Физиология иммунной системы человека. Физиология иммунной системы. Центральные органы иммунной системы
Подготовил к.б.н., доцент кафедры общеобразовательных дисциплин Хакасского филиала
ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» Степанов Ю.М. 1
1. СТРУКТУРА ИММУННОЙ СИСТЕМЫ 1
1.1. ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОРГАНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ 1
1.2. ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ ОРГАНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ 2
1.3. КЛЕТКИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ 5
2. ИНДУКЦИЯ И РЕГУЛЯЦИЯ ИММУННОГО ОТВЕТА 8
2.1. АНТИГЕНЫ 8
2.2. АКТИВАЦИЯ ЛИМФОЦИТОВ 10
^ 2.3. ИММУННЫЙ ОТВЕТ ГУМОРАЛЬНОГО ТИПА 13
2.4. АНТИТЕЛА 16
2.5. ИММУННЫЙ ОТВЕТ КЛЕТОЧНОГО ТИПА 21
3. ФАКТОРЫ ЕСТЕСТВЕННОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ 25
3.1. ЕСТЕСТВЕННЫЕ БАРЬЕРЫ 26
^ 3.2. СИСТЕМА ФАГОЦИТОВ 26
3.3. СИСТЕМА КОМПЛЕМЕНТА, ПРОПЕРДИН 29
3.4. ЛИЗОЦИМ 34
3.5. ИНТЕРФЕРОНЫ 35
3.6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АНТИГЕН-АНТИТЕЛО 35
Введение
Иммунология признана как наука в 1881г., когда Луи Пастер сделал доклад во французской академии о возможности использования ослабленных штаммов микроорганизмов для создания искусственного иммунитета. В настоящее иммунология должна применяться в практической ветеринарии, поскольку фактически нет заболеваний, в патогенезе которых не были бы затронуты механизмы иммунитета.Наиболее распространено следующее определение: и ммунная система - функциональная система организма позвоночных, состоящая из лимфоидных клеток и органов, ответствен ных за специфические защитные механизмы.
В настоящее время иммунная система рассматривается как система контроля, обеспечивающая индивидуальность и целостность организма. Основные функции иммунной системы – отличать генетически чужеродные структуры от собственных, перерабатывать и элиминировать их. Иммунная система обеспечивает защиту организма от инфекций, а также удаление поврежденных, состарившихся и измененных клеток собственного организма.
^
1. СТРУКТУРА ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
1.1. ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОРГАНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
Центральный орган иммунной системы – вилочковая железа (тимус). Она состоит из множества мелких долек, в которых различают корковый и мозговой слои. Корковый слой заполнен лимфоцитами, на которые воздействуют «тимические факторы», выделяемые эпителиальными клетками этого слоя (факторы, играющие важную роль в дифференцировке Т-лимфоцитов). Лимфоциты коркового слоя различны по размеру. Большие лимфоциты находятся преимущественно во внешней зоне коры, где они продолжают пролиферировать. Во внутренней зоне коры сосредоточено множество малых лимфоцитов, несущих Т-клеточные антигены. Большая часть из них погибает еще в вилочковой железе.
В мозговом слое содержится меньшее количество, но уже зрелых Т-лимфоцитов, покидающих вилочковую железу и включающихся в циркуляцию. В вилочковой железе существует барьер между циркулирующей кровью и корковым слоем, аналогичный гематоэнцефалическому барьеру, вследствие чего в контакт с антигеном вступают только клетки мозгового слоя.
Закладка тимуса происходит в период внутриутробного развития. Первый идентифицированный лимфоидный орган - тимус - появляется у плодов на 42-е сутки развития. Дифференцировка тимуса происходит также в плодный период, и он приобретает выраженное дольчатое строение, подразделяясь на зоны: в корковой зоне содержатся тимоциты, в мозговой зоне - эпителиальные структуры (тельца Гассаля).
Сумка Фабрициуса у птиц также относится к центральным органам иммунной системы. В ней формируются В-лимфоциты аналогично тому, как в вилочковой железе созревают Т-лимфоциты. У млекопитающих и человека, органом, в котором происходит дифференцировка В-лимфоцитов, является костный мозг.
Костный мозг, не являясь непосредственно лимфоидным органом, принадлежит к органной иммунной системе. С одной стороны, он поставляет все клетки-предшественники для различных популяций лимфоцитов и макрофагов, а с другой - в костном мозге протекают специфические иммунные реакции, связанные, например, с синтезом антител. Этот процесс происходит следующим образом. Через несколько дней после начала вторичного иммунного ответа обнаруживается миграция активированных В-клеток памяти в костный мозг, где они и созревают в плазматические клетки. Костный мозг служит основным источником сывороточных иммуноглобулинов. Костный мозг в отличие от периферической лимфоидной ткани на антиген реагирует медленно, однако ответ более продолжительный и сопровождается более эффективной продукцией антител при последующем контакте с антигеном. Лимфоциты составляют примерно около 20 % всех клеток костного мозга.
^
1.2. ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ ОРГАНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
Селезенка
заселяется лимфоцитами в поздний эмбриональный период и сразу после рождения. Структурно выраженная селезенка выявлена у плодов крупного рогатого скота 55-суточного возраста, а дифференцирование красной и белой пульпы происходит между 80-ми и 100-ми сутками.
Между 70-ми и 100-ми сутками происходит дифференциация на красную и белую пульпу. Ретикулярные клетки содержат вакуоли и эндоплазматический ретикулум. Лимфоциты накапливаются в периваскулярных пространствах и являются предшественниками белой пульпы селезенки. В белой пульпе различают тимусзависимые и тимуснезависимые зоны, которые заселяются соответственно Т- и В-лимфоцитами. Т-клетки располагаются преимущественно в периартериальных областях, а В-клетки - в лимфоидных муфтах и фолликулах. Антигены с током крови достигают селезенки, фиксируются в дендритных клетках и в маргинальной зоне, откуда они транспортируются в белую пульпу и расположенные в ней центры размножения. Эти антигены индуцируют образование лимфобластов в тимусзависимой зоне селезенки, а в тимуснезависимой зоне происходит пролиферация лимфоцитов и образование плазматических клеток.
Селезенка осуществляет контроль за цитологическим составом крови, удаляя из кровотока утратившие функциональную активность эритроциты и лейкоциты, а также образует новые лимфоциты в ответ на занесенные кровотоком чужеродные антигены, особенно корпускулярные.
^ Лимфатические узлы относятся к периферическим органам иммунной системы. Они состоят из заключенной в капсулу паренхимы, содержащей ретикулярную строму и большое число подвижных клеток: лимфоцитов, плазматических клеток и макрофагов.
У крупного рогатого скота в эмбриональный период надвыменый лимфатический узел и узел коленной складки представлен небольшими узелками, окруженными студенистой плотной массой. Постепенно они приобретают рыхлую, а затем упругую консистенцию и ко времени рождения формируются полностью. В них содержатся фолликулы, лимфоциты и миелоциты. У эмбрионов коз поверхностные региональные лимфатические узлы закладываются также в форме прозрачных студенистых пузырьков в первой половине суягности; к 75-м суткам развития они морфологически оформляются. У 120-суточных плодов уже развита капсула, различаются трабекулы и фолликулы некоторых узлов. Периферические и глубокие лимфатические узлы у плодов свиней представляют собой систему синусов, покрытых плоскими клетками; на 51-е сутки развития доминируют гисторетикулярные клетки; разбросанныелимфоциты обнаруживаются на 64-е сутки развития. Ретикулярные клетки лимфатических узлов образуют синусы, фильтрующие лимфу, которая дренирует ткани организма и может содержать чужеродные антигены. В лимфатическом узле также различают мозговой и корковый слои. Корковый слой густо заселен лимфоцитами. В коре, в свою очередь, также выделяют внешнюю и внутреннюю зоны. Лимфоидные фолликулы и зародышевые центры имеются только во внешней коре и содержат большое количество делящихся лимфоидных клеток, лимфобластов и средних лимфоцитов (в том числе одиночных Т-лимфоцитов) и плазматических клеток. Тимусзависимой зоной лимфатического узла является внутренняя зона.
В зависимости от вида антигенного воздействия изменения могут возникнуть в различных зонах лимфатического узла. При реакции клеточного типа во внутренней (паракортикальной) зоне лимфатического узла уже в течение суток можно обнаружить бластные клетки, а пролиферация Т-клеток продолжается несколько суток. Если же антигены вызывают иммунную реакцию гуморального типа, то морфологически значимые изменения происходят во внешней (тимусзависимой) области коры. Тогда антиген, накапливаясь на ретикулярных клетках лимфоидного фолликула, индуцирует пролиферацию в зародышевых центрах, и через несколько суток начинается миграция плазматических клеток из корковой зоны в мозговую.
Лимфоциты поступают в лимфатический узел по афферентным лимфатическим сосудам, проникая через стенки посткапиллярных венул с так называемым высоким эндотелием. На эндотелиальных клетках, выстилающих эти венулы, располагаются специальные рецепторы, направляющие соответствующую популяцию лимфоцитов в лимфатический узел. Перемещение лимфоцитов между тканями, кровеносным руслом и лимфатическими узлами позволяет антигенчувствительным клеткам обнаружить антиген и скапливаться в местах протекания иммунной реакции, а распространение по организму клеток памяти и их потомков позволяет лимфоидной системе организовать генерализованный иммунный ответ. Уже через 24 часа после того как антиген оказывается в лимфатическом узле или селезенке, реагирующие на него клетки из циркулирующего пула лимфоцитов скапливаются в месте локализации антигена, интенсивно пролиферируют, из лимфатического узла через 3 суток выходят активированные бластные клетки.
К периферическим органам иммунной системы также относятся лимфоидная ткань пищеварительного тракта (миндалины глотки, пейеровы бляшки и солитарные фолликулы кишечника) и лимфоидная ткань органов дыхания (гортань, трахея, бронхи, легкие). Как известно, органы дыхания и пищеварительный тракт служат главными «входными воротами» для антигенов, содержащиеся там многочисленные лимфатические фолликулы сходны по строению с таковыми селезенки и лимфатических узлов.
Тимус (thymus), или вилочковая железа, имеется у всех позвоночных животных. В эмбриогенезе закладывается раньше других лимфоидных органов. У новорожденного тимус уже полностью развит, а его масса составляет 0,6% массы тела. Закладка тимуса происходит достаточно рано (например, у крупного рогатого скота на 25- 27 сутки) в виде трубчатых выпячиваний энтодермы третьего-четвертого жаберных карманов головной кишки. Роль тимуса была убедительно показана при изучении заболевания, получившего название «синдром ДиДжорджи, при котором генетически детерминированное недоразвитие этого органа приводит к отсутствию одной из популяций лимфоцитов – Т-лимфоцитов. При таком врожденном иммунодефиците проявлялась повышенная чувствительность к вирусным, грибным и некоторым бактериальным инфекциям.
Максимального развития тимус достигает к концу подсосного периода (у телят 2-месячного возраста его масса 1050 г). Вместе с тем объективные данные свидетельствуют об очень быстрой его возрастной инволюции, т. е. об утрате тимуса с возрастом. В течение первых лет жизни ежегодно теряется по 3% истинно тимической ткани, которая постепенно замещается жировой и соединительной тканями. Соответственно снижается и продукция Т-лимфоцитов. Самая высокая продукция Т-лимфоцитов у приматов, например, сохраняется до двух лет, а затем быстро падает. У мыши к 24-месячному возрасту продукция Т-клеток составляет 0,7% уровня их продукции у новорожденной мыши, т.е. происходит почти полная редукция тимуса: теряется и структура, и его функция. Однако следует отметить, что количество Т-лимфоцитов в циркуляции сохраняется на достигнутом уровне. Дело в том, что значительную часть популяции Т-лимфоцитов составляют долгоживущие клетки, которые не нуждаются в постоянном обновлении, и поэтому численность Т-клеток поддерживается во взрослом организме и при отсутствии тимуса. Более того, зрелые Т-лимфоциты подвергаются так называемой клональной экспансии, т. е. избирательной пролиферации в ответ на встречу со своим антигеном, за счет чего их численность возрастает. После создания пула периферических Т-лимфоцитов утрата тимуса уже не приводит к катастрофическому снижению иммунитета. В пользу этого говорят результаты иммунологического обследования мышей, перенесших тимэктомию.
Из всех органов иммунной системы только для тимуса характерна возрастная инволюция. Костный мозг не претерпевает подобных возрастных изменений, если не считать накопления жировых отложений. Не подвержены возрастной инволюции ни селезенка, ни лимфатические узлы. С возрастом дифференцировка гранулоцитов и моноцитов даже усиливается, повышается количество естественных киллеров – больших гранулярных лимфоцитов вне зависимости от тимуса. Можно заключить, что в организме сохраняется воспроизводство всех остальных иммуноком-петентных клеток, которые не являются долгоживущими, выполняют функции эффекторов и тратятся постоянно в борьбе с болезнетворными микроорганизмами. В отличие от этого необходимость в генерации новых Т-лимфоцитов снижается с возрастом. Первичные контакты с инфекционными агентами происходят в основном в первые годы жизни, когда и формируются Т-клетки памяти. Т-лимфоциты памяти у людей живут более 20 лет. В дальнейшем возможность поступления новых патогенов снижается и содержание организмом целого тимуса с его энергетической емкостью становится нецелесообразным. Тимус подвергается инволюции к тому периоду жизни, когда этот орган становится ненужным, так как остаются долгоживущие Т-клетки памяти. При наличии такого клона организму нестрашна встреча с болезнетворным асептом: тут же распознаются «запомнившиеся» антигены, вырабатываются сигналы клональной экспансии (пролиферации), активации и клетки начнут выполнять свои защитные функции, что ведет к элиминации возбудителя и нейтрализации его токсинов.
При отсутствии тимуса его функции могут частично выполнять участки лимфоидных тканей, где созревают Т-лимфоциты. Наиболее ярким примером механизма компенсации функций отсутствующих Т-лимфоцитов могут служить так называемые голые (nude) мыши. У таких мышей имеется сочетание двух генетических дефектов: дефекта эпителия кожи, ведущего к отсутствию волосяного покрова, и недоразвития тимуса, ведущего к отсутствию Т-лимфоцитов. У них компенсаторно повышено количество естественных киллеров, которые способны продуцировать и секретировать один из важнейших защитных цитокинов – гамма-интерферон. При наличии в организме Т-лимфоциты являются основными продуцентами гамма-интерферона, но при их отсутствии эту важную защитную функцию берут на себя другие клетки - естественные киллеры, развитие которых протекает без участия тимуса.
Костный мозг дает начало всем росткам кроветворения: из единой стволовой полипотентной клетки костного мозга происходят эритроциты, тромбоциты, гранулоциты, моноциты и лимфоциты. Из стволовых клеток костного мозга путем различных превращений образуются Т- и В-лимфоциты. Превращение стволовой клетки в В-лимфоцит происходит, по-видимому, также в костном мозге. Красный костный мозг первоначально занимает и трубчатые, и плоские кости, но в процессе развития организма детеныша он замещается желтым костным мозгом, причем полностью этот процесс завершается к моменту полового созревания. После этого момента красный костный мозг остается только в плоских костях.
Селезенка впервые как самостоятельный орган появляется у рыб. В эмбриогенезе развивается из мезенхимы в дорсальной части брыжейки. Вначале в ней происходит образование эритроцитов и гранулоцитов. Позднее из центральных органов кровообразования в селезенку вселяются лимфоциты. У новорожденных масса селезенки составляет (у крупного рогатого скота) около 0,15...0,19% массы тела. Селезенка участвует в защите организма, а в связи с тем, что она состоит из ретикулярной и лимфоидной тканей, выполняет функции кроветворения. В организме созданы благоприятные условия для компенсации функции селезенки за счет других отделов ретикулоэндотелиальной системы в случае спленэктомии. Ее деятельность в филогенезе претерпевает определенные изменения. У птиц селезенка выполняет только функцию кроветворения (продукция лимфоцитов и моноцитов). У млекопитающих кроме кроветворения селезенка участвует в иммунологических реакциях организма за счет того, что эндотелиальные клетки способны захватывать чужеродные частицы и электроотрицательные коллоиды.
Лекция №44. Иммунитет, органы иммунной системы.
| Наименование параметра | Значение |
| Тема статьи: | Лекция №44. Иммунитет, органы иммунной системы. |
| Рубрика (тематическая категория) | Физиология |
Лимфа при своем движении по лимфатическим сосудам встречает на своем пути 1 – 3 лимфатических узла – периферические органы иммунной системы. Οʜᴎ выполняют функцию биологических фильтров. В организме насчитывается от500 – 1000 лимфоузлов. Οʜᴎ имеют розовато - серый цвет, округлую или лентовидную форму. Их размеры колеблются от величины булавочной головки до крупного боба. Οʜᴎ располагаются около крупных сосудов (чаще вен), группами или в одиночку. Виды лимфатических узлов:
· групповые
· одиночные
· поверхностные (ближе к поверхности кожи в подкожной жировой клетчатке)
· глубокие (в грудной и брюшной полостях)
Больше всего лимфоузлов находится в паховой области, подколенной ямке, локтевой ямке, под углом нижней челюсти, на шее. В лимфоузел входят несколько приносящих сосудов (2 – 4) и выходят 1 – 2 выносящих. В узле различают темное корковое вещество и светлое мозговое. Строму узла представляет ретикулярная ткань. В корковом веществе находятся лимфатические фолликулы. В петлях ретикулярной ткани находятся лимфоциты, лимфобласты и макрофаги. Размножение лимфоцитов происходит в лимфатических фолликулах.
На границе коркового и мозгового вещества находится полоска лимфоидной ткани – околокорковое вещество тимусзависимой зоны. В ней содержатся Т – лимфоциты. Также здесь расположены посткапиллярные венулы, через стенки которых лимфоциты мигрируют в кровеное русло. Мозговое вещество состоит из мякотных тяжей, которые начинаются от внутренней части коркового вещества и заканчиваются у ворот лимфоузла. Οʜᴎ вместе с лимфоидными узелками образуют В – зависимую зону - размножение и созревание плазматических клеток, синтезируемых антитела. Здесь же расположены В – лимфоциты и макрофаги. Капсула лимфоузла и его трабекулы отделены от коркового и мозгового вещества щелевидным пространством – лимфатический синус. Протекая по синусам, лимфа обогащается лимфоцитами и антителами – иммуноглобулинами. Одновременно в синусах происходит фагоцитирование бактерий и задержка инородных частиц.
При патологии лимфоузлы уплотняются, увеличиваются и становятся болезненными. Воспаление лимфососудов – лимфангит, лимфоузлов – лимфанденит.
На пути тока крови из артериальной системы в систему воротной вены лежит селезенка - иммунный контроль крови. Селезенка (spleen) – самый крупный орган иммунной системы, 140 – 200 гр.
Размещено на реф.рф
Расположена в левом подреберье, фиксируется желудочно – селезеночной и диафрагмально - селезеночной связками. Имеет уплощенную форму, цвет красно – бурый, консистенция мягкая. На вогнутой поверхности имеются ворота. Снаружи селезенка покрыта серозной оболочкой. Строму органа составляют трабекулы и ретикулярная ткань. Паренхимой является белая и красная пульпа. Белая пульпа состоит из лимфатических узелков и периартериальных влагалищ. Основная масса органа – красная пульпа. Она содержит эритроциты и лимфоциты. В селезенке происходит разрушение эритроцитов (кладбище эритроцитов), дифференцировка Т и В – лимфоцитов.
К органам иммунной системы относятся: красный костный мозг, тимус, лимфоидная ткань стенок дыхательной и пищеварительной систем (миндалины, лимфатические узелки подвздошной кишки, червеобразный отросток).
Косный мозг (medulla ossium) – у новорожденных весь мозг красный. С 4 – 5 лет красный костный мозг в диафизах трубчатых костей превращается в желтый (жировая ткань). У взрослых красный костный мозг остается в эпифизах трубчатых костей, коротких и плоских костях (1,5 кг). Он состоит из миелоидной ткани, содержащей кроветворные клетки, являющиеся предшественниками клеток крови. С током крови они попадают в другие органы иммунной системы, где дозревают. Попадая в тимус, они становятся Т – лимфоцитами (тимусзависимыми), обеспечивают клеточный или тканевой иммунитет – разрушение отживших или злокачественных клеток организма, чужеродных клеток. Тимус – центральный орган иммунной системы. Часть стволовых кроветворных клеток попадает в другие органы, отвечающие за гуморальные функции. У птиц таким органом является сумка Фабрициуса – скопление лимфоидной ткани в стенке клоаки. Сумка (bursa) – бурсазависимые или В –лимфоциты. У человека аналогом сумки считаются лимфоидные узелки подвздошной кишки, пейеровы бляшки, червеобразный отросток. В - лимфоциты попадают в В – зависимые зоны (лимфоузлы и селезенка) и являются предшественниками клеток, вырабатывающие антитела – иммуноглобулины.
Вилочковая железа (тимус) – центральный орган иммунной системы. Это эндокринная железа, расположенная в грудной клетке за рукояткой грудины. Состоит из 2 долей, покрытых фиброзной оболочкой. Тимусные клетки представлены лимфоцитами, плазматическими клетками, макрофагами, гранулоцитами. В тимусе имеются слоистые тельца – уплощенные эпителиальные клетки – тельца Гассаля. В тимусе вырабатываются гормоны: тимозин, тимопоэтин, тимусный гуморальный фактор (стимулируют иммунные процессы). После 25 лет происходит инволюция тимуса, и в старческом возрасте на его месте обнаруживается жировое тело - снижение иммунитета).
Миндалины (tonsillae) – скопление лимфоидной ткани в начальных отделах пищеварительной и дыхательной систем:
1. небная (парная)
2. язычная
3. трубная (парная)
4. глоточная (адеиноидная)
Данное образование – лимфоидное кольцо Пирогова – Вальдейера.
Язычная миндалина (tonsilla lingvalis) – на корне языка под эпителиальной оболочкой. Ее эпителиальные узелки выпячивают слизистую оболочку, образуя 80 – 90 бугорков.
Небная миндалина (tonsilla palatina) – расположена в углублении между небно – язычной и небно – глоточной складками полости рта – миндаликовая ямка (миндальный орех) – лимфоциты ее выходят на слизистую оболочку и фагоцитируют бактерии.
Глоточная миндалина (tonsilla pharyngealis) – расположена в верхней части задней стенки глотки.
Трубная миндалина (tonsilla tubaria) – расположена в слизистой оболочке носовой части глотки в основании слуховых труб (трубный валик).
В слизистой оболочке аппендикса имеются более 500 лимфоидных фолликулов, которые уменьшаются после 18 лет, а к 60годам исчезают вовсе.
Также большое значение для защиты брюшной полости играют пейеровы бляшки и одиночные лимфоидные фолликулы подвздошной кишки.
Свойство живых систем отвечать на воздействие внутренней и внешней среды - иммунологическая реактивность. Она включает в себя:
· невосприимчивость к инфекциям
· реакции биологической несовместимости тканей
· реакции повышенной чувствительности
· явление привыкания к ядам
Все эти явления возникают в организме при попадании в него микробов, бактерий, вирусов, токсинов, антигенов. Это реакции биологической защиты. В механизме этой защиты лежит взаимодействие антигенов и антител. Антигены (анти – против, генос – род) – чуждые для организма вещества, вызывающие образование антител- белки группы иммуноглобулинов, которые нейтрализуют действие антигенов. Полное или частичное отсутствие иммунологической реактивности – иммунологическая толерантность (терпение).
1. физиологическая (переносимость иммунной системой белков собственного происхождения; в базе лежит запоминание клетками иммунной системы белкового состава организма)
2. патологическая (переносимость опухоли организмом)
3. искусственная (создается с помощью препаратов, снижающих активность иммунной системы человека – иммунодепрессанты, ионизирующее излучение) - ϶ᴛᴏ обеспечивает переносимость организмом пересаженных органов и тканей
В 1796 году английский врач Дженнер обратил внимание на то, что люди, работающие на фермах, контактирующие с коровами, болеющими коровьей оспой, почти никогда не болеют оспой человеческой. С медицинской целью Дженнер заразил испытуемого человека коровьей оспой, благодаря чему человек заболел в очень легкой форме (взял струп с вымени коровы и поместил его в рану на руке). Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, было выявлено, что оспу коровью и натуральную вызывают очень похожие вирусы. Прививка вируса коровьей оспы вызывает образование в организме человека антител, способных реагировать на вирусы натуральной оспы. Позднее Пастер нашел способ ослабления вирулентности микробов, чтобы воспроизвести легкое заболевание у человека, оставляющее после себя иммунитет к данному заболеванию. Ослабленные культуры микробов в честь Дженнера Пастер назвал вакцинами (vaccines – коровий). Мечников развил теорию иммунитета. immunitas - избавление – невосприимчивость организма по отношению к возбудителям болезней, ядам, направленная на все чужеродное. В здоровом организме существует ʼʼиммунный надзорʼʼ, который распознает свое и чужое и уничтожает чужое. Это способ защиты организма от живых существ и веществ, несущих признаки чужеродности. В 1868 году И. И. Мечников поставил случайный опыт: в тело морской звезды вонзился шип от розы; ученый не стал вытаскивать шип, решив, что звезда погибнет; через несколько дней он обнаружил на месте и вокруг шипа скопление гноя – погибших лейкоцитов – на базе этого он сделал вывод о борьбе организма с микробами и бактериями – иммунитет. Виды иммунитета:
1. врожденный (видовой)
2. приобретенный:
· естественный (активный и пассивный)
· искусственный (активный и пассивный)
Врожденный иммунитет – наследуемый признак. Он должна быть абсолютным (у собаки кроликов никогда не бывает полиомиелита) и относительным (голуби и куры при плохих условиях содержания могут заболеть сибирской язвой, которой они никогда не болеют в хороших условиях содержания) – менее прочный и зависит от внешних воздействий. Естественный приобретенный активный иммунитет возникает после перенесения инфекционного заболевания. Естественный приобретенный пассивный иммунитет обусловлен переходом антител из крови матери через плаценту в кровь плода (корь, скарлатина, дифтерия) – через 1-2 года антитела исчезают и восприимчивость к этим заболеваниям возрастает (вакцинация детей). Пассивным путем иммунитет передается с молоком матери. Искусственный приобретенный иммунитет воспроизводится человеком в целях предупреждения инфекции. Активный искусственный достигается путем прививки людям культур убитых или ослабленных микробов, токсинов, вирусов – вакцинация.
Пассивный искусственный иммунитет воспроизводится путем введения человеку сыворотки, содержащей уже готовые антитела против микробов и их токсинов.
Механизмы иммунитета:
· неспецифические (общие защитные приспособления, препятствующие проникновению микробов в организм):
1. неповрежденная кожа
2. уничтожение микробов с помощью естественных жидкостей (слюна, слеза, желудочный сок – лизоцим и соляная кислота)
3. бактериальная микрофлора (прямая кишка, влагалище)
4. гематоэнцефалический барьер (эндотелий капилляров головного мозга, защищающий ЦНС)
5. фагоцитоз – пожирание бактерий фагоцитами
6. очаг воспаления в месте проникновения микробов через кожу или слизистую оболочку
7. гормон интерферон – замедляет внутриклеточное размножение вирусов
· специфические:
1. А – система – способность отличать свойства антигенов от свойств собственных белков организма. Это моноциты, которые поглощают антигены, накапливают их и передают сигнал исполнительным клеткам.
2. В – система – исполнительная часть – В – лимфоциты – после получения сигнала В – лимфоциты переходят в плазматические клетки, вырабатывающие антитела - иммуноглобулины, обеспечивающие развитие гуморального иммунитета
3. Т – система – Т – лимфоциты – после получения сигнала они переходят в лимфобласты, которые созревают в иммунные Т- лимфоциты, способные распознавать антигены
Виды Т – лимфоцитов:
· Т – хелперы – помощники – помогают В – лимфоцитам переходить в плазматические клетки
· Т – супрессоры – угнетатели
· Т – киллеры – убийцы – уничтожают антигены
Т – система обеспечивает формирование клеточного иммунитета͵ предупреждающего возникновение опухолей.
Аллергия (allos) – другой – измененная реактивность организма к повторным воздействиям. В корне ее лежит иммунный ответ с повреждением кожи и слизистый оболочек. При первоначальном попадании в организм происходит накапливание антител. При повторных попаданиях в организм возникают расстройства жизнедеятельности и даже гибель организма.
К типичным аллергенам относятся:
· Пыльца растений
· Шерсть животных
· Синтетические вещества
· Порошки
· Косметические средства
· Пищевые вещества
· Лекарства
· Красители
· Чужеродная сыворотка крови
· Домашняя пыль (продукты жизнедеятельности микроскопических клещей)
Аллергические реакции:
1. замедленного типа (гипочувствительность) – бактериальная аллергия, контактный дерматит, лекарственная аллергия, реакция отторжения трансплантата
2. немедленного типа (гиперчувствительность) – сывороточная болезнь, отек Квинке, анафилаксия
Анафилаксия (анна – вновь, aphylaxis – беззащитность) – аллергическая реакция немедленного типа, возникающая при введении аллергена.
Проявляется анафилактическим шоком - гиперчувствительность организма при введении лекарственных сывороток, антибиотиков, витаминов. сывороточная болезнь – при введении лечебных сывороток и гамма – иммуноглобулинов - повышение температуры тела, боли в суставах, их отек, зуд кожи.
Для профилактики анафилаксии больным вводят за 2 – 4 часа 1 мл сыворотки, а затем, при отсутствии реакции, остальную часть сыворотки. Сверхчувствительность организма к различным веществам – идиосинкразия – возникает сразу после первого приема.
Лекция №44. Иммунитет, органы иммунной системы. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Лекция №44. Иммунитет, органы иммунной системы." 2017, 2018.
>> 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!
Лекция 11.
Физиология иммунной системы
Морфофункциональная характеристика иммунной системы. Иммунный ответ, его типы и механизм. Антитела, их взаимодействие с антигеном . Иммунологическая реактивность и неспецифическая резистентность. Использование достижений иммунологии в животноводстве.
1. Морфофункциональная характеристика иммунной системы.
n Иммунная система (от лат. immunitas - освобождаться от чего-либо) - это система органов и клеток, деятельность которых обеспечивает иммунитет – это способность организма защищаться от генетически чужеродных веществ, сохранять свой генетический гомеостаз (биологическую индивидуальность).
n Чужеродные вещества могут поступать из внешней среды (бактерии, вирусы , простейшие, токсины, белки) и из внутренней (собственные клетки с искаженной генетической информацией).
n Морфологически иммунная система представляет собой совокупность всех лимфоидных органов и скоплений лимфоидных клеток тела, коммуникация между которыми осуществляется через кровоток и лимфоток. Главной клеточной формой иммунной системы является лимфоцит.
n Лимфоидные органы:
n 1. Центральные (первичные ) - тимус (вилочковая железа), фабрициева бурса (у птиц) и костный мозг; в них образуются исходные стволовые клетки, осуществляется пролиферация и первичная дифференцировка иммунокомпетентных (ответственных за иммунитет) клеток - лимфоцитов.
n 2. Периферические (вторичные ) - лимфатические узлы, миндалины, селезенка, пейеровы бляшки тонкого кишечника, фолликулы аппендикса , лимфоэпителиальные образования в слизистой желудочно-кишечного тракта, дыхательных и мочеполовых путей; в них происходит созревание лимфоцитов, их пролиферация в ответ на антигенную стимуляцию.
n Первичные лимфоидные органы .
n В красном костном мозгу и печени (у плодов) находятся стволовые клетки, дающие начало всем типам клеток крови. Часть стволовых клеток, запрограммированных как лимфоцитарные, мигрируют с током крови в тимус, где размножаются и дифференцируются в лимфоциты - Т-лимфоциты, или тимусзависимые.
n Другие поселяются и дифференцируется в фабрициевой бурсе птиц - дивертикуле клоаки - В-лимфоциты, или бурсозависимые . У млекопитающих эту функцию выполняет сама кроветворная ткань костного мозга или лимфатические пейеровы бляшки, расположенные в стенке тонкого кишечника. С наступлением половой зрелости тимус и фабрициева бурса уменьшаются в размерах и затем подвергаются инволюции.
n Вторичные лимфоидные органы.
n Часть лимфоцитов из тимуса и фабрициевой бурсы переносится (еще в эмбриональный период) в периферические лимфоидные органы. В лимфатических фолликулах этих образовании различают тимусзависимые зоны - где селятся Т-лимфоциты и тимуснезависимые зоны - В-лимфоциты.
n Пр., в лимфатических узлах тимуснезависимой зоной является кортикальный слой, а паракортикальный слой, прилегающий к медуллярным синусам, составляет тимусзависимый слой. Однако резкой границы между зонами нет, поскольку иммунный ответ требует, как правило, взаимодействия между Т - и В-лимфоцитами.
n В селезенке, выполняющей роль фильтра для крови, обе зоны находятся в белой пульпе. Вдоль артерий расположена тимусзависимая зона, кнаружи от нее - тимуснезависимая зона
2. Иммунный ответ, его типы и механизм.
n Иммунный ответ - это реакция организма на внедрение чуждых ему макромолекул.
n Вещество, способное вызвать специфический иммунный ответ, называется антигеном.
n Иммуногенность антигена - способность вызывать иммунный ответ. Зависит от его чужеродности, молекулярной массы (молекулы массой менее 5000 обычно не иммуногенны), структурной гетерогенности, устойчивости к разрушению ферментами, вида животных.
n Антигены могут быть животного, растительного и микробного происхождения.
n Пр., антигены гистосовместимости - распознающие и устраняющие аномальные клетки организма или трасплантированных тканей; аллергены (пыльца, чешуйки кожи, волосы, перья и др.); групповые антигены крови.
n Типы иммунного ответа:
n 1. Гуморальный - выработка антител , циркулирующих в крови и специфически связывающихся с чужеродными молекулами, ответственны В-лимфоциты
n 2. Клеточный - образование специализированных клеток, реагирующих с антигеном посредством его связывания и последующего разрушения. В основном против клеточных антигенов - бактерий, патогенных грибов, чужеродных клеток и тканей (пересаженных или опухолевых), ответственны Т-лимфоциты.
n Механизм иммунного ответа .
n 5. IgD (0,1%) - являются рецепторами для антигена на некоторых В-лимфоцитах.
n Антитела способствуют уничтожению чужеродных тел с помощью трех механизмов :
n 1. Усиления фагоцитоза (путем связывания с рецепторами макрофагов и нейтрофилов),
n 2. Активации системы комплемента - белкового комплекса сыворотки, участвующего в реакции антиген-антитело и вызывающего лизис клеток,
n 3. Стимуляции функции К-клеток (лимфоцитов без Т - или В-маркеров, обладающих цитотоксическим действием).
n Кроме того, антитела могут присоединяться к вирусам или бактериальным токсинам и предотвращать их связывание с рецепторами на клетках-мишенях.
В крови сельскохозяйственных животных (крупного рогатого скота, свиней, овец, коз и лошадей) обнаружено 3 класса иммуноглобулинов: IgG, IgA, IgM, причем IgG имеет два подкласса (IgG1 и IgG2). В молозиве содержатся преимущественно IgG, в молоке - IgA и IgM.
n Комплементарные, т. е. взаимно соответствующие друг другу антигены и антитела, образуют иммунный комплекс антиген - антитело .
n Прочность таких структур определяется высокой избирательностью и большой площадью взаимодействия по принципу «ключ-замок», благодаря гидрофобным водородным электростатическим связям и силам Ван-дер-Ваальса. Антиген при этом соединяется своей антигенной детерминантой , антитело - своим активным центром.
n Антиген, как правило, больше по размерам, чем антитело, поэтому последнее может распознавать только отдельные участки антигена, которые называются детерминантами .
n Большинство антигенов имеет на поверхности много антигенных детерминант, которые стимулируют иммунный ответ.
n Антитела могут вступать в реакцию не только с гомологичным антигеном, но и с родственными ему гетерологичными антигенами.
n Пр., на этом принципе основана предохранительная противооспенная прививка, когда человеку прививают «безобидную» коровью оспу, родственную натуральной оспе.
n Реакции специфического взаимодействия антител с антигенами проявляются в следующих формах:
n 1. Агглютинация - склеивание антигенных частиц между собой;
n 2. Преципитация - агрегация частиц с образованием нерастворимых комплексов;
n 3. Лизис - растворение клеток под влиянием антител в присутствии комплемента;
n 4. Цитотоксичность - гибель клеток под влиянием антител - цитотоксинов;
n 5. Нейтрализация - обезвреживание токсинов белковой природы;
n 6. Опсонизация - усиление фагоцитарной активности нейтрофилов и макрофагов под влиянием антител или комплемента.
n Обычно иммунный ответ выявляется через несколько дней.
n 4. Иммунологическая реактивность и неспецифическая резистентность .
n Формы нормальной иммунологической реактивности :
n 1. Иммунитет - защита при помощи антител и сенсибилизированных Т-лимфоцитов;
n 2. Иммунологическая память - способность иммунной системы специфически отвечать на повторные или последующие введения антигена. Проявляется в виде ускоренного и усиленного ответа на антиген (уменьшение латентного периода, более резкое нарастание титра антител, ускоренное отторжение трансплантата, аллергические реакции). Может быть краткосрочной, долговременной и пожизненной. Ее основными носителями являются долгоживущие сенсибилизированные В-лимфоциты, образующиеся при кооперации их с лимфобластами. Эти клетки продолжают циркулировать в кровяном и лимфатическом русле, являясь специфическими предшественниками антигенреактивных лимфоцитов. При повторном контакте с антигеном они размножаются, обеспечивая быстрое увеличение специфических В - или Т-лимфоцитов.
n 3. Иммунологическая толерантность - негативная форма иммунологической памяти. Проявляется в отсутствии или ослаблении ответа на повторное введение антигена. Лежит в основе отсутствия реакции организма на собственные антигены. В ранний период развития иммунная система потенциально способна реагировать на них, но постепенно «отвыкает» от этого. Предположительно, это обусловлено выведением (элиминацией) В - и Т-клеток с рецепторами для антигенных детерминант собственного организма или активацией Т-супрессоров, подавляющих реакцию на собственные антигены.
n Пр., телки-близнецы, имевшие в антенатальный период общую плаценту (т. е. обмен клетками крови), при взаимных пересадках кожи не отторгают трансплантат, т. е. не признают его чужеродным. При наличии же у каждого из близнецов собственной плаценты кожные трансплантаты при аналогичных пересадках отторгаются.
n Патологическими формами реактивности являются антигенспецифическая гиперчувствительность, аутоиммунные процессы, отсутствие ответа или дефектный ответ вследствие врожденного иммунодефицита.
n Неспецифическая резистентность .
n Система неспецифической защиты, или неспецифической резистентности включает следующие компоненты: непроницаемость кожных и слизистых покровов; кислотность содержимого желудка; наличие в сыворотке крови и жидкостях организма бактерицидных субстанций - лизоцима, пропердина (комплекса сывороточного белка, ионов Мg++ и комплемента), а также ферментов и противовирусных веществ (интерферона, термоустойчивых ингибиторов). Активность факторов естественной резистентности неодинакова в разные периоды онтогенеза.
n Факторы неспецифической защиты первыми включаются в борьбу при поступлении в организм чужеродных антигенов. Подготавливают почву для дальнейшего развертывания иммунных реакций, которые определяют исход.
n Особое положение среди факторов защиты занимают фагоциты (макрофаги и полиморфноядерные лейкоциты) и система белков крови - комплемент. Их можно отнести как к неспецифическим, так и к иммунореактивным факторам защиты. Связывание антител с антигеном облегчает поглощение антигена фагоцитами и часто активирует систему комплемента, хотя выработка комплемента и явление фагоцитоза не являются сами по себе специфическими реакциями в ответ на введение антигена.
5. Использование достижений иммунологии в животноводстве.
n По времени проявления в онтогенезе различают иммунитет врожденный и приобретенный , а по способу возникновения - активный и пассивный .
n Приобретенный активный иммунитет возникает при переболевании животного или при его активной иммунизации (вакцинации).
n Вакцинация - парентеральное введении препарата из живых, ослабленных или убитых микроорганизмов. В ответ на это у животных образуется иммунитет гуморального или клеточного типа, специфичный по отношению к данному возбудителю.
n Массовая вакцинация проводится в обязательном порядке (против особо опасных инфекций), либо при угрожающей эпизоотологической ситуации.
n Метод генной инженерии позволяет получать синтетические вакцины против вирусных болезней животных, которые состоят из коротких полипептидов, соответствующих антигенным детерминантам вирусов. Такие вакцины свободны от балластного материала, эффективны и не обладают побочным действием .
n Пассивная иммунизация осуществляется путем введения животному специфических антибактериальных, антитоксических или антивирусных сывороток , содержащих готовые антитела . Продолжительность возникающего пассивного гуморального иммунитета обычно невелика, определяется периодом биологической полужизни антидн.).
n Пассивный колостральный иммунитет (от лат. colostrum - молозиво) у новорожденных возникает за счет иммуноглобулинов матери, передаваемых через молозиво. Новорожденные животные не обладают иммунитетом вследствие недоразвитости лимфоидной ткани и отсутствия иммунокомпетентных клеток. Плацентарный барьер не пропускает иммуноглобулины матери в кровь плода.
n Иммуноглобулины проходят, не разрушаясь, через стенку кишечника новорожденного, так как протеолитическая активность пищеварительных соков ингибируется специальным ферментом, содержащимся в молозиве. Интенсивность всасывания иммуноглобулинов резко снижается со временем.
n Так, у телят сразу после рождения абсорбируется 50% антител молозива, через 20 ч - 15%, через 36 ч - ничтожное количество (у ягнят - 24-40 ч). Наряду с этим снижается концентрация иммуноглобулинов в молозиве: через 3-5 ч после отела - в 1,5 раза, через 12 ч - в 3, через 3 сут. - в 5, через 5 сут. - в 10 раз. Поэтому возможно более ранняя (в первые часы) дача молозива и обильное его выпаивание в последующем позволяют значительно снизить отход молодняка .
n Колостральный иммунитет непродолжителен (10-14 дн.). Уровень иммунноглобулинов в крови постепенно снижается и лишь с 4-5-й нед. снова возрастает вследствие функционального созревания собственной лимфомиелоидной системы. Полноценный иммунный ответ, характерный для взрослых, формируется у поросят и телят примерно к 2-3 мес.
Иммунология - это наука об иммунитете, о его функционировании, механизмах и реакциях на патогенные объекты. Понятие об иммунитете, виды иммунитета не вмещается в одно определение. Требует краткого рассмотрения его деталей и особенностей.
Иммунология
Иммунология как отдельная наука появилась в начале двадцатого века. Основоположниками ее зарождения были:
- Луи Пастер - разработал первые ;
- Илья Мечников - открыл фагоцитоз, клеточный иммунитет;
- Пауль Эрлих - определил функции иммуноглобулинов;
- Ландштейнер - открыл свойство эритроцитов производить антигены;
- Владимир Тимаков - определил основу иммунной системы в совокупности и постоянности деятельности механизмов, барьеров и реакций.
Иммунология на сегодняшний день - одно из самых быстро развивающихся течений медицины, помогающее решать многие проблемы со здоровьем современного человека.
Описание
Иммунитет - это особенность невосприимчивости организма, способность противостоять внешним и внутренним угрозам здоровью и нормальной жизнедеятельность.
Главными функциями иммунной системы являются:
- Обеспечение биологической индивидуальности человека;
- Формирование защиты от патогенных чужеродных объектов;
- Приспособление организма к изменению внешней среды обитания;
- Производство антигенов, иммуноглобулинов для своевременного и качественного ответа защиты организма;
- Распознание чужеродного организма или собственной злокачественной клетки, подбор способа их уничтожения, мобилизация всех необходимых реакций и механизмов, ликвидация угрозы.
Иммунная система имеет совершенное строение, части которой постоянно находятся в стабильной и слаженной работе, а при необходимости активно развивают ответ возбудителю.
Разновидности защитных сил
Физиология выделяет два типа иммунитета.
Первый тип - это врожденная защита, то есть присутствует у человека с момента его рождения, подразделяется на два вида. В первом случае антитела передаются от матери к ребенку через плаценту, такой иммунитет еще называют индивидуальным. Второй тип - это видовой, то есть организм человека не подвержен заболеваниям, которые переносят животные и птицы.
Второй тип - приобретенная защита. Обеспечивает полноценный иммунный ответ на повторное заражение инфекцией. Бывает активным - приобретенным от вакцинации или после болезни, и пассивным - передается от матери к малышу, при использовании фармацевтического иммуноглобулина.
Кроме того, физиология, подразумевает подразделение на виды иммунитета: стерильный подтип, то есть сопротивляемость после перенесенного заболевания или прививки, а так же - воздействия реакций и механизмов на чужеродный ген, который находится продолжительное время в организме.
Органы и системы
Особенности анатомии и физиологии иммунитета заключаются в том, что иммунные клетки, барьеры и механизмы располагаются почти во всех внутренних органах и системах. Исключение - это мозг, щитовидная железа, отдельные части глазных отделов - эти органы защищены от клеток иммунитета, чтобы обеспечить полноценность их работы, предупреждая развитие аутоиммунных заболеваний.
Действие иммунной защиты обусловлены:
- Клетками - разные виды клеток крови, в частности лейкоциты;
- Жидкостями - гуморальные факторы, предназначенные для распознания и ликвидирования возбудителей болезни.
Понятие об иммунитете четко обосновывает, что иммунный ответ дается посредством взаимодействия периферических и центральных органов, иммунологических клеток и механизмов.
Главными центральными инструментами, обеспечивающими выполнение функций иммунитета являются:
- Красный костный мозг - он является производителем кроветворения, поддержание и, при необходимости, увеличение их количества;
- Тимус или по другому вилочковая железа - главное место дифференцирования лимфоцитов типа Т. Данный орган имеет свойство инволюции, и с возрастом он перестает полностью обеспечивать организм данными клетками. Тогда функции переходят к вторичным органам иммунной системы.
Вторичные или периферические органы защиты организма представлены:
- Селезенкой - это орган, состоящий из лимфатической ткани, сосудов и нервов. Она располагается в брюшине левее желудка. Главным ее предназначением является очистка и фильтрация крови от токсичных частиц, бактерий, вирусов, старых кровяных клеток. В селезенке продуцируются белые кровяные тела и происходит синтез антител. Она наполнена кровью. Если организм в спокойствии и здоров, то есть не имеет нужды в дополнительном количестве крови, то она концентрируется именно в селезенке. И при необходимости, селезенка, сокращаясь, увеличивает кровоснабжение сосудов и органов.;
- Лимфатической системой. Ее части: миндалины, узлы, сосуды, ткань - участвуют в кроветворении, очищают и защищают организм. А именно: ткань лимфоидного типа - это небольшие лимфатические фолликулы или узелки, распространенные по всем органам и тканям. Особенно их много на слизистых горла, носа, кишечника. Они предназначены для обеспечения местного полноценного иммунного ответа, а так же для уничтожения собственных мутировавших или поврежденных клеток. В этой ткани содержатся: лимфоциты, лейкоциты, макрофаги, клетки плазматического вида. Лимфатические узлы располагаются по ходу сосудов лимфатической системы. В иммунной системе фолликулы призваны выполнять фильтрацию лимфы от патогенных компонентов и служит своеобразным барьером для предупреждения развития инфекции. Данные функции обусловлены тем, что в узлах вырабатывается секрет, стимулирующий накопление, созревание и размножение лимфоцитных клеток крови. Так же лимфатические узлы препятствуют накоплению чрезмерного количества межклеточной жидкости;
- Кишечником - главный периферический орган иммунитета, его естественная микрофлора помогает дифференциации и увеличивает число иммунных клеток для распознания своих и чужеродных объектов, а так же для активного и быстрого ответа на возбудителя болезни;
- Соединительной тканью - ткани органов, сосудов, кожи, подкожной клетчатки, соединительное волокно не имеет определенной функции, но играет важную роль в работе иммунитета - обеспечение постоянства внутренней среды и защита организма от внешних факторов, способствует нормальным процессам фагоцитоза и обмена веществ;
- Кровеносной системой - обеспечивает органы и ткани бесперебойным поступление питательных веществ, а главное, иммунными клетками для защиты всего организма.
Клеточная структура
Иммунные клетки присутствуют практически во всех тканях и органах. К ним относятся:
- Стволовые мезенхимальные клетки - это клеточки вырабатываемые красным костным мозгом, они предназначены для замещения поврежденных или погибших клеток, что восстанавливает нормальное функционирование органа или ткани;
- Макрофаги - тип лейкоцитов, основная задача которых захват и уничтожение чужеродных антигенов, благодаря наличию специальных ферментов. Данные клетки отсутствуют в крови и сосредоточены в основном в органах, которые непосредственно взаимодействуют с окружающей средой: например легкие. Макрофаги имеют особенность распространять сигнал об опасности клеткам крови для улучшения иммунного ответа;
- Нейтрофилы - вид лейкоцитов, образуются красным костным мозгом и циркулируют по системе кровообращения. Предназначены для захвата и поглощения чужеродных бактерий;
- Базофилы - клетки иммунитета, вызывающие аллергические реакции благодаря наличию гистамина, так же участвуют в процессе свертывания крови;
- Лимфоциты - белые кровяные тала. К ним относятся: Лимфоциты типа В (вырабатывают антитела и иммуноглобулины) и типа Т (циркулируют по лимфатической системе, распознают чужеродные клетки). Так же к лимфоцитным объектам относятся естественные киллеры, которые уничтожают опухолевые и патогенные объекты, продуцируют цитокины;
- Эозинофилы - многочисленные клетки, в основном находится в тканях, способствует разрушению чужеродных белков;
- Моноциты - кровяные клетки, поступая в ткани приобретают форму макрофагов.
Иммунная система постоянно обновляет свои клетки, регулируя их количество, так как одни клетки действуют от нескольких часов до суток, другие - несколько лет. Координированность действий иммунных клеток способствует обеспечению полноценной защиты и адекватной реакции на антигены.
Главные элементы
Физиология иммунной системы к главным элементам защиты для обеспечения полноценного функционирования относит вещества, вырабатываемые иммунными клетками:
- Цитокины - регулировщики иммунной реакции для ее усиления или снижения;
- Антитела и иммуноглобулины - относится к классу иммуноглобулинов, возникает как ответная реакция на возбудителя болезни. Иммунитет имеет пять типов иммуноглобулинов: М (первичный ответ), С (активный ответ на повторное заражение инфекцией), А (защищают слизистые оболочки), Е (аллергическая реакция), Д (циркулируют в крови функция до конца не выявлена);
- Специальные белки - имеется восемнадцать видов, позволяют полноценно атаковать антигены. Могут самостоятельно бороться с инфекцией или участвуют в комплексном ответе;
- Лизоцимы - антибактериальные белки, предназначенные для разрушения стенок бактериальной клетки;
- Трансферрины - специальные белки, обеспечивающие процесс метаболизма клеток;
- Интерфероны - белковые составляющие помогающие повышать невосприимчивость организма к вирусам.
Действие на инфекцию
Понятие об иммунитете будет не полноценным, если не знать как именно он осуществляет деятельность своими реакциями и механизмами.
Самым первым сигналом нарушения целостности и гармоничности работы организма является изменения в формуле крови. Кроме повышения показателей лейкоцитов, лимфоцитов, в сыворотке начинают обнаруживаться белки-антитела, антитоксины, лизины.
Вступают в действие механизмы: повышение температуры, воспаления местного значения, скапливание секрета в бронхах, носовой полости, что провоцирует активизацию клеточных и гуморальных видов защиты. В этот же период начинается активно вырабатываться белок-интерферон. Когда организм полностью распознает инфекцию, повышается уровень продуцирования цитокинов, антител и иммуноглобулинов. Иммунитет перестраивает работу для уничтожения патогенного объекта, зараженных клеток, обеспечивая непригодность здоровых клеток для развития болезни. И организм идет на поправку.
Заболевания
Патофизиология представляет собой научное течение иммунологии о патологии системы.
Понятие об иммунитете четко регламентирует, что нарушение правильного функционирования разрушает синхронность деятельности защитных механизмов, способность организма давать качественный иммунный ответ на инфекцию, развивается аллергия и аутоиммунные заболевания, высока вероятность иммуннодефицитных и иммунодепрессивных состояний.
Для обеспечения полноценной жизнедеятельности такие состояния требуют специфического лечения:
- Заместительной терапии;
- Снижение риска осложнений от болезни;
- Восстановление обменных процессов;
- Прием иммуностимуляторов разного направления действия.
Таким образом, краткая анатомия и физиология иммунной системы позволяет понять, что здоровый иммунитет - это совместная работа клеток, органов и систем организма для обеспечения здоровой и полноценной жизнедеятельности человека.
Видео