Студент должен иметь представление: об иммунной системе, о реакции регионарных лимфатических узлов во время острых респираторных вирусных и других инфекций.
Студент должен знать: значение иммунной системы, иммунитета; специфические и неспецифические факторы иммунитета; клеточные элементы, органы иммунной системы; гуморальный иммунитет.
Студент должен уметь: применять медицинскую терминологию, показывать на муляжах и в атласе органы иммунной системы.
22.1. ПОНЯТИЕ ОБ ИММУНИТЕТЕ
Иммунитет - способ защиты организма от генетически чужеродных веществ, белков и клеток, попавших в организм. Иммунная система контролирует также собственные клетки организма с целью уничтожения клеток-мутантов с чужеродными антигенами.
Нарушения деятельности иммунной системы отражаются на состоянии многих органов и систем, что, в свою очередь, способствует возникновению и определенному течению патологических процессов, таких как воспаления, опухоли, заболевания системы крови, инфекционные и других болезни. При недостаточности иммунитета возникают иммунодефицитные со-
стояния, когда организм частично или полностью теряет способность формировать иммунные реакции, вырабатывать лимфоциты и антитела. Напротив, при бурной реакции иммунной системы на антигены возникает аллергия, которая сопровождается выработкой антител, лимфоцитов и иногда опасными расстройствами жизнедеятельности (например, анафилактическим шоком).
Антиген - вещество или клетка с генетически чужеродными признаками.
Антитело - белок, образующийся в организме в ответ на внедрение антигена. Он способствует нейтрализации и выведению антигена.
22.1.1. Классификация иммунитета
Неспецифический иммунитет включает механизмы, эффективные против любых возбудителей. Специфический иммунитет состоит в выработке специфических антител, эффективных против конкретного возбудителя. Активный иммунитет заключается в выработке собственных антител в ответ на антигенную агрессию. При пассивном иммунитете готовые антитела против определенного возбудителя болезни вводятся извне. Естественный иммунитет возникает при контакте с возбудителем болезни или при поступлении готовых антител через плаценту и с молоком матери. Искусственный иммунитет возникает при введении вакцины или сыворотки.
Вакцина - это препарат, содержащий ослабленных или убитых возбудителей инфекционных заболеваний или ослабленные токсины микроорганизмов. Сыворотка - плазма крови, лишенная фибриногена. Иммунная сыворотка - это препарат, содержащий готовые антитела к возбудителю какой-либо болезни.
Естественный активный приобретенный иммунитет возникает после перенесенного заболевания. Естественный пассивный приобретенный иммунитет возникает при получении готовых антител от матери с молоком или через плаценту. Искусственный активный приобретенный иммунитет формируется после введения вакцины. Искусственный пассивный приобретенный иммунитет возникает при введении в организм сыворотки.
22.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАЩИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ
В организме существуют три взаимодополняющие системы, которые обеспечивают защиту от болезнетворных агентов.
Неспецифические клеточные системы - лейкоциты и макрофаги, способные осуществлять фагоцитоз и благодаря этому уничтожающие болезнетворные агенты и комплексы «антиген- антитело». Тканевые макрофаги играют существенную роль в распознавании инородных частиц специфической иммунной системой.
Неспецифические гуморальные системы (система комплемента и другие белки плазмы) способны разрушать комплексы «антиген-ан- титело», уничтожать инородные частицы и активировать клетки организма, участвующие в воспалительных реакциях.
• Комплемент - система белков, вырабатываемых гепатоцитами печени, эпителием кишечника, макрофагами в виде неактивных проферментов. Активируют систему комплемента бактерии и комплексы «антиген-антитело». При инфекции скорость образования этой системы возрастает в течение нескольких дней. Активные факторы комплемента повышают проницаемость мембран, активируют гранулоциты и макрофаги, вызывают агрегацию (склеивание) чужеродных клеток. При врождённой недостаточности компонентов комплемента возникают иммунные заболевания.
• Лизоцим - белок, подавляющий рост и размножение бактерий и вирусов. Он содержится во многих секретах (слюне, слезе) и тканях организма: в гранулах лейкоцитов и макрофагов легочной ткани, слизистой оболочке ЖКТ, носоглотке.
• С-реактивный белок стимулирует систему комплемента и фагоцитоз бактерий. Его количество в крови повышается при бактериальных инфекциях, ревматизме
• Интерферон - это группа гликопротеидов с антивирусным действием. Они тормозят размножение вирусов и стимулируют фагоцитоз. Интерфероны выделяют лейкоциты, макрофаги и Т-лимфоциты, активируемые антигеном. При вирусных инфекциях синтез и выделение интерферона происходит уже спустя несколько часов.
Специфическая иммунная система отвечает на внедрение чужеродных клеток, частиц или молекул (антигенов) образованием специфических защитных веществ, локализованных внутри клеток или на их поверхности (специфический клеточный иммунитет) либо растворенных в плазме антител (специфический гуморальный иммунитет).
22.3. МЕХАНИЗМЫ
НЕСПЕЦИФИЧЕСКОГО ИММУНИТЕТА
Эти механизмы представлены защитными барьерами, бактерицидным действием жидкостей организма, фагоцитозом.
22.3.1. Барьеры против инфекций
Кожа. Неповреждённая кожа непроницаема для большинства инфекционных агентов. Кроме того, большинство микроорганизмов гибнут на поверхности кожи из-за бактерицидного действия молочной кислоты и жирных кислот, содержащихся в поте и кожном сале.
Слизистые оболочки. Слизь, выделяемая слизистыми оболочками внутренних органов, действует как защитный барьер, препятствующий прикреплению микроорганизмов к эпителию. Микроорганизмы и чужеродные частицы, захваченные слизью, удаляются механически (за счет движения ресничек эпителия, при кашле, при чихании).
Секреты - слеза, слюна, моча - оказывают вымывающее действие на повреждающие факторы.
Сапрофитные бактерии, обитающие в организме, угнетают рост многих патогенных микроорганизмов: конкурируя за необходимую питательную среду, они вырабатывают бактерицидные вещества, губительные для патогенной микрофлоры. Например, сапрофиты влагалища выделяют молочную кислоту, которая угнетает патогенную микрофлору.
Кровь. Факторы сыворотки крови взаимодействуют с поверхностью чужеродных частиц (микроорганизмов), что облегчает их захват фагоцитами. Одним из таких факторов выступает белок сыворотки крови - пропердин.
22.3.2. Бактерицидное действие жидкостей организма
Бактерицидные вещества содержатся в секретах и жидкостях организма. К ним относят соляную кислоту желудочного сока; желчные кислоты; спермин и цинк (в сперме); лактопероксидазу (в молоке); лизоцим (в слезе, слюне и носовой слизи); интерферон (в крови); молочную кислоту и жирные кислоты (в секрете потовых и сальных желёз).
22.3.3. Фагоцитоз
Фагоцитоз - захват и переваривание микроорганизмов - осуществляется двумя типами клеток, которые И.И. Мечников определил как микрофаги и макрофаги.
Микрофаги (нейтрофилы) - короткоживущие клетки с сегментированным ядром и гранулами, содержащими набор ферментов для разрушения и переваривания бактерий.
Макрофаги (моноциты) - долгоживущие клетки, образующиеся из моноцитов крови, которые задерживаются в тканях в виде зрелых макрофагов. Они присутствуют в соединительных тканях и вокруг базальных мембран мелких кровеносных сосудов, особенно высоко их содержание в легких (альвеолярные макрофаги) и печени (клетки Купфера). Кроме того, макрофаги выстилают синусоиды селезенки и лимфатических узлов, где их основная функция - фагоцитоз чужеродных частиц.
Если нейтрофилы обеспечивают основную защиту от гнойничковых бактерий, то главная функция макрофагов - борьба с теми бактериями, вирусами и простейшими, которые способны существовать внутри клеток хозяина.
Стадии фагоцитоза
• Сближение фагоцита и микроорганизма.
• Адгезия (приклеивание) микроорганизма к поверхности фагоцита.
• Активация мембраны фагоцита и поглощение микроорганизма.
• Переваривание микроорганизма.
22.4. МЕХАНИЗМЫСПЕЦИФИЧЕСКОГО ИММУНИТЕТА
Специфический приобретённый иммунитет формируется лишь после начального взаимодействия с чужеродными факторами. В специфическом клеточном иммунитете важнейшая роль принадлежит Т-лимфоцитам, а в специфическом гуморальном иммунитете - В- лимфоцитам (рис. 22.1).
Оба типа лимфоцитов развиваются из лимфатической стволовой клетки костного мозга. Затем в ходе развития и дифференциации она превращается в более специализированные клетки - предшественники Т- и В-лимфоцитов, которые потом преобразуются в зрелые Т- и В-лимфоциты.
22.4.1. Т-лимфоциты. Клеточный иммунитет
Благодаря Т-лимфоцитам происходит клеточная иммунная защита организма. Т-лимфоциты образуются из стволовых кроветворных клеток, которые мигрируют из костного мозга в вилочковую железу.
Формирование Т-лимфоцитов делится на два периода: антигеннезависимый и антигензависимый. Первый период заканчивается образованием антитенреактивньгх Т-лимфоцитов. Механизм созревания Т-лимфоцитов еще до конца не изучен. Видимо, тимус выделяет гормон тимозин, который способствует созреванию Т-клеток. Корковое вещество тимуса наполнено лимфоцитами-тимоцитами, незрелыми клетками. В вилочковой железе происходит размножение Т-лимфоцитов и перестройка их генетического аппарата.
Во время второго, антигензависимого периода клетка готовится к встрече с антигеном и под его воздействием размножается, в результате чего образуются различные типы Т-клеток. Распознавание антигена происходит с помощью рецепторов, расположенных на мембране этих клеток. В результате распознавания клетки размножаются с образованием клона одинаковых Т-клеток. Эти клетки вступают в борьбу с несущими антиген микроорганизмами или вызывают отторжение чужеродной ткани. Т-клетки регулярно переходят из лимфоидных элементов в кровь, межтканевую среду, что увеличивает вероятность их встречи с антигенами.
Существуют различные подвиды Т-лимфоцитов: Т-киллеры (истребители), разрушающие клетки с антигеном, и Т-хелперы, помогающие Т- и В-лимфоцитам реагировать на антиген и др.
Т-лимфоциты при контакте с антигеном вырабатывают лимфокины, которые являются биологически активными веществами. С помощью лимфокинов Т-лимфоциты управляют функцией других лейкоцитов. Выделены различные группы лимфокинов. Они могут как стимулировать, так и тормозить миграцию макрофагоцитов и т.д. Так, интерферон, вырабатываемый Т-лимфоцитами, тормозит синтез нуклеиновых кислот и защищает клетку от вирусных инфекций.
22.4.2. В-лимфоциты. Гуморальный иммунитет
В антигеннезависимый период предшественники В-лимфоцитов дифференцируются в печени и костном мозге эмбриона.
В антигензависимый период В-лимфоциты стимулируются антигенами и оседают в селезенке и лимфатических узлах, фолликулах и центрах размножения. Здесь они преобразуются в плазматические клетки, в которых происходит синтез антител - иммуноглобулинов. У человека образуется пять классов иммуноглобулинов. В-лимфоциты принимают активное участие в иммунных процессах распознавания антигена. Однако в отличие от Т-лимфоцитов они реагируют на антигены иначе. Размножаясь при стимуляции антигеном, они образуют клон плазматических клеток, которые синтезируют антитела и выделяют их в кровь. Здесь антитела взаимодействуют с антигенами, находящимися на поверхности клеток, или с токсинами и ускоряют захват антигенов фагоцитами. Реакция антиген-антитело лежит в основе гуморального иммунитета. Клетки, образующие антитела, живут лишь несколько дней, но они выделяют около 2000 антител в секунду.
Т-лимфоциты и В-лимфоциты обладают огромной разрешающей способностью узнавать один антиген из миллионов существующих. Это связано с громадным разнообразием образующихся антител (иммуноглобулинов).
При иммунном ответе обычно действуют механизмы как гуморального, так и клеточного иммунитета, но в разной степени. Так, при кори преобладают гуморальные механизмы, а при контактной аллергии или реакциях отторжения - клеточный иммунитет.
22.4.3. Механизм образования специфических антител
Для синтеза иммунных антител необходима кооперация трех клеток: В-лимфоцита, Т-хелпера и макрофага. При попадании антигена в организм он контактирует с Т-хелпером, который выделяет лимфокины, так как эти вещества способствуют фагоцитозу. Макрофаги фагоцитируют антигены и передают о них информацию В-лимфоцитам. В-лимфоциты начинают размножаться и превращаются в два вида клеток: клетки иммунологической памяти и плазматические клетки. Плазматические клетки оседают в периферических и центральных органах иммунитета и синтезируют специфические антитела, уничтожающие антиген.
22.5. ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ
Это способность иммунной системы организма после первого взаимодействия с антигеном специфически отвечать на его повторное введение. Позитивная иммунологическая память проявляется в ускоренном и усиленном специфическом ответе на повторное введение антигена. Также она проявляется в увеличенном образовании антител в случае гуморального иммунитета, в ускоренном отторжении трансплантата и более интенсивной воспалительной реакции. Эти же процессы лежат в основе аллергических заболеваний. Негативная иммунологическая память, естественно и искусственно приобретенная, ведет к ослаблению или отсутствию иммунологического ответа на антиген при сохранении в целом иммунологических реакций организма.
Иммунологическая память на разные антигены различна: краткосрочная (дни, недели), долговременная (месяцы, годы) или пожизненная. Например, человек, иммунизированный столбнячным анатоксином, то есть экзотоксином, образуемым столбняч-
ными бактериями, сохраняет иммунитет в течение десяти лет. Сохранение иммунологической памяти на такой большой срок связано с долгоживущими Т- и В-лимфоцитами. При вторичном ответе эти клетки быстро размножаются, в результате чего увеличивается количество антителообразующих или антигенреактивных лимфоцитов. Иммунную память можно перенести от иммунного донора к неиммунному реципиенту, переливая ему живые лимфоциты.
22.6. ОРГАНЫИММУНОГЕНЕЗА
Органы иммуногенеза - это комплекс взаимосвязанных органов: вилочковая железа, костный мозг, лимфатические узлы, селезенка, лимфатические фолликулы пищеварительного тракта, дыхательных путей, мочеполового аппарата. Функциональное значение органов иммуногенеза заключается в обеспечении кроветворения, то есть размножения, развития и созревания клеток крови в организме животных и человека. В ткани костного мозга у взрослых млекопитающих образуются эритроциты, гранулоциты, тромбоциты. Формирование клеток иммунной системы происходит также в лимфоидной ткани. Т-лимфоциты образуются в вилочковой железе, В-лимфоциты - в красном костном мозге. Лимфоциты образуются в селезёнке, лимфатических узлах, лимфоидных фолликулах, расположенных в слизистой оболочке пищеварительного, дыхательного, мочеполового трактов.
22.6.1. Центральные органы иммуногенеза
Вилочковая железа (описание строения, функции см. в модуле 15).
Костный мозг заполняет полости костей у позвоночных, имеет кроветворные и иммунные функции. Основным кроветворным органом является красный костный мозг. Он сохраняется в течение жизни человека в ячейках губчатого вещества коротких и плоских костей, эпифизах длинных (трубчатых) костей. Жёлтый (жировой) костный мозг заполняет полости диафизов трубчатых костей. В состав красного костного мозга входят стволовые кроветворные клетки и клетки - предшественники всех клеток крови и лимфы, а основу его составляет ретикулярная ткань.
22.6.2. Периферические органы иммуногенеза
Эти образования представлены лимфатическими узлами, селезён- кой (их строение и функции подробно изложены в модуле 15).
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
Вопросы для подготовки
1. Понятие об иммунитете.
2. Классификация защитных механизмов.
3. Неспецифические механизмы иммунитета.
4. Клеточный и гуморальный иммунитет.
5. Врождённый и приобретённый иммунитет.
6. Естественный и искусственный иммунитет.
7. Фагоцитоз, его роль в системе иммунитета.
8. Центральные и периферические органы иммуногенеза.
Задания для самоподготовки
Тестовое задание. Выберите один правильный ответ или утверждение.
1. Как называют процесс образования антител в результате пере- несённого заболевания?
A. Естественный приобретённый активный иммунитет.
B. Искусственный приобретённый активный иммунитет.
C. Естественный приобретённый пассивный иммунитет.
D. Искусственный приобретённый пассивный иммунитет.
2. Как называют получение плодом готовых антител от матери через плаценту?
A. Естественный приобретённый активный иммунитет.
B. Искусственный приобретённый активный иммунитет.
C. Естественный приобретённый пассивный иммунитет.
D. Искусственный приобретённый пассивный иммунитет.
3. Укажите, когда возникает искусственный приобретённый пассивный иммунитет?
A. После введения вакцины.
B. После введения сыворотки.
C. После передачи антител с молоком матери.
C. После передачи антител с молоком матери.
D. После перенесённого заболевания.
4. Укажите органы, относящиеся к защитным барьерам организма.
A. Костный мозг.
B. Селезёнка.
C. Лимфатический узел.
D. Кожа.
5. Какое бактерицидное вещество содержит секрет сальных желёз?
A. Лактопероксидаза.
B. Молочная кислота.
C. Лизоцим.
D. Соляная кислота.
6. Назовите клетки, осуществляющие синтез специфических антител.
A. Лимфоциты.
B. Нейтрофилы.
C. Моноциты.
D. Тромбоциты.
7. Назовите клетки, не осуществляющие фагоцитоз.
A. Эритроциты.
B. Т-лимфоциты.
C. Нейтрофилы.
D. Моноциты.
8. Укажите центральный орган иммунитета.
A. Миндалины.
B. Селезёнка.
C. Лимфатический узел.
D. Вилочковая железа.
9. Укажите клетки, выделяющие лимфокины.
A. Т-лимфоциты.
B. В-лимфоциты.
C. Нейтрофилы.
D. Моноциты.
10. Какая система организма выполняет функцию образования антител?
A. Неспецифическая гуморальная система.
B. Система специфического гуморального иммунитета.
C. Система специфического клеточного иммунитета.
D. Неспецифическая клеточная система.
Эталоны ответов
Тестовое задание: 1 - A; 2 - C; 3 - B; 4 - D; 5 - B; 6 - A; 7 - А;
8 - D; 9 - A; 10 - B.