Строение и функции иммунной системы
Иммунология – наука об иммунитете Иммунитет –
особое биологическое свойство многоклеточных организмов, в норме предназначается для защиты от инфекций и иных внешних патогенов, способных при попадании во внутреннюю среду вступать в прочные связи с клетками и межклеточным веществом. Носителями этого свойства служат специализированные клетки
–
лимфоциты. Уникальным и отличительным свойством лимфоцитов является способность распознавать большое множество разнообразных и эволюционно незапланированных объектов (антигенов).
Распознавание
есть физическое связывание. После распознавания лимфоцит инициирует и мобилизует как собственные,
деструкции поврежденных наступает их элиминация из
так и общевоспалительные механизмы патогеном тканей, после чего организма.
• Иммунитет = распознавание + деструкция поврежденных тканей
Иммунная система Согласно современным представлениям иммунная система является одной из наиболее интегрированных систем в организме и, наряду с нервной и эндокринной системами, обеспечивает функционирование в организме человека единой НЕЙРО-ИММУНО-ГУМОРАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
Главной функцией иммунной системы является выявление и обезвреживание «чужого». При этом иммунная система обеспечивает связывание и разрушение как инфекционных, так и неинфекционных антигенов.
Химические факторы взаимодействия в нейро-иммуно-гуморальной системе человека Гормоны: выделяются определенными органами в кровоток и оказывают «прицельное» действие на определенные ткани и органы Нейротрансмиттеры/нейромедиаторы: химические «передатчики» нервных импульсов (действуют в синапсах нервных клеток)
Цитокины: сигнальные молекулы, обеспечивающие коммуникацию между клетками и модуляцию иммунокомпетентных клеток
Уровни организации иммунной системы (условное разделение) Органный
Клеточный
Молекулярный
Иммунная система: органный уровень
Иммунная система состоит из центральных (костный мозг, вилочковая железа, сумка Фабриция у птиц и ее аналог у человека) и периферических (селезенка, лимфатические узлы, лимфоидная ткань пищеварительной системы, миндалины) органов.
Центральные органы иммунной системы :
Костный мозг: главная функция -
продукция иммунокомпетентных клеток из стволовой полипотентной клетки; все лимфоидные клетки имеют на своей поверхности гликопротеиновые маркеры - т. н. кластеры дифференцировки - CD (cluster of differentiation); стволовая клетка - предшественница клеток лимфоидного и миелоидного рядов имеет маркер CD34+. В-лимфопоэз (созревание В-лимфоцитов)
Вилочковая железа (thymus): место
созревания и дифференцировки Тлимфоцитов (их общий маркер - CD3+), затем заселяющих периферические органы ИС; в тимусе происходит селекция Т- лимфоцитов, имеющих рецепторы к собственным тканям; чем более длительно функционирует тимус, тем дольше живет организм; наиболее развита железа в детском возрасте, ее инволюция начинается примерно в 12 - 14 лет
Периферические органы иммунной системы Селезенка
–
самый крупный лимфоидный орган (примерно 150-200 г); контролирует поступление антигена гематогенным путем. Лишена лимфатического дренажа. Лимфоидные структуры связаны с белой пульпой, где содержаться В- и Тзависимые зоны (соответственно фолликулы и параартериальные муфты), участки, в которых плазматические клетки секретируют антитела (краевая зона). При иммунном ответе плазматические клетки сосредоточиваются также в красной пульпе. Здесь также уничтожаются старые или поврежденные эритроциты
Периферические органы иммунной системы
Лимфатические узлы – основной тип периферических лимфоидных органов. Контролирует проникновение в организм чужеродных субстанций по региональному принципу. Первичные фолликулы лимфатических узлов служат «средоточением» Влимфоцитов, паракортикальные зоны – Т-лимфоцитов. В лимфатические узлы доставляется из соответствующего региона тела антиген (обычно дендритными клетками) и осуществляется индуктивная фаза иммунного ответа
Периферические органы иммунной системы Ассоциированная со слизистой оболочкой лимфоидная ткань (MALT) – некапсулированные лимфоидные ткани с небольшими агрегатами Т- и В-лимфоцитов, а также плазматических клеток в (основном типа IgA), локализованы в подслизистой ЖКТ, дыхательных путей, слезных желез и мочевыводящих путей. Миндалины Пейеровы бляшки
Врожденный и приобретенный иммунитет Врожденный иммунитет
Адаптивный (приобретенный, специфический) иммунитет
(неспецифическая защита)
(специфическая защита) Клеточные и гуморальные факторы защиты: В-лимфоциты, Т-хелперы, ЦТЛ, иммунный фагоцитоз, антитела (Ig)
Кожа, слизистые оболочки: сальные и потовые железы, мерцательный эпителий Формы иммунного реагирования слизистых оболочек, пищеварительные Антителообразование ферменты Иммунный фагоцитоз Гуморальные и клеточные факторы защиты: лизоцим, секреты кожи и слизистых Киллерная функция лимфоцитов оболочек, комплемент, фибронектин, интерферон, белки острой фазы, Аллергические реакции ГНТ и ГЗТ естественные антитела, фагоциты Иммунологическая память (неспецифический фагоцитоз), NK-клетки, Иммунологическая толерантность нормальная микрофлора
ЦТЛ – цитотоксические лимфоциты, ГНТ – гиперчувтствительность немедленного типа, ГЗТ – гиперчувствительность замедленного типа
Иммунная система: клеточный уровень Неспецифический иммунитет
Специфический иммунитет
клеточный
часы
гуморальный
Иммунная система: молекулярный уровень Цитокины Цитокины — это белковые молекулы (протеины, или пептиды, в т.ч. гликозилированные), с помощью которых клетки иммунной системы могут обмениваться друг с другом информацией и осуществлять координацию действий.
К настоящему времени открыты около 200 разнообразных цитокинов. Примеры: - Интерфероны (IFN, ИФН) - Интерлейкины (IL, ИЛ) - Хемокины - Колониестимулирующие факторы (CSF, КСФ) - Факторы некроза опухоли (TNF, ФНО) - Трансформирующие факторы роста (TGF, ТФР)
Распределение лимфоцитов в организме человека Тимус 50 x 109 Легкие 30 x 109 Кишечник 50 x 109
Костный мозг 50 x 109
Кровь 10 x 109 Лимфоциты, циркулирующие в крови = 500 x 109 /день
Лимфатические узлы 190 x 109 14
Westermann & Pabst, Clin Investig 1992; 70:539
Селезенка 70 x 109 Другие ткани 40 x 109
Фагоцитоз Стадии фагоцитоза:
Фагоцитирующие клетки:
Макрофаги мононуклеарные фагоциты 1- стадия хемотаксиса (приближение к
6% в крови; основные функции: фагоцитоз корпускулярных частиц, микроорганизмов важный клеточный фактор естественной резистентности , секреция биологически активных веществ, презентация антигена
Микрофаги
полиморфноядерные лейкоциты (нейтро-, базо-, эозинофилы), они эффективны в основном против условно патогенных микроорганизмов
объекту)
стадия опсонизации (процесс
взаимодействия иммуноглобулинов (IgG1, IgG3, IgM) и белков системы комплемента (C3b, C4, C5a) с инфекционной частицей);
поглощение (собственно фагоцитоз)
переваривание, которое состоит из
дегрануляции, киллинга микроорганизмов, образования активных форм кислорода
Этапы фагоцитоза
Иммунный ответ
Иммунный ответ – комплекс реакций на внедрение чужеродных агентов. Основой иммунного ответа является распознавание этих агентов, приводящее к реакции направленной на их удаление, и сопровождающееся их запоминанием.
Иммунный ответ происходит в результате взаимодействия ДК, МФ, Т- и В-лимфоцитов, цитокинов
Иммунный ответ на первое поступление антигена в организм называют первичным, ответ на повторное его поступление – вторичным; Вторичный ответ развивается быстрее и обеспечивает более эффективное удаление антигена и его носителей ДК – дендритные клетки, МФ - макрофаги
Характеристика основных популяций лимфоцитов человека
NK- натуральные киллеры, TCR – Т-клеточный рецептор
Дифференцировка Т-хелперов
Характеристика популяций Т-лимфоцитов
В – лимфоциты. Антитела В-лимфоциты дифференцируются в Антитела (иммуноглобулины) костном мозге. Выполняют роль АПК и, после преобразований (в результате связывания антигена) В-лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки и продуцируют антитела
продукты гуморального имунного ответа, это глобулины, специфически реагирующие с антигеном, вызвавшим их образование. Это сложные белковые образования, мономеры или полимеры
Иммунный ответ: клеточный и гуморальный
Иммунный ответ: клеточный и гуморальный Клеточный иммунный ответ
подразумевает формирование клона лимфоцитов, способных разрушать клетки мишени, мембраны которых содержат чужеродные материалы
Гуморальный иммунный ответ опосредован В-лимфоцитами, которые после распознания микроба начинают активно синтезировать антитела по принципу один тип антигена – один тип антитела