Иммунная система млекопитающих и птиц.

1. Общее представление об иммунной системе. Факторы взаимодействия клеток.

2. Морфология центральных и периферических органов иммунитета.

3. Иммунокомпетентные клетки

4. Главный комплекс гистосовместимости.

1.Иммунная система – это совокупность клеток, органов и

тканей, деятельность которых обеспечивает сохранение генетического (антигенного) постоянства внутренней среды организма – иммунного гомеостаза. Иммунная система выполняет и функции кроветворения.

В иммунной системе млекопитающих различают центральные и

периферические органы. В центральных органах происходит формирование и созревание иммунокомпетентных клеток, в периферических – их функционирование. К центральным органам иммунитета млекопитающих относят костный мозг и тимус. К периферическим – лимфатические узлы, селезенку, лимфоидную ткань пищеварительного тракта (миндалины, пейеровы бляшки, солитарные фолликулы), органов дыхания, кровь, лимфу, систему мононуклеарных фагоцитов (макрофаги) и микрофагов (нейтрофилы и эозинофилы). Установлено, что иммунные функции выполняет нейроглия центральной нервной системы и кожа. При этом клетки эпидермиса кожи вырабатывают вещество, напоминающее гормон тимуса – тимопоэтин, который оказывает действие на функционирование Т-лимфоцитов, попадающих в кожу.

У птиц центральными органами иммунной системы является костный мозг, тимус и фабрициева сумка (бурса), а периферическими – селезенка, железа Гардера, слезная железа, лимфоидная ткань пищеварительного тракта, легких и кожи, кровь, лимфа, система мононуклеарных фагоцитов (макрофаги) и микрофагов (псевдоэозинофилы и эозинофилы).

Дифференцировка и взаимодействие клеток системы иммунитета между собой, а также с клетками других систем организма осуществляется с помощью регуляторных молекул – цитокинов. Цитокины, выделяемые преимущественно клетками системы иммунитета, получили название интерлейкинов (ИЛ) – факторов межлейкоцитарного взаимодействия. Известно 14 интерлейкинов. Все они являются гликопротеин с м.м. от 15 до 60 кДа. Выделяются макрофагами, Т- и В-лимфоцитами, базофилами и другими клетками (эндотелием, стромальными клетками костного мозга). Например, ИЛ-2 выделяется Т-хелперами и стимулирует пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов, ЕК, моноцитов.

Для всех ИЛ на клетках имеются связывающие их рецепторы. В процессе дифференцировки на мембранах клеток системы иммунитета появляются макромолекулы – маркеры, соответствующие определенной стадии развития. Они получили название CD – антигенов (от англ. clustersofdifferentiation – кластер дифференцировки). В настоящее время их известно более 200. Например, CD1 – имеют кортикальные тимоциды, CD4 – маркер Т-хелперов.

2. Костный мозг – является поставщиком гемопоэтических стволовых клеток – родоначальниц всех клеток крови, которые затем поступают в тимус и другие лимфоидные органы, в которых осуществляется их лимфопоэтическая дифференцирвка, сопровождающаяся размножением и накоплением Т- и В-лимфоцитов. Все эти клетки располагаются в ячейках ретикулярной стромы костного мозга.

В настоящее время считается, что В-система лимфоидных клеток у млекопитающих возникает из кроветворных стволовых клеток непосредственно в костном мозге. Существует также мнение, что костный мозг может быть основным местом синтеза антител.

Тимус (вилочковая железа) – лимфоэпителиальный дольчатый орган, находящийся в краниальном отделе средостения и функционирующий у эмбрионов и молодняка до полового созревания, затем он подвергается инволюции, но совсем не исчезает. В каждой дольке есть периферическая зона, где находятся тимоциты – предшественники Т-лимфоцитов, где имеются эпителиодные клетки, вырабатывающие гормоны тимуса. В тимусе происходит “обучение” и дифференцировка Т-лимфоцитов, “обучение” сообщает лимфоцитам способность отличать клетки своего организма от чужеродных или видоизмененных своих клеток. Тимус, являясь центральным органом иммунитета, регулирует функции других лимфоидных органов. Тимический гуморальный фактор выбрасываемый в кровь способен обеспечить дозревание Т-лимфоцитов вне тимуса.

Сумка (или бурса) Фабрициуса представляет собой лимфоэпителиальную ткань, состоящую из фолликулов, имеющих мозговую и корковую зоны. Она имеется только у птиц, располагается на дорсальной поверхности прямой кишки и с помощью протока связана с задней камерой клоаки. Развивается к 13-му дню эмбрионального развития (у кур), инволюционирует после 7-й недели жизни цыплят. В Фабрициевой сумке происходит развитие и дифференцировка В-лимфоцитов.

Лимфатические узлы – органы лимфатической системы, образования из ретикулярной ткани и располагающиеся по ходу лимфатических сосудов. В них различают мозговое и корковое вещество. Корковое состоит из двух зон – кортикальной (тимуснезависимой) и паракортикальной (тимусзависимой). Скопления В-лимфоцитов – это основные структуры кортикальной зоны, в которой имеются также диффузно расположенные Т-лимфациты, макрофаги, дентритные клетки, плазмоциты и антитела. В паракортикальной зоне располагается основная масса Т-лимфоцитов лимфатического узла. В лимфатических узлах происходит развитие, созревание (дифференцировка) Т- и В-лимфоцитов и их образование под влиянием антигенной стимуляции.

Селезенка. Самый крупный орган, выполняющий разнообразные функции. В селезенке различают красную и белую пульпу. В красной находятся эритроциты, белая является типичной лимфоидной тканью и она построена аналогично лимфоидным фолликулам:Т- и В-клеточные области селезенки разделены. Считается, что лимфоидная ткань селезенки участвует преимущественно в иммунных реакциях гуморального типа, обеспечивая накопление больших количеств плазмотических клеток, синтезирующих антитела. Селезенка удаляет из крови утратившие активность эритроциты и лейкоциты, а также образует новые лимфоциты в ответ на попавшие из кровотока чужеродные антигены, особенно корпускулярные; в селезенке происходит также созревание и дифференцировка лимфоидных стволовых клеток.

Пейеровы бляшки (групповые лимфатические фолликулы) – располагаются в подслизистом слое тонкого кишечника. Ранее предполагалось, что они являются эквивалентом бурсы у млекопитающих. В них преобладают В-лимфациты, несущие маркеры к IgA.

Кровь является дискретной периферической иммунной системой. Она представлена отдельными лимфоидными клетками различного назначения и разной степени зрелости, а также гранулоцитами и моноцитами. Через кровь осуществляется постоянный обмен клеток между различными лимфоидными органами, что обеспечивает функционирование иммунной системы как единого целого и обусловливает высокие адаптивные возможности иммунитета, генерализацию иммунных реакций и иммунологической памяти с вовлечением в процесс всей системы, в каком бы месте тела не возникло антигенное раздражение.

В последние годы к центральным органам иммунитета стали относить печень. Установлено, что в эмбриональном периоде она является источником первичной популяции В-лимфоцитов и Т-лимфоцитов, здесь происходит дифференцировка лимфоцитов-супрессоров.

3.Все клетки крови, в т.ч. лимфоциты, возникают из единой гемопоэтической стволовой клетки (ГСК), которая находится у эмбрионов в костном мозге и печени, а у взрослых – только в костном мозге.

а) Образующиеся из кроветворной стволовой клетки предшественники Т-лимфоцитов мигрируют в тимус, где происходит антигеннозависимая дифференцировка Т-клеток под влиянием гормонов тимуса (тимозины, тимулин, тимопоэтин). Здесь Т-лимфоциты дифференцируются в иммунокомпетентные клетки и приобретают способность к распознованию антигена. Из тимуса Т-клетки мигрируют по тимусзависимым зонам периферических лимфоидных органов, и в первую очередь в лимфоузлы, где заселяют преимущественно Т-зависимую паракортикальную зону.

Т-лимфоциты неоднородны по функциям. Различают основные их субпопуляции: Т₀ (нулевые, тимические, незрелые), Т-хелперы и Т-супрессоры.

Т-хелперы (Т_х) стимулируют пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов, выделяя интерлейкины. Среди них различают Т_х первого типа (Т_х1), выделяющие ИЛ-2 и -интерферон, и в итоге обеспечивающие реакции Т-клеточного иммунитета и Т_х второго типа (Т_х2), секретирующие ИЛ-4, ИЛ-10 и стимулирующие синтез антител (стимулируют В-лимфоциты к пролиферации и дифференцировке в антителообразующие клетки – плазматические). Среди Т-хелперов есть индукторы Т-супрессоров, которые активируются антигеном.

Т-супрессоры подавляют реакции иммунитета, выделяя факторы, угнетающие функции Т- и В-клеток. Среди Т-супрессоров есть цитотоксические клетки – Т-киллеры, которые связываются с антигенами на поверхности клеток и, выделяя цитотоксины (белок перфорин), разрушают их.

Существуют и естественные киллерные клетки (ЕКК), представляющие собой популяцию лимфоцитов, не имеющих на своей поверхности маркеров Т- и В-клеток. Они участвуют в разрушении опухолевых клеток, могут лизировать и некоторые виды бактерий.

б) Предшественник В-клетки (пре-В – клетка) в ходе антигеннозависимой дифференцировки стволовых клеток в фабрициевой сумке у птиц и эквиваленте (костном мозге) у млекопитающих превращается в В-лимфоцит. Последние затем мигрируют в периферические лимфоидные органы: селезенку, лимфатические узлы, лимфоидные пакеты кишечника, где и выполняют свои специфические функции. Зрелые В-лимфоциты имеют на поверхности связанные с мембраной иммуноглобулиновые рецепторы, которые распознают конкретные антигены и взаимодействуют с другими иммунокомпетентными клетками, а также рецепторы к различным медиаторам и гормонам. В-лимфоциты под действием антигенов способны трансформироваться в антителообразующие клетки, которые продуцируют иммуноглобулины всех классов.

В нормальной иммунной системе вне контакта с антигеном среди В-лимфоцитов различают субпопуляции: В₁ ,В₂ ,В₃ . В₁ продуцируют антитела без помощи Т-хелперов при контакте на полисахаридные антигены (синтезируют только IgM, а В₂ – с помощью Т-хелперов на белковые антигены (синтезируют все классы антител). В₃ – это лимфоциты-киллеры, обладающие цитотоксическим действием против клеток-мишеней. Среди В-лимфоцитов имеются также и супрессоры (замедлители) клеточного иммунитета.

Среди популяций Т- и В-клеток имеются клетки иммунной памяти, обеспечивающие более быстрый и сильный иммунный ответ организма на повторный стимул гомологичным антигеном.

4.Понятие о главном комплексе гистосовместимости, сокращенно МНС (от англ. MajorHistocompatibilityComplex), возникло после установления генетических законов совместимости тканей и обоснования наличия группы тесно сцепленных генов (1959г.Ж.Доссе с соавт.), различия по которым обусловливают наиболее резкую несовместимость тканей при пересадках и наиболее выраженные реакции отторжения. В последствии было выяснено, что в пределах МНС локализованы не только гены, контролирующие главные трансплатационные антигены, но и гены, регулирующие способность давать иммунный ответ против различных чужеродных антигенов, названных Ir (Immuneresponse), а также гены, кодирующие полиморфные антигены (Ia – антигены), антигены выраженные на поверхности иммунокомпетентных и некоторых других клеток. У человека набор антигенов обозначается HLA – антигены, у мышей – Н-2, у свиней – SL-А, у кроликов – RL-А, у курицы – В, у собаки – DL-А.

В настоящее время различают 3 класса генов МНС. Молекулы антигенов класса 1 представляют собой мембранные гликопротеиды, обнаруживаемые на поверхности практически всех клеток организма. Молекулы класса 1 образуют комплекс с антигеном на поверхности инфицированных вирусом клеток и служат сигналом для цитотоксических Т-лимфоцитов. Молекулы антигенов классаII находятся на поверхности мембран клеток иммунной системы, гл.образом. на В-клетках и макрофагах. Это неоднородная группа гликопротеидов. Они аналогичным образом служат сигналом для Т-хелперов. Класс III генов кодирует синтез некоторых компонентов комплемента. Иначе говоря, комплекс МНС является центральным генетическим аппаратом для функционирования иммунной системы.

Главный комплекс гистосовместимости (дополнение)

Главный комплекс гистосовместимости МНС (англ.majorhistocompatibility) представляет собой систему генов, контролирующих синтез антигенов, которые определяют несовместимость тканей при пересадках и индуцируют реакции, вызывающие отторжение трансплантатов.

Поверхностные структуры цитомембран клеток, индуцирующие реакции отторжения, получили название антигенов гистосовместимости, а кодирующие их гены были названы генами гистосовместимости – Н-генами (Histocompatibility).

МНС является также основной генетической системой, определяющей функционирование иммунной системы, и прежде всего Т-системы иммунитета. МНС кодирует способность распознавать “свое” и “чужое”, отторгать чужеродные клетки, способность синтезировать антитела и интенсивность этого процесса, а также функцию комплемента. Он определяет предрасположение к болезням старости (зл.опухоли, артриты, диабет, амилоидоз, гиалиноз сосудов, болезни сердечно-сосудистой системы, почек). Все эти заболевания постоянно сопровождаются недостаточностью Т-клеточной системы иммунитета.

Главная система гистосовместимости полиморфна, состоит из большого количества генов. Организация МНС у различных видов млекопитающих сходна. У всех млекопитающих в главной системе гистосовместимости имеется три или четыре локуса. Из них 2-3 локуса, контролирующие SD-антигены, и один-два локуса, управляющие синтезом LD-антигенов. Каждый локус включает определенное количество сцепленных генов. В связи с тем, что гены гистосовместимости внутри локусов между собой тесно сцеплены, при гибридологическом анализе комплекс генов, находящихся в данном локусе, проявляется как один ген. МНС у мышей получила название Н-2-системы, у человека – НLA-системы; у свиньи – SL-A, у курицы –В, у собаки – DL-A, у кролика – RL-А, морской свинки – JPL-А, у крысы – AgB (Н-1) систем. Система НLA состоит из 4 локусов:HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-D и комплекс генов Bf.

SD-антигены или у мышей К\D-антигены (Н-2 имеют пять районов:K,I,S,J,D). Класс I (K и D-области) включает маркерные локусы Н-2К и Н-2D. Они детерминируют синтез трансплантационных антигенов, представленных на мембранах клеток почти во всех тканях. Эти антигены стимулируют выработку антител и цитолитических Т-эффекторов. Продукты К- и D-генов важны для включения Т-клеточного иммунного ответа против инфицированных вирусом клеток и против раковых клеток, несущих опухолеспецифические трансплантационные антигены.

SD – (serologicaldetermination) определяется серологическим способом, LD–(limphocytedetermination) определяются лимфоцитами.

Гены района I кодируют Ia-антигены, которые содержатся в основном на макрофагоподобных клетках, на макрофагах и на иммунокомпетентных клетках. В этой области находятся и Ir-гены, контролирующие силу иммунного ответа к вирусу и т.д.

Гены различных классов.

Гены первого класса. К этой группе генов относятся гены локусов Н-2К и Н-2D комплекса Н-2 и гены локусов НLA-A, HLA-B и HLA-С комплекса НLA. Эти гены контролируют экспрессию трансплантационныхSD-антигенов. Они экспрессируются на всех клетках. Они обладают способностью индуцировать сильные иммунные реакции на аллотрансплантантаты у реципиентов, Т-клеточный иммунный ответ против собственных клеток, инфицированных вирусом, или злокачественно трансформированных, несущих опухолеспецифические антигены.

Гены второго класса. В комплексе Н-2 гены второго класса располагаются между К- и D-генами в области I, а в системе HLA они принадлежат к D\DR-генам. Продукты генов второго класса опосредуют кооперативное взаимодействие Т- и В-лимфоцитов и макрофагов в процессах синтеза антител и имеют значение в реакциях трансплантационного иммунитета. С ними связана также супрессия гуморального и клеточного иммунного ответа.

Ia-белки располагаются на мембранах клеток независимо от К\D-антигенов, иммуноглобулинов и F_c –рецепторов. Они экспрессированы на В-лимфоцитах, содержащих F_c-рецепторы в основном к IgJ. Ia-антигены легко секретируются в культуральную среду (основной генератор и носитель Ia-антигенов макрофагоподобные клетки, а также макрофагах, Т- и В-лимфоцитах (отсутствуют у Т-эффекторов). В небольшом количестве на эпителии слизистых оболочек, эндотелии сосудов почек, в клетках Купфера, в гранулоцитах.

Ia-антигены участвуют в первичном распознавании антигенов. Образуемый ими комплекс с антигеном распознается антигетероактивными клетками и индуцируют иммунный ответ. Иммунный ответ на данный антиген зависит от наличия соответствующихIa-антигенов, способных вступать в реакцию с нативным антигеном или же с его фрагментами. Способность распознавать чужеродные антигены в комплексе с антигенами класс II селектирована в онтогенезе в тимусе. Неотвечающие индивидумы имеют Т-клетки, неспособные распознавать Iа-антигены или их комплексы с чужеродными антигенами. Антигены класса II также могут выступать в качестве мишеней для киллеров.

Иммунокомпетентным клеткам, осуществляющим иммунный ответ, антиген презентируется в процессированном виде. Антиген представляет макрофаги, дендритные клетки и клетки Лангеранса. Все эти клетки происходят из одного костномозгового предшественника. Они синтезируют Ia-антигены и процессируют антиген до пептидов, способных взаимодействовать с Ia-антигенами макрофагов и рецепторами Т-лимфоцитов.

Функция антигенов II класса. Ранее считали, что в I-области МНС расположены гены, кодирующие Ia-антигены и Ir-антигены. В последние годы в ряде исследований сделаны заключения, что Ir- и Ia-гены представляют собой один и тот же класс II генов. Показано, что антигены класса II участвуют в иммунном ответе, в иммуносупрессии, в клеточном распознавании и в клеточном взаимодействии.

Функция антигенов класса II связана с иммунными реакциями и как рецепторов для чужеродных субстанций, и как посредников между субпопуляциями лимфоцитов в кооперативных процессах при индукции иммунного ответа и синтезе антител.

Лекція №10

Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 1018; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!