Иммунная система ее роль в организме человека. Иммунная система. Островки лимфатической ткани

Составляющие иммунной системы

Строение органов иммунной системы достаточно сложное и лишь немногим уступает тому, как построена нервная система. К центральным ее органам относятся:

1. Красный и желтый костный мозг. Его назначение — отвечать за кроветворный процесс. Губчатые вещества коротких костей содержат красный мозг. Он находится и в губчатых составляющих плоских костей. Трубчатые кости в своих полостях содержат желтый мозг. В детских костях имеется только красный. В этом типе находятся стволовые клетки.
2. Тимус (вилочковая железа). Находится за грудиной. Представляет собой 2 доли: с правой стороны и с левой. Обе доли разделяются на более мелкие дольки, содержащие по краям корковое вещество и в центре мозговое. Основой вилочковой железы служат эпителиоретикулоциты. Они ответственны за формирование сети Т-лимфоцитов, выработку тимозина и тимопоэтина (биоактивных составляющих). Лимфоциты производит корковое вещество, затем они попадают в мозговое, а оттуда в кровь.

Система иммунитета содержит и периферические органы. Общий их вес (и тех, и других) — около 1 килограмма.

Вернуться к оглавлению

Какие органы относятся к периферическим?

У иммунной системы есть 6 миндалин:

1. Небная парная. Располагается с двух сторон зева. Представляет собой орган, покрытый несколькими слоями плоского эпителия.
2. Трубная миндалина (тоже парная). Ее основа — лимфоидная ткань. Располагается в районе слуховой трубы. Окружает отверстие глотки.
3. Глоточная миндалина (непарный орган). Место ее расположения — стенка глотки сверху.
4. Язычная миндалина (тоже непарная). Место ее локализации — район языкового корня.

Следующие органы также принадлежат периферической части иммунной системы:

1. Лимфоидные узелки. Располагаются в следующих системах: пищеварения, дыхания, мочевыведения. Образуют форму шара, состоящую из большого числа лимфоцитов. Защищают организм от попадания в него чужеродных вредных веществ. Если возникает антигенная опасность, то запускается процесс образования лимфоцитов, так как в узелках находятся центры их размножения.
2. Лимфоидные бляшки. Место их дислокации — тонкая кишка. Состоят из нескольких одноименных узелков. Эти бляшки не дают возможности чужим веществам попасть в русло крови или лимфы. Именно в тонкой кишке чужаков особенно много, так как здесь происходит процесс переваривания пищи.
3. Аппендикс (представляет собой червеобразный отросток). В нем содержится очень много лимфоидных узелков. Они лежат плотно друг к другу. Сам отросток находится в пограничной зоне между тонкой кишкой и толстой. Является одной из основных функций иммунной системы.
4. Лимфатические узлы. Находятся в тех местах, где протекает лимфа. В лимфоузлах происходит задержание чужеродных веществ и погибших клеток организма. Там же они уничтожаются. Лимфоузлы в организме не располагаются по одному. Обычно их два и более.
5. Селезенка. Место ее расположения — брюшная полость. Задача этого важного органа — контроль за кровью и ее составом. Селезенка состоит из капсулы с отходящими от нее трабекулами. В ней находятся еще мякоть, белая и красная пульпа. Основа белой — лимфоткань, красной — ретикулярная строма. 78% всего органа отдано природой под красную пульпу, в которой много лимфоцитов и лейкоцитов, а также других клеток.

Все они расположены так, что окружают собой место вхождения полостей рта и носа в область глотки. Если чужеродные вещества (из пищи или из вдыхаемого воздуха) пытаются попасть в организм, то именно в этом месте их ожидают лимфоциты.

Взаимодействие всех органов представляет сложную картину. Их согласованная работа, также строение и функции иммунной системы обеспечивают надежную защиту организма.

Задолго до появления малыша на свет, еще в материнской утробе, начинается формирование иммунной системы ребенка. Чтобы она развивалась в дальнейшем, ребенку необходимо материнское молоко. Для этой же цели нужна антигенная нагрузка — контакт детского организма с различными микроорганизмами.

Вернуться к оглавлению

За что отвечает иммунная система?

Функции иммунной системы человека можно представить в виде следующего алгоритма:

• распознать чужеродный элемент;
• уничтожить чужака;
• оказать максимальную защиту своему организму.

В организме ничто не проходит без следа, в том числе и иммунный ответ. Система иммунитета при первом столкновении с каким-либо чужим веществом (инфекция, микроб и прочее) обязательно запомнит его свойства. В следующую свою встречу с ним воздействует на него более эффективно.

Бактерии возникают в жизни малыша практически сразу после его появления на свет. Многие родители считают, что ребенку надо обеспечить максимальную стерильность. Но это мнение неверное. Элементарные правила гигиены необходимы, но впадать в крайности не стоит. Излишняя стерильность может помешать иммунной системе младенца формировать свои свойства. Если в молоке мамы содержится какое-то количество бактерий, то нельзя от него отказываться. Детский организм должен научиться бороться с вредоносными веществами. В функции иммунной системы входит борьба с разными вирусами и бактериями.

В большинстве случаев она справляется с ними до того, как они успевают проявить свое негативное воздействие на организм человека, то есть человек даже не замечает, что в организме не все в порядке.

Но если патогенных веществ слишком много, то не всякая иммунная система сумеет справиться. Есть и такие возбудители, которые даже в небольшом количестве не подвластны самому хорошему иммунитету. Например, холера или ветряная оспа. Снижение функций иммунной системы проявляется частыми простудами, хроническими инфекциями, постоянной температурой в 37-38°С. Есть такие заболевания, особенности которых заключаются в том, что человек болеет ими всего раз в жизни. Например, корь. Это происходит благодаря иммунной системе, которая формирует стойкую невосприимчивость к перенесенному недугу.

Иммунная система необходима человеку, чтобы защитить организм от внешних чужеродных вторжений, контролировать физиологические реакции организма и обеспечить нормальное функционирование кровеносной системы. Наша иммунная система быстро распознает посторонних агентов, которые вторгаются в организм человека, и сразу включает адекватный защитный ответ, так называемую иммунную реакцию.

Чужеродные элементы имеют название «антигены», и по своей природе они могут иметь самое различное происхождение и строение: вирусы, грибы, бактерии, пыльца растений, домашняя пыль, химические вещества, трансплантированные ткани и органы – этот перечень очень велик. Если иммунная система работает с нарушениями, то антигены могут спровоцировать серьезные заболевания человека и будут угрожать его жизни.

Чтобы сформировать адекватный иммунный ответ на вторжение антигенов иммунная (лимфатическая) система включает в действие многие органы и специфические клетки, входящие в ее состав и расположенные по всему телу. Строение иммунной системы лишь немногим уступает по своей сложности нервной системе человека.

Основным органом иммунной системы у человека считается костный мозг , который отвечает за кроветворение – вырабатывает эритроциты, тромбоциты и лейкоциты взамен погибающим и отмирающим клеткам. Различают желтый и красный костный мозг, общий вес которого в организме взрослого человека достигает 2,5-3 кг. Месторасположение костного мозга — большие кости скелета человека (позвоночник, берцовая кость, тазовые кости и прочие).

Вилочковая железа или тимус вместе с костным мозгом представляет собой центральный орган иммунной системы, состоящий из незрелых и недифференцированных клеток — стволовых клеток, которые поступают к ней из костного мозга. В тимусе происходит созревание, дифференциация клеток и образование в итоге Т-лимфоцитов, которые отвечают за реакции клеточного иммунитета. Располагается вилочковая железа позади верхней трети грудины в средостении между правой и левой медиастинальной плеврой.

Вырабатывают лимфоциты и миндалины , которые располагаются на задней стенке носоглотки в верхней ее части. Миндалины состоят из диффузной лимфоидной ткани, которая содержит в себе небольших размеров плотные лимфоидные узелки.

Селезенка , один из центральных органов иммунной системы, расположена в брюшной полости в зоне левого подреберья, которая проецируется на уровне IX-ХI ребер. Селезенка имеет внешний вид слегка приплюснутой удлиненной полусферы. К селезенке поступает артериальная кровь по селезеночной артерии для очистки крови от чужеродных элементов и удаления старых и отмерших клеток.

Периферическая иммунная (лимфатическая) система представлена в органах и тканях человека разветвленной системой лимфатических капилляров, сосудов, протоков. Лимфатическая система работает в тесной взаимосвязи с системой кровообращения и постоянно соприкасается с тканевой жидкостью, через которую поступают питательные вещества к клеткам. Прозрачная и бесцветная лимфа по лимфатической системе переправляет в кровь продукты обмена веществ и является носителем защитных клеток — лимфоцитов, которые непосредственно контактируют с антигенами.

В состав периферической лимфатической системы входят специфические образования — лимфатические узлы , которые максимально расположены в организме человека, например, в паховой области, в районе подмышечной впадины, у основания брыжейки тонкого кишечника и другие. Лимфатическим узлам отводится защитная роль «фильтров», которая сводится к выработке лимфоцитов, иммунных тел, уничтожению болезнетворных бактерий. Лимфатические узлы являются хранителями лимфоцитов и фагоцитов. Они отвечают за иммунный ответ и формируют иммунную реакцию.

Лимфа активно участвует в ликвидации воспалительного процесса и , и активными участниками иммунных реакций являются клетки лимфы — лимфоциты, которые подразделяются на Т-клетки и В-клетки.

В-клетки (В-лимфоциты) вырабатываются и накапливаются в костном мозге. Это они образуют специфические антитела, которые являются «противовесом» только одному типу антигенов. Сколько антигенов поступит в организм, столько и видов антител образуется для нейтрализации чужеродных агентов во время иммунного ответа. В-клетки проявляют свою активность только в отношении антигенов, которые располагаются вне клеток и свободно плавают в крови.

Источником Т-клеток (Т-лимфоцитов) служит вилочковая железа. Этот тип лимфатических клеток, в свою очередь, подразделяется на Т-хелперов (Т-клетки-помощники) и Т-супрессоров. Т-хелперы играют ведущую роль в защитной реакции организма, координируют работу всех иммунных клеток. Т-супрессоры контролируют силу и продолжительность иммунного ответа, чтобы вовремя затормозить иммунную реакцию в случае, если антиген уже нейтрализован, и необходимости активной работы иммунной системы уже не существует.

Выделяются еще лимфоциты — Т-киллеры , которые прикрепляются к поврежденным или пораженным инфекцией клеткам человеческого организма, чтобы впоследствии их уничтожить.

Огромная роль в формировании иммунной реакции отводится фагоцитам , которые активно атакуют и разрушают антигены. Среди фагоцитов особый интерес представляет макрофаг, который называют «большим разрушителем». Он обволакивает и поглощает антигены или поврежденные клетки, чтобы затем, «переварив» их, окончательно разрушить на составные части.

В основе иммунных реакций лежит возможность распознавания «своего» и «чужеродного». Иммунная реакция синтезирует специфические образования антитела, которые становятся основой гуморального иммунитета, а сенсибилизированные лимфоциты обеспечивают клеточный иммунитет. Все иммунокомпетентные клетки обязательно участвуют в воспалительной (иммунной) реакции и определяют характер и ход её течения. Помимо этого, иммунные клетки контролируют и регулируют процессы регенерации тканей после их повреждения.

Итак, в ответ на вторжение любого антигена организм отвечает иммунной реакцией, которая имеет два типа иммунного ответа, вызывающиеся двумя разновидностями лимфоцитов. Гуморальный иммунитет формируют В-лимфоциты за счет образования свободных антител, циркулирующих в крови. Этот тип иммунной реакции называется гуморальной. Клеточная иммунная реакция развивается за счет Т-лимфоцитов, которые и формируют в итоге клеточно-опосредованный иммунитет. Указанные два вида иммунных реакций участвуют в уничтожении чужеродных белков, внедрившихся в организм или образованных самими тканями и органами человека.

Гуморальная иммунная реакция призвана ликвидировать чужие белки с помощью свободно циркулирующих в крови антител. В-лимфоциты при встрече с антигеном моментально узнают в нем чужеродное вещество и сразу превращаются в клетки, продуцирующие антитела, которые переносятся с током крови и уничтожают на своем пути «свои» антигены. Клетки, вырабатывающие антитела, называют плазматическими. Основной ареал их местонахождения — селезенка и в костный мозг.

По своей сути антитела — это белковые образования Y-образной формы, которые способны присоединиться к чужеродным белкам своеобразным механизмом «ключ-замок». Верхушка антитела, имеющая форму «V», закрепляется на инородном белке, а нижняя часть в виде «І» в виде моста соединяется с фагоцитом. Фагоцит, в свою очередь, удаляет комплекс «антиген-антитело» из организма, включив соответствующий механизм разрушения.

Но, самостоятельно В-лимфоциты не в состоянии обеспечить адекватную иммунную реакцию. Им на помощь приходят Т-лимфоцитов, которые запускают в действие клеточную иммунную реакцию, имеющую свои особенности. В отдельных случаях В-лимфоциты при встрече с антигеном не превращаются в плазматические клетки, а вместо этого они посылают Т-лимфоцитам сигнал о помощи для борьбы с инородными белками. Пришедшие на помощь Т-лимфоциты при столкновении с «чужаками» начинают вырабатывать специфические химические вещества под названием «лимфокины», которые служат катализатором для активации большого количества различных иммунных клеток. Все клетки, в свою очередь, приступают к активному делению и захвату инородной клетки для ее уничтожения. Особенность клеточной иммунной реакции состоит в том, что в ней не принимают участия антитела.

Иммунная система многофункциональна и уникальна, для нее характерен феномен «памяти», который обеспечивает при повторной встрече с антигеном ускоренный и более сильный иммунный ответ. Вторичная иммунная реакция всегда более эффективная по сравнению с первичной. Этот эффект является основой формирования иммунитета и смысла вакцинации.

Иммунитет человека – это состояние невосприимчивости к различным инфекционным и вообще инородным для генетического кода человека организмам и веществам. Иммунитет организма определяется состоянием его иммунной системы, которая представлена органами и клетками.

Органы и клетки иммунной системы

Остановимся здесь кратко, так как это сугубо медицинская информация, ненужная простому человеку.

Красный костный мозг, селезенка и тимус (или вилочковая железа) – центральные органы иммунной системы .
Лимфатические узлы и лимфоидная ткань в других органах (например, в миндалинах, в аппендиксе) – это периферические органы иммунной системы .

Запомните: миндалины и аппендикс – НЕ ненужные органы, а очень даже важные органы в организме человека.

Основная задача органов иммунной системы человека – выработка различных клеток.

Какие бывают клетки иммунной системы?

1) Т-лимфоциты . Делятся на различные клетки – Т-киллеры (убивают микроорганизмов), Т-хелперы (помогают распознавать и убивать микробов) и другие виды.

2) В-лимфоциты . Главная их задача – выработка антител. Это вещества, которые связываются с белками микроорганизмов (антигены, то есть инородные гены), инактивируют их и выводятся из организма человека, тем самым «убивая» инфекцию внутри человека.

3) Нейтрофилы . Эти клетки пожирают инородную клетку, разрушают ее, при этом также разрушаясь. В итоге появляется гнойное отделяемое. Характерный пример работы нейтрофилов – воспаленная рана на коже с гнойным отделяемым.

4) Макрофаги . Эти клетки также пожирают микробов, но сами не разрушаются, а уничтожают их в себе, либо передают на распознавание Т-хелперам.

Есть еще несколько клеток, которые выполняют узкоспециализированные функции. Но они интересны специалистам-ученым, а простому человеку достаточно тех видов, что указаны выше.

Виды иммунитета

1) И вот теперь, когда мы узнали, что такое иммунная система, что она состоит из центральных и периферических органов, из различных клеток, теперь мы узнаем про виды иммунитета:

• клеточный иммунитет
• гуморальный иммунитет.

Эта градация очень важна для понимания любому врачу. Так как многие лекарственные препараты действуют либо на один, либо на другой вид иммунитета.

Клеточный представлен клетками: Т-киллеры, Т-хелперы, макрофаги, нейтрофилы и т.д.

Гуморальный иммунитет представлен антителами и их источником – В-лимфоцитами.

2) Вторая классификация видов – по степени специфичности:

Неспецифический (или врожденный) – например, работа нейтрофилов в любой реакции воспаления с образованием гнойного отделяемого,

Специфический (приобретенный) – например, выработка антител к вирусу папилломы человека, или к вирусу гриппа.

3) Третья классификация – виды иммунитета, связанные с медицинской деятельностью человека:

Естественный – появившийся в результате болезни человека, например, иммунитет после ветрянки,

Искусственный – появившийся в результате прививок, то есть введения ослабленного микроорганизма в организм человека, в ответ на это в организме вырабатывается иммунитет.

Пример работы иммунитета

Теперь давайте рассмотрим практический пример, как вырабатывается иммунитет на вирус папилломы человека 3 типа, который вызывает появление юношеских бородавок.

В микротравму кожи (царапина, потертость) проникает вирус, постепенно проникает дальше в глубокие слои поверхностного слоя кожи. В организме человека ранее еще его не было, поэтому иммунная система человека еще не знает, как надо на него реагировать. Вирус встраивается в генный аппарат клеток кожи, и они начинают неправильно расти, принимая уродливые формы.

Таким образом формируется бородавка на коже. Но такой процесс не проходит мимо иммунной системы. Первым делом включаются Т-хелперы. Они начинают распознавать вирус, снимают с него информацию, но уничтожить его сами не могут, так как его размеры очень малы, а Т-киллер могут убить только более крупные объекты типа микробов.

Т-лимфоциты передают информацию В-лимфоцитам и те начинают выработку антител, которые проникают через кровь в клетки кожи, связываются с частичками вируса и таким образом обездвиживают их, а затем весь этот комплекс (антиген-антитело) выводится из организма.

Кроме того, Т-лимфоциты передают информацию о зараженных клетках макрофагам. Те активизируются и начинают постепенно пожирать измененные клетки кожи, уничтожая их. А на месте уничтоженных постепенно нарастают здоровые клетки кожи.

Весь процесс может занимать от нескольких недель до месяцев и даже лет. Все зависит от активности как клеточного, так и гуморального иммунитета, от активности всех его звеньев. Ведь если, например, в какой-то период времени выпадает хотя бы одно звено – В-лимфоциты, то рушится вся цепочка и вирус беспрепятственно размножается, внедряясь во все новые клетки, способствуя появлению все новых бородавок на коже.

На самом деле представленный выше пример – лишь очень слабое и очень доступное объяснение работы иммунной системы человека. Существуют сотни факторов, которые могут включать то один механизм, то другой, ускорять или замедлять иммунный ответ.

Например, иммунная реакция организма на проникновение вируса гриппа происходит намного быстрее. А все потому, что он пытается внедриться в клетки мозга, что для организма куда опаснее, чем действие папилломавируса.

И еще один наглядный пример работы иммунитета - смотрим видео.

Хороший и слабый иммунитет

Тема иммунитета стала развиваться в последние 50 лет, когда были открыты многие клетки и механизмы работы всей системы. Но, к слову сказать, до сих пор открыты не все ее механизмы.

Так, например, наука пока еще не знает, каким образом запускаются те или иные аутоиммунные процессы в организме. Это когда иммунная система человека ни с того, ни с сего начинает воспринимать собственные клетки как чужеродные и начинает с ними бороться. Это как в 37-м году – НКВД начало бороться против собственных граждан и поубивало сотни тысяч людей.

В целом же надо знать, что хороший иммунитет – это состояние полной невосприимчивости к различным инородным агентам. Внешне это проявляется отсутствием инфекционных заболеваний, здоровьем человека. Внутренне это проявляется полной работоспособностью всех звеньев клеточного и гуморального звена.

Слабый иммунитет – это состояние восприимчивости к инфекционным заболеваниям. Проявляется слабой реакцией того или иного звена, выпадением отдельных звеньев, неработоспособностью тех или иных клеток. Причин его снижения может быть довольно много. Следовательно, и лечить его надо, устраняя все возможные причины. Но об этом поговорим в другом материале.

Иммунная система , состоящая из специальных белков, тканей и органов, ежедневно защищает человека от патогенных микроорганизмов , а также предупреждает влияние некоторых особых факторов (к примеру, аллергенов).

В большинстве случаев она выполняет огромный объем работы, направленный на сохранение здоровья и предотвращение развития инфекции.

Фото 1. Иммунная система - это ловушка для вредоносных микробов. Источник: Flickr (Heather Butler).

Что такое иммунная система

Иммунная система - это особая, защитная система организма, препятствующая воздействию чужеродных агентов (антигенов). Через серию шагов, называемую иммунным ответом, она “атакует” все микроорганизмы и вещества, которые вторгаются в системы органов и тканей, и способны вызывать заболевания.

Органы иммунной системы

Иммунная система удивительно сложна. Она способна распознать и запомнить миллионы различных антигенов, своевременно продуцируя необходимые компоненты для уничтожения “врага”.

Она включает в себя центральные и периферические органы, а также специальные клетки , которые в них вырабатываются и принимают непосредственное участие в защите человека.

Центральные органы

Центральные органы иммунной системы отвечают за созревание, рост и развитие иммунокомпетентных клеток - лимфопоэз.

Центральные органы включают:

• Костный мозг - губчатая ткань преимущественно желтоватого оттенка, расположенная внутри полости кости. Костный мозг содержит незрелые, или стволовые клетки, которые способны превращаться в любую, в том числе иммунокомпетентную, клетку организма.
• Вилочковая железа (тимус). Представляет собой маленький орган, расположенный в верхней части грудной клетки позади грудины. По форме этот орган несколько напоминает чабрец, или тимьян, латинское название которого и дало название органу. В основном, в тимусе созревают T-клеток иммунной системы, но также вилочковая железа способна провоцировать или поддерживать продукцию антител против антигенов.
• Во внутриутробный период развития к центральным органам иммунной системы относится также печень .

Это интересно! Наибольший размер вилочковой железы наблюдается у новорожденных детей; с возрастом орган уменьшается и замещается жировой тканью.

Периферические органы

Периферические органы отличаются тем, что содержат уже зрелые клетки иммунной системы, взаимодействующие между собой и другими клетками и веществами.

Периферические органы представлены:

• Селезенка . Самый большой лимфатический орган в организме, расположенный под ребрами в левой части живота, над желудком. Селезенка содержит преимущественно лейкоциты, а также помогает избавиться от старых и поврежденных клеток крови.
• Лимфатические узлы (ЛУ) представлены небольшими, бобовидными структурами, которые хранят клетки иммунной системы. В ЛУ также производится лимфа - специальная прозрачная жидкость, при помощи которой клетки иммунитета доставляются в различные части тела. Когда организм борется с инфекцией, ЛУ могут увеличиваться в размере и становиться болезненными.
• Скопления лимфоидной ткани , содержащие иммунные клетки и расположенные под слизистыми оболочками пищеварительного и мочеполового тракта, а также в респираторной системе.

Клетки иммунной системы

Основными клетками иммунной системы считаются лейкоциты, которые циркулируют в организме по лимфатическим и кровеносным сосудам.

Основными типами лейкоцитов, способными к иммунному ответу, являются следующие клетки:

• Лимфоциты , которые позволяют распознавать, запоминать и уничтожать все антигены, внедряющиеся в организм.
• Фагоциты , поглощающие чужеродные частицы.

Фагоцитами могут быть различные клетки; наиболее распространенным типом являются нейтрофилы, борющиеся в основном с бактериальной инфекцией.

Лимфоциты располагаются в костном мозге и представлены B-клетками; в случае нахождения лимфоцитов в тимусе, они созревают в T-лимфоциты. B и T-клетки имеют отличные друг от друга функции:

• B-лимфоциты стараются обнаружить чужеродные частицы и посылают сигнал другим клеткам при обнаружении инфекции.
• T-лимфоциты уничтожают патогенные компоненты, идентифицированные B-клетками.

Как работает иммунная система

При обнаружении антигенов (то есть посторонних частиц, которые вторгаются в организм) индуцируются B-лимфоциты , продуцирующие антитела (АТ) - специализированные белки, блокирующие специфические антигены.

Антитела способны распознать антиген, однако самостоятельно уничтожить его не могут - эта функция принадлежит T-клеткам, осуществляющим несколько функций. T-клетки могут не только уничтожать чужеродные частицы (для этого существуют специальные T-киллеры, или “убийцы”), но и участвовать в передаче иммунного сигнала другим клеткам (например, фагоцитам).

Антитела, помимо идентификации антигенов, нейтрализуют токсины, вырабатываемые патогенными организмами; также активируют комплемент - часть иммунной системы, которая помогает уничтожать бактерии, вирусы и другие и чужеродные вещества.

Процесс распознавания

После образования антител, они остаются в организме человека. Если иммунная система в будущем встретит такой же антиген, инфекция может не развиваться : например, после перенесенной ветряной оспы человек ею больше не заболевает.

Такой процесс распознавания чужеродного вещества называется презентацией антигена. Образования антител при повторном инфицировании уже не требуется: уничтожение антигена иммунной системой осуществляется практически мгновенно.

Аллергические реакции

Аллергия протекает по похожему механизму; упрощенная схема развития состояния следующая:

1. Первичное попадание аллергена в организм; клинически никак не выражается.
2. Образование антител и их фиксация на тучных клетках.
3. Сенсибилизация - повышение чувствительности к аллергену.
4. Повторное попадание аллергена в организм.
5. Высвобождение специальных веществ (медиаторов) из тучных клеток с развитием цепной реакции. Последующие вырабатываемые вещества воздействуют на органы и ткани, что определяется появлением симптомов аллергического процесса.

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.