Маркелова Е. В., Костюшко А. В., Турмова Е. П., Гущина Я. С
|
Скачать 1.85 Mb.
|
|
Органы иммунной системы. Различают центральные и периферические органы иммунной системы, в которых развиваются, созревают и дифференцируются иммунокомпетентные клетки. Центральные органы иммунной системы - красный костный мозг и тимус. В них лимфоциты дифференцируются в зрелые наивные (неиммунные) лимфоциты. В-лимфоциты проходят все стадии дифференцировки вплоть до зрелых лимфоцитов в костном мозге, а Т-лимфоциты нуждаются в дозревании в тимусе. Зрелые неиммунные лимфоциты попадают в периферические лимфоидные органы, циркулируя из крови в лимфу и обратно в кровь. Красный костный мозг – место пролиферации всех клеток иммунной системы и созревания В-лимфоцитов (В-лимфопоэз). Красный костный мозг до 4 - 5 лет находится во всех полостях плоских и трубчатых костей. К 18 - 20 годам он остается в плоских костях и в эпифизах длинных трубчатых костей. С возрастом количество клеток красного костного мозга уменьшается, а желтого, содержащего жировые клетки, увеличивается. Единая гемопоэтическая стволовая клетка может дифференцироваться в сторону общей клетки-предшественницы лимфоцитов. Эта клетка дает начало клеткам-предшественницам В-лимфоцитов, Т-лимфоцитов, и естественных киллеров. Дальнейшая дифференцировка лимфоцитов зависит от влияния колониестимулирующих факторов, продуцируемых стромальными клетками костного мозга. Созревающие активированные лимфоциты начинают продуцировать цитокины, аутокринно влияющие на их пролиферацию и дифференцировку и постепенно приобретают иммуноглобулиновые рецепторы классов IgM, IgG, IgD, IgA. Созревшие В-лимфоциты выходят в кровь, заселяют лимфоидные органы, участвуют в рециркуляции, проявляя способность к распознаванию конкретного антигена. Распознавание антигена служит одним из сигналов активации В-лимфоцитов и их дальнейшей дифференцировки в плазматические клетки, продуцирующие и секретирующие антитела (иммуноглобулины). Иммуноглобулины образуются в костном мозге и в периферических органах иммунной системы, откуда поступают в кровоток. Таким образом, костный мозг в качестве одного из центральных органов иммунной системы выполняет следующие функции: является местом начальной дифференцировки и пролиферации ранних клеток-предшественниц лимфоцитов; является местом дальнейшей дифференцировки В-лимфоцитов вплоть до их выхода в кровоток и заселения периферических органов иммунной системы; является местом продукции и секреции колониестимулирующих факторов и цитокинов, влияющих на процессы пролиферации, дифференцировки и транспортировки Т- и В-лимфоцитов; является одним из мест продукции и секреции антител (иммуноглоблинов). Тимус (вилочковая железа) отвечает за развитие Т-лимфоцитов (Т-лимфопоэз), которые поступают из красного костного мозга в виде пре-Т-лимфоцитов. Тимус представляет собой единственный орган иммунной системы, подвергающийся быстрой возрастной инволюции, которая у людей начинается после первого года жизни. Человек ежегодно теряет до 3% истинно тимической ткани, которая постепенно замещается жировой и соединительной тканью. Соответственно снижается и продукция Т-лимфоцитов. Высокая продукция Т-лимфоцитов сохраняется до двух лет, а затем быстро идет на убыль. Однако количество Т-лимфоцитов в организме сохраняется на достигнутом уровне благодаря тому, что значительную часть популяции Т-лимфоцитов составляют долгоживущие клетки, которые не нуждаются в постоянном обновлении. Более того, зрелые Т-лимфоциты, распознавшие «свой» антиген в периферических органах иммунной системы, получают сигналы активации и избирательной пролиферации, за счет чего их численность возрастает. Перенесенная взрослым человеком тимэктомия не приводит к катастрофическому снижению количества циркулирующих Т-лимфоцитов. Лимфоциты, находящиеся в тимусе, называют тимоцитами. В тимусе идут параллельно несколько процессов: пролиферация Т-лимфоцитов и их созревание (дифференцировка); отбор пригодных для данного организма клеток, которому сопутствует гибель значительной части непригодных клеток. Ранние клетки-предшественницы Т-лимфоцитов из костного мозга поступают в корковый слой тимуса. Постепенно они мигрируют из коркового слоя тимуса в мозговой, контактируя с тимическими эпителиальными клетками, макрофагами и дендритными клетками. На тимоциты влияют продуцируемые тимическими эпителиальными клетками гормоны, контролирующие их дифференцировку. В процессе продвижения в мозговой слой тимоциты созревают (дифференцируются), поэтапно приобретая характерные для зрелых Т-лимфоцитов поверхностные рецепторы и антигены. От стромальных клеток тимуса и продуцируемых ими молекул каждый тимоцит получает сигналы: усиление пролиферации, изменение поверхностного фенотипа (сочетания молекул, присутствующих на поверхности клеток), перестройка («реаранжировки») генов, ответственных за широкое разнообразие специфических антигенраспознающих рецепторов. Основная функция зрелых Т-лимфоцитов — это распознавание чужеродных антигенных пептидов в комплексе с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости на поверхности антигенпредставляющих клеток. Для выполнения этой функции Т-лимфоциты располагают специфическими антигенраспознающими Т-клеточными рецепторами. Отбор тимоцитов идет в два этапа. На первом этапе, после того как на тимоците формируется Т-клеточный рецептор определенной специфичности, происходит отбор пригодных для дальнейшей дифференцировки тимоцитов, которые проявили способность распознавать собственные молекулы главного комплекса гистосовместимости, присутствующие на эпителиальных клетках коры тимуса данного организма. На втором этапе незрелые тимоциты в тимусе при распознавании специфичных для их Т-клеточных рецепторов аутоантигенных пептидов в комплексах с молекулами главного комплекса гистосовместимости получают сигнал генетически запрограммированной гибели — апоптоза. Таким образом, идет «выбраковка» непригодных, аутореактивных Т-лимфоцитов. В результате в кровоток и в лимфоидные органы поступают только те Т-лимфоциты, которые несут рецепторы, распознающие чужеродные пептиды в сочетании с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости. Таким образом, процесс селекции Т-лимфоцитов состоит из следующих стадий: 1) CD4-CD8-клетки пролиферируют во внешнем регионе коркового слоя, становятся CD4+ CD8+ и перестраивают гены Т-клеточного рецептора; 2) под влиянием стромальных клеток тимуса Т-лимфоциты, чьи Т-клеточные рецепторы распознали одну из имеющих «своих» молекул ГКГС выживают, а все остальные гибнут; 3) клетки, распознавшие молекулу ГКГС класса I, теряют CD4 и сохраняют CD8, а клетки, распознавшие молекулу ГКГС класса II, сохраняют CD4 и теряют CD8 и, таким образом, становятся одинарными позитивными; 4) под влиянием макрофагов и дендритных клеток, представляющих «свои» антигены в виде коротких пептидов, элиминируются потенциально аутореактивные Т-клетки; 5) оставшиеся от исходной популяции клетки (около 2%) покидают тимус и образуют кооперацию периферических Т-лимфоцитов. Гормоны тимуса сопровождают функциональное созревание Т-лимфоцитов, повышают секрецию ими цитокинов (табл. 1). Созревшие Т- и В-лимфоциты покидают участки, где проходила их дифференцировка, и перемещаются к периферическим лимфоидным органам. Таблица 1. Основные гормоны тимуса и их свойства (Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П., 2000).
Так, в качестве одного из центральных органов иммунной системы тимус выполняет следующие функции: контролирует пролиферацию, дифференцировку, отбор и окончательное созревание Т-лимфоцитов; продуцирует тимические гормоны, влияющие на функции Т-лимфоцитов. Периферические лимфоидные органы – селезенка, лимфоузлы, лимфоидные структуры глоточного кольца, неинкапсулированная лимфоидная ткань. Периферические лимфоидные органы и ткани – территория миграции из костного мозга и тимуса наивных лимфоцитов и заселения ими соответственно Т- и В-зависимых зон. Здесь происходят взаимодействие наивных лимфоцитов с антигенпрезентирующими клетками, пролиферация и антигензависимая дифференцировка (иммуногенез) лимфоцитов. Зрелые неиммунные лимфоциты, получив антигенный и цитокиновый стимул, превращаются в зрелые иммунные лимфоциты, распознающие антиген. Антиген проникает в лимфоидную ткань с поверхности слизистых оболочек через их особые эпителиальные М-клетки. Расположенные под эпителием макрофаги и незрелые дендритные клетки поглощают, перерабатывают антиген и передают его специфическую часть Т- и В-лимфоцитам, реализующими, соответственно, клеточный и гуморальный иммунный ответ. Селезенка выполняет функции фильтра крови, удаляющего из крови попадающие туда чужеродные частицы и молекулы, а также состарившиеся эритроциты. Снаружи селезенка покрыта соединительнотканной капсулой, от которой отходят трабекулы — каркас органа. Основу селезенки составляет пульпа. Пульпа селезенки — пространство между капсулой и трабекулами, содержащее лимфоидную ретикулярную ткань, сосуды и форменные элементы крови. В белой пульпе находятся скопления лимфоидных клеток (периартериальные лимфатические муфты, влагалища), расположенные вокруг артериол и герминативные центры. Артериолу тесно окружает Т-зависимая зона муфты. Ближе к краю муфты расположены В-клеточные фолликулы и герминативные центры. Красная пульпа содержит капиллярные петли, эритроциты и макрофаги. В качестве одного из периферических органов иммунной системы селезенка является местом созревания естественных киллеров, распознавания антигена, антигензависимой пролиферации и дифференцировки Т- и В-лимфоцитов, активации Т- и В-лимфоцитов, продукции цитокинов, продукции и секреции специфических антител -иммуноглобулинов. В селезенке имеются Т- и В-зоны, заселенные преимущественно Т- или В-лимфоцитами. Лимфатические узлы функционируют в качестве своеобразных фильтров лимфы, задерживая микроорганизмы, попавшие в нее. Лимфоузлы фильтруют лимфу, извлекая из нее посторонние вещества и антигены. В них происходят антигензависимая пролиферация и дифференцировка Т- и В-лимфоцитов. Лимфоузел покрыт соединительнотканной капсулой, от которой отходят трабекулы. Он состоит из корковой (кортикальной) зоны, паракортикальной зоны, мозговых тяжей и мозгового синуса. В корковой зоне находятся лимфоидные фолликулы, содержащие фолликулярные дендритные клетки и В-лимфоциты. Первичный фолликул - мелкий фолликул, содержащий неимунные В-лимфоциты. После взаимодействия с антигеном, фолликулярной дендритной клеткой и Т-хелпером активированный В-лимфоцит образует клон пролиферирующих В-лимфоцитов. В результате (через неделю после попадания антигена) формируется герминативный центр (центр размножения, зародышевый центр), содержащий пролиферирующие В-лимфоциты. Таким образом, после завершения процесса иммуногенеза первичный фолликул становится вторичным. В паракортикальной зоне находятся Т-лимфоциты и посткапиллярные венулы с высоким эпителием, обозначаемые как HEV (high endothelial venules). Через их стенки циркулирующие и рециркулирующие лимфоциты мигрируют в лимфоузел. Паракортикальная зона содержит интердигитирующие клетки, которые мигрировали сюда по приносящим лимфатическим сосудам из покровных тканей (из кожи - клетки Лангерганса) вместе с уже процессированным антигеном. В паракортикальной зоне интердигитирующие клетки активируют антигеном Т-хелперы, которые в свою очередь активируют В-лимфоциты и цитотоксические Т-лимфоциты. Мозговые (медуллярные) тяжи находятся под паракортикальной зоной и содержат макрофаги и активированные В-лимфоциты, дифференцирующиеся в плазматические антителообразующие клетки. Мозговой синус накапливает лимфу с антителами и лимфоцитами, которая отводится эфферентным лимфатическим сосудом. Подкапсульный синус (маргинальная зона) содержит макрофаги и лимфоциты, среди которых преобладают В-лимфоциты, реагирующие на тимуснезависимые антигены. Таким образом, в качестве периферических органов иммунной системы лимфатические узлы являются местом распознавания антигена, антигензависимой пролиферации и дифференцировки Т- и В-лимфоцитов, активации Т- и В-лимфоцитов, продукции цитокинов, продукции и секреции специфических антител - иммуноглобулинов. Строго определенное взаимное расположение Т- и В-лимфоцитов, макрофагов, дендритных клеток в лимфоузлах обеспечивает последовательное развитие стадий иммунного ответа: представления антигена, его распознавания Т-клеточными рецепторами, активации процессов пролиферации и дифференцировки (созревания) лимфоцитов. В результате в лимфоузлах формируются зрелые Т-лимфоциты, которые принимают участие в защитных реакциях. Там же формируются клоны долгоживущих Т- и В-лимфоцитов, обеспечивающих поддержание иммунологической памяти о встрече с конкретным антигеном. Ассоциированная со слизистыми лимфоидная ткань располагается непосредственно под мукозным эпителием слизистых оболочек в тесной связи с эпителиальными клетками. К ней относят лимфоциты пейеровых бляшек кишечника, лимфоидных фолликулов аппендикса, миндалин глотки, лимфоидных фолликулов подслизистого слоя верхних дыхательных путей и бронхов, мочеполового тракта. Различают неинкапсулированную лимфоидную ткань, ассоциированную с ЖКТ – GALT (gut-associated lymphoid tissues), с кожей – SALT (skin-associated lymphoid tissue), со слизистыми оболочками – MALT (mucosal-associated lymphoid tissue), бронхами – BALT (bronchial-associated lymphoid tissue). Особой субпопуляцией являются внутриэпителиальные лимфоциты слизистой оболочки кишки – IEL (intra-epitelial lymphocytes). В лимфоидных тканях, ассоциированных со слизистыми оболочками, проходят все стадии специфического иммунного ответа в тех случаях, когда антиген проникает в организм через слизистые оболочки. В мукозноассоциированпых лимфоидных тканях активированные В-лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие специфические антитела, относящиеся к классу иммуноглобулинов A (IgA). Иммуноглобулины А, пройдя через эпителиальные клетки, где они присоединяют секреторный компонент, выходят на поверхность слизистых оболочек в форме секреторного иммуноглобулина A (sIgA), который обеспечивает местную антибактериальную и антивирусную защиту. В качестве одного из периферических органов иммунной системы мукозноассоциированная лимфоидная ткань является местом распознавания антигена, антигензависимой пролиферации и дифференцировки Т- и В-лимфоцитов, активации Т- и В-лимфоцитов, продукции цитокинов, продукции и секреции специфических антител — иммуноглобулинов. Выделяют врожденный и адаптивный иммунитет. Врожденный иммунитет (естественный, наследственный, неспецифический иммунитет) воздействует на антигены неспецифически, направляя неспецифические факторы защиты организма на повреждение, нейтрализацию и выведение разнообразных антигенов. Он является первичной защитной реакцией организма на антиген, в отличие от вторичной — специфической реакции, т. е. адаптивного иммунитета, защищающего от строго определенного антигена (определенных антигенов) (рис. 2).  МЕХАНИЗМЫ ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА МЕХАНИЗМЫ АДАПТИВНОГО ИММУНИТЕТА Рис. 2. Врожденные и адаптивные иммунные механизмы. Основа врожденного иммунитета — это действие неспецифических механизмов, в большинстве своём реагирующих на повреждение тканей воспалительными реакциями (левая часть рис. 2). Некоторые клетки (макрофаги — МФ) и гуморальные факторы (комплемент, лизоцим) обладают ограниченной способностью узнавать и уничтожать бактерии. Многие клетки секретируют интерферон, который действует против вирусов, но не оказывает воздействия на другие микроорганизмы. Адаптивный иммунитет основан на свойствах Т- и В-лимфоцитов избирательно отвечать на тысячи чужеродных веществ (антигенов) с образованием специфической памяти и реагирования, индивидуального для каждого конкретного антигена (адаптирование к окружающей среде). Против некоторых антигенов адаптивные механизмы способны действовать автономно. В большинстве случаев происходит взаимодействие с элементами врожденного иммунитета: антител — с комплементом и фагоцитарными клетками, Т-лимфоцитов — с макрофагами. Адаптивный иммунный ответ, активирующий факторы врожденного иммунитета, часто проявляется острым или хроническим воспалением, которое может развиться до состояния гиперчувствительности. Факторы врожденного иммунитета присутствуют в организме еще до встречи с каким-либо болезнетворным микроорганизмом или чужеродной молекулой. К ним относятся фагоцитирующие клетки крови и тканей и большие гранулярные лимфоциты, получившие название «натуральные (естественные) киллеры». Врожденными факторами защиты организма являются также молекулы, продуцируемые и секретируемые этими клетками, лимфоцитами, стромальными и другими клетками. К таким молекулам относятся цитокины и белки системы комплемента. Большинство цитокинов начинают продуцироваться и секретироваться клетками только в ответ на сигнал активации (например, на контакт с микроорганизмом) в отличие от белков системы комплемента, которые продуцируются постоянно и циркулируют в крови. Барьерные факторы защиты (механические и физиологические), а также клеточные и гуморальные факторы врожденного иммунитета представлены в таблице 2. Таблица 2. |
Похожие:
 |
И. Ф. Маркелова программа летнего лагеря «солнечная страна» Полное наименование организации, ведомственная принадлежность, форма собственности |
|
Исследование топографии поверхности твердых тел методом атомно-силовой... Исследование топографии поверхностных твердых тел методом атомно-силовой микроскопии в неконтактном режиме. Описание лабораторной... |