Медицина и здоровье

Развитие иммунной системы

Филогенез

- лимфоидные клетки, способные к распознаванию антигена, появляются только у низших хордовых; у высших позвоночных и человека в защите организма участвуют клеточное и гуморальное звенья иммунной системы, факторы неспецифической защиты.

Онтогенез

- лимфоциты на ранних этапах кроветворения образуются в желточном мешке, с 4-5-й недели внутриутробного развития – в печени, позже – в костном мозге;

- В-лимфоциты: проходят антигеннезависимую дифференцировку в костном мозге, где на их поверхности появляются IgM, затем они покидают костный мозг и переходят в периферические органы иммунной системы, контакт с антигеном стимулирует антигензависимую дифференцировку В-лимфоцитов в плазматические клетки, способные к выработке антител;

- плазматические клетки: секретируют иммуноглобулины, у новорожденного антитела представлены материнскими IgJ, уровни IgM и IgА незначительны, через 9 месяцев материнские IgJ исчезают, начинают вырабатываться собственные иммуноглобулины всех основных классов;

- Т-лимфоциты: на 6-8-й неделе внутриутробного развития заселяют тимус, где происходят рост, антигеннезависимая дифференцировка и гибель Т-лимфоцитов, направленных против собственных антигенов, активность этих процессов возрастает, максимальной становится в период полового созревания;

- фагоциты: вначале образуются в желточном мешке, на 4-5-м месяце внутриутробного развития появляются моноциты в селезенке и лимфоузлах, их количество постепенно возрастает, у новорожденных отмечается способность нейтрофилов и моноцитов к фагоцитозу;

- комплемент: начало синтеза совпадает по времени с началом синтеза иммуноглобулинов, концентрация в крови новорожденных невелика.

Механизмы иммунитета:

Клеточное звено

- клеточное звено иммунного ответа обеспечивает реакции:

- аллергические замедленного типа;

- защита против внутриклеточных паразитов;

- противовирусный и противогрибковый иммунитет;

- отторжение трансплантата;

- противоопухолевый иммунитет;

- опосредовано цитотоксическими Т-лимфоцитами, Т-хелперами, В-лимфо-цитами;

- цитотоксические Т-лимфоциты непосредственно контактируют с чужеродными клетками и разрушают их;

- Т-хелперы вырабатывают биологически активные вещества – цитокины, активирующие макрофаги; тип Th1 вырабатывает интерферон и интерлейкин-2, стимулирует пролиферацию цитотоксических Т-лимфоцитов, активирует макрофаги; тип Th2 вырабатывает интерлейкины -4, -5, -6, стимулирует пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов;

- В-лимфоциты несут на своей поверхности антигенраспознающие рецепторы; В-лимфоциты воспринимают антигенную информацию от Th-2 клеток; под влиянием цитокинов моноцитов, макрофагов и Th1 клеток происходит активация В-лимфоцитов, которые начинают делиться и дифференцироваться в плазматические клетки.

Гуморальное звено

- опосредовано иммуноглобулинами: существует 5 классов иммуно-глобулинов – IgA, IgJ, IgM, IgD и IgE, которые различаются по типу тяжелых цепей;

- молекула иммуноглобулина состоит из 4 гликозилированных полипептидных цепей: 2 легких и 2 тяжелых, соединенных дисульфидными мостиками в симметричную структуру, каждая молекула состоит из тяжелых цепей одного типа, соединенных с легкими цепями также только одного типа; мономерные иммуноглобулины (IgJ) состоят из одной молекулы, полимерные (IgM и IgA) из нескольких;

- IgM состоит из 10μ-цепей (тяжелых) и 10κ- или λ-цепей (легких), включает J-цепь; молекула IgA включает секреторный компонент;

- каждая молекула иммуноглобулина состоит из двух частей:

- Fab-фрагмент: представлен N-концевым участком тяжелой цепи и легкой цепью молекулы иммуноглобулина; каждая цепь Fab-фрагмента содержит одну вариабельную и одну константную области;

- Fc-фрагмент: представляет С-концевые участки тяжелых цепей и состоит только из константных областей; от строения Fc-фрагмента зависит способность иммуноглобулина проникать через плаценту, связывать комплемент и присоединяться к разным типам клеток – макрофагам, тромбоцитам, тучным клеткам, скорость синтеза и распада молекулы иммуноглобулина; в распознавании антигена не участвует;

- IgJ: обладает максимальной способностью проникать в ткани; различается 4 подкласса IgJ: IgJ₁, IgJ₂, IgJ₃, IgJ₄, отличающихся по способности связывать комплемент и активизировать его по альтернативному пути, связываться с рецепторами к Fc-фрагменту IgJ на разных типах клеток, проникать через плаценту; IgJ составляют 75% от общего количества иммуноглобулинов;

- IgM: состоит из 5 мономерных молекул подобных молекуле IgJ, связанных дисульфидными мостиками и J-цепью, не проникает через плаценту, связывает комплемент и активирует его по классическому пути, обеспечивая разрушение чужеродных клеток; к этому классу иммуноглобулинов относятся изогемагглютинины; составляет около 10% от общего количества иммуноглобулинов;

- IgA: основной иммуноглобулин слизистых, присутствует в виде димера, в крови содержится в виде мономеров, димеров и тримеров; димерный IgA содержит секреторный компонент, обеспечивает проникновение его через эпителий; составляют около 10-15% от общего количества иммуноглобулинов;

- IgD: присутствует в сыворотке в очень низкой концентрации, функции его неизвестны, составляет менее 1%;

- IgE: в норме концентрация в сыворотке невелика, содержание возрастает при аллергических реакциях немедленного типа; высокоаффинные рецепторы к Fc-фрагменту IgE находятся на тучных клетках и базофилах; при связывании IgE-фиксированного на мембранах клеток с антигеном происходит высвобождение медиаторов воспаления;

- антитела: вырабатываются для распознавания многообразных антигенов окружающей среды; специфичность антител определяется аминокислотной последовательностью вариабельных областей легких и тяжелых цепей; разнообразие антител обеспечивается участками ДНК, кодирующих вариабельные области.

Неспецифическое звено

- опосредовано неспецифическими клеточными и гуморальными факторами организма;

- фагоцитами: делятся на циркулирующие (все гранулоциты и моноциты) и тканевые (макрофаги соединительной ткани, купферовские клетки, дендритные клетки селезенки и лимфоузлов, клетки Лангерганса, альвеолярные и интерстициальные макрофаги легких, клетки микроглии и другие);

- фагоцитоз (уничтожение антигена фагоцитами) разделяется на несколько стадий:

- хемотаксис: направленное движение фагоцита к антигену;

- адгезия фагоцитов к эндотелию;

- выход фагоцитов во внесосудистое пространство;

- опсонизация антигена: связывание с антителами и комплементом, прикрепление к нему фагоцита;

- фагоцитоз с образованием фагосомы, которая в дальнейшем соединяется с лизосомой (фаголизосома), с выходом из нее ферментов и разрушением фагоцитированного материала;

- комплементом: разрушает чужеродные вещества, участвует в регулировании воспалительных и иммунных реакций, состоит более чем из 25 белков; имеется 9 подклассов комплемента, обеспечивающих 3 группы комплементопосредованных реакций:

- классический путь активации комплемента: начинается с присоединения Cl к иммунным комплексам, в состав которых могут входить IgJ₁, IgJ₂, IgJ₃ или IgM; после связывания ClG с иммунным комплексом происходит активация Cl₂ и Cl_s, которые распознают С4 и С2 с образованием С3-конвертазы классического пути, расщеплением С3 с образованием С3b, активирующей остальные компоненты комплемента;

- альтернативный путь активации комплемента: начинается с расщепления С3, активацию по этому пути вызывают инулин, зимозан, бактериальные полисахариды, агрегаты IgJ₄, IgA или IgE;

- образование мембраноатакующего комплекса: полный комплекс всех 9 компонентов комплемента, встраивающийся в клеточную мембрану и нарушающий ее целостность; через образовавшийся канал в клетку начинают поступать вода и электролиты, что приводит к гибели клетки.

Антигены

- вещества, которые распознаются специфическими антителами и Т-лимфоцитами и вызывают иммунный ответ, обладают свойствами:

- иммуногенности: способность антигена вызывать иммунный ответ;

- антигенности: способность антигена связываться с антителом;

- соединения с молекулярной массой менее 10000 не иммуногенны, они относятся к гаптенам;

- гаптены приобретают иммуногенность после соединения с высокомолекулярным белком-носителем;

- гаптены проявляют свойство антигенности, они могут связываться с антителами.