Органы иммунитета клеточная основа

Органы иммунной системы – центральные – тимус и костный мозг, периферические органы – селезенка, аппендикс, лимф. узлы, скопление лимфоидной ткани – кишечник(пейровы бляшки, аппендикс), лимфо-глоточное кольцо, регионарные лимф. узлы.

Унитарное строение – все происходит из одной стволовой клетки

Кроветворные стволовые клетки – саморегулирующая система(0,01% клеток красного мозга, из которых половина находится в состоянии покоя). Остальные делящиеся идут в 2х направлениях – дочерние клетки(сохраняют родительские свойства), остальные в пилоциты(затем превращаются в Т и В лимфоциты) и гранулоциты(в тромбоциты, макрофаги, эритроциты и тд.). Затем клетки покидают костный мозг и попадают непосредственно в орган.

Тимус

Стволовые клетки, которые попадают в тимус получают собственные антигены(CD-clusters different) Т лимфоциты!! CD2 => CD4(helper), CD3  => CD8(цитоксические, супрессоры). Соотношение этих клеток СD4/СD8=1,5.

За одни сутки в тимусе образуется до 1000000 лимфоцитов. В тимусе на клетках возникают рецепторы, причем в тимусе рецепторы появляются абсолютно ко всем клеткам. Далее происходит позитивная селекция – отбор клеток с рецепторами, для антигенов главного комплекса гистосовместимости. Происходит отрицательная селекция – удаляет те лимфоциты, которые реагируют собственными структурами.

В тимусе клетки созревают 4-6 дней. Дальше они поступают в кровь, лимфу, ткани, вторичные органы иммунной системы.

Под влиянием гормонов тимуса, их более 30 – тимулин, тимозин, тимопоэтин, тимостатин. Это регуляторная система, которая помогает тимусу выполнять свои функции. У 6недельного эмбриона уже работает тимус. Масса тимуса – 30 – 40 г, дальше по 3% в год теряется. Инволюция тимуса – одна из причин старческой патологии и определяет продолжительность жизни.

Т-активин — миелопид – стимуляция выработки антител.

Костный мозг.

Суммарно его масса около 3х кг. Выполняет несколько иммунологических функций – происхождение всех клеток иммунной системы. Здесь происходит дифференцировка В-лимфоцитов. Функция как центральный и как периферический орган.

Иногда приходится удалять селезенку – при травмах, при лечении анемий

Выделяют 3 категории клеток –

  1. Антиген представляющие клетки. Отличают собственные антигены от чужеродных. Представляют антиген иммунокомпетентым клеткам
  2. Иммунокомпетентные клетки – это клетки с рецепторами для антиогенов, которые способны к специфическому иммунному ответу на конкретный антиген.
  3. Антиген неспецифической защиты – фагоциты

Антигенпредставляющие клетки. Здесь идет триада – макрофаги, дендритные клетки и В-лимфоциты. Все 3 группы клеток получают название главных или профессиональных антигенпредставляющих клеток, следовательно они справляются лучше всех.

Эндотелиальные клетки, фибробласты, клетки микроглии, кератиноциты и нек. Др. Они тоже могут представлять антиген, но не так эффективно, как предыдущие.

Макрофаг расщепляет антиген для удобства растворения.

Антигенные пептиды соединяются с собственными антигенами макрофага. Это белки главного комплекса гистосовместимости 2го класса и образующийся комплекс представляется Т-лимфоцитом. Если антигены не связались с клетками например макрофага, то иммунного ответа не будет. Это явление двойного распознавания. Чужеродность антигенов + собственный антиген – двойное распознавание. Явление ограничения иммунного ответа. Если антиген не находит собственной клетки, то иммунный ответ не происходит.

Макрофаг секреция цитокинов – интерлейкин 1 – отвечает за пролиферацию лимфоцитов

Повреждение клеток мишеней за счет цитотксичности – естественной(макрофаг очищает от всего чужеродного), так и за счет опсонинов, которые фиксируются на поверхности макрофагов

Секреторная функция макрофагов. Продукция макрофагов цитокиннов для пролиферации. Колониостимулирующие факторы – факторы роста гранулоцитов и моноцитов. Сюда же относится очень мощный фактор – фактор некроза опухоли. Вызывает гибель клеток опухоли, защитный фактор. При красной волчанке например их состояние увеличивается и начинают гибнуть собственные клетки организма.

Цитокины – провопалительные – интерлейкин6,8,12,15,18 –усиливающие воспаление.

Макрофаг продуцирует компоненты комплимента, противовирусный белок интерферон альфа. Все это вызывает поражение клеток мишеней. На поверхности макрофагов большое количество рецепторов. Рецепторы для иммуноглобулинов. У макрофага большое количество рецепторов для Fc фрагментов иммуноглобулина(нижний в рогатке — констатный). У фагоцита получается 10 активных центров и активность увеличивается.

Имеются рецепторы для комплимента.

Наличие молекул адгезии – молекулы прилипания. Мусорщики – Selenger(собирают мусор например после распада эритроцитов).

Включение рецепторов макрофага – включение защиты за считанные часы.

Дендритные клетки.

Не являются фагоцитрующими элементами, но они очень важны в развертывании иммунного ответа. Предшественники в крови и лимфе. Существуют зрелые и незрелые дендритные клетки. Незрелые можно обнаружить в коже, в белой пульпе селезенке. Зрелые способны расщеплять антиген и представлять его Т-лимфоцитам.

Читайте также:  Какие продукты укрепляет иммунитет ребенка до года

Есть костномозгового(миелоидные и лимфоидные) и не костномозгового происхождения.

Миелоидные дендритные клетки расположены в коже, слизистых и интерстициальных тканях. Представлены незрелыми интерстициальными клетками, макрофагами, клетками Лангенгарса и являются высокомбильными.

Лимфоидные дендритные клетки – локализуются в крови, лимфоузлах, селезенке и тимусе и в тимусе они являются ответственными за негативную селекцию, т.е. они удаляют Т-лимфоциты, которые способны реагировать собственными антигенами. Дендритные клетки не костномозгового происхождения. Локализаця – фолликулы лимофидных органов, не костномозгового происхождения, несут на поверхности иммунные комплексы, представляют антиген В-лимфоцита, не имеют молекул гистосовмести 2го класса, не мигрируют, соединяются между собой и образуют сеть.

Свойства дендритных клеток.

Незрелые формы – в виде отростков, зрелые – вуалевидной формы, обычно быстро передвигаются и захватывают антиген путем эндоцитоза. Обладают антигенраспознающими рецепторами, активируют Т и В лимфоциты, активируют NK клетки или естественные киллеры, имеют высокую плотность некоторых антигенов гистосовместимости и множество вспомогательных молекул на поверхности.

Популяция лимфоцитов.

На каждый антиген есть клетки, которые имеют рецептор для антигена. Обычно 1 лимфоцит имеет рецептор для одного антигена. Как исключение клетка может иметь 2 рецептора.

На поверхности Т-лимфоцита имеется Т клеточный рецептор. Этот рецептор состоит из 2х полипетидных цепей, соответствует данному антигену и принадлежит к суперсемейству иммуноглобулинов,  однако таковым он не является.

B-лимфоциты имеют В клеточный рецептор, он отличается тем что он IgM(D). Он отличается от Т-лимфоцита.

Плазматическая клетка. В-лимфоциты превращаются в плазматические клетки. Они содержат плотное ядро, в котором не видно ядрышка, большим объемом цитоплазмы.

В норме в мазке крови не должно находится даже единичных плазматических клеток.

Свойства Т и В лимфоцитов соответственно                                                                                                      

Происхождение

Костный мозг

Костный мозг

Созревание

Тимус

Костный мозг

Содержание в крови

65-80%

10-15%

Рецепторы для антигена

Т клеточный рецептор

В клеточный рецептор

Митогена – вещество стимулирующее пролиферации лифоцитов

Фитогемагглютинин(был выделен из фасоли)

Липополисахарид бактерий

Форма иммунитета

Клеточный иммунитет

Гуморальный иммунитет

Класторы дифференцировка

2,3,4,8,28

СD19,21,22,24

Т-хелперы  1 и 2 соответственно     

Продуцирующий антиген

Микробные антигены

Белковые антигены

Антигенпредставляющие клетки

Дендритные клетки и макрофаги

К этим же клеткам добавляются Т-лимфоциты

Цитокины

Интерлейкин 2,12,

Интерлейкин 10

Форма Им-та

Клеточный

Гуморальный

Цитокины

Это гормоноподобные медиаторы, влияющие на функции клеток, существует цитокиновая сеть, которой цитокины реагируют между собой, они способны либо усиливать либо подавлять друг друга, действуют в низки концентрациях, влияют на очень разнообразные функции клеток. Можно выделить след. Классы – интерлейкины, влияющие на взаимодействие лейкоцитов. Описаны интерлейкины с 1 по 18, открыты новые 19 – 26.

Факторы роста, которые влияют на образование гранулоцитов и моноцитов. Это факторы роста – трансформирующие, гранулоцитарные и моноцитарные.

Интерферон альфалейкоцитарный, бета-фибробластный, с противовирусными эффектами, гамма интерферон, цитотоксины-фактор некроза опухоли альфа и бета. Лимфотоксин и хемокины-молекулы адгезии, которые представлены группами альфа, бета, гамма и дельта.    

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.

Читайте также:  Что снижает иммунитет у взрослого

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.
Читайте также:  Механизм врожденного иммунитета кратко

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