Иммунная система организма человека. Анатомо-физиологический принцип устройства иммунной системы. Состав иммунной системы: общая схема

Иммунная система ИС (лимфоидная система) ― совокупность лимфоидных органов, клеток, молекул, анатомически обособленных и дискретно расположенных по всему организму.

Функции иммунной системы: распознавание чужеродного агента ― антигена (Аг) и реагирование на него образованием эффекторных молекул антител (АТ) или эффекторных Т-клеток.

Состав иммунной системы можно представить в виде схемы:

Рисунок 6 ― состав иммунной системы (общая схема)

Функционирующей основой иммунной системы являются иммунокомпитентные клетки― Т-, В-клетки, макрофаги, дендритные и другие вспомогательные антигенпрезентирующие клетки.

Cтруктурной основойИС в организме являются органы ИС.

Органы иммунной системы, иммунокомпетентные клетки, алгоритм взаимодействия лимфоцитов с органами и тканями организма. Сущность дифференцировки Т- и В-лимфоцитов

Различают центральные и периферические органы ИС.

Центральные органы ИС:

• тимус (вилочковая железа);

• красный костный мозг.

У птиц центральным органом иммунитета является сумка Фабрициуса (эктодермальный вырост клоаки).

Периферические органы ИС:

• селезенка;

• лимфоузлы;

• лимфоидные структуры слизистых оболочек ― глоточные и небные миндалины, аппендикс, групповые лимфатические фолликулы (пейеровы бляшки);

• диффузная лимфоидная ткань;

• лимфоидная ткань, ассоциированая с кожей (клетки Лангерганса, лимфоциты, кератиноциты);

• кровь и лимфа.

Периферические органы иммунной системы являются местом:

• встречи антигенов с иммунокомпетентными клетками;

• распознавания антигена и развития специфического иммунного ответа;

• взаимодействия иммунокомпетентных клеток, их пролиферации (клональной экспансии), антигензависимой дифференцировки;

• накопления продуктов иммунного ответа.

Красный костный мозг отвечает за генерацию основных клеточных элементов ИС, продуцирует постоянное количество клеток из гемопоэтической клетки (ее маркер СD34).

Все клетки крови, в том числе и лимфоциты, возникают из единой стволовой клетки, которая находится у эмбрионов в печени и костном мозге. После рождения в красном костном мозге под действием различных цитокинов из стволовой клетки возникают предшественники В- и Т- лимфоцитов.

В селезенке образуются пламоциты и антитела. Здесь В-лимфоциты преобладают над Т-лимфоцитами, что свидетельствует о преимущественной ориентации органа на развитие ГИО.

Тимус (вилочковая, зобная железа) ― лимфоэпитеальный дольчатый орган, находящийся за грудиной и функционирующий только у эмбрионов и детей до полового созревания.

В тимусе происходит:

• дифференцировка и созревание Т-лимфоцитов;

• негативная селекция тех клеток, которые имеют рецепторы к собственным антигенам, примерно 98% таких клеток распознается и гибнет.

Лимфатические узлыфункционируют в качестве своеобразных фильтров лимфы, задерживая микроорганизмы и другие частицы, попавшие в лимфу. Вместе с тем лимфоузлы являются местом:

• взаимодействия иммунокомпетентных клеток в ходе специфического иммунного ответа;

• синтеза антител;

• разыгрывания событий клеточного иммунного ответа.

Клетки периферических органов являются непосредственными участниками клеточного и гуморального иммунитета, поэтому их называют иммунокомпетентными клетками или иммуноцитами.

Особенности клеток иммунной системы:

1) постоянная рециркуляция из центральных в периферические органы, затем в ткани и снова возврат в лимфоток и кровоток. Рециркуляция обеспечивает непрерывный контроль всех тканей организма со стороны клеток ИС;

2) постоянная репопуляция клеток, что обеспечивает осуществление функции иммунологического надзора молодыми, функционально полноценными клетками.

К клеткам иммунной системы относят лимфоциты, макрофаги и другие антиген-представляющие клетки (А-клетки, от англ. аccessory ― вспомогательный), а также так называемая третья популяция клеток (т.е. клеток, не имеющих основных поверхностных маркеров Т- и В-лимфоцитов, А- клеток). Алгоритм взаимодействия лимфоцитов с органами и тканями организма представлен в таблице.

Сущность дифференцировки Т- и В-лимфоцитов

Отдельные популяции и субпопуляции Т- и В-лимфоцитов дифференцируют (отличают) по:

•  маркерам;

•  наличию на внешней мембране уникального рецептора для распознавания Аг :

1) TCR (Т cell receptor) у Т-лимфоцитов;

2) BCR (В cell receptor) у В-лимфоцитов.

Маркеры (дифференцировочные антигены, или кластеры дифференцировки) ― специфические поверхностные белковые молекулы, присущие тем или иным субпополяциям ИКК.

Важнейшими маркерами являются СD-маркеры указывают на функциональные способности лимфоцитов и некоторых других клеток.

Алгоритм взаимодействия лимфоцитов с органами и тканями организма

TCR. Функции Т-лимфоцитов

Т-клеточный рецептор (TCR) является белковым гетеродимером, главная часть которого у одного типа рецептора представлена полипептидными цепями α и β, а у другого γ и δ - с молекулярными массами соответственно 27 и 32, 35 и 45 кД.

В составе цепей имеется по два домена (глобулы):

• прилежащие к поверхности мембраны, константные (С);

• выступающие кнаружи от нее ― вариабельные (V).

Константными доменами рецептор нековалентно связан с CD3, в состав которого входит пять полипептидных цепей γ, δ, ε, ζ, η, являющихся трансмембранными белками, передающими внутрь клетки сигналы о связывании антигена.

В отличие от антител Т-клеточные рецепторы имеют только один связывающий участок, который может узнавать и связывать фрагменты чужеродных белков. Такие фрагменты презентируются белками МНС, локализованным на поверхности клеток

Кроме комплексов TCR-CD3, число которых на мембране зрелых клеток может составлять 30-40 тыс. молекул, находятся молекулы-корецепторы CD4 и CD8. По их наличию выделяют две основные популяции Т-лимфоцитов:

•  СD4+-клетки, или Т-хелперы (помощники), распознающие комплексы антигенных пептидов на молекулах МНС II класса макрофагов, дендритных клеток и В-лимфоцитов;

•  СD8+-клетки, или Т-киллеры (убийцы), часто называемые цитотоксиче-скими лимфоцитами (ЦТЛ), которые распознают пептиды на молекулах МНС I класса всех ядерных клеток; Т-супрессоры.

Существует 2 категории: Тh1 и Тh2 (или Тх1 и Тх2). Функциональные различия Тh1 и Тh2:

•  Тh1:

1)  обеспечивают дифференцировку и пролиферацию Т-киллеров (секретируют интерлейкины 2 и 3, фактор некроза опухолей, γ-интерферон и др. цитокины);

2)  активируют Тh2;

3)  способствуют цитотоксической функции макрофагов;

4)  стимулируют иммунитет против вирусов и внутриклеточных бактерий.

•  Тh2:

1) вызывают пролиферацию и дифференциацию В-лимфоцитов в плазматические клетки (секретируют интерлейкины 4, 5 и 6 и вводят их в цитоплазму В-лимфоцитов);

2) тормозят функции Тh1;

3) усиливают иммунитет против обычных бактерий, их токсинов, образование IgЕ-антител.

Тh1 и Th2 дифференцируются из Тh0 (маркер СD4) под воздействием:

• микобактерий, вирусов гриппа, стрептокиназы, интерлейкин-12, контакта с В-лимфоцитами, которые направляют дифференциацию в сторону Тh1. Благоприятствует микроокружение лимфоузлов;

• интерлейкина-4 и аллергенов, контактов с дендритными клетками и макрофагами, которые направляют дифференцировку в сторону Th2. Благоприятствует микроокружение слизистых оболочек.

 Т-киллеры (от англ. to kill ― убивать), или цитотоксические лимфоциты (ЦТЛ), лизируют клетки-мишени, несущие чужеродные антигены или видоизмененные аутоантигены (например, клетки опухолей, трансплантантов, инфицированные вирусами).

Т-супрессоры (supressum ― подавлять) в отличие от эффекторных Т- и В-клеток функционируют как регуляторы нормального иммунного ответа. Под их контролем находится:

· Т-клеточный и тимусзависимый гуморальный ответы;

· поддержание иммунной толерантности к аутоантигенам.

Основной клеткой-мишенью Т-супрессоров считаются Т-хелперы.

Наивные Т-лимфоциты (Т₀) ― зрелые, но не стимулированные антигеном Т-лимфоциты.