Иммунная система
 Скачать 60 Kb.
|
|
ИММУННАЯ СИСТЕМА. Иммунитет- это защита организма от всего генетически чужеродного микробов, вирусов, чужих клеток или генетически измененных собственных клеток. Иммуннаясистемаобъединяет органы и ткани, в которых происходит образование и взаимодействие иммунных клеток – иммуноцитов (центральные и периферические органы кроветворения, Т-лимфоциты, В-лимфоциты, плазматические клетки и макрофаги), выполняющие роль распознавания чужеродного антигена. Полноценный иммунитет складывается из неспецифической резистентности и специфического иммунного ответа (клеточного и гуморального иммунитета). Антигены – сложные органические вещества при поступлении в организм вызывающие специфический иммунный ответ. Свойствами антигенов обладают бактерии, вирусы, паразиты, чужеродные клетки и ткани, переродившиеся собственные клетки организма, продукты жизнедеятельности чужеродных клеток. Неспецифическая резистентность представлена стереотипными механизмами, возникла раньше в онтогенезе и включается раньше других при попадании антигена в организм. Неспецифическая резистентность представлена следующими факторами: механические барьеры. Такими барьерами являются кожа, обладающая бактерицидностью за счет наличия собственной нормальной микрофлоры, кислой реакции, влажности; слизистые оболочки, с теми же факторами, что и кожа, содержащими лизоцим, Ig A; кислое содержимое желудка и др. К механическим факторам относится также удаление микроорганизмов при кашле, чихании, рвоте, диарее, потоотделении, слущивании эпителия и др. Повышение температуры тела, которая мобилизует защитные силы организма. гуморальные факторы, которые находятся в сыворотке крови, секрете слизистых, тканях. Нормальные антитела – в сыворотке крови, образуются либо в результате скрытой иммунизации или наследуются. Интерферон – противовирусное вещество. Лизоцим – антибактериальное и бактериостатическое вещество (разрушает мембраны бактерий). Комплемент – группа белков, содержащаяся в свежей сыворотке крови человека и животных и активизирующаяся при связывании антител с антигенами. Этот процесс приводит к лизису определенных типов клеток (лизис, опосредованный комплементом) или к образованию биологически активных веществ из белков комплемента, которые, прикрепляясь к бактериям, облегчают их фагоцитоз нейтрофилами. Такие вещества называются опсонинами. фагоцитоз и воспаление. Воспаление – это ответная реакция организма на внедрение инфекционного агента. Воспаление характеризуется местными (гиперемия, отек, повышение температуры, боль, нарушение функции) и общими факторами. Стадии воспаления: 1 стадия – микрофагическая – характеризуется сосудистой и клеточной реакцией. Вначале сосудистой реакции наблюдается спазм сосудов, который затем сменяется их дилатацией. Это приводит к замедлению кровотока, краевому стоянию лейкоцитов, пропотеванию жидкости и лейкоцитов в окружающую соединительную ткань. На границе с инородным телом нейтрофилы образуют лейкоцитарный вал, отграничивая тем самым здоровые ткани. Нейтрофилы фагоцитируют разрушенные клетки, инородные тела, микроорганизмы и при этом сами погибают, образуя гной. 2 стадия – макрофагическая – характеризуется активацией макрофагов соединительной ткани, моноциты выходят из кровотока и преобразуются в макрофаги, которые мигрирую к очагу воспаления. Макрофаги – это своеобразные «дворники», которые фагоцитируют бактерии, гной, измененные ткани и полностью очищают очаг воспаления. 3 стадия – фибробластическая – характеризуется активацией и размножением фибробластов соединительной ткани. Они синтезируют межклеточное вещество, состоящее из коллагеновых волокон и аморфного вещества, образуют соединительнотканный рубец, а вокруг инородного тела – капсулу. Специфический иммунный ответ представлен клеточным и гуморальным иммунитетом. При клеточном иммунитете эффекторными клетками являются цитотоксические Т-лимфоциты (Тц или Т-киллеры), которые непосредственно уничтожают чужеродные клетки или патологически измененные клетки собственного организма, выделяя литические вещества. При гуморальном иммунитете эффекторными клетками являются плазматические клетки, синтезирующие и выделяющие в кровь антитела. Кроме цитотоксических лимфоцитов имеются так называемые натуральные киллеры (Нк), участвующие в клеточном иммунитете. Они образуют первую линию защиты, действуют немедленно, быстро разрушая антигены. Тц образуют вторую линию защиты, т.к. для их развития требуется время и они вступают в действие позже Нк. ГЛАВНЫЕ МОЛЕКУЛЫ ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ – это гликопротеиды, кодируемые генами, составляющими ГЛАВНЫЙ КОМПОНЕНТ ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ (МНС –major histocompatibiliti complex). В молекулах МНС находятся гены, контролирующие главные трансплантационные антигены, которые определяют интенсивность иммунного ответа. Молекулы МНС имеются на поверхности клеток всех высших позвоночных. Существует два основных класса молекул МНС. Молекулы I класса находятся практически на всех клетках и узнаются цитотоксическими Т-клетками, взаимодействующими с любой клеткой организма, зараженной вирусом. Молекулы II класса находятся на клетках, участвующих в иммунных ответах – лимфоцитах, макрофагах и узнаются Т-хелперами, взаимодействуя с В-лимфоцитами и макрофагами (антигенпредставляющими клетками). Клеточный иммунитетформируется при трансплантации органов и тканей, инфицированных вирусами, злокачественном опухолевом росте. В клеточном иммунитете участвует Т-киллеры (Тц), реагирующие с антигеном в комплексе с гликопротеинами МНС I класса в плазматической мембране клетки-мишени. Т-киллер разрушает клетку, инфицированную вирусом, при обнаружении на ее поверхности фрагментов вирусных белков в комплексе с МНС I класса, что приводит к высвобождению Т-киллерами порообразующих белков (перфоринов), которые встраиваются в мембрану клетки-мишени и преобразуются в трансмембранные каналы. Каналы делают мембрану проницаемой, что способствует гибели клетки, пораженной вирусом. При гуморальном иммунитете эффекторные клетки выделяют в кровь антитела. Антитела – сложные белки, синтезируемые плазматическими клетками, способные специфически соединяться с соответствующими антигенами и их обезвреживать. Обнаружение антител в глобулиновой фракции белков крови обусловило их название – иммуноглобулины. Выявлено несколько классов иммуноглобулинов IgG, IgM, IgA, IgD, IgE. Молекула антитела имеет форму Y и состоит из 4 полипептидных цепей – двух идентичных тяжелых цепей – Н-цепей и параллельно расположенных двух идентичных легких L – цепей, соединенных дисульфидными (S-S) мостиками. Каждая Н- и L-цепь иммуноглобулиновой молекулы имеет вариабельные области (V), располагающиеся на обеих ветвях Н- и L –цепей, и постоянные области С. В вариабельных областях находятся антигенсвязывающие участки – два Fab – фрагмента – места распознавания и связывания антигена. Постоянные области находятся в Fc – фрагменте, образованном лишь Н-цепями. Эти области обеспечивают связывание компонентом комплемента и клеточных рецепторов. Выявлено 5 типов тяжелых и 2 типа легких цепей, различное сочетание которых обеспечивает образование множества разновидностей антител с уникальными участками связывания антигенов. Антитела инактивируют вирусы, токсины, бактерии. Виды Ig. Ig G (75%)– циркулирует в крови и лимфе. Способен проходить через гемато-плацентарный барьер и из плазмы крови в тканевую жидкость. Соединяется с антигенами, активизирует систему комплемента и лизис клеток. Содержание повышается при инфекциях и снижается при недостатке гуморального иммунитета. Ig A (15%)– преобладает в секретах желез (пот, слезы, слизь, молоко, вагинальный и простатический секреты), в слизистых оболочках, в лимфатических узлах и селезенке. Это первая линия противомикробной защиты. Уровень в крови повышается при респираторных и кишечных заболеваниях. Ig M (10%)– секретируется плазмоцитами, активирует комплемент, не проходит через плаценту. Ig D (0,2%) – опосредует дифференцировку В-клеток, являясь маркером В-лимфоцитов. Не проходит через плаценту, не связывает комплемент. Ig E (следы)– активирует тучные клетки и базофилы в аллергических реакциях. Не связывает комплемент, не проходит через плаценту. При повторном воздействии аллергена распознает его и вызывает выделение гистамина тканевыми базофилами, что приводит к местному отеку, сыпи и возникновению приступа астмы и анафилактическому шоку. Плазмоциты с Ig E встречаются в бронхиальных и перитонеальных лимфатических узлах, слизистой оболочке ЖКТ и селезенке. При первой встрече с антигеном (первичный ответ) лимфоциты стимулируются и превращаются в бластные формы, которые пролиферируют и дифференцируются в иммуноциты, что увеличивает количество лимфоцитов, «узнавших» антиген. В результате образуется два типа клеток – эффекторные и клетки памяти. Эффекторные клетки непосредственно участвуют в ликвидации антигенов (активированные лимфоциты и плазматические клетки), а клетки памяти – это лимфоциты, превращающиеся в неактивные формы и несущие информацию о данном антигене. При повторном попадании данного антигена они обеспечивают быстрый иммунный ответ большей интенсивности (вторичный ответ). ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КЛЕТОК В ИММУННОМ ОТВЕТЕ. В гуморальном иммунном ответе принимают участие макрофаги (антигенпродуцирующие клетки), Т-хелперы и В-лимфоциты. Попавший в организм антиген поглощается макрофагом, который расщепляет его на фрагменты, которые в комплексе с молекулами МНС класса II появляются на поверхности клетки. Такая обработка антигена макрофагом называется процессированием антигена. Антиген, обработанный макрофагом распознается Тх, что стимулирует секрецию интерлейкина 1 (ИЛ-1) макрофагом. При воздействии ИЛ-1 активизируется синтез ИЛ-2 Т-хелпером. В свою очередь ИЛ-2 активирует В-лимфоциты. Активации В-лимфоцита способствует также непосредственному взаимодействию его с антигеном. В-лимфоцит процессирует антиген и представляет его фрагмент в комплексе с молекулой МНС II класса. Этот комплекс узнается Тх, что приводит к секреции Тх –клеткой интерлейкинов ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6 и интерферона. Под воздействием ИЛ-4 происходит активация В-лимфоцитов, ИЛ-5 стимулирует их пролиферацию, ИЛ-6 способствует превращению В-лимфоцитов в плазматические клетки. Активация В-лимфоцитов приводит к их усиленному размножению и дифференцировке в эффекторные клетки (плазматические клетки) и В-клетки памяти. При этом плазматические клетки синтезируют антитела. Интерферон активирует макрофаги, которые начинают более активно фагоцитировать и разрушать микроорганизмы Т-супрессоры (Тс) подавляют способность лимфоцитов участвовать в выработке антител и таким образом обеспечивают иммунологическую толерантность, т.е. нечувствительность к определенным антигенам. Тс регулируют количество образующихся плазматических клеток и количество антител, ими синтезируемых. Известно, что Тс могут подавлять также и реакции клеточного иммунитета. ДИФФЕРЕНЦИРОВКА Т –ЛИМФОЦИТОВ. Предшественники Т-лимфоцитов (Т-лимфобласты или пре-Т-лимфоциты) из красного костного мозга мигрируют в тимус, где они пролиферируют, трансформируются в Т-лимфоциты и проходят антигеннезависимую дифференцировку и специализацию без участия антигенов. На поверхности Т-лимфоцитов под воздействием микроокружения (ретикуолоэпителиальных клеток) появляются специфические мембранные рецепторы, распознающие анигены. Затем Т-лимфоциты, среди которых выделяют три типа лимфоцитов: цитотоксические Т-киллеры (Тк), Т-хелперы (Тх) и Т-супрессоры (Тс) - из тимуса перемещаются в тимусзависимые зоны периферических органов кроветворения. Здесь происходит антигензависимая пролиферация и дифференцировка Т-лимфоцитов в результате их встречи с антигеном, с образованием зрелых и долгоживущих клетки (Т-эффекторные и Т-клетки памяти). Эти процессы протекают при воздействии микроокружения: ретикулярной стромы и интердигитирующих клеток (бывших макрофагов, адсорбирующих на своей поверхности антитела и передающих эту информацию на Т-лимфоциты). В процессе дифференцировки на поверхности Т-лимфоцитов появляются специфические мембранные молекулы гликопротеидов, которые обнаруживаются с помощью специфических моноклональных антител, которые реагируют лишь с одним антигеном клеточной мембраны. Имеются наборы антител к дифференцировочным антигенам лимфоцитов человека, которые составляют группы или «кластеры», узнающие один-единственный белок клеточной поверхности. Создана номенклатура дифференцировочных антигенов лейкоцитов человека, выявляемых моноклональными антителами. Эта номенклатура получила название CD-номенклатуры (CD – claster of differentiation – кластер дифференцировки). Она базируется на группах моноклональных антител, реагирующих с одними и теми же дифференцировочными антигенами. Среди лимфоцитов крови, кроме вышеописанных Тц, выполняющих функцию киллеров, имеются так называемые натуральные киллеры – Нк – участвующие в клеточном иммунитете. Они образуют первую линию защиты против антигенов, действуя немедленно и быстро разрушая их. В собственном организме Нк разрушают опухолевые клетки и клетки, инфицированные вирусом. Тц образуют вторую линию защиты, так как для их образования требуется время, поэтому они вступают в действие позже Нт. ДИФФЕРЕНЦИРОВКА В-ЛИМФОЦИТОВ. Предшественники В-лимфоцитов (В-лимфобласты) развиваются в красном костном мозге, где проходят антигеннезависимую дифференцировку и специализацию. При воздействии микроокружения (ретикулярной стромы) красного костного мозга они приобретают на своей поверхности иммуноглобулиновые рецепторы различных классов: Ig M, Ig G и другие. Дифференцированные В-лимфоциты поступают в периферические органы кроветворения, где при воздействии антигенов (антигензависимая дифференцировка и пролиферация) В-лимфоциты специализируются с образованием плазмоцитов и В-клеток памяти. Микроокружением для них в периферических органах кроветворения является ретикулярная строма и дендритные клетки (бывшие макрофаги, передающие на В-лимфоциты информацию об антигенах), что приводит к образованию эффекторных клеток – плазмоцитов и клеток В-памяти. МАКРОФАГИ. Макрофаги играют важную роль в естественном и в приобретенном иммунитете организма. Участие их в естественном иммунитете проявляется в их способности к фагоцитозу и в синтезе ряда активных веществ (например, компонентов системы комплемента, фагоцитин, лизоцим, интерферон, эндогенный пироген и др.), которые являются основными факторами естественного иммунитета. Их роль в приобретенном иммунитете заключается в пассивной передаче антигена иммунокомпетентным клеткам (Т- и В-лимфоцитам), а также в индукции специфического ответа на антигены. Макрофаги участвуют как в первой (индуктивной) фазе иммунитета, стимулируя лимфоциты, так и в его конечной фазе (продуктивной), стимулируя выработку антител и разрушение антигенов. Антигены, фагоцитированные макрофагами, вызывают более сильный иммунный ответ по сравнению с теми, которые не фагоцитированы ими. Макрофаги фагоцитируют как растворимые (белки), так и корпускулярные антигены. Причем, последние вызывают более сильный иммунный ответ. Фагоцитоз значительно облегчается, если антигены опсонизированы, то есть соединены с антителами или комплексом антитела и комплемента. Процесс опсонизазии обеспечивается присутствием на мембране макрофага рецепторов, которые связывают часть молекулы антитела (Fc – фрагмент) или часть комплемента. В распознавании антигена выделяют два этапа. В первом этап макрофаги фагоцитируют антигены. Во втором этапе в фаголизосомах макрофага накапливаются растворимые антигены и корпускулярные бактериальные антигены, перерабатываются (переводятся из корпускулярной формы в молекулярную) и выделяеются из макрофага. Выделенный переработанный материал оказывает стимулирующее влияние на пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов. В В-зонах лимфатических узлов и селезенки имеются специализированные макрофаги (дендритные клетки), на поверхности которых находятся антигены, передающиеся на В-лимфоциты, в результате чего стимулируется их пролиферация и дифференцировка с образованием плазматических клеток и клеток В-памяти. В Т-зонах этих органов располагаются интердигитирующие клетки, влияющие на дифференцировку Т-лимфоцитов, приводящую к образованию Тк, Тх и Тс. Макрофаги принимают непосредственное участие в кооперативном взаимодействии клеток в иммунных реакциях организма. |