Эволюция иммунной системы Будем считать, что инфекционные болезни были главной, если не единственной, селективной силой в эволюции иммунной системы позвоночных. Тогда мы можем довольно легко рассматривать этот процесс в терминах дарвиновского «выживания наиболее

Глава 7 ЗА ПРЕДЕЛАМИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ Эволюция по Ламарку, не отвергая дарвиновского естественного отбора, требует следующей причинно-следственной связи для «запоминания» приобретенного признака клетками в зародышевой линии животных. Измененные условия внешней среды

Можно ли распространить нашу гипотезу за пределы иммунной системы? Картина ламарковской обратной связи для появления и поддержания У-генов иммунной системы, которую мы нарисовали в этой работе, основана на ясной и на наш взгляд неоспоримой логике. Но можем ли мы

Глава XII Клетки и молекулы иммунной защиты Иммунитет особенно отчетливо проявляется и лучше всего изучен у млекопитающих, хотя те или иные его проявления можно наблюдать и у просто организованных животных. У позвоночных, в первую очередь у теплокровных, иммунитет

Органы зрения Изменения век, слезных путей и роговицы Как известно, роговица - часть внешней оболочки глаза, соприкасающаяся с окружающим воздухом. Роговица состоит из живых, практически прозрачных эпителиальных клеток, и поэтому должна постоянно смачиваться

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.

Содержание

На здоровье человека влияют различные факторы, но одной из главных является иммунная система. Она состоит из множества органов, выполняющих функции защиты всех остальных составляющих от внешних, внутренних неблагоприятных факторов, противостоит болезням. Важно поддерживать иммунитет в порядке, чтобы ослабить вредные воздействия извне.

Что такое иммунная система

В медицинских словарях и учебниках говорится, что иммунная система – это совокупность составляющих ее органов, тканей, клеток. Все вместе они образуют комплексную защиту организма от заболеваний, а также истребляют уже попавшие в тело чужеродные элементы. Свойства ее заключаются в препятствии проникновения инфекций в виде бактерий, вирусов, грибков.

Центральные и периферические органы иммунной системы

Появившись как помощник в борьбе за выживание у многоклеточных организмов, иммунная система человека и ее органы стали важной составляющей всего тела. Они соединяют органы, ткани, защищают организм от чужеродных на генном уровне клеток, веществ, поступающих извне. По своим параметрам функционирования иммунная система аналогична нервной. Сходством является и устройство – система иммунитета включает в себя центральные, периферические составляющие, реагирующие на разные сигналы, включающие большое количество рецепторов, обладающих специфической памятью.

Центральные органы иммунной системы

1. Красный костный мозг является центральным органом, поддерживающим иммунитет. Он представляет собой мягкую губчатую ткань, расположен внутри костей трубчатого, плоского типа. Его главной задачей считается производство лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов, образующих кровь. Примечательно, что у детей этого вещества больше – все кости содержат красный мозг, а у взрослых – только кости черепа, грудины, ребра, малый таз.
2. Вилочковая железа или тимус расположена за грудиной. Она вырабатывает гормоны, повышающие количество Т-рецепторов, экспрессию В-лимфоцитов. От возраста зависит размер, активность железы – у взрослых она меньше по размеру и значению.
3. Селезенка – третий орган, внешне напоминает большой лимфатический узел. Помимо хранения крови, ее фильтрации, сохранения клеток, считается вместилищем лимфоцитов. Здесь разрушаются старые неполноценные кровяные клетки, образуются антитела, иммуноглобулины, происходит активация макрофагов, поддерживается гуморальный иммунитет.

Периферические органы иммунной системы человека

Лимфатические узлы, миндалины, аппендикс относятся к периферическим органам иммунной системы здорового человека:

• Лимфоузлом называется овальное образование, состоящее из мягких тканей, размер которого не превышает сантиметра. В нем содержится большое количество лимфоцитов. Если лимфоузлы прощупываются, видны невооруженным глазом, это свидетельствует о воспалительном процессе.
• Миндалины тоже представляют собой небольшие скопления лимфоидной ткани в форме овала, найти их можно в глотке полости рта. Их функция – защита верхних дыхательных путей, снабжение организма нужными клетками, формирование микрофлоры во рту, на небе. Разновидностью лимфоидной ткани являются Пейеровы бляшки, расположенные в кишечнике. В них созревают лимфоциты, формируется ответ иммунитета.
• Аппендикс долгое время считался рудиментарным врожденным отростком, не нужным для человека, но это оказалось не так. Это важная иммунологическая составляющая, включающая в себя большое количество лимфоидной ткани. Орган участвует в производстве лимфоцитов, хранении полезной микрофлоры.
• Еще одной составляющей периферического типа считается лимфа или лимфатическая жидкость без цвета, содержащая множество белых кровяных телец.

Клетки иммунной системы

Важными составляющими по обеспечению иммунитета являются лейкоциты, лимфоциты:

Как работают органы иммунитета

Сложно устроенная иммунная система человека и ее органы работают на генном уровне. Каждая клетка обладает своим генетическим статусом, который органы анализируют при проникновении в организм. В случае несовпадения статуса включается защитный механизм выработки антигенов, которые являются специфическими антителами для каждого вида проникновения. Антитела связываются с патологией, ликвидируя ее, клетки устремляются к продукту, уничтожают его, при этом можно видеть воспаление участка, затем образуется гной из погибших клеток, который выходит с кровотоком.

Аллергия является одной из реакций врожденного иммунитета, при которой здоровый организм уничтожает аллергены. Внешними аллергенами считаются пищевые, химические, медицинские средства. Внутренние – собственные ткани с измененными свойствами. Это могут быть мертвые ткани, ткани с воздействиями пчел, пыльцы. Аллергическая реакция развивается последовательно – при первом воздействии аллергена на организм антитела накапливаются без потери, а при последующих – реагируют симптомами высыпания, опухоли.

Как повысить иммунитет человека

Для стимулирования работы иммунной системы человека и ее органов нужно правильно питаться, вести здоровый образ жизни с физическими нагрузками. Нужно включить в рацион овощи, фрукты, чаи, проводить закаливание, регулярно гулять на свежем воздухе. Дополнительно улучшить работу гуморального иммунитета помогут неспецифические иммуномодуляторы – лекарственные препараты, которые можно приобрести по рецепту врача в период эпидемий.

Видео: иммунная система организма человека

Внимание! Информация представленная в статье носит ознакомительный характер. Материалы статьи не призывают к самостоятельному лечению. Только квалифицированный врач может поставить диагноз и дать рекомендации по лечению исходя из индивидуальных особенностей конкретного пациента.

Понятие об иммунитете

Иммунитет - это способ защиты генетического постоянства внутренней среды организма от веществ или тел, несущих на себе отпечаток чужеродной генетической информации в нем самом или попадающих в него извне.

Общебиологическое значение иммунитета состоит:

В надзоре за генетическим постоянством внутренней среды организма,

Распознавании "своего и чужого",

Охране генетической чистоты вида на протяжении жизни индивидуума.

Для реализации этой важной функции в ходе эволюционного развития сформировалась специализированная система (комплекс) органов и тканей - иммунная система, которая представлена центральными и периферическими органами. Это такая же функционально значимая система организма человека, как пищеварительная, сердечно-сосудистая, дыхательная и другие.

Центральные органы иммунной системы

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.

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.

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 Th 0 , Th 1 , Th 2 , Th 3 .

Th 0 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 Th 1 , Th 2 , Th 3 .

Th 1 через свои интерлейкины обеспечивают образование эффекторных клеток - Т-киллеров (клеточный иммунитет).

Th 2 через свои интерлейкины стимулируют В-лимфоциты. В - лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, эти клетки-эффекторы являются продуцентами антител (гуморальный иммунитет).

Th 3 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.