Лекция по анатомии иммунитет
Первоначально иммунология возникла как наука о невосприимчивости (иммунитете) к инфекционным болезням. Наиболее существенный вклад в ее создание внесли И.И.Мечников (фагоцитарная или клеточная теория иммунитета) и П.Эрлих (гуморальная теория), в творческой дискуссии между которыми совершенствовались представления об иммунитете.
В настоящее время считается, что наследственный (врожденный, видовой) и приобретенный иммунитет зависит от согласованной деятельности пяти основных систем : макрофагов, комплемента, интерферонов, Т- и В- лимфоцитов, главной системы гистосовместимости (МНС- в английском варианте), обеспечивающих различные формы иммунного ответа.
В современном понимании иммунология- это не только наука, изучающая защиту от инфекционных заболеваний. Иммунология- наука, изучающая механизмы самозащиты организма от всего генетически чужеродного, поддержания структурной и функциональной целостности организма (гомеостаза организма). Подробнее — см. лекцию 1.
Центральным биологическим механизмом иммунитета является механизм распознавания “своего” и “чужого”. Пример- необходимость защиты от собственных мутантных и раковых клеток (одномоментно в организме находится около 10 млн. измененных клеток).
Иммунитет— целостная система биологических механизмов самозащиты организма, с помощью которых он распознает и уничтожает все чужеродное (генетически отличающееся).
Выделяют две основные формы иммунитета— видовой (врожденный) и приобретенный. Приобретенный иммунитет может быть естественный (результат встречи с возбудителем) и искусственный (иммунизация), активный (вырабатываемый) и пассивный (получаемый), стерильный (без наличия возбудителя) и нестерильный (существующий в присутствии возбудителя в организме), гуморальный и клеточный, системный и местный, по направленности- антибактериальный, антивирусный, антитоксический, противоопухолевый, антитрансплантационный.
В основе видового иммунитета лежат различные механизмы естественной неспецифической резистентности. Среди них- кожные покровы и слизистые оболочки, нормальная микрофлора организма, фагоцитоз, воспаление, лихорадка, система комплемента, барьерные механизмы лимфоузлов, противомикробные вещества, выделительные системы организма, главная система гистосовместимости.
Кожа и слизистые— первая линия защиты против возбудителей. Кроме функции механического (анатомического) барьера кожа обладает бактерицидной активностью. Слизь, лизоцим, желудочный сок, слезная жидкость, слюна, деятельность мерцательного эпителия способствует защите слизистых оболочек.
Нормальная микрофлора организма препятствует колонизации организма посторонней микрофлорой (конкуренция за субстраты, различные формы антагонизма, в т.ч. выделение антибиотических веществ, изменение рН и др.).
Фагоцитоз и система комплемента— вторая линия защиты организма против микроорганизмов, преодолевших поверхностные барьеры. Клеточные факторы системы видовой резистентности- фагоциты, поглощающие и разрушающие патогенные микроорганизмы и другой генетически чужеродный материал. Представлены полиморфоядерными лейкоцитами или гранулоцитами— нейтрофилами, эозинофилами и базофилами (клетками миелопоэтического ряда), а также моноцитами и тканевыми макрофагами (клетками макрофагально- моноцитарной системы).
Значение фагоцитирующих клеток для защиты организма впервые доказал И.И.Мечников, разработавший фагоцитарную теорию иммунитета.
Стадии фагоцитоза.
Процесс фагоцитоза (поглощения твердофазного объекта) состоит из пяти стадий.
1.Активация (усиление энергетического метаболизма). Факторами активации и хемотаксиса являются бактериальные продукды (ЛПС, пептиды), компоненты комплемента (С3 и С5), цитокины и антитела.
2.Хемотаксис.
3.Адгезия.
4.Поглощение.
5.Исход фагоцитоза.
Адгезия связана с наличием ряда рецепторов на поверхности фагоцитов ( к Fc- фрагментам антител, компонентам комплемента, фибронектину), обеспечивающих прочность рецептор- опосредованных взаимодействий опсонинов, обволакивающих микроорганизмы и ограничивающих их подвижность (антитела, С3в, фибронектин).
Фагоциты обладают амебоподобными псевдоподиями. При поглощении образуется фагосома с поглощенным объектом (бактерией), к ней присоединяется и сливается содержащая литические ферменты лизосома, образуется фаголизосома.
Возможно три исхода фагоцитоза:
— завершенный фагоцитоз;
— незавершенный фагоцитоз;
— процессинг антигенов.
Завершенный фагоцитоз- полное переваривание микроорганизмов в клетке- фагоците.
Незавершенный фагоцитоз- выживание и даже размножение микроорганизмов в фагоците. Это характерно для факультативных и особенно — облигатных внутриклеточных паразитов. Механизмы персистирования в фагоцитах связаны с блокадой фагосомо- лизосомального слияния (вирус гриппа, микобактерии, токсоплазмы), резистентностью к действию лизосомальных ферментов (гонококки, стафилококки), способностью микробов быстро покидать фагосомы после поглощения и длительно пребывать в цитоплазме (риккетсии).
В процессе фагоцитоза происходит “окислительный взрыв” с образованием активных форм кислорода, что обеспечивает бактерицидный эффект.
К одной из важнейших функций макрофагов (наряду с хемотаксисом, фагоцитозом, секрецией биологически активных веществ) является переработка (процессинг) антигена и представление его иммунокомпетентным клеткам с участием белков главной системы гистосовместимости (МНС) класса 2.
Фагоцитоз- не только уничтожение чужеродного, но и представление антигена для запуска иммунных реакций и секреции медиаторов иммунных и воспалительных реакций. Система макрофагов- центральное звено не только естественной резистентности (видового иммунитета), но и играет важную роль в приобретенном иммунитете, кооперации клеток в иммунном ответе.
Воспаление как защитная реакция организма на различные повреждения тканей возникло на более высокой ступени эволюции, чем фагоцитоз и характерно для высокоорганизованных организмов, обладающих кровеносной и нервной системами.
Инфекционное воспаление сопровождается различными сосудистыми и клеточными (включая фагоцитоз) реакциями, а также запуском целого ряда медиаторов воспалительных реакций (гистамина, серотонина, кининов, белков острой фазы воспалеия, лейкотриенов и простагландинов, цитокинов, системы комплемента).
Многие бактериальные продукты активируют клетки макрофагально- моноцитарной системы и лимфоциты, отвечающие на них выделением биологически активных продуктов- цитокинов, в частности интерлейкинов. Их можно характеризовать как медиаторы клеточных иммунных реакций. В воспалительных реакциях основную роль имеет интерлейкин-1 (ИЛ-1), стимулирующий лихорадку, повышающий проницаемость сосудов и адгезивные свойства эндотелия, активирующий фагоциты.
Лихорадка. Повышение температуры тела- защитная реакция организма, ухудшающая условия для размножения многих микроорганизмов, активирует макрофаги, ускоряет кровоток и усиливает обменные процессы в организме.
Барьерные функции лимфоузлов. По выражению П.Ф.Здродовского (1969) лимфоузлы- своеобразный биологический фильтр для возбудителей, переносимых с лимфой. Здесь проникшие через кожу или слизистые и занесенные током лимфы микроорганизмы задерживаются и подвергаются действию макрофагов и активированных лимфоцитов.
Система комплемента— комплекс белков и гликопротеидов сыворотки крови человека и позвоночных животных (их более 20). Отдельные компоненты опосредуют процессы воспаления, опсонизацию чужеродных фрагментов для последующего фагоцитоза, участвуют наряду с макрофагами в непосредственном уничтожении микроорганизмов и других чужеродных клеток (лизис бактерий и вирусов). В условиях физиологической нормы компоненты системы комплемента находятся в неактивной форме. Известны три пути активации системы комплемента- классический, альтернативный и с использованием С1- шунта.
Классический путь- каскад протеазных реакций с компонента С1q до С9, реализуется при наличии антител к соответствующему антигену. С комплексом “антиген- антитела” взаимодействует компонент С1q, затем С4, следом- С2. Образуется комплекс “антиген- антитела-С1С4С2”, с ним соединяется С3 (центральный компонент системы) и запускается цепь активации с эффекторными функциями (опсонизация и лизис бактерий, активация системы макрофагов, воспаление).
Альтернативный путь реализуется при первичном контакте с возбудителем (когда еще нет антител). Он индуцируется ЛПС и другими микробными антигенами. С1, С4, С2 не участвуют, альтернативный и классический пути смыкаются на уровне С3.
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.