Формы иммунитета

План

 

Введение

Глава I. Центральные органы иммунной системы.

Глава II. Клетки иммунной системы и их развитие.

Глава III. Формы иммунитета.

Глава IV. Механизмы иммунологической защиты организма.

Глава V. Гуморальный и клеточный иммунитет.

Глава VI. Иммунная регуляторная система.

Глава VII. Естественные барьеры против инфекций.

Глава VIII. Как организм защищается от бактерий.

Глава IX. Как организм защищается от вирусов.

Глава X. Воспаление как механизм неспецифического иммунитета.

Глава XI. Роль Т-лимфоцитов в иммунном ответе.

Глава XII. Фагоцитоз.

Глава XIII. Апоптоз.

Заключение

Список используемой литературы

 

Введение

 

Каждая система в  организме выполняет свои жизненно необходимые функции. Функции иммунной системы - распознавание и удаление из организма всего чужеродного - микробов, вирусов, грибков и даже собственных клеток и тканей, если они под действием факторов окружающей среды изменяются и становятся чужеродными. К ним относятся мутантные и опухолевые, поврежденные и состарившиеся клетки, которые появляются на протяжении всей жизни организма. Результаты исследований позволяют утверждать, что иммунологическая система - важное звено в сложном механизме адаптации животного организма, а его действие в первую очередь направленно на сохранение антигенного гомеостаза.

 

Глава I. Центральные органы иммунной системы

 

В анатомическом отношении  иммунная система кажется разобщенной. Ее органы и клетки рассеяны по всему телу, хотя на самом деле все они связаны в единую систему кровеносными и лимфатическими сосудами. Органы иммунной системы принято делить на центральные и периферические. К центральным органам относят костный мозг, тимус и сумку Фабрициуса (у птиц), к периферическим органам – лимфоузлы, селезенку, лимфоидные скопления (разных размеров), расположенные вдоль кишечника, легких и т.д.

Костный мозг содержит стволовые (или зародышевые) клетки – родоначальницы всех кроветворных клеток (эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов, макрофагов и лимфоцитов). Макрофаги и лимфоциты - основные клетки иммунной системы. Обобщенно и кратко их принято называть иммунноцитами. Первые стадии развития иммуноциты проходят в костном мозге. Макрофаги, они же фагоциты, - пожиратели инородных тел и самые древние клетки иммунной системы. Пройдя несколько стадий развития, они покидают костный мозг в виде моноцитов и определенное время циркулируют в крови. Из кровяного русла они проникают во все органы и ткани, где меняют свою круглую форму на отороченную. В таком виде они становятся более подвижными и способными прилипать к любым потенциальным «чужеродцам».

Лимфоциты сегодня считаются  главными фигурами в иммунологическом надзоре. Это система клеток с  различным функциональным предназначением. Уже в костном мозге предшественники  лимфоцитов разделяются на две крупные  группы. У млекопитающих одна из них завершает свое развитие в костном мозге, а у птиц в специализированном лимфоидном органе - бурсе (сумке). Отсюда эти лимфоциты получили название bursa-зависимые, или В-лимфоциты. Другая крупная группа предшественников из костного мозга переселяется в другой центральный орган лимфоидной системы - тимус. Эта ветвь лимфоцитов получила название тимус-зависимые, или Т-лимфоциты.

 

Глава II. Клетки иммунной системы и их развитие

 

В-лимфоциты, как и моноциты, проходят созревание в костном мозге, откуда зрелые клетки выходят в кровяное русло. В-лимфоциты также могут покидать кровяное русло, оседая в селезенке и лимфоузлах, и превращаться в плазматические клетки.

Важнейшее событие в  развитии В-лимфоцитов - перекомбинация и мутирование генов, имеющих  отношение к синтезу антител - белков из класса иммуноглобулинов, направленных против антигенов. В результате такой генной перекомбинации каждый В-лимфоцит становится носителем индивидуального гена, способного синтезировать отдельные антитела против одного антигена. И поскольку В-популяция состоит из множества отдельных клонов (потомства этих антителопродуцентов), то в совокупности они способны распознать и уничтожить весь набор возможных антигенов. После того как гены сформировались и молекулы антител появились на клеточной поверхности в виде рецепторов, В-лимфоциты покидают костный мозг. Короткое время они циркулируют в кровяном русле, а затем внедряются в периферические органы, как бы торопясь выполнить свое жизненное предназначение, поскольку срок жизни этих лимфоцитов невелик, всего 7-10 дней.

Т-лимфоциты в период развития в тимусе именуются тимоцитами. Тимус расположен в грудной полости  непосредственно за грудиной и состоит  из трех отделов. В них тимоциты проходят три стадии развития и «обучения» на иммунокомпетентность. В наружном слое (субкапсулярной зоне) пришельцы из костного мозга содержатся как предшественники, проходят здесь как бы адаптацию и еще лишены рецепторов для распознания антигенов. Во втором отделе (корковом слое) они под действием тимусных (ростовых и дифференцирующих) факторов приобретают необходимые Т-клеточной популяции рецепторы для антигенов. После перехода в третий отдел тимуса (мозговой слой) тимоциты дифференцируются по функциональному признаку и становятся зрелыми Т-клетками.

Приобретенные рецепторы, в зависимости от биохимической структуры белковых макромолекул, определяют их функциональный статус. Большая часть Т-лимфоцитов становится эффекторными клетками, которые называются Т-киллерами. Меньшая часть выполняет регуляторную функцию: Т-хелперы усиливают иммунологическую реактивность, а Т-супрессоры, напротив, ослабляют ее. В отличие от В-лимфоцитов, Т-лимфоциты (преимущественно Т-хелперы) с помощью своих рецепторов способны распознавать не просто чужое, а измененное «свое», т.е. чужеродный антиген должен быть представлен (обычно макрофагами) в комплексе с собственными белками организма. После завершения развития в тимусе часть зрелых Т-лимфоцитов остается в мозговом слое, а большая часть покидает его и расселяется в селезенку и лимфоузлы.

Долгое время оставалось непонятным, почему в тимусе гибнут более 90% поступающих из костного мозга ранних предшественников Т-клеток. Известный австралийский иммунолог Ф. Бернет предполагает, что в тимусе происходит гибель тех лимфоцитов, которые способны к аутоиммунной агрессии. Основная причина столь массовой гибели связана с отбором клеток, которые способны реагировать со своими собственными антигенами. Все лимфоциты, не прошедшие контроля на специфичность, погибают.

 

Глава III. Формы иммунитета

 

Защита организма осуществляется с помощью двух систем - неспецифического (врожденного, естественного) и специфического (приобретенного) иммунитета. Эти две системы могут рассматриваться и как две стадии единого процесса защиты организма. Неспецифический иммунитет выступает как первая линия защиты и как заключительная ее стадия. Система приобретенного иммунитета выполняет промежуточные функции специфического распознавания и запоминания болезнетворного агента (или чужеродного вещества) и подключения мощных средств врожденного иммунитета на заключительном этапе процесса.

Система врожденного иммунитета действует на основе воспаления и фагоцитоза. В этом случае распознаются и удаляются инородные тела без учета их индивидуальной специфики. Поэтому такой иммунитет называют неспецифическим. Фактором неспецифического иммунитета могут быть бактериолизин, лизоцим, фагоцитоз - пожирание и разрушение инородных тел макрофагами и лейкоцитами и т. д. Эта система реагирует только на корпускулярные агенты (микроорганизмы, занозы) и на токсические вещества, разрушающие клетки и ткани.

Специфический иммунитет - более совершенный механизм защиты организма от биологической агрессии. Он возник в эволюции позже и означает распознавание самых тонких различий между чужеродными агентами. Для удобства такие чужеродные молекулы назвали антигенами. Современное представление о структуре и функциях иммунной системы в первую очередь связано со специфическим иммунитетом.

Врожденный  иммунитет - образованная во внутриутробной жизни способность клеток синтезировать мембранные рецепторы к антигенам других организмов, других тканей и некоторым микроорганизмам, а также синтезировать соответствующие антитела и выводить их в жидкости тела.

У различных  видов животных, у которых эпителиохориальная плацента (лошади, крупный рогатый скот, свиньи, козы) антитела не проникают из материнского организма в плод плацентарным путем. У этих видов животных передача антител от матери новорожденному возможна колостральным путем (через молозиво). С молозивом новорожденные жвачные получают необходимый запас иммунных тел. (П.П.Емельяненко, 1987; Ю.Н.Федоров, 1988; И.М.Карпуть, 1993). Иммунологическое исследование молозива показало, что концентрация антител в молозиве превосходит таковую в сыворотке крови. Больше того, молозиво содержит антитела, отсутствующие в сыворотке (В.А.Фортушний, 1984). Всасывание  иммуноглобулинов происходит в кишечнике, и через лимфатические пути они попадают в кровь. Иммуноглобулины появляются в лимфе уже через 1-2 ч после поступления их в двенадцатиперстную кишку животного.

Естественный  иммунитет – невосприимчивость, обусловленная врождёнными биологическими особенностями, присущими данному виду животных. Это видовой признак, передающийся по наследству, подобно любому другому морфологическому или биологическому признаку вида. Он наблюдается как у одного и того же животного ко многим инфекционным агентам (например, у рогатого скота к чуме, у собак к птичьей чуме, к гриппу), так и у разных животных к одному и тому же инфекционному агенту (например, к гонококку иммунны все животные). Организм животных в процессе внутриутробного развития продуцирует клетки, осуществляющие фагоцитоз и молекулы с выраженным противомикробным действием — лизоцим, комплемент, иммуноглобулины и другие факторы естественной резистентности. С возрастом животных они динамически изменяются. Напряжённость естественного иммунитета очень высока. Однако известны и многочисленные  исключения, свидетельствующие об относительности естественного иммунитета. Результаты многочисленых исследований состояния естественной резистентности организма сельскохозяйственных животных свидетельствует о том, что защитные силы являются динамичным показателем, и определяется как генетическими особенностями организма, так и воздействием различных факторов окружающей среды. Неблагоприятное воздействие окружающей среды приводит к ослаблению устойчивости организма и, как правило, к возникновению и распространению различных заболеваний, в том числе и инфекционных. Так, цыплёнка удаётся заразить сибирской язвой, если искусственно понизить температуру его тела (в норме 41-42^оС) до температуры являющейся оптимальной для развития сибиреязвенного микроба (37^оС). Можно также заразить столбняком естественно иммунную к нему лягушку, если искусственно поднять температуру её тела. Естественный иммунитет в некоторых случаях может быть снижен действием ионизирующей радиации и созданием иммунологической толерантности.

Приобретенный иммунитет - образованная во внеутробной жизни способность клеток синтезировать мембранные рецепторы к экзогенным антигенам. Приобретенный иммунитет менее устойчив, чем врожденный.

Приобретённый иммунитет вырабатывается организмом в течение его индивидуальной жизни либо путём перенесения соответствующего заболевания (естественно приобретённый иммунитет), либо путём вакцинации (искусственно приобретенный иммунитет). Различают также активно и  пассивно приобретённый иммунитет. Активно приобретённый иммунитет вырабатывается, когда организм сам участвует в его создании и вырабатывает ряд защитных факторов. Например, при иммунизации лошади дифтерийным токсином её сыворотка приобретает способность нейтрализовать этот токсин благодаря образованию в организме лошади антитоксина.

Если сыворотку, содержащую уже образовавшийся антитоксин, ввести животному, предварительно не получившему токсина, таким путём можно воспроизвести пассивный иммунитет, обусловленный антитоксином, который не был активно выработан организмом.

Иммунитет может  быть направлен либо против микробов, либо против образуемых ими продуктов, в частности токсинов, поэтому различают антимикробный иммунитет и антитоксический иммунитет, при котором микроб может существовать в организме, но заболевания не наступает, так как иммунный организм нейтрализует токсины микроба.

Особой формой приобретённого иммунитета является так называемый инфекционный иммунитет. Эта форма иммунитета обусловлена наличием инфекции в организме и существует только до тех пор, пока организм инфицирован. Моргенрот (1920), наблюдавший у заражённых стрептококками мышей подобную форму, назвал её депрессионными иммунитетом. Мыши, заражённые небольшими дозами стрептококка, не умирали, но заболевали хронической инфекцией; однако они оказывались устойчивыми к дополнительному заражению смертельной дозой стрептококка, от которой умирали здоровые контрольные мыши.

Различная иммунологическая реактивность отдельных тканей и органов организма и несоответствие во многих случаях между наличием иммунитета и присутствием антител послужили основой для построения теории местного иммунитета А. М. Безредки (1925). Согласно этой теории, местный иммунитет возникает независимо от общего иммунитета и не связан с антителами. Чувствительными к инфекции являются только определённые ткани (например, к сибирской язве чувствительна только кожа) и поэтому их иммунизация приводит к общему иммунитету организма.

 

Глава IV. Механизмы иммунологической защиты организма

 

Организм очень точно  различает «свое» и «чужое», а в основе реакций, возникающих в нем в ответ на введение чужеродных агентов (вне зависимости от их природы), лежат одни и те же механизмы. Одним из важнейших достижений последних лет явилось открытие двух независимых эффекторных механизмов в специфическом иммунном ответе. Один из них связан с так называемыми В-лимфоцитами, осуществляющими гуморальный ответ (синтез иммуноглобулинов), другой - с системой Т-лимфоцитов, следствием деятельности которых является клеточный ответ (накопление сенсибилизированных лимфоцитов). Особенно важным является получение доказательств существования взаимодействия этих двух видов лимфоцитов в иммунном ответе.

Но, как показали исследования последних лет, деление  иммунитета на гумморальный и клеточный  весьма условно. Дейтсвительно, влияние  антигена на лимфоцит и ретикулярную клетку осуществляется с помощью микро- и макрофагов, перерабатывающих иммунологическую информацию. В то же время в реакции фагоцитоза, как правило, участвуют гуморальные факторы, а основу гуморального иммунитета составляют клетки, продуцирующие специфические иммуноглобулины. Механизмы, направленные на элиминацию чужеродного агента, чрезвычайно разнообразны. При этом можно выделить два понятия - “иммунологическая реактивность” и “неспецифические факторы защиты”. Под первым понимаются специфические реакции на антигены, обусловленные высокоспецифической способностью организма реагировать на чужеродные молекулы. Однако защищенность организма от инфекций зависит еще и от степени проницаемости для патогенных микроорганизмов кожных и слизистых покровов, и наличия в их секретах бактерицидных субстанций, кислотности желудочного содержимого, присутствия в биологических жидкостях организма таких ферментных систем, как лизоцим. Все эти механизмы относятся к неспецифическим факторам защиты, так как нет никакого специального реагирования и все они существуют вне зависимости от присутствия или отсутствия возбудителя. Некоторое особое положение занимают фагоциты и система комплемента. Это обусловлено тем, что, несмотря на неспецифичность фагоцитоза, макрофаги участвуют в переработке антигена и в кооперации Т- и В-лимфоцитов при иммунном ответе, то есть участвуют в специфических формах реагирования на чужеродные субстанции. Аналогично выработка комплемента не является специфической реакцией на антиген, но сама система комплемента участвует в специфических реакциях антиген-антитело.