Тема Учение об иммунитете. Содержание учебного материала
 Скачать 145.37 Kb.
|
|
Тема 1.5. Учение об иммунитете. Содержание учебного материала Понятие об иммунитете, его значение для человека и общества. Неспецифические и специфические факторы защиты, их взаимосвязь. Виды иммунитета. Основные формы иммунного реагирования. Иммунологические исследования, их значение. Серологические исследования: реакции агглютинации, преципитации, лизиса, связывания комплемента, нейтрализации токсина, их механизм и применение. Молекулярно-биологический метод диагностики: полимеразная цепная реакция, ее механизм и применение. Иммунный статус. Патология иммунной системы. Кожно-аллергические пробы. Медицинские иммунобиологические препараты: вакцины, иммуноглобулины и иммунные сыворотки, эубиотики, бактериофаги, иммуномодуляторы, диагностические препараты. Их состав, свойства и назначение. Понятие об иммунитете, его значение для человека и общества Начало развития иммунологии относится к концу XVIII века и связано с именем Э. Дженнера, впервые применившего на осно вании лишь практических наблюдений впоследствии обоснован ный теоретический метод вакцинации против натуральной оспы. Открытый Э. Дженнером факт лег в основу дальнейших экс периментов Луи Пастера, завершившихся формулировкой прин ципа профилактики инфекционных заболеваний — принцип иммунизации ослабленными или убитыми возбудителями. Развитие иммунологии долгое время проходило в рамках мик робиологической науки и касалось лишь изучения невосприим чивости организма к инфекционным агентам. На этом пути были достигнуты большие успехи в раскрытии этиологии ряда инфек ционных заболеваний. Практическим достижением явилась разработка методов диагностики, профилактики и лечения ин фекционных заболеваний в основном путем создания различ ного рода вакцин и сывороток. Многочисленные попытки вы яснения механизмов, обусловливающих устойчивость орга низма против возбудителя, увенчались созданием двух тео рий иммунитета — фагоцитарной, сформулированной в 1887 году И.И. Мечниковым, и гуморальной, выдвинутой в 1901 году П. Эрлихом. Начало XX века — время возникновения другой ветви имму нологической науки: иммунологии неинфекционной. Как от правной точкой для развития инфекционной иммунологии явились наблюдения Э. Дженнера, также как для неинфекци онной — обнаружение Ж. Борде и Н. Чистовичем факта выра ботки антител в организме животного. Вторая половина XX века ознаменовалась бурным развитием иммунологии. Именно в эти годы была создана селекционно клональная теория иммунитета, вскрыты закономерности фун кционирования различных звеньев лимфоидной системы как единой и целостной системы иммунитета. Одним из важней ших достижений последних лет явилось открытие двух незави симых эффекторных механизмов в специфическом иммунном ответе. Один из них связан с так называемыми В-лимфоцитами, осуществляющими гуморальный ответ (синтез иммуноглобули нов), другой — с системой Т-лимфоцитов (тимусзависимых кле ток), следствием деятельности которых является клеточный от вет (накопление сенсибилизированных лимфоцитов). Особенно важным является получение доказательств существования взаимодействия этих двух видов лимфоцитов в иммунном ответе. Результаты исследований позволяют утверждать, что имму нологическая система — важное звено в сложном механизме адап тации человеческого организма, а его действие в первую очередь направлено на сохранение антигенного гомеостаза, нарушение которого может быть обусловлено проникновением в организм чужеродных антигенов (инфекция, трансплантация) или спонтанной мутации. Различают специфическую защиту, или иммунитет, и неспе цифическую резистентность организма. Последняя в отличие от иммунитета направлена на уничтожение любого чужеродного аген та. Чужеродные для данного организма соединения, способные вызывать иммунный ответ, получили название «антигены» (АГ). В результате действия АГ в организме образуются антитела (АТ). Иммунитет невосприимчивость. Способ защиты организ ма от генетически чужеродных веществ — антигенов экзогенно го и эндогенного происхождения — с целью сохранения и под держания гомеостаза. Иммунология подразделяется на общую и частную и включает ряд направлений и дисциплин. Общая иммунология изучает иммунологические процессы на молекулярном, клеточном и органном уровнях и разрабатывает фундаментальные вопросы иммунологии. Частная иммунология занимается выполнением конкретных задач применительно к тем или иным медицинским проблемам, в числе которых:
Современная иммунология является биологической наукой, изучающей физиологию и патологию иммунной системы. Ее основу у человека и животных составляют тимус и костный мозг, лимфатические узлы, селезенка и лимфатические скопления в слизистых оболочках и внутренних органах. Обеспечивают им мунитет разнообразные популяции иммуноцитов, или иммуно- компетентные клетки. Различают три основных типа иммунокомпетентных клеток: А-клетки, В-лимфоциты и Т-лимфоциты. А-клетки — это моно циты крови, другие макрофаги (гистиоциты) и отростчатые клет ки лимфатических узлов, селезенки и кожи. В-клетки и морфо логически сходные с ними Т-клетки — малые лимфоциты, со зревающие в бурсе (сумке) Фабриция (вырост клоаки птиц) и в тимусе (вилочковая железа). Важной особенностью иммунокомпетентных клеток явля ется их способность распознавать и элиминировать (разрушать, обезвреживать) генетически чужеродные вещества, которые мо гут вызвать нарушение гомеостаза в организме человека и жи вотных. Обеспечивается иммунитет клеточными и гуморальными фак торами крови, лимфы и межтканевой жидкости. Это было уста новлено в конце XIX века И.И. Мечниковым, доказавшим, что иммунитет к патогенным микробам обусловливается фагоцито зом, и Эрлихом, который полагал, что защиту организма опре деляют антитела и другие антимикробные компоненты крови. Иммунная система человека Иммунная система людей обеспечивает специфическую за щиту организма от генетически чужеродных молекул и клеток, в том числе от всевозможных инфекционных агентов бактерий, вирусов, грибов и простейших. К органам иммунитета относятся: тимус (вилочковая железа), фабрициева бурса у птиц и костный мозг у млекопитающих, се лезенка и диффузно рассеянная или инкапсулированная лим фоидная ткань. Функциональной основой всей иммунной сис темы является сложный комплекс лимфоцитов и макрофагов, располагающихся в клеточной соединительной ткани. Центральными называются те органы, в которых происходит формирование и созревание иммунокомпетентных клеток, а периферическими - органы, где эти клетки затем размножа ются и функционируют. Центральные органы иммунной системы — костный мозг и вилочковая железа, или тимус. Это органы воспроизведения кле ток иммунной системы — «рождения», размножения, дифференцировки и «обучения» иммунокомпетентных клеток. Костный мозг содержит полипотентные стволовые клетки, которые являются родоначальницами всех форменных элемен тов крови и иммунокомпетентных клеток. В стволе костного мозга происходят дифференцировка и размножение популяции В-лимфоцитов, которые разносятся по всему организму крово током. Здесь же образуются предшественники лимфоцитов, ко торые впоследствии мигрируют в тимус и образуют популяцию Т-лимфоцитов. Фагоциты и их предшественники образуются в костном мозге. Вилочковая железа располагается в верхней части загрудинного пространства. В тимусе находится большое количество эпи телиальных клеток-тимоцитов, которые своими отростками об разуют мелкоячеистую сеть, где располагаются лимфоциты. Предшественники Т-лимфоцитов, образовавшиеся из ство ловой клетки в костном мозге, поступают в тимус, активно раз множаются и дифференцируются в зрелые Т-лимфоциты, спо собные распознавать чужеродные антигенные детерминанты. Зрелые формы Т-лимфоцитов мигрируют с кровотоком из тиму са в другие органы и ткани, заполняют Т-зоны лимфоузлов. Периферические органы иммунной системы — селезенка, ап пендикс, миндалины глоточного кольца, групповые лимфати ческие фолликулы, лимфатические узлы, кровь, лимфа. В этих органах локализуются иммунокомпетентные клетки, прошедшие «обучение» в центральных органах иммунной системы, которые непосредственно осуществляют иммунный надзор. Они обеспе чивают местный иммунитет слизистой оболочки кишки и ее просвета; местный иммунитет в носоглотке, ротовой полости и верхних дыхательных путях. Лимфатические узлы выполняют функцию биологического сита, через них фильтруется лимфа, задерживаются и концент рируются антигены. Селезенка — орган, через который фильтруется кровь. В се лезенке задерживаются антигены, оказавшиеся в кровотоке, и «состарившиеся» эритроциты. Здесь происходит антигенная стимуляция иммунокомпетентных клеток, развитие специфи ческой иммунной реакции на антиген и обезвреживание пос леднего.  Происхождение и формирование иммунокомпетентных клеток Т-лимфоциты происходят из полипотентных стволовых кост номозговых клеток. Образовавшиеся Т-лимфоциты через лим фу и кровь колонизируют тимусзависимые паракортикальные зоны лимфатических узлов или соответствующие зоны лимфо идных фолликулов селезенки. По форме Т-лимфоциты напоми нают малые лимфоциты крови. Ядро у них подковообразное, плотное и интенсивно окрашенное, цитоплазма в виде ободка. Субпопуляции Т-лимфоцитов: в зависимости от реакций, ко торые они вызывают, различают Т-киллеры (клетки-убийцы), Т-хелперы (помощники), Т-супрессоры (регуляторы). Т-киллеры называются цитотоксическими лимфоцитами, они способны разрушать клетки-мишени, инфицированные вируса ми и бактериями, а также злокачественно перерожденные. Они являются долгоживущими клетками, очень чувствительны к ра диации, устойчивы к циклофосфамиду. Т-хелперы выполняют посредническую сигнальную функцию, передавая информацию об антигенах. В присутствии хелперов синтез антител увеличивается на один-два порядка. Т-хелперы — долгоживущие лимфоциты, чувствительны к циклофосфамиду. Т-супрессоры являются регуляторами антителообразования и других иммунных процессов, участвуют в формировании имму нологической толерантности. По длительности жизни в попу ляции Т-лимфоцитов различают две субпопуляции: короткоживущие; долгоживушие. В-лимфоциты, также как и Т-лимфоциты, происходят из ство ловых клеток. Созревают они поэтапно — первоначально в кост ном мозге, а затем в селезенке. Предшественники В-лимфоцитов появляются на 16-й день внутриутробного развития плода. К моменту рождения на цитоплазматической мембране В-кле- ток находятся три иммуноглобулина М, G, D или М, A, D, кото рые выполняют функцию рецепторов. Зрелые В-лимфоциты имеют большие размеры. Они ответственны за синтез иммуно глобулинов, участвуют в формировании гуморального иммуни тета, иммунологической памяти и гиперчувствительности не медленного типа (ГНТ). Активностью В-лимфоцитов «управля ют» молекулярные антигены, фагоциты и клетки-регуляторы. Макрофаги как антигенпрезентирующие клетки Макрофаги — основной тип клеток моноцитарной системы лимфоцитов. Они представляют собой крупные гетерогенные по функциональной активности долгоживущие клетки, с хорошо раз витой цитоплазмой и лизосомальным аппаратом. На их поверхно сти имеются специфические рецепторы к В- и Т-лимфоцитам. Различают подвижные и фиксированные макрофаги. Те и дру гие дифференцируются из стволовой кроветворной клетки. Зна чение макрофагов состоит в том, что они накапливают и подвер гают переработке проникающие в организм тимусзависимые антигены и презентируют их для распознавания Т-клеткам. При определенных условиях они проявляют цитотоксическое дей ствие на опухолевые клетки. Секретируют интерферон, лизоцим, различные фракции комплемента, факторы, дифференцирую щие стволовые клетки в гранулоциты, стимулирующие размно жение и созревание Т-лимфоцитов. Таким образом, основными клеточными элементами, обеспечивающими приобретенный иммунитет, являются В-лимфоциты, Т-лимфоциты и макрофа ги. При гуморальном типе иммунного ответа эта система имму нокомпетентных клеток функционирует как единое целое в лим фатических узлах, селезенке и многих других вторичных органах иммунитета. Межклеточная кооперация Принято различать следующие формы иммунного ответа: гу моральный ответ, клеточный ответ, иммунологическая память и иммунологическая толерантность. В осуществлении иммунной защиты организма участвуют три вида клеток: фагоциты, Т- и В-лимфоциты. Деятельность этих клеток направлена на распоз навание и уничтожение генетически чужеродных веществ, регу ляцию функционирования компонентов иммунной системы и поддержание гомеостаза. Такая работа осуществляется в посто янном взаимодействии всех типов иммунокомпетентных клеток, т.е. в условиях межклеточной кооперации. Неспецифические и специфические факторы защиты, их взаимосвязь. Неспецифические факторы защиты организма Защита организма от антигенов, т.е. поддержание гомеоста за, осуществляется двумя группами факторов:
К факторам неспецифической резистентности относятся ме ханические, физико-химические и иммунобиологические барь еры. Основными защитными факторами этих барьеров являют ся кожа и слизистые оболочки, фагоцитирующие клетки, комплемент, интерферон, ингибиторы сыворотки крови. Механические барьеры — кожа, слизистые, слизь верхних ды хательных путей. Физико-химические барьеры — ферменты, соляная кислота же лудка, альдегиды и жирные кислоты потовых и сальных желез кожи. Иммунобиологическую защиту осуществляют фагоцитирующие клетки, поглощающие и переваривающие микрочастицы с ан тигенными свойствами, а также набор гуморальных компонен тов, обеспечивающих неспецифическую защиту: система комп лемента, интерферон, защитные белки крови. Фагоцитоз — один из основных факторов, обеспечивающих резистентность организма, защиту от чужеродных и инородных веществ, в том числе микроорганизмов. Механизм фагоцитоза состоит в поглощении, переваривании, инактивации инород ных для организма веществ специализированными клетками — фагоцитами. К фагоцитирующим клеткам относят макрофаги и микрофаги. В нее включены тканевые макрофаги (альвеолярные, перитонеальные), клетки Лангерганса (белые отростчатые эпидермоциты) и Дренштайна (эпидермоциты кожи), клетки Купфера (звездчатые ретикулоэндотелиоциты), эпителиоидные клет ки, нейтрофилы, эозинофилы крови. Процесс фагоцитоза имеет несколько стадий:
Поглощение фагоцитируемого объекта осуществляется путем инвагинации клеточной мембраны с образованием в цитоплаз ме фагосомы, содержащей объект. Затем происходит слияние фагосомы с лизосомой клетки с образованием фаголизосомы, в которой объект переваривается с помощью ферментов. Система комплемента — сложный комплекс белков сыворот ки крови, находящийся обычно в неактивном состоянии и акти вирующийся при образовании комплекса «антиген—антитело». Он является составной частью многих иммунологических реак ций, направленных на освобождение организма от микробов и других чужеродных клеток и антигенов. Система комплемента способна активироваться в процессе самосборки, т.е. последова тельного присоединения к образующемуся комплексу отдель ных белков, которые называются компонентами, или фракция ми комплемента. Они продуцируются клетками печени, мононуклеарными фагоцитами и содержатся в сыворотке крови в неактивном состоянии. Процесс активации комплемента может запускаться двумя путями: классическим (комплекс антиген- антитело), альтернативным (без участия комплекса антиген- антитело за счет полисахаридов и липополисахаридов бактери ального происхождения). Интерферон А. Айзексом и Д. Линдерманом в 1957 году был открыт белок, который образуется в клетках макроорганизма, защищая их от вирусной инфекции. Этот белок получил название интерферон. Это группа соединений, которые вырабатываются клетками орга низма при воздействии на них вирусов, а также других веществ экзогенного и эндогенного происхождения. Интерфероны по вышают устойчивость клеток в отношении вирусов. Помимо про тивовирусного действия интерфероны обладают также противо опухолевой и иммуномодулирующей активностью. Защитные белки сыворотки крови - опсонины, пропердин, В-лизин, фибронектин. В зависимости от происхождения интерфероны раз личаются по первичной структуре (аминокислотная по следовательность) и функциям. Их подразделяют на три класса:
|