Органы иммунной системы подразделяют на центральные и перифери­ческие. Связь между ними обеспечивается нервной, эндокринной, крове­носной и лимфатической системами. Важной особенностью иммунной сис­темы является непрерывная циркуляция лимфоцитов между центральными и периферическими органами.

К центральным органам иммунной системы относятся красный костный мозг и тимус, а у птиц, кроме того, Фабрициева сумка (бурса). В централь­ных органах происходит первая фаза дифференцировки лимфоцитов, неза­висимая от присутствия антигенов. Как красный костный мозг, так и тимус окружены гистогематическими барьерами, препятствующими проникнове­нию в их ткань антигенов, как и многих других активных веществ. Здесь образуются достаточно зрелые лимфоциты, имеющие ряд рецепторов и маркеров на мембране, но еще физиологически неактивные, неспособные выполнять свои специфические функции.

В красном костном мозге из полипотентных стволовых клеток начина­ют развиваться все форменные элементы крови. Эритроциты, моноциты, гранулоциты и тромбоциты выходят из красного костного мозга полностью созревшие и, попав в кровоток, сразу способны выполнять свои функции. Лимфоциты дифференцируются на предшественников Т и В-клеток, они еще незрелые и морфологически неотличимые, но снабжены соответст­вующими маркерами.

Будущие, или пре-Т-лимфоциты выходят из красного костного мозга и через кровь попадают в тимус - вилочковую железу. Здесь они заселяют корковую зону, где активно размножаются и созревают, обучаются распо­знавать свои клетки, приобретают различные рецепторы и маркеры на мембранах. В этих процессах участвуют гормоны тимуса. Постепенно зре­лые Т-лимфоциты переходят в мозговую зону тимуса, а оттуда - в крове­носные сосуды. Т-лимфоциты, не обладающие свойством распознавать свои и чужие клетки, подлежат уничтожению до выхода их из тимуса в кровоток. Поэтому около 95% Т-лимфоцитов погибают в тимусе, и только малая их часть попадает в кровоток.

Характерной особенностью тимуса является его возрастная инволюция. Уже после подсосного периода тимус начинает уменьшаться в размерах, особенно значительная атрофия наступает в период полового созревания.

Хотя полностью, по-видимому, тимус не исчезает, его значение теряется. К этому времени в организме накапливается уже достаточное количество долгоживущих клеток памяти, а регуляторные и эффекторные Т-лимфоциты пролиферируют (размножаются) в периферических иммунных органах. Кроме того, с возрастом увеличивается количество естественных киллеров, в своих функциях независимых от тимуса.

Пре-В-лимфоциты у птиц после выхода из красного костного мозга за­селяют фабрициеву сумку, где превращаются в В-лимфоциты. У млекопи­тающих В-лимфоциты все стадии антигеннезависимой дифференцировки проходят в красном костном мозге. Отсюда они выходят в кровоток, имея на поверхности антитела класса lgМ, и заселяют периферические иммун­ные органы.

Периферическими органами иммунной системы являются селезенка, лимфатические узлы, лимфатические фолликулы, кожа. Здесь происходит антигензависимая дифференцировка В-лимфоцитов, то есть их активация и пролиферация в результате встречи с антигенами.

Лимфатические узлы. В корковой части лимфатических узлов находятся первичные фолликулы, содержащие центры размножения лимфоцитов и ретикулярных клеток. Корковый слой лимфатических узлов называется тимуснезависимым, так как активация и пролиферация В-лимфоцитов при введении антигена происходит здесь без участия Т-лимфоцитов.

Ниже кортикального (коркового) слоя расположен паракортикальный слой, или глубокая кора. Это - тимусзависимая зона, она атрофируется по­сле удаления тимуса и значительно увеличивается в размере во время им­мунного ответа по клеточному типу, то есть с участием Т-лимфоцитов.

В мозговой зоне лимфоузлов в процессе иммунного ответа накаплива­ются плазматические клетки.

Селезенка. Лимфоидная ткань селезенки участвует преимущественно в иммунных реакциях гуморального типа. В ней происходит обмен лимфо­цитами между кровью и лимфоидной тканью, а во время иммунного ответа накапливаются плазматические клетки. Поскольку в селезенке нет лимфа­тической системы, циркуляция лимфоцитов осуществляется только через кровеносные сосуды и красную пульпу.

Селезенка осуществляет контроль за цитологическим составом крови, в ней разрушаются и удаляются из крови, утратившие функциональную ак­тивность эритроциты и лейкоциты («кладбище эритроцитов»).

Лимфоидная ткань, расположенная вдоль пищеварительного тракта, дыхательных и мочеполовых путей по своим функциям сходна с лимфати­ческими узлами и селезенкой.

Кожа не является лимфоидным органом, но в коже имеется много лим­фоидной ткани, скопления лимфоцитов, клетки Лангерганса и дендритные (ретикулярные) клетки. Указанные структуры обеспечивают защиту орга­низма от патогенных микробов, проникших через кожный барьер, опухо­лей, кожного трансплантата.

При внутрикожном введении антигена вначале развивается местная им­мунная реакция. Такую местную иммунизацию в медицине и ветеринарии применяют для диагностики ряда болезней - например, туберкулеза, а сама процедура называется туберкулинизацией. Если животное не заражено ту­беркулезом, в крови его отсутствуют специфические антитела и реакция на туберкулин не дает клинических признаков (отрицательная проба). Если животное больное и в крови имеется высокий уровень антител, появляется ограниченный отек кожи, покраснение, местное повышение температуры и болезненность, а иногда развивается и общая реакция организма (положи­тельная проба).

Миграция (рециркуляция) лимфоцитов. В организме происходит посто­янная рециркуляция лимфоцитов между центральными и периферическими органами. Из костного мозга пре-Т-лимфоциты переходят по кровеносным сосудам в тимус, затем мигрируют в лимфатические узлы и селезенку, где заселяют тимусзависимые зоны. Оттуда они поступают в кровь или лимфу. В области капилляров и венул Т-лимфоциты проходят по межкле­точным щелям через эпителиальный барьер, проникают в ткани, а затем в лимфатические капилляры, и с током периферической лимфы заносятся в лимфатические узлы. Выйдя из лимфоузлов, лимфоциты через грудной лимфатический проток снова оказываются в крови.

Пре-В-лимфоциты из красного костного мозга через кровеносную сис­тему переходят в селезенку, групповые лимфатические фолликулы и лим­фатические узлы, где заселяют тимуснезависимые зоны. Эти клетки мигри­руют значительно в меньшей степени, чем Т-лимфоциты, но при анти­генной стимуляции их подвижность усиливается в тысячи раз.

Выйдя в кровоток, часть В-лимфоцитов мигрирует в красный костный мозг, где участвует в дифференцировке стволовых клеток и отбору тех клонов, которые будут синтезировать специфические антитела.

Миграция лимфоцитов по кровеносным и лимфатическим сосудам по­зволяет осуществлять иммунный надзор над всеми регионами организма, его органами и тканями, создает возможность генерализации иммунного ответа и обеспечивает функционирование иммунной системы как единого целого.

Процессы дифференцировки стволовых клеток и миграции лимфоцитов контролируются не только интерлейкинами, но и гипофиз-адреналовой системой. АКТГ гипофиза и кортикостероиды надпочечников угнетают миграцию стволовых клеток из красного костного мозга, гидрокортизон также угнетает миграцию Т-лимфоцитов из тимуса и В-лимфоцитов из лимфатических узлов. Уменьшение функции коры надпочечников приво­дит к резкому усилению выброса стволовых клеток из красного костного мозга.

Клеточные и гуморальные механизмы иммунного ответа

Т к реагируют на клеточные рецепторы главного комплекса гистосовместимости, измененные мутацией, химическими веществами, старением или присоединением к ним антигена. Получив помощь от Т h , активированные Т-лимфоциты превращаются в клетки-убийцы.

Способов уничтожения мишеней у Т к много, они весьма изощренные. В одних случаях необходимо межклеточное взаимодействие: Т-киллер сближается с клеткой-мишенью, межклеточные щели сужаются, в это про­странство Т к выделяет лизины, проделывающие в мембране отверстия. Через бреши в мембране в клетку поступает вода и клетка разрушается.

В других случаях Т-лимфоцит выпускает отростки, образующие высо­копроницаемые контакты с мембраной измененной клетки - «поцелуй смерти». Через них в жертву вводятся лимфотоксины - вещества, повреж­дающие внутриклеточные компоненты клетки: монооксид азота, активный кислород, перекись водорода, свободные галогены, различные ферменты. Еще один способ уничтожения чужой клетки - введение в нее веществ, включающих апоптоз - запрограммированную в геноме клетки программу гибели.

После такой атаки Т к не погибает, он может поразить несколько клеток.

Активированные Т h секретируют ряд интерлейкинов, активирующих В-лимфоциты и вызывающих пролиферацию клонов активированных В-лимфоцитов. Кроме того, лимфокины стимулируют секрецию В-лимфоцитами сначала lgМ, а затем переключение синтеза на lgG.

Активированные Тh и В-лимфоциты «сшиваются» посредством анти­генных мостиков: антигенная детерминанта на мембране Т), полученная от А-презентирующей клетки + иммуноглобулин на мембране В-лимфоцита. Это облегчает передачу гуморального сигнала (ИЛ-2) от Т h - В-лимфоциту.

Активированные В-лимфоциты в лимфатических узлах образуют вто­ричные фолликулы. Здесь усиливается внутриклеточный обмен веществ, наступает гиперемия, лимфоузел увеличивается в размере, повышается его температура, возможна болезненность при пальпации. Отобранные клоны В-лимфоцитов размножаются и превращаются в плазматические клетки, а часть - в долгоживущие В-клетки памяти.

Если неактивированный В-лимфоцит синтезирует за час до 500 молекул иммуноглобулинов, причем только класса М, то одна плазматическая клетка образует за такое же время более 10 миллионов молекул иммуног­лобулинов, причем различных классов, больше всего - lgС. Уникальной особенностью антителогенеза является выработка именного того единст­венного типа иммуноглобулина, одного из многих миллионов вариантов, который может образовать комплекс с данным антигеном.

Поскольку чужеродные клетки (например, бактериальные) несут на сво­ей поверхности не одну, а множество антигенных детерминант, то в им­мунный ответ вовлекаются многие клоны лимфоцитов и синтезируется не один вариант иммуноглобулина, а столько, сколько имелось антигенов.

Активированные Т s угнетают превращение В-лимфоцитов в плазмати­ческие клетки, снижают синтез ими антител. В результате иммунный ответ прекращается или снижается его интенсивность, тем самым регулируется продолжительность и сила иммунной реактивности.

Синтезированные в результате гуморального иммунного ответа антите­ла (иммуноглобулины) образуют комплексы с антигенами, из называют иммунными комплексами. Дальнейшая судьба иммунных комплексов раз­лична, она зависит от вида антител, размера и количества. Иммунные ком­плексы могут присоединять к себе компоненты комплемента и растворять­ся, могут выпадать в осадок (преципитация), они могут быть захвачены фагоцитами, и подвергнуться полному уничтожению. В любом случае ан­тиген в комплексе с антителом должен быть уничтожен и элиминирован (выведен) из организма.

Здоровье человека 24 часа в сутки находится под охраной. Море болезнетворных микробов сталкивается с нами круглосуточно: на улице, в транспорте, на учебе или работе, в магазинах и даже дома. Без надежной защиты этот мир не дал бы человеку шанса на существование. Поддержка приходит со стороны иммунитета, который каждую минуту несет верную службу, регулируя постоянство внутренней среды и не давая нежеланным элементам прорваться сквозь барьеры.

Понятие о структуре защитной системы

Иммунитет не просто свойство организма. Эта оборонительная функция не появляется сама собой из ниоткуда. Служит проявлением целой совокупности органов и тканей, которые способны вырабатывать клетки, осуществляющие основные защитные функции, под названием иммунной системы. Это высокоорганизованная сеть, все звенья которой находятся под строгим контролем и выполняют свою функциональную обязанность, словно пчелки в улье.

И хотя органы защитного фона не расположены вместе одним комплексом, а сосредоточены по всему телу, система от этого не становится слабее. К иммунной относятся лишь те структуры, которые способны принести пользу защитному статусу. Каждая из тканей оборонной системы работает взаимосвязанно и влияет друг на друга, стимулируя и подавляя при потребности. Они направлены на получение комплексной защиты организма от различных заболеваний, а также на истребление уже попавших в тело чужеродных частиц.

Четкое выделение двух классов дает возможность ответить на вопрос «Какой орган отвечает за иммунитет?» Центральные заняты формированием и созреванием иммуноцитов – клеток защиты. К ним относятся:

• Костный мозг.
• Вилочковая железа или тимус.

В периферических содержатся уже зрелые лимфоциты. Тут происходит лишь их дифференцировка, а также производство антител. Периферические органы иммунной системы это:

• Селезенка.
• Лимфатические узлы.
• Свободно расположенная группа лимфоидной ткани под слизистой поверхностью пищеварительного тракта, дыхательной и мочеполовой систем в виде лимфатических узлов и пейеровых бляшек.
• Аппендикс.

Центральные иммунные звенья

Этим названием объединены те органы, которые обеспечивают образование клеток невосприимчивости. Это самая первая и важная функция на пути формирования оборонительного ответа. Поэтому структуры, обеспечивающие такую роль, и носят название центральных или первичных органов иммунной системы, и располагаются соответственно:

• Красный костный мозг вносит важную лепту в создание фонда «органы кроветворения и иммунной системы». Это образование в виде мягкой губчатой ткани располагается внутри плоской трубчатой кости. Начало его развития наблюдается на 12 неделе в утробе матери. Центральная задача органа - производство клеток, составляющих кровь (лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов). Интересным является факт того, что в детском организме куда больше красного костного мозга, чем у взрослого человека. Все кости ребенка богаты им, тогда как вышедшие из детского возраста могут похвалиться его нахождением лишь в костях черепа, грудины, ребер и малого таза. Костный мозг в среднем весит около 3 кг и является происхождением всех защитных сил, то есть единого предшественника – стволовых клеток. Он закладывает начало В-лимфоцитам – главному звену гуморального ответа, и их дифференцировке.
• Тимус – это дольковый орган, каждая его доля состоит из коркового и мозгового слоя. Его активность начинает проявляться уже у шестинедельного зародыша. И к моменту рождения составляет около 15 г, а к началу созревания около 40 г. Тимус словно преемник костного мозга, подхватывает образованные с его помощью иммунные клеточки и оттачивает их. 24 часа нужно тимусу, чтобы сформировать 300–500 млн лимфоцитарных клеток. Биологически активные вещества, гормональной или цитокиновой природы, стимулируют процессы защиты, которые включают дальнейшее развитие иммунных клеток. Вилочковая железа служит местом созревания Т-лимфоцитов и располагается за областью грудины.
  Помимо своих основных функций, она обеспечивает выработку гормонов, которые влияют на образование иммуноцитов. В зависимости от возраста человека, тимус изменяет свой размер и активность. Взрослые имеют меньшую и не настолько значимую железу, нежели дети. У них запускается программа инволюции, то есть обратного развития тимуса. Ежегодно его активность падает примерно на 3%, что сопряжено с уменьшением выделения лимфоцитов группы Т, что ведет к понижению иммунитета в старческом возрасте и влияет на продолжительность жизни. У людей, страдающих заболеваниями тимуса, наблюдают иммунологическую недостаточность в виде низкого уровня защитного ответа. В вилочковой железе иммуноциты созревают около 4–6 дней, после чего частично готовые лимфоциты идут на следующий этап конвейера – вторичные структуры иммунной системы.

К центральному органу относят также и сумку Фабрициуса, которая является образованием, содержащим лимфоидную ткань. Однако у людей не встречается, а существует лишь у птиц.

Периферические иммунные звенья

Конвейер защитной системы беспрерывно движется. Со станции центральных клетки поступают в следующую инстанцию – периферическим органам. Там происходят окончательные изменения, они достигают пика развития и становятся готовы исполнять свой долг по защите от болезнетворных агентов. К периферическим органам иммунной системы относятся такие вторичные образования, как:

• Селезенка, которую в медицинском обиходе часто называют кладбищем эритроцитов. Помимо своей иммунологической роли, этот орган служит пунктом кровяного депо, дополнительного хранилища крови и местом утилизации непригодных старых эритроцитов. То есть помимо осуществления защитной роли, она является еще и органом гемопоэза. В иммунном назначении селезенке отведена функция хранения лимфоцитарных клеток, образования антител, активации макрофагов и поддержки гуморального иммунитета.
• Лимфоузел – это биологический фильтр, который внешне напоминает горошину, содержащую лимфоциты. Человеческий организм насчитывает до 1 тыс. таких в своем теле. В норме лимфоузлы обычно не видны внешне и недоступны при прощупывании, их увеличение говорит об идущем воспалении. Узлы составляют вереницу иммунной ткани, расположенную по ходу лимфатического и кровеносного русла. Их задачей является удаление из биологических жидкостей, таких как лимфа и кровь, чужеродных частиц. Помимо прочего, узлы – это еще одно место образования антител и иммуноцитов.
• Миндалины относятся к самым распространенным органам, склонным к воспалению в детстве. Это не что иное, как маленькое скопление лимфоидной ткани. Имеет овальную форму и располагается в глотке. Миндалины направлены на защиту верхней части дыхательных путей.
• Пейеровы бляшки представляют собой еще один островок лимфоидной ткани. Расположены эти иммунные образования в полости кишечника. Задачей таких бляшек является созревание лимфоцитов для возможности осуществления полноценного оборонительного ответа.
• Аппендикс также относится к разряду вторичных органов иммунного фона. И хотя длительное время считалось, что аппендикс не что иное, как рудиментарный врожденный отросток прошлого, что он не нужен для жизнедеятельности человека, неоспоримым является факт его иммунологической роли. Этот червеобразный орган состоит из немалого количества лимфоидной ткани. Доказано его значение в образовании лимфоцитарных клеток и их хранении.
• Лимфа – маленький член периферической семьи органов иммунитета. Эта жидкость, не имеющая цвета, содержит большое белых кровяных клеток.

Каждый из органов несет свою роль и его удаление так или иначе оказывает влияние на последующую жизнедеятельность человека.

Важные клетки иммунитета

Перечисленные структуры и образования служат для осуществления защитной функции организма. Частями охраняющей системы в итоге являются лишь те, которые способны на образование и поддержание иммунных клеток – главных борцов на линии обороны с микробами. Важнейшими иммуноцитами являются лейкоцитарные и лимфоцитарные клетки:

• Лейкоциты или белые кровяные тельца играют основную роль в схватке с чужеродными веществами. Они подразделяются на большую роту солдат – фагоцитов, базофилов, эозинофилов. Каждая из указанных клеток направлена на определение вредоносных веществ при нарушении биологических барьеров, способна уничтожать враждебные элементы, заглатывая и переваривая их. Такой процесс называется фагоцитозом. В других случаях лейкоциты способны прибегать к выделению особого вещества, угнетающего микроорганизмы.
• Лимфоциты группы В и Т считаются, пожалуй, самыми ярыми борцами с инфекцией. Эти иммунноциты особо обучены и способны выделять антитела – белковые вещества, направленные на борьбу с нежелательными соединениями. Помимо прочего, эти клетки регулируют работу всей иммунной системы и запоминают своих врагов в лицо, с целью больше не пускать непрошенного гостя.

Каждая клеточка вносит свою пользу в создание иммунитета. Словно кирпичики, они складываются и образовывают мощную стену для обороны от окружающих опасностей человеческий организм. Где бы ни были расположены клетки иммунитета и его системы, какие особенности в строении ни имели, все они преследуют одну цель – оберегать человека от чужеродных веществ.

Видео

Микробиология: конспект лекций Ткаченко Ксения Викторовна

1. Центральные и периферические органы иммунной системы

Иммунная системы человека обеспечивает специфическую защиту организма от генетически чужеродных молекул и клеток, в том числе инфекционных агентов – бактерий, вирусов, грибов, простейших.

Лимфоидные клетки созревают и функционируют в определенных органах.

Органы иммунной системы делят на:

1) первичные (центральные); вилочковая железа, костный мозг являются местами дифференцировки популяций лимфоцитов;

2) вторичные (периферические); селезенка, лимфатические узлы, миндалины, ассоциированная с кишечником и бронхами лимфоидная ткань заселяются В– и Т-лимфоцитами из центральных органов иммунной системы; после контакта с антигеном в этих органах лимфоциты включаются в рециркуляцию.

Вилочковая железа (тимус) играет ведущую роль в регуляции популяции Т-лимфоцитов. Тимус поставляет лимфоциты, в которых для роста и развития лимфоидных органов и клеточных популяций в различных тканях нуждается эмбрион.

Дифференцируясь, лимфоциты благодаря освобождению гуморальных веществ получают антигенные маркеры.

Корковый слой густо заполнен лимфоцитами, на которые воздействуют тимические факторы. В мозговом слое находятся зрелые Т-лимфоциты, покидающие вилочковую железу и включающиеся в циркуляцию в качестве Т-хелперов, Т-киллеров, Т-супрессоров.

Костный мозг поставляет клетки-предшественники для различных популяций лимфоцитов и макрофагов, в нем протекают специфические иммунные реакции. Он служит основным источником сывороточных иммуноглобулинов.

Селезенка заселяется лимфоцитами в позднем эмбриональном периоде после рождения. В белой пульпе имеются тимусзависимые и тимуснезависимые зоны, которые заселяются Т– и В-лимфоцитами. Попадающие в организм антигены индуцируют образование лимфобластов в тимусзависимой зоне селезенки, а в тимуснезависимой зоне отмечаются пролиферация лимфоцитов и образование плазматических клеток.

Лимфоциты поступают в лимфатические узлы по афферентным лимфатическим сосудам. Перемещение лимфоцитов между тканями, кровеносным руслом и лимфоузлами позволяет антиген-чувствительным клеткам обнаруживать антиген и скапливаться в тех местах, где происходит иммунная реакция, а распространение по организму клеток памяти и их потомков позволяет лимфоидной системе организовать генерализованный иммунный ответ.

Лимфатические фолликулы пищеварительного тракта и дыхательной системы служат главными входными воротами для антигенов. В этих органах наблюдается тесная связь между лимфоидными клетками и эндотелием, как и в центральных органах иммунной системы.