Лекция 2 Иммунная система млекопитающих (стр. 1 )

ЛЕКЦИЯ 2

Иммунная система млекопитающих

1.Строение и функции центральных и периферических органов

2.Развитие, локализация и функции клеток иммунной системы

3.Цитокины

Под неспецифическим иммунитетом подразумевают систему предсуществующих защитных факторов организма, присущих данному виду как наследственно обусловленное свойство. Так, собаки никогда не болеют чумой человека, а куры — сибирской язвой. Иммунитет, создаваемый анатомическими, физиологическими, клеточными и молекулярными факторами, которые являются естественными составляющими элементами организма, иначе называют конституционным.

Факторы неспецифической резистентности

участвуют в защите организма от любых антигенов независимо от их природы и характера; не имеют специфической направленности действия применительно к конкретному антигену.

Этот вид иммунитета передается из поколения в поколение и обусловлен генетическими и биологическими особенностями вида. В результате этого, например, микробы или не воспринимаются как генетически чужеродные вещества, или не находят условий для своего жизнеобеспечения и существования в организме.

Специфическая защита, направленная против конкретного антигена, осуществляется комплексом специальных форм реагирования иммунной системы. К этим формам относятся:

антителообразование; иммунный фагоцитоз; киллерная функция лимфоцитов; аллергические реакции, протекающие в виде гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ) и гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ); иммунологическая память; иммунологическая толерантность.

Основными иммунореагентами, т. е. клетками, веществами, биомолекулами, обеспечивающими специфическую и неспецифическую защиту от антигенов, являются фагоцитирующие клетки (естественные и иммунные), Т - и В-лимфоциты, антитела (естественные, специфические, рецепторные), рецепторы иммунокомпетентных клеток, антигены системы гистосовместимости (система HLA), комплемент, интерфероны, цитокины (интерлейкины, пептиды тимуса, костного мозга и др.), ферменты. Этот набор иммунореагентов участвует во всех формах иммунных реакций специфического и неспецифического характера.

ОРГАННЫЙ УРОВЕНЬ

       

Органный уровень указывает на морфологические границы и «место действия» формирующегося иммунного ответа.

Понятия "лимфоидный" и "иммунный" ? синонимы для определения одной и той же системы организма.

Лимфоидную и кроветворную системы объединяют в единый лимфо-миелоидный комплекс. В него входят: костный мозг, тимус, селезенка, лимфатические узлы, лимфоидные образования пищеварительного тракта, соединительная ткань. Все эти органы и ткани связаны между собой сетью кровеносных и лимфатических сосудов, обеспечивающих межорганный обмен клеточными элементами.

Функциональное назначение комплекса — обеспечение кроветворения (миелопоэза) и формирование клеток иммунной системы (лимфопоэза). Среди органов и тканей комплекса имеются истинно лимфоидные образования, в которых происходит только лимфопоэз (тимус, лимфатические узлы, лимфоидная ткань кишечника) и "смешанные" образования, где представлен как лимфо-, так и миелопоэз (костный мозг, селезенка).

Лимфоциты происходят от стволовых клеток костного мозга и дифференцируются в центральных лимфоидных органах: В - лимфоциты — в костном мозге, Т-лимфоциты — в тимусе. Из этих органов они мигрируют по кровеносному руслу в периферическую лимфоидную ткань — лимфатические узлы, селезенку и лимфоидную ткань, ассоциированную с кишечником (пейеровы бляшки, аппендикс, миндалины). Это движение лимфоцитов от центральных органов иммунной системы на периферию является главным миграционным путем. Кроме того, имеется путь рециркуляции. Лимфатические сосуды, дренирующие тело, собирают вне­клеточную жидкость — лимфу — вместе с рассеянными по телу лимфоцитами и переносят ее в лимфатические узлы. Лимфоциты после некоторого времени пребывания в лимфатических узлах собираются в выносящих, эфферентных, лимфатических сосудах. Из них лимфоциты попадают в результате в основной лимфатический сосуд — грудной проток, откуда вновь возвращаются в кровоток через левую подключичную вену

Органы ИС подразделяются на центральные и периферические, а также выделяют забарьерные органы, куда запрещен доступ иммунокомпетентных клеток (ЦНС, семенники, глаза, паренхима тимуса и при беременности – плод) и внутрибарьерные (кожа).

К центральным относятся

а) вилочковая железа (тимус), в ней происходит созревание и дифференцировка Т-лимфоцитов, установлено, что чем дольше функционирует вилочковая железа, тем дольше живет организм

б) красный костный мозг (medulla ossea rubra), осуществляющий продукцию иммунокомпетентных клеток из стволовой полипотентной клетки.

Особенности центральных органов – инволюция с возрастом, лимфоцитопоэз не зависит от антигенных стимулов, удаление органов ведет к значительным дефектам в ИО.

К периферическим органам относятся селезенка, ЛУ (500-600 отдельных ЛУ), миндалины и скопления лимфоидной ткани, локализованной в полых органах ЖКТ (пейеровы бляшки, аппендикс), дыхательной и мочеполовой систем. Кроме того, лимфоидная ткань диффузно расположена в слизистых оболочках внутренних органов (ЖКТ, бронхи).

Периферические органы сохраняются на протяжении всей жизни, лимфоцитопоэз является антигензависимым, удаление вызывает не столь значительные изменения.

Сроки закладки органов ИС: 4-5 неделя эмбриогенеза – костный мозг и тимус, 5-6 ЛУ, селезенка, центры размножения в лимфоидных узелках появляются после рождения.

Костный мозг локализован во внутренней полости трубчатых костей и представляет собой тканевое объединение ретикулярной стромы, плотно упакованных гемопоэтических и лимфоидных клеток, а также разветвленной сети капилляров.

Костный мозг оценивается как первичный орган иммунной системы, поскольку является источником В-клеток для вторичных лимфоидных образований периферии — в основном для селезенки и в меньшей степени для лимфатических узлов.

Развитие клеточных элементов костного мозга начинается от полипотентной стволовой кроветворной клетки (СКК), которая дает начало шести росткам дифференцировки:

мегакариоцитарному, заканчивающемуся образованием тромбоцитов; эритроидному, с формированием безъядерных, переносящих кислород эритроцитов крови; гранулоцитарному, с тремя дополнительными направлениями дифференцировки, приводящими к образованию трех самостоятельных клеточных типов: базофилов, эозинофилов, нейтрофилов; эти клетки принимают непосредственное участие в процессах воспаления и фагоцитоза и являются, таким образом, участниками неспецифической формы защиты от патогенов; моноцитарно-макрофагальному; на территории костного мозга дифференцировка в данном направлении завершается образованием моноцитов, мигрирующих в кровь; окончательные зрелые формы в виде тканевых макрофагов локализуются в различных органах и тканях, где они получили специфические названия: гистиоциты соединительной ткани, звездчатые ретикулоциты печени, макрофаги селезенки, макрофаги лимфатических узлов, перитонеальные макрофаги, плевральные макрофаги, клетки микроглии нервной ткани; Т-клеточному; данный росток дифференцировки на территории костного мозга проходит только самый начальный этап развития — формирование от лимфоидной стволовой клетки предшественника Т-клеток (пре-Т-кл.); основные события процесса созревания различных субпопуляций клоноспецифических Т-клеток разворачиваются в тимусе; В-клеточному; в отличие от Т-клеточного направления развития В-клеточная дифференцировка характеризуется практически полной завершенностью; в связи с этим неслучайно костный мозг относят к центральному органу иммунитета.

Вилочковая железа (thymus) Тимус. Этот лимфо-эпителиальный орган расположен у млекопитающих в грудной полости непосредственно за грудиной над сердцем. При рождении весит 10-15 г, макс к 10-12 годам – 40 г, после 30 лет –6 г.

Тимус состоит из двух основных долей, которые делятся на более мелкие дольки. Орган в целом и отдельные дольки заключены в соединительнотканную капсулу, внутренняя полость которой включает эпителиальную сеть, заполненную лимфоцитами (другое название лимфоцитов тимуса — тимоциты). В каждой дольке ясно выявляются два слоя: кора с плотной упаковкой малых тимоцитов и мозговое вещество (медуллярный слой), где количество тимоцитов снижено.

Особенностью организации тимуса является наличие двух элементарных структурно-гистологических единиц: фолликулов Кларка и телец Гассаля. Корковый слой построен из фолликулов Кларка, как из отдельных "кирпичиков". Плотно упакованные лимфоциты и расположенные среди них макрофаги окружены эпителиальными клетками (клетки-няньки, в цитоплазме которых находятся делящиеся лимфоциты), образуя вместе элементарную структурно-гистологическую единицу. В медуллярной зоне наблюдаются свободные от лимфоцитов округлые скопления эпителиальных клеток, получившие название телец Гассаля, продуцирующих гормон тимуса — тимозин.

Именно в тимусе происходят основные события, связанные с дифференцировкой Т-лимфоцитов на различные субпопуляции. Удивительное свойство органа связано с его способностью к селекции клеток, экспрессирующих Т-клеточный, антигенный рецептор, который распознает собственные антигены гистосовместимости.

Сопоставление количества тимоцитов, покидающих тимус (8,6-106 в сутки), с тем количеством, которое образуется вновь в то же самое время (30-107-47-107), показывает, что из тимуса выходит лишь 3% вновь образованных клеток. Биологический смысл столь расточительного процесса связан с селекцией клонов клеток, способных взаимодействовать с собственными антигенами гистосовместимости.

Гибель клеток в тимусе усиливается при стрессе, гипертермии, рентгеноблучении, длительном голодании, назначении глюкокортикостероидов, АКТГ, больших доз половых гормонов, бактериальных липополисахаридов (пирогенала, продигиозана) и т. д. Это приводит к уменьшению размеров тимуса, инволюции его кортикального слоя. В ответ на гибель клеток усиливается продукция тимозина эпителиальными клетками тимуса, что приводит к активации лимфоцитов в периферических лимфоидных органах.

В вилочковой железе происходит продукция ряда биологически активных факторов:

тимозин, является гормоном тимуса, индуцирует экспрессию Т-клеточ - ных рецепторов, восстанавливает иммунологическую компетентность; тимопоэтин-2 — усиливает экспрессию Т-клеточных антигенов на цито - мембранах клеток костного мозга, увеличивает содержание цАМФ в лим­фоцитах, что является важным, например, в лечении больных аллергией; убикивин — индуцирует экспрессию антигенов на Т - и В-лимфоцитах, лимфоцитов и лейкоцитоз, синтез антител; лимфоцитоз-стимулируюшие факторы, которые индуцируют лимфоцитоз и синтез антител; гомеостатический тимический гормон, являющийся антагонистом АКТГ и синергистом соматотропного гормона; тимический гипокальциемический фактор, вызывающий гипокальцие - мию, сопровождающуюся лимфоцитозом.

Известен ряд видов патологии тимуса: аплазия, гипоплазия, гиперплазия (тимомегалия), различные опухоли — тимомы (лимфоцитарная, эпителиальная, гранулематозная, лимфоэпителиальная), липома, лимфосаркома и др. Врожденное отсутствие тимуса наблюдается при синдроме Ди-Джорджи (отсутствие или малые размеры тимуса, классические признаки Т-клеточной иммунологической недостаточности, гипокальциемические судороги из-за отсутствия паращитовидных желез, пороки развития сердца, крупных сосудов, лицевого скелета).