Клеточный иммунитет фагоцитоз его стадии
К клеточным факторам врожденного иммунитета относят все фагоциты, объединенные в единую мононуклеарную фагоцитирующую систему. В нее включены:
макрофаги — это фиксированные или тканевые, например, альвеолярные, перитонеальные клетки, эпидермоциты кожи (клетки Лангерганса и Гренстейна), звездчатые ретикулоэндотелиоциты в печени (клетки Купфера) и подвижные мигрирующие макрофаги (моноциты).
микрофаги – полиморфно-ядерные лейкоциты (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы) или циркулирующие микрофаги.
Микрофаги способны захватывать частички не менее 0,1 мк; макрофаги могуг поглощать молекулы биополимеров, вирусы (размеры меньше 0,1 мк).
Функции фагоцитов:
1) удаляют из организма отмирающие клетки и их структуры (эритроциты, раковые клетки);
2) удаляют неметабилизируемые неорганические вещества, попадающие во внутреннюю среду организма тем или иным путем (например, частички угля, минеральную и другую пыль, проникающую в дыхательные пути);
3) поглощают и инактивируют микробы (бактерии, вирусы, грибы);
4) синтезируют разнообразные биологически активные вещества, необходимые для обеспечения резистентности организма (некоторые компоненты комплемента, лизоцим, интерферон, интерлейкины и др.);
5) участвуют в регуляции иммунной системы;
6) осуществляют «презентацию» антигенов Т-хелперам, т. е. участвуют в кооперации иммунокомпетентных клеток.
Фагоцитоз(от греч. phages — пожираю, cytos — клетка) – процесс, открытый и изученный И. И. Мечниковым (Нобелевская премия 1908 года), обеспечивает резистентность организма, защиту от инородных веществ, в том числе микробов. Это наиболее древняя форма иммунной защиты, которая появилась уже у кишечнополостных организмов. Механизм фагоцитоза состоит в поглощении, переваривании, инактивации инородных для организма веществ специализированными клетками — фагоцитами.
Стадии фагоцитоза:
1) хемотаксис (от греч. chymeia — искусство сплавления металлов и taxis — расположение, построение)- фагоциты способны активно перемещаться к объекту фагоцитоза по градиенту концентрации особых биологически активных веществ хемоаттрактантов. Это АТФ-зависимый процесс, в котором участвуют сократительные белки актин и миозин. К числу хемоаттрактантов относятся, например, фрагменты компонентов комплемента (СЗа и С5а), интерлейкин 8, продукты распада клеток и бактерий.
2) адсорбция микроорганизмов на поверхности фагоцита осуществляется за счет слабых химических взаимодействий и происходит либо спонтанно, неспецифически, либо путем связывания со специфическими рецепторами (к иммуноглобулинам, компонентам комплемента). Кроме того, поверхность бактерий имеет гидрофобные группы, которые способствуют их взаимодействию с рецепторами фагоцитов.
3) поглощение объекта путем инвагинации клеточной мембраны с образованием в протоплазме фагосомы, содержащей поглощенный объект. Поглощение адсорбированного на фагоците вещества происходит путем эндоцитоза. Это энергозависимый процесс, связанный с преобразованием энергии химических связей молекулы АТФ в сократительную активность внутриклеточного актина и миозина. Фагоцитируемый объект окружается цитоплазматической мембраной и образуется внутриклеточная вакуоль — фагосома.
4) слияние фагосомы с лизосомой клетки с образованием фаголизосомы;
5) киллинг (уничтожение жизнеспособных микробов), осуществляемый при участии кислородзависимых и кислороднезависимых механизмов, и переваривание (процессинг) объекта в фаголизосоме с помощью протеаз, нуклеаз и др.;
6) презентация (представление) антигенных пептидов Т-хелперам — антигенные пептиды в цитоплазме макрофага образуют комплекс с молекулами II класса главного комплекса гистосовместимости, которые перемещаются на поверхность клетки и, в последующем, связываются с соответствующими рецепторами Т-хелперов.
Различают завершенный и незавершенный фагоцитоз. Завершенным фагоцитоз считается в том случае, если произошли все стадии процесса. Однако в ряде случаев фагоцитоз носит незавершенный характер: поглощенные бактерии (например, иерсинии), вирусы (например, возбудитель ВИЧ-инфекции, натуральной оспы), риккетсии блокируют ферментативную активность фагоцита, не погибают, не разрушаются и даже размножаются в фагоцитах. Такой процесс получил название незавершенный фагоцитоз.
- Иммунная система организма. Основные клетки иммунной системы и их характеристика
Иммунная система — это совокупность клеток лимфоидной ткани, которая производит специфический контроль генетического постоянства внутренней среды, гомеостаза и постоянно взаимодействует с другими органами и системами.
Клетки иммунной системы называются иммунокомпетентными клетками (ИКК) или иммуноцитами, постоянно циркулируют в крови, проникают в другие ткани и органы.
Основными особенностями иммунной системы являются:
1) генерализована по всему организму;
2) интегрирована с другими системами (нервной, эндокринной) и органами (печень, лёгкие, кишечник);
3) способна отвечать на молекулы веществ, отражающих генетически чужеродную информацию (АГ), специфическими иммунными реакциями и образованием антител.
Иммунная система включает совокупность органов и отдельно расположенных ИКК. Органы иммунной системы подразделяют на:
1) центральные органы — тимус, сумка или bursa Fabriciusa у птиц, у человека — костный мозг
2) периферические органы — пейеровы бляшки, лимфатические узлы, селезенка, аппендикс, миндалины.
Лимфоциты выполняют основную функцию иммунной системы – высокоспецифичное распознавание антигенов. Распределение лимфоцитов в лимфоидных органах и их миграция упорядочены и отражают функции конкретных клеток.
CD-антигены. На мембране клеток обнаруживаются групповые антигены, объединяющие клетки, имеющие сходные морфофункциональные характеристики или находящиеся на определенной стадии развития. Эти маркерные молекулы получили название антигенов кластеров дифференцировки клетки, или CD-антигенов (англ. Cell Differentiation Antigens). По структуре они представляют собой гликопротеиды, многие из которых относятся к суперсемейству иммуноглобулинов. CD-антигены используют для иммунофенотипирования клеток. Например, CD3+ экспрессируется на популяции Т-лимфоцитов, CD4+ характерен для субпопуляции Т-хелперов, a CD8+ — для цитотоксических Т-лимфоцитов (Т-киллеров). CD19-22 являются маркерами В-лимфоцитов. Список CD-маркеров насчитывает более 200 вариантов. CD-антигены имеют диагностическое значение при иммунодефицитных состояниях, при аллергических заболеваниях, аутоиммунных заболеваниях, гемобластозах.
Т-лимфоциты – их предшественники развиваются в корковом слое тимуса. Все зрелые Т-клетки экспрессируют (содержат) поверхностный CD3+ антиген. На основании поверхностных маркеров (CD) различают несколько субпопуляций Т-лимфоцитов (рис 18):
CD4+ лимфоциты, условно разделяемые на регуляторные (Т-хелперы) и эффекторные (Т-клетки ГЗТ):
·Т-хелперы – стимулируют пролиферацию лимфоцитов и трансформацию в плазматические клетки;
·Т-клетки ГЗТопосредуют реакции гиперчувствительности замедленного типа.
CD8+ лимфоциты, мембранные Аг CD8+ экспрессируют субпопуляцииТ-клеток, разделяемые на регуляторные (супрессоры) и эффекторные (цитотоксические).
· Т- супрессоры (регуляторные) – угнетают пролиферацию В-лимфоцитов и продукцию антител, способствуют развитию иммунологической толерантности;
· Т-киллеры (цитотоксические или эффекторные) – разрушают чужеродные клетки без участия антител и системы комплемента (цитотоксичность); имеют поверхностный маркер CD8+.
Т-лимфоциты памяти – сохраняют информацию об антигенах и передают ее другим клеткам, экспрессируют CD4+ и узнают антиген, связанный с молекулой МНС II на Аг-представляющих клетках.
Иммунологическая намять —это способность организма реагировать ускорением и усилением ответа на повторное введение АГ. Носители ИП могут быть Т- лимфоциты и В- лимфоциты памяти.
Рис.18. Субпопуляции Т-лимфоцитов
В-лимфоциты – их предшественники развиваются в костном мозге. Основными мааркерами являются CD19, 20, 21, 72. Выделяют следующие субпопуляции:
• В-Т-независимые – участвуют в образовании антител без взаимодействия с Т-лимфоцитами
• В—Т-зависимые – превращаются в плазматические клетки при помощи Т-хелперов
• В-киллеры – разрушают клетки-мишени без комплемента, но при участии антител
• В—супрессоры – угнетают пролиферацию Т-лимфоцитов
• В—лимфоциты памяти.
NK-клетки (Natural Killer Cells)– большие зернистые лимфоциты, уничтожающие опухолевые клетки, а также клетки, инфицированные вирусами, бактериями и простейшими, дифференцируются из общей лимфоидной клетки предшественника. Они составляют до 15% всех мононуклеарных клеток крови, в тканях локализованы в печени, красной пульпе селезёнки, слизистых оболочках особенно репродуктивных органов. NK-клетки не имеют основных маркеров Т- или В-лимфоцитов (поэтому их также называют нулевые лимфоциты), но экспрессируют дифференцировочные CD2+, CD56+ и CD16+ (рецептор Fc-фрагмента Ат). В отличие от цитотоксических лимфоцитов (Т-киллеров), способность NK-клеток к цитолизу связана с самостоятельным распознаванием «свое-чужое» на поверхности мишени. NK-клетки уничтожают клетку-мишень после установления с ней прямого контакта при помощи специальных белков — перфоринов. Перфорины проникают в клеточные мембраны, агрегируются там, формируя неконтролируемые осмотические каналы, что приводит к осмотическому лизису клетки. Наряду с макрофагами и нейтрофилами они также участвуют в антителозависимом клеточно-опосредованном цитолизе. NK клетки не формируют клеток иммунологической памяти.
Каждый
организм индивидуален по белковому
составу, и иммунная система «стоит
на страже» этого индивидуального
состава.
Иммунитет
– способность организма сохранять
полученный по наследству индивидуальный
состав белков; способ защиты организма
от генетически чужеродных живых тел и
веществ.
Виды
иммунитета:
1.
Неспецифический,
направленный против любого чужеродного
вещества (антигена). Он проявляется в
виде гуморального, за счет продукции
бактерицидных веществ, и клеточного,
в результате которого осуществляется
фагоцитоз и цитотоксический эффект.
2.
Специфический,
направленный против определенного
чужеродного вещества. Реализуется в
двух формах – гуморальный (продукция
антител В-лимфоцитами и плазматическими
клетками) и клеточный, который реализуется
главным образом с участием Т-лимфоцитов.
Виды
иммунитета:
инфекционный (на микроорганизмы и
вирусы); паразитарный (простейшие,
грибки и черви); неинфекционный (на
раковые клетки, пересаживаемые ткани,
белки и полисахариды). Естественный
иммунитет существует в организме от
рождения, искусственный – приобретается
в процессе жизнедеятельности организма.
Органы
иммунной системы.
Под иммунной системой в узком значении
слова обычно понимаются механизмы
защиты от чужеродного в генетическом
отношении вещества, которые реализуются
с участием лимфоцитов. Иммунная система
– это совокупность лимфоидных
иммунокомпетентных органов, тканей и
клеток (вилочковая железа – тимус,
лимфоузлы, селезенка, лимфатическая
ткань аппендикса и пейеровых бляшек
кишечника, миндалин носоглотки, костный
мозг, лимфоциты и макрофаги), обеспечивающих
механизмы иммунитета. Иммунная система
распознает чужеродные агенты или
антигены. Антигены
–
крупномолекулярные вещества с генетически
чужеродной структурой или пространственной
конфигурацией. Антигены: белки,
полисахариды, липиды, полимеризованная
нуклеиновая кислота.
Виды
лимфоцитов:
1)
клетки, узнающие чужеродный антиген и
дающие сигнал началу иммунного ответа
– антигенреактивные клетки, или клетки
иммунологической памяти;
2)
клетки-эффекторы, непосредственно
выполняющие процесс элиминации
чужеролного в генетическом отношении
материала – цитотоксические клетки,
или клетки-киллеры (убийцы), или
клетки-эффекторы ГЗТ;
3)
клетки, помогающие образованию эффекторов
– хелперы;
4)
клетки, тормозящие начало и осуществляющие
прерывание, окончание иммунной реакции
организма – супрессоры;
5)
В-клетки, вырабатывающие иммуноглобулины
Всего
у человека 1012
лимфоцитов или 106
клонов. Число же возможных антигенов
– около 104.
Это означает, что часть лимфоцитов
«свободна» и готова к встречи с
неизвестными еще антигенами.
Иммунитет
обеспечивается иммунокомпетентными
клетками, среди которых различают:
1.
антигенпрезентирующие клетки (макрофаги,
моноциты, эндотелиоциты, дендритные
фагоциты), основной функцией которых
является подготовка антигенных
детерминат к распознаванию;
2.
регуляторные клетки – лимфоциты
(хелперы или помощники, супрессоры или
подавители иммунного ответа, памяти);
3.
эффекторные клетки – лимфоциты иммунной
защиты (киллеры и антителопродуценты).
Основными
иммунокомпетентными клетками являются
лимфоциты, среди которых выделяют
тимусзависимые или Т-лимфоциты и
бурсазависимые или В-лимфоциты. Термин
«бурса» произошел от фабрициевой
сумки птиц, у млекопитающих и человека
аналогом бурсы птиц является костный
мозг. Т- и
В-лимфоциты обеспечивают, соответственно,
клеточный и гуморальный иммунитет.
Т-лимфоциты.
Их развитие сначала в красном костном
мозге, а затем в тимусе. 1. Хелперы – Th
(I
и II);
2. Цитотоксические (ЦТК) – киллеры; 3.
Регулирующие (РЛ) – супрессоры. Обучаются
в тимусе, обучение «строгое» в 2
этапа: обучаются узнавать собственные
белки и учатся с ними не реагировать,
но способны реагировать с другими; 99%
погибают в результате плохого обучения.
В-лимфоциты.
У птиц в «бурсовой сумке», у
млекопитающих в красном костном мозге,
селезенке и лимфоузлах; специфический
иммунитет – направлен против конкретного
белка; обучается сначала узнавать чужой
антиген, а потом вырабатывать на них
антитела. Клоны обученных В-лимфоцитов
– большая часть превращается в
плазматические клетки, из которых
синтезируются иммуноглобулины; требуется
7 дней для размножения; клетки памяти.
Неспецифический
иммунитет – в отношении всех антигенов
и не всегда помогает: клеточный иммунитет,
связанный с фагоцитозом; система
комплимента – группа из 20 белков,
которые находятся в плазме, по след.
Атакуют белки: с-реактивный белок;
цитокины – интерфероны α, β, ƴ
– обладают противовирусной активностью.
Фагоцито́з—
процесс, при котором специально
предназначенные для этого клетки крови
и тканей организма (фагоциты) захватывают
и переваривают твердые частицы.
Осуществляется двумя разновидностями
клеток: циркулирующими в крови зернистыми
лейкоцитами (гранулоцитами) и тканевыми
макрофагами. Открытие фагоцитоза
принадлежит И. И. Мечникову, который
выявил этот процесс, проделывая опыты
с морскими звёздами и дафниями, вводя
в их организмы инородные тела. Например,
когда Мечников поместил в тело дафнии
спору грибка, то он заметил, что на неё
нападают особые подвижные клетки. Когда
же он ввёл слишком много спор, клетки
не успели их все переварить, и животное
погибло. Клетки, защищающие организм
от бактерий, вирусов, спор грибов и пр.,
Мечников назвал фагоцитами.
У
человека различают два типа профессиональных
фагоцитов:
—
нейтрофилы
—
моноциты (в ткани — макрофаги)
Основные
этапы фагоцитарной реакции сходны для
клеток обоих типов. Реакция фагоцитоза
может быть подразделена на несколько
этапов:
1.
Хемотаксис (стадия сближения). Фагоцит
сближается с объектом фагоцитоза, что
может быть результатом случайного
столкновения в жидкой среде. Но главным
механизмом сближения, по-видимому,
является хемотаксис — направленное
передвижение фагоцита по отношению к
объекту фагоцитоза. Активное передвижение
отчетливо наблюдается при наличии
опорной поверхности клетки. Подобной
поверхностью в естественных условиях
служит ткань. В реакции фагоцитоза
более важная роль принадлежит
положительному хемотаксису. Ранее
других клеток в очаг воспаления мигрируют
нейтрофилы, существенно позже поступают
макрофаги. Скорость хемотаксического
перемещения для нейтрофилов и макрофагов
сопоставима, различия во времени
поступления, вероятно, связаны с разной
скоростью их активации.
2.
Адгезия фагоцитов к объекту (стадия
прилипания). Обусловлена наличием на
поверхности фагоцитов рецепторов для
молекул, представленных на поверхности
объекта (собственных или связавшихся
с ним). Коснувшись объекта, фагоцит
прикрепляется к нему. Лейкоциты,
прилипшие в очаге воспаления к стенке
сосуда, не отрываются даже при большой
скорости кровотока. В механизме
прилипания большую роль играет
поверхностный заряд фагоцита. Поверхность
фагоцитов заряжена отрицательно.
Поэтому лучшая адгезия наблюдается,
если объекты фагоцитоза заряжены
положительно.
3.
Стадия поглощения. Объект фагоцитоза
может перемещаться двумя способами. В
одном случае оболочка фагоцита в месте
контакта с объектом втягивается и
объект, прикрепленный к этому участку
оболочки, втягивается в клетку, а
свободные края мембраны смыкаются над
объектом. Второй механизм поглощения
— образование псевдоподий, которые
обволакивают объект фагоцитоза и
смыкаются над ним так, что, как и в первом
случае, фагоцитированная частица
оказывается заключенной в вакуоль
внутри клетки. С помощью псевдоподий
макрофаги поглощают микробов.
4.
Стадия внутриклеточного переваривания.
К вакуоли, содержащей фагоцитированный
объект (фагосоме), присоединяются
лизосомы и содержащиеся в них неактивные
ферменты, активируясь, изливаются в
вакуоли. Образуется пищеварительная
вакуоль. В ней устанавливается рН около
5,0, что близко к оптимуму ферментов
лизосом. В
лизосом ах имеется широкий спектр
ферментов, в том числе расщепляющих
биологические макромолекулы рибонуклеазы,
протеазы, амилазы, липазы.
Антитела.
Они выполняют распознавание и
специфическое связывание соответствующих
антигенов и эффекторную функцию:
антитело индуцирует физиологические
процессы, направленные на уничтожение
антигена (лизис, стимуляция
специализированных иммунокомпетентных
клеток). Все антитела можно разделить
на 5 больших классов – IgG,
IgM,
IgA,
IgD,
IgE.
Иммуноглобулины
IgG
содержатся в сыворотке, имеют два
участка для связывания антигена,
осаждают растворимые в воде антигены,
вызывают склеивание корпускулярных
антигенов, вызывают их лизис, но при
условии, что на антигене будет комплемент.
В силу особенностей строения способны
проходить через плаценту. Благодаря
этому плод во время беременности
получает от матери антитела против
ряда возбудителей инфекционных болезней.
Все остальные иммуноглобулины не
способны в норме проходить через
плацентарный барьер.
Иммуноглобулины
IgM
содержатся в сыворотке и лимфе. Они
способны преципитировать (осаждать),
агглютинировать (склеивать) и лизировать
антигены. Этот класс иммуноглобулинов
обладает наибольшей способностью к
связыванию комплемента.
Иммуноглобулины
IgA
обнаружены в сыворотке и слизистых
оболочках. Они не могут преципитировать,
агглютинировать и лизировать
корпускулярные антигены Под их влиянием
активируется комплемент, в результате
чего происходит опсонизация бактерий,
что облегчает их захват фагоцитами
(нейтрофилами и макрофагами).
Иммуноглобулины
IgD
находятся в сыворотке, они не способны
связывать комплемент. Роль их до
настоящего времени не ясна.
Иммуноглобулины
IgE
выявляются в сыворотке, не связывают
комплемент, очевидно, участвуют в
аллергических реакциях, так как при
этих состояниях их концентрация в крови
существенно возрастает.
Соседние файлы в предмете Нормальная физиология
- #
- #
- #