ЛЕКЦИЯ I . Часть 1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ИММУНОЛОГИИ. ИММУНОЛОГИЯ КАК НАУКА

Н.В. БОГАЧЕВА

 

СБОРНИК ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

СПЕЦГЛАВЫ ИММУНОЛОГИИ

УЧЕБНИК

 

 

Киров

2013

 

УДК хх.ххх.хх

ББК хх.хх

И хх

 

Рекомендовано к изданию методическим советом

биологический факультета ФГБОУ ВПО «ВятГУ»

 

Допущено методическим советом кафедры микробиологии ФГБОУ ВПО «ВятГУ» в качестве учебника для бакалавров, для студентов направления 020400 «Биология», всех профилей подготовки всех форм обучения

 

Рецензент

доктор медицинских наук,

профессор ФГБОУ ВПО «ВятГУ» В.Ю.Охапкина

 

Богачева, Н.В.

И	Сборник лекций по дисциплине «Спецглавы иммунологии»: учебное издание для студентов направления 020400 «Биология», всех профилей подготовки всех форм обучения / Н.В. Богачева. – Киров: ПРИП ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2013. – 105 с.

 

Учебник содержит систематизированное изложение учебной дисциплины «Иммунохимия и медицинская микробиология» в удобной для изучения и преподавания форме. Учебное издание составлено в соответствии с программой обучения и включает в себя лекционный материал по данной дисциплине. Учебник предназначен для лучшего усвоения студентами пройденного материала.

 

УДК хх. ххх. ххх.

ББК хх.хх.

Редактор …………………..

 

© Богачева. Н.В., 2013

© ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

	СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ	4
ЛЕКЦИЯ I Часть 1	ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ИММУНОЛОГИИ. ИММУНОЛОГИЯ КАК НАУКА………………………….	5
ЛЕКЦИЯ I Часть 2	ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ ММУНИТЕТА. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИММУНИТЕТ. ОСНОВНЫЕ ОРГАНЫ ИММУНОЙ СИСТЕМЫ	15
ЛЕКЦИЯ II	АНТИГЕНЫ. ГЛАВНЫЙ КОМПЛЕКС ГИСТОСОВМЕСИМОСТИ………………………………...	27
ЛЕКЦИЯ III	ИММУНОГЛОБУЛИНЫ: СТРУКТУРА, ФУНКЦИЯ, ГЕНТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ……………………………...	34
ЛЕКЦИЯ IV	Т- и В-ЛИМФОЦИТЫ. РЕЦЕПТОРЫ СУБПОПУЛЯЦИЙ. КООПЕРАЦИЯ КЛЕТОК В ИММУННОМ ОТВЕТЕ…………………………………….	41
ЛЕКЦИЯ V Часть 1	ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПРОТИВОИНФЕКЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ.	50
ЛЕКЦИЯ V Часть 2	ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ. ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ТОЛЕРАНТНОСТЬ	62
ЛЕКЦИЯ VI	ТРАНСПЛАНТАЦИОННЫЙ ИММУНИТЕТ. ИММУНИТЕТ К ОПУХОЛЯМ	66
ЛЕКЦИЯ VII Часть 1	ИММУНОДЕФИЦИТЫ. ИММУННЫЙ СТАТУС МАКРООРГАНИЗМА И МЕТОДЫ ЕГО ОЦЕНКИ.	79
ЛЕКЦИЯ VII Часть 2	ИММУНОПРОФИЛАКТИКА И ИММУНОТЕРАПИЯ	87

 

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АПК – антиген презентующая клетка

ВИЧ – вирус иммунодефицита человека

ГЗТ – гиперчувствительность замедленного типа

ИЛ – интерлейкин

ИФА – иммуноферментный анализ

ЛПС – липополисахарид

МкАТ – моноклональные антитела

МЛ – митоген лаконоса

РБТЛ – реакция бласттрансформации

РНГА – реакция непрямой гемагглютинации

РТМЛ – реакция торможения миграции лейкоцитов

ФГА – фитогемагглютинин

ФНО – фактор некроза опухоли

CD – claster differentiation – кластер дифференцировки

DAF – decay accelerating factor – фактор, усиливающий расщепление

HLA – human leukocyte antigens – антигены, расположенные на лейкоцитах человека

ICAM – Inter-Cellular Adhesion Molecule – молекула межклеточной адгезии

INF – интерферон

MCP – membrane cofactor proteolysis – мембранный кофактор протеолиза

МНС – major histocompatibility complex – главный комплекс гистосовместимости

NK – натуральный киллер

TLR – толл-подобный рецептор

VCAM – Vesicular Cellular Adhesion Molecule – сосудистая клеточная адгезивная молекула

ЛЕКЦИЯ I. Часть 1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ИММУНОЛОГИИ. ИММУНОЛОГИЯ КАК НАУКА

План лекции

1 История иммунологии

1.1 2000 г. до н.э. – XVII в. Первые описания оспы. Первые опыты, теории

1.2 История изучения способов защиты организма человека от инфекции. Прививки от оспы

1.3 XVIII-IX вв. Начало истории современной иммунологии. Вакцинация. Прививки от бешенства, сибирской язвы, куриной холеры

1.4 XX в. Иммуноглобулины. Гуморальная теория иммунитета

1.5 Дальнейшие открытия в иммунологии: исследования по открытию групп крови и резус фактора, системы МНС, структуры иммуноглобулинов

1.6 История открытия цитокинов и роли лимфоцитов в иммунном ответе

2 Определение иммунологии и иммунной системы организма

3 Основные разделы иммунологии

4 Взаимосвязь иммунологии с другими науками

 

История иммунологии

Г. до н.э. – XVII в. Первые описания оспы. Первые опыты, теории

Всякая биологическая наука имеет свою структуру и предмет изучения. Предметом изучения иммунологии, кратко говоря, является внутренняя защищенность организма от инфекций. В связи с этим первые исследования ученых были посвящены изучению течения инфекционных заболеваний и наблюдений по развитию невосприимчивости к ним у переболевших лиц.

Так, греческий историк Thucydides, при описании эпидемии чумы в Афинах в 430 г. до н.э. (по старой хронологии) подробно остановился на наблюдениях о том, что переболевшие и выжившие от чумы люди никогда не заражаются ею повторно.

Римский историк Pro copius, описывая эпидемию бубонной чумы в Риме, также назвал состояние устойчивости людей, единожды переболевших чумой, к повторному заражению резистентностью (невосприимчивостью), и ввел латинский термин immunitas.

В X веке персидский врач Рази провел дифференциальную диагностику оспы, с другими лихорадочными заболеваниями, протекающими с сыпью. При этом Рази также писал о том, что у выздоровевших от оспы людей остается пожизненная невосприимчивость к данному заболеванию. Рази объяснял развитие иммунитета к оспе по Гиппократу, который понимал всякую болезнь как нарушение равновесия между четырьмя жидкостями в организме – кровью, слизью, желтой желчью и черной желчью. Оспа по Рази – это процесс избавления организма от лишней влаги (через пустулы на коже). Рази заметил также, что оспой болеют преимущественно дети, гораздо реже взрослые и не болеют старики. Причастность Рази к иммунологии проявилась еще и в том, что он по каким-то своим соображениям предлагал лечить людей, укушенных ядовитыми скорпионами, сывороткой ослов, покусанных теми же скорпионами. Таким образом, Рази впервые задумался о возможности применения серотерапии.

В XI веке Авиценна выдвинул свою теорию приобретенного иммунитета. Позже эту теорию развил итальянский врач Джироламо Фракасторо. В 1546 г. он написал книгу «Зараза» («On Contagion»). Авиценна и Фракасторо полагали, что все болезни вызываются мелкими «семенами» (seeds, germs, seminaria), которые переносятся от человека к человеку. Разные «семена заразы» имеют различное сродство к разным растениям и животным, а внутри организма – к различным органам и жидкостям тела. Фракасторо полагал, что иммунитет к оспе у взрослых объясняется тем, что, переболев оспой в детстве, организм уже выбросил из себя тот субстрат, на котором только и могут развиваться «семена оспы». Современник Фракасторо врач Геронимус Меркуриалис обращал внимание на то, что невосприимчивость к повторному заболеванию оспой не распространяется на возможность заболеть другой экзематозной лихорадкой, например корью (это наблюдение специфичности иммунитета).

Определение иммунологии и иммунной системы организма

Иммунология – медико-биологическая дисциплина, изучающая способы защиты организма от всех чужеродных веществ (патогенов, трансплантатов, опухолевых клеток).

Система органов и клеток, осуществляющая реагирование против чужеродных субстанций, получила название иммунной системы организма. Именно она обеспечивает иммунитет – защиту от бактерий, вирусов, паразитов; элиминацию отмирающих и мутационно изменившихся собственных клеток тела, противораковую защиту.

 

Основные разделы иммунологии

Основные разделы иммунологии – общая и частная иммунология.

Главными задачами общей иммунологии является:

– изучение клеточных и молекулярных механизмов работы иммунной системы;

– исследование основных принципов функционирования иммунной системы;

– построение обобщенной концепции иммунитета.

Частная иммунология – это прикладная иммунология: иммунология и медицина, иммунология и вакцинопрофилактика, иммунология и биотехнология и т.д.

 

ЛЕКЦИ I. Часть 2 ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ ММУНИТЕТА. НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИММУНИТЕТ. ОСНОВНЫЕ ОРГАНЫ ИММУНОЙ СИСТЕМЫ

План лекции

1 Определение иммунитета

2 Основные формы иммунитета

3 Факторы неспецифической резистентности

3.1 Барьерная функция эпителия

3.2 Гуморальные факторы

3.3 Фагоцитоз

3.4 Воспаление

3.5 Клетки иммунной системы (натуральные киллеры)

3.6 Рецепторы опознавания паттерна

4 Органы иммунной системы

 

Определение иммунитета

Иммунитет – целостная система биологических механизмов самозащиты организма, с помощью которых он распознает и уничтожает все чужеродное (генетически отличающееся).

 

Основные формы иммунитета

Выделяют две основные формы иммунитета – видовой (врожденный) и приобретенный (адаптивный).

Видовой иммунитет – генетически закрепленная невосприимчивость, присущая каждому виду.

Например, человек никогда не заболевает чумой крупного рогатого скота. Крысы резистентны к дифтерийному токсину. В пределах вида имеются особи, невосприимчивые к некоторым патогенам – индивидуальная, расовая невосприимчивость (среди людей встречаются лица устойчивые к возбудителю кори или ветряной оспы; представители негроидной расы оказываются более устойчивыми к малярии, вызываемой Plasmodium vivax, если на их эритроцитах отсутствуют антигены Duffy, являющиеся рецепторами для данного микроорганизма). Одна из форм врожденной невосприимчивости связана с переносом IgG от матери к плоду через плаценту (передача по вертикали). Видовой иммунитет может быть абсолютным (например, невосприимчивость человека к вирусам бактерий) или относительным (например, появление восприимчивости к возбудителю сибирской язвы у кур после переохлаждения).

Приобретенный (адаптивный) иммунитет разделяют на естественный и искусственный.

Естественный приобретенный иммунитет (результат встречи с возбудителем) возникает после перенесенного заболевания. При повторном заражении тем же возбудителем иммунная система быстро реагирует на него за счет наличия лимфоцитов памяти, и заболевание может не развиться. Иммунная система как бы «запоминает» возбудителя, чтобы впоследствии предотвращать вызываемую им инфекцию. Например, у лиц, перенесших корь и дифтерию, часто возникает пожизненный приобретенный иммунитет.

Искусственный приобретенный иммунитет, в свою очередь, разделяют на пассивный и активный.

Приобретенный пассивный иммунитет формируется за счет введения в организм готовых антител. Так, приобретенный пассивный иммунитет формируется при введение сывороток, содержащих антитела, препараты иммуноглобулинов, анатоксины, нейтрализующие микробы токсины, например, столбнячный анатоксин, трансплацентарный иммунитет – при передаче антител через плаценту от матери к ребенку.

Приобретенный активный иммунитет достигается с помощью введения безопасных и эффективных вакцин.

Кроме этого, выделяют:

– нестерильный иммунитет, который вырабатывается на этапе персистенции возбудителя в организме человека или животного;

– стерильныйиммунитет, который формируется на этапе отсутствия антигена в организме или наличия такового на уровне, который способен поддерживать лишь иммунологическую память;

– гуморальный и клеточный;

– системный и местный иммунитет.

По направленности выделяют антибактериальный, антивирусный, антитоксический, противоопухолевый, антитрансплантационный иммунитеты.

Барьерная функция эпителия

Факторы неспецифической защиты, реализуемые эпителиальной поверхностью кожи и слизистых, можно разделить на механические, физико-химические, микробиологические.

Механические факторы защиты. Кожа и слизистые – первая линия защиты против возбудителей. Необходимое условие для проникновения многих возбудителей – микротравмы на коже и слизистых оболочках, укусы насекомых. Кожные покровы снабжены «непреступным» многослойным эпителием. Эта «линия обороны» подкреплена секретами кожных желез и постоянным слущиванием омертвевших слоев эпидермиса. Слизистые также имеют специальные анатомические структуры (например, волоски в носовых ходах, реснички мерцательного эпителия в трахее).

Физико-химические факторы защиты. Механические барьеры кожи дополняются секретами сальных и потовых желез с низким pH, что оказывает прямую бактерицидную активность или создает неблагоприятные для микроорганизмов условия для выживания.

Слизистые оболочки покрыты слоем слизи – организованной гелеобразной гликопротеиновой структуры, задерживающей и фиксирующей микроорганизмы.

В отделяемом слизи содержится лизоцим (в слезной жидкости, слюне) – фермент, лизирующий клеточные стенки преимущественно грамположительных бактерий.

Нижние отделы воздухоносных путей и альвеолы покрыты сурфактантом – поверхностно-активным веществом, способным фиксировать и уничтожать грамположительные бактерии.

Большинство патогенных бактерий чувствительно к низким значениям pH, что обуславливает их гибель под действием кислот, содержащихся в желудочном соке и желчи.

Микробиологические факторы защиты. Эпителиальные покровы имеют свою собственную микрофлору – непатогенные бактерии, которые препятствуют колонизации эпителия патогенными микроорганизмами.

Один из механизмов отторжения патогенов связан с продукцией бактериями, составляющими нормальную микрофлору организма, антибактериальных веществ, таких, например, как колхицины – белки, продуцируемые E.Coli. Если нормальная микрофлора кишечника уничтожается в результате тех или иных воздействий (например, при антибиотикотерапии), то опустошенные места занимают патогенными микроорганизмами, что приводит к серьезным кишечным заболеваниям.

Во влагалище женщин кислую pH среды поддерживают лактобациллы, ингибируя размножение дрожжей и анаэробных грамотрицательных бактерий.

Нормальная микрофлора организма препятствует колонизации организма посторонней микрофлорой (за счет конкуренции за субстраты, различных форм антагонизма, в том числе – выделения антибиотических веществ, изменения рН среды и др.).

Гуморальные факторы

Все многообразие гуморальных факторов, принимающих участие в неспецифическом иммунном ответе, условно можно разделить на две группы: группу молекул-эффекторов, которые непосредственно действуют на патоген, обладая цитолитическими или цитостатическими свойствами, и группу молекул, которые выступают в качестве регуляторов, хемоаттрактантов, факторов воспаления или костимуляторов.

К первой группе следует отнести лизоцим, дефенсины, интерфероны, компоненты комплемента заключительного этапа каскада реакций, действующих по альтернативному пути развития системы.

Вторая группа включает различные классы цитокинов (хемокины, интерфероны, факторы некроза опухолей, интерлейкины). Подобное деление условно, так как среди гуморальных факторов имеются молекулы двойного назначения. Так, интерфероны могут непосредственно блокировать размножение вирусов и в этом случае выступают в качестве молекул-эффекторов, но в то же время являются стимуляторами клеток, действующих в очаге воспаления. Другой пример – факторы некроза опухолей, способные как к прямому лизису чужеродных клеток, так и к регуляции активности клеток воспалительного очага.

Лизоцим – гидролитический энзим секретов слизи представляет собой белок с молекулярной массой около 14 кДа; активно продуцируется фагоцитирующими клетками (нейтрофилами, макрофагами, эозинофилами), обладает ярко выраженными антибактериальными свойствами, разрушая пептидогликановый слой бактериальной клетки.

Интерфероны – группа белков, продуцируемых вирус-инфицированными или активированными клетками.

Важнейшие функции интерферона (INF) – антивирусная, противоопухолевая, иммуномодулирующая и радиопротективная. Различают три вида INF: α -INF синтезируют лейкоциты периферической крови (макрофагальный); β -INF синтезируют фибробласты (фибробластный); γ - INF – продукт стимулированных Т-лимфоцитов, NK-клеток и (возможно) макрофагов (лимфоцитарный, иммунный). По способу образования различают INF типа I (образуется в ответ на обработку клеток вирусами, РНК- и ДНК-содержащими, бактериальными продуктами и рядом молекулярных природных и синтетических соединений) и INF типа II (продуцируется лимфоцитами и макрофагами, активированными различными индукторами; действует как цитокин).

INF индуцирует «антивирусное состояние» (вызывает резистентность к проникновению или блокаду репродукции вирусов). Блокада репродуктивных процессов при проникновении вируса в клетку обусловлена угнетением трансляции вирусной мРНК. При этом противовирусный эффект INF не направлен против конкретных вирусов, то есть. INF не обладает вирусспецифичностью. Это объясняет их универсально широкий спектр антивирусной активности.

Система комплемента. Система комплемента – группа не менее 26 сывороточных белков, опосредующих воспалительные реакции при участии гранулоцитов и макрофагов, участвующих в реакциях свертывания крови, способствующих межклеточным взаимодействиям. Система комплемента необходима для процессинга антигена, вызывает лизис бактерий и клеток, инфицированных вирусами. В норме компоненты системы находятся в неактивном состоянии. Активация комплемента приводит к каскадному включению компонентов комплемента в серию протеолитических реакций, стимулирующих защитные процессы. Активация компонентов комплемента может происходить по классическому и альтернативному путям.

Классический путь – каскад протеазных реакций с компонента С1q до С9, реализуется при наличии антител к соответствующему антигену. С комплексом «антиген- антитело» взаимодействует компонент С1, затем С4, следом – С2. Образуется комплекс «антиген-антитело-С1С4С2», с ним соединяется С3 компонент комплемента (центральный компонент системы). Они активируют компонент С5, прикрепляющийся к мембране клетки-мишени и запускающий образование литического комплекса (С5b, С6, С7, С8 и С9), что приводит к разрушению клетки.

Альтернативный путь – реализуется при первичном контакте с возбудителем (когда еще нет антител). Запуск альтернативного пути осуществляет С3 компонент комплемента, взаимодействующий с факторами B и D. Затем через образование компонента С5 альтернативный путь также завершается образованием на поверхности клеток-мишеней мембраноповреждающего комплекса. Альтернативный и классический пути смыкаются на уровне С3 компонента комплемента.

Фагоцитоз

Фагоцитоз – процесс поглощения и переваривания (макрофагами, нейтрофилами) корпускулярного материала (бактерий, крупных вирусов, отмирающих собственных клеток, таких, например, как эритроциты).

Клеточные факторы системы видовой резистентности (фагоциты)представлены полиморфно-ядерными лейкоцитами или гранулоцитами – нейтрофилами, эозинофилами и базофилами (клетками миелопоэтического ряда), а также моноцитами и тканевыми макрофагами (клетками макрофагально-моноцитарной системы: альвеолярными и легочными макрофагами, макрофагами печени (клетки Купфера) и др.).

Значение фагоцитарных клеток для защиты организма впервые доказал И.И.Мечников, разработавший фагоцитарную теорию иммунитета.

Стадии фагоцитоза. Процесс фагоцитоза (поглощения твердофазного объекта) состоит из пяти стадий:

1 Активация (усиление энергетического метаболизма). Факторами активации хемотаксиса являются бактериальные продукты (ЛПС, пептиды), компоненты комплемента (С3 и С5), цитокины, хемокины и антитела. Активация макрофагов протекает бурно, сопровождается выходом цитокинов и других биологически активных веществ.

2 Хемотаксис. Амебовидное передвижение фагоцитов по градиенту концентрации активирующих стимулов.

3 Адгезия. Одно из условий успешного поглощения возбудителя – эффективная адгезия к микробу. Опсонины, такие как антитела, С3b, фибронектин, сурфактант обволакивают микроорганизмы и существенно ограничивают их подвижность. Опсонины делают поглощение более эффективным, что связано со стабильностью взаимодействия опсонинов (Fc фрагментов антител, компонентов комплемента, фибронектина и др.) с соответствующими рецепторами на мембране фагоцита. Отсутствие этих рецепторов приводит к резкому снижению функциональной активности фагоцитов (например, врожденный дефицит СD11, СD18-рецепторов сопровождается высокой частотой бактериальных инфекций и даже выделен в отдельную нозологическую форму – недостаточность адгезии лейкоцитов).

4 Поглощение. Фагоциты обладают амебоподобными псевдоподиями и способны образовывать фагосому с заключенным внутри объектом фагоцитоза. К фагосоме устремляются лизосомы и выстраиваются по ее периметру. Затем мембраны фагосомы и лизосом сливаются, и ферменты лизосом изливаются в образующуюся фаголизосому.

Поглощенные фагоцитами бактерии обычно погибают и разрушаются, но возможны и другие исходы фагоцитоза.

Исход фагоцитоза

Возможно три исхода фагоцитоза:

– завершенный фагоцитоз;

– незавершенный фагоцитоз;

– процессинг антигенов.

Завершенный фагоцитоз – полное переваривание микроорганизмов в клетке-фагоците.

Незавершенный фагоцитоз – выживание и даже размножение микроорганизмов в фагоците. Это характерно для факультативных и особенно – облигатных внутриклеточных паразитов.

Механизмы персистирования микроорганизмов в фагоцитах связаны с:

– блокадой фагосомо-лизосомального слияния (например, при инфицировании вирусом гриппа, микобактерии туберкулеза, токсоплазмой);

– резистентностью микроорганизма к действию лизосомальных ферментов (например, при инфицировании гонококком, стафилококком);

– способностью микробов быстро покидать фагосомы после поглощения и длительно пребывать в цитоплазме (например, при инфицировании риккетсиями).

В процессе фагоцитоза происходит «окислительный взрыв» с образованием активных форм кислорода, что обеспечивает бактерицидный эффект.

Одной из важнейших функций макрофагов (наряду с хемотаксисом, фагоцитозом, секрецией биологически активных веществ) является переработка (процессинг) антигена, выработка цитокинов и представление антигена иммунокомпетентным клеткам в комплексе с белками главной системы гистосовместимости (МНС) класса 2.

Таким образом, фагоцитоз – это не только процесс уничтожения всего чужеродного, но и представление антигена иммунокомпетентным клеткам для запуска иммунных реакций. В результате активации клеток, участвующих в процессе фагоцитоза, начинается секреция ими медиаторов иммунных и воспалительных реакций.

Воспаление

Воспаление – комплекс защитно-приспособительных реакций, возникающих в сосудах и окружающих тканях в ответ на повреждение или патологическую стимуляцию, вызванную физическими, химическими или биологическими агентами. Как защитная реакция организма воспаление возникло на более высокой ступени эволюции, чем фагоцитоз и характерно для высокоорганизованных организмов, обладающих кровеносной и нервной системами.

Хорошо известны классические признаки воспаления: покраснение, отек, боль, повышение температуры, нарушение функции.

Инфекционное воспаление сопровождается различными сосудистыми и клеточными (включая фагоцитоз) реакциями, а также выработкой целого ряда медиаторов воспаления (биологически активных веществ) таких как гистамин, серотонин, кинины, белки острой фазы воспаления, лейкотриены, простагландины, интерлейкины).

• Гистамин – основной медиатор воспаления, вызывает расширение сосудов и увеличивает их проницаемость, способствует восприятию боли за счет стимуляции чувствительных нейронов типа С, высвобождающих нейропептиды (вещество Р) в задних рогах спинного мозга. Выброс гистамина из тучных клеток и базофилов индуцирует Ig E-зависимые механизмы иммунитета.

• Кинины – низкомолекулярные пептиды, увеличивающие проницаемость сосудов и выработку макрофагами медиаторов. Протеолиз кининогенов, предшественников кининов, с образованием последних сопровождается активацией фактора Хагемана, играющего важную роль в реакциях свертывания крови.

• Лейкотриены и простагландины, а также их метаболиты, – основные медиаторы острого воспаления, повышают проницаемость сосудов, сокращение гладкомышечных клеток. Лейкотриен В4 активирует хемотаксис полиморфно-ядерных лейкоцитов, тромбоксан А2 индуцирует агрегацию тромбоцитов, а простагландины действуют на гипоталамус, вызывают повышение температуры. Кроме того, простагландины, действуя на нервные окончания типа С, при воспалении провоцируют приступ боли.

• Белки острой фазы воспаления – выполняют функцию медиаторов. Наиболее известны С-реактивный белок, сиаловые кислоты, ЛПС-связывающий белок и др.

• Интерлейкины – биологически-активный продукт активированных клеток макрофагально-моноцитарной системы и лимфоцитов. Их можно характеризовать как медиаторы клеточных иммунных реакций организма.

Известно 23 интерлейкинов (ИЛ):

ИЛ-1.Играетосновную роль в воспалительных реакциях, стимулирует лихорадку, повышает проницаемость сосудов и адгезивные свойства эндотелия. Одно из наиболее существенных свойств ИЛ-1 – это стимуляция пролиферации антиген-чувствительных Т-лимфоцитов. ИЛ-1 – является фактором роста для Т-лимфоцитов. Основной источник активации клеток моноцитарно-макрофагальной системы.

ИЛ-2.Мишенями ИЛ-2 являются различные субпопуляции Т-клеток, В-клетки, NK-клетки, макрофаги. ИЛ-2 определяет преимущественную продукцию Т-лимфоцитов хелперов (Тh1 или Тh2 клеток), что в конечном итоге влияет на течение иммунного ответа преимущественно по клеточному или гуморальному типу. Основными клетками продуцентами ИЛ-2 являются Т-лимфоциты хелперы, которые начинают активную продукцию цитокина под влиянием антигенов, митогенов или других цитокинов.

ИЛ-4.Отличается от других цитокинов наличием видовой специфичности. Так, ИЛ-4 оказывает биологическое действие на клетки человека и обезьян, но не мышей. В свою очередь ИЛ-4 мыши действует только на клетки мыши. ИЛ-4 также влияет на различные субпопуляции Т-клеток, костимулятор пролиферации В-клеток, усиливает экспрессию на макрофагах антигенов II класса МНС и Fc-рецептора для Ig G, усиливает антигенпредставляющую функцию клеток. ИЛ-4 участвует в развитии костномозговых клеток предшественников совместно с другими ростовыми факторами. Тандем ИЛ-4 с гранулоцитарным костимулирующим фактором обеспечивает более активное размножение гранулоцитарного и моноцитарного ростков кроветворения, с эритропоэтимном – эритроидных предшественников, с ИЛ-1 – клеток предшественников мегакариоцитарного пути развития. Основной клеткой, продуцирующей ИЛ-4, является Т-лимфоцит хелпер.

ИЛ-8.Относится к группе хемокинов, основное значение которых – обеспечивать хемотаксис в зону воспаления различных типов клеток: нейтрофилов, эозинофилов, Т-клеток, моноцитов. Клетками продуцентами ИЛ-8 являются макрофаги, лимфоциты, эпителиальные клетки и клетки эпидермиса, фибробласты.

ФНО. Покоящиеся клетки – макрофаги и лимфоциты – не продуцируют соответствующие ФНО. Их секреция начинается только после воздействия индуктора. Наиболее активными в этом отношении являются бактерии и компоненты их стенки. Цитотоксическое действие на опухолевую клетку связано с деградацией ДНК и нарушением функции митохондрий. Литический эффект усиливается в присутствии интерферона.

ИЛ-12. ИЛ-12 – NK индуцирующий интерферон, стимулирует дифференцировку Т-лимфоцитов хелперов, обладает противоопухолевой и противовирусной активностью.

Органы иммунной системы

Иммунная система – совокупность клеток, тканей и органов, обеспечивающих клеточно-генетическое постоянство организма.

Органы иммунной системы. Выделяют центральные (костный мозг и тимус) и периферические (селезенка, лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани в собственном слое слизистых оболочек кишечника) органы иммунитета.

Костный мозг. Костный мозг имеет ретикулярную строму, в которой находятся клапан эритроцитарного, миелоидного ростков. В костном мозге человека содержится 1, 5% ретикулярных клеток, 60-65% миеллоидных клеток, 6-7% лимфоцитов, 1- 3моноцитов, 0, 4% плазматических клеток и около 26% эритробластов. Костный мозг развивается в процессе эмбриогенеза из мезенхимы. Закладка его происходит на 12-13-й неделе внутриутробного развития, до этого времени функции органа, являющегося источником стволовых клеток, выполняет эмбриональная печень. У плодов старше 20 недель количество стволовых клеток в костном мозге возрастает, а к концу эмбрионального развития и после рождения он, становится единственным местом синтеза этих клеток, производные которых постепенно осуществляют колонизацию периферических лимфоидных органов. У здоровых детей неонатального периода около 80 % всех клеток, образующих иммуноглобулины в костном мозге, оставляют клетки, синтезирующие IgМ, с возрастом увеличивается количество клеток, синтезирующих IgG, IgА. У детей старшего возраста соотношение клеток, синтезирующих IgG, IgА и IgМ, в костном мозге следующее: 45%, 37%, 18%, в периферической крови – 50%, 25%, 25% соответственно. Относительное количество клеток, образующих IgD в костном мозге, остается низким во все периоды жизни. Костный мозг является не только основным источником иммунокомпетентных клеток, но и одним из главных источников образования циркулирующих иммуноглобулинов.

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

Основная функция красного костного мозга – гемопоэтическая. Стволовая кроветворная клетка является родоначальницей двух ростков кроветворения: лимфопоэза и миелопоэза. Из лимфоидной стволовой клетки (ЛСК) образуются пре-Т- и пре-В-клетки. Из миелоидного ростка образуются: мегакариоцит (тромбоцит); предшественник эритропоэза (эритроцит); моноцитарно-макрофагальный, гранулоцитарный росток (моноцит, нейтрофил, эозинофил, базофил, ).

Тимус. В эмбриогенезе строма органа формируется из двух зародышевых листков – экто- и эндодермы. У мышей зачаток тимуса образуется из эндодермы 3-го глоточного кармана и эктодермы 3-й жаберной щели. В результате развития эндодермальный листок окружается эктодермой жаберной щели – образуется шейный пузырек. При дальнейшем развитии происходит отщепление шейного пузырька. Эктодерма дает начало эпителиальным клеткам коры, эндодерма становится источником эпителиальных клеток медуллы. После образования зачатка начинается его колонизация клетками костного мозга, имеющими мезенхимальное происхождение. Помимо предшественников тимоцитов в орган мигрируют макрофаги и дендритные клетки. Все эти клетки имеют мезенхимное происхождение. Таким образом, тимус как самостоятельный орган формируется из трех зародышевых листков: эктодермы, мезодермы и эндодермы.

Тимус млекопитающих претерпевает по мере созревания и старения организма обратное развитие. У человека оно начинается в период полового развития и продолжается до конца жизни. Возрастная инволюция прежде всего захватывает корковую зону долек вплоть до полного ее исчезновения, при сохранности мозговой зоны. Атрофия корковой зоны обусловлена чувствительностью кортикальных тимоцитов к кортикостероидным гормонам надпочечников.

Тимус расположен в грудной клетке над сердцем.

Тимус состоит из двух основных долей, которые делятся на более мелкие дольки. Орган в целом и отдельные дольки окружены соединительной тканью. В каждой дольке выделяют корковый и мозговой слой. Корковый слой состоит из гистологических структур, называемых фолликулами Кларка. Фолликулы Кларка – это плотно упакованные лимфоциты, макрофаги, дендритные и эпителиальные клетки. Второе гистологическое образование – тельца Гассаля расположены в медуллярной области. Функция данных телец до настоящего момента не ясна. Медуллярная часть заполнена бластными формами тимоцитов.

Лимфатические узлы. На 6-й неделе развития из мезодермы обособленно от кровеносной системы, но вблизи формирующихся крупных вен образуются щелевидные пространства, ограниченные мезенхимными клетками, превращающимися в дальнейшем в эндотелиальные клетки. Путем слияния щелевидных пространств формируется система каналов, разрастающихся и превращающихся в лимфатические мешки. Первыми появляются правый и левый яремные лимфатические мешки, несколько позже - подключичные лимфатические мешки. Цепочка мешков, расположенных возле дорсальной стенки тела зародыша, дает начало главному лимфатическому сосуду – грудному протоку, который на 9-й неделе развития открывается в левый яремный мешок. Расположенные справа и слева яремные и подключичные лимфатические мешки соединяются с венами в области шеи. Из парных подвздошных лимфатических мешков развиваются лимфатические сосуды таза и нижних конечностей.

По выражению П.Ф. Здродовского (1969), лимфатические узлы – своеобразный биологический фильтр для возбудителей, переносимых с лимфой. Здесь проникшие через кожу или слизистые и занесенные током лимфы микроорганизмы задерживаются и подвергаются действию макрофагов и активированных лимфоцитов.

Лимфатические узлы образуются в местах скопления мезенхимальных клеток вокруг кровеносных сосудов, имеют размеры от 3 до 30 мм. Снаружи узел покрыт соединительнотканной капсулой. От капсулы внутрь отходят трабекулы. Непосредственно под капсулой находится краевой синус, куда поступает лимфа, приносящая лимфоциты с периферии. Из краевого синуса лимфа с клетками проходят в промежуточные синусы, которые пронизывают всю толщу органа, и затем собираются в эфферентном сосуде. Лимфоидная ткань узла делится на корковый и мозговой слой. Корковый слой характеризуется плотно упакованными лимфоцитами, которые собраны в первичные и вторичные фолликулы. Первичные фолликулы представляют собой естественную гистологическую структуру органа. Вторичные фолликулы (зародышевые центры, центры размножения) состоят из активно пролиферирующих бластных клеток. Вторичные фолликулы образуются в ответ на проникновение в орган антигена. Корковый слой – тимуснезависимая зона, место концентрации В-лимфоцитов, мигрирующих из костного мозга. Паракортикальная зона, называется тимусзависимой. Эта часть колонизирована Т-клетками, поступающими из тимуса.

Селезенка. Источник развития ретикулярной и соединительной ткани, кровеносных сосудов селезенки – мезенхима. Селезенка закладывается на 5-6 неделе внутриутробного развития в виде плотного скопления мезенхимных клеток внутри большого сальника. Кровеносные сосуды дифференцируются раньше других структур, при этом вены опережают в развитии артерии. В течение 2-4 мес селезе

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: