Энциклопедия 

Структура и функции иммунной системы. Строение иммунной системы Строение иммунитета

Иммунная система представляет собой самый важнейший защитный механизм организма. Все ее компоненты оберегают вверенные территориальные границы человеческого тела. Иммунная система – это собирательное понятие, которое включает в себя множество образований, выполняющих иммунную роль. Все эти образования имеют в своем составе лимфоидную ткань – специализированную и в анатомическом смысле обособленную. На всю лимфоидную ткань организма приходится примерно 1-2 % от массы тела.

Функциональная организация

Эти тканевые составляющие не сосредоточены в одной точке, они разбросаны по организму. Но где бы они не располагались, их обязанность одинакова и заключается в функциях иммунитета по контролю за постоянством во внутренней среде организма. Структура и функции иммунной системы включают много компонентов, которые взаимосвязаны между собой и работают сообща на благо одной цели – защиты организма от непрошенных вредителей.

Основная функция иммунной системы – это предотвращение заражения и очистка организма от случившегося заражения. Это возможно благодаря наличию компонентов иммунитета - биологически активных веществ (БАВ), иммунных клеток и органов иммунитета. К БАВ относятся:

  • Иммунные медиаторы, такие как интерлейкин;
  • такие как интерферон, фибробластные, гранулоцитарные и колониестимулирующие; Гормоны, такие как пиелопептид и миелопептид.

Выделяют следующие клетки иммунитета:

  • Т- и В-лимфоцитарные; Цитотоксические, направленные на уничтожение; Единые предшественники всех иммунных клеток - стволовые.

Строение органов

Строение и функции иммунной системы тесно взаимосвязаны. Именно структурно обеспеченная слаженность в работе органов иммунитета позволяет ей выполнять свою работу своевременно и качественно. В зависимости от степени влияния на формирование иммунной системы, лимфоидные органы подразделяют на центральные и периферические. К центральным относят тимус и костный мозг. Остальные причисляют к периферическим.

Основной ролью центральных органов является образование, дифференцировка и отбор полноценных лимфатических клеток для периферической системы, в которой они будут дозревать и накапливаться, превращаясь в высокоспециализированное войско по захвату. С течением времени центральным органам придется испытать некие изменения в связи с инволюцией, то есть обратным развитием, нормальным для всех стареющих организмов.

Тогда работа лимфоидной ткани будет нарушена и лимфоцитарные клетки уже не будут соответствовать запросам организма. Своим количеством, качеством или многими факторами сразу. Это является причиной пониженного уровня иммунитета у пожилых. Если такой орган удалить в молодом возрасте, то строение иммунной системы нарушится и иммунный ответ будет снижен.

К лимфоидным относятся следующие образования:

  • Тимус, другое название которого вилочковая железа. Этот орган закладывается еще во время первого месяца внутри утробы матери и растет с ростом ребенка. К 15 годам она достигает своего пика и весит 30 г, после чего происходит ее обратное развитие. Участвует в выработке главной для иммунитета составляющей в виде веществ, таких как гормоны и БАВ. К ним можно отнести тимозин и тимопоэтин, тимический гормон, гипокальциемический и убивикин. При заболеваниях тимуса у пациентов наблюдается иммунологическая недостаточность, которая проявляется сниженным уровнем иммунитета;
  • Костный мозг начинает развиваться в тебе малыша еще на 12 неделе внутриутробного развития. Этот орган снабжает организм стволовыми клетками – едиными предшественниками всего, позже из которых развиваются Т- и В-лимфоциты и другие клетки иммунной системы, такие как моноциты и макрофаги;
  • Селезенка – это кладбище эритроцитов, красных кровяных телец. Она обеспечивает уничтожение старых клеток крови, а также участвует в дифференцировке лимфоцитов и образовании антител. Помимо прочего, селезенка вырабатывает тафтсин – биологически активное вещество, стимулирующее иммунные клетки к образованию и дифференцировке;
  • Различные группы лимфатических узлов – миндалины, подмышечные и паховые узлы. Лимфатические узлы – это биологические фильтры организма, которые осуществляют регионарную защиту против антигенов. Если иммунная система человека находится в нормальном состоянии, узлы недоступны при осмотре, они не ощущаются. При заболеваниях иммунитета узлы увеличиваются, что говорит о проблеме в иммунном звене;
  • Лимфоцитарные клетки, рассеянные по кровеносному руслу.

Структура на уровне клеток

Функциональная нагрузка системы иммунитета состоит в специфической защите от чужеродных микроорганизмов, то есть антигенов, посредством выслеживания, запоминания и обезвреживания, а также неспецифической, которая направлена на обеспечение целостности организма без возможности проникновения антигенов. Основной структурной и функциональной единицей иммунного ответа является лимфоцит – белая клетка крови.

Лимфоциты делятся на два больших класса - Т- и В, а те в свою очередь имеют также немало подвидов. Всего в человеческом организме насчитывается около 1012 лимфоцитарных клеток. Они часто гибнут и потому часто обновляются. В среднем срок жизни Т-лимфоцита составляет несколько месяцев, а В-лимфоцита несколько недель. Изначально Т и В-клетки имеют одного предшественника, одну общую клетку, образующуюся в костном мозге, и лишь достигнув зрелости, происходит разделение лимфоцитов по группам.

Появление многочисленных антигенов в организме служит сигналом к усиленному делению. В-лимфоцитарные клетки, дозревая, становятся плазматическими и начинают выделять антитела – иммуноглобулины, вещества, способные уничтожать антигены. Такая линия поведения относится к специфической. Помимо своей основной деятельности, Т - и В-лимфоциты выделяют неспецифические , которые объединены общим понятием гормоны и медиаторы иммунной системы - биологически активных веществ. К медиаторам лимфоцитов относят цитокины – вещества, которые регулируют иммунный ответ.

Т-лимфоциты образуют клеточный иммунитет. Это такой вид иммунного ответа, который при появлении антигена, начинает атаковать его своими клетками, а также вызывать подкрепление в виде других Т-клеток. Т-клеточным иммунитетом в основном защищаются от опухолевых образований и вирусных частиц. Выделяют 3 вида Т-клеток, роль каждой из которых важна для защитных механизмов:

  • Т-киллеры - это профессиональные убийцы антигенов. Посредством выделения специального белка они убивают микробные частицы;
  • Т-супрессоры подавляют активность всех видов лимфоцитов, чтобы предотвратить массовое уничтожение своих клеток, которые случайно попадают под обстрел. Другими словами, эти клетки выполняют роль иммунных стабилизаторов;
  • Т-хелперы – это помощники и союзники других лимфоцитов.

В-лимфоциты создают , который базируется на выделении в кровь антител – античастиц, нейтрализующих токсины микроорганизмов. Также они участвуют в помощи другим иммунным клеткам в их деятельности, стимулируют и регулируют работу. Антитела – это белковые вещества, носящие название иммуноглобулинов (Ig). Всего выделяют 5 видов Ig:

Основная задача гуморального иммунного ответа сводится к защите против бактерий и токсинов.

Развитие иммунной системы

Находясь, в материнской утробе, ребенок защищен всеми возможными средствами. От механических воздействий его защищает живот, от проникновения чужеродных веществ материнские антитела. Мама, являясь взрослым человеком, выделяет достаточное количество полноценных антител. Иммунная система ребенка еще недостаточно развита, чтобы также продуцировать свои защитные клетки. Поэтому сквозь плаценту мама делится со своим малышом иммунными клетками и защищает его от вредоносных микроорганизмов.

Попав в окружающий мир после рождения, ребенок сталкивается с целой ордой неизвестных и невиданных микробов, которые готовы захватить его неокрепший организм. Он практически беззащитен перед ними, и лишь мамы спасают его. Этот период новорожденности относят к первым критическим периодам в развитии иммунной системы. Поступающие новые дозы антител при грудном вскармливании иммунологический фон. При искусственном этого не происходит.

К возрасту 2-4 месяцев антитела мамы выводятся из организма и разрушаются. Своя система иммунного ответа еще недостаточно зрелая, ребенок оказывается в уязвимом положении. Этот этап относят ко второму критическому периоду развития иммунной системы. И хотя лимфоцитарные клетки в достаточном количестве присутствуют в организме малыша, и даже превышают количество у взрослых, их активность и незрелость не позволяет выполнять свои функциональные обязанности.

Ввиду сниженного количества иммунных клеток, детки часто болеют воспалительными заболеваниями и получают аллергию на пищу. К 7 годикам иммуноглобулины малышей соответствуют по количеству и качеству взрослых, но барьерные функции слизистых оболочек оставляют желать лучшего. Дети по-прежнему уязвимы. После подросткового возраста и гормональных сбоев иммунитет снова пошатывается. И лишь потом наступает стабилизация в системе иммунного ответа.

Оценка

Оценивать людей по способны лишь точные анализы. Опытный врач может предположить состояние иммунитета довольно достоверно, однако конкретные результаты предоставит лишь иммунограмма. Это тест, состоящий из исследования основных показателей иммунного ответа. Он базируется на определении количественного состава и функциональной активности иммунных клеток, их соотношения. Для проведения процедуры у пациента берут венозную кровь.

Нежелательно в период менструаций и острых инфекционных болезней при высокой температуре тела, а также после обильного употребления пищи. Результатом исследования будет являться подсчет уровня лейкоцитов, Т-и В-лимфоцитов, антител и их соотношения. Этих сведений вполне достаточно для определения состояния иммунной системы человека, в иммунную систему человека не стоит вмешиваться без повода и причин, бесконтрольно и необоснованно употреблять антибиотики, которые вызывают дисбаланс в ее работе.

Люди, чьи показатели оказались снижены, могут войти в число лиц со сниженным иммунитетом или находящихся в группе риска, в зависимости от уровня снижения. Причиной пониженного уровня иммунитета могут быть нарушения строения органов иммунной системы, их патологии. Причиной нарушений могут быть не только изменения в строении и функции . Список достаточно велик. Туда могут входить и воздействие неблагоприятных факторов среды, и генетическая природа проблемы.

Только квалифицированный специалист может найти причину понижения иммунного фона и назначить соответствующее лечение. Своевременное выявление и лечение помогут избежать срыва функции здоровья. Следить за состоянием иммунитета – прямой путь к здоровой и счастливой жизни!

>> анатомия и физиология

Иммунитет (от лат. immunitas – освобождать от чего-либо) – это физиологическая функция, которая обуславливает невосприимчивость организма к чужеродным антигенам. Иммунитет человека делает его невосприимчивым по отношению ко многим бактериям, вирусам, грибкам, глистам, простейшим, различным ядам животных. Кроме того, иммунитет обеспечивает защиту организма от раковых клеток.

Задачей иммунной системы является распознавать и разрушать все чужеродные структуры. При контакте с чужеродной структурой клетки иммунной системы запускают иммунный ответ , который приводит к выведению чужеродного антигена из организма.

Функция иммунитета обеспечивается работой иммунной системы организма, в состав которой входят различные типы органов и клеток. Ниже рассмотрим подробнее строение иммунной системы и основные принципы ее функционирования.

Анатомия иммунной системы
Анатомия иммунной системы чрезвычайно неоднородна. В целом, клетки и гуморальные факторы иммунной системы присутствуют почти во всех органах и тканях организма. Исключение составляют некоторые отделы глаз, яичек у мужчин, щитовидной железы , головного мозга – эти органы ограждены от иммунной системы тканевым барьером, который необходим для их нормального функционирования.

В общем, работа иммунной системы обеспечивается двумя видами факторов: клеточными и гуморальными (то есть жидкостными). Клетки иммунной системы (различные виды лейкоцитов) циркулируют в крови и переходят в ткани, осуществляя постоянный надзор за антигенным составов тканей. Кроме того, в крови циркулирует большое количество разнообразных антител (гуморальные, жидкостные факторы), которые также способны распознавать и уничтожать чужеродные структуры.

В архитектуре иммунной системы различаем центральные и периферические структуры. Центральными органами иммунной системы являются костный мозг и тимус (вилочковая железа). В костном мозге (красный костный мозг) происходит формирование клеток иммунной системы из так называемых стволовых клеток , которые дают начало всем клеткам крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты). Вилочковая железа (тимус) расположена в грудной клетке, сразу позади грудины. Тимус хорошо развит у детей, но с возрастом подвергается инволюции и практически отсутствует у взрослых. В тимусе происходит дифференциация лимфоцитов – специфических клеток иммунной системы. В процессе дифференциации лимфоциты «учатся» распознавать «свои» и «чужие» структуры.

Периферические органы иммунной системы представлены лимфатическими узлами, селезенкой и лимфоидной тканью (такая ткань находится, например, в небных миндалинах, на корне языка, на задней стенке носоглотки, в кишечнике).

Лимфатические узлы представляют собой скопление лимфоидной ткани (на самом деле скопление клеток иммунной системы) окруженные оболочкой. В лимфатический узел входят лимфатические сосуды, по которым течет лимфа. Внутри лимфатического узла лимфа фильтруется и очищается от всех чужеродных структур (вирусы , бактерии , раковые клетки). Сосуды выходящие из лимфатического узла сливаются в общий проток, который впадает в вену.

Селезенка представляет собой не что иное, как большой лимфатический узел. У взрослого человека масса селезенки может достигать нескольких сотен граммов, в зависимости от количества крови, накопленного в органе. Селезенка расположена в брюшной полости слева от желудка. В сутки через селезенку прокачивается большое количество крови, которая, подобно лимфе в лимфатических узлах, подвергается фильтрации и очищению. Также в селезенке запасается определенное количество крови, в котором организм на данный момент не нуждается. Во время физической нагрузки или стресса селезенка сокращается и выбрасывает кровь в кровеносные сосуды, для того чтобы удовлетворить потребность организма в кислороде.

Лимфоидная ткань рассеяна по всему организму в виде маленьких узелков. Основная функция лимфоидной ткани – обеспечение местного иммунитета, поэтому наиболее крупные скопления лимфоидной ткани расположены в области рта, глотки и кишечника (эти зоны организма в изобилии населены разнообразными бактериями).

Кроме того, в различных органах существуют, так называемые, мезенхимальные клетки , которые могут выполнять иммунную функцию. Много таких клеток в коже, печени, почках .

Клетки иммунной системы
Общее название клеток иммунной системы это лейкоциты . Однако семейство лейкоцитов очень неоднородно. Различаем два основных типа лейкоцитов: зернистые и незернистые.

Нейтрофилы – наиболее многочисленные представители лейкоцитов. Эти клетки содержат вытянутое ядро, разделенное на несколько сегментов, поэтому иногда их называют сегментоядерными лейкоцитами. Как и все клетки иммунной системы, нейтрофилы образуются в красном костном мозге и после созревания попадают в кровь. Время циркуляции нейтрофилов в крови не велико. В течение нескольких часов эти клетки проникают через стенки сосудов и переходят в ткани. Пробыв некоторое время в тканях, нейтрофилы могут вновь вернуться в кровь. Нейтрофилы чрезвычайно чувствительны к наличию в организме очага воспаления и способны направленно мигрировать в воспаленные ткани. Попадая в ткани, нейтрофилы меняют свою форму – из круглых превращаются в отростчатые. Основная функция нейтрофилов обезвреживание различных бактерий. Для передвижения в тканях нейтрофил снабжен своеобразными ножками, которые представляют собой выросты цитоплазмы клетки. Придвигаясь к бактерии нейтрофил, окружает ее своими отростками, а затем «заглатывает» и переваривает ее при помощи специальных ферментов. Отмершие нейтрофилы скапливаются в очагах воспаления (например, в ранах) в виде гноя. Количество нейтрофилов крови увеличивается во время различных воспалительных заболеваний бактериальной природы.

Базофилы принимают активное участие в развитии аллергических реакций немедленного типа. Попадая в ткани базофилы, превращаются в тучные клетки, содержащие большое количество гистамина – биологически активного вещества, которое стимулирует развитие аллергии. Благодаря базофилам яды насекомых или животных сразу блокируются в тканях и не распространяются по всему телу. Также базофилы регулируют сворачиваемость крови при помощи гепарина.

Лимфоциты . Существует несколько разновидностей лимфоцитов: B-лимфоциты (читается «Б-лимфоциты»), Т-лимфоциты (читается «Т-лимфоциты»), К-лимфоциты (читается «К-лимфоциты»), NK-лимфоциты (естественные киллеры) и моноциты.

В-лимфоциты распознают чужеродные структуры (антигены) вырабатывая при этом специфические антитела (белковые молекулы, направленные против чужеродных структур).

Т-лимфоциты выполняют функцию регуляции иммунитета. Т-помошники стимулируют выработку антител, а Т-супрессоры тормозят ее.

К-лимфоциты способны разрушать чужеродные структуры, помеченные антителами. Под влиянием этих клеток могут быть разрушены различные бактерии, раковые клетки или клетки инфицированные вирусами.

NK-лимфоциты осуществляют контроль над качеством клеток организма. При этом NK-лимфоциты способны разрушать клетки, которые по своим свойствам отличаются от нормальных клеток, например, раковые клетки.

Моноциты это самые большие клетки крови. Попадая в ткани, они превращаются в макрофагов. Макрофаги это большие клетки, активно разрушающие бактерии. Макрофаги в больших количествах накапливаются в очагах воспаления.

По сравнению с нейтрофилами (см. выше) некоторые виды лимфоцитов более активны в отношении вирусов, чем бактерий, и не разрушаются во время реакции с чужеродным антигеном, поэтому в очагах воспаления вызванного вирусами гной не формируется. Также лимфоциты накапливаются в очагах хронического воспаления.

Популяция лейкоцитов постоянно обновляется. Каждую секунду образуются миллионы новых иммунных клеток. Некоторые клетки иммунной системы живут всего несколько часов, а другие могут сохраняться на протяжении нескольких лет. В этом и заключается суть иммунитета: однажды повстречав антиген (вирус или бактерию), иммунная клетка «запоминает» его и при новой встрече реагирует быстрее, блокируя инфекцию сразу после ее попадания в организм.

Общая масса органов и клеток иммунной системы организма взрослого человека составляет около 1 килограмма . Взаимодействия между клетками иммунной системы чрезвычайно сложны. В целом, согласованная работа различных клеток иммунной системы, обеспечивает надежную защиту организма от различных инфекционных агентов и собственных мутировавших клеток.

Помимо функции защиты иммунные клетки контролируют рост и размножение клеток организма, а также восстановление тканей в очагах воспаления.

Кроме клеток иммунной системы в организме человека существует ряд факторов неспецифической защиты, которые составляют так называемый видовой иммунитет. Эти факторы защиты представлены системой комплимента, лизоцимом, трансферином, С-реактивным белком, интерферонами.

Лизоцим – это специфический фермент, который разрушает стенки бактерий. В больших количествах лизоцим содержится в слюне, чем объясняются ее антибактериальные свойства.

Трансферин – это белок, который конкурирует с бактериями за захват определенных веществ (например, железо), необходимых для их развития. В результате этого рост и размножение бактерий замедляется.

С-реактивный белок активируется подобно комплименту при попадании в кровь чужеродных структур. Присоединение этого белка к бактериям делает их уязвимыми для клеток иммунной системы.

Интерфероны – это сложномолекулярные вещества, которые выделяются клетками в ответ на проникновение в организм вирусов. Благодаря интерферонам клетки становятся невосприимчивыми по отношению к вирусу.

Библиография :

  • Хаитов Р.М. Иммуногенетика и иммунология, Ибн Сина, 1991
  • Лесков,В.П. Клиническая иммунология для врачей, М., 1997
  • Борисов Л.Б. Медицинская Микробиология, вирусология, иммунология, М. : Медицина, 1994

Сайт предоставляет справочную информацию исключительно для ознакомления. Диагностику и лечение заболеваний нужно проходить под наблюдением специалиста. У всех препаратов имеются противопоказания. Консультация специалиста обязательна!

Иммунная система – комплекс органов и клеток, задача которых идентифицировать возбудителей любых заболеваний. Конечная цель иммунитета состоит в том, чтобы уничтожить микроорганизм, атипичную клетку, или другой патоген, вызывающий негативное воздействие на здоровье человека.

Иммунная система — одна из важнейших систем организма человека


Иммунитет является регулятором двух основных процессов:

1) он должен убрать из организма все клетки, которые исчерпали свой ресурс в любом из органов;

2) выстроить барьер для проникновения в организм инфекции органической или неорганической природы происхождения.

Как только иммунитет распознает инфекцию, он как бы переходит на усиленный режим защиты организма. В такой ситуации иммунная система должна не только обеспечить целостность всех органов, но и при этом помочь им выполнять свои функции, как и в состоянии абсолютного здоровья. Чтобы понять, что такое иммунитет, следует выяснить, что собой представляет эта защитная система человеческого организма. Набор таких клеток как макрофаги, фагоциты, лимфоциты, а так же белок, называемый иммуноглобулином – вот составляющие иммунной системы.

В более сжатой формулировке понятие иммунитет можно охарактеризовать как:

Невосприимчивость организма к инфекциям;

Распознание патогенов (вирусы, грибы, бактерии) и ликвидация их при попадании в организм.

Органы иммунной системы

В состав иммунной системы входят:

  • Тимус (вилочковая железа)

Тимус находится в верхней части грудной клетки. Вилочковая железа отвечает за выработку Т-лимфоцитов.

  • Селезенка

Местоположение этого органа – левое подреберье. Через селезенку проходит вся кровь, где она отфильтровывается, убираются старые тромбоциты и эритроциты. Удалить человеку селезенку – значит лишить его собственного очистителя крови. После такой операции способность организма противостоять инфекциям снижается.

  • Костный мозг

Находится в полостях трубчатых костей, в позвонках и костях, формирующих таз. Костный мозг вырабатывает лимфоциты, эритроциты, макрофаги.

  • Лимфоузлы

Еще одна разновидность фильтра, через который проходит ток лимфы с ее очисткой. Лимфоузлы являются барьером для бактерий, вирусов, раковых клеток. Это первое препятствие, которое встречает на своем пути инфекция. Следующими в борьбу с патогеном вступают лимфоциты, выработанные вилочковой железой макрофаги и антитела.

Виды иммунитета

Любой человек имеет два иммунитета:

  1. Специфический иммунитет – это защитная способность организма, которая появилась после того, как человек перенес и благополучно излечился от инфекции (грипп, ветрянка, корь). Медицина имеет в своем арсенале борьбы с инфекциями методику, позволяющую обеспечить человека этим видом иммунитета, и при этом застраховать его от самого заболевания. Этот метод всем очень хорошо известен – вакцинация . Специфическая иммунная система как бы запоминает возбудитель недуга и при повторной атаке инфекции обеспечивает барьер, который патоген не может преодолеть. Отличительная особенность этого вида иммунитета в продолжительности его действия. У одних людей специфическая иммунная система работает до конца их жизни, у других такого иммунитета хватает на несколько лет или недель;
  2. Неспецифический (врожденный) иммунитет – защитная функция, которая начинает работать с момента рождения. Данная система проходит стадию формирования одновременно с внутриутробным развитием плода. Уже на этом этапе у будущего ребенка синтезируются клетки, которые способны распознать формы чужеродных организмов и выработать антитела.

В период беременности все клетки плода начинают развиваться определенным образом, в зависимости от того, какие органы будут сформированы из них. Клетки как бы дифференцируются. Одновременно они получают способность к распознанию микроорганизмов враждебных по природе происхождения для здоровья человека.

Основной характеристикой врожденного иммунитета является наличие рецепторов-индентификаторов у клеток, благодаря которым ребенок на внутриутробном периоде развития воспринимает клетки матери как дружественные. А это, в свою очередь, не приводит к отторжению плода.

Профилактика иммунитета

Условно весь комплекс профилактических мер, направленных на сохранение иммунной системы можно разделить на два основных компонента.

Сбалансированное питание

Стакан кефира, выпиваемый каждый день, обеспечит нормальную микрофлору кишечника и исключит вероятность возникновения дисбактериоза. Усилить эффект от приема кисломолочных продуктов помогут пробиотики.

Правильное питание — залог крепкого иммунитета

Витаминизация

Регулярное употребление продуктов с повышенным содержанием витаминов С, А, Е даст возможность обеспечить себя хорошим иммунитетом. Цитрусовые, настои и отвары шиповника, черная смородина, калина – природные источники этих витаминов.

Цитрусовые богаты витамином С, который как и многие другие витамины, играет огромную роль в поддержании иммунитета

Можно купить соответствующий витаминный комплекс в аптеке, но в таком случае лучше подобрать состав так, чтобы в него была включена определенная группа микроэлементов, таких как цинк, йод, селен, железо.

Переоценить роль иммунной системы невозможно, поэтому ее профилактику следует проводить регулярно. Абсолютно несложные меры помогут укрепить иммунитет и, следовательно, обеспечить себе здоровье на долгие годы.

С уважением,


Как наш организм защищается от инфекции. Иммунитет – естественная защита от инфекций, виды иммунитета. Иммунная система

Еще в древнем Египте и Греции за больными чумой ухаживали люди, прежде переболевшие этой болезнью: опыт показывал, что они уже не подвержены заражению.

Люди интуитивно пытались обезопасить себя от инфекционных болезней. Несколько веков назад в Турции, на Ближнем Востоке, в Китае для профилактики оспы втирали в кожу и слизистые оболочки носа гной из подсохших оспенных гнойников. Люди надеялись, что, переболев каким-то инфекционным заболеванием в легкой форме, они приобретут устойчивость к действию возбудителей в последующем.

Так зарождалась иммунология – наука, изучающая реакции организма на нарушение постоянства его внутренней среды.

Нормальное состояние внутренней среды организма является залогом правильного функционирования клеток, не общающихся напрямую с внешним миром. А такие клетки образуют большинство наших внутренних органов. Внутреннюю среду составляют межклеточная (тканевая) жидкость, кровь и лимфа, а их состав и свойства во многом контролирует иммунная система .

Трудно найти человека, который не слышал бы слово “иммунитет”. Что же это такое?

Виды иммунитета . Различают естественный и искусственный иммунитет (смотри рисунок 1.5.14).



Рисунок 1.5.14. Виды иммунитета

Человек уже с рождения невосприимчив ко многим болезням. Такой иммунитет называют врожденным . Например, люди не болеют чумой животных, потому что у них в крови уже содержатся готовые антитела. Врожденный иммунитет передается по наследству от родителей. Организм получает антитела от матери через плаценту или с материнским молоком. Поэтому часто у детей, находящихся на искусственном вскармливании, ослаблен иммунитет. Они больше подвержены инфекционным заболеваниям и чаще страдают от диабета. Врожденный иммунитет сохраняется всю жизнь, но он может быть преодолен, если дозы заражающего агента увеличатся или ослабеют защитные функции организма.

В некоторых случаях иммунитет возникает после перенесенных заболеваний. Это приобретенный иммунитет . Переболев один раз, люди приобретают невосприимчивость к возбудителю. Такой иммунитет может сохраняться десятки лет. Например, после кори остается пожизненный иммунитет. Но при других инфекциях, например при гриппе, ангине, иммунитет сохраняется относительно недолго, и человек может перенести эти заболевания несколько раз в течение жизни. Врожденный и приобретенный иммунитет называют естественным.

Инфекционный иммунитет всегда конкретен или, другими словами, специфичен. Он направлен только против определенного возбудителя и не распространяется на прочих.

Существует также искусственный иммунитет, который возникает в результате введения в организм готовых антител. Это происходит, когда заболевшему человеку вводят сыворотку крови переболевших людей или животных, а также при введении ослабленных микробов – вакцины . В этом случае организм активно участвует в выработке собственных антител, и такой иммунитет остается на длительное время. Об этом подробнее будет сказано в главе 3.10 .


Главной функцией иммунной системы является поддержание антигенного гомеостаза в организме. При этом иммунная система обеспечивает связывание и разрушение как инфекционных, так и неинфекционных антигенов, выполняя тем самым защитную функцию.

Защита (устойчивость, резистентность) организма против чужеродных инфекционных и неинфекционных, например опухолевых, антигенов определяется как иммунитет, который бывает врожденным (естественным) и приобретенным (адаптивным).

Механизмы врожденного иммунитета неспецифичны и направлены против любого возбудителя болезней. Эти механизмы включаются быстро, но имеют недостатки: иногда действуют неадекватно и лишены иммунологической памяти. Они делятся на клеточные, гуморальные и дополнительные.

Клеточные механизмы врожденного иммунитета осуществляются с помощью моноцитов и тучных клеток, нейтрофилов, эозинофилов и натуральных (естественных) киллеров (НК, natural killer, NK).

К гуморальным механизмам врожденного иммунитета относятся комплемент, белок пропердин, активирующий систему комплемента по альтернативному пути, антибактериальный белок - β-лизин, лактоферрин, отбирающий у микробов железо, а также антивирусные α- и β-интерфероны.

В группу дополнительных механизмов врожденного иммунитета входят внешние и внутренние барьеры (неповрежденная кожа и слизистые оболочки), хлоридная кислота желудочного сока, жирные кислоты сальных желез, молочная кислота вагинального секрета и потовых желез, лизоцим слезной жидкости и слюны, другие секреты, удаляющие микроорганизмы, кислород в тканях (против анаэробных микробов), температура тела.

Приобретенный иммунитет формируется после первого попадания возбудителя в организм и его фагоцитоза АПК. Этот иммунитет является специфическим к возбудителю, сохраняет иммунологическую память об антигене, а потому скорость и сила реакции иммунной системы на антиген значительно возрастают при повторном контакте с ним.

Механизмы приобретенного (адаптивного) иммунитета также подразделяют на клеточные и гуморальные.

Клеточные механизмы приобретенного иммунитета реализуются T-лимфоцитами при участии АПК (макрофагов, дендритных клеток соединительной ткани, звездчатых ретикулоэндотелиоцитов лимфоидных органов, клеток Лангерганса эпителия кожи, М-клеток лимфатических фолликулов пищеварительного канала, эпителиальных клеток тимуса и В-лимфоцитов).

Гуморальные механизмы приобретенного иммунитета представлены иммуноглобулинами, вырабатываемыми В-лимфоцитами, и цитокинами, которые синтезируются активированными Т-лимфоцитами и моноцитами-макрофагами.

В зависимости от того, где содержатся чужеродные антигены, иммунитет в функциональном аспекте также можно разделить (схема 10) на гуморальный (внеклеточный) и клеточный (противоклеточный).

Гуморальный иммунитет (не следует пугать с гуморальными механизмами иммунитета) обеспечивает резистентность к внеклеточным антигенам (гноеродные бактерии, гельминты), которые содержатся в плазме крови и тканевой жидкости вне клеток организма. Такой иммунитет обеспечивается согласованным действием комплемента, нейтрофилов, эозинофилов (неспецифические врожденные механизмы), а также В-лимфоцитов и иммуноглобулинов (специфические приобретенные механизмы). При гуморальном иммунитете во вторичном иммунном ответе в роли главных АПК и клеток памяти выступают В-лимфоциты. Они могут распознавать и захватывать антиген в очень низких концентрациях посредством мембранных рецепторов, представленных молекулами IgM или IgD.

Из вышеизложенного видно, что неспецифический врожденный и специфический приобретенный типы иммунитета очень тесно взаимодействуют между собой, поддерживают и дополняют друг друга.

Иммунная система состоит из центральных органов (костный мозг, вилочковая железа (тимус), фабрициева сумка птиц и ее аналог у человека) и периферических органов (селезенка, лимфатические узлы, лимфоидная ткань пищеварительной системы, миндалины). Кроме того, в систему входят подвижные иммуноциты - лимфоциты, которые переносятся кровью и лимфой.

Антигенами являются различные по структуре и происхождению вещества, обусловливающие иммунные реакции. Различают антигены полные и неполные (гаптен). В отличие от полных антигенов гаптены могут служить причиной иммунной реакции в комплексе с крупномолекулярным носителем-белком.

Генез и функция T- и В-лимфоцитов. К основным эффекторам иммунного ответа относятся два вида иммуноцитов: Т-лимфоциты (тимусзависимые) и B-лимфоциты (зависимые от фабрициевой сумки у птиц и ее аналога у человека). Т-лимфоциты осуществляют клеточные иммунные реакции. В-лимфоциты, вырабатывающие иммуноглобулины (антитела), обеспечивают гуморальные иммунные реакции.

Обе линии лимфоцитов развиваются из общей кроветворной частично дифференцированной мультипотентной стволовой клетки. Т-лимфоциты образуются из клетки-предшественника в тимусе, В-лимфоциты - у птиц в фабрициевой сумке, аналогом которой у человека, очевидно, является эмбриональная печень, а после рождения - костный мозг.

Виды Т-лимфоцитов. Субпопуляции лимфоцитов отличаются как рецепторами, специфическими к антигену, так и своими функциями. Кроме того, согласно международной классификации лимфоциты различают по наличию определенных трансмембранных гликопротеинов - маркерных антигенов клеток, которые также называются кластерами дифференциации (claster of differentiation, CD). Т-лимфоциты, доля которых в крови составляет 65-80 % от общего количества лимфоцитов, подразделяются на две большие группы.

1. T-лимфоциты-хелперы (Tx) имеют на своей поверхности CD4 и распознают чужеродные антигены только после их ограниченного протеолиза (процессинга) и экспрессии на своей поверхности макрофагами и другими АПК в комплексе с антигенами главного комплекса гистосовместимости (ГКГС; major histocompatibility complex, МНС) II класса. Основная роль Tx заключается в акгивации В-лимфоцитов, лимфоцитов-киллеров, натуральных киллеров и макрофагов.

2. Т-лимфоциты-киллеры (Тк; от англ. killer - убийца) несут на своей поверхности CD8 и распознают чужеродные антигены на клетке, содержащей ядро, в комплексе с антигенами ГКГС I класса. Основная их функция - запуск цитолитической реакции или апоптоза в опухолевых или инфицированных клетках.

Кроме того, существует небольшая популяция γδ-Т-лимфоцитов, которые в отличие от других Т-лимфоцитов в качестве рецептора вместо α- и β-субъединиц имеют γ- и δ-субъединицы. Они не взаимодействуют с антигенами ГКГС, а реагируют на липидные антигены и гликопротеины бактерий и вирусов, а также белки теплового шока и другие повреждающие антигены.

Т-хелперы в свою очередь подразделяют на Tx 0-го, 1-го, 2-го и 17-го типа (ТхО, Txl, Тх2, Тх17):

Лимфоциты TxO (“наивные”) - это предшественники других видов Т-хелперов. В частности под влиянием ИЛ-12, который продуцируется активированными АПК, TxO дифференцируются на Tx1, под влиянием ИЛ-4, вырабатываемых тучными клетками, - на Тх2, а в случае последовательного действия ТФР-р, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-21 и особенно ИЛ-23 - на Txl7;

Tx 1-го типа продуцируют ИЛ-2, γ-ИФ и ФНО-α, которые активируют макрофаги, Т-киллеры и НК, обеспечивая усиление клеточного иммунитета, в том числе защиту от внутриклеточной инфекции;

Tx 2-го типа продуцируют ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-10 и ИЛ-13, которые способствуют превращению В-лимфоцитов в плазматические клетки, повышают синтез иммуноглобулинов и тем самым усиливают гуморальный иммунитет;

Tx 17-го типа вырабатывают преимущественно ИЛ-17, объединяющий ряд цитокинов (ИЛ-17А, ИЛ-171, ИЛ-17С, ИЛ-170, ИЛ-17Е и ИЛ-17Р, ФНО-α, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-23 и др.) и хемокинов, основное назначение которых заключается в усилении гуморального иммунитета посредством активации нейтрофилов для борьбы с грамотрицательными бакгериями и некоторыми видами грибов. При инфицировании микобактериями туберкулеза Tx 17-го типа продуцируют хемокины CXCL9, CXCL10, CXCL11, которые стимулируют хемотаксис Tx 1-го типа в легочную ткань для борьбы с этими внутриклеточными бактериями, т. е. усиливают и клеточный иммунитет.

Супрессорная функция лимфоцитов. Раньше считалось, что существует отдельная популяция Т-лимфоцитов-супрессоров. В настоящее время доказано, что таких клеток не существует, а супрессорные функции выполняют и Т-хелперы, и Т-киллеры. Так, Tx 2-го типа продуцируют ИЛ-10, угнетающий активность Tx 1-го типа. В свою очередь Tx 1-го типа вырабатывают γ-ИФ, который тормозит активность Tx 2-го типа и тем самым угнетает превращение В-лимфоцитов в плазматические клетки и уменьшает продукцию IgE.

Выяснилось, что CD8 Т-киллеры представлены двумя видами, отличающимися наличием рецептора CD28 и соответственно функцией: CD8+ CD28+ Т-лимфоциты (экспрессируют одновременно CD8 и CD28) являются киллерами, а CD8+ С028"Т-лимфоциты (у которых CD28 отсутствует) в действительности являются супрессорами, вырабатывающими тормозящие цитокины ИЛ-10, ИЛ-6, которые угнетают активность АПК и Т-киллеров. Скопление CD8+ СD28-Т-лимфоцитов определяется в опухолях, что объясняет торможение их иммунного уничтожения. Также было установлено, что при увеличении количества этих супрессоров вирусная инфекция может приобретать хроническое течение.

Кроме того, выявлены Т-хелперы, одновременно экпрессирующие антигены CD4 и CD25. Они также имеют ген Foxp3, на котором синтезируется белок Foxp3 - репрессор транскрипции ДНК, под действием которого тормозится активация Т-лимфоцитов. Эти CD4+ CD25+Т-хелперы назвали Treg (регуляторными). Они не продуцируют стимулирующий ИЛ-2, но способны синтезировать тормозной для Tx 1-го типа ИЛ-10 и ТФР-β. Все это супрессирует не только Т-лимфоциты, но и АПК.

Натуральные киллеры - это большие гранулосодержащие лимфоциты, которые не имеют ни поверхностных иммуноглобулиновых рецепторов, ни специфического Т-клеточного рецептора. Тем не менее HK способны быстро распознавать и разрушать некоторые опухолевые и вирусинфицированные клетки с помощью лектиновых и других рецепторов, реагирующих на неспецифические изменения антигенов клеток.

Генез и виды В-лимфоцитов. В антигензависимый период В-лимфоциты крови и периферических органов иммунной системы стимулируются антигеном и оседают в В-зонах селезенки и лимфатических узлов (в фолликулах и центрах размножения), где подвергаются бласттрансформации: из малых лимфоцитов превращаются в большие размножающиеся, а затем - в плазматические клетки. В них происходит синтез иммуноглобулинов, поступающих в кровь. У человека известны пять классов иммуноглобулинов: IgM, IgG, IgE, IgA, IgD (см. схему 12).

Строение иммуноглобулинов. Иммуноглобулины классов G, D и E состоят из двух легких (L) и двух тяжелых (H) полипептидных цепей, связанных дисульфидными мостиками. Свободные NH2-концы аминокислотных остатков легкой и тяжелой цепей иммуноглобулинов совпадают. Именно здесь расположен активный центр антитела, с помощью которого оно реагирует с детерминантой антигена (эпитопом). IgA сходен с IgG, однако в случае секреции его слизистой оболочкой превращается в сдвоенную молекулу - димер. IgM является пентамером, в состав которого входят 5 пар легких и тяжелых цепей. Все иммуноглобулины имеют лишь два типа легких цепей - к и λ. Тяжелые цепи у каждого класса иммуноглобулинов собственные: μ, δ, ε, α, γ.

Функциональные особенности иммуноглобулинов. IgM характеризуются большим молекулярным размером, вследствие чего мало проникают в ткани и слизистую оболочку, действуют в основном в крови, максимально преципитируют и агглютинируют антиген, значительно активируют комплемент по классическому пути, оказывают цитотоксическое действие. Они первыми синтезируются у новорожденных, являются независимыми от Т-лимфоцитов и активируют хемотаксис фагоцитов. IgM принимают участие в цитотоксических и иммунокомплексных аллергических реакциях.

IgA - секреторные иммуноглобулины, которые преимущественно содержатся в слизи на слизистой оболочке и защищают ее от микробов. В крови их значительно меньше, но они способны активировать комплемент по альтернативному пути и обезвреживать микробы и токсины, циркулирующие в крови. Принимают участие в образовании комплексов с антигенами в патогенезе аллергических реакций III типа (иммунокомплексных).

IgE - иммуноглобулины малых размеров. В норме в крови они содержатся в очень малом количестве, легко проникают через сосудистую стенку и предназначены для клеток, имеющих специальные рецепторы для этих иммуноглобулинов. IgE не преципитируют антиген и не активируют комплемент; они опсонизируют гельминты и активируют эозинофилы, а вместе с IgA защищают слизистые оболочки. При усилении их синтеза в десятки и сотни раз развивается анафилактический тип аллергических реакций.

IgG - тимусзависимые иммуноглобулины, которые вырабатываются при повторном иммунном ответе с обязательным участием Т-лимфоцитов, имеют свойства всех типов иммуноглобулинов, но низшей степени: преципитируют антиген и активируют комплемент, как IgM; IgG4 проникают в ткани и сорбируются на мембранах клеток, как IgE; транспортируются в слизь и секреты, как IgA. Следовательно, IgG принимают участие во всех аллергических реакциях немедленного типа, в частности стимулирующих и тормозящих, но прежде всего - в цитотоксических реакциях.

Функции иммунной системы. Иммунная система при поступлении антигенных веществ в организм отвечает за: 1) распознавание (процессинг) антигена; 2) размножение T- и В-лимфоцитов клона, несущего рецепторы или антитела к этому антигену, которое завершается образованием субпопуляций лимфоцитов и гуморальных антител; 3) специфическое взаимодействие субпопуляций T- и В-лимфоцитов и гуморальных антител с антигеном; 4) образование комплексов антиген-антитело, активирующих лейкоциты крови, и продукция БАВ, которые ускоряют инактивацию антигена в организме; 5) формирование иммунологической памяти; 6) предотвращение выработки антител к структурам собственного организма и ее угнетение (т. е. индукция и поддержание иммунологической толерантности к своим антигенам).

Иммунологическая толерантность (или специфическая выносливость, аре активность) - отсутствие иммунологической реактивности к определенным антигенам.

Tолерантность к собственным антигенам называют физиологической, а к чужеродным - патологической. Согласно клонально-селекционной гипотезе Ф.Г. Берне-та, функционально незрелые иммуноциты на ранних этапах онтогенеза встречаются в организме плода со своими антигенами и блокируются ими. В дальнейшем было установлено, что избыток антигена действительно служит причиной блокады своего клона иммуноцитов. Приобретенная толерантность такого типа называется высокодозовой, а толерантность, обусловленная невысокими дозами антигена, вызывающими опережающую стимуляцию Т-лимфоцитов, которые оказывают супрессорное действие, - низкодозовой. Доза антигена, достаточная для стимуляции супрессорного ответа, меньше необходимой для стимуляции хелперного действия.

Формирование толерантности происходит на протяжении всей жизни на различных этапах развития лимфоцитов, что необходимо для предотвращения иммунного ответа на собственные антигены организма. Потеря такой толерантности приводит к возникновению аутоиммунных заболеваний.

Толерантность, индуцируемая при встрече незрелых лимфоцитов с антигеном в центральных лимфоидных органах, называется центральной. Индукция ареактивности в периферических лимфоидных органах при встрече зрелых лимфоцитов с собственными антигенами имеет название периферической.

У Т-хелперов толерантность формируется на белковые антигены, а у В-лимфоцитов может индуцироваться непосредственно на полисахариды и гликолипиды. Однако толерантность В-лимфоцитов к собственным антигенам чаще всего обусловлена отсутствием Т-хелперной поддержки.

Центральная толерантность формируется преимущественно к собственным антигенам при контакте с лимфоцитами, имеющими рецепторы для их распознавания. Активация таких лимфоцитов большим количеством антигена приводит к уничтожению путем апоптоза. Этот процесс называется негативной селекцией.

Периферическая толерантность может осуществляться или путем апоптоза (клональная делеция), или вследствие инактивации аутореактивных лимфоцитов без их уничтожения при уменьшении продукции активирующих цитокинов (клональная анергия), или посредством выделения супрессорных цитокинов ИЛ-10 и ТФР-β регуляторными Т-лимфоцитами (супрессия).

Иммунологическая толерантность принципиально отличается от иммунодепрессии своей специфичностью: при толерантности к определенному антигену антитела не продуцируются только к нему, а в отношении остальных антигенов выработка антител является полноценной; при иммунодепрессии тормозится синтез антител к большинству антигенов.

Нарушение функций иммунной системы может проявляться гипер-, дис- и гипофункцией, изменением толерантности к антигенам.

Гиперфункция иммунной системы возникает в случае перенапряжения этой системы антигеном, в частности при поступлении в организм стимуляторов иммунного ответа. Гиперфункцию могут вызывать наследственные изменения синтеза иммуноглобулинов, например, Ir-генами (иммунореактивными генами), которые обусловливают усиленный иммунный ответ на любой антиген. К гиперфункции может привести уменьшение регуляторного торможения внутри иммунной системы, т. е. снижение ее супрессорной функции, а также извне - недостаточность функции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы.

Особое место занимает гиперфункция при формировании опухолей из клеток иммунокомпетентной ткани. При этом наблюдается увеличение количества клеток и иммуноглобулинов одного типа, что отображает потерю опухолевыми им-муноцитами контроля над процессами синтеза и размножения.

При гиперфункции иммунной системы в организме создаются условия для развития аллергии.

Дисфункция иммунной системы может развиваться, например, при снижении функции Т-лимфоцитов, что обусловливает недостаточную устойчивость организма к инфекции, особенно вирусам и грибам. В таких случаях вследствие дефицита супрессорных влияний могут усиливаться реакция В-лимфоцитов и выработка антител, в частности IgE, что служит причиной аллергических реакций на инфекционные антигены (например, при бронхиальной астме). Введение больному средств, стимулирующих Т-лимфоциты (например, левамизола), может приостановить развитие инфекционного заболевания и одновременно приступы бронхиальной астмы. Дисфункция иммунной системы часто сочетается с ее гипофункцией.

Гипофункция иммунной системы является очень распространенным нарушением. Болезни, сопровождающиеся гипофункцией иммунной системы, подразделяют на иммунодефицитные (врожденные, первичные) и иммунодепрессивные (приобретенные, вторичные).