К периферическим органам иммунной системы относятся. Органы имунной системы человека

Костный мозг
Костный мозг локализован во внутренней полости трубчатых костей и представляет собой тканевое объединение ретикулярной стромы, плотно упакованных гемопоэтических и лимфоидных клеток, а также разветвленной сети капилляров.Основное назначение костного мозга - продукция клеток крови и лимфоцитов.

Развитие клеточных элементов костного мозга начинается от полипотентной стволовой кроветворной клетки (СКК), которая дает начало шести росткам дифференцировки:
1) мегакариоцитарному, заканчивающемуся образованием тромбоцитов;
2) эритроидному, с формированием безъядерных, переносящих кислород эритроцитов крови;
3) гранулоцитарному, с тремя дополнительными направлениями дифференцировки, приводящими к образованию трех самостоятельных клеточных типов: базофилов, эозинофилов, нейтрофилов; эти клетки принимают непосредственное участие в процессах воспаления и фагоцитоза и являются, таким образом, участниками неспецифической формы защиты от патогенов;
4) моноцитарно-макрофагалъному, на территории костного мозга дифференцировка в данном направлении завершается образованием моноцитов, мигрирующих в кровь; окончательные зрелые формы в виде тканевых макрофагов локализуются в различных органах и тканях;
5) Т-клеточному, данный росток дифференцировки на территории костного мозга проходит только самый начальный этап развития - формирование от лимфоидной стволовой клетки предшественника Т-клеток (пре-Т-клеток); основные события по созреванию различных субпопуляций клоноспецифических Т-клеток разворачиваются в тимусе;
6) В-клеточному, в отличие от Т-клеточного направления развития В-клеточная дифференцировка характеризуется практически полной завершенностью, и в связи с этим неслучайно костный мозг относят к центральному органу иммунитета.Тимус

Другим центральным органом иммунной системы является тимус (вилочковая железа) - лимфоэпителиальный орган, расположенный у большинства млекопитающих в верхней части грудной полости над сердцем.
Структурная организация тимуса - пример строгой клеточной архитектоники. Он состоит из двух основных долей, которые делятся на более мелкие дольки. Орган в целом и отдельные дольки заключены в соединительнотканную капсулу, внутренняя полость которой включает эпителиальную сеть, заполненную лимфоцитами (другое название лимфоцитов тимуса - тимоциты). В каждой дольке ясно выявляются два слоя: кора с плотной упаковкой малых тимоцитов и мозговое вещество (медуллярный слой), где количество тимоцитов снижено. Тимоциты медуллярного слоя относятся в основном к бластным формам.

Особенностью организации тимуса является наличие двух элементарных структурно-гистологических единиц: фолликулов Кларка и телец Гассаля. В корковом слое фолликулы Кларка представляют собой как бы отдельные «кирпичики», из которых построен этот слой. Плотно упакованные лимфоциты и расположенные среди них макрофаги и дендритные клетки окружены эпителиальными клетками, что вместе и создает элементарную структурно-гистологическую единицу.

В медуллярной зоне наблюдаются свободные от лимфоцитов округлые скопления эпителиальных клеток, получивших название телец Гассаля. Функциональное назначение телец неясно. По мнению одних исследователей, они образуются в результате активной деструкции тимоцитов, что приводит к «обнажению» эпителиальных элементов. Другие авторы склонны видеть в тельцах Гассаля активные эпителиальные структуры, функция которых - продукция регуляторных факторов, поступающих в циркуляцию.

В эмбриогенезе строма органа формируется из двух зародышевых листков - экто- и эндодермы. У мышей зачаток тимуса образуется из эндодермы 3-го глоточного кармана и эктодермы 3-й жаберной щели. В результате развития двух слоев эндодермальный росток постепенно окружается эктодермой жаберной щели. Образовавшаяся структура получила название шейного пузырька. При дальнейшем развитии эктодермальный вырост полностью захватывает эндодерму глоточного кармана, происходит отщепление экто- и эндодермальных развивающихся участков от основных слоев, что приводит в результате к формированию тимусного зачатка.
Эктодермальный слой дает начало эпителиальным клеткам коры, в то время как эндодерма становится источником эпителиальных клеток медуллы.

Сразу после образования зачатка тимуса начинается его колонизация клетками костного мозга. Помимо предшественников тимоцитов в орган мигрируют макрофаги и дендритные клетки. Все эти клетки имеют мезенхимное происхождение. Таким образом, тимус как самостоятельный орган формируется из трех зародышевых листков: экто-, мезо- и эндодермы.Существенными особенностями клеток тимуса являются их ярко выраженная пролиферативная активность и высокий процент гибели in situ.

Сопоставление количества покидающих тимус тимоцитов (8,6 106 в сутки) с тем количеством, которое образуется вновь за то же самое время (36-107 = 47- 107), показывает, что выходит лишь 3 % от всех вновь образованных клеток. Биологический смысл столь расточительного процесса связан с положительной и отрицательной селекцией тех клонов клеток, которые способны взаимодействовать с собственными молекулами гистосовместимости и с собственными аутоантигенами.

Селезенка
Если костный мозг и тимус - центральные органы иммунитета, то селезенка, лимфатические узлы, лимфоидные образования кишечника, миндалины, аппендикс относятся к периферическим структурам.
Они не являются местом, направляющим дифференцировку стволовых элементов по пути формирования Т- и В-клеточных популяций. В то же время периферические органы и ткани являются основными морфологическими образованиями, где развивается иммунный ответ.

Формирование гуморального иммунного ответа в виде продукции специфических иммуноглобулинов связано главным образом с селезенкой - крупным органом, расположенным в верхней, левой части брюшины. Снаружи орган окружен соединительнотканной капсулой, от которой внутрь органа отходят поддерживающие перегородки - трабекулы. Характерной чертой строения селезенки является наличие двух гистологически хорошо различающихся участков - красной и белой пульпы.

Белая пульпа (мальпигиевы тельца) представляет собой скопление лимфоцитов вокруг эксцентрично расположенного артериального канала. Красная пульпа есть место локализации большого количества эритроцитов, а также макрофагов, мегакариоцитов, гранулоцитов, перемещающихся сюда из белой пульпы лимфоцитов. Четких границ между белой и красной пульпой нет и между этими двумя регионами происходит частичный клеточный обмен.

Для анализа иммунологических ситуаций наибольший интерес представляют белая пульпа и пограничные области между белой и красной пульпой. Именно здесь локализуются Т- и В-лимфоциты. Т-клетки располагаются вокруг артериол, образуя пери-артериальные муфты. В-клетки входят в состав зародышевых центров, которые, как правило, расположены в пограничной, маргинальной зоне. В красной пульпе также встречаются лимфоциты и плазмоциты. Однако они не образуют в этой зоне морфологически оформленных скоплений. Лимфоцитами красной пульпы являются Т-клетки, покидающие селезенку через венозные синусы. Плазмоциты этой зоны представляют собой те завершившие дифференцировку В-клетки, которые вышли из зародышевых центров.

В пренатальный период селезенка функционирует как смешанный лимфоэпителиальный орган с хорошо выраженным эритропоэзом. В постнатальный период эритро- и миелопоэтические процессы в селезенке млекопитающих постепенно затухают, хотя грызуны сохраняют их в течение всей жизни. Лимфоидная ткань в данном органе образуется еще до рождения. Однако впервые лимфоциты появляются все-таки в тимусе и костном мозге и лишь позже - в развивающейся селезенке. Несмотря на то что селезенка у многих видов млекопитающих функционирует только как орган лимфопоэза, следует помнить, что это доминирующее свойство приобретается в постнатальный период жизни. В эмбриогенезе селезенка выступает в качестве смешанного лимфомиелоидного образования.

Лимфатические узлы
Лимфатические узлы, как и тимус, являются истинно лимфоидными образованиями. Они располагаются в виде зерен по ходу лимфатических сосудов. Размеры узлов у человека в условиях нормы колеблются от 3 до 30 мм. В эмбриогенезе лимфатические узлы возникают в конце 2-го - начале 3-го месяца развития. Они образуются в результате накопления мезенхимных клеток вокруг кровеносных сосудов. Наружный слой мезенхимы дифференцируется в соединительнотканную капсулу, от которой внутрь узла отходят трабекулы - перегородки. Непосредственно под капсулой находится краевой синус, куда поступает лимфа по афферентным (приносящим) лимфатическим сосудам. Из краевого синуса лимфа поступает в промежуточные синусы, пронизывающие всю толщу узла, и собирается в эфферентном (выносящем) лимфатическом сосуде, который в конце концов выносит ее в грудной проток. Место выхода сосуда называют воротами узла. Через ворота в узел проходят кровеносные сосуды.

В лимфатическом узле, как и в тимусе, различают корковый слой, расположенный по периферии и организованный в первичные и вторичные фолликулы, и мозговое вещество, находящееся в центре узла. Корковый слой узла есть место концентрации В-клеток. Это так называемая тимуснезависимая, или В-зона. Мозговое вещество представлено относительно слабо упакованными лимфоцитами, плазмоцитами, свободными макрофагами и ретикулярными клетками стромы. Область между корой и мозговым веществом (паракортикальная территория) - место концентрации Т-клеток. В силу этого область, занятая в основном Т-клетками, получила название тимусзависимой, или Т-зоны. Т-лимфоциты этой зоны являются зрелыми тимуспроизводными клетками с ярко выраженной способностью к киллерной функции. На долю Т-клеток приходится 65 %, а на долю В-клеток - около 28 % от общего количества всех лимфоцитов узла.

В центрах размножения помимо В-лимфоцитов различной степени зрелости представлены дендритные клетки, входящие в состав стромы, и свободные макрофаги с выраженной фагоцитарной активностью. Подобная близость всех трех типов функционально зрелых клеток создает реальные условия для успешного их взаимодействия при развитии иммунного ответа.

Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми покровами
В дополнение к массе периферической лимфоидной ткани, инкапсулированной в селезенке и лимфатических узлах, организм содержит значительное количество «свободной», не заключенной в соединительнотканную капсулу лимфоидной ткани, которая локализуется в стенках пищеварительного, респираторного и урогенитального трактов. Ее обозначают как лимфоидную ткань, ассоциированную со слизистыми покровами. Ткань представлена либо в виде диффузной инфильтрации, либо в форме узелковых скоплений, лишенных замкнутого соединительнотканного футляра.

В тонком кишечнике такие узелки получили название пейеровых бляшек. Лимфоциты этих образований представлены как В-, так и Т-клетками. Среди В-клеток более 50 % имеет поверхностный IgA. Оставшаяся часть представлена клетками с поверхностными IgM и IgG. Продуцирующие антитела плазмоциты и Т-клетки способны проникать в слизистую оболочку кишки, находящуюся в прямом контакте с бляшками. В слизистой находятся также фагоцитирующие клетки, которые поглощают патогены, оказавшиеся на эпителиальной слизистой поверхности кишечного просвета. Таким образом, пейеровы бляшки являются эффективным инструментом защиты от проникновения патогена через пищеварительный тракт. Близки по строению и функции миндалины, расположенные вдоль дыхательного тракта. Так же как и пейеровы бляшки, они не относятся к категории лимфоидных органов, поскольку не полностью инкасулированы.

Иммунный ответ формируется лимфоидной системой, в соста­ве которой основную роль играют вилочковая железа (тимус), сумка Фабрициуса (у птиц, у млекопитающих ее аналог морфоло­гически не идентифицирован), групповые лимфатические фолли­кулы (пейеровы бляшки - вероятно, функциональные аналоги сумки Фабрициуса), костный мозг, а также периферические (вто­ричные) лимфоидные органы - лимфатические узлы, селезенка и система крови.

Выработка антител и накопление сенсибилизированных лимфоцитов осуществляются в периферических органах под контро­лем центральных.

Осуществляющие иммунные функции клетки часто в обобщен­ной форме именуют иммунокомпетентными, или иммуноцитами. Центральное звено этой системы - лимфоциты, а родоначальная клетка всех иммунных клеток - кроветворная полипотентная стволовая клетка - общий предшественник Т- и В-систем лимфоидных клеток.

Лимфатическая стволовая клетка (LSC) генерирует два типа клеток - РТС (предшественники Т-лимфоцитов) и РВС (предше­ственники В-лимфоцитов), из которых в дальнейшем развиваются Т- и В-популяции.

Генерация Т-лимфоцитов осуществляется в тимусе под влия­нием его эпителиальных клеток и гормональных медиаторов (тимозина, тимопоэтина и др.), которые могут стимулировать созре­вание Т-лимфоцитов и вне тимуса.

Тимоциты - родоначальники поставляемых в кровь и перифе­рические лимфоидные органы трех типов лимфоцитов: Т-помощников (хэлперов), Т-эффекторов и Т-супрессоров (подавителей иммунной реакции).

Под воздействием антигенов Т-эффекторы обеспечивают на­копление клона сенсибилизированных лимфоцитов - киллеров, осуществляющих иммунные реакции клеточного типа.

Предшественники В-лимфоцитов созревают в костномозговые В-лимфоциты с IgМ-рецепторами на своей поверхности. Они ге­нерируют и поставляют в периферические лимфоидные органы 3 типа В-лимфоцитов, способных обеспечивать накопление плазма­тических клеток - продуцентов IgМ, IgG, IgА.

Таким образом, 3 типа зрелых Т-лимфоцитов, 3 типа зрелых В-лимфоцитов и макрофаги - 7 основных элементов иммунной сис­темы, обеспечивающие необходимую полноту специфических им­мунных реакций (антигенреактивность).

Подготовленный макрофагом антиген распознается Т-хэлпе­ром (лимфоцитом-помощником), который активирует В-лимфоцит и включает его в антителогенез. Т-супрессоры тормозят это включение, останавливая развитие и размножение клона антите-лопродуцентов, обеспечивая толерантность, блокируя аутоиммун­ные реакции и выработку аутоантител. Таким образом, Т-хэлперами и Т-супрессорами регулируется динамика иммунной функции. В-лимфоциты ответственны за гуморальный иммунитет; стимулируясь антигенами, они пролиферируют и дифференцируются в плазматические клетки-продуценты антител, а также обладают супрессорными качествами.

Система макрофагов в иммунных реакциях выполняет важную роль и состоит из моноцитов крови и тканевых макрофагов, кото­рые имеются в крови, соединительной и нервной тканях, печени, костном мозге, легких, в брюшной, плевральной, суставных поло­стях и др.

Функция макрофагов не ограничивается захватом и деградаци­ей антигенов. Они «доставляют» подготовленный ими антиген Т-лимфоцитам, инициируя иммунный ответ. В дальнейшем на этапе взаимодействия Т- и В-лимфоцитов макрофаги выступают в роли передатчика от Т-лимфоцитов специфического сигнала к включе­нию в процесс В-лимфоцитов. Одной из важнейших функций макрофагов является удаление избытка антигенного материала, могущего заблокировать включение Т- и В-лимфоцитов в иммун­ный ответ. Они являются также активно секретирующими клетка­ми, вырабатывая, в частности, ряд компонентов системы компле­мента (факторы С2, СЗ, С4 и С5). Они также обладают супрессор­ными свойствами, выделяют дифференцированные факторы, спо­собствующие созреванию Т-лимфоцитов и дифференцировку гранулоцитов.

Лимфоцитарные рецепторы обеспечивают цитопатогенное действие лимфоцитов, иммуноцитоприлипание и розеткообразо-вание. Первое состоит в способности сенсибилизированных лим­фоцитов активно приклеиваться к антигенам in vitro, разрушая их. К клеткам иного генотипа они не приклеиваются и не разрушают их. Иммуноцитоприлипание и розеткообразование состоят и в том, что нормальные или сенсибилизированные лимфоциты спо­собны приклеивать к своей поверхности антигены. Если антиген представляет собой крупные образования (чужеродные эритро­циты), возникает эффект розеткообразования с высокой специ­фичностью - вокруг антигена антитела образуют картину ро­машки. Удаление из популяции лимфоцитов клеток, способных образовывать розетки с одним видом эритроцитов, лишает дан­ную популяцию лимфоцитов способности к розеткообразова-нию, а клетки, образующие розетки, остаются. Это позволило обнаружить на лимфоцитах рецепторы к комплексам антиген-антитело, комплементу и другим антигенным детерминантам, что нашло практическое применение в иммунодиагностике. Прибавление к смеси лимфоцитов с эритроцитами, нагруженной человеческим γ-глобулином, антиглобулиновой сыворотки вызы­вает соединение эритроцитов с теми лимфоцитами, которые на своей поверхности имеют иммуноглобулины. Таким образом вы­является наибольшее количество В-, а также Т-лимфоцитов, обладающих различными маркерами - индикаторами различных их субпопуляций.

Субпопуляции лимфоцитов представлены в виде следующих основных разновидностей:

Т-эффекторы (Т Е) - осуществляют клеточные формы иммуни­тета (реакции гиперчувствительности замедленного типа, оттор­жения трансплантантов, лизис клеток-мишеней т уйго, противо­опухолевый и противовирусный иммунитет);

Т-хэлперы (помощники, Т н) - включают В-лимфоциты в про­лиферацию и дифференцировку, обусловливающую накопление клона антителопродуцентов - плазматических клеток;

Т-амплифайеры (усилители, Т А) - стимуляторы Т-эффекторов, Т-супрессоров и других клеток;

Т-супрессоры (Т S) - тормозят включение В-лимфоцитов в пролиферацию и дифференцировку (выработку антител различ­ных классов), обеспечивают конкуренцию антигенов, тормозят гиперчувствительность замедленного типа, созревание цитотоксических Т-лимфоцитов, обеспечивают иммунологическую толе­рантность;

Т-дифференцирующие (Т д) - влияют на миграцию, пролифера­цию и дифференцировку стволовых кроветворных клеток, выяв­ляются в Т1- и Т 2 -субпопуляции;

В-супрессоры (В S) - незрелые В-лимфоциты. Тормозят синтез ДНК и пролиферацию предшественников антителопродуцентов и других клеток, антителообразование и функции Т-эффекторов, ответную реакцию на митогены (локализуются в основном в кост­ном мозге, тормозят там функции иммуногенеза);

нулевые клетки - лимфоциты с отсутствием или низким содер­жанием Т- и В-маркеров;

L- и К-лимфоциты - варианты нулевых лимфоцитов. Способ­ны выполнять антителозависимый, не требующий наличия комп­лемента лизис клеток-мишеней;

NK-клетки - также не имеют Т- и В-маркеров, имеют рецеп­торы к эритроцитам барана низкой авидности, в значительном числе имеются в крови бестимусных мышей.

Иммунологическое взаимодействие клеток. Состоит в специфи­ческом иммунологическом реагировании Т-лимфоцитов только в кооперации с другими клетками: Т-лимфоцит распознает «чужое» только в случае, если комплексировано со «своим», а основной клеткой, доставляющей антиген лимфоцитам, является макрофаг. В роли факторов первичного распознавания антигенов выступают продукты генов Н-2К, Н-2D или Ja (антигенов главного комплек­са гистосовместимости), участвующих в процессах кооперации, выступая в роли молекул взаимодействия, биохимическая сущ­ность которых остается еще проблематичной. Эти и другие про­цессы участвуют в формировании иммунологической памяти - способности реагировать по вторичному типу, т. е. ускоренно и усиленно при повторном введении антигена, которым животное уже было ранее иммунизировано.

Главный комплекс гистосовместимости (ГКГС, синоним МНС). Ранее уже упоминалось о роли главной генетической системы гис­тосовместимости (МНС) и значении контролируемых ею антиге­нов (Jа, Н-2К, Н-2D и др.) в иммунологическом распознавании и взаимодействии клеток в иммунном ответе.

Оказалось, что в МНС локализированы не только гены контро­ля главных трансплантационных антигенов, но и гены активности иммунного ответа, так называемые Jr (Jmmune response)-гены. Эта же система ответственна за синтез поверхностных структур имму-ноцитов, обеспечивающих их взаимодействие. Продукты генов Jа, Н-2К, Н-2D имеют критическое значение в первичном контакте иммуноцитов с антигенами, обеспечивая процесс двойного рас­познавания. Они же контролируют синтез некоторых компонен­тов комплемента. Таким образом, комплекс МНС является цент­ральным генетическим аппаратом функционирования иммунной системы.

Понятие об иммунитете

Иммунитет - это способ защиты генетического постоянства внутренней среды организма от веществ или тел, несущих на себе отпечаток чужеродной генетической информации в нем самом или попадающих в него извне.

Общебиологическое значение иммунитета состоит:

В надзоре за генетическим постоянством внутренней среды организма,

Распознавании "своего и чужого",

Охране генетической чистоты вида на протяжении жизни индивидуума.

Для реализации этой важной функции в ходе эволюционного развития сформировалась специализированная система (комплекс) органов и тканей - иммунная система, которая представлена центральными и периферическими органами. Это такая же функционально значимая система организма человека, как пищеварительная, сердечно-сосудистая, дыхательная и другие.

Центральные органы иммунной системы

К центральным органам иммунной системы:

Относят красный костный мозг,

Тимус (вилочковую железу),

Лимфоидный аппарат кишечника (у млекопитающих - функциональный аналог сумки (бурсы) Фабрициуса у птиц).

В этих органах происходит первичная дифференцировка иммунокомпетентных клеток - Т- и В-лимфоцитов (лимфопоэз).

Тимус достигает своего максимального развития к 10-12 годам, после 30 лет начинается обратное развитие железы. Соответственно, при врожденных дефектах развития тимуса, его оперативном удалении или при старении наблюдается снижение функциональной активности иммунной системы и продукции тимусом соответствующих гормоноподобных веществ (тимозин, тимопоэтин и другие лимфоцитокины), способствующих созреванию Т-лимфоцитов.

В красном костном мозге содержатся стволовые клетки, являющиеся родоначальниками как Т- и В-лимфоцитов, так и макрофагов и других форменных элементов крови.

Периферические органы иммунной системы

К периферическим органам иммунной системы относятся: селезенка, лимфатические узлы, лимфатические фолликулы, расположенные под слизистыми оболочками желудочно-кишечного, дыхательного и мочеполового тракта, а также лимфатические и кровеносные сосуды.

В периферических органах иммунной системы под влиянием антигенов происходят пролиферация и вторичная дифференцировка лимфоцитов (иммунопоэз). Основными клетками иммунной системы являются лимфоциты и макрофаги.

Макрофаги фагоцитируют чужеродный агент, и в процессе внутриклеточного переваривания переводят антигенную информацию на язык, понятный антигенраспознающим клеткам, снимают антигенную информацию с антигенраспознающих клеток, концентрируют ее и передают антигенвоспринимающим клеткам. Специфической особенностью лимфоцитов, отличающей их от других клеток крови, является способность к специфическому распознаванию чужеродных структур. Она связана с тем, что на поверхности лимфоцитов имеются антигенраспознающие рецепторы. По специфичности этих рецепторов популяция лимфоцитов клонирована и каждому клону присущ свой специфический рецептор.

Лимфоциты - это клетки с двойной дифференцировкой (созреванием). Первый этап происходит в центральных органах иммунной системы и не зависит от антигенного раздражения. Этот процесс называют лимфопоэз. Он заканчивается образованием основных субпопуляций лимфоцитов - Т- и В-лимфоцитов и формированием на их поверхности антигенраспознающих рецепторов. Вторичная дифференцировка идет в периферических органах иммунной системы. Она индуцируется антигеном, т.е. является антигензависимой. Ее итогом является образование функционально различных клеток.

Т-лимфоциты в процессе дифференцировки и пролиферации образуют субпопуляции, отличающиеся друг от друга по своим функциям. Одни из них выполняют регуляторные, а другие - эффекторные функции. К регуляторам относят Т-хелперы (Th), среди них различают Th 0 , Th 1 , Th 2 , Th 3 .

Th 0 узнают детерминантные группы антигена на мембране макрофага, соединяются с ними и дают импульс к пролиферации и дифференцировке, следствием которой является продукция интерлейкинов. Через эти регуляторные молекулы они стимулируют или угнетают образование Th 1 , Th 2 , Th 3 .

Th 1 через свои интерлейкины обеспечивают образование эффекторных клеток - Т-киллеров (клеточный иммунитет).

Th 2 через свои интерлейкины стимулируют В-лимфоциты. В - лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, эти клетки-эффекторы являются продуцентами антител (гуморальный иммунитет).

Th 3 также образуют лимфокины, стимулирующие пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов. Но основной их функцией является продукция интерлейкинов, тормозящих пролиферацию и дифференцировку как Т-, так В-лимфоцитов, т. е. подавляющих развитие как клеточного, так и гуморального иммунного ответа.

Помимо эффекторных клеток (Т-килеры и плазматические клетки) из антигенстимулированных лимфоцитов формируются клетки иммуннологической памяти. Это популяция долгоживущих клеток, которые обеспечивают более быстрый и выраженный ответ при повторной встрече с тем же антигеном (вторичный иммунный ответ). Описанные взаимодействия антигенов, макрофагов, Т- и В-лимфоцитов составляют суть иммунного ответа.

Здоровье человека 24 часа в сутки находится под охраной. Море болезнетворных микробов сталкивается с нами круглосуточно: на улице, в транспорте, на учебе или работе, в магазинах и даже дома. Без надежной защиты этот мир не дал бы человеку шанса на существование. Поддержка приходит со стороны иммунитета, который каждую минуту несет верную службу, регулируя постоянство внутренней среды и не давая нежеланным элементам прорваться сквозь барьеры.

Понятие о структуре защитной системы

Иммунитет не просто свойство организма. Эта оборонительная функция не появляется сама собой из ниоткуда. Служит проявлением целой совокупности органов и тканей, которые способны вырабатывать клетки, осуществляющие основные защитные функции, под названием иммунной системы. Это высокоорганизованная сеть, все звенья которой находятся под строгим контролем и выполняют свою функциональную обязанность, словно пчелки в улье.

И хотя органы защитного фона не расположены вместе одним комплексом, а сосредоточены по всему телу, система от этого не становится слабее. К иммунной относятся лишь те структуры, которые способны принести пользу защитному статусу. Каждая из тканей оборонной системы работает взаимосвязанно и влияет друг на друга, стимулируя и подавляя при потребности. Они направлены на получение комплексной защиты организма от различных заболеваний, а также на истребление уже попавших в тело чужеродных частиц.

Четкое выделение двух классов дает возможность ответить на вопрос «Какой орган отвечает за иммунитет?» Центральные заняты формированием и созреванием иммуноцитов – клеток защиты. К ним относятся:

• Костный мозг.
• Вилочковая железа или тимус.

В периферических содержатся уже зрелые лимфоциты. Тут происходит лишь их дифференцировка, а также производство антител. Периферические органы иммунной системы это:

• Селезенка.
• Лимфатические узлы.
• Свободно расположенная группа лимфоидной ткани под слизистой поверхностью пищеварительного тракта, дыхательной и мочеполовой систем в виде лимфатических узлов и пейеровых бляшек.
• Аппендикс.

Центральные иммунные звенья

Этим названием объединены те органы, которые обеспечивают образование клеток невосприимчивости. Это самая первая и важная функция на пути формирования оборонительного ответа. Поэтому структуры, обеспечивающие такую роль, и носят название центральных или первичных органов иммунной системы, и располагаются соответственно:

• Красный костный мозг вносит важную лепту в создание фонда «органы кроветворения и иммунной системы». Это образование в виде мягкой губчатой ткани располагается внутри плоской трубчатой кости. Начало его развития наблюдается на 12 неделе в утробе матери. Центральная задача органа - производство клеток, составляющих кровь (лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов). Интересным является факт того, что в детском организме куда больше красного костного мозга, чем у взрослого человека. Все кости ребенка богаты им, тогда как вышедшие из детского возраста могут похвалиться его нахождением лишь в костях черепа, грудины, ребер и малого таза. Костный мозг в среднем весит около 3 кг и является происхождением всех защитных сил, то есть единого предшественника – стволовых клеток. Он закладывает начало В-лимфоцитам – главному звену гуморального ответа, и их дифференцировке.
• Тимус – это дольковый орган, каждая его доля состоит из коркового и мозгового слоя. Его активность начинает проявляться уже у шестинедельного зародыша. И к моменту рождения составляет около 15 г, а к началу созревания около 40 г. Тимус словно преемник костного мозга, подхватывает образованные с его помощью иммунные клеточки и оттачивает их. 24 часа нужно тимусу, чтобы сформировать 300–500 млн лимфоцитарных клеток. Биологически активные вещества, гормональной или цитокиновой природы, стимулируют процессы защиты, которые включают дальнейшее развитие иммунных клеток. Вилочковая железа служит местом созревания Т-лимфоцитов и располагается за областью грудины.
  Помимо своих основных функций, она обеспечивает выработку гормонов, которые влияют на образование иммуноцитов. В зависимости от возраста человека, тимус изменяет свой размер и активность. Взрослые имеют меньшую и не настолько значимую железу, нежели дети. У них запускается программа инволюции, то есть обратного развития тимуса. Ежегодно его активность падает примерно на 3%, что сопряжено с уменьшением выделения лимфоцитов группы Т, что ведет к понижению иммунитета в старческом возрасте и влияет на продолжительность жизни. У людей, страдающих заболеваниями тимуса, наблюдают иммунологическую недостаточность в виде низкого уровня защитного ответа. В вилочковой железе иммуноциты созревают около 4–6 дней, после чего частично готовые лимфоциты идут на следующий этап конвейера – вторичные структуры иммунной системы.

К центральному органу относят также и сумку Фабрициуса, которая является образованием, содержащим лимфоидную ткань. Однако у людей не встречается, а существует лишь у птиц.

Периферические иммунные звенья

Конвейер защитной системы беспрерывно движется. Со станции центральных клетки поступают в следующую инстанцию – периферическим органам. Там происходят окончательные изменения, они достигают пика развития и становятся готовы исполнять свой долг по защите от болезнетворных агентов. К периферическим органам иммунной системы относятся такие вторичные образования, как:

• Селезенка, которую в медицинском обиходе часто называют кладбищем эритроцитов. Помимо своей иммунологической роли, этот орган служит пунктом кровяного депо, дополнительного хранилища крови и местом утилизации непригодных старых эритроцитов. То есть помимо осуществления защитной роли, она является еще и органом гемопоэза. В иммунном назначении селезенке отведена функция хранения лимфоцитарных клеток, образования антител, активации макрофагов и поддержки гуморального иммунитета.
• Лимфоузел – это биологический фильтр, который внешне напоминает горошину, содержащую лимфоциты. Человеческий организм насчитывает до 1 тыс. таких в своем теле. В норме лимфоузлы обычно не видны внешне и недоступны при прощупывании, их увеличение говорит об идущем воспалении. Узлы составляют вереницу иммунной ткани, расположенную по ходу лимфатического и кровеносного русла. Их задачей является удаление из биологических жидкостей, таких как лимфа и кровь, чужеродных частиц. Помимо прочего, узлы – это еще одно место образования антител и иммуноцитов.
• Миндалины относятся к самым распространенным органам, склонным к воспалению в детстве. Это не что иное, как маленькое скопление лимфоидной ткани. Имеет овальную форму и располагается в глотке. Миндалины направлены на защиту верхней части дыхательных путей.
• Пейеровы бляшки представляют собой еще один островок лимфоидной ткани. Расположены эти иммунные образования в полости кишечника. Задачей таких бляшек является созревание лимфоцитов для возможности осуществления полноценного оборонительного ответа.
• Аппендикс также относится к разряду вторичных органов иммунного фона. И хотя длительное время считалось, что аппендикс не что иное, как рудиментарный врожденный отросток прошлого, что он не нужен для жизнедеятельности человека, неоспоримым является факт его иммунологической роли. Этот червеобразный орган состоит из немалого количества лимфоидной ткани. Доказано его значение в образовании лимфоцитарных клеток и их хранении.
• Лимфа – маленький член периферической семьи органов иммунитета. Эта жидкость, не имеющая цвета, содержит большое белых кровяных клеток.

Каждый из органов несет свою роль и его удаление так или иначе оказывает влияние на последующую жизнедеятельность человека.

Важные клетки иммунитета

Перечисленные структуры и образования служат для осуществления защитной функции организма. Частями охраняющей системы в итоге являются лишь те, которые способны на образование и поддержание иммунных клеток – главных борцов на линии обороны с микробами. Важнейшими иммуноцитами являются лейкоцитарные и лимфоцитарные клетки:

• Лейкоциты или белые кровяные тельца играют основную роль в схватке с чужеродными веществами. Они подразделяются на большую роту солдат – фагоцитов, базофилов, эозинофилов. Каждая из указанных клеток направлена на определение вредоносных веществ при нарушении биологических барьеров, способна уничтожать враждебные элементы, заглатывая и переваривая их. Такой процесс называется фагоцитозом. В других случаях лейкоциты способны прибегать к выделению особого вещества, угнетающего микроорганизмы.
• Лимфоциты группы В и Т считаются, пожалуй, самыми ярыми борцами с инфекцией. Эти иммунноциты особо обучены и способны выделять антитела – белковые вещества, направленные на борьбу с нежелательными соединениями. Помимо прочего, эти клетки регулируют работу всей иммунной системы и запоминают своих врагов в лицо, с целью больше не пускать непрошенного гостя.

Каждая клеточка вносит свою пользу в создание иммунитета. Словно кирпичики, они складываются и образовывают мощную стену для обороны от окружающих опасностей человеческий организм. Где бы ни были расположены клетки иммунитета и его системы, какие особенности в строении ни имели, все они преследуют одну цель – оберегать человека от чужеродных веществ.

Видео

Иммунная система обеспечивает специфическую защиту организма от генетически чуждых молекул и клеток.

Клетки обладают уникальной способностью распознавать чужеродные антигены.

Иммунная система подчеркивает единство клеток общностью происхождения, функционального действия и механизмов регулировки

Центральные или первичные органы иммунной системы - красный костный мозг и тимус.

Красный костный мозг - место рождения всех клеток иммунной системы и созревание B-лимфоцитов. В нем из полипотентных стволовых клеток образуются эритроциты, гранулоциты, моноциты, дендритные клетки, B-лимфоциты, предшественники T-лимфоцитов и NK клетки.

Красный костный мозг у детей до 4х лет находится в полостях всех плоских и трубчатых костей.

А В 18 лет он остается только в плоских костях и эпифизах трубчатых костей.

С возрастом количество клеток красного костного мозга уменьшает и он замещается желтым костным мозгом.

Тимус - ответственен за развитие Т-лимфоцитов, которые поступают туда из красного костного мозга из пре Т-лимфоцитов.

В тимусе отбираются Т-лимфоциты с кластерами(рецепторы, которые определяют функциональные способности) дифференцировки CD4+ CD8+ и уничтожаются те из варианты, которые высоко чувствительны к антигенам собственных клеток, т.е. он предотвращает аутоиммунную реакцию.

Гормоны тимуса сопровождают функциональное созревание Т-лимфоцитов и повышают секрецию ими цитокинов.

Тимус окружен тонкой соединительно тканной капсулой, состоит из 2х ассиметричных долей, разделенных на дольки. Под капсулой находится базальная мембрана, на которой расположены эпителиоретикулоциты в один слой. Периферия долек - корковое вещество, центральная часть - мозговое, все дольки заселены лимфоцитами. С возрастам Тиму подвергается инволюции.

Т-лимфоциты дифференцируются до зрелых иммунных клеток в Тимусе, ответственны за клеточный лимфоциты, B-лимфоциты - Bursa Fabricius

Вторичные органы иммунной системы - периферические органы.

1 группа - структурированные органы иммунной системы - селезенка и лимфоузлы.

2 группа - неструктурированные.

Лимфоузлы - фильтруют лимфу, извлекают из нее антигены и посторонние вещества. В лимфоузлах происходит антигензависимая пролиферация и дифференцировка Т и B лимфоцитов. Зрелые не иммунные лимфоциты, образовавшиеся в костном мозге, с лимфо/ кровотоком, попадают в лимфоузлы, встречаются с антигеном в кровотоке, получают антигенные и цитокиновый стимул и превращаются в зрелые иммунные лимфоциты, способные распознавать и уничтожать антиген.

Лимфоузел покрыт соединительно тканной капсулой, от него отходят трабекулы, имеют корковую зону, паракортикальную зону, мозговые тяжи и мозговой синус.

В корковой зоне находятся лимфоидные фолликулы, которые содержат дендритные клетки и B - лимфоциты. Первичный фолликул - мелкий фолликул с не иммунными B лимфоцитами.

После взаимодействия с антигеном, дендритными клетками и т-лимфоцитами B -лимфоцит активируется и образует клон пролиферирующих B - лимфоцитов, в результате формируется герминативный центр, который содержит пролиферирующие B-лимфоциты и после завершения иммуногенеза первичный фолликул становится вторичным.

В паракортикальной зоне находятся Т-лимфоциты и посткапилярные венулы с высоким эпителием, через их стенки лимфоциты мигрируют из крови в лимфоуззлы и обратно. Также содержит интердигитирующие клетки, которые мигрировали в лимфоузел по лимфатическим сосудам из покровных тканей из кожи и со слизистых вместе с уже процессированным(процессинг антигена) антигеном. Мозговые тяжи находятся под паракортикальнйо зоной и содержат макрофаги, активированные B лимофциты, которые дифференцируются в плазматические антителопродуцирующие клетки. Мозговой синус накапливает лимфу с антителами и лимфоцитами и она отводится в лимфатическое русло и она уводится по эфферентному лимфатическому сосуду.

Селезенка

Имеет соединительно тканную капсулу, от нее отходят трабекулы, составляя каркас органа. Имеет пульпу, которая составляет основу органа. Пульпа содержит лимфоидную ретикулярную ткань, сосуды и форменные элементы крови. В белой пульпе отмечается скопление лимфоидных клеток в виде переартериальных лимфоидных муфт. Они расположены вокруг артериол. В белой пульпе также находятся герменотивные зародышевые центры и B клеточные фолликулы.

Красная пульпа содержит капиллярные петли, эритроциты, макрофаги.

Функции селезенки - в белой пульпе происходит контакт кдеток иммунной системы с антигеном, проникшим в кровь, процессинг и презентация этого антигена. А также реализация различных типов иммунного ответа, преимущественно гуморальная.

В красной пульпе происходит депонирование тромбоцитов, до 1/3 всех тромбоцитов содержится в селезенке, эритроцитов и гранулоцитов, и это разрушение поврежденных эритроцитов и тромбоцитов.

Лимфоидная ткань, ассоциированная с кожей.

Это белые отросчатые интердигитирующие клетки Лангенгарса. Они фиксируют антиген, поступающий с кожи, подвергают его процессингу и мигрируют в регионарные лимфоузоы(«это пограничники, которые ловят диверсанта и ведут его в комендатуру»)

Лимфоидные клетки эпидермиса, преимущественно Т-лимфоциты и кератиноциты, как механический барьер.

Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками(площадь которой 400 м 2)

Она представлена структурированными - солитарные фолликулы, аппендикс и миндалины, единичные лимфоидные клетки. Антиген проникает в лимфоидную ткань с поверзности слизистых через особые эпителиальные M-клетки. Расположенные под пителием макрофаги и дендритные клетки, подвергают процессингу антиген и предают его специфическую часть Т и B лимфоцитам.

Характерно, что каждая ткань имеет популяции лимофицтов, способных узнавать место своего проживания. У них на мембранах имеются хоуминговые «Home» рецепторы. СLA - кожный лимфоцитарный антиген.

Пейрорвы бляшки - Лимофидные образования, расположенные в собственной оболочке слизистой, имеют три основных составляющих - эпителиальный купол состоит из эпителия, лишенного кишенчных ворсинок и содержащего много М - клеток. Лимофидный фолликул с герменативным центром, который заполнен B-лимфоцитами.

Межфоликулярныая зона - N лимфоциыт и интердигитирующие клетки.

Основная функция специфического иммунного ответа - специфическое распознавание антигена.

Формы иммунного ответа.

1. Клеточный иммунитет - накопление антиген специфических активных Т-лимфоцитов, выполняющих эффекторные функции, либо непосредственно сами лимфоиты, либо через выделяемые ими клеточные медиаторы лимфокины.
2. Гуморальный иммунитет - основан на выработке специфических антител - иммуноглобулинов, выполняющих основные эффекторные функции.
3. Иммунологическая память - способность организма отвечать на повторную встречу с антигеном, более интенсивно, чем на первую. Эта способность приобретается в результате иммунизации тем же антигеном.
4. Иммунологическая толерантность - состояние специфической иммунологической а-реактивности организма к определенным антигенам. Она характеризуется -

А) отсутствием ответа на антиген

Б) отсутствием элиминации антигена при повторном его введении

В) Отсутствием антител на данный антиген. Антигены, вызывающие иммунологическую толерантность называются толерагенным

Формы иммунологической толерантности

Естественная - формируется на антигены во внутриутробном периоде

Искусственная - при введение в организм очень высоких или очень низких доз антигена.

Иммуноглобулины - содержащиеся в крови и тканевой жидкости. Молекула состоит из протеина и олигосахарида. По электрофоретическим свойствам в основном гамма глобулины, но встречаются альфа и бета.

Мономеры иммуноглобулина состоят из 2х пар цепей - 2 коротких или L цепи и 2 длинные или тяжелые H цепи. Цепи имеют константный С и вариабельный - V участки.

Легкие цепи бывают 2х видов - лямбда или каппа, они одинаковы у всех иммуноглобулинов, содержат 200 аминокислотных остатка.

Тяжелые цепи подразделены на 5 изотипов - гамма, мю, альфа, дельта и ипсилон.

Имеют от 450 до 600 аминокислотных остатка. По типу тяжелой цепи различают 5 классов иммуноглобулинов - IgI, IgM, IgA, IgD, IgE.

Фермент папаин расщепляет молекулу иммуноглобулина на 2 одинаковых антиген связывающих Fab фрагмента и один Fc фрагмент.

Иммуноглобулины классов А,M,G - мажорные иммуноглобулины, D,E-минорные. G,D,E, а также сывороточные фракции А являются мономерами, т.е. имеют 1 пару тяжелых и 1 пару легких цепей и 2 антиген связывающих участка.

Иммуноглобулин М - является пентамером.

Секреторная фракция иммуноглобулина А является димером, связанных друг с другом j - цепью(join - соединять). Антиген связывающий участок называется активным центром антитела, образован гипервариабельными участками H и L цепей.

Эти участки - имеются специфические молекулы, комплиментарные к определенным антигенным эпитопам.

FC фрагмент способен связывать комплимент и участвует в переносе некоторых иммуноглобулинов через плаценту.

Иммуноглобулины имеют компактные структуры, скрепленных дисульфидной связью. Их называют домены . Имеются вариабельные домены и константные домены. Легкие L цепи имеют 1 вариабельный и один константный домен, а тяжелые H цепи имеют 1 вариабельный и 3 константных домена. В СH2 домене находится комплимент-связывающий участок. Между СH1 и CH2 доменами имеется шарнирный участок(«талия антитела»), он содержит много пролина, делает молекулу более гибкой и в результате F ab и F ac могут вращаться в пространстве.

Характеристика классов иммуноглобулинов.

IgG (80%) - концентрация в крови 12 г на л. Мол. Масса 160 дальтон, образуется при первичном и вторичном введение антигенов. Является мономером. Имеется 2 эпитопсвязывающих участка. Обладает высокой активностью в связывании с бактериальными антигенами. Участвует в активации комплимента по классическому пути и в реакциях лизиса. Проникает через плаценту матери в организм плода. Fc фрагмент можетсвязываться с макрофагами, нейтрофилами и NK клетками. Период полураспад от 7 до 23 дней.

IgM - 13% всех иммуноглобулинов. Его концентрация в сыворотке 1 г на л. Является пентамером. Это первый иммуноглобулин, образующийся в организме плода. Образуется при первичном иммунном ответе. К этому классу принадлежат нормальные антитела, а также изогемагглютинин. Он не проходит через плаценту, у него самая высокая скорость связывания с антигенами. При взаимодействии с антигеном ин витро вызывает реакции агглютинации, претепетации, связывания комплимента. Его Fc фрагменты также участвуют Мономеры иммуноглобулиновы в виде мембранных имеются на поверхности B лимфоцитов.

IgA - 2 подкласса - сывороточный и секреторный. 2,5 г на л. Синтезируется плазматическими клетками селезенки и лимфоузлов, не дают феномена агглютинации и претепетации, не лизируют антиген. Период полураспада - 5 дней. У секреторного подкласса имеется секреторный компонент, который связывает 2 или реже 3 мономера IgA. Секреторный компонент имеет j цепь(бета глобулин с мол. Массой 71 кило дальтон, синтезируется клетками эпителия слизистых оболочек и моет присоединяться к сывороточному иммуноглобулину, при его прохождении через клетки слизистой оболочки - трансцитоз). SIgA Участвует в местном иммунитете, димер, 4 эпиоп связывающих участка. Препятствует адгезии микробов на клетках слизистых и абсорбции вирусов. IgA контролирует комплимент по альтернативному пути.

40% - сывороточный, 60% - секреторный

IgD - 0,03 г на л. Мономер, 2 эпитопсвязывающих участка, не проходит через плаценту, не связывает комплимент. Находится на поверхности B лимфоцитов и активирует их активацию или супрессию.

Свойства антител.

1. Специфичность - каждый антиген имеет свое антитело
2. Аффиность - сила связывания с антигеном
3. Авидность - скорость связывания с антигеном и количество связанного антигена
4. Валентность - количество работающих активных центров или антидетерминантых групп. Существуют 2х валентные и 1 валентные антитела(1 активный центр заблокирован)

Антигенные свойство антител

Аллотипы - внутривидовые антигенные различия. У людей существет 20 типов.

Идиотипы - антигенные различия антител. Характеризуют активные различия активных центров антител.

Изотипы - классы и подклассы иммуноглобулинов, определяются изотипы цедамидами констами тяжелых цепей.

Функции иммуноглобулинов.

Основная - связывание с антигеном. Это обеспечивает нейтрализацию токсинов и предотвращение проникновения возбудителей в клетку.

Эффекторная функция - связывание с клетками или тканями при участии специфических рецепторов, связывание с клетками иммунной системы, фагоцитами, с компонентами комплимента и связывание с стафилакокковыми и стафилаккоывыми антигенами.

Виды антител

По свойствам выделяют - полные двухвалентные(агглютинин, лизины, претепицины), неполные одновалентные блокирующие

По размещению - циркулирующие и надклеточные

По отношению к температуре - тепловые, холодовые и 2хфазные

Динамика образования антитела

1. Лаг фаза - антитела в крови не образуются
2. Лог фаза - логарифмического нарастания концентрации антител
3. Плато фаза - стабильная высокая концентрация антител
4. Затухания, спада - прекращение действия антител.

При вторичном иммунном ответе

Лаг фаза ускоряется, титры антител выше, при первичном иммунном ответе образуется иммуноглобулин М, а затем G, при вторичном сразу образуется IgG, а IgА образуется еще поздней

Характеристика неполных антител - моновалентные, блокирующей, один активный центр. Образуются при инфекции, аллергии, резус конфликте, термостабильны, наиболее рано появляются и поздно исчезают, проходят через плаценту. Их выявление проводят методом Кумбса, ферментные методы.

Уровень антител в крови или др. жидкостей оценивается титром, т.е. максимальным разведением биологической жидкости, при котором наблюдается видимый феномен реакции при взаимодействии антигена с антителом. Используются аналитические методы и определяют концентрацию в гр на л.