Органы иммунной системы

Иммунная система обеспечивает специфическую защиту организма от генетически чуждых молекул и клеток.

Клетки обладают уникальной способностью распознавать чужеродные антигены.

Иммунная система подчеркивает единство клеток общностью происхождения, функционального действия и механизмов регулировки

Центральные или первичные органы иммунной системы – красный костный мозг и тимус.

Красный костный мозг – место рождения всех клеток иммунной системы и созревание B-лимфоцитов. В нем из полипотентных стволовых клеток образуются эритроциты, гранулоциты, моноциты, дендритные клетки, B-лимфоциты, предшественники T-лимфоцитов и NK клетки.

Красный костный мозг у детей до 4х лет находится в полостях всех плоских и трубчатых костей.

А В 18 лет он остается только в плоских костях и эпифизах трубчатых костей.

С возрастом количество клеток красного костного мозга уменьшает и он замещается желтым костным мозгом.

Тимус – ответственен за развитие Т-лимфоцитов, которые поступают туда из красного костного мозга из пре Т-лимфоцитов.

В тимусе отбираются Т-лимфоциты с кластерами(рецепторы, которые определяют функциональные способности) дифференцировки CD4+ CD8+  и уничтожаются те из варианты, которые высоко чувствительны к антигенам собственных клеток, т.е. он предотвращает аутоиммунную реакцию.

Гормоны тимуса сопровождают функциональное созревание Т-лимфоцитов и повышают секрецию ими цитокинов.

Тимус окружен тонкой соединительно тканной капсулой, состоит из 2х ассиметричных долей, разделенных на дольки. Под капсулой находится базальная мембрана, на которой расположены эпителиоретикулоциты в один слой. Периферия долек – корковое вещество, центральная часть – мозговое, все дольки заселены лимфоцитами. С возрастам Тиму подвергается инволюции.

Т-лимфоциты дифференцируются до зрелых иммунных клеток в Тимусе, ответственны за клеточный лимфоциты, B-лимфоциты – Bursa Fabricius

Вторичные органы иммунной системы – периферические органы.

1 группа – структурированные органы иммунной системы – селезенка и лимфоузлы.

2 группа – неструктурированные.

Лимфоузлы – фильтруют лимфу, извлекают из нее антигены и посторонние вещества. В лимфоузлах происходит антигензависимая пролиферация и дифференцировка Т и B лимфоцитов. Зрелые не иммунные лимфоциты, образовавшиеся в костном мозге, с лимфо/ кровотоком, попадают в лимфоузлы, встречаются с антигеном в кровотоке, получают антигенные и цитокиновый стимул и превращаются в зрелые иммунные лимфоциты, способные распознавать и уничтожать антиген.

Лимфоузел покрыт соединительно тканной капсулой, от него отходят трабекулы, имеют корковую зону, паракортикальную зону, мозговые тяжи и мозговой синус.

В корковой зоне находятся лимфоидные фолликулы, которые содержат дендритные клетки и B – лимфоциты. Первичный фолликул – мелкий фолликул с не иммунными B лимфоцитами.

После взаимодействия с антигеном, дендритными клетками и т-лимфоцитами B –лимфоцит активируется и образует клон пролиферирующих B – лимфоцитов, в результате формируется герминативный центр, который содержит пролиферирующие B-лимфоциты и после  завершения иммуногенеза первичный фолликул становится вторичным.

В паракортикальной зоне находятся Т-лимфоциты и посткапилярные венулы с высоким эпителием, через их стенки лимфоциты мигрируют из крови в лимфоуззлы и обратно. Также содержит интердигитирующие клетки, которые мигрировали в лимфоузел по лимфатическим сосудам из покровных тканей из кожи и со слизистых вместе с уже процессированным(процессинг антигена) антигеном. Мозговые тяжи находятся под паракортикальнйо зоной и содержат макрофаги, активированные B лимофциты, которые дифференцируются в плазматические антителопродуцирующие клетки. Мозговой синус накапливает лимфу с антителами и лимфоцитами и она отводится в лимфатическое русло и она уводится по эфферентному лимфатическому сосуду.

Селезенка

Имеет соединительно тканную капсулу, от нее отходят трабекулы, составляя каркас органа. Имеет пульпу, которая составляет основу органа. Пульпа содержит лимфоидную ретикулярную ткань, сосуды и форменные элементы крови. В белой пульпе отмечается скопление лимфоидных клеток в виде переартериальных лимфоидных муфт. Они расположены вокруг артериол. В белой пульпе также находятся герменотивные зародышевые центры и B клеточные фолликулы.

Красная пульпа содержит капиллярные петли, эритроциты, макрофаги.

Функции селезенки – в белой пульпе происходит контакт кдеток иммунной системы с антигеном, проникшим в кровь, процессинг и презентация этого антигена. А также реализация различных типов иммунного ответа, преимущественно гуморальная.

В красной пульпе происходит депонирование тромбоцитов, до 1/3 всех тромбоцитов содержится в селезенке, эритроцитов и гранулоцитов, и это разрушение поврежденных эритроцитов и тромбоцитов.

Лимфоидная ткань, ассоциированная с кожей.

Это белые отросчатые интердигитирующие клетки Лангенгарса. Они фиксируют антиген, поступающий с кожи, подвергают его процессингу и мигрируют в регионарные лимфоузоы(«это пограничники, которые ловят диверсанта и ведут его в комендатуру»)

Лимфоидные клетки эпидермиса, преимущественно Т-лимфоциты и кератиноциты, как механический барьер.

Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками(площадь которой 400 м 2) 

Она представлена структурированными – солитарные фолликулы, аппендикс и миндалины, единичные лимфоидные клетки. Антиген проникает в лимфоидную ткань с поверзности слизистых через особые эпителиальные M-клетки. Расположенные под пителием макрофаги и дендритные клетки, подвергают процессингу антиген и предают его специфическую часть Т и B лимфоцитам.

Характерно, что каждая ткань имеет популяции лимофицтов, способных узнавать место своего проживания. У них на мембранах имеются хоуминговые «Home» рецепторы. СLA – кожный лимфоцитарный антиген.

Пейрорвы бляшки - Лимофидные образования, расположенные в собственной оболочке слизистой, имеют три основных составляющих – эпителиальный купол состоит из эпителия, лишенного кишенчных ворсинок и содержащего много М – клеток. Лимофидный фолликул с герменативным центром, который заполнен B-лимфоцитами.

Межфоликулярныая зона – N лимфоциыт и интердигитирующие клетки.

Основная функция специфического иммунного ответа – специфическое распознавание антигена.

Формы иммунного ответа.

1. Клеточный иммунитет – накопление антиген специфических активных Т-лимфоцитов, выполняющих эффекторные функции, либо непосредственно сами лимфоиты, либо через выделяемые ими клеточные медиаторы лимфокины.
2. Гуморальный иммунитет – основан на выработке специфических антител – иммуноглобулинов, выполняющих основные эффекторные функции.
3. Иммунологическая память – способность организма отвечать на повторную встречу с антигеном, более интенсивно, чем на первую. Эта способность приобретается в результате иммунизации тем же антигеном.
4. Иммунологическая толерантность – состояние специфической иммунологической а-реактивности организма к определенным антигенам. Она характеризуется –

А) отсутствием ответа на антиген

Б) отсутствием элиминации антигена при повторном его введении

В) Отсутствием антител на данный антиген. Антигены, вызывающие иммунологическую толерантность называются толерагенным

Формы иммунологической толерантности

Естественная – формируется на антигены во внутриутробном периоде

Искусственная – при введение в организм очень высоких или очень низких доз антигена.

Иммуноглобулины – содержащиеся в крови и тканевой жидкости. Молекула состоит из протеина и олигосахарида. По электрофоретическим свойствам в основном гамма глобулины, но встречаются альфа и бета.

Мономеры иммуноглобулина состоят из 2х  пар цепей – 2 коротких или L цепи и 2 длинные или тяжелые H цепи. Цепи имеют константный С и вариабельный – V участки.

Легкие цепи бывают 2х видов – лямбда или каппа, они одинаковы у всех иммуноглобулинов, содержат 200 аминокислотных остатка.

Тяжелые цепи подразделены на 5 изотипов - гамма, мю, альфа, дельта и ипсилон.

Имеют от 450 до 600 аминокислотных остатка. По типу тяжелой цепи различают 5 классов иммуноглобулинов – IgI, IgM, IgA, IgD, IgE.

Фермент папаин расщепляет молекулу иммуноглобулина на 2 одинаковых антиген связывающих Fab фрагмента и один Fc фрагмент.

Иммуноглобулины классов А,M,G – мажорные иммуноглобулины, D,E-минорные. G,D,E, а также сывороточные фракции А являются мономерами, т.е. имеют 1 пару тяжелых и 1 пару легких цепей и 2 антиген связывающих участка.

Иммуноглобулин М – является пентамером.

Секреторная фракция иммуноглобулина А является димером, связанных друг с другом j – цепью(join - соединять). Антиген связывающий участок называется активным центром антитела, образован гипервариабельными участками H и L цепей.

Эти участки - имеются специфические молекулы, комплиментарные к определенным антигенным эпитопам.

FC фрагмент способен связывать комплимент и участвует в переносе некоторых иммуноглобулинов через плаценту.

Иммуноглобулины имеют компактные структуры, скрепленных дисульфидной связью. Их называют домены. Имеются вариабельные домены и константные домены. Легкие L цепи имеют 1 вариабельный и один константный домен, а тяжелые H цепи имеют 1 вариабельный и 3 константных домена. В СH2 домене находится комплимент-связывающий участок. Между СH1 и CH2 доменами имеется шарнирный участок(«талия антитела»), он содержит много пролина, делает молекулу более гибкой и в результате F ab и F ac  могут вращаться в пространстве.

Характеристика классов иммуноглобулинов.

IgG(80%) – концентрация в крови 12 г на л. Мол. Масса 160 дальтон, образуется при первичном и вторичном введение антигенов. Является мономером. Имеется 2 эпитопсвязывающих участка. Обладает высокой активностью в связывании с бактериальными антигенами. Участвует в активации комплимента по классическому пути и в реакциях лизиса. Проникает через плаценту матери в организм плода. Fc фрагмент можетсвязываться с макрофагами, нейтрофилами и NK клетками. Период полураспад от 7 до 23 дней.

IgM – 13% всех иммуноглобулинов. Его концентрация в сыворотке 1 г на л. Является пентамером. Это первый иммуноглобулин, образующийся в организме плода. Образуется при первичном иммунном ответе. К этому классу принадлежат нормальные антитела, а также изогемагглютинин. Он не проходит через плаценту, у него самая высокая скорость связывания с антигенами. При взаимодействии с антигеном ин витро вызывает реакции агглютинации, претепетации, связывания комплимента. Его Fc фрагменты также участвуют Мономеры иммуноглобулиновы в виде мембранных имеются на поверхности B лимфоцитов.

IgA – 2 подкласса – сывороточный и секреторный. 2,5 г на л. Синтезируется плазматическими клетками селезенки  и лимфоузлов, не дают феномена агглютинации и претепетации, не лизируют антиген. Период полураспада – 5 дней. У секреторного подкласса имеется секреторный компонент, который связывает 2 или реже 3 мономера IgA. Секреторный компонент имеет j цепь(бета глобулин с мол. Массой 71 кило дальтон, синтезируется клетками эпителия слизистых оболочек и моет присоединяться к сывороточному иммуноглобулину, при его прохождении через клетки слизистой оболочки - трансцитоз). SIgA Участвует в местном иммунитете, димер, 4 эпиоп связывающих участка. Препятствует адгезии микробов на клетках слизистых и абсорбции вирусов. IgA контролирует комплимент по альтернативному пути.

40% - сывороточный , 60% - секреторный

IgD – 0,03 г на л. Мономер, 2 эпитопсвязывающих участка, не проходит через плаценту, не связывает комплимент. Находится на поверхности B лимфоцитов и активирует их активацию или супрессию.

IgЕ - 0,00025 г на л. Мономер, 2 эпитопсвяз. Уч. Синтезируется плазмацитами бронхиальных и перитонеальных лимфоузлов, а также в слизистой ЖКТ. Участвует в анафилактических реакциях. Fc фрагмент связывается с тучными клетками и базофилами и при повторном введении антигена(аллергена) запускает аллергическую реакцию и тучные клетки выбрасывают гистамин и тп. Также участвует в антипаразитарном иммунитете.

Свойства антител.

1. Специфичность – каждый антиген имеет свое антитело
2. Аффиность – сила связывания с антигеном
3. Авидность – скорость связывания с антигеном и количество связанного  антигена
4. Валентность – количество работающих активных центров или антидетерминантых групп. Существуют 2х валентные и 1 валентные антитела(1 активный центр заблокирован)

Антигенные свойство антител

Аллотипы – внутривидовые антигенные различия. У людей существет 20 типов.

Идиотипы -  антигенные различия антител. Характеризуют активные различия активных центров антител.

Изотипы – классы и подклассы иммуноглобулинов, определяются изотипы цедамидами констами тяжелых цепей.

Функции иммуноглобулинов.

Основная – связывание с антигеном. Это обеспечивает нейтрализацию токсинов и предотвращение проникновения возбудителей в клетку.

Эффекторная функция – связывание с клетками или тканями при участии специфических рецепторов, связывание с клетками  иммунной системы, фагоцитами, с компонентами комплимента и связывание с стафилакокковыми и стафилаккоывыми антигенами.

Виды антител

По свойствам выделяют – полные двухвалентные(агглютинин, лизины, претепицины), неполные одновалентные блокирующие

По размещению – циркулирующие и надклеточные

По отношению к температуре – тепловые, холодовые и 2хфазные

Динамика образования антитела

1. Лаг фаза – антитела в крови не образуются
2. Лог фаза – логарифмического нарастания концентрации антител
3. Плато фаза – стабильная высокая концентрация антител
4. Затухания, спада – прекращение действия антител.

При вторичном иммунном ответе

Лаг фаза ускоряется, титры антител выше, при первичном иммунном ответе образуется иммуноглобулин М, а затем G, при вторичном сразу образуется IgG, а IgА образуется еще поздней

Характеристика неполных антител – моновалентные, блокирующей, один активный центр. Образуются при инфекции, аллергии, резус конфликте, термостабильны, наиболее рано появляются и поздно исчезают, проходят через плаценту. Их выявление проводят методом Кумбса, ферментные методы.

Уровень антител в крови или др. жидкостей оценивается титром, т.е. максимальным разведением биологической жидкости, при котором наблюдается видимый феномен реакции при взаимодействии антигена с антителом. Используются аналитические методы и определяют концентрацию в гр на л.