыворотке крови накапливаются специфические антитела классов Ig G и Ig М. При взаимодействии этих антител с антигенами на поверхности бактерий создаются условия активации системы комплемента по классическому пути, результатом которого становится лизис бактерий (бактериолиз). Классический путь активации системы комплемента начинается со стадии соединения С 1 с определенным участком молекулы иммуноглобулина, который становится доступным только после взаимодействия иммуноглобулина - антитела со своим антигеном.

С 1 при этом активируется, приобретая активность сериновой протеиназы (эстеразы), которая запускает каскадный процесс расщепления и присоединения последующих фракций: С 4, С 2, СЗ. После активации СЗ запускается дальнейший каскад формирования мембранатакующего комплекса (С 5-С 9), что ведет к лизису бактерий.

ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ После первой встречи организма с чужеродным антигеном в лимфоидных органах сохраняются долгоживущие потомки Т- и В-лимфоцитов, пролиферировавших в ответ на сигнал активации, полученный от антигенраспознающих рецепторов. На мембране этих клеток-потомков сохраняются специфические для данного антигена рецепторы, способные связаться с ним при его повторном попадании в организм. Способность иммунной системы организма ускоренно и усиленно отвечать активацией на повторную встречу с тем же антигеном характеризуется как иммунологическая память.

ОСОБЕННОСТЯМИ ДОЛГОЖИВУЩИХ В-КЛЕТОК ПАМЯТИ ЯВЛЯЮТСЯ: 1) способность быстро отвечать пролиферацией и дифференцировкой в плазматические клетки на повторную встречу с антигеном,) способность быстро переключаться с синтеза Ig М на синтез Ig. G и Ig. A, З) способность быстро продуцировать и секретировать большое количество специфических антител с выраженными защитными свойствами.

Особенностями Т-клеток памяти являются: 1) повышенная активность связывания антигена антигенраспознающими рецепторами, 2) повышенное количество рецепторов интерлейкина - 2, З) готовность быстро ответить на повторный контакт с антигеном активацией, пролиферацией и дифференцировкой в клеткиэффекторы.