Анатомия и физиология иммунитет
ТОП 10:
Цель:
Студент должен получить представление:
· об иммунитете и его видах,
· о строении и функции органов иммунной системы (центральных и периферических).
Лекция подготовлена в монологическом варианте с элементами диалога.
| № | Название | Описание | Время |
| Введение | Назвать тему лекции и показать, что она является естественным продолжением первой, т.к. иммунология – это наука, изучающая защитные реакции организма. | 3-5 мин | |
| Иммунитет | В данной части лекции можно использовать метод беседы, т.к. студенты должны иметь представление об иммунитете и его видах из школьной программы. После системы: вопрос-ответ следует дать четкое определение иммунитета как способности организма распознавать появление в нем чужеродных веществ или клеток и мобилизовать механизмы защиты, направленные на их удаление. Затем зарисовать на доске классификацию видов иммунитета, кратко охарактеризовать врожденный, приобретенный иммунитет, естественный и искусственный, активный и пассивный, специфический и неспецифический иммунитет. | 15 мин | |
| Анатомия и физиология органов иммунной системы | Начать следует с объяснения анатомии и физиологии центральных органов иммунной системы – вилочковой железы, красного костного мозга, пейеровых бляшек. Обратить внимание студентов на роль тимуса в образовании Т-лимфоцитов, благодаря которым осуществляется клеточный иммунитет. Подчеркнуть кроветворную функцию красного костного мозга. Осветить роль пейеровых бляшек в иммунной системе. Далее перейти к изложению строения и функции периферических органов иммунной системы (лимфатические узлы, селезенка, кровь). | 20-25 мин | |
| Периферические органы иммунной системы | Изложить материал о строении лимфатических узлов (капсула, трабекулы, краевой синус, корковый и мозговой слои, приносящие и выносящие лимфатические сосуды). Обратить внимание студентов на расположение лимфатических и их роль в иммунном процессе. Затем показать расположение и объяснить строение селезенки (капсула, трабекулы, белаяи красная пульпа, трабекулярные артерии и вены…). Акцентировать внимание студентов на кроветворную функцию селезенки. Отметить этот орган как депо крови. Далее необходимо сообщить материал о лимфатической системе , отметив ее взаимоотношения с иммунной системой. Сообщить общие принципы строения органов лимфатической системы, ее центрального и периферического отделов. Изложить сведения о строении лимфатических сосудов (капилляров, лимфатических сосудов, стволов и протоков). Привести сравнительную характеристику анатомии и физиологии кровеносных и лимфатических сосудов. Подробно охарактеризовать расположение и образование лимфатических протоков (левого и правого) и показать из каких органов и частей тела оттекает лимфа в правый и левый лимфатический протоки. В данной части лекции объяснить механизм образования лимфы, сообщить ее состав, количество и значение как промежуточной среды между кровью и клетками организма. В заключение четко перечислить функции лимфатической системы (поддержание нормального обмена в тканях, возвращение белка в кровь из межтканевой жидкости, участие в перераспределении жидкости в организме, участие в транспорте питательных веществ) и заострить внимание на защитных свойствах лимфатической системы. | 35-40 мин | |
| Заключение | Подвести итог, связав материал двух лекций в единое целое, показав преемственность изложенного материала с предыдущим. Подчеркнуть значение иммунитета и органов иммунной системы в удовлетворении потребности организма человека в безопасности. | 5 мин |
Задание на дом: Выучить материал двух лекций и ответить на контрольные вопросы и тесты к разделу 12.
Конспект лекции №2 по теме:
«Иммунитет. Анатомия и физиология органов иммунной системы».
Иммунитет.
Основоположником учения об иммунитете является Эдуард Дженнер, который в конце XVIII века опытным путем нашел способ предупреждения заболевания натуральной оспой. И.И. Мечников сформулировал клеточную теорию иммунитета и открыл защитную роль фагоцитоза. В дальнейшем была создана теория образования антител. С середины 20-х гг. началось самостоятельное развитие иммунологии – науки, изучающей защитные реакции организма. Были открыты генетические механизмы тканевой несовместимости у мышей, расшифровано строение антител и молекулярные основы иммунного ответа и т.д.
Под иммунитетом понимается способность организма распознавать поение в организме чужеродных веществ или клеток и мобилизовать клетки и образуемые ими вещества на эффективное их удаление с целью сохранения своей жизнеспособности.
Виды иммунитета.
Врожденный Приобретенный
Естественный Искусственный
Активный Пассивный
В основе врожденного иммунитета лежат неспецифические защитные механизмы. Это – барьерная функция крови и слизистых оболочек, бактерицидное действие молочной кислоты, слюны, желудочного и кишечного содержимого, желчи. К факторам естественного иммунитета относится пропердин – белок сыворотки крови. Фагоцитоз – центральный механизм клеточного иммунитета.
К естественно приобретенному иммунитету относится невосприимчивость к болезням после перенесенного заболевания (корь, краснуха). Приобретенный активный иммунитет можно образовать путем введения вакцин – ослабленных или убитых возбудителей инфекционных заболеваний или их токсинов. В ответ на это введение организм приобретает иммунитет. Пассивный приобретенный иммунитет получается в результате введения сывороток с уже готовыми антителами.
Органы иммунной системы.
К органам иммунитета относится комплекс взаимосвязанных органов: вилочковая железа (тимус), костный мозг, лимфатические узлы, лимфоидная ткань селезенки, кишечника, соединительная ткань, а также система кровеносных и лимфатических сосудов. Функциональное значение этого лимфо-миелоидного комплекса – обеспечение кроветворения, т.е. размножение, развитие, созревание клеток крови. В миелоидной ткани костного мозга образуются эритроциты, гранулоциты, тромбоциты. Формирование клеток иммунной системы происходит в лимфоидной ткани. Т-лимфоциты образуются в тимусе, В-лимфоциты – в красном костном мозге. Лимфоциты также образуются в селезенке, лимфатических узлах, лимфоидных фолликулах, по ходу пищеварительного и дыхательного трактов.
Вилочковая железа – центральный орган иммунной системы. Расположен в верхней части грудной полости за грудиной. Состоит из 2 долей, каждая из которых включает в себя более мелкие дольки. Каждая долька состоит из коркового и мозгового вещества. В корковом веществе происходит образование из родоначальной клетки Т-лимфоцитов, которые мигрируют в мозговое вещество, а потом переносятся в периферические лимфоидные органы – лимфатические узлы, селезенку. Человека до начала полового созревания тимус увеличивается до 30 гр., а затем уменьшается.
Костный мозг – заполняет полости костей. Различают красный костный мозг, в котором преобладает миелоидная ткань. Она является основным органом кроветворения и сохраняется в течение жизни в ребрах, грудине, костях черепа, позвонках, эпифизах трубчатых костей. С возрастом красный костный мозг замещается на желтый. В состав красного костного мозга входят стволовые кроветворные клетки, а основу его составляет ретикулярная ткань.
Лимфатический узел – это образование, расположенное обычно в месте скопления крупных лимфатических сосудов. У человека их число более 300, а диаметр – 2-30 мм. Каждый узел покрыт соединительной капсулой. От капсулы вглубь узла отходят перегородки – трабекулы. Под капсулой находится краевой синус , куда лимфа поступает из приносящих лимфатических сосудов. Далее лимфа идет в толщу органа. Туда же впадают и кровеносные сосуды. Лимфатическая ткань делится на корковый и мозговой слои. В корковом слое находятся фолликулы, в которых образуются зародышевые центры, образующиеся в ответ на проникновение в орган антигена.
Селезенка – орган, расположенный в брюшной полости. Выполняет функцию кроветворения, участвует в защитных реакциях организма. Селезенка – депо крови. Она относится к периферическим органам иммунной системы как и лимфатические узлы, кровь. Снаружи селезенка покрыта соединительной тканью, а внутри делится перегородками. В теле селезенки различают белую и красную пульпу. Белая пульпа – место локализации лимфоцитов, которые собраны в отдельные элементарные гистологические структуры (мальпигиевы тельца). Красная состоит из ретикуло-капилярных петель, пространство между которыми заполнено кровью, где преобладают эритроциты, что и объясняет красный цвет пульпы. Белая пульпа заполнена Т- и В- лимфоцитами, проникающими сюда из центральных органов иммунной системы (красный костный мозг, тимус). Лимфоидная ткань селезенки участвует в лимфоидных реакциях гуморального типа.
Лимфатическая система включает лимфатические сосуды, лимфатические узлы и лимфоидные органы – миндалины и лимфатические фолликулы (узелки) слизистых оболочек. Она дополняет венозную систему, в которую по лимфатическим сосудам оттекает лимфа их разных органов. Лимфа участвует в обмене веществ: в составе лимфы из тканей органов транспортируются в кровь продукты обмена, гормоны, жиры и крупные частицы, которые не могут всасываться через стенки капилляров в кровь. При патологии с лимфой по лимфатическим сосудам могут перемещаться бактерии и клетки злокачественных опухолей. Лимфатические узлы выполняют кроветворную и защитную (барьерную) функции: в них происходит размножение лимфоцитов и фагоцитоз болезнетворных микробов, а также вырабатываются иммунные тела.
К лимфоидным органам относят селезенку, вилочковую железу, одной из функций которых является продуцирование лимфоцитов.
В лимфатической системе различают следующие сосуды: лимфатические капилляры, внутриорганные и внеорганные лимфатические сосуды, лимфатические стволы и протоки.
Лимфатическая система начинается лимфатическими капиллярами. Они имеются во всех органах и тканях человека, где образуют капиллярные сети (кроме мозга, роговицы, хрусталика, эпителия кожи, хрящевой ткани).
Лимфатические капилляры начинаются слепо, имеют однослойные стенки, большой диаметр – до 200 мкм (больше чем диаметр кровеносных капилляров). Стенки лимфатических капилляров обладают высокой проницаемостью. Из лимофкапиллярных сетей образуются более крупные лимфатические сосуды.
Лимфатические сосуды образуют в организме густую сеть и тесно связаны с кровеносными сосудами (капиллярами). Это внутриорганные лимфатические сплетения. Из органов лимфа оттекает по отводящим внеорганным лимфатическим сосудам, которые прерываются в лимфатических узлах (их более 400). По приносящим лимфатическим сосудам лимфа поступает в лимфатические узлы, а по выносящим – оттекает.
Для каждой части тела имеется магистральный лимфатический сосуд, который называется лимфатический ствол, а лимфатические стволы впадают в лимфатические протоки (их 2 : грудной, правый). Средние и крупные лимфатические сосуды по строению напоминают вены: их стенки состоят из 3 слоев (оболочек). Все лимфатические сосуды имеют клапаны, способствующие движению лимфы в одном направлении: в лимфатические протоки, а из них – в вены.
Лимфатические протоки – самые крупные лимфатические сосуды, впадающие в вены. Их два: грудной проток и правый проток.
Грудной проток начинается в брюшной полости на уровне II поясничного позвонка из слияния правого и левого поясничных стволов и кишечного ствола. Расширенная начальная часть грудного протока называется цистерной грудного протока. По поясничным стволам в грудной проток оттекает лимфа от нижних конечностей, таза и стенок живота, по кишечному стволу – от органов живота. Из брюшной полости грудной проток через аортальное отверстие в диафрагме переходит в грудную полость (где проходит в заднем средостении справа от грудной аорты), выходит на шею и впадает в левый венозный угол, образованный подключичной и внутренней яремной венами. В конечную часть грудного протока впадают 3 лимфатических ствола: левые бронхосредостенный, яремный и подключичный. По левому бронхостедостеннному стволу оттекает лимфа от органов и стенок левой половины грудной клетки, по левому яремному стволу – от органов левой половины головы и шеи, а по левому подключичному – от левой верхней конечности.
Таким образом, через грудной проток поступает лимфа от всех частей тела, кроме правой половины головы и шеи.
Правый лимфатический проток находится в области шеи справа, представляет собой сосуд длиной 1,5 см. Он образуется путем слияния правых бронхосредостенного, яремного и подключичного стволов и впадает в правый венозный угол. По правому лимфатическому протоку лимфа оттекает в венозную кровь от правой половины головы и шеи, правой половины грудной клетки и правой верхней конечности.
Лимфа – жидкость, близкая по химическому составу солей плазме крови. Основное отличие заключается в том, что в лимфе значительно меньше белка. Ph – щелочная. Лимфа может свертываться (в ней есть протромбин и фибриноген). В лимфе больше лимфоцитов: в 1 мм3 лимфы содержится от 2 до 20 000 лимфоцитов. У взрослого человека за сутки из грудного протока в венозную систему поступает более 35 млрд. лимфоцитарных клеток. Удельный вес лимфы – 1.017 – 1.026. Количество лимфы = 1 –2 литра.
Образование лимфы. Источником лимфы является тканевая жидкость, которая образуется из крови в капиллярах. Она заполняет межклеточные пространства всех тканей и является промежуточной средой между кровью и тканями организма.
Основные функции лимфатической системы:
1) поддержание нормального обмена в тканях
2) возвращение белка в кровь и межтканевую жидкость
3) участие в перераспределении жидкости в теле
4) защитные свойства (образование лимфоцитов и антител)
5) участие в транспорте питательных веществ (жиров особенно – 80% их всасывается в лимфу)
СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита)
вызывается внедрением вируса в иммунную систему организма.
Вирусы – это внутриклеточные паразиты, неспособные размножаться вне клеток. Все клеточные организмы содержат две нуклеиновых кислоты (ДНК и РНК), а вирусы только одну из них, несущую генетическую информацию.
Взаимодействие вируса с чувствительной клеткой начинается с прикрепления его к оболочке клетки с помощью белков оболочки. Затем вирус проникает в клетку и освобождается от своей оболочки. У вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) матрицей является РНК. Особенностью ВИЧ является уникальная способность передавать информацию с РНК на ДНК хозяина, которая вписывается в систему генома хозяина. И далее геном хозяина используется для биосинтеза вирусных частиц. Вирусные частицы выходят из зараженной клетки либо благодаря ее разрыву и гибели, либо почкованием.
Вирус СПИД поражает Т-лимфоциты, которые становятся носителями ВИЧ. В связи с делением Т-клетки передают вирус по наследству. Период скрытого носительства ВИЧ может быть безсимптомным. Однако заболевший будет заражать своих партнеров половым путем. Далее, при массовом разрушении Т-лимфоцитов, у больного развивается клиническая картина иммунодефицита. Она будет проявляться в виде различных инфекционных заболеваний в связи с тем, что иммунная система теряет возможность сопротивляться любым инфекционным заболеваниям. При СПИДе кроме Т-лимфоцитов поражаются макрофаги, клетки лимфатических узлов, нервной системы. Повреждение одной из важнейших систем иммунитета – Т-лимфоцитов одновременно ведет к понижению активности В- лимфоцитов.
Вирус иммунодефицита накапливается в лимфоцитах. Он содержится также в крови, сперме, слезах, слюне, в женском молоке и влагалищных выделениях. Передача ВИЧ в основном происходит половым путем. Возможна передача болезни при гемотрансфузии, использовании нестерильных шприцев, игл и т.д. Опасность СПИД заключается в громадной смертности от этого заболевания и возможностью его распространения, которая принимает характер настоящей эпидемии.
Источник
Как устроен иммунитет: Объясняем по пунктам
Наш организм непрерывно меняется, но при этом очень «любит» постоянство и может нормально работать только при определенных параметрах своей внутренней среды. Например, нормальная температура тела колеблется между 36 и 37 градусами по Цельсию. Вспомните последнюю простуду и то, как плохо вы себя чувствовали, стоило температуре подняться всего на полградуса. Такая же ситуация и с другими показателями: артериальным давлением, рН крови, уровнем кислорода и глюкозы в крови и другими. Постоянство значений этих параметров называется гомеостазом, а поддержкой его стабильного уровня занимаются практически все органы и системы организма: сердце и сосуды поддерживают постоянное артериальное давление, легкие — уровень кислорода в крови, печень — уровень глюкозы и так далее.
Иммунная же система отвечает за генетический гомеостаз. Она помогает поддерживать постоянство генетического состава организма. То есть ее задача — уничтожать не только все чужеродные организмы и продукты их жизнедеятельности, проникающие извне (бактерии, вирусы, грибки, токсины и прочее), но также и клетки собственного организма, если «что-то пошло не так» и, например, они превратились в злокачественную опухоль, то есть стали генетически чужеродными.
Как клетки иммунной системы уничтожают «врагов»?
Чтобы разобраться с этим, сначала нужно понять, как иммунная система устроена и какие бывают виды иммунитета.
Иммунитет бывает врожденным (он же неспецифический) и приобретенным (он же адаптивный, или специфический). Врожденный иммунитет одинаков у всех людей и идентичным образом реагирует на любых «врагов». Реакция начинается немедленно после проникновения микроба в организм и не формирует иммунологическую память. То есть, если такой же микроб проникнет в организм снова, система неспецифического иммунитета его «не узнает» и будет реагировать «как обычно». Неспецифический иммунитет очень важен — он первым сигнализирует об опасности и немедленно начинает давать отпор проникшим микробам.
Однако эти реакции не могут защитить организм от серьезных инфекций, поэтому после неспецифического иммунитета в дело вступает приобретенный иммунитет. Здесь уже реакция организма индивидуальна для каждого «врага», поэтому «арсенал» специфического иммунитета у разных людей различается и зависит от того, с какими инфекциями человек сталкивался в жизни и какие прививки делал.
Специфическому иммунитету нужно время, чтобы изучить проникшую в организм инфекцию, поэтому реакции при первом контакте с инфекцией развиваются медленнее, зато работают гораздо эффективнее. Но самое главное, что, один раз уничтожив микроба, иммунная система «запоминает» его и в следующий раз при столкновении с таким же реагирует гораздо быстрее, часто уничтожая его еще до появления первых симптомов заболевания. Именно так работают прививки: когда в организм вводят ослабленных или убитых микробов, которые уже не могут вызвать заболевание, у иммунной системы есть время изучить их и запомнить, сформировать иммунологическую память. Поэтому, когда человек после вакцинации сталкивается с реальной инфекцией, иммунная система уже полностью готова дать отпор, и заболевание не начинается вообще или протекает гораздо легче.
Кто отвечает за работу различных видов иммунитета?
- Костный мозг. Это центральный орган иммуногенеза. В костном мозге образуются все клетки, участвующие в иммунных реакциях.
- Тимус (вилочковая железа). В тимусе происходит дозревание некоторых иммунных клеток (Т-лимфоцитов) после того, как они образовались в костном мозге.
- Селезенка. В селезенке также дозревают иммунные клетки (B-лимфоциты), кроме того, в ней активно происходит процесс фагоцитоза — когда специальные клетки иммунной системы ловят и переваривают проникших в организм микробов, фрагменты собственных погибших клеток и так далее.
- Лимфатические узлы. По своему строению они напоминают губку, через которую постоянно фильтруется лимфа. В порах этой губки есть очень много иммунных клеток, которые также ловят и переваривают микробов, проникших в организм. Кроме того, в лимфатических узлах находятся клетки памяти — это специальные клетки иммунной системы, которые хранят информацию о микробах, уже проникавших в организм ранее.
Таким образом, органы иммунной системы обеспечивают образование, созревание и место для жизни иммунных клеток. В нашем организме есть много их видов, вот основные из них.
- Т-лимфоциты. Названы так, потому что после образования в костном мозге дозревают в вилочковой железе — тимусе. Разные подвиды Т-лимфоцитов отвечают за разные функции. Например, Т-киллеры могут убивать зараженные вирусами клетки, чтобы остановить развитие инфекции, Т-хелперы помогают иммунной системе распознавать конкретные виды микробов, а Т-супрессоры регулируют силу и продолжительность иммунной реакции.
- B-лимфоциты. Название их происходит от Bursa fabricii (сумка Фабрициуса) — особого органа у птиц, в котором впервые обнаружили эти клетки. В-лимфоциты умеют синтезировать антитела (иммуноглобулины). Это специальные белки, которые «прилипают» к микробам и вызывают их гибель. Также антитела могут нейтрализовывать некоторые токсины.
- Натуральные киллеры. Эти клетки находят и убивают раковые клетки и клетки, пораженные вирусами.
- Нейтрофилы и макрофаги умеют ловить и переваривать микробов — осуществлять фагоцитоз. Кроме того, макрофаги выполняют важнейшую роль в процессе презентации антигена, когда макрофаг знакомит другие клетки иммунной системы с кусочками переваренного микроба, что позволяет организму лучше бороться с инфекцией.
- Эозинофилы защищают наш организм от паразитов — обеспечивают антигельминтный иммунитет.
- Базофилы — выполняют главным образом сигнальную функцию, выделяя большое количество сигнальных веществ (цитокинов) и привлекая этим другие иммунные клетки в очаг воспаления.
Как клетки иммунной системы отличают «своих» от «чужих» и понимают, с кем нужно бороться?
В этом им помогает главный комплекс гистосовместимости первого типа (MHC-I). Это группа белков, которая располагается на поверхности каждой клетки нашего организма и уникальна для каждого человека. Это своего рода «паспорт» клетки, который позволяет иммунной системе понимать, что перед ней «свои». Если с клеткой организма происходит что-то нехорошее, например, она поражается вирусом или перерождается в опухолевую клетку, то конфигурация MHC-I меняется или же он исчезает вовсе. Натуральные киллеры и Т-киллеры умеют распознавать MHC-I рецептор, и как только они находят клетку с измененным или отсутствующим MHC-I, они ее убивают. Так работает клеточный иммунитет.
Но у нас есть еще один вид иммунитета — гуморальный. Основными защитниками в этом случае являются антитела — специальные белки, синтезируемые B-лимфоцитами, которые связываются с чужеродными объектами (антигенами), будь то бактерия, вирусная частица или токсин, и нейтрализуют их. Для каждого вида антигена наш организм умеет синтезировать специальные, подходящие именно для этого антигена антитела. Молекулу каждого антитела, также их называют иммуноглобулинами, можно условно разделить на две части: Fc-участок, который одинаков у всех иммуноглобулинов, и Fab-участок, который уникален для каждого вида антител. Именно с помощью Fab-участка антитело «прилипает» к антигену, поэтому строение этого участка молекулы зависит от строения антигена.
Как наша иммунная система понимает устройство антигена и подбирает подходящее для него антитело?
Рассмотрим этот процесс на примере развития бактериальной инфекции. Например, вы поцарапали палец. При повреждении кожи в рану чаще всего попадают бактерии. При повреждении любой ткани организма сразу же запускается воспалительная реакция. Поврежденные клетки выделяют большое количество разных веществ — цитокинов, к которым очень чувствительны нейтрофилы и макрофаги. Реагируя на цитокины, они проникают через стенки капилляров, «приплывают» к месту повреждения и начинают поглощать и переваривать попавших в рану бактерий — так запускается неспецифический иммунитет, но до синтеза антител дело пока еще не дошло.
Расправляясь с бактериями, макрофаги выводят на свою поверхность разные их кусочки, чтобы познакомить Т-хелперов и B-лимфоцитов со строением этих бактерий. Этот процесс называется презентацией антигена. Т-хелпер и B-лимфоцит изучают кусочки переваренной бактерии и подбирают соответствующую структуру антитела так, чтобы потом оно хорошо «прилипало» к таким же бактериям. Так запускается специфический гуморальный иммунитет. Это довольно длительный процесс, поэтому при первом контакте с инфекцией организму может понадобиться до двух недель, чтобы подобрать структуру и начать синтезировать нужные антитела.
После этого успешно справившийся с задачей B-лимфоцит превращается в плазматическую клетку и начинает в большом количестве синтезировать антитела. Они поступают в кровь, разносятся по всему организму и связываются со всеми проникшими бактериями, вызывая их гибель. Кроме того, бактерии с прилипшими антителами гораздо быстрее поглощаются макрофагами, что также способствует уничтожению инфекции.
Есть ли еще какие-то механизмы?
Специфический иммунитет не был бы столь эффективен, если бы каждый раз при встрече с инфекцией организм в течение двух недель синтезировал необходимое антитело. Но здесь нас выручает другой механизм: часть активированных Т-хелпером В-лимфоцитов превращается в так называемые клетки памяти. Эти клетки не синтезируют антитела, но несут в себе информацию о структуре проникшей в организм бактерии. Клетки памяти мигрируют в лимфатические узлы и могут сохраняться там десятилетиями. При повторной встрече с этим же видом бактерий благодаря клеткам памяти организм намного быстрее начинает синтезировать нужные антитела и иммунный ответ запускается раньше.
Таким образом, наша иммунная система имеет целый арсенал различных клеток, органов и механизмов, чтобы отличать клетки собственного организма от генетически чужеродных объектов, уничтожая последние и выполняя свою главную функцию — поддержание генетического гомеостаза.
Источник