Лекция 2. Иммунная система организма.
План:
1. Лимфоидная ткань.
2. Центральные органы иммунной системы.
3. Периферические органы иммунной системы.
4. Основные клеточные элементы иммунной системы.
5. Межклеточная кооперация.
6.Антигены.
7.Взаимодействие иммунной, эндокринной и нервной систем.
Лимфоидная ткань.
Постоянство внутренней среды организма, сохранение его биологической и видовой индивидуальности, защиту от генетически чужеродных молекул и клеток осуществляет иммунная система человека. Главное назначение иммунной системы состоит в распознавании «своего» и «чужого», обеспечивая, таким образом, защиту от внедрения патогенных микробов и чужеродных в-в.
Иммунная система – это специализированная, анатомически обособленная лимфоидная ткань; разбросана по всему организму в виде лимфоидных образований и отдельных клеток, масса лимфоидной ткани – 1-2% массы тела. Иммунная система подразделена на центральные и периферические органы. Центральные органы – костный мозг и тимус (вилочковая железа); периферические – лимфатические узлы, лимфоидные ткани (лимфатические фолликулы – пейеровы бляшки, миндалины), лимфа, кровь, селезенка. Основа лимфоидной ткани – эпителиальные и ретикулярные клетки. Основными функциональными клетками являются лимфоциты. Число их в организме 1012. К функциональным клеткам в составе лимфоидной ткани относят мононуклеарные и гранулярные лейкоциты, тучные и дендритные клетки. Часть клеток сосредоточена в органах иммунной системы, другие перемещаются по всему организму.
Центральные органы иммунной системы.
Костный мозг и вилочковая железа – тимус – это органы воспроизведения клеток иммунной системы. Здесь ИКК рождаются, пролиферируют (размножаются), дифференцируются и «обучаются».
У млекопитающих центр. орган иммунной системы – костный мозг, у птиц – сумка Фабрициуса в области клоаки.
Костный мозг находится в губчатом веществе костей, в нем сосредоточены полипотентные стволовые клетки (ППСК), которые являются исходными всех форменных элементов крови и ИКК. В костном мозге происходит дифференцировка и пролиферация популяции В-лимфоцитов, и они разносятся кровью по всему организму. Здесь же формируются предшественники лимфоцитов, которые мигрируют в тимус, - после «обучения» там образуются Т-лимфоциты. Фагоциты и их предшественники тоже образуются в костном мозге из стволовых клеток.
В тимусе предшественники Т-лимфоцитов под влиянием гормонов, цитокинов и др. факторов активно размножаются, дифференцируются в зрелые Т-лимфоциты, «обучаются» распознавать чужеродные антигены и видоизмененные свои клетки. Т-лимфоциты, покинувшие тимус, обладают полной иммунокомпетентностью.
Отсутствие или недоразвитие тимуса ведет к резкому снижению эффективности иммунной защиты организма (врожденные дефекты, хирургическое удаление).
3. Периферические органы иммунной системы – селезенка, аппендикс, миндалины, лимфатические фолликулы (пейеровы бляшки), лимфатические узлы, кровь, лимфа и др.
Групповые лимфатические фолликулы (пейеровы бляшки) являются скоплением лимфоидной ткани в слизистой оболочке тонкой кишки, аппендиксе, на всем протяжении ЖКТ, обеспечивая местный иммунитет и видовой состав микрофлоры.
Миндалины обеспечивают местный иммунитет в носоглотке, в ротовой полости и ВДП, регулируя видовой состав микрофлоры.
Лимфатические узлы – их ≈ 1000, выполняют функцию фильтров антигенов, последние концентрируются и обезвреживаются системой иммунного реагирования.
Селезенка – через этот орган фильтруется кровь; заселена Т-лимфоцитами, В-лимфоцитами, плазматическими клетками, фагоцитами и ретикулярными дендритными клетками. В ней, как в сите, задерживаются находящиеся в крови антигены и «состарившиеся» эритроциты, этот орган называют «кладбищем эритроцитов». В селезенке происходит антигенная стимуляция ИКК, развитие специфической иммунной реакции на антиген и его обезвреживание.
Лимфа – жидкая ткань, содержащаяся в лимфатических сосудах и узлах. Основные клетки лимфы – лимфоциты, которые разносятся по организму.
Кровь - в ней циркулируют предшественники и зрелые Т- и В-лимфоциты, полиморфно-ядерные лейкоциты, моноциты. Лимфоциты составляют 30% количества лейкоцитов.
4. Основные клеточные элементы иммунной системы.
Специфическую функцию иммунной системы выполняют ИКК, лимфоциты и фагоциты, основные клетки иммунной системы, к ним относят также гранулоциты, моноциты и др. ИКК различаются морфологически, функционально по маркерам (специфические молекулярные метки), рецепторному аппарату и продуктам биосинтеза, но они имеют общего предшественника всех ИКК - полипотентную стволовую клетку костного мозга.
На поверхности ЦПМ клеток иммунной системы существуют особые молекулы, которые служат их маркерами. С помощью специфических антител против этих молекул удалось разделить клетки на отдельные субпополяции. В 1980годах принята международная номенклатура мембранных маркеров лейкоцитов человека CD - антигены.
ИКК по функциональной активности подразделяют на регуляторные, эффекторные и АПК. Регуляторные клетки вырабатывают медиаторы – иммуноцитокины и лиганды, которые обусловливают направление развития иммунной реакции, ее интенсивность и продолжительность.
Эффекторные клетки являются непосредственными исполнителями иммунного реагирования.
Фагоциты – самая многочисленная гетерогенная фракция ИКК: обладают регуляторной и эффекторной активностью, вырабатывают биологически активные в-ва, обладают киллинговой функцией, фагоцитозом, представляют антигены Т-хелперам. К ним относятся макрофаги, объединенные в систему мононуклеарных фагоцитов. Осуществляют иммунный фагоцитоз.
Лимфоциты – подразделяются на Т-тимус и В-(бурса фабр., костный мозг) – лимфоциты; распознают чужеродные молекулы и клетки, участвуют в регуляции иммунного ответа, формировании гуморального и клеточного иммунитета, иммунологической толерантности и памяти, в реакциях гиперчувствительности. В организме идет постоянная циркуляция лимфоцитов, их разрушение и образование. Иммунная система всегда готова ответить защитной реакцией на любые антигены.
В-лимфоциты – это эффекторные ИКК, они ответственны за биосинтез иммуноглобулинов, гуморальный иммунитет, иммунологическую память, ГНТ (гиперчувствительность немедленного типа) и презентацию антигена. Доля их 15% лимфоидных клеток. Дифференцировка и созревание В-лимфоцитов происходит сначала в костном мозге, затем в периферических органах иммунной системы. В-лимфоциты живут долго, до 10 лет и более (клетки памяти).
В-лимфоциты являются предшественниками клеток иммунной памяти и цитоплазматических клеток.
Активностью В-лимфоцитов «управляют» антигены и клетки – регуляторы: Т-хелперы и фагоциты.
Т-лимфоциты – сложная популяция, происходит от полипотентной стволовой клетки костного мозга, созревает и дифференцируется в тимусе из предшественников (пре-Т-лимфоцитов).
В популяцию Т-лимфоцитов входят: субпопуляция клеток – регуляторов (Т-хелперы) и субпопуляция клеток – эффекторов (Т-киллеры). На долю Т-лимфоцитов приходится 75% всей лимфоидной популяции.
Т-лимфоциты – обеспечивают клеточный иммунитет (ГЗТ, трансплантационный, противоопухолевый и т.д.), его эффективность – силу и продолжительность.
Т-хелперы – субпопуляция Т-лимфоцитов, выполняет регуляторную функцию. Т-хелперы составляют 75% популяции Т-лимфоцитов.
Т-хелперы продуцируют цитокины (интерлейкин – 2, интерферон γ и др.) – ответственные за созревание, пролиферацию и дифференциацию эффекторных клеток (Т-киллеров и В-лимфоцитов).
Т-киллеры – субпопуляция Т-лимфоцитов – эффекторов, доля их 25% всех Т-лимфоцитов. Т-киллеры распознают и уничтожают клетки организма, несущие чужеродные антигены (вирусы, опухолевые клетки), клетки аллогенного трансплантата и мутировавшие клетки. Т-киллеры участвуют в формировании клеточного иммунитета, иммунологической памяти и ГЗТ.
γδТ (гамма-дельта) лимфоциты, в эпидермисе и слизистой кишечника (1% от Т –лимфоцитов), есть эффекторные и регуляторные.
О-клетки – без отличительных признаков Т- и В-лимфоцитов, в костном мозге доля их 50%, в крови – 5%. Обладают цитотоксическими свойствами.
Есть и другие ИКК – естественные киллеры NК-клетки (Natural Killer), представлены большими гранулярными лимфоцитами; распознают и уничтожают некоторые виды опухолевых клеток, грибы, простейшие и некоторых внутриклеточных паразитов; охраняют плод от факторов иммунитета, предохраняют организм от пищевой аллергии. По действию NК-клетка сходна с Т-киллером.
Pit - клетки цитотоксические, печени.
Эозинофилы – гранулярные лейкоциты крови, содержатся также в рыхлой соединительной ткани, собираются в местах воспаления, аллергических реакций. Выполняют функцию киллеров против простейших, гельминтов.
Базофилы - гранулярные лейкоциты крови и тучные клетки (клетки рыхлой соединительной ткани) содержат биологически активные в-ва – гистамин, гепарин, брадикинин и д.р., участвующие в формировании воспалительного процесса и реакции ГНТ (гиперчувствительность немедленного типа). Акцепторы – IgЕ.
Дендритные клетки - отросточные клетки, напоминают псевдоподии, представляют антиген на своей поверхности Т – хелперам в комплексе с МНС II класса.
Клетки Лангерганса интердигитальные клетки, относятся к дендритным клеткам.