методичка ТГМУ. Методическое пособие для студентов медицинского университета по гистологии и цитологии с основами
 Скачать 1.57 Mb.
|
|
ТЕМА: «ИММУННАЯ СИСТЕМА» Время:3 часа. Хронокарта: 1.Организационная часть с мотивацией темы - 5 мин 2.Программированный контроль - 10 мин 3.Опрос-беседа - 35 мин 4.Объяснение препаратов - 10 мин 5.Перерыв - 15 мин 6.Контроль за самостоятельной работой студентов. Помощь в работе с препаратами - 65 мин 7.Подведение итогов. Проверка альбомов -10 мин Мотивационная характеристика темы: Одной из интегрирующих систем организма, наряду с нервной и эндокринной, является иммунная система. Она обеспечивает поддержание генетической целостности внутренней среды человека, выполняя функцию распознавания чужеродных субстанций и осуществляя специфическую реакцию с помощью свойственных только ей механизмов. 50 Основу организации иммунной системы составляют продуцируемые ею классы и подклассы специальных иммуннокомпетентных клеток, с помощью которых контролируется постоянство белкового состава - белковый гомеостаз. Для ранней диагностики ряда заболеваний, успешного их лечения врачу любого профиля необходимы знания всей популяции иммуноцитов, их миграции, рециркуляции и взаимодействия в формировании иммунного ответа. Учебная цель Общая цель - знать роль органов иммунной системы и их клеточных элементов в формировании гуморального и клеточного иммунитета. Уметь различать на микропрепаратах структуры лимфоидных органов. Конкретная цель - 1.Научить студента различать органы иммунной защиты по их микроскопическому строению. 2.Уметь определять уровни организации иммунной системы: клеточный (на примере характеристики Т- и В-лимфоцитов макрофагов), тканевой (лимфоидные фолликулы, лимфоидная ткань), органный (красный костный мозг, вилочковая железа, селезенка, лимфатический узел) и системный . 3.Научиться различать Т- и В-зависимые зоны лимфоидных органов и знать их роль в иммунных реакциях. Необходимый исходный уровень знаний Из других предметов и предшествующих тем: 1. Составные элементы и функциональное значение системы крови. 2. Унитарная теория кроветворения. 3. Морфологическая и функциональная характеристика стволовой клетки крови. 4. Понятие о центральных и периферических органах кроветворения и иммуногенеза. 5. Рыхлая соединительная ткань. Характеристика типичных (макрофаг) и специализированных (плазмоцит) клеток. Из темы текущего занятия: 1. Общая характеристика иммунной системы. 2. Что такое «иммунитет». Виды иммунитета. 3. Определение «антиген», «антитело», «комплемент», «главные молекулы гистосовместимости» (МНС I, II - класса) 4. Иммуноглобулины и их классы. 5. Эффекторные клетки Т-лимфоцитов 6. Эффекторные клетки В-лимфоцитов 7. Макрофаги и их участие в иммунном ответе. 8. Тканевой уровень организации иммунной системы. Т- и В-зависимые зоны периферических лимфоидных органов. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ 1. Интегративные системы организма. 2. Общая характеристика иммуноцитов. 51 3.Антигеннезависимая и антигензависимая дифференцировка Т-лимфоцитов. 4.Антигеннезависимая и антигензависимая дифференцировка В-лимфоцитов. 5.Взаимодействие Т- и В-лимфоцитов в реакциях инфекционного (гуморального) и клеточного (трансплантационного) иммунитета. Рекомендации для работы на занятии Задание 1. Рассмотреть миндалину. Объект изучения - Небная миндалина (окр. гематоксилин-эозином). Программа действий - На малом увеличении зарисовать и отметить слизистую оболочку (1), лимфатические фолликулы (2), центры размножения фолликулов (3), крипту миндалин (4). Ориентировочные основы действий - Увидеть крипту миндалины в виде складки слизистой оболочки. На поверхности среза увидеть слизистую оболочку, покрытую многослойным плоским неороговевающим эпителием в виде полоски фиолетового цвета. В собственной пластинке слизистой оболочки рассмотреть лимфатические фолликулы шаровидной формы фиолетового цвета. В центре отдельных фолликулов увидеть центр размножения - просветленный участок. Задание 2. Рассмотреть лимфатический узел. Объект изучения - Лимфатический узел (окр. гематоксилин-эозином) Программа действий - На малом увеличении зарисовать и отметить капсулу лимфатического узла (1), корковое вещество (2), лимфатический фолликул (3), реактивный центр фолликула (4), мозговое вещество лимфоузла (5), мякотные шнуры (6), Т - зависимую (паракортикальную) (7) и В - зависимую зону (кортикальную и мозговую) (8). Ориентировочные основы действий - На периферии среза найти тонкую капсулу розового цвета, от которой внутрь отходят трабекулы. Под капсулой увидеть корковое вещество фиолетового цвета, представленное фолликулами. В фолликулах найти просветленный участок - реактивный центр. Под корковым веществом увидеть мозговое вещество. Рассмотреть мякотные шнуры и находящуюся между корковым и мозговым веществом паракортикальную зону. Задание 3. Рассмотреть селезенку. Объект изучения - Селезенка (окр. гематоксилин-эозином). Программа действий - На малом увеличении зарисовать и отметить капсулу (1), белую пульпу (2), центральную артерию (3), реактивные центры в лимфоидных фолликулах (4). На большом увеличении найти Т- и В-зоны лимфатических фолликулов (5). Ориентировочные основы действий - На периферии среза увидеть капсулу в виде полоски розового цвета, от которой в паренхиму органа отходят трабекулы. Увидеть красную пульпу - ретикулярную ткань с клеточными элементами крови. Рассмотреть белую пульпу - совокупность лимфоидных фолликулов, или малъпигиевых телец. В фолликуле найти эксцентрично 52 расположенную артерию (вокруг нее периартериальную зону) и центрально расположенные реактивные центры. Вокруг фолликула найти маргинальную зону. Задание 4. Рассмотреть вилочковую железу. Объект изучения - Вилочковая железа (окр. гематоксилин-эозином). Программа действий - На малом увеличении зарисовать и отметить капсулу вилочковой железы (1), в дольке вилочковой железы найти корковое (2) и мозговое вещество (3), лимфоциты и ретикулоэпителиоциты (4). Ориентировочные основы действий - На периферии органа увидеть капсулу в виде полоски розового цвета, от которой внутрь отходит септа, делящая паренхиму на дольки. В дольках найти корковое вещество, расположенное по периферии, темно-фиолетового цвета, и мозговое вещество более светлой окраски, В мозговом веществе рассмотреть эпителиоретикулоциты с крупными бледными, неправильной формой ядрами и оксифильной цитоплазмой. Демонстрационные препараты 1. Мазок красного костного мозга (окр. гематоксилин-эозином). 2. Червеобразный отросток (окр. гематоксилин-эозином). 3. Толстый кишечник (окр. гематоксилин-эозином). 4. Ретикулярные волокна в лимфатическом узле (импрегнация серебром). 5. Накопление краски (трипановый синий) в макрофагах лимфатического узла. Вопросы для самоконтроля 1. В процессе взаимодействия Т-лимфоцита «супрессора», макрофага и В- лимфоцита выключено действие макрофага. Какой процесс иммуногенеза нарушится? 2. Погибли Т-лимфоциты хелперы. Как изменится иммунная реакция? 3. В тимусе подавлено образование Т-лимфоцитов. Какие процессы иммуногенеза пострадают в первую очередь? 4. При гипертрансплантации органов обнаружено отторжение трансплантата. Какие клетки обеспечивают этот процесс? 5. Как называется область лимфоузла, где большинство иммуннокомпетентных клеток готово к взаимодействию с антигеном? 6. В эксперименте на мышах в раннем неонатальном периоде ингибировали функцию тимуса, какой вид иммунитета нарушится? Резюме по теме Иммунная система объединяет органы и ткани, в которых происходит образование и взаимодействие клеток-иммуноцитов, выполняющих функцию распознавания генетически чужеродных субстанций (антигенов) и осуществляющих специфическую реакцию. Иммунитет - это защита организма от всего генетически чужеродного - микробов, вирусов, от чужих клеток или генетически измененных собственных клеток. Он обеспечивает поддержание генетической целостности и постоянства 53 внутренней среды организма, выполняя функцию распознавания «своего» и «чужого». Иммунная система представлена красным костным мозгом, центральным и универсальным органом гемопоэза - источником стволовых клеток для иммуноцитов; центральным органом лимфоцитопоэза (тимус); периферическими органами лимфоцитопоэза (селезенка, лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани в органах); лимфоцитами крови и лимфы, а также популяциями лимфоцитов и плазмоцитов, проникающими в соединительные и эпителиальные ткани. Антигены - это сложные органические вещества, способные при поступлении в организм вызывать специфический ответ. Свойствами антигенов обладают бактерии, вирусы, паразиты, чужеродные клетки и ткани, мутационно изменившиеся собственные клетки тела (например, раковые), продукты жизнедеятельности чужеродных клеток — белки, полиеахариды, полипептиды и др. Различают 2 вида антигенов: 1. Экзогенные (через главный комплекс гистосовместимым усиливают образование Т- киллеров); 2. Эндогенные (опухолевые клетки, клетки хронического воспаления) - усиливают образование Т-супрессоров и Т- киллеров. Антитела - сложные белки, синтезируемые плазмоцитами, способные специфически соединяться с соответствующими антигенами и обезвреживать их. Обнаружение антител в глобулиновой фракции белков крови обусловило их название - иммуноглобулины. Выявлено несколько классов иммуноглобулинов - G, М, А, D, Е. Y g G - 75%, циркулирует в крови и лимфе. Y g А - 15%, секретируется железистым эпителием желудочно-кишечного тракта и желез. Защищает эпителиальные поверхности. Y g M - 10%, вырабатывается на наличие токсинов и продуктов их распада, детоксицируя их Y g D - 0,2%, маркер В-лимфоцитов, опосредует дифференцировку В-клеток. Y g Е - активизирует тучные клетки, базофилы при аллергических реакциях, распознает аллерген, способствует выделению гистамина и гистаминазы. Комплемент - группа белков, содержащихся в свежей сыворотке крови, активирующаяся при связывании антитела с антигеном. Этот процесс приводит или к лизису определенных типов клеток или к образованию биологически активных веществ из белков комплементов, которые, прикрепляясь к бактериям, облегчают их фагоцитоз нейтрофилами. Эти вещества называются опсонинами. Главные молекулы гистосовместимости — семейство гликопротеидов, существующие на поверхности всех клеток и определяющий интенсивность иммунного ответа на тот или иной антиген. Совокупность гликопротеидов клеточной поверхности лейкоцитов у человека называется HLA. Существует 2 класса молекул МНС: I - набор гликопротеидов клеточной поверхности экспрессируются на всех клетках, узнаются Т-киллерами; II -экспрессируются на лимфоцитах и макрофагах, узнаются Т-хелперами. Иммуннокомпетентные клетки: 54 Т-лимфоциты В-лимфоциты О-клетки Макрофаги Свойства иммуноцитов: 1. Обладают памятью, как долговременной, так и передающейся по наследству. 2. Преимущественно долгожители 3. Характеризуются функциональным разнообразием 4. Общее число 210 12 , из которых 210 10 постоянно циркулирует в организме Развитие: родоначальницей всех иммуноцитов является кроветворная стволовая тотипотентная клетка красного костного мозга, генерирующая образование предшественников как Т-, так и В-лимфоцитов. Т-лимфоциты - тимусозависимые клетки, 70-90% от всех лимфоцитов. В виде предшественников и бластов они мигрируют из красного костного мозга в вилочковую железу, попадая в корковую зону ее дольки. Проходят антигеннезависимую дифференцировку (генетически программируются на образование клеток, способных давать специфический тип иммунного ответа) и специализируются в двух направлениях. Одни бласты (большая часть) превращаются под влиянием тимозина, тимулина и тимопоэтина в популяцию Т-лимфоцитов, реагирующих на антиген. Химические гуморальные факторы обеспечивают дозревание Т-лимфоцитов вне вилочковой железы в периферических лимфатических органах (лимфатический узел, селезенка, лимфоидные фолликулы других органов), заселяя тимусозависимые зоны (антигензависимая дифференцировка). Другая часть бластов дифференцируется с образованием клеток, несущих рецепторы к антигенам собственного организма (аутоиммунный ответ). В тимусозависимых зонах (лимфатические узлы - паракортикальная зона, селезенка - периартериальная) под влиянием антигенов и оседлых интердигитирующих макрофагов (короткоотростчатые) Т-лимфоциты превращаются Т-эффекторные иммуноциты и Т-клетки памяти. Среди эффекторных клеток различают: 1 Цитотоксические, Т-киллеры - разрушают (лизируют) чужеродные и свои видоизмененные клетки или непосредственно или выделяя соответствующие цитокины. Среди них выделяют: НК - клетки (нулевые, натуральные), не имеющие поверхностных рецепторов и составляющих резерв недифференцированных иммуноцитов. При дифференцировке на поверхности Т-киллеров появляются специфические мембранные молекулы гликопротеидов (антигены), обнаруживаемые с помощью набора антител (кластеров дифференцировки). Создана СD-номенклатура: Кластер СD1 - маркер ранней стадии созревания Т-клеток в вилочковой железе. 55 Кластеры СD2, СDЗ - характерны для Т-лимфоцитов крови и периферических лимфоидных органов. Кластеры СD4 + - являются Т-хелперами. Кластеры СD8 + - являются Т-супрессорами. Кластеры СD 16 - натуральный киллер, образующие первую линию защиты, действуют немедленно. 2. Т-хелперы (помощники) распознают чужеродные антигены (представляемые макрофагами), усиливают пролиферацию, миграцию, дифференцировку В-лимфоцитов, образование из них плазмоцитов и продукцию иммуноглобулинов. Выделяя интерлейкины, усиливают подвижность и фагоцитарные свойства макрофагов, усиливают функцию Т- киллеров и усиливают размножение Т-клеток в вилочковой железе. По типу выделяемых цитокинов различают 2 типа Т-хелперов: 1) продуцируют интерлейкин 1, интерлейкин 12, интерферон. Участвуют в гиперчувствительных реакциях замедленного действия 2)секретируют интерлейкин 3, интерлейкин 4, 5, 6. Участвуют в гиперчувствительных реакциях немедленного типа. 3. Т-супрессоры - ингибируют активность Т-хелперов и плазмоцитов, контролируя количество последних и количество антител, синтезируемых этими клетками, а также подавляют взаимодействие между Т- и В- лимфоцитами. Морфологически все Т-лимфоциты имеют вид округлых клеток с округлым ядром, сравнительно небольшой ободок цитоплазмы. Величина 5-13 мкм, ядро 3-12 мкм. По величине различают малые, средние и большие. Большинство лимфоцитов относится к малым зрелым формам, ядро которых занимает почти весь объем цитоплазмы, содержащее одно или несколько ядрышек. В цитоплазме лежат несколько митохондрий, слабо развиты эндоплазматическая сеть и комплекс Гольджи, много лизосом. На поверхности - множество пальцевидных выростов, снабжены соответствующими рецепторами на плазматической мембране: в связи с этим способны прилипать к эритроцитам барана, образовывая «розетки». Этот иммунологический метод используется для их идентификации (отличие от В - лимфоцитов). Долгоживущие. 4. Т-клетки памяти - образуют быстрый рециркуляционный пул, который постоянно «работает» в организме. Они «запоминают» качество антигена и при повторной встрече с ним формируют ускоренную «вторичную» иммунную реакцию. Приобретенное свойство памяти лимфоцитов наследуется. Живут 20 и более лет. 5. В-лимфоциты: 10-30% от всех лимфоцитов. Короткоживущие (от 2 суток до 6 месяцев). Развитие: у птиц проходят антигеннезависимую дифференцировку в фабрициевой сумке. У человека таким органом является красный костный мозг, где формируется группа малодифференцированных В-лимфоцитов (кластер СD 19). С током крови они поступают в периферические органы иммунной системы (селезенка, лимфатические узлы, лимфоидные скопления в 56 пищеварительном тракте), где под влиянием антигена, Т-хелперов и дендритных (длинноотросчатых) макрофагов проходят антигензависимую дифференцировку. При этом в корковом веществе лимфатических узлов и герминативных центрах лимфоидных фолликулов остальных органов возникает пул эффекторных клеток В-лимфоцитов (кластер СD 20). Из стимулированных В-лимфоцитов образуются В-лимфобласты, которые, размножаясь, приобретают способность к синтезу антител, становясь последовательно плазмобластами, проплазмоцитами и плазмоцитами. 1.Плазматическая клетка: высоко дифференцированная, продуцирующая иммуноглобулины (5 классов, см. выше). Размер 10-20 мкм, цитоплазма имеет ярко выраженную базофилию. Компактное ядро эксцентрично расположенное, округлой формы, содержит плотный хроматин в виде обода колеса. Объем цитоплазмы плазмоцита заметно превосходит объем ядра, в ней много вакуолей (пенистая цитоплазма). Сбоку от ядра или охватывая его, находится ясно выраженная центросфера, вокруг которой лежат митохондрии и канальцы и мешочки ЭПС с множеством рибосом. Большинство плазмоцитов - короткоживущие (около 2-х суток), некоторые живут от 2-х недель до 6 месяцев. 2. В-супрессоры - тормозят выработку антител плазматическими клетками и действуют подавляюще (как и Т-супрессоры) на реакции гуморального иммунитета. 3. В-клетки памяти - короткоживущие рециркулирующие В-лимфоциты. Несут информацию о встрече с антигеном. Имеют оптимальную возможность непосредственно, вырабатывая антитела, уничтожать антиген. На работе этих клеток основаны принципы формирования иммунной реакции после вакцинации. 4. Макрофаги: обладают активной подвижностью, адгезивностью и выраженной способностью к фагоцитозу. Синтезируют пищеварительные ферменты, фагоцитин, лизоцим, интерферон, эндогенный пироген, являющимися главными факторами иммунитета. Развиваются из стволовой кроветворной клетки, проходя в красном костном мозге последовательно стадии монобласта, промоноцита и моноцита. Последние циркулируют в крови и, выселяясь в ткани, превращаются в макрофаги. Размеры: 20-100 мкм; ядро неправильной формы, слабо базофильная цитоплазма. В ней много митохондрий и лизосом, хорошо развит пластинчатый комплекс и ЭПС. Функции: 1) пассивная передача антигена Т- и В-лимфоцитам и индукция специфического ответа на антигены (в начале иммунной реакции) 2) выработка цитокинов, ослабляющих агрессию антигена 3) стимулируют продукцией интерлейкина I, воздействующего на ДНК клеток, размножение, пролиферацию и дифференцировку Т- и В- лимфоцитов. 4) секретируют фактор, усиливающий хемотаксис и подвижность Т-киллеров. 57 5) индуцируют продукцию Т-хелперов в периферических органах. 6) активизируют синтез иммуноглобулинов в плазмоцитах. 7) активно фагоцитируют и переваривают комплекс «антиген+антитело», завершая тем самым иммунную реакцию. Взаимодействие клеток в иммунном ответе. Клеточный иммунитет формируется при трансплантации органов и тканей, инфицировании вирусами, при злокачественном опухолевом процессе. Т- киллер реагирует с антигеном в комплексе с гликопротеидами МНС I класса в плазматической мембране клетки-мишени. Связывание Т-киллера с антигеном ведет к высвобождению цитотоксическими клетками порообразующих белков - перфоринов. Полимеризуясь в плазматической мембране клетки-мишени, они превращаются в трансмембранные каналы. Мембрана клетки-мишени становится проницаемой, что способствует гибели клеток. Гуморальный иммунный ответ: Обеспечивают макрофаги (антигенпрезентующие клетки), Т-хелперы и В- лимфоциты. Попавший в организм антиген поглощается макрофагом, который расщепляет его на фрагменты. С комплексом МНС II класса фрагменты появляются на поверхности макрофага (процессирование антигена), который узнается Т-хелпером. Т-хелпер стимулирует секрецию интерлейкина I макрофагом, в свою очередь активизирующий синтез и секрецию интерлейкина II Т-хелпером. Т-хелпер активирует В-лимфоциты, воздействуя на него интерлейкином П. В-лимфоцит, процессируя антиген, представляет его фрагмент в комплексе с МНС II класса на клеточной поверхности. Он узнается Т-хелпером. Последний начинает секрецию интерлейкинов 2, 4, 5, 6 и интерферона, под влиянием которых В-лимфоцит размножается, дифференцируется с образованием плазматических клеток и В-клеток памяти. Интерферон активирует макрофаги, активно фагоцитирующие и разрушающие антиген, тем самым обеспечивая пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов в плазмоциты. Последние вырабатывают специфические иммуноглобулины на данный вид антигена. Основная и дополнительная литература Основная литература: 1) Учебник гистологии (под ред. Ю.И.Афанасьева, Н.А. Юриной), М., «Медицина, 1999 . 2) Учебник гистологии (под ред. Проф. Ю.И.Афанасьева и Н.А.Юриной), М., «Медицина», 1989. 3) Лекции. 4) .И.В.Алмазов, Л.С.Сутулов «Атлас по гистологии и эмбриологии», М., «Медицина», 1978. 5) В.Г.Елисеев, Ю.И.Афанасьева, Е.Ф.Котовский «Атлас микроскопического и ультрамикроскопического строения клеток тканей и органов», М., «Медицина», 1970. 6) Лабораторные занятия по курсу гистологии, цитологии и эмбриологии (под ред. Проф. Ю.И.Афанасьева), М., «Высшая школа», 1990. Дополнительная литература: 1) И.А.Чертков, А.Я.Фриденштейн «Клеточные основы кроветворения», М., «Медицина», 1977. 2) Р.В.Петров «Иммунология», 58 М., «Медицина», 1982. 3) З.Б.Албертс, Д.Брей, Дж. Люис, М.Рэфф, К.Робертс, Дж.Уотсон «Молекулярная биология клеток», изд. «Мир», 1987 г., т.5. ТСО и средства наглядности 1. Микроскопы 2. Диапроектор «Альфа» 3. Демонстрационные препараты: 1.Накопление краски л/у. 2.Красный костный мозг. 4. Слайды: 1.Закладка селезенки. 2.Эмбрион в начале 2-х месяцев развития. 3.Селезенка ребенка 12 лет. 4.Селезнка взрослого человека. 5.Срез костного мозга, плод на 7-ом месяце развития. 6.Срез красного костного мозга, ребенок 4-х лет. 7.Срез костного мозга взрослого человека. 8.Вилочковая железа плод 7-ми месяцев. 9.Вилочковая железа новорожденного. 10.Ю.Вилочковая железа взрослого человека. 11.Лимфатический узел ребенка 3-х месяцев. 12.Лимфатический узел взрослого. 13.Возрастная динамика периферической крови человека (схема Й.Тодорова). 5.Внеаудитные электрофицированные стенды: «Кроветворение». «Проверь свои знания». 6.Таблицы: 1.Небная миндалина. 2.Лимфатический узел. 3.Селезенка. 4.Тимус. 5.Красный костный мозг. Домашнее задание - смотри методическую разработку лабораторного занятия для студентов по теме: «Костная ткань». МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОГО ЗАНЯТИЯ № 11 ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВГМУ, кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии |