Імунна система. Центральні та периферичні органи імунної системи

Органом імунітету є лімфоїдна тканина, яка утворює лімфоїдну систему. її особливість полягає в тому, що вона не існує як єдиний анатомічний орган, а розселена по всьому організму. Клітини імун­ної системи здатні мігрувати (від лат. migrans — той, хто переселя­ється) із крові в лімфу і навпаки, а також у будь-яку тканину організ­му, що забезпечує реалізацію функції імунного контролю. Загальна

маса лімфоїдної тканини (імунної системи) у люди­ни становить 1,5—2 кг, а кількість лімфоїдних клі­тин — 1 • 10¹².

Органи імунної систе­ми поділяють на дві гру­пи: центральні (первинні) і периферичні (вторинні) (мал. 16).

До центральних орга­нів імунної системи відно­сять кістковий мозок і за-груднинну залозу (тимус).

Кістковий мозок — це орган, у якому постійно утворюються клітини — попередники (стовбурові клітини) кровотворної та імунної систем.

Загруднинна зало­за (тимус) — це орган, у якому відбувається анти-геннезалежне дозрівання Т-лімфоцитів і їх субкласів. Мал. 16. Структура імунної системи людини У птахів центральним

органом імунної системи є сумка Фабриціуса — бур­са (від лат. bursa — сумка), де дозрівають лімфоцити незалежно від антигену. Ці лімфоцити були названі В-лімфоцитами (дозрівають у бурсі). В організмі людини бурси немає, аналогічні лімфоцити дозрівають у кістковому мозку і за аналогією також називаються В-лімфоцитами. У період ембріонального розвитку людини функ­цію центрального органу імунітету виконує печінка, але після на­родження дитини стовбурові клітини переміщуються у кістковий мозок.

До периферичних органів імунної системи відносять селезінку, апендикс, лімфатичні вузли, а також лімфоїдні утворення, які розміщені у слизових оболонках різних органів. У периферичних лімфоїдних органах є дві зони: тимусзалежна і тимуснезалежна. У тимусзалежній зоні оселяються Т-лімфоцити, що залишили тим­ус. У ти му сне залежній зоні розміщуються В-лімфоцити, які по­кинули кістковий мозок. У периферичних лімфоїдних органах пе­ребувають Т- і B-лімфоцити у "замороженому" стані. За відсутності антигену вони через деякий час гинуть, а в разі зустрічі з антигеном піддаються проліферації (поділу) і диференціації. Цей етап дозрі­вання Т- і B-лімфоцитів називають антигензалежним.

Антигени, їх властивості

Усі форми імунної відповіді індукуються антигенами.

Антигени (від грец. anti — проти і genes — той, що народжує) — це генетично чужорідні речовини природного або синтетичного походження, які в разі проникнення в організм спричинюють утво­рення сенсибілізованих лімфоцитів і синтез специфічних антитіл. Антигени характеризуються двома властивостями: антигенністю і специфічністю.

Антигенність — це здатність антигенів стимулювати утворення специфічних антитіл і розмноження сенсибілізованих лімфоцитів.

Специфічність — це здатність антигену взаємодіяти тільки з тими антитілами і сенсибілізованими лімфоцитами, які утворилися під його впливом.

Антигенами можуть бути речовини будь-якого походження: органічного (мікробного, рослинного, тваринного) і неорганічного (дезінфектанти, лікарські речовини тощо). Антигени можуть надхо­дити в організм іззовні (через шкіру, слизові оболонки, в тому числі травного тракту, носоглотки, верхніх дихальних шляхів) — це екзо­генні антигени. Вони також можуть утворюватися у внутрішньому середовищі організму внаслідок зміни нормальних клітин і тканин під впливом мікробів, ліків, фізичних факторів (опіків, обморожен­ня) — це ендогенні антигени, або автоантигени.

За хімічним складом антигенами можуть бути: білки, полісаха­риди, денатуровані нуклеїнові кислоти та їх комплекси (глікопроте-їди, нуклеопротеїди). Ліпіди в основному не проявляють антигенні властивості, винятком є кардіоліпін (антиген м'язів серця). Ліпіди здатні посилювати антигенність інших речовин, тому їх використо­вують як ад'юванти (від англ. adjuvant — помічник).

Антигенність речовин залежить від молекулярної маси, чужо-рідності, тривалості перебування в організмі (тривалості персистен-ції), способу введення в організм, а також дози.

Молекула антигену складається з неактивної частини і активної групи. Роль неактивної частини — молекули-носія, або шлепера (від нім. Schlepper — провідник) — виконують високомолекулярні речовини: білки, полісахариди та їх комплекси. Молекула-носій сприяє проникненню антигену у внутрішнє середовище макроор­ганізму і встановлює контакт з клітинами лімфоїдної системи. За допомогою активних груп (активної ділянки молекули) антиген прикріплюється до специфічного антитіла або сенсибілізованого лімфоцита. Ці групи називають детермінантами, або епітопами. їх кількість може бути різною (3—20 і більше), вони зумовлюють валентність антигену.

За здатністю проявляти антигенні властивості всі антигени поді­ляють на повноцінні і неповноцінні.

Повноцінні антигени характеризуються двома властивостями — антигенністю і специфічністю.

Неповноцінні антигенни, або гаптени (від грец. hapto — при­кріплювати) мають тільки другу властивість, тобто специфічність. Гаптени — це низькомолекулярні речовини органічного і неорганіч­ного (йод, бром) походження, які не здатні самостійно стимулюва­ти утворення антитіл і розмноження сенсибілізованих лімфоцитів. Цієї властивості вони набувають після прикріплення до молекули-носія.

За специфічністю розрізняють антигени видові, групові, типові, гетероантигени, автоантигени тощо.

Видові антигени однакові на макромолекулах одного виду мі­кробів, рослин, тварин. їх визначення дає змогу відокремити один вид організмів від інших.

Внутрішньовидові антигени мікроорганізмів визначають їх на­лежність до певних груп і типів. Групові антигени однакові в окре­мих груп мікроорганізмів, які належать до одного виду. Типові антигени розміщені на клітинах певного штаму мікроорганізмів од­ного виду і визначають сероваріант мікроорганізмів.

Ізоантигени, або алоантигени виявляють на клітинах певних груп людей, тварин, які належать до одного виду. Так, на еритро­цитах людей виявлено понад 80 алоантигенів. У клінічній практи­ці враховують антигени А і В, за наявністю яких виділяють чотири групи крові: 0 (нульова, не містить алоантигенів), А (містить ало-антиген А), В (містить алоантиген В), АВ (містить алоантигени А і В), відповідно I, II, III і IV групи; а також резус-фактор, за наявніс­тю якого виділяють дві групи крові — Rh+ і Rh- (резус-позитивну і резус-негативну).

На всіх клітинах людського організму є антигени, які об'єднують у систему головного комплексу гістосумісності. Оскільки вперше вони були виявлені на лейкоцитах, їх називають лейкоцитарними — HLA (від англ. human leycocite antigens). Антигени гістосуміснос­ті враховують під час трансплантації, тому їх ще називають транс­плантаційними. Вони беруть участь у формуванні всіх видів імуні­тету: протимікробного, протипухлинного, трансплантаційного.

Визначення антигенів гістосумісності насамперед проводять у разі пересадження органів і тканин (враховуються також антигени еритроцитів). Чим більше вони збігаються у донора і реципієнта, тим краще приживається трансплантат. Тому створюються банки даних, де містяться дані про генотипи трансплантаційних антигенів у осіб, які потребують пересадки органів чи тканин.

Також встановлено зв'язок між антигенами гістосумісності і схильністю організму до деяких захворювань. Так, у людей з геном НЬА-АЗ виявляється ослаблений імунітет до деяких вірусів, з геном НЬА-В27 (у 90 % випадків) — розвивається анкілозуючий спонди­літ (хронічне системне запалення міжхребцевих суглобів і зв'язок хребта, що проявляється болем, викривленням і навіть нерухомістю хребта).

Гетероантигени — однакові антигени у людей, тварин і мікро­бів. Ці антигени ще називають перехреснореагуючими. Біологічне значення їх полягає у тому, що імунна система людини розпізнає їх не зразу і не утворює захисних антитіл. Наводяться дані, що особи з II групою крові не виробляють антитіл проти вірусу натуральної віспи через подібність антигену цього вірусу і еритроцитів, а люди з

I групою крові через цю причину не виробляють антитіл проти збуд­ника чуми. Тому в минулому від віспи більше постраждали люди з

II групою крові, а від чуми — зі. Таке явище називають антигенною мімікрією (від грец. тітіков — наслідувальний).

З іншого боку, коли імунна система розпізнає гетероантигени, вона відповідає і на "чужі" і на "свої" (схожі на чужі) антигени, що призводить до розвитку автоімунних хвороб.

Автоантигени — це речовини, які спричинюють імунну відпо­відь у своєму організмі. До них відносять "забар'єрні" антигени. Це речовини чи тканини, які протягом життя за нормальних умов не контактують з імунною системою організму (кришталик ока, мозок, сперматозоїди, щитоподібна залоза, клітини шкіри, печін­ки, нирок і інших тканин). У разі руйнування цих органів чи тка­нин автоантигени вивільнюються і зумовлюють імунну відповідь, унаслідок чого пошкоджуються ті органи і тканини, з яких виді­лилися автоантигени.

Автоантигени також можуть виникати із нормальних клітин під впливом опіку, обмороження, ультрафіолетового чи радіоактивного опромінення, бактерій, вірусів, ліків. Всі ці фактори здатні порушу­вати видову специфічність власних антигенів.

Автоантигени призводять до розвитку автоімунних хвороб.

Мікробні клітини мають складну хімічну будову, тому являють собою комплекс різних антигенів. Антигенні властивості мають капсула, джгутики, клітинна стінка, інші структури клітини, а також продукти метаболізму мікробів, у тому числі токсини і ферменти.

У медичній мікробіології враховують в основному соматичні, або О-антигени, джгутикові, або Н-антигени, і поверхневі, або капсуль­ні, К-антигени.

Соматичні антигени — це полісахаридоліпідопротеїдні комп­лекси (у грамнегативних бактерій це полісахариди, що входять до складу ліпополісахариду клітинної стінки). Вони термостабільні, витримують нагрівання до температури 80—100 °С. Різні вуглево­ди, що входять до складу О-антигену, виконують функцію епітопів (антигенних детермінант).

Капсульні антигени розміщені більш поверхнево, ніж О-антигени, — у поверхневій частині клітинної стінки або у капсу­лі. К-антигени неоднорідні і поділяються на окремі компоненти: А, В, L, М і Vi, серед яких компоненти А і М термостабільні, а компо­ненти L, В і Vi — термолабільні.

Джгутикові антигени мають білкову природу, термолабільні, руйнуються за температури 60—80 °С.

Залежно від особливостей структури антигенів визначають вид мікроорганізму, серогрупу, сероваріант.

Протективні (від лат. protector — той, що захищає) антигени не є компонентами мікробної клітини. Вони утворюються внаслідок контакту патогенних мікробів з живими тканинами макроорганізму.

Деякі мікробні антигени мають властивості суперантигенів (від лат. super— понад) — антигенів, які надмірно активують імунну сис­тему макроорганізму. Вони не зазнають процесингу, а безпосередньо взаємодіють з Т-лімфоцитами і активують їх. Т-лімфоцити почина­ють швидко розмножуватися і продукувати інтерлейкіни. Надмірна кількість інтерлейкінів призводить до отруєння організму, навіть — до токсичного шоку, а активація Т-лімфоцитів, які розпізнають свій антиген (у нормі їх дуже мало, їх проліферація пригнічуєть­ся), призводить до автоімунних хвороб. Крім того, суперантигени здатні активувати і сприяти розмноженню неспецифічних для них Т-лімфоцитів. Таке надмірне розмноження Т-лімфоцитів призво­дить до виснаження імунної системи (імунодефіцитного стану).