Тема: Иммунная система. Ее функции. Центральные и периферические органы иммунной системы. Т и Б лимфоциты

  • Вид работы: Реферат
  • Предмет: Иммунология
  • Формат файла: MS Word

скачать реферат

Содержание

Введение

  1. Иммунная система
  2. Клетки иммунной системы
  3. Физиологическая регуляция.
  4. Нейроэндокринная регуляция иммунного ответа

Заключение

Литература

Введение

Среда обитания живых организмов весьма агрессивна. Задача нашей иммунной системы -- защитить нас от нападения различных от патогенной микрофлоры. Некоторые рубежи обороны -- чисто анатомические: например, кожа и слизистые оболочки образуют физический барьер, препятствующий вторжению. Если эти внешние границы нарушены, организм часто противопоставляет агрессии генерализованную воспалительную реакцию, при которой усиливается приток крови к пораженному участку. Кровь доставляет лейкоциты, которые, проникнув через стенку капилляров, захватывают внедрившегося агрессора. Такой реакцией объясняется краснота вокруг небольшого пореза.

Однако работа иммунной системы строится на иных принципах, а именно на вербовке специализированных молекулярных структур, действие которых направлено на специфичные мишени. К наиболее важным из этих структур относятся антитела -- Y-образные молекулы. На концах Y-молекул собраны молекулы аминокислот) различной формы. Каждая форма соответствует агрессору, или антигену, определенного вида. То, как антитела циркулируют в организме, определяется расположением аминокислот в «ножке» буквы Y -- некоторые из них, например, циркулируют в кровяном русле и крайне эффективно уничтожают бактерии и вирусы, тогда как другие связываются со специализированными клетками в коже и слизистой оболочке кишечника.

1. Иммунная система

Иммунная система организма (ИС) - совокупность лимфоидных органов и тканей, которые определяют контроль за антигенным постоянством внутренней среды организма.

Органы: красный костный мозг, тимус, селезенка, лимфоузлы и лимфатические образования кишечника и других органов.

Клетки: В- и Т- лимфоциты, моноциты, макрофаги, нейтро-, базо-, эозинофилы, тучные, эпителиальные клетки, фибробласты.

Биомолекулы: иммуноглобулины, моно- и цитокины, антигены, рецепторы и др.

Органы иммунной системы.

Органы иммунной системы разделяют на центральные и периферические.

К центральным относят:

- красный костный мозг (medulla ossea rubra).

Костный мозг -- важнейший орган кроветворной системы, осуществляющий гемопоэз, или кроветворение -- процесс создания новых клеток крови взамен погибающих и отмирающих. Он также является одним из органов иммунопоэза. Для иммунной системы человека костный мозг вместе с периферическими лимфоидными органами является функциональным аналогом так называемой фабрициевой сумки, имеющейся у птиц.

Костный мозг -- единственная ткань взрослого организма, в норме состоящая из незрелых, недифференцированных и низкодифференцированных клеток, так называемых стволовых клеток, близких по строению к эмбриональным клеткам. Все другие незрелые клетки, например незрелые клетки кожи, все же имеют большую степень дифференцировки и зрелости, чем клетки костного мозга, и имеют уже заданную специализацию.

Он состоит из фиброзной ткани стромы и собственно кроветворной ткани. В кроветворной ткани костного мозга выделяют три ростка, или три клеточных линии (англ. cell lines), три популяции клеток, являющиеся родоначальниками соответствующих клеток крови -- лейкоцитарный, эритроцитарный и тромбоцитарный ростки. Все эти клеточные ростки имеют общих предков -- так называемые плюрипотентные стволовые клетки-предшественники, которые при созревании и дифференцировке идут по одному из трех путей развития.

- вилочковая железа (thymus) - место созревания и дифференцировки Т- лимфоцитов, затем заселяющих периферические органы иммунитета; в тимусе происходит селекция Т- лимфоцитов, имеющих рецепторы к собственным тканям; чем более длительно функционирует тимус, тем дольше живет организм; наиболее развита железа в раннем возрасте, а ее инволюция начинается в зависимости от вида.

Одной из важных функций тимуса является уничтожение аутоагрессивных клонов иммунокомпетентных клеток, то есть таких клональных популяций клеток, которые распознают как чужеродные антигены естественные антигены самого организма и нападают на здоровые клетки организма. Этот отбор происходит в норме внутри тимуса на ранних стадиях созревания Т-клеток, но, помимо того, тимус также фильтрует протекающие через него кровь и лимфу и уничтожает аутоагрессивные лимфоциты. При нарушении этой функции тимуса возникают аутоиммунные заболевания.

Тимус производит также растворимые тимические (или тимусные) гормоны -- тимопоэтины, регулирующие процессы роста, созревания и дифференцировки Т-клеток и функциональную активность зрелых клеток иммунной системы.

К периферическим органам ИС относят:

-селезенку. Селезёнка -- самый крупный лимфоидный орган.

Селезёнка непосредственно связана с системой воротной вены (несущей обогащённую питательными веществами кровь от желудочно-кишечного тракта к печени) и большим кругом кровообращения.

Селезёнка представляет собой орган, который имеет сложное строение и принимает активное участие в иммунной защите организма и в клиренсе крови.

- лимфатические узлы

Лимфатический узел (лимфоузел) -- периферический орган лимфатической системы, выполняющий функцию биологического фильтра, через который протекает лимфа, поступающая от органов и частей тела.

Лимфатические узлы располагаются по ходу лимфатических сосудов, как правило, гроздьями до десяти штук, возле кровеносных сосудов, чаще -- возле крупных вен.

2. Клетки иммунной системы ( ИС)

Лимфоциты

Клетки иммунной системы, на которые возложены ключевые функции по осуществлению приобретённого иммунитета, относятся к лимфоцитам, которые являются подтипом лейкоцитов. Большая часть лимфоцитов отвечает за специфический приобретённый иммунитет, так как могут распознавать возбудителей инфекции внутри или вне клеток, в тканях или в крови.

Основными типами лимфоцитов являются B-клетки и T-клетки, которые происходят из плюрипотентных гемопоэтических стволовых клеток; у взрослого человека они образуются в костном мозге, а T-лимфоциты дополнительно проходят часть этапов дифференцировки в тимусе. B-клетки отвечают за гуморальное звено приобретённого иммунитета, то есть вырабатывают антитела, в то время как T-клетки представляют собой основу клеточного звена специфического иммунного ответа.

 Т - лимфоцит

Т - лимфоцит

На этапе развития лимфоциты проходят отбор: остаются только значимые с точки зрения защиты организма, а также те, которые не несут угрозы собственным тканям организма.[источник не указан 675 дней]Параллельно с этим процессом лимфоциты разделяются на группы, способные выполнять ту или иную функцию защиты. Существуют разные виды лимфоцитов. В частности, по морфологическим признакам их разделяют на малые лимфоциты и большие гранулярные лимфоциты (БГЛ). По структуре внешних рецепторов среди лимфоцитов выделяют, в частности, B-лимфоциты и T-лимфоциты.

Как B-, так и T-клетки несут на своей поверхности рецепторные молекулы, которые распознают специфические мишени. Рецепторы представляют из себя как бы «зеркальный отпечаток» определённой части чужеродной молекулы, способный присоединяться к ней образуя ряд химических связей. При этом одна клетка может содержать рецепторы только для одного вида антигенов.

Связь T-клеточного рецептора с молекулами главного комплекса гистосовместимости I и II класса, презентирующей антиген (указан красным)

 Т- лимфоциты - самая многочисленная (60%) популяция клеток ИС.

Дифференцировка Т-лимфоцитов начинается уже в период эмбрионального развития. В вилочковой железе создается особое микроокружение за счет тимического эпителия, влияющее на дифференцировку Т-лимфоцитов.

Предшественники Т-лимфоцитов заселяют вилочковую железу, пролиферируют там, превращаются в Т-лимфоциты, а затем мигрируют в тимусзависимые зоны периферические органы иммунной системы, где приобретают способность к специфической активации. Под влиянием стромальных элементов лимфоциты приобретают способность реагировать на стимулы микроокружения, т.е. на тимические факторы, и синтезировать специфические маркеры тимоцитов и Т-лимфоцитов.

T-клетки распознают чужеродные («не-свои») мишени, такие как патогенные микроорганизмы, только после того, как антигены (специфические молекулы чужеродного тела) будут обработаны и презентированы в сочетании с собственной («своей») биомолекулой, которая называется молекулой главного комплекса гистосовместимости (англ. main histocompatibility complex, MHC). Среди T-клеток различают ряд подтипов, в частности, Т-киллеры, Т-хелперы и Регуляторные Т-клетки.

T-киллеры распознают только антигены, которые объединены с молекулами главного комплекса гистосовместимости I класса, в то время как T-хелперы распознают только антигены, расположенные на поверхности клеток в сочетании с молекулами главного комплекса гистосовместимости II класса. Это различие в презентации антигена отражает разные роли указанных двух типов T-клеток. Другим, менее распространённым подтипом T-клеток, являются γδ T-клетки, которые распознают неизмененные антигены, не связанные с рецепторами главного комплекса гистосовместимости.

У T-лимфоцитов круг задач весьма широк. Часть из них — регуляция приобретённого иммунитета с помощью специальных белков (в частности, цитокинов), активация B-лимфоцитов для образования антител, а также регуляция активации фагоцитов для более эффективного разрушения микроорганизмов. Эту задачу выполняет группа T-хелперов. За разрушение собственных клеток организма путём выделения цитотоксичных факторов при непосредственном контакте отвечают T-киллеры, которые действуют специфически.

T-киллеры напрямую атакуют другие клетки, несущие на своей поверхности чужеродные или аномальные антигены.

Т-киллеры представляют собой подгруппу T-клеток, функцией которых является разрушение собственных клеток организма, инфицированных вирусами или другими патогенными внутриклеточными микроорганизмами, либо клетки, которые повреждены или неверно функционируют (например, опухолевые клетки). Как и B-клетки, каждая конкретная линия T-клеток распознает только один антиген. T-киллеры активируются при соединении своим T-клеточным рецептором (ТКР) со специфическим антигеном в комплексе с рецептором главного комплекса гистосовместимости I класса другой клетки. Распознавание этого комплекса рецептора гистосовместимости с антигеном осуществляется при участии расположенного на поверхности.

В отличие от T-клеток, B-клетки не нуждаются в обработке антигена и экспрессии его на поверхности клетки. Их рецепторы к антигену представляют собой фиксированные на поверхности B-клетки антителоподобные белки. Каждая прошедшая дифференцировку линия B-клеток экспрессирует уникальное только для неё антитело, и никакое другое. Таким образом, полный набор антигенных рецепторов всех B-клеток организма представляет все антитела, которые организм может вырабатывать. Функция B-лимфоцитов заключается прежде всего в выработке антител — гуморального субстрата специфического иммунитета —, действие которых направлено прежде всего против внеклеточно расположенных возбудителей.

Кроме того, существуют лимфоциты, неспецифически проявляющие цитотоксичность — естественные киллеры
-Цитотоксические Т-клетки или Т-киллеры. Они узнают антиген в комплексе с собственными МНС-молекулами класса I. Описаны также Т-киллеры, специфические к МНС-молекулам класса II. Они секретируют цитотоксические лимфокины.

-Контрсупрессорные Т-клетки. Они предотвращают инактивацию Т-хелперов и Т-индукторов супрессорными эффекторными Т-клетками. Об этих клетках известно немного: они специфичны по отношению к антигену и играют важную роль в развитию иммунологической памяти при активной супрессии.

В целом, сейчас выделяют уже более 10 типов Т-клеток, а в будущем предстоит обнаружить еще большее их разнообразие. Однако в любом случае следует помнить о том, что у различных классов Т-клеток антиген узнают разные рецепторные молекулы. Используя современные методы биохимического, серологического и молекулярно-генетического анализа клонированных популяций Т-клеток, можно выявить различия между этими рецепторными молекулами.

Периферические Т-клетки подразделяются на различные субпопуляции, значительный прогресс изучения которых произошел с помощью техники моноклональных антител.

-Т-хелперы (помощники, индукторы) - запрограммированы индуцировать размножение и (или) дифференцировку клеток других типов. Например, они индуцируют секрецию антител В-лимфоцитами и стимулируют моноциты, тучные клетки и предшественники Т-киллеров к участию в клеточных иммунных реакциях. Т-хелперы активируют эффекторные, а Т-индукторы - регуляторные клетки, хотя различие между ними оказывается искусственным. Эта субпопуляция активируется антигенами, ассоциируемыми с продуктами генов МНС класса II - молекулами класса II, представленными преимущественно на поверхности В-клеток и макрофагов.

Существует как минимум три класса Т-хелперов:

  1. Т-хелперы, узнающие МНС. Они обладают специфичностью к антигену, презентированному в комплексе со своими молекулами МНС класса II. Эти клетки пролиферируют в ответ на комплекс "антиген+молекулы МНС класса II", а также индуцируют пролиферацию В-клеток, связавших данный антиген и имеющих на своей поверхности молекулы МНС II класса, а также дифференцировку этих В-клеток до антителообразующих клеток;
  2. Т-хелперы, узнающие иммуноглобулины. Некоторые Т-хелперы обладают специфичностью как к антигенам, так и к собственным идиотипическим детерминантам. Они активируют В-клетки, имеющие такие же идиотипические детерминанты. Эти же Т-клетки узнают собственные идиотипы в комплексе со своими молекулами МНС класса II и, возможно, могут активировать В-клетки в отсутствие антигена и других Т-клеток. Физиологическая роль этих клеток точно неизвестна;
  3. Т-хелперы, секретирующие лимфокины. Часть Т-клеток осуществляет свою "хелперную" функцию через освобождение "дальнодействующих" факторов - ИЛ-2 и фактора, замещающего Т-клетки. Эти факторы называются лимфокинами. Они активируют или способствуют активации других Т- или В-клеток, узнавая антиген в комплексе с собственными белками МНС класса II. Эти же клетки могут индуцировать реакции гиперчувствительности замедленного типа.

-Т-индукторы супрессии - Т-клетки, индуцирующие превращение других Т-клеток в Т-супрессоры.

-Супрессорные Т-клетки. Клетки генетически запрограммированные для супрессорной активности, отвечают преимущественно на продукты генов МНС класса I. В настоящее время описано большое количество супрессорных Т-клеток, имеющих отличительные особенности:

-Супрессорные эффекторные Т-клетки связывают антиген и секретируют факторы, инактивирующие Т-хелперы.

-Т-супрессоры, узнающие молекулы (продукту) МНС класса II и предотвращающие пролиферацию клеток в ответ на антиген или супрессирующий секрецию антител антигенсвязывающими В-клетками;

- Т-супрессоры, узнающие идиотип и связывающиеся с ним и тем самым супрессирующие секрецию антител В-клетками, несущие соответствующие антигенные детерминанты.

- В-лимфоциты.

В крови на долю В-лимфоцитов приходится примерно 15%.

Термин "В-клетки" образован по первой букве английского названия органов, в которых формируются (созревают) эти клетки - сумка Фабрициуса (bursa of Fabricius) у птиц и костный мозг (bone marrow) у человека и др. млекопитающих.

В-клетки, как и все другие клетки крови, образуются из полипотентных кроветворных клеток (клетку называют стволовой, если в процессе ее деления одна клетка дифференцируется, а другая остается источником образования последующих поколений дифференцированных клеток).

Образование В-клеток начинается в эмбриональной печени, а затем перемещается в костный мозг - важнейший кроветворный орган, где развиваются различные клоны В-клеток. В дифференцировке В-клеток, полностью протекающей в костном мозге, выделяют две фазы: антигензависимую и антигеннезависимую.

Субпопуляции В-клеток. В-клетки памяти - это долгоживущие малые В-лимфоциты, произошедшие из зрелых В-клеток в результате стимуляции антигеном при участии Т-лимфоцитов. При повторной стимуляции антигеном эти клетки активируются гораздо легче, чем исходные В-клетки.

Они обеспечивают (при участии Т-клеток) быстрый синтез большого количества антител при повторном проникновении антигена в организм.

-Плазматические клетки - последний этап дифференцировки В-клеток, без поверхностных иммуноглобулинов, продуцирующие антитела. Они характеризуются эксцентрично расположенным ядром, хорошо развитым комплексом Гольджи и эндоплазматическим ретикулумом. Зрелые плазматические клетки способны синтезировать несколько тысяч иммуноглобулинов в секунду, но продолжительность жизни этих клеток составляет в среднем 2-3 дня.

Итак, основная функция В-клеток заключается в том, чтобы в ответ на антиген размножаться и дифференцироваться в плазматические клетки, продуцирующие антитела.

3. Физиологическая регуляция.

Супрессия Т- клетками.

Развитие Т- супрессоров стимулируется пролиферирующими Т- хелперами, которые одновременно и тормозятся (пример отрицательной обратной связи). Т - супрессоры образуются преимущественно в образованиях, бедных макрофагами, например в Пееровских бляшках кишечника, при поступлении антигена per os. T- супрессоры делятся на:

- Т- супрессоры 1 - подавляют тимус- зависимую продукцию антител;

- Т- супрессоры 2 - подавляют продукцию антител на специфические антигены.

Положение о прямом воздействии Т- супрессоров на В- лимфоциты спорно, главный эффект Т- супрессоров заключается в подавлении активности Т- хелперов.

Супрессия антителами

Иммуноглобулины G могут избирательно подавлять продукцию антител. Такое ингибирование наблюдается у плода и новорожденного материнскими антителами и используется при назначении беременным анти-Rh G для предотвращения резус-конфликта. Антитела также образуются к идиотипическим детерминантам некоторых антиген- связывающих участков (Fab) молекул иммуноглобулинов - это т.н. антиидиотипические антитела. Этот феномен возможен потому, что вариабельная область каждой молекулы иммуноглобулина уникальна для антитела, синтезируемого отдельно взятым клоном клеток. Этот ряд может быть очень длинным, то есть антиидиотипические антитела могут сами иметь идиотипы, которые, в свою очередь, будут распознаваться другими антиидиотипическими антителами, и т.д.. Антиидиотипические антитела могут подавлять продукцию их идиотипических антител, блокируя рецепторы на В- и Т- лимфоцитах. Подобные антиидиотипические антитела используются в лечении В- клеточных лимфом и некоторых аутоиммунных болезней (идиопатическая тромбоцитопеническая пурпура, миастения gravis) с целью подавления клеток с идиотип - специфическими маркерами на их поверхности, продуцирующих аутоантитела.

4. Нейроэндокринная регуляция иммунного ответа

Иммунный ответ организма - процесс высоко специфический, однако его интенсивность неспецифически регулируется нейрогуморальным способом. На современном этапе исследований нейрогуморальной регуляции происходит анализ ее механизмов, изучаются возможные мишени нейрогуморальных воздействий,нервные и гуморальные компоненты их передачи, причем в последние годы арсенал гуморальных факторов, участвующих в реализации связи между нервной и иммунной системами существенно увеличился, что обусловлено обнаружением роли в этом процессе регуляторных пептидов.

В целостном организме работа иммунной системы коррегируется мозгом. К структурам мозга, модулирующим интенсивность иммунного ответа относят такие зоны, как заднее гипоталамическое поле, переднее гипоталамическое поле, гиппокамп, ретикулярная формация среднего мозга, ядра шва, миндалины.

Вегетативная нервная система, ее симпатический и парасимпатический отделы, может участвовать в реализации центрально обусловленных изменений интенсивности иммунных реакций. Эта передача, по-видимому, может осуществляться через нейромедиаторы, которые воспринимаются рецепторами, расположенными на лимфоидных клетках, и через систему вторичных передатчиков - циклических нуклеотидов - изменяют метаболизм и функциональную активность лимфоцитов. Центральная модуляция функций иммунной системы может осуществляться, разумеется, и через эндокринную систему, т.е. посредством центрально обусловленных изменений уровня различных гормонов в крови.

Гормональные, нервные и нервнопептидные пути относят к основным способам передачи модулирующих сигналов от головного мозга к иммунной системе. Нервная и гуморальная регуляция осуществляется с помощью нейромедиаторов, нейропептидов и гормонов. Каковы же их пути воздействия на иммунные клетки? Известно, что как строма, так и паренхима лимфоидных органов снабжена нервами симпатической и парасимпатической системы. Нейромедиаторы и нейропептиды достигают органов иммунной системы с помощью аксоплазматического транспорта, т.е. по аксонам симпатических и парасимпатических нервов. Гормоны же выделяются эндокринными железами непосредственно в кровь и доставляются к органам иммунной системы.

Действие гормонов, нейромедиаторов и пептидов непосредственно на клетки происходит при их связывании с рецепторами клетки на мембране, в цитоплазме или ядре. Существуют две основные клеточные регуляторные системы. Одна из них контролируется стероиднымии тиреоидными гормонами. Свободные молекулы этих гормонов диффундируют в клетки и связываются с цитоплазматическими рецепторами. Затем гормонорецепторный комплекс связывается с определенными участками хроматина и влияет на синтез мРНК и определенных белков.

В отличие от преимущественно ядерных эффектов стероидных гормонов, пептидные гормоны и нейромедиаторы взаимодействуют с рецепторами, расположенными на мембране и регулирующими ферментативные системы мембраны и цитоплазмы. Это ведет к изменению мембраной проницаемости для ионов кальция. Они поступают внутрь, образуют комплекс с белком кальмодулином и активируют АЦ (аденилатциклазу) и ГЦ (гуанилатциклазу). Это одни из важнейших мембранных ферментов, катализиру ющих образование цАМФ (аденозинмонофосфата) и цГМФ (гуанозинмомнофосфата), которые, в свою очередь, запускают цепь ферментативных ре акций, влияющих на функциональную активность клетки. Активацию системы цАМФ связывают с подавлением функций лимфоидных клеток, а активацию системы цГМФ со стимуляцией их функций.

Заключение

В настоящее время ведется поиск средств и способов избирательного воздействия на отдельные субпопуляции клеток иммунной системы. Изыскание средств направленного воздействия на главные регуляторные клетки, на Т-хелперыи Т-супрессоры с нахождением путей их избирательной активации или подавлением даст возможность клинической медицине целенаправленно регулировать иммунные процессы, так как эти два типа клеток определяют активность развития всех вариантов иммунитета. Основная задача иммунокоррекции - найти способы активации супрессии не иммунной системы в целом, а отдельных ее звеньев.

Литература

  1. otherreferats.allbest.ru›Медицина›00030570_0.html
  2. http://www.braintools.ru/nervous-system/immune-system
  3. А. Ройт, Дж. Брюсстофф, Д. Мейл. Иммунология- М.: Мир, 2000 — ISBN 5-03-003362-9
  4. Иммунология(в 3 т.) / Под. ред. У. Пола.- М.:Мир, 1988
  5. www.meduslugi.kz
  6. http://схемо.рф/shemy/biologija/brin-v-b-fiziologija-cheloveka-v-shemah-i-tablicah-1999-g/1929.html
  7. Воронин Е.С., Петров А.М., Серых М.М. Иммунология М: Колос-Пресс 2002;

Электронный адрес для связи artem@vseobiology.ru

© 2015-2017 https://vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую

^ Наверх