Центральные первичные органы иммунной системы. Центральные органы иммунной системы

Органы иммунной системы подразделяют на центральные и перифери­ческие. Связь между ними обеспечивается нервной, эндокринной, крове­носной и лимфатической системами. Важной особенностью иммунной сис­темы является непрерывная циркуляция лимфоцитов между центральными и периферическими органами.

К центральным органам иммунной системы относятся красный костный мозг и тимус, а у птиц, кроме того, Фабрициева сумка (бурса). В централь­ных органах происходит первая фаза дифференцировки лимфоцитов, неза­висимая от присутствия антигенов. Как красный костный мозг, так и тимус окружены гистогематическими барьерами, препятствующими проникнове­нию в их ткань антигенов, как и многих других активных веществ. Здесь образуются достаточно зрелые лимфоциты, имеющие ряд рецепторов и маркеров на мембране, но еще физиологически неактивные, неспособные выполнять свои специфические функции.

В красном костном мозге из полипотентных стволовых клеток начина­ют развиваться все форменные элементы крови. Эритроциты, моноциты, гранулоциты и тромбоциты выходят из красного костного мозга полностью созревшие и, попав в кровоток, сразу способны выполнять свои функции. Лимфоциты дифференцируются на предшественников Т и В-клеток, они еще незрелые и морфологически неотличимые, но снабжены соответст­вующими маркерами.

Будущие, или пре-Т-лимфоциты выходят из красного костного мозга и через кровь попадают в тимус - вилочковую железу. Здесь они заселяют корковую зону, где активно размножаются и созревают, обучаются распо­знавать свои клетки, приобретают различные рецепторы и маркеры на мембранах. В этих процессах участвуют гормоны тимуса. Постепенно зре­лые Т-лимфоциты переходят в мозговую зону тимуса, а оттуда - в крове­носные сосуды. Т-лимфоциты, не обладающие свойством распознавать свои и чужие клетки, подлежат уничтожению до выхода их из тимуса в кровоток. Поэтому около 95% Т-лимфоцитов погибают в тимусе, и только малая их часть попадает в кровоток.

Этим предотвращается развертыва­ние иммунной реакции против собственных клеток и тканей. Из тимуса выходят достаточно зрелые, дифференцированные Т h , Т s и Т к, но в неак­тивном состоянии.

Характерной особенностью тимуса является его возрастная инволюция. Уже после подсосного периода тимус начинает уменьшаться в размерах, особенно значительная атрофия наступает в период полового созревания.

Хотя полностью, по-видимому, тимус не исчезает, его значение теряется. К этому времени в организме накапливается уже достаточное количество долгоживущих клеток памяти, а регуляторные и эффекторные Т-лимфоциты пролиферируют (размножаются) в периферических иммунных органах. Кроме того, с возрастом увеличивается количество естественных киллеров, в своих функциях независимых от тимуса.

Пре-В-лимфоциты у птиц после выхода из красного костного мозга за­селяют фабрициеву сумку, где превращаются в В-лимфоциты. У млекопи­тающих В-лимфоциты все стадии антигеннезависимой дифференцировки проходят в красном костном мозге. Отсюда они выходят в кровоток, имея на поверхности антитела класса lgМ, и заселяют периферические иммун­ные органы.

Периферическими органами иммунной системы являются селезенка, лимфатические узлы, лимфатические фолликулы, кожа. Здесь происходит антигензависимая дифференцировка В-лимфоцитов, то есть их активация и пролиферация в результате встречи с антигенами.

Лимфатические узлы. В корковой части лимфатических узлов находятся первичные фолликулы, содержащие центры размножения лимфоцитов и ретикулярных клеток. Корковый слой лимфатических узлов называется тимуснезависимым, так как активация и пролиферация В-лимфоцитов при введении антигена происходит здесь без участия Т-лимфоцитов.

Ниже кортикального (коркового) слоя расположен паракортикальный слой, или глубокая кора. Это - тимусзависимая зона, она атрофируется по­сле удаления тимуса и значительно увеличивается в размере во время им­мунного ответа по клеточному типу, то есть с участием Т-лимфоцитов.

В мозговой зоне лимфоузлов в процессе иммунного ответа накаплива­ются плазматические клетки.

Селезенка. Лимфоидная ткань селезенки участвует преимущественно в иммунных реакциях гуморального типа. В ней происходит обмен лимфо­цитами между кровью и лимфоидной тканью, а во время иммунного ответа накапливаются плазматические клетки. Поскольку в селезенке нет лимфа­тической системы, циркуляция лимфоцитов осуществляется только через кровеносные сосуды и красную пульпу.

Селезенка осуществляет контроль за цитологическим составом крови, в ней разрушаются и удаляются из крови, утратившие функциональную ак­тивность эритроциты и лейкоциты («кладбище эритроцитов»).

Лимфоидная ткань, расположенная вдоль пищеварительного тракта, дыхательных и мочеполовых путей по своим функциям сходна с лимфати­ческими узлами и селезенкой.

Островки лимфоидной ткани и региональ­ные лимфатические узлы расположены по ходу проникновения антигенов из внешней среды.

Кожа не является лимфоидным органом, но в коже имеется много лим­фоидной ткани, скопления лимфоцитов, клетки Лангерганса и дендритные (ретикулярные) клетки. Указанные структуры обеспечивают защиту орга­низма от патогенных микробов, проникших через кожный барьер, опухо­лей, кожного трансплантата.

При внутрикожном введении антигена вначале развивается местная им­мунная реакция. Такую местную иммунизацию в медицине и ветеринарии применяют для диагностики ряда болезней - например, туберкулеза, а сама процедура называется туберкулинизацией. Если животное не заражено ту­беркулезом, в крови его отсутствуют специфические антитела и реакция на туберкулин не дает клинических признаков (отрицательная проба). Если животное больное и в крови имеется высокий уровень антител, появляется ограниченный отек кожи, покраснение, местное повышение температуры и болезненность, а иногда развивается и общая реакция организма (положи­тельная проба).

Миграция (рециркуляция) лимфоцитов. В организме происходит посто­янная рециркуляция лимфоцитов между центральными и периферическими органами. Из костного мозга пре-Т-лимфоциты переходят по кровеносным сосудам в тимус, затем мигрируют в лимфатические узлы и селезенку, где заселяют тимусзависимые зоны. Оттуда они поступают в кровь или лимфу. В области капилляров и венул Т-лимфоциты проходят по межкле­точным щелям через эпителиальный барьер, проникают в ткани, а затем в лимфатические капилляры, и с током периферической лимфы заносятся в лимфатические узлы. Выйдя из лимфоузлов, лимфоциты через грудной лимфатический проток снова оказываются в крови.

Пре-В-лимфоциты из красного костного мозга через кровеносную сис­тему переходят в селезенку, групповые лимфатические фолликулы и лим­фатические узлы, где заселяют тимуснезависимые зоны. Эти клетки мигри­руют значительно в меньшей степени, чем Т-лимфоциты, но при анти­генной стимуляции их подвижность усиливается в тысячи раз.

Выйдя в кровоток, часть В-лимфоцитов мигрирует в красный костный мозг, где участвует в дифференцировке стволовых клеток и отбору тех клонов, которые будут синтезировать специфические антитела.

Миграция лимфоцитов по кровеносным и лимфатическим сосудам по­зволяет осуществлять иммунный надзор над всеми регионами организма, его органами и тканями, создает возможность генерализации иммунного ответа и обеспечивает функционирование иммунной системы как единого целого.

Процессы дифференцировки стволовых клеток и миграции лимфоцитов контролируются не только интерлейкинами, но и гипофиз-адреналовой системой. АКТГ гипофиза и кортикостероиды надпочечников угнетают миграцию стволовых клеток из красного костного мозга, гидрокортизон также угнетает миграцию Т-лимфоцитов из тимуса и В-лимфоцитов из лимфатических узлов. Уменьшение функции коры надпочечников приво­дит к резкому усилению выброса стволовых клеток из красного костного мозга.

На этом основано терапевтическое использование кортикостероидов как веществ, обладающих противовоспалительным действием и снижаю­щих иммунные реакции.

Клеточные и гуморальные механизмы иммунного ответа

Т к реагируют на клеточные рецепторы главного комплекса гистосовместимости, измененные мутацией, химическими веществами, старением или присоединением к ним антигена. Получив помощь от Т h , активированные Т-лимфоциты превращаются в клетки-убийцы.

Способов уничтожения мишеней у Т к много, они весьма изощренные. В одних случаях необходимо межклеточное взаимодействие: Т-киллер сближается с клеткой-мишенью, межклеточные щели сужаются, в это про­странство Т к выделяет лизины, проделывающие в мембране отверстия. Через бреши в мембране в клетку поступает вода и клетка разрушается.

В других случаях Т-лимфоцит выпускает отростки, образующие высо­копроницаемые контакты с мембраной измененной клетки - «поцелуй смерти». Через них в жертву вводятся лимфотоксины - вещества, повреж­дающие внутриклеточные компоненты клетки: монооксид азота, активный кислород, перекись водорода, свободные галогены, различные ферменты. Еще один способ уничтожения чужой клетки - введение в нее веществ, включающих апоптоз - запрограммированную в геноме клетки программу гибели.

После такой атаки Т к не погибает, он может поразить несколько клеток.

Активированные Т h секретируют ряд интерлейкинов, активирующих В-лимфоциты и вызывающих пролиферацию клонов активированных В-лимфоцитов. Кроме того, лимфокины стимулируют секрецию В-лимфоцитами сначала lgМ, а затем переключение синтеза на lgG.

Активированные Тh и В-лимфоциты «сшиваются» посредством анти­генных мостиков: антигенная детерминанта на мембране Т), полученная от А-презентирующей клетки + иммуноглобулин на мембране В-лимфоцита. Это облегчает передачу гуморального сигнала (ИЛ-2) от Т h - В-лимфоциту.

Активированные В-лимфоциты в лимфатических узлах образуют вто­ричные фолликулы. Здесь усиливается внутриклеточный обмен веществ, наступает гиперемия, лимфоузел увеличивается в размере, повышается его температура, возможна болезненность при пальпации. Отобранные клоны В-лимфоцитов размножаются и превращаются в плазматические клетки, а часть - в долгоживущие В-клетки памяти.

Если неактивированный В-лимфоцит синтезирует за час до 500 молекул иммуноглобулинов, причем только класса М, то одна плазматическая клетка образует за такое же время более 10 миллионов молекул иммуног­лобулинов, причем различных классов, больше всего - lgС. Уникальной особенностью антителогенеза является выработка именного того единст­венного типа иммуноглобулина, одного из многих миллионов вариантов, который может образовать комплекс с данным антигеном.

Поскольку чужеродные клетки (например, бактериальные) несут на сво­ей поверхности не одну, а множество антигенных детерминант, то в им­мунный ответ вовлекаются многие клоны лимфоцитов и синтезируется не один вариант иммуноглобулина, а столько, сколько имелось антигенов.

Активированные Т s угнетают превращение В-лимфоцитов в плазмати­ческие клетки, снижают синтез ими антител. В результате иммунный ответ прекращается или снижается его интенсивность, тем самым регулируется продолжительность и сила иммунной реактивности.

Синтезированные в результате гуморального иммунного ответа антите­ла (иммуноглобулины) образуют комплексы с антигенами, из называют иммунными комплексами. Дальнейшая судьба иммунных комплексов раз­лична, она зависит от вида антител, размера и количества. Иммунные ком­плексы могут присоединять к себе компоненты комплемента и растворять­ся, могут выпадать в осадок (преципитация), они могут быть захвачены фагоцитами, и подвергнуться полному уничтожению. В любом случае ан­тиген в комплексе с антителом должен быть уничтожен и элиминирован (выведен) из организма.

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.

3. 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.

Иммунный ответ

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 Th0, Th1, Th2, Th3.

Th0 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 Th1, Th2, Th3.

Th1 через свои интерлейкины обеспечивают образование эффекторных клеток – Т-киллеров (клеточный иммунитет).

Th2 через свои интерлейкины стимулируют В-лимфоциты. В – лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, эти клетки-эффекторы являются продуцентами антител (гуморальный иммунитет).

Th3 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.

Виды иммунитета

1. Типы иммунного ответа. Фазы иммунного ответа

Таким образом, иммунный ответ – это совокупность процессов, происходящих в иммунной системе в ответ на введение антигена. Клетки, участвующие в иммунном ответе (Т– и В-лимфоциты и макрофаги), называются иммунокомпетентными.

Иммунный ответ может быть:

Первичным (при первой встрече с антигеном),

Вторичным (при повторной встрече с антигеном).

При этом выраженность первичного иммунного ответа достигает максимума к 7-8-му дню, сохраняется в течение 2 недель, а затем снижается. Вторичный иммунный ответ развивается быстрее и достигает большей (в 3–4 раза) интенсивности. По типу взаимодействия клеток и образовавшихся клеток-эффекторов (по конечному результату) принято различать три типа иммунного ответа:

Гуморальный иммунный ответ,

Клеточный иммунный ответ,

Иммунологическую толерантность.

При гуморальном иммунном ответе эффекторными являются потомки В-лимфоцитов – плазматические клетки, точнее продукты их жизнедеятельности – антитела.

При клеточном иммунном ответе эффекторными клетками являются потомки Th1 – Т-киллеры. Они убивают клетки-мишени, несущие соответствующие антигены.

Иммунологическая толерантность - это специфическая иммунологическая инертность, терпимость к антигену. Он распознается, но не формируется эффекторные механизмы, способные его элиминировать.

Иммунный ответлюбого типа проходит 2 фазы:

Первая – непродуктивная –распознавание антигенов и взаимодействие иммунокомпетентных клеток;

Вторая – продуктивная –пролиферация клеток-эффекторов или продукция антител.

Иммунный ответ развивается при контакте иммунной системы с любым антигеном. Иммунный ответ на антигены микробного происхождения лежит в основе инфекционного иммунитета.

Инфекционный иммунитет – это способ защиты организма от микроорганизмов и их токсинов. Его основные механизмы:

Гуморальный – продукция эффекторных молекул – антител,

Клеточный – образование клеток-эффекторов.

По своей направленности инфекционный иммунитет может быть:

Антибактериальным,

Антитоксическим,

Противовирусным,

Противогрибковым,

Противопротозойным.

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.

Иммунная системы человека обеспечивает специфическую защиту организма от генетически чужеродных молекул и клеток, в том числе инфекционных агентов – бактерий, вирусов, грибов, простейших.

Лимфоидные клетки созревают и функционируют в определенных органах.

Органы иммунной системы делят на:

1) первичные (центральные); вилочковая железа, костный мозг являются местами дифференцировки популяций лимфоцитов;

2) вторичные (периферические); селезенка, лимфатические узлы, миндалины, ассоциированная с кишечником и бронхами лимфоидная ткань заселяются В– и Т-лимфоцитами из центральных органов иммунной системы; после контакта с антигеном в этих органах лимфоциты включаются в рециркуляцию.

Вилочковая железа (тимус) играет ведущую роль в регуляции популяции Т-лимфоцитов. Тимус поставляет лимфоциты, в которых для роста и развития лимфоидных органов и клеточных популяций в различных тканях нуждается эмбрион.

Дифференцируясь, лимфоциты благодаря освобождению гуморальных веществ получают антигенные маркеры.

Корковый слой густо заполнен лимфоцитами, на которые воздействуют тимические факторы. В мозговом слое находятся зрелые Т-лимфоциты, покидающие вилочковую железу и включающиеся в циркуляцию в качестве Т-хелперов, Т-киллеров, Т-супрессоров.

Костный мозг поставляет клетки-предшественники для различных популяций лимфоцитов и макрофагов, в нем протекают специфические иммунные реакции. Он служит основным источником сывороточных иммуноглобулинов.

Селезенка заселяется лимфоцитами в позднем эмбриональном периоде после рождения. В белой пульпе имеются тимусзависимые и тимуснезависимые зоны, которые заселяются Т– и В-лимфоцитами. Попадающие в организм антигены индуцируют образование лимфобластов в тимусзависимой зоне селезенки, а в тимуснезависимой зоне отмечаются пролиферация лимфоцитов и образование плазматических клеток.

Лимфоциты поступают в лимфатические узлы по афферентным лимфатическим сосудам. Перемещение лимфоцитов между тканями, кровеносным руслом и лимфоузлами позволяет антиген-чувствительным клеткам обнаруживать антиген и скапливаться в тех местах, где происходит иммунная реакция, а распространение по организму клеток памяти и их потомков позволяет лимфоидной системе организовать генерализованный иммунный ответ.

Лимфатические фолликулы пищеварительного тракта и дыхательной системы служат главными входными воротами для антигенов. В этих органах наблюдается тесная связь между лимфоидными клетками и эндотелием, как и в центральных органах иммунной системы.

Клетки иммунной системы

Иммунокомпетентными клетками организма человека являются Т– и В-лимфоциты.

T-лимфоциты возникают в эмбриональном тимусе. В постэмбриональном периоде после созревания T-лимфоциты расселяются в T-зонах периферической лимфоидной ткани. После стимуляции (активации) определенным антигеном T-лимфоциты преобразовываются в большие трансформированные T-лимфоциты, из которых затем возникает исполнительное звено T-клеток.

Т-клетки участвуют в:

1) клеточном иммунитете;

2) регулировании активности В-клеток;

3) гиперчувствительности замедленного (IV) типа.

Различают следующие субпопуляции Т-лимфоцитов:

1) Т-хелперы. Запрограммированы индуцировать размножение и дифференцировку клеток других типов. Они индуцируют секрецию антител В-лимфоцитами и стимулируют моноциты, тучные клетки и предшественники Т-киллеров к участию в клеточных иммунных реакциях. Эта субпопуляция активируется антигенами, ассоциируемыми с продуктами генов МНС класса II – молекулами класса II, представленными преимущественно на поверхности В-клеток и макрофагов;

2) супрессорные Т-клетки. Генетически запрограммированы для супрессорной активности, отвечают преимущественно на продукты генов МНС класса I. Они связывают антиген и секретируют факторы, инактивирующие Т-хелперы;

3) Т-киллеры. Узнают антиген в комплексе с собственными МНС-молекулами класса I. Они секретируют цитотоксические лимфокины.

Основная функция В-лимфоцитов заключается в том, что в ответ на антиген они способны размножаться и дифференцироваться в плазматические клетки, продуцирующие антитела.

В-лимфоциты разделяют на две субпопуляции: В1 и В2.

В1-лимфоциты проходят первичную дифференцировку в пейеровых бляшках, затем обнаруживаются на поверхности серозных полостей. В ходе гуморального иммунного ответа способны превращаться в плазмоциты, которые синтезируют только IgМ. Для их превращения не всегда нужны Т-хелперы.

В2-лимфоциты проходят дифференцировку в костном мозге, затем в красной пульпе селезенки и лимфоузлах. Их превращение в плазмоциты идет с участием Т-хелперов. Такие плазмоциты способны синтезировать все классы Ig человека.

В-клетки памяти – это долгоживущие В-лимфоциты, произошедшие из зрелых В-клеток в результате стимуляции антигеном при участии Т-лимфоцитов. При повторной стимуляции антигеном эти клетки активируются гораздо легче, чем исходные В-клетки. Они обеспечивают (при участии Т-клеток) быстрый синтез большого количества антител при повторном проникновении антигена в организм.

Макрофаги отличаются от лимфоцитов, но также играют важную роль в иммунном ответе. Они могут быть:

1) антигенобрабатывающими клетками при возникновении ответа;

2) фагоцитами в виде исполнительного звена.

Лимфоидные клетки, с которыми связаны все иммунные механизмы, появляются, созревают и функционируют в определенных органах. В них находятся клетки с ограниченным транспортом в организме, а также многочисленные рециркулирующие клетки. Последние отвечают, например, за распознавание антигенов, передачу информации в другие системы органов и за защитные процессы организма в целом.

Органы иммунной системы делят на первичные (центральные) и вторичные (периферические). К первичным центральным органам относят вилочковую железу и сумку Фабрициуса (bursa of Fabricius), обнаруженную только у птиц. У человека (и других млекопитающих) роль сумки Фабрициуса выполняет, очевидно, костный мозг, поставляющий стволовые клетки-предшественники лимфоцитов. Оба центральных органа иммунной системы являются местами дифференцировки популяций лимфоцитов. Вилочковая железа поставляет Т-лимфоциты (тимус-зависимые лимфоциты), а в костном мозге (сумке Фабрициуса) образуются В-лимфоциты.

В период эмбрионального развития стволовые клетки желточного мешка или печени плода заселяют вилочковую железу или костный мозг (сумку Фабрициуса). После рождения костный мозг становится единственным источником стволовых клеток.

К периферическим органам иммунной системы относятся селезенка, лимфатические узлы, миндалины, а также ассоциированная с кишечником и бронхами лимфоидная ткань. К моменту рождения они еще практически не сформированы, поскольку не контактировали с антигенами. Лимфопоэз в них осуществляется лишь при наличии антигенной стимуляции.

Периферические органы иммунной системы заселяются В- и Т-лимфоцитами из центральных органов иммунной системы, причем каждая популяция мигрирует в свою зону - тимусзависимую и тимуснезависимую. После контакта с антигеном в этих органах лимфоциты включаются в рециркуляцию, поэтому ни один антиген не остается незамеченным лимфоцитами.

Вилочковая железа (тимус)

Тимусу принадлежит ведущая роль в регуляции популяции Т-лимфоцитов. Тимус поставляет лимфоциты, в которых нуждается эмбрион для роста и развития лимфоидных органов и клеточных популяций в различных тканях. Дифференцируясь, лимфоциты благодаря освобождению гуморальных веществ, получают на свою мембрану антигенные маркеры.

Железа состоит из множества мелких долек, в каждой из которых можно различить корковый и мозговой слои. Корковый слой густо заполнен лимфоцитами, на которые воздействуют "тимические факторы", выделяемые эпителиальными клетками этого слоя - факторы, играющие важную роль в дифференцировке Т-лимфоцитов. Лимфоциты коркового слоя характеризуются выраженным анизоцитозом. Большие лимфоциты находятся преимущественно во внешней зоне коры (куда приходят и стволовые клетки), где они продолжают пролиферировать. Во внутренней зоне коры находится большой количество малых лимфоцитов, несущих Т-клеточные антигены. Большая часть из них погибает еще в вилочковой железе.

В мозговом слое находится небольшое количество, но уже зрелых Т-лимфоцитов, покидающих вилочковую железу и включающихся в циркуляцию в качестве Т-хелперов, Т-киллеров, Т-супрессоров.

В вилочковой железе существует барьер между циркулирующей кровью и корковым слоем аналогичный гематоэнцефалическому барьеру, вследствие чего контакт с антигеном вступают только клетки мозгового слоя.

Абсолютная масса и размеры тимуса возрастают до периода половой зрелости. От детского возраста к половой зрелости в тимусе увеличивается число малых лимфоцитов, а содержание в органе всех других клеток (макрофагов, миоидных клеток Лангерганса, эозинофилов, тучных, плазматический и нейроэндокринных) -уменьшается. Возрастная инволюция железы начинается в период полового созревания. Атрофия начинается с корковой зоны с последующим зарастанием паренхимы жировой тканью, а активность в паренхиматозных островках (мозговой слой) сохраняется до глубокой старости.

Костный мозг

Костный мозг не является непосредственно лимфоидным органом, однако его следует рассматривать как орган иммунной системы. 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. Это 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. Хотя костному мозгу и не придают большого значения как месту синтеза антител, тем не менее он 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 20% всех клеток костного мозга (80% - это клетки-предшественники эритроцитов, гранулоцитов, моноцитов, мегакариоцитов).

В период внутриутробной жизни в костном мозге преобладают недифференцированные клетки. Они обычно присутствуют у недоношенных детей, а также в первые месяцы жизни и значительно уменьшаются в числе с возрастом. Костный мозг детей содержит больше В- и пре-В-клеток, чем мозг взрослых; процент этих клеток с возрастом снижается.

Селезенка

иммунный тимус лимфоцит селезенка

Селезенка заселяется лимфоцитами в позднем эмбриональном периоде м после рождения. Они накапливаются в периваскулярных пространствах и являются предшественниками белой пульпы селезенки. В белой пульпе имеются тимусзависимые и тимуснезависимые зоны, которые заселяются, соответственно, Т- и В-лимфоцитами. Т-клетки располагаются преимущественно в периартериальных областях, В-клетки - в лимфоидных муфтах и фолликулах. Антигены с током крови достигают селезенки, фиксируются в дендритных клетках и в маргинальной зоне (иммунные реакции приводят к существенным морфологическим изменениям селезенки), 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 отмечается пролиферация лимфоцитов и образование плазматических клеток.

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

Пути миграции лимфоцитов

Лимфатическая система собирает из тканей жидкость (лимфу) и отводит ее в кровоток. В ней также присутствуют клетки, участвующие в борьбе с инфекцией.

Когда кровь протекает по кровеносным капиллярам, сквозь их стенки из крови просачивается жидкость, которая поставляет клеткам питательные вещества и кислород, а от них забирает отходы обмена веществ. Затем большая часть этой жидкости из тканевых пространств через стенки кровеносных капилляров возвращается в кровоток.

Лимфоциты поступают в ЛУ по афферентным лимфатическим сосудам, проникая через стенки посткапиллярных венул с так называемым высоким эндотелием. На эндотелиальных клетках, выстилающих эти венулы, располагаются специальные рецепторы, которые направляют соответствующую популяцию лимфоцитов в ЛУ. Перемещение лимфоцитов между тканями, кровеносным руслом и ЛУ позволяет антигенчувствительным клеткам обнаруживать антиген и скапливаться в тех местах, где происходит иммунная реакция, а распространение по организму клеток памяти и их потомков позволяет лимфоидной системе организовать генерализованный иммунный ответ. Уже через 24 часа после поступления антигена в ЛУ или селезенку, реагирующие на него клетки из циркулирующего пула лимфоцитов скапливаются в месте локализации антигена, интенсивно пролиферируют, и из ЛУ через 3 суток выходят активированные бластные клетки.

Лимфатические фолликулы пищеварительного и дыхательной системы трактов

Лимфатические фолликулы пищеварительного и дыхательной системы трактов служат "главными "входными воротами" для антигенов. Они содержат многочисленные лимфатические фолликулы, сходные построению с таковыми селезенки и ЛУ. Лимфатическими элементами этих трактов являются миндалины (их 6: небные, язычная, глоточная, трубные), лимфоидная ткань дыхательного тракта и кишечника, включая пейеровы бляшки и аппендикс. Во всех этих органах наблюдается тесная связь между лимфоидными клетками и эндотелием, как и в центральных органах иммунной системы. Как так эпидермальный эпителий частично обладает секреторной активностью, то ему приписывают влияние на созревание В-лимфоцитов. Однако, это предположение до сих пор не нашло подтверждения.

Полагают, что лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками, образует особую секреторную систему, в которой циркулируют клетки, синтезирующие IgA и IgG.

Например, попадая в кишечник антиген проникает в пейеровы бляшки через специализированные эпителиальные клетки и стимулирует антигенреактивные лимфоциты. После активации эти лимфоциты с током лимфы проходят через мезентериальные ЛУ, попадают в грудной лимфатический проток, затем в кровь и в lamina propria, где превращаются в клетки, продуцирующие IgA, и в результате такой широкой распространенности защищают обширный участок кишечника, синтезируя протективные антитела. Аналогичные клетки сосредотачиваются также в лимфоидной ткани легкого, мочевыделительных путей, защищая подобным образом организм от инфекции. Cистема циркуляции

· Важную роль играет система циркуляции, которая включает: Лимфатические капилляры - очень тонкие сосуды из эндотелиальной ткани, закрытые с одного края, распространены по всему телу. Лимфатическая капиллярная сеть переплетается с кровеносной капиллярной сетью, хотя ее сосуды большего размера. Лимфатические сосуды - их строение сходно со строением вен, но стенки более тонкие. Образованы разновидностью узлов с полулунными клапанами внутри, которые открываются лишь тогда, когда получают толчок из предыдущего узла и, следовательно, препятствуют обратному течению лимфы. Лимфатические сосуды, идущие от кишечных ворсинок, впадают в резервуар, называемый цистерной Пеккета. Лимфатические протоки - сосуды большего диаметра, возвращающие лимфу в кровообращение.

· Лимфатические узлы - мягкие образования бобовидной или лентовидной формы. Располагаются группами по ходу лимфатических сосудов. У человека насчитывается около 460 лимфоузлов. Их величина колеблется от 1 до 22 миллиметров в длину. В лимфоузлах образуются В - и Т - лимфоциты и антитела, принимающие самое активное участие в иммунных процессах. Они выполняют также барьерно-фильтрационную функцию. В них задерживаются и обезвреживаются поступающие с током лимфы инородные частицы, микробы, опухолевые клетки. Участвуют они в обмене веществ, в перераспределении жидкости и форменных элементов между кровью и лимфой...

· Лимфа - это бесцветная жидкость, циркулирующая по лимфатическим сосудам. Она содержит большое число лимфоцитов - белых кровяных телец, которые участвуют в защите организма от многих заболеваний.

Основные функции

Иммунная система, таким образом, это естественный защитный механизм нашего организма, который поддерживает постоянство внутренней среды, уничтожая все чуждое. Только вот «чуждого» в наши дни становится, к сожалению, все больше. Ухудшающаяся экология, техногенные катастрофы, стрессы и многое, многое другое, привели к тому, что замечательная система, созданная эволюцией, подвергается все большим ударам извне. И ей обязательно нужно помочь!

1. Иммунная система отвечает за три очень важных процесса: Замена отработавших, состарившихся клеток различных органов нашего тела; Защита организма от проникновения разного рода инфекций -- вирусов, бактерий, грибков; «Ремонт» частей нашего тела, испорченных инфекциями и другими негативными воздействиями: радиация, отравления ядами, механические повреждения и многое другое. Нормальная, здоровая реакция иммунной системы - попытаться дать отпор «чужаку».