Функциональное назначение центральных органов иммунной системы. Иммунная система человека и ее органы. Как работают органы иммунитета

Иммунная система- совокупность органов, тканей и клеток, обеспечивающих клеточно- генетическое постоянство организма. Принципы антигенной чистоты основываются на распознавании “своего- чужого” и в значительной степени обусловлены системой генов и гликопротеидов - главным комплексом гистосовместимости (MHC), у человека часто называемой системой HLA . На лейкоцитах человека четко экспрессированы белки МНС, с помощью исследования лейкоцитов типируют антигены МНС.

Органы иммунной системы.

Центральные органы иммунной системы представляют собой вилочковую железу (иными словами тимус) и красный костный мозг. ККМ один из главных органов центральной ИС, который находится в губчатом веществе костей. Общий вес костного мозга у взрослого человека составляет 2,5-3 кг, что достигает примерно 4,5% от общей массы тела. Хотелось бы отметить, что основной функцией костного мозга является производство клеток крови и лимфоцитов. Он же является своеобразным хранилищем стволовых клеток. В зависимости от ситуации, стволовые клетки трансформируются в иммунные (В-лимфоциты) . При необходимости, определенная часть B-лимфоцитов превращается в плазматические клетки, которые способны вырабатывать антитела. Тимус – эндокринная железа, взявшая на себя главнейшую роль в формировании иммунитета. Она ответственна за образование Т-клеток, в лимфоидных тканях организма. Т-клетки уничтожают проникших в организм врагов, контролируют выработку антител. Тимус (вилочковая или зобная железа) есть у животных, только располагается он в разных местах, и форма его может выть разная. У человека тимус состоит из двух частей, которые находится за грудиной.

Перефирические органы имунной системы:

Миндалины – это, по сути, лимфатические клетки. Они первыми встречают микробы и вирусы, ведь расположены в носоглотке и полости рта. Эти клетки препятствуют проникновению микробов в организм, а также принимают участие в выработке рови. -Селезенка является самым крупным лимфоидным органом, вырабатывающим кровь. Кроме того, она может накапливать некоторое количество крови. В экстренных ситуациях селезенка способна послать свои запасы в общий кровоток. Это позволяет улучшить качество и скорость иммунных реакций организма. Селезенка очищает кровь от бактерий и перерабатывает всевозможные вредные вещества. В ней полностью разрушаются эндотоксины, а также остатки умерших клеток при ожогах, травмах или других повреждениях тканей. У людей, оставшихся по какой-либо причине без селезёнки, ухудшается иммунитет . -Лимфатические узлы представляют собой небольшие образования округлой формы. Лимфоузел – это один из барьеров на пути инфекций и раковых клеток. В нем образуются лимфоциты – специальные клетки, которые принимают активное участие в уничтожении вредных веществ. . Структура иммунной системы напрямую связана с правильным функционированием центральных и периферических органов. Центральные органы ИС отвечают за образование и созревание клетки, а периферические органы обеспечивают защиту, т.е. иммунный ответ. Если откажет какой-либо из этих органов, вся работа ИС нарушится и организм лишится защитного барьера.

Многие не знают, что такое иммунитет, представляя его, как нечто абстрактное. Все оттого, что он находится во многих местах. Это мощная, сбалансированная структура, чьей задачей является забота о генетическом постоянстве человека, а ее основа - центральные органы. При малейшей опасности все механизмы переходят от надзора к защите, которая включает в себя до семи ступеней.

Сходными признаками связаны между собой кроветворная и иммунная системы. Центральные и периферические рассмотрены в этой статье.

Работа нашей защиты

Допустим, в один прекрасный день вас поцарапала кошка. В этот момент был пройден первый барьер - кожа. Находящиеся неподалеку бактерии тут же проникают внутрь. Когда захватчики начинают вредить всему организму, в борьбу вступают сторожевые клетки, известные как макрофаги. Обычно они могут поглотить бактерии в одиночку, одновременно вызывая местное воспаление собственных тканей. Когда битва продолжается слишком долго, макрофаги отправляют белки с призывом о помощи другим сородичам.

Нейтрофилы сходят со своих маршрутов в сосудах и присоединяются к схватке. Они бросаются на противника так яростно, что попутно уничтожают клетки своего же тела, они настолько опасны, что запрограммированы на самоуничтожение через 5 дней.

Если этих мер недостаточно, то иммунная система, центральные и периферические органы иммунитета заставляют активизироваться умные дендриты, которые собирают у врагов образцы и, проведя анализ, принимают решение, кого звать на помощь. Они направляются к лимфоузлам с миллионами лимфоцитов. Дендрит ищет клетку со схожими с захватчиком параметрами. Когда подходящий кандидат найден, он активируется и начинает делиться, создавая множество копий. Некоторые становятся клетками памяти, остаются и делают вас практически неуязвимыми перед врагом, другие отправляются на место сражения, а третьи будят своих в-сородичей, запуская процесс по выработке антител.

Костный мозг

Иммунная система, центральные и периферические органы - это сложный и отлично отлаженный механизм, где каждая деталь занимается своим делом.

В теле существует несколько заповедников клеток, умеющих выполнять только одну функцию.

Те, кто делятся, воспроизводя новое потомство, называются стволовыми. Именно они представляют собой прародителей всех клеток, создавая разные виды, чтобы сохранять баланс. Зоной возникновения кровяных телец, то есть эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, является красный костный мозг - главный кроветворный орган, расположенный внутри костей скелета.

Самостоятельно размножаться эти частицы не могут, так как не имеют ядра и живут всего 4 месяца.

Строение центральных и периферических органов иммунной системы, несмотря на схожие функции, абсолютно различается по составу и свойствам.

С возрастом количество красного мозга уменьшается, преобразуясь в желтый, состоящий из жира, и, соответственно, восстановительные силы начинают меняться.

Одни из представителей клеток, рождающихся в мозге, называются лимфоцитами, так как они помимо крови обитают еще и в лимфатических системах. Бывают разных форм и функций, среди которых выделяют В- и Т-группы.

В-лимфоциты

Отвечают за клеточную память, то есть, столкнувшись с инфекциями, они запоминают их структуру и в следующий раз будут готовы с ней бороться.

В-лимфоциты создают антитела, и это их основная задача. После созревания в костном мозге они попадают в сосуды, где оседают на стенках, и каждая клетка выставляет свой набор генов в качестве мембранного рецептора. На этом этапе, если молодой лимфоцит взаимодействует хоть с каким-то веществом из проходящих мимо него жидкостей, он уничтожается. После селекции выжившие клетки отрываются и уходят путешествовать по всему телу.

Когда вирус вторгается в организм, иммуноглобулины заматывают его в клубок и обезвреживают. Так работают В-лимфоциты. Защита делится на гуморальную, которая вырабатывается этими частицами, и лейкоцитарную, где Т- и В-лимфоциты взаимодействуют между собой, образуя различные модели иммунной системы. Центральные и периферические органы при этом действуют слаженно и сообща. К сожалению, наша защита реагирует постепенно, и должно пройти время, прежде чем концентрация антител в крови больного достигнет высокого показателя. Если скорость развития бактерий превышает быстроту разгона защитной функции, человек умирает.

Тимус

Свое название вилочковая железа получила из-за формы в виде буквы V. С греческого «тимус» переводится как «тимьян» из-за того, что у многих животных он многодольчатый и напоминает этот цветок. Находится поверх трахеи. Его можно сравнить со школой. Сосуды и соединительные ткани — это обслуживающий персонал, создающий условия пребывания учеников, то есть клеток. Далее - эпителий, который обучает лимфоциты, и, наконец, сами частицы. Они делятся, получают образование и затем сдают выпускной экзамен, провал на котором — верная смерть. Примерно 95 % гибнет, поскольку реагирует на собственный антиген, и только 5 % начинает выселяться и распространяться по иммунной системе, центральным и периферическим органам всего тела.

При стрессе возникает временная атрофия тимуса, но через сутки он начинает постепенно восстанавливаться.

Полная приключений и опасностей жизнь лимфоцитов продолжается в тимусе вплоть до подросткового возраста, а потом происходит постепенное исчезание этого органа, которое в науке называется «инволюция». Этим объясняется и возрастное угасание защиты, так как «охранники» перестают вырабатываться, и бороться с вирусами становится некому.

Т-лимфоциты

Центральные и периферические органы иммунной системы животных и людей идентичны.

Т-система никак не связана с антителами, точнее, она использует маркеры, но сама не умеет их создавать.

Делится на два основных типа: Т-киллеров (CD-8) и Т-хелперов (CD-4).

CD-8 являются единственными лимфоцитами, способными бороться с вирусами. Активированные клетки двигаются через цитоплазму к ближайшей пораженной болезнью мишени. Они высвобождают цитокины, ферменты и молекулу порфорина, которая способна пробивать отверстия в мембране противника. Отключение этой системы защиты приводит к вирусу иммунодефицита, при котором становятся смертельными заболевания, легкие для нормального человека.

CD-4 помогают В-лимфоцитам в процессе выработки антител, если те не справляются с задачей, а также блокируют их деятельность. Некоторые аутоиммунные заболевания, как полагают, являются результатом сбоя в их работе.

Периферические органы

Визитной карточной вторичных органов является расположение на стыке двух сред. Здесь хранятся уже готовые клетки. Это лимфатические скопления, слизистая оболочка, и селезенка. Такое распределение дает выигрыш по времени, то есть быстрое распознавание и быстрая реакция, благодаря чему человек практически не ощущает проявлений заболевания. Самые мелкие участники защиты — это узелки. В некоторых местах они настолько малы, что заметны только под микроскопом и находятся по всему телу. Это сделано для того, чтобы не оставалось такого участка, где бы лимфоидная система не осуществляла свой контроль.

Если вас попросят назвать центральные и периферические органы иммунной системы, то можете смело перечислить все эти структуры и те, о которых мы говорили ранее.

Лимфоузлы

Представляют собой образования из ткани, где живут, воспроизводят себе подобных и бьются за нашу жизнь лимфоциты. Таким образом, эта структура является контрольным пунктом для иммунной системы. Центральные и периферические органы отвечают за безопасность всего организма.

Здесь чаще всего живут Т-клетки, которые запоминают болезнь и помогают с ней бороться. Они располагаются по всему телу, например, за ушами, в подмышечной впадине, возле ключицы, в паховой области и т. д. В норме узлы не прощупываются, а если их можно заметить, значит, началось какое-то воспаление. При попадании сюда микроба, он уничтожается, разбирается на части, а затем передается другим клеткам для распознавания и приобретения реакции на него.

Селезенка

В каждом из нас природой заложено два вида иммунитета: врожденный и приобретенный. Первую линию защиты представляют клетки-макрофаги или пожиратели. В конце XIX века их описал ученый Илья Мечников, получивший за свое открытие Нобелевскую премию. В селезенке макрофаги очищают кровь от некоторых вирусов, бактерий, токсинов и даже старых кровяных телец. За столь важную функцию она получила прозвище «кладбище эритроцитов».

Центральные и периферические органы иммунной системы и их функции кардинально отличаются друг от друга.

Селезенка активно участвует в иммунном ответе, распознавая чужаков и вырабатывая клетки для их обезвреживания. Кроме того, она является своеобразной крупнейшей тренировочной базой для В-лимфоцитов. Здесь они дозревают, а потом отправляются в кровь, где будут отвечать за сопротивляемость к бактериям различного рода. Если механизм нарушится, то человек окажется беззащитным против смертоносных болезней.

Третичные органы

У нас есть кожа и слизистые оболочки, где работает гуморальный (связанный с кровью) иммунитет, поскольку здесь находятся различные реакции иммуноглобулинов. Если на поверхность попадают какие-то микроорганизмы, то они через некоторое время погибают.

Когда мы вдыхаем или едим, на слизистые к нам оседает огромное количество бактерий и микробов. В третичных системах их ловят липкие фракции белков, закручивают в шарик, а дальше с пленниками расправляются лейкоциты и их братья.

Помимо инфекций и прививок, существует не так уж много способов, которые могут повысить функции центральных и периферических органов иммунной системы. Но поддерживать правильный баланс можно регулярным питанием, физической и психической активностью, избеганием стрессов и любых крайностей, вредящих вашему здоровью.

К центральным органам иммунной системы относятся костный мозг и вилочковая железа.

Костный мозг (medulla ossea) – орган кроветворения и центральный орган иммунной системы. Выделяют красный костный мозг (med u la ossea r ubra), который у плодов и новорожденных имеется во всех костях, а у взрослых располагается в ячейках губчатого вещества плоских и коротких костей, эпифизов длинных трубчатых костей, и желтый костный мозг (medulla ossea flava), заполняющий костномозговые полости диафизов длинных трубчатых костей. Общая масса костного мозга у взрослого человека – 2,5-3 кг (около половины этого – красный). Красный костный мозг состоит из стромы и миелоидной ткани. В нем содержатся стволовые клетки – предшественники всех клеток крови и лимфоцитов. Костный мозг располагается в виде шнуров цилиндрической формы вокруг артериол. Шнуры отделены друг от друга капиллярными синусоидами, в просвет которых проникают созревшие клетки крови и В-лимфоциты. Желтый костный мозг состоит, в основном, из жировой ткани. Кровеобразующие элементы в нем отсутствуют. Однако при больших кровопотерях на месте желтого, костного мозга вновь может появиться красный косгный мозг.

Вилочковая железа, тимус (thymus) – центральный орган иммуногенеза и железа внутренней секреции. Тимус располагается позади рукоятки и верхней части тела грудины в верхнем отделе средостения между правой и левой средостенными плеврами. Он состоит из двух вытянутых в длину неодинаковых по величине правой и левой долей, соединяющихся средними частями. Вершины обеих долей направлены вверх и выступают в область шеи в виде двузубой вилки. Строма железы состоит из капсулы и междольковых перегородок, разделяющих паренхиму на дольки, размерами от 1 до 10 мм. Долька тимуса состоит из более темного коркового вещества (по периферии дольки) и более светлого, мозгового (центр дольки). В корковом веществе клетки лежат плотнее, чем в мозговом, характерным для которого является наличие слоистых тимических телец (телец Гассаля). Созревание лимфоцитов идет от коркового вещества к мозговому. Тимус достигает максимальных размеров к периоду полового созревания, когда его масса достигает в среднем 37,5 г (10–15 лет). В 16-20 лет масса тимуса в среднем 25,5 г, а в 21-35 лет – 22,3 г, в 50-90 лет – 13,4 г. Лимфоидная ткань тимуса не исчезает полностью даже в старческим возрасте, сохраняясь в виде отдельных островков (долек), разделенных жировой тканью. В тимусе из стволовых клеток, поступивших из костного мозга с кровью, созревают и дифференцируются, пройдя ряд промежуточных стадий, Т-лимфоциты, ответственные за реакции клеточного и гуморального иммунитета. Затем Т-лимфоциты поступают в кровь, с ее током разносятся по организму и заселяют тимусзависимые зоны периферических органов иммуногенеза (селезенки, лимфатических узлов).

В последние годы выяснено, что в функциональном отношении Т-лимфоциты неоднородны, они «специализируются», пройдя «курс обучения» в «Академии» – тимусе.

Периферические органы иммунной системы

К периферическим органам иммунной системы относятся:

миндалины глотки (лимфоидное кольцо Вольдейера-Пирогова);

лимфоидные (пейеровы) бляшки тонкой кишки;

лимфоидные узелки червеобразного отростка;

одиночные лимфоидные узелки слизистых оболочек полых внутренних органов;

лимфатические узлы;

селезенка.

Селезенка

Селезенка, lien (splen), орган кровеносной и лимфатической системы, расположенный в области левого подреберья, между диафрагмой и желудком. Селезенка имеет форму кофейного боба с одной выпуклой, другой вогнутой поверхностью. Длина селезенки 12 см, ширина 7-8 см, толщина 3-4 см, масса 150-200 г. Однако размеры и масса селезенки индивидуальны и физиологически очень изменчивы. Цвет селезенки буровато-красный, консистенция мягкая, на разрезе она состоит из белого и красного вещества – мякоти селезенки.

Своей длинной осью она расположена почти параллельно нижним ребрам; сверху, сзади вниз и вперед. В селезенке различают поверхности: выпуклую наружную, обращенную к диафрагме – диафрагмальную поверхность ,facies diaphrag-matica, и несколько вогнутую внутреннюю, обращенную к желудку и другим органам –висцеральную поверхность ,facies visceralis . Обе поверхности селезенки отделены одна от другой верхним и нижним краями: тупой нижний край, margo inferior, обращен назад и вниз, острый верхний край, margo superior, кпереди и кверху; он несет на себе две или три вырезки. Оба края сходятся у концов селезенки. Различаютзадний конец ,e xtremitas posterior , обращенный кверху и назад к позвоночнику, ипередний конец ,extremitas anterior , обращенный вниз и вперед к левой реберной дуге. Широким размером селезенка проецируется на грудную клетку между IX и XI левым ребром по средней подмышечной линии: задний конец ее на 4-5 см не достигает позвоночного столба, передний конец проецируется на грудной клетке по передней подмышечной линии.

Диафрагмальная, выпуклая поверхность селезенки гладкая, висцеральная поверхность слегка вогнута; она несет на себе отпечатки нескольких прилегающих к ней органов. По середине внутренностной поверхности, занимая 2/3 длины, расположено несколько углублений, составляющих борозду ворот селезенки , h ilus lienis , – место вхождения в паренхиму нервов и сосудов. Ворота селезенки оставляют свободным небольшой участок у заднего конца и больший – у переднего и делят висцеральную поверхность селезенки – facies visceralis – на боковую и медиальную половины. Половина селезенки, расположенная латерально (кверху) от ворот, представляет собой участок прилегания желудка и называется желудочной поверхностью, facies gastrica; на желудке она соответствует задней поверхности его тела, примыкающей около дна к большой кривизне. Медиальная половина висцеральной поверхности селезенки соответствует месту прилегания левого надпочечника и левой почки – почечная поверхность, facies renalis. К переднему концу медиальной половины селезенки, у самых ее ворот, примыкает конец хвоста поджелудочной железы. Ниже, занимая участок у extremitas anterior, прилежит левый, селезеночный, изгиб ободочной кишки – ободочная поверхность, facies colica.

Селезенка одета со всех сторон висцеральной брюшиной; лишена брюшины только висцеральная поверхность на протяжении ворот, где входят селезеночные сосуды, a. et v. lienales, нервы. От ворот селезенки идут две брюшинные связки – желудочно-селезеночная и диафрагмально-селезеночная, lig. gastrolienale et lig. phrenicolienale, представляющие продолжение одна другой; они являются левой частью дорсальной брыжейки желудка, в которую как бы вставлена сбоку селезенка. В составе желудочно-селезеночной связки к воротам селезенки подходит хвост поджелудочной железы. Передний конец селезенки, направленный вниз и вперед, покоится на левой диафрагмально-ободочной связке, соединяющей левый изгиб ободочной кишки с париетальной брюшиной диафрагмы, lig. phrenicocolicum sinistrum, и ограничивает селезеночное углубление, recessus lienalis сальниковой сумки. Нередко в желудочно-селезеночной связке могут находиться небольшие добавочные селезенки, lien accessorius.

Строение селезенки. Селезенка покрыта серозной оболочкой , tunica serosa , и волокнистой соединительнотканной оболочкой, tunica fibrosa . От фиброзной оболочки вглубь органа проходят перегородки – перекладины селезенки , trabeculae lienis , которые могут соединяться друг с другом либо свободно заканчиваться. Паренхима органа – пульпа (мякоть) располагается между трабекулами. В ней выделяют красную пульпу (pulpa rubra ), занимающую 75% объема органа и белую пульпу (pulpa alba ), занимающую около 20% объема. Красная пульпа располагается между венозными синусами селезенки в виде селезеночных тяжей, состоящих из петель ретикулярной ткани, заполненных эритроцитами, лейкоцитами, лимфоцитами, макрофагами. В ней также имеются эллипсоидные макрофагально-лимфоидные муфты (эллипсоиды, эллипсоидные муфты), окружающие каппиляры и состоящие из плотно лежащих ретикулярных клеток и волокон, макрофагов, лимфоцитов. Белая пульпа – типичная лимфоидная ткань, из которой состоят лимфоидные узелки селезенки и периартериальные лимфоидные муфты. Лимфоидные узелки имеют округлую форму и располагаются обычно и местах ветвления артерий, как правило, эксцентрически по отношению к последним. Периартериальные лимфоидные муфты (влагалища) окружают пульпарные артерии или начальные отделы центральных артерий селезенки, дистально переходят в лимфоидные узелки.

Лимфатический узел

Лимфатические узлы располагаются на пути лимфатических сосудов. В теле человека насчитывается, в среднем, 500-700, а иногда до 1000 лимфатических узлов.

Функции лимфатических узлов:

1. Иммунопродуктивная – образуются лимфоциты, плазматические клетки, осуществляющие реакции клеточного и гуморального (выработка антител) иммунитета.

2. Механического фильтра – инородные частицы и опухолевые клетки задерживаются на перекладинах, выпячиваниях, содержащих ретикулярные волокна.

3. Биологического фильтра – инородные частицы, задержавшись, захватываются макрофагами и перевариваются (фагоцитоз), если не могут перевариваться – переносятся в паренхиму узла, где и накапливаются (пыль и др. инородные частицы) или размножаются (опухолевые клетки).

4. Депо лимфы – обширная сеть синусов позволяет сравнить лимфатический узел с губкой.

Строение . К лимфатическому узлу подходят приносящие лимфатические сосуды, которые несут лимфу как непосредственно от органов, так и от других лимфатических узлов. Из лимфатических узлов выходят выносящие лимфатические сосуды, направляющиеся к другим узлам или к стволам и протокам. Приносящие сосуды впадают в узел со стороны выпуклой его поверхности, выносящие выходят из ворот узла. Лимфатические узлы могут иметь несколько ворот.

Лимфатический узел (nodus ly m phaticus) состоит из паренхимы и стромы (рис. 62). К строме узла относятся соединительнотканная капсула и отходящие от нее в вещество узла трабекулы (перегородки).

Паренхима лимфатического узла состоит из лимфоидной ткани, в которой выделяют корковое и мозговое вещество . В корковом веществе имеются лимфоидные узелки, в которых различают светлые участки – центры размножения. Мозговое вещество представлено мякотными тяжами. Все вещество лимфатического узла пронизано синусами. Непосредственно под капсулой находится подкапсульный (краевой) синус, в который поступает лимфа из приносящих лимфатических сосудов.

Рис. 62. Строение и кровоснабжение лимфатического узла .

1 – артерия лимфатического узла; 2 – вена лимфатического узла; 3 – выносящий лимфатический сосуд; 4 – лимфатический фолликул; 5 – капсула; 6 – трабекула; 7,9 – приносящие лимфатические сосуды

С внутренней стороны к краевому синусу прилежит корковое вещество лимфатического узла, пронизанное корковыми (промежуточными) синусами, которые берут начало от краевого синуса. В мозговом веществе корковые синусы продолжаются в более широкие мозговые синусы, впадающие в области ворот в воротный синус (рис. 63).

Рис. 63. Схема внутриузлового лимфообращения.

1 – приносящие лимфатические сосуды; 2 – краевой синус; 3 – мозговой синус; 4 – промежуточный синус; 5 – отводящий лимфатический сосуд. Сплошными стрелками показан прямой (быстрый) путь, пунктирными – непрямой (медленный) путь тока лимфы

Из воротного синуса начинаются выносящие лимфатические сосуды. Краевой синус, продолжаясь по поверхности коркового вещества, также впадает в воротный синус.

Размеры и форма синусов зависят от места расположения лимфатических узлов в теле человека. В капсуле и трабекулах лимфатических узлов есть гладкомышечные клетки и их пучки, сокращение которых ведет к уменьшению объема узлов и способствует проталкиванию лимфы в выносящие лимфатические сосуды.

Иммунный ответ формируется лимфоидной системой, в соста­ве которой основную роль играют вилочковая железа (тимус), сумка Фабрициуса (у птиц, у млекопитающих ее аналог морфоло­гически не идентифицирован), групповые лимфатические фолли­кулы (пейеровы бляшки - вероятно, функциональные аналоги сумки Фабрициуса), костный мозг, а также периферические (вто­ричные) лимфоидные органы - лимфатические узлы, селезенка и система крови.

Выработка антител и накопление сенсибилизированных лимфоцитов осуществляются в периферических органах под контро­лем центральных.

Осуществляющие иммунные функции клетки часто в обобщен­ной форме именуют иммунокомпетентными, или иммуноцитами. Центральное звено этой системы - лимфоциты, а родоначальная клетка всех иммунных клеток - кроветворная полипотентная стволовая клетка - общий предшественник Т- и В-систем лимфоидных клеток.

Лимфатическая стволовая клетка (LSC) генерирует два типа клеток - РТС (предшественники Т-лимфоцитов) и РВС (предше­ственники В-лимфоцитов), из которых в дальнейшем развиваются Т- и В-популяции.

Генерация Т-лимфоцитов осуществляется в тимусе под влия­нием его эпителиальных клеток и гормональных медиаторов (тимозина, тимопоэтина и др.), которые могут стимулировать созре­вание Т-лимфоцитов и вне тимуса.

Тимоциты - родоначальники поставляемых в кровь и перифе­рические лимфоидные органы трех типов лимфоцитов: Т-помощников (хэлперов), Т-эффекторов и Т-супрессоров (подавителей иммунной реакции).

Под воздействием антигенов Т-эффекторы обеспечивают на­копление клона сенсибилизированных лимфоцитов - киллеров, осуществляющих иммунные реакции клеточного типа.

Предшественники В-лимфоцитов созревают в костномозговые В-лимфоциты с IgМ-рецепторами на своей поверхности. Они ге­нерируют и поставляют в периферические лимфоидные органы 3 типа В-лимфоцитов, способных обеспечивать накопление плазма­тических клеток - продуцентов IgМ, IgG, IgА.

Таким образом, 3 типа зрелых Т-лимфоцитов, 3 типа зрелых В-лимфоцитов и макрофаги - 7 основных элементов иммунной сис­темы, обеспечивающие необходимую полноту специфических им­мунных реакций (антигенреактивность).

Подготовленный макрофагом антиген распознается Т-хэлпе­ром (лимфоцитом-помощником), который активирует В-лимфоцит и включает его в антителогенез. Т-супрессоры тормозят это включение, останавливая развитие и размножение клона антите-лопродуцентов, обеспечивая толерантность, блокируя аутоиммун­ные реакции и выработку аутоантител. Таким образом, Т-хэлперами и Т-супрессорами регулируется динамика иммунной функции. В-лимфоциты ответственны за гуморальный иммунитет; стимулируясь антигенами, они пролиферируют и дифференцируются в плазматические клетки-продуценты антител, а также обладают супрессорными качествами.

Система макрофагов в иммунных реакциях выполняет важную роль и состоит из моноцитов крови и тканевых макрофагов, кото­рые имеются в крови, соединительной и нервной тканях, печени, костном мозге, легких, в брюшной, плевральной, суставных поло­стях и др.

Функция макрофагов не ограничивается захватом и деградаци­ей антигенов. Они «доставляют» подготовленный ими антиген Т-лимфоцитам, инициируя иммунный ответ. В дальнейшем на этапе взаимодействия Т- и В-лимфоцитов макрофаги выступают в роли передатчика от Т-лимфоцитов специфического сигнала к включе­нию в процесс В-лимфоцитов. Одной из важнейших функций макрофагов является удаление избытка антигенного материала, могущего заблокировать включение Т- и В-лимфоцитов в иммун­ный ответ. Они являются также активно секретирующими клетка­ми, вырабатывая, в частности, ряд компонентов системы компле­мента (факторы С2, СЗ, С4 и С5). Они также обладают супрессор­ными свойствами, выделяют дифференцированные факторы, спо­собствующие созреванию Т-лимфоцитов и дифференцировку гранулоцитов.

Лимфоцитарные рецепторы обеспечивают цитопатогенное действие лимфоцитов, иммуноцитоприлипание и розеткообразо-вание. Первое состоит в способности сенсибилизированных лим­фоцитов активно приклеиваться к антигенам in vitro, разрушая их. К клеткам иного генотипа они не приклеиваются и не разрушают их. Иммуноцитоприлипание и розеткообразование состоят и в том, что нормальные или сенсибилизированные лимфоциты спо­собны приклеивать к своей поверхности антигены. Если антиген представляет собой крупные образования (чужеродные эритро­циты), возникает эффект розеткообразования с высокой специ­фичностью - вокруг антигена антитела образуют картину ро­машки. Удаление из популяции лимфоцитов клеток, способных образовывать розетки с одним видом эритроцитов, лишает дан­ную популяцию лимфоцитов способности к розеткообразова-нию, а клетки, образующие розетки, остаются. Это позволило обнаружить на лимфоцитах рецепторы к комплексам антиген-антитело, комплементу и другим антигенным детерминантам, что нашло практическое применение в иммунодиагностике. Прибавление к смеси лимфоцитов с эритроцитами, нагруженной человеческим γ-глобулином, антиглобулиновой сыворотки вызы­вает соединение эритроцитов с теми лимфоцитами, которые на своей поверхности имеют иммуноглобулины. Таким образом вы­является наибольшее количество В-, а также Т-лимфоцитов, обладающих различными маркерами - индикаторами различных их субпопуляций.

Субпопуляции лимфоцитов представлены в виде следующих основных разновидностей:

Т-эффекторы (Т Е) - осуществляют клеточные формы иммуни­тета (реакции гиперчувствительности замедленного типа, оттор­жения трансплантантов, лизис клеток-мишеней т уйго, противо­опухолевый и противовирусный иммунитет);

Т-хэлперы (помощники, Т н) - включают В-лимфоциты в про­лиферацию и дифференцировку, обусловливающую накопление клона антителопродуцентов - плазматических клеток;

Т-амплифайеры (усилители, Т А) - стимуляторы Т-эффекторов, Т-супрессоров и других клеток;

Т-супрессоры (Т S) - тормозят включение В-лимфоцитов в пролиферацию и дифференцировку (выработку антител различ­ных классов), обеспечивают конкуренцию антигенов, тормозят гиперчувствительность замедленного типа, созревание цитотоксических Т-лимфоцитов, обеспечивают иммунологическую толе­рантность;

Т-дифференцирующие (Т д) - влияют на миграцию, пролифера­цию и дифференцировку стволовых кроветворных клеток, выяв­ляются в Т1- и Т 2 -субпопуляции;

В-супрессоры (В S) - незрелые В-лимфоциты. Тормозят синтез ДНК и пролиферацию предшественников антителопродуцентов и других клеток, антителообразование и функции Т-эффекторов, ответную реакцию на митогены (локализуются в основном в кост­ном мозге, тормозят там функции иммуногенеза);

нулевые клетки - лимфоциты с отсутствием или низким содер­жанием Т- и В-маркеров;

L- и К-лимфоциты - варианты нулевых лимфоцитов. Способ­ны выполнять антителозависимый, не требующий наличия комп­лемента лизис клеток-мишеней;

NK-клетки - также не имеют Т- и В-маркеров, имеют рецеп­торы к эритроцитам барана низкой авидности, в значительном числе имеются в крови бестимусных мышей.

Иммунологическое взаимодействие клеток. Состоит в специфи­ческом иммунологическом реагировании Т-лимфоцитов только в кооперации с другими клетками: Т-лимфоцит распознает «чужое» только в случае, если комплексировано со «своим», а основной клеткой, доставляющей антиген лимфоцитам, является макрофаг. В роли факторов первичного распознавания антигенов выступают продукты генов Н-2К, Н-2D или Ja (антигенов главного комплек­са гистосовместимости), участвующих в процессах кооперации, выступая в роли молекул взаимодействия, биохимическая сущ­ность которых остается еще проблематичной. Эти и другие про­цессы участвуют в формировании иммунологической памяти - способности реагировать по вторичному типу, т. е. ускоренно и усиленно при повторном введении антигена, которым животное уже было ранее иммунизировано.

Главный комплекс гистосовместимости (ГКГС, синоним МНС). Ранее уже упоминалось о роли главной генетической системы гис­тосовместимости (МНС) и значении контролируемых ею антиге­нов (Jа, Н-2К, Н-2D и др.) в иммунологическом распознавании и взаимодействии клеток в иммунном ответе.

Оказалось, что в МНС локализированы не только гены контро­ля главных трансплантационных антигенов, но и гены активности иммунного ответа, так называемые Jr (Jmmune response)-гены. Эта же система ответственна за синтез поверхностных структур имму-ноцитов, обеспечивающих их взаимодействие. Продукты генов Jа, Н-2К, Н-2D имеют критическое значение в первичном контакте иммуноцитов с антигенами, обеспечивая процесс двойного рас­познавания. Они же контролируют синтез некоторых компонен­тов комплемента. Таким образом, комплекс МНС является цент­ральным генетическим аппаратом функционирования иммунной системы.

Глава 18

ИММУННАЯ СИСТЕМА ОРГАНИЗМА

Функциональная анатомия органов иммунной системы

Общая характеристика органов иммунной системы

Иммунная система - это совокупность лимфоидных тканей и органов тела, обеспечивающая защиту организма от генетически чуже­родных клеток или веществ, поступающих извне или образующихся в ор­ганизме. Органы иммунной системы, содержащие лимфоидную ткань, вы­полняют функцию охраны постоянства внутренней среды (гомеостаза) в течение всей жизни индивидуума. Они вырабатывают иммунокомпетентные клетки в первую очередь лимфоциты, а также плаз­матические клетки, включают их в иммунный процесс, обеспечивают рас­познавание и уничтожение проникших в организм или образовавшихся в нем клеток и других посторонних веществ, «несущих на себе признаки генетически чужеродной информации». Генетический контроль осуществляют функционирующие совместно популяции Т- и В-лимфоцитов, которые при участии макрофагов обеспечивают иммунный ответ в организме.

Иммунная система - это такая же самостоятельная система, как и рассмотренные нами ранее пищеварительная, дыхательная, мочевая, сер­дечно-сосудистая, нервная и другие системы. Понятие и термин «Иммун­ная система» появились в 1970-ые годы. Иммунная система имеет 3 морфофункциональные особенности:

1) она генерализована по всему телу;

2) ее клетки постоянно циркулируют через кровоток;

3) она обладает уникальной способностью вырабатывать специфические антитела в отношении каждого антигена.

Главным действующим «лицом», центральной «фигурой» иммунной системы является лимфоцит .

Какие же органы относят ныне к иммунной системе?

К иммунной системе относят органы, имеющие лимфоидную ткань . В лимфоидной ткани выделяют 2 компонента:

1) строму - ретикулярную опорную соединительную ткань, со­стоящую из ретикулярных клеток и ретикулярных волокон;

2) клетки лимфоидного ряда : лимфоциты различной степени зре­лости, плазмоциты, макрофаги и др.

Таким образом, вместе ретикулярная ткань и клетки лимфоидного ряда и составляют иммунную систему. К органам иммунной системы при­надлежат: костный мозг, в котором лимфоидная ткань тесно связана с кро­ветворной, тимус (вилочковая железа), лимфатические узлы, селезенка, скопления лимфоидной ткани в стенках полых органов пищеварительной, дыхательной систем и мочевыводящих путей (миндалины, групповые лимфоидные бляшки, одиночные лимфоидные узелки). Эти органы неред­ко называют лимфоидными органами, или органами иммуногенеза.

Центральные и периферические органы иммунной системы и их функции

Функционально органы иммунной системы подразделяют на центральные и периферические.

К центральным органам иммунной системы относятся костный мозг и тимус. В костном мозге из полипотентных стволовых клеток обра­зуются В-лимфоциты (бурсозависимые) и предшественники Т-лимфоци­тов (наряду с другими клетками крови). В тимусе происходит дифференцировка Т-лимфоцитов (тимусзависимых), образующихся из поступивших в этот орган предшественников Т-лимфоцитов - претимоцитов. В даль­нейшем обе эти популяции лимфоцитов с током крови поступают в пери­ферические органы иммунной системы, которые непосредственно осуще­ствляют поиск чужеродного. Большинство из имеющихся в организме лимфоцитов являются рециркулирующими (многократно циркулирующи­ми) между различными средами обитания: органы иммунной системы, где эти клетки образуются, лимфатические сосуды, кровь, снова органы им­мунной системы и т.д. При этом считают, что в костный мозг и тимус лимфоциты повторно не попадают.

К периферическим органам иммунной системы относятся:

1) миндалины кольца Н.И. Пирогова;

2) многочисленные лимфоидные узелки в стенках полых органов дыхательной (гортани, трахеи, бронхов), пищеварительной (пищевода, желудка, тонкой и толстой кишки, аппендикса, желчного пузыря), мочевой (мочеточника, мочевого пузыря, мочеиспускательного канала) систем;

3) лимфоидные узелки большого сальника («иммунной фабрики брюшной полости»), матки;

4) соматические (париетальные), внутренностные (висцеральные) и смешанные лимфатические узлы, вставленные по току лимфы в количест­ве от 500 до 1000 (биологические фильтры);

5) селезенка - единственный орган, контролирующий генетическую

«чистоту» крови;

6) многочисленные лимфоциты, которые находятся в крови, лимфе, тканях и осуществляют поиск чужеродных веществ.

Костный мозг является одновременно органом кроветворения и цен­тральным органом иммунной системы. Общая масса костного мозга у взрослого человека равна примерно 2,5-3 кг (4,5-4,7% массы тела). Около половины его составляет красный костный мозг, остальное - желтый. Красный костный мозг располагается в ячейках губчатого вещества пло­ских и коротких костей, эпифизов длинных (трубчатых) костей. Он состо­ит из стромы (ретикулярной ткани), гемопоэтических (миелоидной ткани) и лимфоидных (лимфоидной ткани) элементов на разных стадиях разви­тия. В нем содержатся стволовые клетки - предшественники всех клеток крови и лимфоцитов. Количество лимфоцитов, работающих на нашу защиту, составляет шесть триллионов (6-1012 клеток). Из этого числа лимфоци­тов, масса которых в теле взрослого человека равна в среднем 1500 г, на долю крови (без кроветворных и иммунных органов) приходится лишь 0,2% (3 г), что составляет примерно двенадцать миллиардов (12-109) кле­ток (Е. Osgood, 1967). Остальные лимфоциты находятся в лимфоидной ткани органов иммунной системы (100 г), в красном костном мозге (100 г) и в других тканях, включая лимфу (1300 г). В 1 мм3 лимфы грудного про­тока находится от 2000 до 20000 лимфоцитов. В 1 мм3 периферической лимфы (до прохождения ее через лимфатические узлы) содержится в сред­нем 200 клеток.

У новорожденного общая масса лимфоцитов составляет примерно 150 г; 0,3% ее приходится на кровь. Затем количество лимфоцитов быстро нарастает, так что у ребенка от 6 месяцев до 6 лет их масса уже равна 650 г. К 15 годам она увеличивается до 1250 г. В течение всего этого времени на долю лимфоцитов крови приходится 0,2% всей массы этих клеток им­мунной системы.

Лимфоциты - это подвижные округлые клетки, размеры которых варьируют в пределах от 8 до 18 мкм (рис. № 302). Большинство циркулирующих лим­фоцитов - это малые лимфоциты диаметром около 8 мкм. Примерно 10% составляют средние лимфоциты диаметром 12 мкм. Большие лимфоциты (лимфобласты) диаметром около 18 мкм встречаются в центрах размноже­ния лимфатических узлов и селезенки. В норме они в крови и лимфе не циркулируют. Именно малый лимфоцит является основной иммунокомпетентной клеткой. Средний лимфоцит представляет собой, по-видимому, начальную стадию дифференцировки В-лимфоцита в плазматическую клетку.

Среди лимфоцитов различают 3 группы: Т-лимфоциты (тимусзависимые), В-лимфоциты (бурсозависимые) и нулевые.

1) Т-лимфоциты возникают в костном мозге из стволовых клеток, которые дифференцируются вначале в претимоциты. Последние с током крови переносятся в вилочковую железу (тимус), в которой они созревают и превращаются в Т-лимфоциты, а затем, минуя костный мозг, расселяются в лимфатических узлах, селезенке или циркулируют в крови, где на их долю приходится 50-70% всех лимфоцитов. Различают несколько форм (популя­ций) Т-лимфоцитов, каждая из которых выполняет определенную функцию. Одна из них - Т-хелперы (помощники) взаимодействуют с В-лимфоцитами, превращая их в плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Другая - Т-супрессоры (угнетатели) блокируют чрезмерные реакции и активность В-лимфоцитов. Третьи - Т-киллеры (убийцы) непосредственно осуществ­ляют реакции клеточного иммунитета. Они взаимодействуют с чужеродны­ми клетками и уничтожают их. Таким способом Т-киллеры разрушают опу­холевые клетки, клетки чужеродных трансплантатов, клетки-мутанты, что сохраняет генетический гомеостаз.

2) В-лимфоциты развиваются из стволовых клеток в самом кост­ном мозге, который в настоящее время рассматривается в качестве аналога фабрициевой сумки (бурсы) - клеточного скопления в стенке клоачного отдела кишки у птиц. Из костного мозга В-лимфоциты поступают в кровь, где на их долю приходится 20-30% циркулирующих лимфоцитов. Затем с кровью они заселяют бурсозависимые зоны периферических органов им­мунной системы (селезенку, лимфатические узлы, лимфоидные узелки стенок полых органов пищеварительной, дыхательной и других систем), где из них дифференцируются эффекторные клетки - В-лимфоциты памя­ти и антителообразующие клетки - плазмоциты, которые синтезируют иммуноглобулины пяти разных классов: IgA, IgG, IgM, IgE, IgD. Основная функция В-лимфоцитов - создание гуморального иммунитета путем выра­ботки антител, которые поступают в жидкости организма: слюну, слезы, кровь, лимфу, мочу и т.д. Антитела связываются с антигенами, что дает возможность фагоцитам поглощать их.

3) Нулевые лимфоциты не проходят дифференцировки в органах иммунной системы, но при необходимости способны превращаться в В- и Т-лимфоциты. На их долю приходится 10-20% лимфоцитов крови.

Морфологически Т- и В-лимфоциты являются клетками, неразличи­мыми в световом микроскопе. Однако в сканирующем электронном мик­роскопе на В-лимфоцитах выявляются микроворсинки (антигенраспознающие рецепторы), отсутствующие на Т-лимфоцитах. Количество этих антигенраспознающих рецепторов на В-лимфоцитах в 100-200 раз больше, чем на Т-лимфоцитах. Рецепторами на поверхности В-лимфоцитов явля­ются иммуноглобулиновые молекулы. Природа рецепторов на Т-лимфоцитах изучена пока недостаточно. Нулевые лимфоциты не имеют вообще поверхностных рецепторов. Возможно, это ранние этапы диффе­ренцировки Т- и В-лимфоцитов или дифференцированные, но физиологи­чески неполноценные Т- и В-клетки.

Т- и В-лимфоциты обладают способностью образовывать розетки (образования, в центре которых находится лимфоцит, а вокруг - не менее 3-5 эритроцитов), что может служить тестом для их дифференцировки. Суть розеткообразования состоит в присоединении к поверхности лимфо­цита гетерологичных эритроцитов. До 85% Т-лимфоцитов человека дает образование спонтанных розеток с эритроцитами барана, тогда как коли­чество розеткообразовательных клеток с эритроцитами среди В-лимфоцитов не превышает 2%. В свою очередь В-лимфоциты образуют розетки с эритроцитами барана, к поверхности которых были присоедине­ны комплексы «антиген-антитело» или «антиген-антитело-комплемент».

3. Основные закономерности строения и развития органов им­мунной