Иммунная система человека: органы, функции и заболевания. Анатомия иммунной и лимфатической систем Клеточный состав иммунной системы организма

>> анатомия и физиология

Иммунитет (от лат. immunitas – освобождать от чего-либо) – это физиологическая функция, которая обуславливает невосприимчивость организма к чужеродным антигенам. Иммунитет человека делает его невосприимчивым по отношению ко многим бактериям, вирусам, грибкам, глистам, простейшим, различным ядам животных. Кроме того, иммунитет обеспечивает защиту организма от раковых клеток.

Задачей иммунной системы является распознавать и разрушать все чужеродные структуры. При контакте с чужеродной структурой клетки иммунной системы запускают иммунный ответ , который приводит к выведению чужеродного антигена из организма.

Функция иммунитета обеспечивается работой иммунной системы организма, в состав которой входят различные типы органов и клеток. Ниже рассмотрим подробнее строение иммунной системы и основные принципы ее функционирования.

Анатомия иммунной системы
Анатомия иммунной системы чрезвычайно неоднородна. В целом, клетки и гуморальные факторы иммунной системы присутствуют почти во всех органах и тканях организма. Исключение составляют некоторые отделы глаз, яичек у мужчин, щитовидной железы , головного мозга – эти органы ограждены от иммунной системы тканевым барьером, который необходим для их нормального функционирования.

В общем, работа иммунной системы обеспечивается двумя видами факторов: клеточными и гуморальными (то есть жидкостными). Клетки иммунной системы (различные виды лейкоцитов) циркулируют в крови и переходят в ткани, осуществляя постоянный надзор за антигенным составов тканей. Кроме того, в крови циркулирует большое количество разнообразных антител (гуморальные, жидкостные факторы), которые также способны распознавать и уничтожать чужеродные структуры.

В архитектуре иммунной системы различаем центральные и периферические структуры. Центральными органами иммунной системы являются костный мозг и тимус (вилочковая железа). В костном мозге (красный костный мозг) происходит формирование клеток иммунной системы из так называемых стволовых клеток , которые дают начало всем клеткам крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты). Вилочковая железа (тимус) расположена в грудной клетке, сразу позади грудины. Тимус хорошо развит у детей, но с возрастом подвергается инволюции и практически отсутствует у взрослых. В тимусе происходит дифференциация лимфоцитов – специфических клеток иммунной системы. В процессе дифференциации лимфоциты «учатся» распознавать «свои» и «чужие» структуры.

Периферические органы иммунной системы представлены лимфатическими узлами, селезенкой и лимфоидной тканью (такая ткань находится, например, в небных миндалинах, на корне языка, на задней стенке носоглотки, в кишечнике).

Лимфатические узлы представляют собой скопление лимфоидной ткани (на самом деле скопление клеток иммунной системы) окруженные оболочкой. В лимфатический узел входят лимфатические сосуды, по которым течет лимфа. Внутри лимфатического узла лимфа фильтруется и очищается от всех чужеродных структур (вирусы , бактерии , раковые клетки). Сосуды выходящие из лимфатического узла сливаются в общий проток, который впадает в вену.

Селезенка представляет собой не что иное, как большой лимфатический узел. У взрослого человека масса селезенки может достигать нескольких сотен граммов, в зависимости от количества крови, накопленного в органе. Селезенка расположена в брюшной полости слева от желудка. В сутки через селезенку прокачивается большое количество крови, которая, подобно лимфе в лимфатических узлах, подвергается фильтрации и очищению. Также в селезенке запасается определенное количество крови, в котором организм на данный момент не нуждается. Во время физической нагрузки или стресса селезенка сокращается и выбрасывает кровь в кровеносные сосуды, для того чтобы удовлетворить потребность организма в кислороде.

Лимфоидная ткань рассеяна по всему организму в виде маленьких узелков. Основная функция лимфоидной ткани – обеспечение местного иммунитета, поэтому наиболее крупные скопления лимфоидной ткани расположены в области рта, глотки и кишечника (эти зоны организма в изобилии населены разнообразными бактериями).

Кроме того, в различных органах существуют, так называемые, мезенхимальные клетки , которые могут выполнять иммунную функцию. Много таких клеток в коже, печени, почках .

Клетки иммунной системы
Общее название клеток иммунной системы это лейкоциты . Однако семейство лейкоцитов очень неоднородно. Различаем два основных типа лейкоцитов: зернистые и незернистые.

Нейтрофилы – наиболее многочисленные представители лейкоцитов. Эти клетки содержат вытянутое ядро, разделенное на несколько сегментов, поэтому иногда их называют сегментоядерными лейкоцитами. Как и все клетки иммунной системы, нейтрофилы образуются в красном костном мозге и после созревания попадают в кровь. Время циркуляции нейтрофилов в крови не велико. В течение нескольких часов эти клетки проникают через стенки сосудов и переходят в ткани. Пробыв некоторое время в тканях, нейтрофилы могут вновь вернуться в кровь. Нейтрофилы чрезвычайно чувствительны к наличию в организме очага воспаления и способны направленно мигрировать в воспаленные ткани. Попадая в ткани, нейтрофилы меняют свою форму – из круглых превращаются в отростчатые. Основная функция нейтрофилов обезвреживание различных бактерий. Для передвижения в тканях нейтрофил снабжен своеобразными ножками, которые представляют собой выросты цитоплазмы клетки. Придвигаясь к бактерии нейтрофил, окружает ее своими отростками, а затем «заглатывает» и переваривает ее при помощи специальных ферментов. Отмершие нейтрофилы скапливаются в очагах воспаления (например, в ранах) в виде гноя. Количество нейтрофилов крови увеличивается во время различных воспалительных заболеваний бактериальной природы.

Базофилы принимают активное участие в развитии аллергических реакций немедленного типа. Попадая в ткани базофилы, превращаются в тучные клетки, содержащие большое количество гистамина – биологически активного вещества, которое стимулирует развитие аллергии. Благодаря базофилам яды насекомых или животных сразу блокируются в тканях и не распространяются по всему телу. Также базофилы регулируют сворачиваемость крови при помощи гепарина.

Лимфоциты . Существует несколько разновидностей лимфоцитов: B-лимфоциты (читается «Б-лимфоциты»), Т-лимфоциты (читается «Т-лимфоциты»), К-лимфоциты (читается «К-лимфоциты»), NK-лимфоциты (естественные киллеры) и моноциты.

В-лимфоциты распознают чужеродные структуры (антигены) вырабатывая при этом специфические антитела (белковые молекулы, направленные против чужеродных структур).

Т-лимфоциты выполняют функцию регуляции иммунитета. Т-помошники стимулируют выработку антител, а Т-супрессоры тормозят ее.

К-лимфоциты способны разрушать чужеродные структуры, помеченные антителами. Под влиянием этих клеток могут быть разрушены различные бактерии, раковые клетки или клетки инфицированные вирусами.

NK-лимфоциты осуществляют контроль над качеством клеток организма. При этом NK-лимфоциты способны разрушать клетки, которые по своим свойствам отличаются от нормальных клеток, например, раковые клетки.

Моноциты это самые большие клетки крови. Попадая в ткани, они превращаются в макрофагов. Макрофаги это большие клетки, активно разрушающие бактерии. Макрофаги в больших количествах накапливаются в очагах воспаления.

По сравнению с нейтрофилами (см. выше) некоторые виды лимфоцитов более активны в отношении вирусов, чем бактерий, и не разрушаются во время реакции с чужеродным антигеном, поэтому в очагах воспаления вызванного вирусами гной не формируется. Также лимфоциты накапливаются в очагах хронического воспаления.

Популяция лейкоцитов постоянно обновляется. Каждую секунду образуются миллионы новых иммунных клеток. Некоторые клетки иммунной системы живут всего несколько часов, а другие могут сохраняться на протяжении нескольких лет. В этом и заключается суть иммунитета: однажды повстречав антиген (вирус или бактерию), иммунная клетка «запоминает» его и при новой встрече реагирует быстрее, блокируя инфекцию сразу после ее попадания в организм.

Общая масса органов и клеток иммунной системы организма взрослого человека составляет около 1 килограмма . Взаимодействия между клетками иммунной системы чрезвычайно сложны. В целом, согласованная работа различных клеток иммунной системы, обеспечивает надежную защиту организма от различных инфекционных агентов и собственных мутировавших клеток.

Помимо функции защиты иммунные клетки контролируют рост и размножение клеток организма, а также восстановление тканей в очагах воспаления.

Кроме клеток иммунной системы в организме человека существует ряд факторов неспецифической защиты, которые составляют так называемый видовой иммунитет. Эти факторы защиты представлены системой комплимента, лизоцимом, трансферином, С-реактивным белком, интерферонами.

Лизоцим – это специфический фермент, который разрушает стенки бактерий. В больших количествах лизоцим содержится в слюне, чем объясняются ее антибактериальные свойства.

Трансферин – это белок, который конкурирует с бактериями за захват определенных веществ (например, железо), необходимых для их развития. В результате этого рост и размножение бактерий замедляется.

С-реактивный белок активируется подобно комплименту при попадании в кровь чужеродных структур. Присоединение этого белка к бактериям делает их уязвимыми для клеток иммунной системы.

Интерфероны – это сложномолекулярные вещества, которые выделяются клетками в ответ на проникновение в организм вирусов. Благодаря интерферонам клетки становятся невосприимчивыми по отношению к вирусу.

Библиография :

• Хаитов Р.М. Иммуногенетика и иммунология, Ибн Сина, 1991
• Лесков,В.П. Клиническая иммунология для врачей, М., 1997
• Борисов Л.Б. Медицинская Микробиология, вирусология, иммунология, М. : Медицина, 1994

Сайт предоставляет справочную информацию исключительно для ознакомления. Диагностику и лечение заболеваний нужно проходить под наблюдением специалиста. У всех препаратов имеются противопоказания. Консультация специалиста обязательна!

Центральными органами иммун­ной системы являются костный мозг и тимус.

Костный мозг – орган кро­ветворения и центральный орган иммунной системы. Выделяют крас­ный костный мозг, который у взросло­го человека располагается в ячейках губчатого вещества плоских и ко­ротких костей, а также в эпифизах трубчатых костей, и желтый костный мозг, заполняющий полости в диафизах трубчатых костей. В детском возрасте все костномозговые полости заполнены красным костным мозгом. Общая масса костного мозга состав­ляет 2,5 – 3 кг (от 4 до 5% массы тела). Красный костный мозг состоит из миелоидной (кровеобразующей) и лимфоидной ткани. В красном костном мозге находятся также ство­ловые клетки – родоначальники всех видов клеток крови и иммунной системы, обладающие способностью к многократному (до 100 раз) деле­нию.

Тимус располагается позади тела грудины. Он состоит из двух удлиненных асимметричных по вели­чине правой и левой долей. Каждая доля разделена на многочисленные дольки размером от 1 до 10 мм. Пери­ферию долек образует более темное корковое вещество, а центральную часть – более светлое мозговое ве­щество. Строма тимуса образована многоотросчатыми эпителиоретикулоцитами, формирующими сеть, в петлях которой располагаются Т-лимфоциты и их предшественники. Эпителиоретикулоциты вырабатыва­ют биологически активные вещества (тимозин, тимопоэтин), которые ока­зывают влияние на дифференцировку Т-лимфоцитов. В мозговом веществе Эпителиоретикулоциты образуют сло­истые структуры – химические тель­ца (тельца Гассаля). Образование Т-лимфоцитов происходит преимуще­ственно в корковом веществе, откуда они перемещаются в мозговое веще­ство и мигрируют в кровеносное русло.

К периферическим орга­нам иммунной системы отно­сят нёбные, трубные, глоточную и язычную миндалины, которые обра­зуют глоточное лимфоидное кольцо Пирогова - Вальдейера. Миндалины представляют собой скопление лимфоидной ткани, в которой располага­ются небольших размеров структуры (0,2 – 1 мм) с плотно расположенны­ми в них лимфоцитами – лимфоидные узелки.

Нёбная миндалина (парная) – самая крупная. Она расположена с обеих сторон зева. На свободной поверхности миндалин, обращенной в сторону зева и покрытой многослой­ным плоским эпителием, видны мел­кие, точечной величины миндалиновые отверстия миндалиновых крипт. Стенки многочисленных миндалиновых крипт существенно увеличивают площадь поверхности миндалин, со­прикасающейся с проходящей в глот­ку пищей и вдыхаемым воздухом.

Трубная миндалина (парная) представляет собой скопление лимфоидной ткани в слизистой оболочке вокруг глоточного отверстия слухо­вой трубы. Глоточная миндалина (непарная) располагается в слизи­стой оболочке верхней стенки глотки против хоан, сообщающих полость носа с носоглоткой. Язычная минда­лина (непарная) находится в слизи­стой оболочке корня языка.

Вес шесть миндалин окружают вход в глотку из полости рта и из носовой полости. Именно здесь, на поверхности миндалин, происходит первая встреча лимфоцитов с чуже­родными веществами и микроорга­низмами, оказавшимися в проглаты­ваемой пище или во вдыхаемом воздухе.

Одиночные лимфоидные узелки, располагающиеся в слизистой обо­лочке органов пищеварительной, ды­хательной систем и мочевыводящих путей, представляют собой плотные скопления лимфоцитов, образующие структуры шаровидной или яйце­видной формы. Залегая под эпители­ем слизистой оболочки на близком расстоянии друг от друга, лимфо­идные узелки, как сторожевые посты, защищают слизистую оболочку и ор­ганизм в целом от проникновения в нее генетически чужеродных частиц и микроорганизмов. Внутри многих лимфоидных узелков образуются собственные центры размножения. В случае антигенной опасности начи­нается быстрое размножение лимфо­цитов в лимфоидных узелках.

В слизистой оболочке тонкой кишки расположены лимфоидные бляшки, представляющие собой скоп­ления лимфоидных узелков. Лимфо­идные бляшки, как правило, имеют овальную форму и чуть-чуть выступа­ют в просвет кишки. На месте лимфоидных бляшек ворсинки слизи­стой оболочки отсутствуют. Лимфо­идные бляшки в тонкой кишке, где происходит основное всасывание про­дуктов переваривания пищи, препят­ствуют проникновению в кровеносное и лимфатическое русло чужеродных веществ.

Рис. 92. Строение лимфатического узла:

1 – капсула, 2 – капсулярная трабекула, 3 – приносящий лимфатический сосуд, 4 – подкапсулярный (краевой) синус, 5 – корковое вещество, 6 – паракортикальная (тимусзависимая) зона (околокорковое вещество), 7 – лимфоидный узелок, 8 – центр размножения, 9 – вокругузелковый корковый синус, 10 – мозговое вещество (мякотные тяжи), 11 – мозговые синусы, 12 – воротный синус, 13 – выносящий лимфатический сосуд, 14 – ворота, 15 – кровеносные сосуды

Червеобразный отросток – ап­пендикс также является органом иммунной системы. В его стенках имеется огромное количество лимфо­идных узелков (до 550), плотно прилежащих друг к другу. Аппендикс расположен на границе между тон­кой и толстой кишкой, является важным органом в функциях иммун­ной защиты организма.

Лимфатические узлы расположе­ны на путях тока лимфы от органов и тканей к лимфатическим стволам и протокам. В лимфатических узлах задерживаются и уничтожаются чу­жеродные частицы, микробные тела, собственные погибшие клетки, попав­шие в просвет лимфатических сосу­дов в момент всасывания в них тканевой жидкости. Лимфатические узлы располагаются группами, состо­ящими из двух и более узлов.

Каждый лимфатический узел име­ет соединительнотканную капсулу, от которой внутрь узла отходят пучки соединительной ткани – трабекулы (рис. 92).

В паренхиме лимфатиче­ского узла выделяют корковое и моз­говое вещество. Корковое вещество занимает периферические отделы уз­ла. В корковом веществе расположе­ны лимфоидные узелки.

В центральных отделах лимфати­ческого узла находится мозговое вещество. Паренхима мозгового ве­щества представлена тяжами лимфоидной ткани – мякотными тяжами, которые простираются от внутренних отделов коркового вещества до ворот лимфатического узла. Пограничная с мозговым веществом часть корково­го вещества получила название паракортикальной или тимусзависимой зоны.

Под капсулой лимфатического узла, а также вдоль соединительнотканных трабекул и мякотных тяжей лежат узкие щели – лимфати­ческие синусы, внутри которых нахо­дятся мелкоячеистые сети, образо­ванные ретикулярными волокнами. По этим синусам течет лимфа от приносящих сосудов к выносящим лимфатическим сосудам. Во время тока лимфы по синусам сквозь сети из ретикулярных волокон задержива­ются погибшие клетки, микробные тела и другие чужеродные вещества, присутствующие в лимфе. Все эти чужеродные вещества распознаются и уничтожаются лимфоцитами, про­никающими внутрь синусов из лимфоидной паренхимы.

Таким образом, лимфатические узлы задерживают любые чужерод­ные частицы, которые попали в орга­низм, и препятствуют их проникнове­нию из органов и тканей в ток крови.

Селезенка располагается в брюш­ной полости в левом подреберье. Это единственный орган, контролирую­щий состав крови. Масса селезенки составляет 150 – 200 г. Снаружи она имеет соединительнотканную капсу­лу, от которой внутрь органа отходят трабекулы. Между трабекулами на­ходится мякоть селезенки, ее пульпа. Выделяют белую и красную пульпы, в которых разветвляются артериаль­ные сосуды – пульпарные артерии. Белая пульпа представлена типичной лимфоидной тканью, включает распо­ложенные вокруг пульпарных арте­рий периартериальные лимфоидные муфты, лимфоидные узелки и эллип­соиды, окружающие кровеносные ка­пилляры. Красная пульпа, занимаю­щая до 78% всего объема селезенки, состоит из ретикулярной стромы, в петлях которой находятся лимфо­циты, лейкоциты, макрофаги, погиб­шие эритроциты и другие клетки.

Образованные этими клетками тяжи располагаются между селе­зеночными венозными синусами. Протекающая по пульпарным арте­риям кровь контролируется лимфоидными клетками периартериальных лимфоидных муфт, эллипсоидов и лимфоидных узелков. Распознанные чужеродные элементы в синусах селезенки захватываются макрофа­гами, которые переносят их в крас­ную пульпу. Здесь они уничтожа­ются. Продукты уничтожения чуже­родных веществ поступают по во­ротной вене с кровью в печень, где они утилизируются.

Похожая информация.

Основная функция иммунной системы - контроль за качественным постоянством генетически продетерминированного клеточного и гуморального состава организма.

Иммунная система обеспечивает:

Защиту организма от внедрения чужеродных клеток и от возникших в организме модифицированных клеток (например, злокачественных);

Уничтожение старых, дефектных и поврежденных собственных клеток, а также клеточных элементов, не характерных для данной фазы развития организма;

Нейтрализацию с последующей элиминацией всех генетически чужеродных для данного организма высокомолекулярных веществ биологического происхождения (белков, полисахаридов, липополисахаридов и т.д.).

В иммунной системе выделяют центральные (тимус и костный мозг) и периферические (селезенка, лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани) органы, в которых осуществляется дифференцировка лимфоцитов в зрелые формы и происходит иммунный ответ.

Функционирующей основой иммунной системы является сложный комплекс иммунокомпетентных клеток (Т-, В-лимфоциты, макрофаги).

Т-лимфоциты происходят из полипотентных костномозговых клеток. Дифференциация стволовых клеток в Т-лимфоциты индуцируется в тимусе под влиянием тимозина, тимостимулина, тимопоэтинов и других гормонов, которые продуцируются звездчатыми эпителиальными клетками или тельцами Гассаля. По мере созревания у пре-Т-лимфоцитов (претимических лимфоцитов) происходит приобретение антигенных маркеров. Заканчивается дифференциация появлением у зрелых Т-лимфоцитов специфического рецепторного аппарата распознавания антигенов. Образовавшиеся Т-лимфоциты через лимфу и кровь колонизируют тимусзависимые паракортикальные зоны лимфатических узлов или соответствующие зоны лимфоидных фолликулов селезенки.

По функциональным свойствам популяция Т-лимфоцитов разнородна. В соответствии с международной классификацией основные антигенные маркеры лимфоцитов обозначены как кластеры дифференцировки или CD (от англ. cluster differentiation). Соответствующие наборы моноклональных антител позволяют выявлять лимфоциты, несущие конкретные антигены. Зрелые Т-лимфоциты обозначаются маркером CD3+, являющимся частью Т-клеточного рецепторного комплекса. По функциям среди Т-лимфоцитов различают супрессорные/цитотоксические клетки CD8+, Т-лимфоциты индукторы/хелперы CD4+, CD16+ - естественные киллеры.

Особенность Т-клеточного рецептора – способность распознавать чужеродный антиген только в комплексе с собственными клеточными антигенами на поверхности вспомогательных антиген-представляющих клеток (дендритных или макрофагов). В отличие от В-лимфоцитов, способных распознавать антигены в растворе и связывать белковые, полисахаридные и липопротеидные растворимые антигены, Т-лимфоциты способны распознать только короткие пептидные фрагменты белковых антигенов, представленные на мембране других клеток в комплексе с собственными антигенами главного комплекса гистосовместимости MHC (от английского Major Histocompatibility Complex).

CD4+ Т-лимфоциты способны распознавать антигенные детерминанты в комплексе с MHC молекулами II класса. Они выполняют посредническую сигнальную функцию, передавая информацию об антигенах иммунокомпетентным клеткам. В гуморальном иммунном ответе Т-хелперы реагируют с несущей частью тимусзависимого антигена, индуцируя превращение В-лимфоцитов в плазмоциты. В присутствии Т-хелперов синтез антител усиливается на один-два порядка. Т-хелперы индуцируют образование цитотоксических/супрессорных Т-лимфоцитов. Т-хелперы - долгоживущие лимфоциты, чувствительны к циклофосфамиду, содержат рецепторы к митогенам. После распознавания антигена CD4+ лимфоциты могут дифференцироваться в различных направлениях с формированием Т-хелперов 1-го, 2-го и 3-го типов.

CD8+ Т-лимфоциты являются регуляторами антителообразования и других иммунных процессов, участвуют в формировании иммунологической толерантности; их цитотоксическая функция состоит в способности разрушать инфицированные и злокачественно перерожденные клетки. Эти клетки способны распознавать широкий спектр антигенных детерминант, что можно объяснить низким порогом активации их рецепторного аппарата или наличием нескольких специфических рецепторов. Как и все другие субпопуляции тимоцитов, CD8+ содержат рецепторы к митогенам. Очень чувствительны к ионизирующей радиации и имеют короткий период жизни.

Естественные киллеры распознают антигенные детерминанты в комплексе с МНС молекулами II класса, являются долгоживущими клетками, устойчивы к циклофосфамиду, очень чувствительны к радиации, имеют рецепторы к Fc-фрагменту антител.

Клеточная стенка В-лимфоцитов в своем составе имеет рецепторы CD19, 20, 21, 22. В-клетки происходят от стволовых клеток. Созревают они поэтапно - первоначально в костном мозге, затем в селезенке. На самой ранней стадии созревания на цитоплазматической мембране В-клеток экспрессируются иммуноглобулины класса М, несколько позже - в комплексе с ними появляются иммуноглобулины G или А, а к моменту рождения, когда происходит полное созревание В-лимфоцитов - иммуноглобулины D. Возможно, у зрелых В-лимфоцитов на цитоплазматической мембране присутствуют сразу три иммуноглобулина - М, G, D или М, А, D. Эти рецепторные иммуноглобулины не секретируются, но могут слущиваться с мембраны.

Так как большинство антигенов тимусзависимые, то для трансформации незрелых В-лимфоцитов в антителопродуцирующие обычно недостаточно одного антигенного стимула. При попадании таких антигенов в организм В-лимфоциты дифференцируются в плазмоциты с помощью Т-хелперов при участии макрофагов и стромальных ретикулярных отростчатых клеток. При этом хелперы выделяют цитокины (ИЛ-2) - гуморальные эффекторы, которые и активируют пролиферацию В-лимфоцитов. Независимо от природы и силы антигена, который вызвал трансформацию В-лимфоцитов, образующиеся плазмоциты продуцируют антитела, специфичность которых аналогична рецепторным иммуноглобулинам. Таким образом, антигенный стимул надо рассматривать как пусковой сигнал для выработки генетически запрограммированного синтеза антител.

Макрофаги - основной тип клеток моноцитарной системы лимфоцитов. Они представляют собой гетерогенные по функциональной активности долгоживущие клетки с хорошо развитой цитоплазмой и лизосомальным аппаратом. На их поверхности имеются специфические рецепторы к В- и Т-лимфоцитам, Fc-фрагменту иммуноглобулина G, С3b-компоненту комплемента, цитокинам, гистамину. Различают подвижные и фиксированные макрофаги. Те и другие дифференцируются из стволовой кроветворной клетки через стадии монобласта, промоноцита, превращаясь в подвижные моноциты крови и фиксированные (альвеолярные макрофаги дыхательных путей, купферовские клетки печени, париетальные макрофаги брюшины, макрофаги селезенки, лимфатических узлов).

Значение макрофагов как антигенпрезентирующих клеток состоит в том, что они накапливают и подвергают переработке проникающие в организм тимусзависимые антигены и презентируют (представляют) их в трансформированном виде для распознавания тимоцитами, вслед за чем стимулируется пролиферация и дифференциация В-лимфоцитов в антителопродуцирующие плазмоциты. При определенных условиях макрофаги проявляют цитотоксическое действие на опухолевые клетки. Они также секретируют интерферон, ИЛ-1, ФНО-альфа, лизоцим, различные компоненты комплемента, факторы, дифференцирующие стволовые клетки в гранулоциты, стимулирующие размножение и созревание Т-лимфоцитов.

Антитела - это особый вид белков, называемых иммуноглобулинами (Ig), которые вырабатываются под влиянием антигенов и обладают способностью специфически связываться с ними. При этом антитела могут нейтрализовать токсины бактерий и вирусы (антитоксины и вируснейтрализующие антитела), осаждать растворимые антигены (преципитины), склеивать корпускулярные антигены (агглютинины), повышать фагоцитарную активность лейкоцитов (опсонины), связывать антигены, не вызывая каких-либо видимых реакций (блокирующие антитела), совместно с комплементом лизировать бактерии и другие клетки, например, эритроциты (лизины).

На основании различий в молекулярной массе, химических свойствах и биологической функции выделяют пять основных классов иммуноглобулинов: IgG, IgM, IgA, IgE и IgD.

Цельная молекула иммуноглобулина (или его мономера у IgA и IgM) состоит из трех фрагментов: двух Fab-фрагментов, каждый из которых включает вариабельный участок тяжелой цепи и связанную с ним легкую цепь (на концах Fab-фрагментов находятся гипервариабельные участки, формирующие активные центры связывания антигенов), и одного Fc-фрагмента, состоящего из двух константных участков тяжелых цепей.

Иммуноглобулины класса G составляют около 75% всех иммуноглобулинов сыворотки крови человека. Молекулярная масса IgG минимальна - 150 000 Да, что обеспечивает ему возможность проникновения через плаценту от матери к плоду, с чем и связано развитие трансплацентарного иммунитета, защищающего организм ребенка от многих инфекций в первые 6 месяцев жизни. Молекулы IgG - наиболее долгоживущие из всех (период полураспада в организме составляет 23 дня). Антитела этого класса особенно активны против грамотрицательных бактерий, токсинов и вирусов.

IgM - эволюционно самый старый класс иммуноглобулинов. Содержание его в сыворотке крови составляет 5-10% от общего количества иммуноглобулинов. IgM синтезируется при первичном иммунном ответе: в начале ответа появляются антитела класса М, и лишь через 5 сут начинается синтез антител класса IgG. Молекулярная масса сывороточного IgM 900 000 Да.

IgA, составляющий 10-15% от всех иммуноглобулинов сыворотки крови, является обычно преобладающим иммуноглобулином секретов (слизистых выделений дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, слюны, слез, молозива и молока). Секреторный компонент IgA образуется в эпителиальных клетках и выходит на их поверхность, где присутствует в качестве рецептора. IgA, выходя из кровотока через капиллярные петли и проникая через эпителиальный слой, соединяется с секреторным компонентом. Образовавшийся секреторный IgA остается на поверхности эпителиальной клетки или сползает в слой слизи над эпителием. Здесь он осуществляет свою основную эффекторную функцию, состоящую в агрегации микробов и сорбции этих агрегатов на поверхности эпителиальных клеток с одновременным угнетением размножения микробов, чему способствует лизоцим и, в меньшей степени, комплемент. Молекулярная масса IgA около 400 000 Да.

IgE является минорным классом иммуноглобулинов: его содержание составляет всего около 0,2% от всех сывороточных иммуноглобулинов. Молекулярная масса IgE около 200 000 Да. IgE накапливается преимущественно в тканях слизистых и кожных оболочек, где сорбируется за счет Fc-рецепторов на поверхности тучных клеток, базофилов и эозинофилов. В результате присоединения специфического антигена происходит дегрануляция этих клеток и выброс биологически активных веществ.

IgD также представляет минорный класс иммуноглобулинов. Его молекулярная масса 180 000 Да. Отличается он от IgG только в тонких деталях структуры молекулы.

Ведущую роль в регуляции антигенпредставления, активности иммуноцитов и воспаления играют цитокины – универсальные медиаторы межклеточного взаимодействия. Они могут непосредственно вырабатываться в ЦНС и имеют рецепторы на клетках нервной системы.

Цитокины делятся на две большие группы – провоспалительные и противовоспалительные. К провоспалительным относятся ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12, ФНО-альфа, к противовоспалительным – ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13 и ТРФ-бета.

Основные эффекты цитокинов и их продуценты.

(И.С.Фрейндлин, 1998, с изменениями)

К цитокинам относятся и интерфероны, обладающие множеством биологических активностей, проявляющихся в противовирусном, противоопухолевом и иммуностимулирующем действии. Они блокируют внутриклеточную репликацию вируса, подавляют клеточное деление, стимулируют активность естественных киллеров, повышают фагоцитарную активность макрофагов, активность поверхностных антигенов гистосовместимости и в то же время тормозят созревание моноцитов в макрофаги.

Интерферон-альфа (ИФН-альфа) продуцируется макрофагами и лейкоцитами в ответ на вирусы, клетки, инфицированные вирусом, злокачественные клетки и митогены.

Интерферон-бета (ИФН-бета) синтезируется фибробластами и эпителиальными клетками под действием вирусных антигенов и самого вируса.

Интерферон-гамма (ИФН-гамма) продуцируется активированными Т-лимфоцитами в результате действия индукторов (Т-клеточные митогены, антигены). Для продукции ИФН-гамма требуются акцессорные клетки – макрофаги, моноциты, дендритные клетки.

Основные эффекты интерферонов.

Каждый тип клеток характеризуется наличием на их мембране основных форм адгезивных молекул. Так, иммунные клетки идентифицируются по их рецепторам (например, CD4, CD8 и т.д.). Под воздействием различных стимулов (цитокиновая стимуляция, токсины, гипоксия, термические и механические воздействия и т.п.) клетки способны увеличивать плотность некоторых рецепторов (например, ICAM-1, VFC-1, CD44), а также экспрессировать новые типы рецепторов. В зависимости от функциональной активности клетки периодически изменяют вид и плотность поверхностных молекул. Эти феномены наиболее выражены у иммунокомпетентных клеток.

Наиболее активно изучена роль межклеточной молекулы адгезии-1 (ICAM-1), которая экспрессируется на эндотелии сосудов мозга. Эта молекула играет основную роль в адгезии активированных лимфоцитов крови к эндотелию и в их последующем проникновении в ткань мозга. Воспалительные цитокины способны стимулировать экспрессию гена ICAM-1 и синтез этой молекулы в астроцитах.

Выделяют две основные формы специфического иммунного ответа – клеточный и гуморальный.

Клеточный иммунный ответ подразумевает накопление в организме клона Т-лимфоцитов, несущих специфические для данного антигена антиген-распознающие рецепторы и ответственных за клеточные реакции иммунного воспаления – гиперчувствительности замедленного типа, в которых кроме Т-лимфоцитов участвуют макрофаги.

Гуморальный иммунный ответ подразумевает продукцию специфических антител в ответ на воздействие чужеродного антигена. Основную роль в реализации гуморального ответа играют В-лимфоциты, дифференцирующиеся под влиянием антигенного стимула в антителопродуценты. Как правило, В-лимфоциты нуждаются в помощи Т-хелперов и антиген-презентирующих клеток.

Особой формой специфического иммунного ответа на контакт иммунной системы с чужеродным антигеном является формирование иммунологической памяти, которая проявляется в способности организма отвечать на повторную встречу с тем же антигеном так называемым вторичным иммунным ответом – более быстрым и сильным. Эта форма иммунного ответа связана с накоплением клона долгоживущих клеток памяти, способных распознать антиген и ответить ускоренно и усиленно на повторный контакт с ним.

Альтернативной формой специфического иммунного ответа является формирование иммунологической толерантности – неотвечаемости на собственные антигены организма (аутоантигены). Она приобретается в период внутриутробного развития, когда функционально незрелые лимфоциты, потенциально способные разпознать собственные антигены, в тимусе вступают в контакт с этими антигенами, что приводит к их гибели или инактивации. Поэтому на более поздних стадиях развития иммунный ответ на антигены собственного организма отсутствует.

Взаимодействие нервной и иммунной систем.

Для двух основных регулирующих систем организма характерно наличие общих черт организации. Нервная система обеспечивает поступление и переработку сенсорных сигналов, иммунная - генетически чужеродной информации. В этой ситуации иммунный антигенный гомеостаз является компонентом в системе поддержания гомеостаза целостного организма. Поддержание гомеостаза нервной и иммунной системами осуществляется сопоставимым количеством клеточных элементов (1012 - 1013), а интеграция регулирующих систем в нервной системе осуществляется наличием отростков нейронов, развитого рецепторного аппарата, с помощью нейромедиаторов, в иммунной - наличием высокомобильных клеточных элементов и системы иммуноцитокинов. Подобная организация нервной и иммунной систем позволяет им получать, перерабатывать и сохранять полученную информацию (Петров Р.В., 1987; Адо А.Д. и др., 1993; Корнева Е.А. и др., 1993; Абрамов В.В., 1995). Поиск возможностей воздействия на течение иммунологических процессов через центральные регулирующие структуры нервной системы основывается на фундаментальных законах физиологии и достижениях иммунологии. Обе системы - нервная и иммунная - играют важную роль в поддержании гомеостаза. Последнее двадцатилетие отмечено обнаружением тонких молекулярных механизмов функционирования нервной и иммунной систем. Иерархическая организация регулирующих систем, наличие гуморальных механизмов взаимодействия клеточных популяций, точками приложения которых являются все ткани и органы, предполагают возможность обнаружения аналогий в функционировании нервной и иммунной систем (Ашмарин И.П., 1980; Лозовой В.П., Шергин С.М., 1981.; Абрамов В.В., 1995-1996; Jerne N.K., 1966; Cunningham A.J., 1981; Golub E.S., 1982; Aarli J.A., 1983; Jankovic B.D. et al., 1986, 1991; Fabry Z. et al., 1994).

В нервной системе полученная информация закодирована в последовательности электрических импульсов и архитектонике взаимодействия нейронов, в иммунной - в стереохимической конфигурации молекул и рецепторов, в сетевых динамических взаимодействиях лимфоцитов (Лозовой В.П., Шергин С.Н., 1981).

В последние годы получены данные о наличие общего рецепторного аппарата в иммунной системе к нейромедиаторам и в нервной системе к эндогенным иммуномодуляторам. Нейроны и иммуноциты снабжены одинаковыми рецепторными аппаратами, т.е. эти клетки реагируют на сходные лиганды.

Особое внимание исследователей привлекает участие медиаторов иммунитета в нейроиммунном взаимодействии. Считается, что помимо выполнения своих специфических функций внутри иммунной системы, медиаторы иммунитета могут осуществлять и межсистемные связи. Об этом говорит наличие рецепторов к иммуноцитокинам в нервной системе. Наибольшее количество исследований посвящено участию ИЛ-1, который не только является ключевым элементом иммунорегуляции на уровне иммунокомпетентных клеток, но и играет существенную роль в регуляции функции ЦНС.

Цитокин ИЛ-2 также оказывает множество различных эффектов на иммунную и нервную систему, опосредуемых путем аффинного связывания с соответствующими рецепторами клеточной поверхности. Тропность множества клеток к ИЛ-2 обеспечивают ему центральное место в формировании как клеточного, так и гуморального иммунного ответа. Активирующее влияние ИЛ-2 на лимфоциты и макрофаги проявляется в усилении антителозависимой цитотоксичности этих клеток с параллельной стимуляцией секреции ФНО-альфа. ИЛ-2 индуцирует пролиферацию и дифференцировку олигодендроцитов, влияет на реактивность нейронов гипоталамуса, повышает уровень АКТГ и кортизола в крови. Клетками-мишенями для действия ИЛ-2 служат Т-лимфоциты, В-лимфоциты, NК-клетки и макрофаги. Помимо стимуляции пролиферации, ИЛ-2 вызывает функциональную активацию этих клеточных типов и секрецию ими других цитокинов. Изучение влияния ИЛ-2 на NК-клетки показало, что он способен стимулировать их пролиферацию с сохранением функциональной активности, увеличивать продукцию NК-клетками ИНФ-гамма и дозозависимо усиливать NK-опосредованный цитолизис.

Существуют данные о продукции клетками центральной нервной системы (микроглией и астроцитами) таких цитокинов, как ИЛ-1, ИЛ-6 и ФНО-альфа. Продукция ФНО-альфа непосредственно в ткани мозга специфична для типичного нейроиммунологического заболевания - рассеянного склероза (РС). Повышение продукции ФНО-альфа в культуре изолированных ЛПС-стимулированных моноцитов/макрофагов наиболее отчетливо выявляется у больных с активным течением заболевания.

Установлена возможность участия в продукции интерферонов клеток мозга, в частности нейроглии или эпендимы, а также лимфоидных элементов сосудистых сплетений.

В процессе формирования иммунного ответа включаются нервные окончания в соответствующих лимфоидных органах. Инициирующие сигналы могут передаваться от иммунной системы в нервную гуморальным путем, в том числе, когда продуцируемые иммунокомпетентными клетками цитокины непосредственно проникают в нервную ткань и изменяют функциональное состояние определенных структур и описано проникновение через неповрежденный ГЭБ самих иммунокомпетентных клеток с последующей модуляцией функционального состояния нервных структур.

Иммунная система представляет собой совокупность всех лимфоидных органов и скоплений лимфоидных клеток тела, объединенных морфологически и функционально: лимфатические узлы, миндалины, селезенка, лимфоидные образования кожи и кишечника (аппендикс, пейеровы бляшки), лимфоциты костного мозга и крови. Все вместе они составляют единый «диффузный орган», объединенный общей функцией. Масса этого органа составляет 1% массы тела. Все клетки, осуществляющие иммунные реакции, называются имму- ноцитами. Они составляют 25-30% общего количества клеток крови у взрослых.

Различают центральные и периферические органы иммунной системы. Центральным органом иммунопоэза является костный мозг. Здесь на первоначальных стадиях дифференцировки из полипо- тентных стволовых клеток образуются лимфоидные стволовые клетки, из которых впоследствии возникают две клеточные популяции: Т-лимфоциты и В-лимфоциты. Тимус регулирует главным образом работу системы клеточного иммунитета (Т-системы). И в тимусе, и вне его Т-лимфоциты подвергаются регулирующему влиянию ви- лочковой железы.

Периферические органы иммунной системы представлены лимфоидными образованиями селезенки, лимфатических узлов кожи и другими образованиями (рис. 5.1).

Центральные органы иммунитета. Главным органом является костный мозг. Это поставщик самоподдерживающейся популяции поли- потентных стволовых клеток для всех ростков кроветворения, из которых развиваются лимфоциты, моноциты, гранулоциты, эритроциты, тромбоциты, макрофаги тканей. Подавляющее большинство костномозговых лимфоцитов - это В-лимфоциты, они могут выполнять функции предшественников плазматических клеток, т.е. антитело- продуцентов.

Рис. 5.1.

• 1 - кроветворный костный мозг; 2 - тимус; 3 - неинкапсулированная лимфоидная ткань слизистых оболочек; 4 - лимфатические узлы; 5 - сосуды лимфодренажа покровных тканей (афферентные лимфатические сосуды); 6 - грудной лимфатический проток (впадает в системную циркуляцию - кровь - через верхнюю полую вену);
• 7 - селезенка; 8 - печень; 9 - внутриэпителиальные лимфоциты

Лимфоидная стволовая клетка генерирует два типа клеток-пред- шественников Т- иВ-лимфоцитов, из которых и развиваются обе популяции лимфоцитов. Предшественники Т-лимфоцитов проходят через тимус, затем мигрируют в периферические лимфоидные органы, где под влиянием вилочковой железы достигают окончательной степени зрелости, превращаясь в сенсибилизированные лимфоциты.

Другая часть лимфоцитов созревает в аналоге фабрициевой сумки, превращаясь в В-лимфоциты, ответственные за синтез иммуноглобулинов.

Тимус (вилочковая железа) - центральный орган Т-системы иммунитета. Тимус отвечает за различные проявления клеточного иммунитета, осуществляемого не антителами, а лимфоцитами (противодействие патогенным грибам, вирусам, отторжение опухолей, чужеродных тканей, например, пересаженных органов). Предполагают, что часть тимопитов, находясь в вилочковой железе, взаимодействует с некоторыми тимусными эпителиальными клетками, избирательно экспрессирующими антигены II класса главного комплекса гистосовместимости, в результате чего «выживающие» Т-лимфоциты приобретают способность узнавать «свои» маркеры. Установлено, что в тимусе происходят элиминация клеток, способных реагировать против собственных антигенов (Т-клеточная толерантность), а также отбор Т-клеток, способных к одновременному распознаванию продуктов собственных МНС-генов вместе с чужеродными антигенами. Установлено, что сами тимоциты отличаются относительно низкой иммунологической активностью. Гормоны вилочковой железы индуцируют процессы созревания Т-лимфоцитов из Т-клеток-предшественников, способствуют превращению незрелых лимфоидных клеток и часто 0-лимфоцитов в Т-клетки; активируют или депрессируют клетки, генетически запрограммированные для дифференцировки в Т-лимфоциты.

Периферические органы иммунитета. Лимфатические узлы. Основная структурная единица лимфатического узла - лимфатический фолликул. Лимфатические узлы, как и тимус, содержат корковое и мозговое вещество. В корковом веществе находятся фолликулы, содержащие лимфоциты, макрофаги, плазмоциты, делящиеся клетки. В мозговом веществе фолликулов значительно меньше.

Лимфатические узлы выполняют целый ряд функций: это место образования лимфоцитов, здесь осуществляется синтез антител, происходит задержка различных чужеродных частиц и опухолевых клеток, а главное - здесь синтезируется значительное количество антител.

Селезенка. Построена аналогично тимусу и лимфатическим узлам. Основной структурный элемент - селезеночная долька. Лимфоидная ткань селезенки - белая пульпа, в ней есть тимуснезависимые и ти- мусзависимые зоны. В результате антигенной стимуляции в тимусза- висимых зонах образуются лимфобласты, а в тимуснезависимых происходит пролиферация лимфоцитов и образование плазматических клеток.

Лимфоидная ткань селезенки играет важную роль в резистентности организма к инфекциям и поддержании гомеостаза, так как в ней могут синтезироваться антитела.

Миндалины глоточного кольца. Находясь в начале дыхательного и пищеварительного трактов, они первыми соприкасаются со всевозможными антигенами, поступающими с пищей, водой и воздухом.

Ткань миндалин содержит Т- и В-лимфоциты. Благодаря значительной поверхности миндалин, макрофаги интенсивно взаимодействуют с антигенами, и через кровь и лимфу «информация» поступает в центральные органы иммунной системы. На поверхности миндалин кроме Т- и В-лимфопитов находятся иммуноглобулины различных классов, макрофаги, лизоцим, интерфероны, простагландины. Все это способствует осуществлению миндалинами местной защитной функции.

Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками. Данная лимфоидная ткань сокращенно обозначается как MALT (mucosal association lymphoid tissue). MALT является субэпителиальным скоплением лимфоидной ткани, не ограниченной соединительнотканной капсулой и расположенной в слизистой оболочке различных органов и систем (дыхательная, пищеварительная, мочевыделительная). В зависимости от этого выделяют BALT (bronchial associated lymphoid tissue), GALT(gastrointestinal associated lymphoid tissue) и другие подразделения системы MALT. Наиболее изучены ткани GALT-системы. Подавляющее большинство (95%) неагрегиро- ванных лимфоидных клеток диффузно расположены между эпителиальными клетками в слизистой оболочке пищеварительного тракта, причем в эпителиальном слое преобладают Т-цитотоксические лимфоциты, а в собственной пластинке - Т-хелперы. Плазматические клетки имеют тенденцию к скоплению в собственной пластинке слизистой оболочки. Примерно 85% их продуцирует иммуноглобулины А, 6-7% - иммуноглобулины М, 3-4% - иммуноглобулины G и менее 1 % - иммуноглобулины D и иммуноглобулины Е. В этом выражается основная роль лимфоидных образований слизистых оболочек - продукция димерного, секреторного иммуноглобулина A (SIgA).

Кровь относится также к периферическим органам иммунной системы. В ней циркулируют различные популяции лимфоцитов, моноциты, нейтрофилы.

Перечисленные органы, расположенные в различных частях тела, представляют собой единый диффузный орган и связаны между собой в цельную систему иммунитета сетью кровеносных и лимфатических сосудов с помощью медиаторов иммунитета, а также нервной и эндокринной систем.