Иммунитет его виды физиология

Иммунитет его виды физиология thumbnail

Иммунитет — это способ защиты организма от микробов, вирусов, паразитов и генетически чужеродных клеток и веществ. Иммунитет осуществляется различными механизмами, которые делятся на неспецифические и специфические.

К неспецифическим механизмам относятся кожа и слизистые оболочки, осуществляющие барьерные функции, выделительная функция почек, кишечника и печени, лимфатические узлы. Лимфатические узлы представляют собой фильтр для оттекающей от тканей лимфы. Попадающие в лимфу бактерии, их токсины и другие вещества нейтрализуются и уничтожаются клетками лимфатических узлов. На пути от тканей в кровеносное русло лимфа проходит несколько таких фильтров и поступает в кровь очищенная.

К неспецифическим механизмам принадлежат также защитные вещества плазмы крови, воздействующие на вирусы, микробы и их токсины. Такими веществами являются гамма-глобулины, нейтрализующие микробы и их токсины; интерферон, инактивирующий действие многих вирусов; лизоцим, продуцируемый лейкоцитами и разрушающий грамположительные бактерии (стафилококки, стрептококки и др.); пропердин, осуществляющий разрушение грамотри- цательных микробов, некоторых простейших, инактивацию вирусов, лизис аномальных и поврежденных клеток организма.

Среди неспецифических факторов защиты существуют также и клеточные механизмы. Одним из них является фагоцитоз (от греч. phagos — пожирающий, kytos — клетка) — поглощение клетками чужеродных частиц и их внутриклеточное переваривание. Явление фагоцитоза открыт И.И. Мечников, сформулировав клеточную теорию иммунитета. Клетки, способные к захватыванию и перевариванию чужеродных веществ, были названы им фагоцитами, т.е. «пожирателями клеток».

Специфические механизмы иммунитета обеспечиваются лимфоцитами, которые создают специфический гуморальный иммунитет в ответ на действие определенных чужеродных для организма макромолекул — антигенов. Гуморальная теория иммунитета была создана немецким ученым Паулем Эрлихом и объясняла выработку в крови защитных гуморальных веществ — антител. В 1908 г. И.И. Мечников и П. Эрлих получили за разработку теории иммунитета Нобелевскую премию.

Различают врожденный и приобретенный иммунитет. При врожденном иммунитете антитела в крови имеются с момента рождения, т.е. он является наследственным. При приобретенном иммунитете антитела по отношению к тому или иному возбудителю заболевания вырабатываются в течение жизни, чаще всего после перенесенного заболевания, например ветряной оспы. Если антитела вырабатываются вследствие естественного проникновения возбудителя заболевания в организм, то говорят о естественном иммунитете. Помимо естественного, различают искусственный иммунитет, который бывает активным и пассивным. Искусственный активный иммунитет создается при введении в организм ослабленной или убитой культуры микробов — вакцины. При введении сыворотки с готовыми антителами возникает искусственный пассивный иммунитет.

Активный иммунитет длится много лет, а пассивный — несколько месяцев (рис. 4.3).

Виды иммунитета

Рис. 4.3. Виды иммунитета

В 1796 г. английский врач Эдуард Дженнер сделал первую прививку от оспы. Он брал немного жидкости из оспенных пузырьков на коровьем вымени и втирал ее в царапину на коже человека. Зараженный человек заболевал оспой в легкой форме. Привитые таким способом люди никогда больше не заболевали оспой. В 1885 г. французский ученый Луи Пастер изготовил первую вакцину от бешенства.

Аллергия и анафилаксия. В ряде случаев наблюдается повышенная чувствительность к чужеродным агентам. Повышенная чувствительность к тому или иному веществу получила название аллергии (нарушенная чувствительность к собственным белкам называется ауто- аллергией). Частным случаем аллергии является анафилаксия — повышенная чувствительность к чужеродному белку, возникающая при повторном его введении и проявляющаяся в учащении дыхания и сердечных сокращений, падении артериального давления, параличе мышц и других тяжелых симптомах. Считают, что механизм анафилаксии состоит в соединении антитела с антигеном и образовании при этом токсических продуктов, сходных с гистамином.

К аллергическим заболеваниям относят заболевания астмой, при которой периодически наступает спазм воздухоносных путей и связанная с этим одышка, крапивницу, некоторые виды экзем и др.

Регуляция иммунитета. Интенсивность иммунного ответа во многом определяется состоянием нервной и эндокринной систем. Возбуждение симпатического отдела вегетативной нервной системы, как и введение адреналина, усиливает фагоцитоз и интенсивность иммунного ответа. Повышение тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы приводит к противоположным реакциям.

Стресс, а также депрессии угнетают иммунитет, что не только сопровождается повышенной восприимчивостью к различным заболеваниям, но и создает благоприятные условия для развития злокачественных новообразований.

За последние годы установлено, что гипофиз и эпифиз с помощью особых пептидных биорегуляторов, получивших название «цитоме- дины», контролируют деятельность тимуса. Передняя доля гипофиза является регулятором преимущественно клеточного, а задняя — гуморального иммунитета.

Источник

Лекция 11.
Физиология иммунной системы

План.

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.

Читайте также:  Витаминная смесь для иммунитета из сухофруктов и имбиря

1. Морфофункциональная характеристика иммунной системы.

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.

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.

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.

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.

Иммунный ответ — это реакция организма на внедрение чуждых ему макромолекул.

n  Вещество, способное вызвать специфический иммунный ответ, называется антигеном.

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.

Типы иммунного ответа:

1. Гуморальный — выработка антител, циркулирующих в крови и специфически связывающихся с чужеродными молекулами, ответственны В-лимфоциты

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.

Механизм иммунного ответа.

n  В покое Т — и В-лимфоциты морфологически мало различимы. Под влиянием антигена происходят их пролиферация и дифференцировка.

n  Активированные Т-клетки трансформируются в лимфобласты, которые дают начало субпопуляциям клеток:

n  1. Т-киллеры (убийцы),

n  2. Т-супрессоры (подавляющие иммунный ответ),

n  3. Т-хелперы (интегрирующие иммунный ответ путем кооперации с В-лимфоцитами при выработке антител или путем стимуляции Т-киллеров).

n  Все виды Т-лимфоцитов выделяют растворимые факторы лимфокины, которые регулируют проявление клеточного иммунитета (супрессию, кооперацию, приобретение специфических свойств Т-лимфоцитами) и активируют фагоцитарную активность макрофагов

n  Пр. глюкопротеид интерлейкин, стимулирующий рост и пролиферацию Т-лимфоцитов; белок интерферон, подавляющий размножение вирусов и усиливающий фагоцитоз.

n  Активированные В-лимфоциты становятся продуцентами антител. При первом контакте с антигеном происходит их начальная активация, или сенсибилизация. Превращаются в:

Читайте также:  Папилломы как поднять иммунитет

n  1. Клетки иммунологической памятине дают первичного иммунологического ответа, но при повторном контакте с тем же антигеном легко превращаются в клетки, секретирующие антитела

n  2. Плазматические клетки – образуются в периферических лимфатических органах, при участии Т-хелперов выделяют антитела в кровь.

3. Антитела, их взаимодействие с антигеном.

Антитела — это сложные белки (глюкопротеиды), которые образуются в организме в ответ на парентеральное (в кровь) поступление антигена и способные специфически взаимодействовать с этим антигеном.

n  Обеспечивают гуморальный иммунитет у животных.

n  Антитела содержатся в сыворотке крови и в лимфе (циркулирующие антитела); в молозиве и секретах (секретирующие антитела); на поверхности клеток, пр. эпителии слизистых оболочек (связанные с мембраной антитела).

n  Антитела принято называть иммуноглобулинами (1/5 всех сывороточных белков).

n  Антитело состоит из 4-х полипептидных цепей, соединенных дисульфидными мостиками, имеются два антигенсвязывающих участка. Антигенные свойства определяет «хвостовая» область.

n  В крови человека 5 классов иммуноглобулинов, имеющих определенную конформацию «хвоста», что определяет их биологические свойства:

n  1. IgG (70-80%) — активируют фагоциты и систему комплемента, могут проходить через плаценту в кровь плода;

n  2. IgA (10-15%) — основной класс антител в молозиве и секретах: слюне, слезах, слизи;

n  3. IgM (5-10%) — образуются на ранней стадии иммунного ответа. Рецепторы В-лимфоиитов. Активируют систему комплемента;

n  4. IgE (0,1%) — способствуют секреции тучными клетками и базофилами гистамина и серотонина. Эффекторы аллергии;

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 комплементабелкового 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.

Реакции специфического взаимодействия антител с антигенами проявляются в следующих формах:

1. Агглютинация — склеивание антигенных частиц между собой;

2. Преципитация — агрегация частиц с образованием нерастворимых комплексов;

3. Лизис — растворение клеток под влиянием антител в присутствии комплемента;

4. Цитотоксичность — гибель клеток под влиянием антител — цитотоксинов;

5. Нейтрализация — обезвреживание токсинов белковой природы;

6. Опсонизацияусиление фагоцитарной активности нейтрофилов и макрофагов под влиянием антител или комплемента.

n  Обычно иммунный ответ выявляется через несколько дней.

4. Иммунологическая реактивность и неспецифическая резистентность.

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.

Читайте также:  Организм после родов восстановление иммунитета

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.

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.

Патологическими формами реактивности являются антигенспецифическая гиперчувствительность, аутоиммунные процессы, отсутствие ответа или дефектный ответ вследствие врожденного иммунодефицита.

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.

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.

Приобретенный активный иммунитет возникает при переболевании животного или при его активной иммунизации (вакцинации).

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.

Массовая вакцинация проводится в обязательном порядке (против особо опасных инфекций), либо при угрожающей эпизоотологической ситуации.

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.

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.).

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.

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.

Источник