Иммунная система человека в области профессиональных знаний персонального тренера играет важную роль, так как нередко в своей тренерской практике ему приходится сталкиваться с тем, что чрезмерные нагрузки повышают воздействие стресса на организм, а агрессивные условия внешней среды способствуют ослаблению иммунитета и возникновению болезней. Персональный тренер должен знать и уметь объяснить не только что такое иммунная система, но также и то, что зачастую является возбудителем болезни и какими средствами организм с ней борется.
Целью иммунной системы является полное избавление организма человека от чужеродных агентов, которыми зачастую выступают болезнетворные микроорганизмы, инородные возбудители, ядовитые вещества, а иногда и мутировавшие клетки самого организма. В иммунной системе существует большое количество вариантов идентификации и обезвреживания чужеродных тел. Этот процесс называется – иммунный ответ. Все его реакции можно разделить на врожденные и приобретенные. Характерным отличием между ними является то, что приобретенный иммунитет обладает высокой специфичностью по отношению к конкретным типам антигенов, что позволяет ему быстрее и эффективнее обезвреживать их при повторном столкновении. Антигены – это молекулы, которые воспринимаются как чужеродные агенты, влекущие за собой специфические ответные реакции организма. К примеру, если человек перенес ветрянку, корь или дифтерию, у него к этим заболеваниям часто развивается пожизненный иммунитет.
Развитие иммунной системы
Иммунная система состоит из большого количества разновидностей белков, клеток, органов и тканей, процесс взаимодействия между которыми необычайно сложен и протекает достаточно интенсивно. Оперативная иммунная реакция позволяет достаточно быстро идентифицировать те или иные чужеродные вещества или клетки. Процесс адаптации к работе с возбудителями способствует развитию иммунологической памяти, которая в последующем помогает еще более качественно обеспечивать защиту организма при следующей встрече с инородными возбудителями. Подобный вид приобретенного иммунитета положен в основу методик вакцинации.
Строение иммунной системы человека: 1- Печень; 2- Воротная вена; 3- Поясничный лимфатический ствол; 4- Слепая кишка; 5- Червеобразный отросток; 6- Паховые лимфатические узлы; 7- Шейный лимфатический ствол; 8- Левый венозный угол; 9- Вилочковая железа; 10- Внутригрудной лимфатический проток; 11- Цистерна млечного сока; 12- Селезенка; 13- Кишечный лимфатический ствол; 14- Поясничный лимфатический ствол; 15- Паховые лимфатические узлы.
Иммунная система человека представлена совокупностью органов и клеток, которые выполняют иммунологические функции. В первую очередь, реализацией иммунного ответа занимаются лейкоциты. Клетки иммунной системы в большинстве своем являются производными кроветворных тканей. У взрослого человека развитие этих клеток берет свое начало в костном мозге и только Т-лимфоциты дифференцируются внутри вилочковой железы. Взрослые клетки оседают внутри лимфоидных органов и на границе с окружающей средой, рядом с поверхностью кожи или не слизистых оболочках. Транспорт клеток иммунной системы в ходе активации иммунитета обеспечивает лимфатическая система. Она реализует свою функцию путем введения в системную циркуляцию различных молекул, жидкостей и инфекционных агентов, упакованных в экзосомы и везикулы.
Этапы иммунной защиты
Иммунная система защищает организм от инфекций в несколько этапов, при этом, каждый следующий этап повышает специфичность защиты. Самая простая форма защиты представляет собой физические барьеры, задача которых как раз предотвращать попадание бактерий и вирусов в организм. Если возбудитель инфекции все же проникает через эти барьеры, дальнейшую реакцию на него осуществляет врожденная иммунная система. В том случае, если возбудитель успешно преодолевает барьер врожденной иммунной системы, в работу включается третий барьер защиты – приобретенная иммунная система. Эта часть иммунной системы приспосабливает свою реакцию в ходе инфекционного процесса, чтобы повысить степень распознавания инородных биологических материалов. Такой ответ сохраняется после ликвидации возбудителя в виде иммунологической памяти. Она дает возможность механизмам приобретенного иммунитета развивать более быструю и более сильную ответную реакцию при каждом последующем столкновении с этим возбудителем.
Схема движения крови, межтканевой жидкости и лимфы в организме: 1- Правое предсердие; 2- Правый желудочек; 3- Левое предсердие; 4- Левый желудочек; 5- Аорта и артерии; 6- Кровеносный капилляр; 7- Тканевая жидкость; 8- Лимфатический капилляр; 9- Лимфатические сосуды; 10- Лимфатические узлы; 11- Вены большого круга кровообращения, куда впадает лимфа; 12- Легочная артерия; 13- Легочная вена. I- Кровеносная система; II- Лимфатическая система.
Как врожденный, так и приобретенный иммунитет зависят от способности иммунной системы отличать свои молекулы от чужих. В иммунологии под своими молекулами подразумевают те компоненты организма, которые иммунная система может отличить от чужеродных. И наоборот, под чужими подразумевают те молекулы, которые иммунной системой распознаются как чужеродные. Один из множества классов чужеродных молекул носит название антигенов и определяется как вещества, которые способны связываться со специфическими иммунными рецепторами и вызывать иммунный ответ.
Барьеры иммунной системы
Поскольку организм человека находится в постоянном взаимодействии с окружающей его средой, природа позаботилась о том, чтобы функционирование механизма защиты происходило в том числе, через дыхательную, пищеварительную и мочеполовую системы. Эти системы можно разделить на постоянно действующие и включающиеся симптоматически (в ответ на вторжение). Примером постоянно действующей системы защиты являются небольшие волоски на стенках трахеи, которые еще называют ресничками. Они совершают интенсивные движения, направленные вверх, за счет которых из дыхательных путей удаляются частицы пыли, пыльца растений и иные чужеродные объекты. Аналогичные по своей цели действия (выведение микроорганизмов) осуществляются за счет промывного действия слез и мочи. Слизь, которая выделяется в дыхательной и пищеварительной системах служит для связывания и обездвиживания инородных тел, объектов и микроорганизмов. Если постоянно действующих механизмов защиты оказывается недостаточно, в работу включаются «аварийные» механизмы очистки организма от возбудителей, такие, как кашель, чихание, рвота и диарея.
Строение лимфатического узла: 1- Капсула; 2- Синус; 3- Клапан для предотвращения обратного тока; 4- Лимфатический узелок; 5- Корковое вещество; 6- Ворота лимфатического узла. I- Приносящие лимфатические сосуды; II- Выносящие лимфатические сосуды.
В мочеполовом и желудочно – кишечном трактах существуют биологические барьеры, представленные дружественными микроорганизмами – комменсалами. Неболезнетворная микрофлора, которая приспособилась к обитанию в этих условиях конкурирует с патогенными бактериями за пищу и пространство нередко изменяя условия обитания, а именно кислотность или содержание железа. Это сильно понижает вероятность достижения болезнетворными микробами необходимых для развития патологии количеств. Существуют достаточно убедительные сведения о том, что введение пробиотической флоры, к примеру, чистых культур лактобацилл, которые содержатся в том же йогурте и иных кисломолочных продуктах, способствует восстановлению адекватного баланса микробных популяций при кишечных инфекциях.
Врожденный иммунитет
Если микроорганизм успешно проникает через все барьеры, он сталкивается с клетками и механизмами системы врожденного иммунитета. Врожденная иммунная защита по природе своей неспецифична, другими словами ее звенья идентифицируют и реагируют на инородные тела не зависимо от их особенностей. Эта система не обеспечивает долгосрочной резистентности к конкретным инфекциям. Система врожденного иммунитета является инструментом основной защиты организма как у человека, так и у большинства живых многоклеточных организмов.
Воспаление – это одна из первичных реакций иммунной системы на инфекцию. Симптомы воспаления обычно выражаются в проявлении покраснений и отеков, что является свидетельством увеличения притока крови к пораженным тканям. В развитии воспалительных реакций большую роль играют эйкозаноиды и цитокины, которые высвобождаются поврежденными или инфицированными клетками. К первым относятся простагланиды, которые провоцируют повышение температуры и расширение кровеносных сосудов, а также лейкотриены, которые привлекают некоторые виды белых кровяных телец. К самым распространенным цитокинам относят интерлейкины, которые отвечают за взаимодействие между лейкоцитами, хемокины, запускающие хемотаксис, а также интерфероны, которые обладают противовирусными свойствами, а именно способностью угнетать синтез белка в клетках микроорганизмов. Кроме того, свою роль в процессе реакции на инородный возбудитель играют также выделяемые факторы роста и цитотоксические факторы. Эти цитокины и прочие биоорганические соединения приводят клетки иммунной системы к очагу инфекции и способствуют заживлению поврежденных тканей путем ликвидации возбудителей.
Приобретенный иммунитет
Система приобретенного иммунитета развилась в ходе эволюции простейших позвоночных организмов. Она гарантирует более интенсивный иммунный ответ, а также иммунологическую память, благодаря которой каждый инородный микроорганизм «запоминается» по уникальным именно для него антигенам. Система приобретенного иммунитета антигенспецифична и требует распознавания специфических чужих антигенов в процессе, который называется презентация антигена. Такая специфичность антигена дает возможность осуществлять реакции, которые характерны именно для конкретных микроорганизмов или инфицированных ими клеток. Способность к реализации таких реакций поддерживается в организме «клетками памяти». Если человеческий организм заражается инородным микроорганизмом более одного раза, эти специфические клетки памяти используются для интенсивной ликвидации такого рода последствий.
Клетки иммунной системы, функции которых заключаются в осуществлении механизмов работы системы приобретенного иммунитета, относятся к лимфоцитам, которые в свою очередь являются подтипом лейкоцитов. Подавляющее количество лимфоцитов отвечает за специфический приобретенный иммунитет, так как способны идентифицировать возбудителей инфекции как внутри, так и за пределами клеток – в тканях или в крови. Основными типами лимфоцитов являются В-клетки и Т-клетки, которые происходят из плюрипотентных гемопоэтических стволовых клеток. У взрослого человека они формируются в костном мозге, а Т-лимфоциты дополнительно проходят отдельные процедуры дифференцирования в тимусе. В-клетки отвечают за гуморальное звено приобретенного иммунитета, другими словами производят антитела, в то время, как Т-клетки являются основой клеточного звена специфического иммунного ответа.
Заключение
Иммунная система человека в первую очередь предназначена для защиты организма от инфекционного воздействия инородных тел, объектов и веществ. Она защищает организм от возникновения и развития заболеваний, определяет и уничтожает опухолевые клетки, распознает и обезвреживает на ранних этапах различные вирусы и не только. Иммунная система имеет в своем распоряжении большое количество инструментов для быстрого обнаружения и не менее быстрой ликвидации вредоносных возбудителей инфекций. Также не стоит забывать, что существует такой метод выработки иммунитета к ряду инфекционных заболеваний, как вакцинация. В целом же, иммунная система – это страж, который любой ценой охраняет и бережет ваше здоровье.
Основная функция иммунной системы - контроль за качественным постоянством генетически продетерминированного клеточного и гуморального состава организма.
Иммунная система обеспечивает:
Защиту организма от внедрения чужеродных клеток и от возникших в организме модифицированных клеток (например, злокачественных);
Уничтожение старых, дефектных и поврежденных собственных клеток, а также клеточных элементов, не характерных для данной фазы развития организма;
Нейтрализацию с последующей элиминацией всех генетически чужеродных для данного организма высокомолекулярных веществ биологического происхождения (белков, полисахаридов, липополисахаридов и т.д.).
В иммунной системе выделяют центральные (тимус и костный мозг) и периферические (селезенка, лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани) органы, в которых осуществляется дифференцировка лимфоцитов в зрелые формы и происходит иммунный ответ.
Функционирующей основой иммунной системы является сложный комплекс иммунокомпетентных клеток (Т-, В-лимфоциты, макрофаги).
Т-лимфоциты происходят из полипотентных костномозговых клеток. Дифференциация стволовых клеток в Т-лимфоциты индуцируется в тимусе под влиянием тимозина, тимостимулина, тимопоэтинов и других гормонов, которые продуцируются звездчатыми эпителиальными клетками или тельцами Гассаля. По мере созревания у пре-Т-лимфоцитов (претимических лимфоцитов) происходит приобретение антигенных маркеров. Заканчивается дифференциация появлением у зрелых Т-лимфоцитов специфического рецепторного аппарата распознавания антигенов. Образовавшиеся Т-лимфоциты через лимфу и кровь колонизируют тимусзависимые паракортикальные зоны лимфатических узлов или соответствующие зоны лимфоидных фолликулов селезенки.
По функциональным свойствам популяция Т-лимфоцитов разнородна. В соответствии с международной классификацией основные антигенные маркеры лимфоцитов обозначены как кластеры дифференцировки или CD (от англ. cluster differentiation). Соответствующие наборы моноклональных антител позволяют выявлять лимфоциты, несущие конкретные антигены. Зрелые Т-лимфоциты обозначаются маркером CD3+, являющимся частью Т-клеточного рецепторного комплекса. По функциям среди Т-лимфоцитов различают супрессорные/цитотоксические клетки CD8+, Т-лимфоциты индукторы/хелперы CD4+, CD16+ - естественные киллеры.
Особенность Т-клеточного рецептора – способность распознавать чужеродный антиген только в комплексе с собственными клеточными антигенами на поверхности вспомогательных антиген-представляющих клеток (дендритных или макрофагов). В отличие от В-лимфоцитов, способных распознавать антигены в растворе и связывать белковые, полисахаридные и липопротеидные растворимые антигены, Т-лимфоциты способны распознать только короткие пептидные фрагменты белковых антигенов, представленные на мембране других клеток в комплексе с собственными антигенами главного комплекса гистосовместимости MHC (от английского Major Histocompatibility Complex).
CD4+ Т-лимфоциты способны распознавать антигенные детерминанты в комплексе с MHC молекулами II класса. Они выполняют посредническую сигнальную функцию, передавая информацию об антигенах иммунокомпетентным клеткам. В гуморальном иммунном ответе Т-хелперы реагируют с несущей частью тимусзависимого антигена, индуцируя превращение В-лимфоцитов в плазмоциты. В присутствии Т-хелперов синтез антител усиливается на один-два порядка. Т-хелперы индуцируют образование цитотоксических/супрессорных Т-лимфоцитов. Т-хелперы - долгоживущие лимфоциты, чувствительны к циклофосфамиду, содержат рецепторы к митогенам. После распознавания антигена CD4+ лимфоциты могут дифференцироваться в различных направлениях с формированием Т-хелперов 1-го, 2-го и 3-го типов.
CD8+ Т-лимфоциты являются регуляторами антителообразования и других иммунных процессов, участвуют в формировании иммунологической толерантности; их цитотоксическая функция состоит в способности разрушать инфицированные и злокачественно перерожденные клетки. Эти клетки способны распознавать широкий спектр антигенных детерминант, что можно объяснить низким порогом активации их рецепторного аппарата или наличием нескольких специфических рецепторов. Как и все другие субпопуляции тимоцитов, CD8+ содержат рецепторы к митогенам. Очень чувствительны к ионизирующей радиации и имеют короткий период жизни.
Естественные киллеры распознают антигенные детерминанты в комплексе с МНС молекулами II класса, являются долгоживущими клетками, устойчивы к циклофосфамиду, очень чувствительны к радиации, имеют рецепторы к Fc-фрагменту антител.
Клеточная стенка В-лимфоцитов в своем составе имеет рецепторы CD19, 20, 21, 22. В-клетки происходят от стволовых клеток. Созревают они поэтапно - первоначально в костном мозге, затем в селезенке. На самой ранней стадии созревания на цитоплазматической мембране В-клеток экспрессируются иммуноглобулины класса М, несколько позже - в комплексе с ними появляются иммуноглобулины G или А, а к моменту рождения, когда происходит полное созревание В-лимфоцитов - иммуноглобулины D. Возможно, у зрелых В-лимфоцитов на цитоплазматической мембране присутствуют сразу три иммуноглобулина - М, G, D или М, А, D. Эти рецепторные иммуноглобулины не секретируются, но могут слущиваться с мембраны.
Так как большинство антигенов тимусзависимые, то для трансформации незрелых В-лимфоцитов в антителопродуцирующие обычно недостаточно одного антигенного стимула. При попадании таких антигенов в организм В-лимфоциты дифференцируются в плазмоциты с помощью Т-хелперов при участии макрофагов и стромальных ретикулярных отростчатых клеток. При этом хелперы выделяют цитокины (ИЛ-2) - гуморальные эффекторы, которые и активируют пролиферацию В-лимфоцитов. Независимо от природы и силы антигена, который вызвал трансформацию В-лимфоцитов, образующиеся плазмоциты продуцируют антитела, специфичность которых аналогична рецепторным иммуноглобулинам. Таким образом, антигенный стимул надо рассматривать как пусковой сигнал для выработки генетически запрограммированного синтеза антител.
Макрофаги - основной тип клеток моноцитарной системы лимфоцитов. Они представляют собой гетерогенные по функциональной активности долгоживущие клетки с хорошо развитой цитоплазмой и лизосомальным аппаратом. На их поверхности имеются специфические рецепторы к В- и Т-лимфоцитам, Fc-фрагменту иммуноглобулина G, С3b-компоненту комплемента, цитокинам, гистамину. Различают подвижные и фиксированные макрофаги. Те и другие дифференцируются из стволовой кроветворной клетки через стадии монобласта, промоноцита, превращаясь в подвижные моноциты крови и фиксированные (альвеолярные макрофаги дыхательных путей, купферовские клетки печени, париетальные макрофаги брюшины, макрофаги селезенки, лимфатических узлов).
Значение макрофагов как антигенпрезентирующих клеток состоит в том, что они накапливают и подвергают переработке проникающие в организм тимусзависимые антигены и презентируют (представляют) их в трансформированном виде для распознавания тимоцитами, вслед за чем стимулируется пролиферация и дифференциация В-лимфоцитов в антителопродуцирующие плазмоциты. При определенных условиях макрофаги проявляют цитотоксическое действие на опухолевые клетки. Они также секретируют интерферон, ИЛ-1, ФНО-альфа, лизоцим, различные компоненты комплемента, факторы, дифференцирующие стволовые клетки в гранулоциты, стимулирующие размножение и созревание Т-лимфоцитов.
Антитела - это особый вид белков, называемых иммуноглобулинами (Ig), которые вырабатываются под влиянием антигенов и обладают способностью специфически связываться с ними. При этом антитела могут нейтрализовать токсины бактерий и вирусы (антитоксины и вируснейтрализующие антитела), осаждать растворимые антигены (преципитины), склеивать корпускулярные антигены (агглютинины), повышать фагоцитарную активность лейкоцитов (опсонины), связывать антигены, не вызывая каких-либо видимых реакций (блокирующие антитела), совместно с комплементом лизировать бактерии и другие клетки, например, эритроциты (лизины).
На основании различий в молекулярной массе, химических свойствах и биологической функции выделяют пять основных классов иммуноглобулинов: IgG, IgM, IgA, IgE и IgD.
Цельная молекула иммуноглобулина (или его мономера у IgA и IgM) состоит из трех фрагментов: двух Fab-фрагментов, каждый из которых включает вариабельный участок тяжелой цепи и связанную с ним легкую цепь (на концах Fab-фрагментов находятся гипервариабельные участки, формирующие активные центры связывания антигенов), и одного Fc-фрагмента, состоящего из двух константных участков тяжелых цепей.
Иммуноглобулины класса G составляют около 75% всех иммуноглобулинов сыворотки крови человека. Молекулярная масса IgG минимальна - 150 000 Да, что обеспечивает ему возможность проникновения через плаценту от матери к плоду, с чем и связано развитие трансплацентарного иммунитета, защищающего организм ребенка от многих инфекций в первые 6 месяцев жизни. Молекулы IgG - наиболее долгоживущие из всех (период полураспада в организме составляет 23 дня). Антитела этого класса особенно активны против грамотрицательных бактерий, токсинов и вирусов.
IgM - эволюционно самый старый класс иммуноглобулинов. Содержание его в сыворотке крови составляет 5-10% от общего количества иммуноглобулинов. IgM синтезируется при первичном иммунном ответе: в начале ответа появляются антитела класса М, и лишь через 5 сут начинается синтез антител класса IgG. Молекулярная масса сывороточного IgM 900 000 Да.
IgA, составляющий 10-15% от всех иммуноглобулинов сыворотки крови, является обычно преобладающим иммуноглобулином секретов (слизистых выделений дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, слюны, слез, молозива и молока). Секреторный компонент IgA образуется в эпителиальных клетках и выходит на их поверхность, где присутствует в качестве рецептора. IgA, выходя из кровотока через капиллярные петли и проникая через эпителиальный слой, соединяется с секреторным компонентом. Образовавшийся секреторный IgA остается на поверхности эпителиальной клетки или сползает в слой слизи над эпителием. Здесь он осуществляет свою основную эффекторную функцию, состоящую в агрегации микробов и сорбции этих агрегатов на поверхности эпителиальных клеток с одновременным угнетением размножения микробов, чему способствует лизоцим и, в меньшей степени, комплемент. Молекулярная масса IgA около 400 000 Да.
IgE является минорным классом иммуноглобулинов: его содержание составляет всего около 0,2% от всех сывороточных иммуноглобулинов. Молекулярная масса IgE около 200 000 Да. IgE накапливается преимущественно в тканях слизистых и кожных оболочек, где сорбируется за счет Fc-рецепторов на поверхности тучных клеток, базофилов и эозинофилов. В результате присоединения специфического антигена происходит дегрануляция этих клеток и выброс биологически активных веществ.
IgD также представляет минорный класс иммуноглобулинов. Его молекулярная масса 180 000 Да. Отличается он от IgG только в тонких деталях структуры молекулы.
Ведущую роль в регуляции антигенпредставления, активности иммуноцитов и воспаления играют цитокины – универсальные медиаторы межклеточного взаимодействия. Они могут непосредственно вырабатываться в ЦНС и имеют рецепторы на клетках нервной системы.
Цитокины делятся на две большие группы – провоспалительные и противовоспалительные. К провоспалительным относятся ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12, ФНО-альфа, к противовоспалительным – ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13 и ТРФ-бета.
Основные эффекты цитокинов и их продуценты.
(И.С.Фрейндлин, 1998, с изменениями)
К цитокинам относятся и интерфероны, обладающие множеством биологических активностей, проявляющихся в противовирусном, противоопухолевом и иммуностимулирующем действии. Они блокируют внутриклеточную репликацию вируса, подавляют клеточное деление, стимулируют активность естественных киллеров, повышают фагоцитарную активность макрофагов, активность поверхностных антигенов гистосовместимости и в то же время тормозят созревание моноцитов в макрофаги.
Интерферон-альфа (ИФН-альфа) продуцируется макрофагами и лейкоцитами в ответ на вирусы, клетки, инфицированные вирусом, злокачественные клетки и митогены.
Интерферон-бета (ИФН-бета) синтезируется фибробластами и эпителиальными клетками под действием вирусных антигенов и самого вируса.
Интерферон-гамма (ИФН-гамма) продуцируется активированными Т-лимфоцитами в результате действия индукторов (Т-клеточные митогены, антигены). Для продукции ИФН-гамма требуются акцессорные клетки – макрофаги, моноциты, дендритные клетки.
Основные эффекты интерферонов.
Каждый тип клеток характеризуется наличием на их мембране основных форм адгезивных молекул. Так, иммунные клетки идентифицируются по их рецепторам (например, CD4, CD8 и т.д.). Под воздействием различных стимулов (цитокиновая стимуляция, токсины, гипоксия, термические и механические воздействия и т.п.) клетки способны увеличивать плотность некоторых рецепторов (например, ICAM-1, VFC-1, CD44), а также экспрессировать новые типы рецепторов. В зависимости от функциональной активности клетки периодически изменяют вид и плотность поверхностных молекул. Эти феномены наиболее выражены у иммунокомпетентных клеток.
Наиболее активно изучена роль межклеточной молекулы адгезии-1 (ICAM-1), которая экспрессируется на эндотелии сосудов мозга. Эта молекула играет основную роль в адгезии активированных лимфоцитов крови к эндотелию и в их последующем проникновении в ткань мозга. Воспалительные цитокины способны стимулировать экспрессию гена ICAM-1 и синтез этой молекулы в астроцитах.
Выделяют две основные формы специфического иммунного ответа – клеточный и гуморальный.
Клеточный иммунный ответ подразумевает накопление в организме клона Т-лимфоцитов, несущих специфические для данного антигена антиген-распознающие рецепторы и ответственных за клеточные реакции иммунного воспаления – гиперчувствительности замедленного типа, в которых кроме Т-лимфоцитов участвуют макрофаги.
Гуморальный иммунный ответ подразумевает продукцию специфических антител в ответ на воздействие чужеродного антигена. Основную роль в реализации гуморального ответа играют В-лимфоциты, дифференцирующиеся под влиянием антигенного стимула в антителопродуценты. Как правило, В-лимфоциты нуждаются в помощи Т-хелперов и антиген-презентирующих клеток.
Особой формой специфического иммунного ответа на контакт иммунной системы с чужеродным антигеном является формирование иммунологической памяти, которая проявляется в способности организма отвечать на повторную встречу с тем же антигеном так называемым вторичным иммунным ответом – более быстрым и сильным. Эта форма иммунного ответа связана с накоплением клона долгоживущих клеток памяти, способных распознать антиген и ответить ускоренно и усиленно на повторный контакт с ним.
Альтернативной формой специфического иммунного ответа является формирование иммунологической толерантности – неотвечаемости на собственные антигены организма (аутоантигены). Она приобретается в период внутриутробного развития, когда функционально незрелые лимфоциты, потенциально способные разпознать собственные антигены, в тимусе вступают в контакт с этими антигенами, что приводит к их гибели или инактивации. Поэтому на более поздних стадиях развития иммунный ответ на антигены собственного организма отсутствует.
Взаимодействие нервной и иммунной систем.
Для двух основных регулирующих систем организма характерно наличие общих черт организации. Нервная система обеспечивает поступление и переработку сенсорных сигналов, иммунная - генетически чужеродной информации. В этой ситуации иммунный антигенный гомеостаз является компонентом в системе поддержания гомеостаза целостного организма. Поддержание гомеостаза нервной и иммунной системами осуществляется сопоставимым количеством клеточных элементов (1012 - 1013), а интеграция регулирующих систем в нервной системе осуществляется наличием отростков нейронов, развитого рецепторного аппарата, с помощью нейромедиаторов, в иммунной - наличием высокомобильных клеточных элементов и системы иммуноцитокинов. Подобная организация нервной и иммунной систем позволяет им получать, перерабатывать и сохранять полученную информацию (Петров Р.В., 1987; Адо А.Д. и др., 1993; Корнева Е.А. и др., 1993; Абрамов В.В., 1995). Поиск возможностей воздействия на течение иммунологических процессов через центральные регулирующие структуры нервной системы основывается на фундаментальных законах физиологии и достижениях иммунологии. Обе системы - нервная и иммунная - играют важную роль в поддержании гомеостаза. Последнее двадцатилетие отмечено обнаружением тонких молекулярных механизмов функционирования нервной и иммунной систем. Иерархическая организация регулирующих систем, наличие гуморальных механизмов взаимодействия клеточных популяций, точками приложения которых являются все ткани и органы, предполагают возможность обнаружения аналогий в функционировании нервной и иммунной систем (Ашмарин И.П., 1980; Лозовой В.П., Шергин С.М., 1981.; Абрамов В.В., 1995-1996; Jerne N.K., 1966; Cunningham A.J., 1981; Golub E.S., 1982; Aarli J.A., 1983; Jankovic B.D. et al., 1986, 1991; Fabry Z. et al., 1994).
В нервной системе полученная информация закодирована в последовательности электрических импульсов и архитектонике взаимодействия нейронов, в иммунной - в стереохимической конфигурации молекул и рецепторов, в сетевых динамических взаимодействиях лимфоцитов (Лозовой В.П., Шергин С.Н., 1981).
В последние годы получены данные о наличие общего рецепторного аппарата в иммунной системе к нейромедиаторам и в нервной системе к эндогенным иммуномодуляторам. Нейроны и иммуноциты снабжены одинаковыми рецепторными аппаратами, т.е. эти клетки реагируют на сходные лиганды.
Особое внимание исследователей привлекает участие медиаторов иммунитета в нейроиммунном взаимодействии. Считается, что помимо выполнения своих специфических функций внутри иммунной системы, медиаторы иммунитета могут осуществлять и межсистемные связи. Об этом говорит наличие рецепторов к иммуноцитокинам в нервной системе. Наибольшее количество исследований посвящено участию ИЛ-1, который не только является ключевым элементом иммунорегуляции на уровне иммунокомпетентных клеток, но и играет существенную роль в регуляции функции ЦНС.
Цитокин ИЛ-2 также оказывает множество различных эффектов на иммунную и нервную систему, опосредуемых путем аффинного связывания с соответствующими рецепторами клеточной поверхности. Тропность множества клеток к ИЛ-2 обеспечивают ему центральное место в формировании как клеточного, так и гуморального иммунного ответа. Активирующее влияние ИЛ-2 на лимфоциты и макрофаги проявляется в усилении антителозависимой цитотоксичности этих клеток с параллельной стимуляцией секреции ФНО-альфа. ИЛ-2 индуцирует пролиферацию и дифференцировку олигодендроцитов, влияет на реактивность нейронов гипоталамуса, повышает уровень АКТГ и кортизола в крови. Клетками-мишенями для действия ИЛ-2 служат Т-лимфоциты, В-лимфоциты, NК-клетки и макрофаги. Помимо стимуляции пролиферации, ИЛ-2 вызывает функциональную активацию этих клеточных типов и секрецию ими других цитокинов. Изучение влияния ИЛ-2 на NК-клетки показало, что он способен стимулировать их пролиферацию с сохранением функциональной активности, увеличивать продукцию NК-клетками ИНФ-гамма и дозозависимо усиливать NK-опосредованный цитолизис.
Существуют данные о продукции клетками центральной нервной системы (микроглией и астроцитами) таких цитокинов, как ИЛ-1, ИЛ-6 и ФНО-альфа. Продукция ФНО-альфа непосредственно в ткани мозга специфична для типичного нейроиммунологического заболевания - рассеянного склероза (РС). Повышение продукции ФНО-альфа в культуре изолированных ЛПС-стимулированных моноцитов/макрофагов наиболее отчетливо выявляется у больных с активным течением заболевания.
Установлена возможность участия в продукции интерферонов клеток мозга, в частности нейроглии или эпендимы, а также лимфоидных элементов сосудистых сплетений.
В процессе формирования иммунного ответа включаются нервные окончания в соответствующих лимфоидных органах. Инициирующие сигналы могут передаваться от иммунной системы в нервную гуморальным путем, в том числе, когда продуцируемые иммунокомпетентными клетками цитокины непосредственно проникают в нервную ткань и изменяют функциональное состояние определенных структур и описано проникновение через неповрежденный ГЭБ самих иммунокомпетентных клеток с последующей модуляцией функционального состояния нервных структур.
Иммунная система представляет собой совокупность особых тканей, органов и клеток. Это достаточно сложная структура. Далее разберемся, какие элементы входят в ее состав, а также каковы функции иммунной системы.
Общие сведения
Основные функции иммунной системы - истребление чужеродных соединений, попавших в организм, и защита от различных патологий. Структура представляет собой барьер на пути инфекций грибковой, вирусной, бактериальной природы. Когда у слабый или происходит сбой в его работе, повышается вероятность проникновения чужеродных агентов в организм. В результате могут возникнуть различные заболевания.
Историческая справка
Понятие "иммунитет" было введено в науку русским ученым Мечниковым и немецким деятелем Эрлихом. Они исследовали существующие которые активизируются в процессе борьбы организма с разными патологиями. Прежде всего ученых интересовала реакция на инфекции. В 1908 году их работы в области изучения иммунной реакции были отмечены Нобелевской премией. Кроме того, значительный вклад в исследования внесли и труды француза Луи Пастера. Он разработал методику вакцинации от ряда инфекций, представлявших опасность для человека. Изначально существовало мнение, что защитные структуры организма направляют свою активность только на устранение инфекций. Однако последующие исследования англичанина Медавара доказали, что иммунные механизмы срабатывают при вторжении любого чужеродного агента, да и вообще реагируют на любое вредоносное вмешательство. Сегодня под защитной структурой главным образом понимают устойчивость организма к разного рода антигенам. Кроме того, иммунитет - это ответная реакция организма, нацеленная не только на уничтожение, но и на устранение "врагов". Если бы не было защитных сил у организма, то люди не смогли бы нормально существовать в условиях окружающей среды. Наличие иммунитета позволяет, справляясь с патологиями, доживать до старости.
Органы иммунной системы
Они подразделяются на две большие группы. Иммунная система центральная участвует в формировании защитных элементов. У людей в эту часть структуры входят тимус и костный мозг. Периферические органы иммунной системы представляют собой среду, где созревшие защитные элементы обезвреживают антигены. В эту часть структуры входят лимфатические узлы, селезенка, лимфоидная ткань в пищеварительном тракте. Также установлено, что защитными свойствами обладают кожа и нейроглия ЦНС. Кроме перечисленных выше, существуют также внутрибарьерные и забарьерные ткани и органы иммунной системы. Первая категория включает в себя кожу. Забарьерные ткани и органы иммунной системы: ЦНС, глаза, семенники, плод (при беременности), паренхима тимуса.
Задачи структуры
Иммунокомпетентные клетки в лимфоидных структурах представлены преимущественно лимфоцитами. Они рециркулируют между составными компонентами защиты. При этом считается, что они не возвращаются в костный мозг и в тимус. Функции иммунной системы органов следующие:
Лимфоузел
Этот элемент образован мягкими тканями. Лимфоузел имеет форму овала. Его размер - 0.2-1.0 см. В нем присутствуют иммунокомпетентные клетки в большом количестве. Образование имеет особое строение, которое позволяет формировать большую поверхность для обмена лимфы и крови, протекающей сквозь капилляры. Последняя поступает из артериолы и выходит по венуле. В лимфоузле происходит иммунизация клеток и формирование антител. Кроме того, образование фильтрует чужеродные агенты и мелкие частицы. В лимфоузлах в каждом участке тела присутствует собственный набор антител.
Селезенка
Внешне она напоминает большой лимфоузел. Выше указаны основные функции иммунной системы органов. Селезенка выполняет и некоторые другие задачи. Так, например, кроме продуцирования лимфоцитов, в ней фильтруется кровь, хранятся ее элементы. Именно здесь происходит разрушение старых и неполноценных клеток. Масса селезенки составляет порядка 140-200 граммов. Ее представлена в виде сети из ретикулярных клеток. Они располагаются вокруг синусоидов (кровеносных капилляров). В основном селезенка заполнена эритроцитами или лейкоцитами. Эти клетки не контактируют друг с другом, изменяются по составу и количеству. При сокращении гладкомышечных капсульных тяжей происходит выталкивание некоторого числа подвижных элементов. В результате происходит уменьшение селезенки в объеме. Весь этот процесс стимулируется под воздействием норадреналина и адреналина. Эти соединения выделяются постганглионарными симпатическими волокнами либо мозговым участком надпочечников.
Костный мозг
Этот элемент представляет собой мягкую губчатую ткань. Располагается она внутри плоских и трубчатых костей. Центральные органы иммунной системы продуцируют необходимые элементы, которые далее распределяются по зонам организма. В костном мозге вырабатываются тромбоциты, эритроциты и лейкоциты. Аналогично прочим кровяным клеткам, они становятся зрелыми после того, как приобретут иммунную компетентность. Другими словами, на их мембранах сформируются рецепторы, характеризующие сходство элемента с другими ему подобными. Кроме создают условия для приобретения защитных свойств такие органы иммунной системы, как миндалины, пейеровые бляшки кишечника, тимус. В последних происходит созревание В-лимфоцитов, обладающих огромным количеством (в сто - двести раз большим, чем у Т-лимфоцитов) микроворсинок. Кровоток осуществляется по сосудам, которые включают в себя синусоиды. Посредством их в костный мозг проникают не только и прочие соединения. Синусоиды являются каналами передвижения кровяных клеток. При стрессе ток снижается практически вдвое. При успокоении кровообращение повышается до восьмикратных объемов.
Пейеровы бляшки
Эти элементы сосредоточены в кишечной стенке. Они представлены в виде скоплений лимфоидной ткани. Основная роль принадлежит системе циркуляции. Она состоит из лимфатических протоков, соединяющих узлы. По этим каналам транспортируется жидкость. Она не имеет цвета. В жидкости присутствует большое количество лимфоцитов. Эти элементы обеспечивают защиту организма от заболеваний.
Тимус
Его называют еще вилочковой железой. В тимусе происходит размножение и созревание лимфоидных элементов. Вилочковая железа выполняет эндокринные функции. Из ее эпителия в кровь выделяется тимозин. Кроме того, тимус - это иммунопродуцирующий орган. В нем происходит формирование Т-лимфоцитов. Этот процесс происходит благодаря делению элементов, имеющих рецепторы к чужеродным антигенам, проникавшим в организм в детстве. Формирование Т-лимфоцитов осуществляется вне зависимости от их количества в крови. Не влияет на процесс и содержание антигенов. У молодых людей и детей тимус активнее, чем у людей более старшего возраста. С течением лет вилочковая железа уменьшается в размере, а работа ее становится не такой быстрой. Подавление Т-лимфоцитов происходит при стрессовых воздействиях. Речь может идти, например, о холоде, тепле, психоэмоциональном напряжении, кровопотере, голодании, чрезмерной физической нагрузке. У людей, подверженных стрессовым ситуациям, иммунитет слабый.
Прочие элементы
К органам иммунной системы относится и червеобразный отросток. Его еще называют "кишечной миндалиной". Под воздействием изменений в деятельности начального отдела толстой кишки меняется и объем лимфоткани. Органы иммунной системы, схема которых расположена ниже, включают в себя также миндалины. Они находятся по обеим сторонам глотки. Миндалины представлены небольшими скоплениями лимфоидной ткани.
Главные защитники организма
Выше описаны вторичные и центральные органы иммунной системы. Схема, представленная в статье, показывает, что ее структуры распределены по всему организму. Главными же защитниками являются лимфоциты. Именно эти клетки отвечают за уничтожение больных элементов (опухолевых, инфицированных, патологически опасных) или чужеродных микроорганизмов. Самыми важными считаются Т- и В-лимфоциты. Их работа осуществляется в комплексе с прочими иммунными клетками. Все они предотвращают вторжение инородных субстанций в организм. На начальном этапе происходит в некотором роде "обучение" Т-лимфоцитов отличать нормальные (собственные) белки от чужеродных. Этот процесс происходит в тимусе в детском возрасте, поскольку именно в этот период вилочковая железа наиболее активна.
Работа защиты организма
Следует сказать, что иммунная система формировалась в течение продолжительного эволюционного процесса. У современных людей эта структура действует как отлаженный механизм. Он помогает человеку справляться с негативным влиянием окружающих условий. В задачи структуры входит не только распознавание, но и выведение проникших в организм чужеродных агентов, а также продуктов распада, патологически изменившихся элементов. Иммунная система обладает способностью определять большое количество инородных веществ и микроорганизмов. Основной целью структуры является сохранение целостности внутренней среды и ее биологической индивидуальности.
Процесс распознавания
Как иммунная система определяет "врагов"? Этот процесс происходит на генном уровне. Здесь следует сказать, что у каждой клетки есть своя, характерная только для данного лица генетическая информация. Ее анализирует защитная структура в процессе обнаружения проникновения в организм или изменений в нем. Если генетическая информация попавшего агента совпадает с собственной, значит, это не враг. Если нет, то, соответственно, это чужеродный агент. В иммунологии "врагов" принято называть антигенами. После обнаружения вредоносных элементов защитная структура включает свои механизмы, начинается "борьба". Для каждого определенного антигена иммунная система продуцирует специфические клетки - антитела. Они связываются с антигенами и нейтрализуют их.
Аллергическая реакция
Она является одним из механизмов защиты. Это состояние характеризуется усилением реагирования на аллергены. К этим "врагам" относят предметы либо соединения, которые негативно воздействуют на организм. Аллергены бывают внешними и внутренними. К первым следует отнести, например, продукты, принимаемые в пищу, лекарства, различные химические вещества (дезодоранты, духи и прочее). Внутренние аллергены - это ткани самого организма, как правило, с измененными свойствами. К примеру, при ожогах защитная система воспринимает мертвые структуры как чужеродные. В связи с этим она начинает вырабатывать против них антитела. Аналогичными можно считать реакции на пчел, ос и прочих насекомых. Развитие аллергической реакции может происходить последовательно либо бурно.
Иммунная система ребенка
Ее формирование начинается уже в самые первые недели вынашивания. Иммунная система ребенка продолжает развиваться после его рождения. Закладка основных защитных элементов осуществляется в тимусе и костном мозге плода. Пока малыш находится в материнском утробе, его организм встречается с небольшим числом микроорганизмов. В связи с этим его защитные механизмы неактивны. До рождения ребенок защищен от инфекций иммуноглобулинами матери. Если на нее будут неблагоприятно воздействовать какие-либо факторы, то правильное формирование и развитие защиты малыша может нарушиться. После рождения в этом случае ребенок может болеть чаще, чем другие дети. Но все может произойти по-другому. К примеру, в период беременности мама ребенка может перенести инфекционное заболевание. А у плода может сформироваться стойкий иммунитет к данной патологии.
После рождения на организм нападает огромное количество микробов. Иммунная система должна им сопротивляться. В течение первых лет жизни защитные структуры организма проходят своеобразное "обучение" по распознаванию и уничтожению антигенов. Вместе с этим происходит запоминание контактов с микроорганизмами. В итоге формируется "иммунологическая память". Она необходима для более быстрого проявления реакции на уже известные антигены. Надо полагать, что иммунитет у новорожденного слабый, он не всегда способен справиться с опасностью. В этом случае на помощь приходят антитела, полученные внутриутробно от матери. Они присутствуют в организме в течение приблизительно первых четырех месяцев жизни. В течение последующих двух месяцев белки, полученные от матери, постепенно разрушаются. В период с четырех до шести месяцев малыш наиболее подвержен болезням. Интенсивное формирование иммунной системы ребенка происходит до семи лет. В процессе развития организм знакомится с новыми антигенами. Иммунная система в течение всего этого периода обучается и подготавливается к взрослой жизни.
Как помочь неокрепшему организму?
Специалисты рекомендуют позаботиться об иммунной системе ребенка еще до его рождения. Это значит, что будущей матери необходимо укрепить свою защитную структуру. В дородовой период женщине нужно правильно питаться, принимать специальные микроэлементы и витамины. Умеренная физическая нагрузка также важна для иммунитета. Ребенку в первый год жизни необходимо получать материнское молоко. Рекомендуется продолжать грудное вскармливание как минимум до 4-5 месяцев. С молоком в организм малыша проникают защитные элементы. В этот период они очень важны для иммунитета. Ребенку можно даже закапывать молоко в носик во время эпидемии гриппа. Оно содержит очень много полезных соединений и поможет малышу справиться с негативными факторами.
Дополнительные методы
Тренировка иммунной системы может проводиться различными способами. Наиболее распространенными считаются закаливание, массаж, гимнастика в хорошо проветренном помещении, солнечные и воздушные ванны, плавание. Существуют также различные средства для иммунитета. Одним из них являются прививки. Они обладают способностью к активизации защитных механизмов, стимулируют выработку иммуноглобулинов. Благодаря введению специальных сывороток формируется память структур организма к вводимому материалу. Еще одни средства для иммунитета - это специальные препараты. Они стимулируют деятельность защитной структуры организма. Называются эти медикаменты иммуностимуляторами. Это препараты интерферона («Лаферон», «Реаферон»), интерфероногены («Полудан», «Абризол», «Продигиозан»), стимуляторы лейкопоэза — «Метилурацил», «Пентоксил», иммуностимуляторы микробного происхождения — «Продигнозан», «Пирогенал», «Бронхомунал», иммуностимуляторы растительного происхождения — настойка лимонника, экстракт элеутерококка, витамины и мн. др.
Назначить данные средства может только иммунолог либо педиатр. Самостоятельное применение препаратов этой группы крайне не рекомендовано.
Среди компонентов типичных иммунных систем различают клетки, ткани и органы. Исполнители иммунологических реакций - лимфоидные клетки, которые находятся во всех тканях организма и в циркулирующей крови. Однако образование клеток иммунной системы сосредоточено в основном в лимфоидных органах. Органы и ткани иммунной системы подразделяют на первичные, или центральные, и вторичные, или периферические. К первичным органам иммунной системы млекопитающих относят костный мозг и тимус, у птиц - тимус и фабрициеву сумку. Первичными или центральными они называются потому, что в них образуются клетки иммунной системы, которые в дальнейшем заселяют вторичные или периферические органы иммунной системы.
К вторичным лимфоидным органам относятся лимфатические узлы, селезенка и система лимфоэпителиальных образований, объединяющая диффузные или плотные скопления лимфоидной ткани в слизистых оболочках пищеварительных, дыхательных и мочеполовых органов.
К лимфоидным органам , ответственным за иммунитет, относятся костный мозг, тимус, селезенка, лимфатические узлы и организованная лимфоидная ткань желудочно-кишечного тракта, к которой относятся миндалины, пеиеровы бляшки, отдельные фолликулы, аппендикс, а у птиц, кроме того, - фабрициева сумка. В настоящее время у млекопитающих не выявлено органов, подобных фабрициевой сумке (bursa) у птиц, ответственных за созревание тимуснезависимых лимфоцитов. Предшественники В-лимфоцитов у человека и, вероятно, млекопитающих образуются из стволовой клетки в костном мозге.
В первичных лимфоидных органах происходит образование и созревание клеток иммунной системы, во вторичных - эти клетки реализуют иммунный ответ на чужеродные антигены.
Лимфоидная ткань
в тимусе, селезенке и лимфатических узлах окружена соединительно-тканной капсулой и морфологически автономна (органы лимфоидной системы). Лимфоидная ткань слизистых и кожи не инкапсулирована и представлена отдельными фолликулами (пеиеровы бляшки), единичными лимфоцитами собственной пластинки (lamina propria) и подслизистого слоя, а также внутриэпителиальными лимфоцитами. Главными клетками иммунной системы являются Т- и В-лимфоциты.
Общая масса лимфоидных клеток
взрослого человека, функционирующих как единое целое, достигает 1,5-2,0 кг.
Лимфоциты активно мигрируют между лимфоидными органами и нелимфоидными тканями и готовы к встрече с чужеродным антигеном. Считается, что антиген является лишь фактором отбора определенного предсуществующего клона лимфоцитов, а не выступает в качестве участника формирования специфичности.
Тимус и фабрициева сумка необходимы для обеспечения иммунологической реактивности, но сами они, вероятно, не участвуют в гуморальном или клеточном иммунном ответе организма. Особое положение в иммунной системе принадлежит костному мозгу. Он является источником самоподдерживающейся малодифференцированной популяции мультипотентных стволовых клеток лимфои миелопоэза, из которых в дальнейшем развиваются В- и Т-лимфоциты, макрофаги, моноциты и другие клетки. Лимфоциты, образовавшиеся из стволовых клеток, заселяют тимус и фабрициеву сумку, где они превращаются соответственно в Т- и В-лимфоциты. Кроме того, костный мозг играет важную роль в образовании антител . У человека и млекопитающих в процессе дальнейшего созревания в костном мозгу предшественники В-лимфоцитов превращаются в В-лимфоциты.
В результате каскадного антигеннезависимого процесса пролиферации и дифференциации клеток (лимфонеогенеза) лимфоциты приобретают распознающие структуры - рецепторы для антигенов. На основании специфичности рецепторов лимфоциты объединяются в клоны. Общее количество клонов, представляющих собой потомство одной клетки, достигает 10, численность каждого клона составляет ~105 клеток.
Большинство органов иммунной системы в эмбриогенезе образуется из энтодермы (тимус, фабрициева сумка) или мезодермы (селезенка), и ни один - из эктодермы . Стволовые клетки (предшественники лимфоцитов) покидают костный мозг и заселяют первичные лимфоидные органы, в которых происходит дифференциация и пролиферация лимфоцитов, а иммунный ответ на антигены реализуется во вторичных лимфоидных органах. Клетки, покинувшие тимус или фабрициеву сумку, полностью иммунокомпетентные.
Независимо от происхождения , эпителий является первой линией защиты организма и, если она преодолена возбудителем, в борьбу вступают лимфоциты. Они имеются в коже, в подэпителиальных слоях внутренних органов, особенно вокруг отверстий пищеварительного и дыхательного трактов, где находятся мощные скопления клеток иммунной системы. Кроме того, такими же уязвимыми для патогенов, как и наружные покровы, являются участки дыхательной и пищеварительной систем.
Не исключено, что именно лимфоциты , тесно связанные с эпителием, особенно у позвоночных, получают сигналы и действуют в других местах согласно полученным «инструкциям». Представление о такой тесной связи между эпителием и лимфоидными структурами - весьма важное для понимания развития иммунитета. В нормальных условиях лимфоциты рециркулируют по системе лимфатических и кровеносных сосудов. Однако после антигенной стимуляции антигенреактивные лимфоциты задерживаются во вторичных лимфоидных органах, где происходит их пролиферация.
Способность В- и Т-лимфоцитов перемещаться в определенных В- и Т-зависимых зонах лимфоидных органов носит название «Хоминг». Лимфоциты, синтезирующие IgA, содержатся в основном в лимфоидной ткани слизистых оболочек и превращаются в плазмоциты вблизи Lamina propria. В Lamina propria соотношение клеток - продуцентов IgA и IgG равно 20:1, тогда как в селезенке и периферических лимфоузлах 1:3.
Постоянный обмен между клетками различных лимфоидных органов обеспечивает функционирование лимфоидной ткани как единого целого, обусловливает генерализацию иммунного ответа организма. Феномен рециркуляции лимфоцитов имеет важное значение в процессах резорбции антигенов в кишечнике и обеспечении локальных факторов защиты.
Следует отметить, что функционирование лимфоцитов невозможно без участия клеток нелимфоидной природы. Они представляют антиген лимфоцитам, обеспечивают микроокружение в органах, необходимое для созревания и дифференциации лимфоцитов.
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!