Иммунная система. Органы и функции иммунной системы. Виды антигенов.

Иммунная система - система организма, обеспечивающая его защиту от всего генетически чужеродного.

Для осуществления специфической функции надзора за постоянством внутренней среды организма, сохранения его биологической и видовой индивидуальности, защиты от появления генетически чужеродных молекул и клеток в организме человека существует иммунная система. Принцип действия иммунной системы основан на распознавании «свой — чужой».

Иммунная система — это специализированная, анатомически обособленная лимфоидная ткань. Она «разбросана» по всему организму в виде различных лимфоидных образований и отдельных клеток.

Суммарная масса этой ткани составляет 1—2 % массы тела.

Анатомически иммунная система подразделена на центральные и периферические органы.

К центральным органам относятся костный мозг и тимус (вилочковая железа).

Это органы воспроизведения клеток иммунной системы.

Здесь происходят «рождение», размножение (пролиферация), дифференцировка и «обучение» иммунокомпетентных клеток. Внутри тела человека эти органы имеют как бы центральное расположение.

Костный мозг локализуется в губчатом веществе костей (эпифизы трубчатых костей, грудина).

В костном мозге находятся полипотентные стволовые клетки (ППСК), которые являются родоначальницами всех форменных элементов крови и соответственно иммунокомпетентных клеток.

В строме костного мозга происходят дифференцировка и размножение популяции В-лимфоцитов, которые затем разносятся по всему организму кровотоком. Здесь же образуются предшественники лимфоцитов, которые впоследствии мигрируют в тимус, — это популяция Т-лимфоцитов. Фагоциты и их предшественники также образуются в костном мозге.

Вилочковая железа (тимус, или зобная железа) располагается в верхней части загрудинного пространства.

Этот орган появляется в период внутриутробного развития, к моменту рождения достигает массы 10—15 г.

Тимус окончательно созревает к 5-летнему возрасту, а максимального размера достигает к 10—12 годам жизни (масса 30—40 г). После периода полового созревания начинается инволюция органа — происходит замещение лимфоидной ткани жировой и соединительной.

Тимус имеет дольчатое строение. В его структуре различают мозговой и корковый слои. В строме тимуса находится большое количество эпителиальных клеток — тимоцитов («клетки-няньки»), которые своими отростками образуют мелкоячеистую сеть, где располагаются лимфоциты.

Предшественники Т-лимфоцитов, которые образовались из стволовой клетки в костном мозге, поступают в корковый слой тимуса. Здесь под влиянием гормонов тимуса (тимозин, тимопоэтин и др.), иммуноцитокинов и других факторов микроокружения предшественники активно размножаются и дифференцируются (превращаются) в зрелые Т-лимфоциты.

Кроме того, в этой зоне происходит «обучение» Т-лимфоцитов распознаванию чужеродных антигенных детерминант. При этом клетки, которые воспринимают биополимеры собственного организма как чужеродные, нейтрализуются и уничтожаются.

Зрелые формы Т-лимфоцитов мигрируют с кровотоком из тимуса в другие органы и ткани. Созревание и «обучение» Т-лимфоцитов в тимусе имеют важное значение для формирования иммунитета. Отмечено, что отсутствие или недоразвитие тимуса ведет к резкому снижению эффективности иммунной защиты макроорганизма. Такое явление наблюдается при врожденном дефекте развития тимуса — аплазии или гипоплазии органа), его хирургическом удалении или радиационном поражении.

К периферическим органам иммунной системы относятся:

• лимфатические узлы,

• скопления лимфоидной ткани [групповые лимфатические фолликулы (пейеровы бляшки), миндалины],

• селезенка, кровь, лимфа.

Основу лимфоидной ткани составляют эпителиальные и ретикулярные клетки.

Основными функциональными клетками являются лимфоциты. Их число в организме достигает 1012. Кроме лимфоцитов, к функциональным клеткам в составе лимфоидной ткани относят мононуклеарные и гранулярные лейкоциты и тучные клетки. Часть клеток сосредоточена в отдельных органах иммунной системы, другие клетки свободно перемещаются по всему организму.

Групповые лимфатические фолликулы (пейеровы бляшки) являются скоплением лимфоидной ткани в слизистой оболочке тонкой кишки.

Такие образования также находятся в червеобразном отростке слепой кишки — аппендиксе. Кроме того, на всем протяжении ЖКТ, начиная с пищевода и кончая анальным отверстием, располагаются единичные лимфатические фолликулы. Они обеспечивают местный иммунитет слизистой оболочки кишки и ее просвета, а также регулируют видовой и количественный состав микрофлоры кишки.

Скопление лимфоидных элементов в виде миндалин глоточного кольца обеспечивает местный иммунитет в носоглотке, ротовой полости и верхних дыхательных путях, защищает их слизистые оболочки от внедрения микробов и других генетически чужеродных агентов воздушно-капельным или воздушно-пылевым путем, а также регулирует видовой и количественный состав локальной нормальной микрофлоры.

Лимфатические узлы составляют часть системы, которая «вылавливает» антигены из тканевой жидкости и лимфы.

В лимфоузле различают В-клеточную корковую область (кортекс), Т-клеточную (паракортикальную) область и центральную «мозговую» область(содержат Т- и В-лимфоциты, плазматические клетки и макрофаги).

Паракортикальная зона содержит много переплетенных отростками клеток, которые мигрирую из кожи (клетки Лангерганса) или из слизистых оболочек (дендритные клетки) и транспортируют при этом в лимфоузлы процессированные антигены из наружных покровов тела и слизистых оболочек.

Селезенка — орган, через который фильтруется вся кровь. Он располагается в левой подвздошной области и имеет дольчатое строение.

В селезенке различают первичные лимфоидные фолликулы, которые окружают артерии по их ходу, и вторичные, располагающиеся на границах первичных фолликулов.

Периартериальные лимфоидные скопления заселены преимущественно Т-лимфоцитами, а вторичные — В-лимфоцитами и плазматическими клетками. В строме селезенки обнаруживают фагоциты и ретикулярные дендритные клетки. В селезенке, как в сите, задерживаются антигены, оказавшиеся в кровотоке, и «состарившиеся» эритроциты. Поэтому этот орган еще называют «кладбищем эритроцитов». Здесь происходят антигенная стимуляция иммунокомпетентных клеток, развитие специфической иммунной реакции на антиген и обезвреживание последнего.

Лимфа — жидкая ткань организма, которая содержится в лимфатических сосудах и узлах. Она включает в себя все соединения, поступающие из межтканевой жидкости. Основными и практически единственными клетками лимфы являются лимфоциты. В ее составе эти клетки осуществляют кругооборот в организме.

Кровь относится к периферическим органам иммунитета. В ней циркулируют предшественники и зрелые Т- и В-лимфоциты, полиморфно-ядерные лейкоциты, моноциты. Лимфоциты составляют 30 % общего количества лейкоцитов.

2. Клетки иммунной системы (имунокомпетентные клетки)

Специфическую функцию иммунной системы непосредственно выполняют иммунокомпетентные клетки. К ним относят лимфоциты и фагоциты. Это основные клетки иммунной системы.

Кроме них, к этому ряду относят также гранулоциты, моноциты крови и некоторые другие клетки.

Перечисленные клетки различаются не только морфологически, но и по своей функциональной направленности, маркерам (специфические молекулярные метки), по рецепторному аппарату и продуктам биосинтеза. Тем не менее большую часть иммунокомпетентных клеток объединяет близкое генетическое родство: они имеют общего предшественника — полипотентную стволовую клетку костного мозга

Виды антигенов

Антиген – это полимер органической природы, генетически чужеродный для макроорганизма, при попадании в последний вызывающий иммунные реакции, направленные на его устранение.

Происхождение:

• из любого чужого организма или клетки;

• из собственного организма (эпигенетическая или генетическая мутация) клеток;

• получены искусственно.

В любом случае молекулу АГ будет отличать генетическая чужеродность по отношению к макроорганизму, в который она попала.

Классификация антигенов

По происхождению:

• экзогенные (возникшие вне организма),

• эндогенные (возникшие внутри организма).

По природе:

• биополимеры белковой (протеины),

• биополимеры небелковой природы (полисахариды, липиды, ЛПС, нуклеиновые кислоты и др.).

По структуре:

• глобулярные (молекула имеет шаровидную форму),

• фибриллярные (молекула имеет форму нити).

По необходимости участия Т-лимфоцитов в индукции иммунного ответа:

• Т-зависимые,

• Т-независимые - имеют относительно простое строение – монотонно повторяющиеся последовательности с многочисленными однотипными эпитопами (полимерная форма флагеллина, ЛПС, сополимеры D-аминокислот и др. являются суперантигенами.

По иммуногенности: полноценные и неполноценные.

• полноценные АГ обладают выраженной иммуногенностью и антигенностью, они как правило, имеют молекулярную массу более 10000, большой размер молекулы (частицы) в виде глобулы и хорошо взаимодействуют с факторами иммунитета.

• неполноценные АГ (гаптены) не обладают иммуногенностью, но обладают антигенностью. Чаще всего гаптенами являются низкомолекулярные соединения (молекулярная масса меньше 10000).

Для придания гаптену свойств полноценного АГ необходимо соединить его с достаточно большой белковой молекулой («шлеппер» – тягач). Так получают АТ к гормонам, лекарственным препаратам и другим низкомолекулярным соединениям

По степени чужеродности:

• ксеногенные АГ (или гетерологичные) – общие для организмов, относящихся к разным родам и видам. Эти АГ получили названия «антигены Форсмана».

• аллогенные АГ (или групповые) – антигены, общие для генетически не родственных организмов, но относящихся к одному виду: АГ группы крови (система АВО и др.), раковоэмбриональные АГ (α-фетопротеин, трансферрин) и др. Аллогенные ткани при трансплантации иммунологически несовместимы – они отторгаются макроорганизмом. Микробы на основании групповых АГ могут быть подразделены на серогруппы.

• изогенные АГ (или индивидуальные) – антигены, общие только для генетически идентичных микроорганизмов, например для однояйцевых близнецов, животных инбредных линий. Изотрансплантанты не отторгаются при пересадке. Примеры: АГ гистосовместимости людей, типовые АГ бактерий. Внутри изоантигенов человека и животных различают органо- и тканеспецифические АГ.