Лейкоциты участвуют в формировании иммунитета
Лейкоциты — ядерные клетки, их диаметр больше, чем у эритроцитов (рис. 65).
Рис. 65. Периоды жизни лейкоцитов
В 1 мм3 крови насчитывается 4 000-8 000 лейкоцитов. Лейкоциты образуются в красном костном мозге, селезенке, лимфатических узлах. Они живут от нескольких суток до нескольких десятков лет. Лейкоциты — бесцветные клетки, поэтому их называют белыми кровяными клетками. Они не имеют постоянной формы, так как основная функция лейкоцитов — защита организма от микробов, переохлаждения и перегрева, проникновения в организм чужеродных веществ. Подобно амебе, лейкоциты передвигаются своими ложноножками, проникают через стенки кровеносных сосудов и устремляются к месту поражения ткани. Лейкоциты чувствительны к химическим веществам, выделяемым микробами и поврежденными клетками, поэтому они устремляются в направлении источника раздражения; они поглощают своим телом чужеродные вещества и переваривают их с помощью ферментов (рис. 66).
Рис. 66. Воспалительный процесс при попадании в кожу инородного тела
Например, при попадании инородного тела в кожу это место краснеет, воспаляется и образуется гнойничок. Лейкоциты обезвреживают бактерии, занесенные в рану. При этом погибает множество лейкоцитов. Погибшие лейкоциты, ткани и клетки выделяются из раны в виде гноя, затем рана заживает.
Процесс поглощения и переваривания лейкоцитами различных микроорганизмов И.И. Мечников назвал фагоцитозом, а клетки-пожиратели — фагоцитами. В 1893 году он создал теорию о клеточном, иммунитете и защитной роли фагоцитоза. Если организм от чужеродных тел защищают фагоциты, то от проникших в организм микробов и ядовитых веществ защищают образующиеся в организме особые химические соединения. Против проникших микробов или их ядов (антигенов) кровь и лимфа в организме вырабатывают особые белковые вещества (антитела). Антитела соединяются с микробами, переваривают их и обезвреживают яды, выделяемые микробами. Антитела могут повлиять только на один вид микробов. Если человек болен инфекционной болезнью, вызванной одним видом микробов, то второй раз он может противостоять этой болезни. В организме возникает иммунитет, т.е. свойство организма защищать себя от действия болезнетворных микробов. Различают два вида иммунитета: один врожденный, а второй приобретенный. Врожденный иммунитет защищает организм человека от некоторых болезней, которыми болеют животные. Человек не болеет чумой животных, так как в его организме имеются готовые антитела, которые наследуются от родителей. Приобретенный иммунитет вырабатывается после перенесения инфекционных (например, коклюша, кори, ветряной оспы и др.) болезней. Эти виды иммунитета называют естественными. Для выработки искусственного иммунитета человеку делают прививку, т.е. вводят убитых или сильно ослабленных возбудителей болезней (например, брюшного тифа, дифтерии). После прививки человек долгое время не болеет этой болезнью.
Лейкоциты — клетки иммунитета. Иммунитет (от лат. immunitas — освобождение от чего-либо) — способность организма защищать себя от генетически чужеродных тел и веществ. Иммунная система человека состоит из группы органов и специальных клеток, разбросанных по всему телу. Иммунная система человека контролирует постоянство внутренней среды организма. Основную функцию иммунитета выполняют лейкоциты.
Образование лейкоцитов. Все лейкоциты образуются из одной клетки в красном костном мозге. Лейкоциты делятся 7-9 раз, в результате чего из одной клетки образуются до 500 взрослых лейкоцитов. Для выполнения своей функции лейкоциты связываются с антигенами (это происходит после дополнительного деления 6-9 раз). Процесс деления происходит в костном мозге. Деление, развитие видов лейкоцитов (базофил, эозинофил, нейтрофил, лимфоцит, моноцит) происходит специфично. Лейкоциты с ядром в виде палочки и сегментированные называются нейтрофилами. Они сразу не поступают в кровь, а в большом количестве собираются в костном мозге, где превышают количество нейтрофилов в крови. Вторым местом скопления нейтрофилов являются стенки кровеносных сосудов. При воспалительном процессе в кровь сначала поступают нейтрофилы стенок кровеносных сосудов, которые увеличивают общее количество лейкоцитов. Кроме того, в кровь поступают лейкоциты, накопленные в костном мозге. При простудных заболеваниях количество лейкоцитов в крови увеличивается, и организм борется с болезнью.
Физиологической основой иммунитета являются лимфоциты. В организме человека образуются две группы лимфоцитов: Т- и В-лимфоциты. Т-лимфоциты образуются в основном в тимусе, а В-лимфоциты — в костном мозге. Они обозначены Т и В, так как образованы от латинских слов thymosи lursa Fabricii(Фабрициева сумка), т.е. заглавными буквами слов. Т-лимфоциты из красного костного мозга поступают в тимус, здесь они дифференцируются и образуют несколько разновидностей клеток, затем поступают в кровь. Основная их функция — это распознавание и уничтожение чужеродной клетки. На мембране Т-лимфоцитов располагаются молекулы одного вида антител. При поступлении в организм чужеродных клеток Т-лимфоциты связываются с антигенами чужеродной клетки. Антитела Т-лимфоцитов вступают в связь с антигенами чужеродной клетки. Т-лимфоциты усиленно размножаются и уничтожают чужеродную клетку. Механизм этого процесса заключается в следующем: Т-лимфоциты нарушают свойства проницаемости мембраны чужеродной клетки и тем самым способствуют ее уничтожению. Т-лимфоциты регулируют силу и характеристику иммунной реакции организма. Наряду с этим они участвуют в иммунной реакции организма на онкологические, вирусные, паразитарные, грибковые и бактериальные инфекции.
В-лимфоциты выполняют другую роль. Они образуют иммуноглобулины и выделяют их в кровь. Если Т-лимфоциты защищают организм от чужеродных клеток, то В-лимфоциты — защищают организм от чужеродных молекул. Лимфоциты в организме влияют на образование и дифференциацию кровяных клеток.
Отрасль науки, изучающая защитные реакции организма, направленная на сохранение его структуры и функциональной целостности и биологической индивидуальности, называется иммунологией. Основоположником этой отрасли является Луи Пастер, открывший в 1879 году вакцины, т.е. прививки против сибирской язвы, бешенства, краснухи. В результате научно обоснованной Л.Пастером иммунно-профилактической работы стало возможным предотвратить распространение опасных заболеваний. Это открыло пути для развития направления инфекционной иммунологии.
В результате ослабления взаимодействия рецепторов иммунных клеток лимфоцитов (Т4 и Т8) с молекулами, регулирующими иммунитет, возникает иммунный дефицит организма. В результате иммунодефицита в иммунной системе человека возникает опасное заболевание СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита). Причиной этой болезни является то, что Т4-лимфоциты в крови не получили должного стимула, не развивались и не размножались в лимфатических узлах. Недостаток Т4-лимфоцита в организме снижает его защитную реакцию. Против проникшей в клетку инфекции не срабатывает защитный механизм лимфоцитов, а остатки неуничтоженных клеток превращаются в раковые. Из-за недостатка Т4-лимфоцитов не стимулируется развитие В-клеток и нарушается защитная гуморальная реакция организма. СПИД передается другому человеку через кровь и половым путем. Кроме того, причиной этой болезни является заражение через нестерильные шприцы в больницах при сдаче крови на анализ или введении лекарства. Опасность СПИДа состоит в том, что вирусы, возбудители этой болезни, скапливаются в половых органах, а также он способствует прогрессу хронических заболеваний организма. Поэтому организм человека не может противостоять различным болезням. От этой болезни не излечиваются. Профилактика СПИДа заключается в применении одноразовых шприцев, избежании случайных связей, соблюдении правил личной гигиены.
Лимфа и ее значение. Лимфа — прозрачная желтоватая жидкость. Она образуется в лимфатических узлах, движется по лимфатическим сосудам и через венозные сосуды вливается в правое предсердие. В организме взрослого человека массой 60 кг содержится примерно 1200-1600 мл лимфы. В отличие от крови, ядовитые вещества в организме быстро проникают в лимфу. Лимфатическая система так же, как кровеносная, транспортирует питательные вещества и минеральные соли в клетки и ткани, а также выводит ненужные и ядовитые вещества из клеток (рис. 67).
Рис. 67. Лимфатическая система
Лимфатическая система также выполняет свойственные только ей функции: барьерную и создание иммунитета. Лимфатические узлы удерживают, фильтруют и обезвреживают ядовитые вещества в лимфе, бактерии, вирусы и другие вещества. Например, тушь, торий, маслянистые вещества хранятся в лимфатических узлах человека в течение всей жизни. Эта барьерная функция лимфатических узлов иногда бывает вредной. Например, при хронической ангине, туберкулезе, бруцеллезе лимфатические узлы превращаются в источник инфекции. Кроме того, лимфатические узлы могут превращаться в опухолевые клетки. Иммунная функция лимфатической системы осуществляется за счет лимфоцитов. Лимфоциты являются разновидностью лейкоцитов. В организме человека насчитывается около 460 лимфатических узлов. Лимфоциты образуются в этих узлах, селезенке, тимусе и костном мозге. В 1 мм3 лимфы грудной полости содержится до 2 000 лимфоцитов. В тимусе образуются, развиваются Т-лимфоциты.
Лимфоциты — самые главные защитники организма. Они образуют антитела против возбудителей инфекционных болезней. Затем сохраняют эти антитела, поэтому человек повторно не болеет этой болезнью, так как лимфоциты против возбудителей этой инфекции быстрее, чем раньше, образуют антитела. Таким образом, повышается сопротивляемость организма против инфекции. Питательная функция лимфатической системы заключается в поглощении белков, жиров и других веществ из крови и транспортировке, активно участвует в обмене белков, жиров, витаминов. При употреблении жирной пищи увеличивается объем лимфатических узлов. Функция лимфатической системы регулируется гуморальным путем, тимусом и селезенкой. При нарушении функции тимуса тяжелее переносятся воспаление легких, грипп и другие болезни.
При недостаточном круговороте лимфы в организме многие болезни обостряются, выздоровление длится долго.
На функцию лимфатической системы хорошо влияют занятия спортом, физической культурой, соблюдение личной гигиены, режима питания, гигиены дыхания и нормальная работа кровеносной системы.
Кровь, ее состав и функцию изучает наука гематология, а врача, лечащего болезни крови, называют гематологом.
1. Каково значение лейкоцитов?
2. Что такое фагоцитоз?
3. Что называют антителами и антигенами?
4. Каково значение видов иммунитета?
5. В чем отличие лейкоцитов от эритроцитов?
6. Что такое лимфа, какую функцию она выполняет?
7. Что знаете о СПИДе? Расскажите.
Задание.
Заполните эту таблицу в тетради
Клетки крови
| Клетки крови | Форма клеток | Наличие ядра | Количество в 1 мм3 крови | Значение клеток |
Т-клетки это фактически приобретенный иммунитет, способный защитить от цитотоксического повреждающего воздействия на организм. Чужеродные клетки-агрессоры, попадая в организм вносят “хаос”, который внешне проявляется в симптомах заболеваний.
Клетки-агрессоры повреждают по ходу своей деятельности в организме все, что могут, действуя в своих интересах. А задача иммунной системы найти и уничтожить все чуждые элементы.
Специфическая защита организма от биологической агрессии (чужеродных молекул, клеток, токсинов, бактерий, вирусов, грибов и т.д.) осуществляется при помощи двух механизмов:
- продуцирования специфических антител в ответ на чужеродные антигены (потенциально опасных для организма веществ);
- выработки клеточных факторов приобретённого иммунитета (Т-клетки).
Как осуществляются иммунные реакции
При попадании в организм человека «клетки-агрессора», иммунная система распознаёт чужеродные и собственные измененные макромолекулы (антигены) и удаляет их из организма. Также при первичном контакте с новыми антигенами происходит их запоминание, что способствует их более быстрому удалению, в случае вторичного попадания в организм.
Процесс запоминания (презентация) происходит благодаря антиген-распознающим рецепторам клеток и работе антиген представляющих молекул (МНС молекул- комплексов гистосовместимости).
Что такое Т-клетки иммунной системы, и какие функции они выполняют
Функционирование иммунной системы обуславливается работой лимфоцитов. Это клетки иммунной системы, являющиеся
разновидностью лейкоцитов и способствующие формированию приобретённого иммунитета. Среди них выделяют:
- В-клетки (распознающие «агрессора» и вырабатывающие к нему антитела);
- Т-клетки (выполняющие функцию регулятора клеточного иммунитета);
- NК- клетки (разрушающие отмеченные антителами чужеродные структуры).
Однако, помимо регуляции иммунного ответа, Т-лимфоциты способны выполнять эффекторную функцию, разрушая опухолевые, мутировавшие и чужеродные клетки, участвовать в формировании иммунологической памяти, распознавать антигены и индуцировать иммунные реакции.
Справочно. Важной особенностью T-клеток является их способность реагировать только на презентированные антигены. На одном T-лимфоците находится только один рецептор к одному конкретному антигену. Это обеспечивает отсутствие реакции T-клеток на собственные аутоантигены организма.
Разнообразие функций Т-лимфоцитов обусловлено наличием в них субпопуляций, представленных Т-хелперами, Т-киллерами и Т-супрессорами.
Субпопуляция клеток, их стадия дифференцирования (развития), степень зрелости и т.д. определяется при помощи специальных кластеров дифференцировки, обозначаемых как СD. Наиболее значимыми являются СD3, СD4 и СD8:
- СD3 находится на всех зрелых T-лимфоцитах, он способствует передаче сигнала от рецептора к цитоплазме. Это важный маркер функционирования лимфоцитов.
- СD8 – это маркер цитотоксических T-клеток.
- СD4 является маркером T-хелперов и рецептором к ВИЧ (вирус иммунодефицита человека)
Т-хелперы
Около половины Т-лимфоцитов имеют антиген CD4, то есть являются Т-хелперами. Это помощники, стимулирующие процесс секреции антител В-лимфоцитами, стимулируют работу моноцитов, тучных клеток и предшественников Т-киллеров к «включению» в иммунную реакцию.
Справочно. Функция хелперов осуществляется за счёт синтеза цитокинов (информационных молекул, регулирующих взаимодействие между клетками).
В зависимости от продуцируемого цитокина, их разделяют на:
- T-хелперные клетки 1-го класса (продуцируют интерлейкин-2 и гамма-интерферон, обеспечивая гуморальный иммунный ответ на вирусы, бактерии, опухоли и трансплантанты).
- T-хелперные клетки 2-го класса (секретируют интерлейкины-4,-5,-10,-13 и отвечают за образование IgЕ, а также иммунного ответа, направленного на внеклеточные бактерии).
Т-хелперы 1-го и 2-го типа всегда взаимодействуют антагонистически, то есть повышенная активность первого типа угнетает функцию второго типа и наоборот.
Работа хелперов обеспечивает взаимодействие между всеми клетками иммунитета, определяя какой тип иммунного ответа будет преобладать (клеточный либо гуморальный).
Важно. Нарушение работы клеток-помощников, а именно недостаточность их функции, наблюдается у больных с приобретённым иммунодефицитом. Т-хелперы являются основной мишенью ВИЧ. В результате их гибели нарушается иммунная реакция организма на стимуляцию антигенов, что приводит к развитию тяжёлых инфекций, росту онкологических новообразований и летальному исходу.
Т-киллеры
Это так называемые T-эффекторы (цитотоксические клетки) или клетки убийцы. Такое название обусловлено их способностью уничтожать клетки-мишени. Осуществляя лизирование (ли́зис (от греч. λύσις — разделение) — растворение клеток и их систем) мишеней, переносящих чужеродный антиген или мутировавший аутоантиген (трансплантанты, опухолевые клетки), они обеспечивают реакции противоопухолевой защиты, трансплантационного и противовирусного иммунитета, а также аутоиммунные реакции.
Т-киллеры при помощи собственных МНС-молекул распознают чужеродный антиген. Связываясь с ним на поверхности клетки, они продуцируют перфорин (цитотоксический белок).
После лизирования клетки «агрессора» Т-киллеры остаются жизнеспособными и продолжают циркулировать в крови, разрушая чужеродные антигены.
Т-киллеры составляют до 25-ти процентов от всех Т-лимфоциотов.
Справочно. Помимо обеспечения реакций нормального иммунного ответа, Т-эффекторы могут участвовать в реакциях антителозависимой клеточной цитотоксичности, способствуя развитию гиперчувствительности второго типа (цитотоксической).
Это может проявляться лекарственными аллергиями и различными аутоиммунными заболеваниями (системные заболевания соединительной ткани, гемолитическая анемия аутоиммунного характера, злокачественная миастения, аутоиммунные тиреоидиты, и т.д.).
Подобным механизмом действия обладают некоторые лекарственные средства, способные запускать процессы некроза опухолевых клеток.
Важно. Препараты с цитотоксическим действием используют в химиотерапии онкологических заболеваний.
Например, к таким медикаментам относится Хлорбутин. Это средство применяют для лечения хронического лимфолейкоза, лимфогранулематоза и рака яичников.
Т-супрессоры и клетки памяти
Супрессоры подавляют функцию хелперов и В-лимфоцитарного звена. Однако современная классификация не выносит супрессоры в отдельную субпопуляцию. Поскольку доказано, что решающую роль в угнетении иммунной реакции играют апоптоз и специфические цитокины.
Помимо основных T-лимфоцитов, в организме человека существуют потомки клеток, контактировавших с антигеном и имеющих к нему рецепторы. Это клетки обеспечивающие иммунологическую память. Они способны в течение от десяти до 15 лет сохранять память об антигене, передавая её другим клеткам.
Справочно. Благодаря клеткам памяти обеспечивается быстрый иммунный ответ при повторном попадании «агрессора» в организм.
Нулевые лимфоциты
К ним относят лимфоциты, не имеющие T и B маркеров. Они составляют до 10% от всей популяции лимфоцитов. К ним относят NК-клетки (естественные киллеры) и K-клетки (киллерные).
Справочно. Основным отличием NK-клеток от T-киллеров является способность уничтожать не сенсибиллизированные клетки-мишени.
K-клетки отвечают за антителозависимую клеточную цитотоксичность. Они отражают взаимодействия гуморального и клеточного звеньев иммунитета, а также выступают в качестве «наводчиков» эффекторных (выполняющих функцию – в данном случае уничтожение) клеток на мишень.
NК- клетки обеспечивают контроль за качеством клеток и участвуют в формировании противовирусного иммунитета, обеспечиваютзащиту от роста опухолей и размножения мутировавших (дефектных) клеток.
Диагностика клеточного иммунитета
Диагностика T- и B-лимфоцитарного звена позволяет оценить состояние клеточного иммунитета. Базовое исследование с определением процентного содержания Т-, В- и нулевых клеток проводится с целью выявления первичных или вторичных иммунодефицитов, а также при контроле иммуностимулирующего лечения.
Исследование основных популяций при помощи маркеров CD3, 8, 19, 16+5б, а также соотношение между хелперами и киллерами, позволяет комплексно оценить иммунный статус. Для исследования используют венозную кровь.
Диагностика проводится при выявлении и контроле течения:
- аутоиммунных заболеваний (увеличено содержание CD3, CD4 хелперов);
- лимфолейкозов (повышено количество Т-лимфоцитов CD3);
- злокачественных новообразований (увеличено количество NK);
- ВИЧ (CD3, CD8);
- хронических инфекций, аллергических реакций, бронхиальной астмы и т.д.
Справочно. В зависимости от результатов анализа пациенту может быть рекомендована консультация иммунолога, гематолога, аллерголога, онколога или инфекциониста. С дальнейшим лечением у профильного специалиста по основному заболеванию.