Структура и организация иммунной системы

• Иммунная система – эта совокупность лимфоидных органов и скоплений лимфоидных клеток, генерализованных по всему организму

Организация иммунной системы

1. первичные органы -костный мозг и тимус

2. вторичные органы -селезёнка, лимфатические узлы, пейеровы бляшки и др.

3. диффузно расположенная лимфоидная ткань - отдельные лимфоидные фолликулы и их скопления

В центральных органах - созревание и дифференцировка клеток иммунной системы

В периферических (вторичных) органах - дозревание лимфоидных клеток до конечной стадии дифференцировки

Развитие костного мозга

Время появления	Костный мозг/кроветворение
2-й месяц эмбриогенеза	в  плоских костях (ключице) и позвонках
4-м месяц эмбриогенеза	развивается в диафизах трубчатых костей и в плоских костях
С 5-го месяца эмбриогенеза	КМ - основной кроветворный орган
36 неделя постэмбрионального периода	очаги кроветворения в губчатом веществе плоских костей, в эпифизах трубчатых костей

Основные функции КМ:

1. образование полипотентной стволовой клетки

2. эритропоэз (образование эритроцитов),

3. миелопоэз (образование нейтрофилов,моноцитов, эозинофилов, базофилов),

4. мегакариоцитопоэз (формирование тромбоцитов),

5. дифференцировка ДК, NK-клеток

6. антигеннезависимая дифференцировка В-лимфоцитов

7. образование предшественников T-лимфоцитов

Дифференцировка В-лимфоцитов

Различают:

• антигеннезависимую дифференцировку В-лимфоцитов (костный мозг)

• антигензависимую дифференцировку В- лимфоцитов (периферические органы иммунной системы)

Дифференцировка В-лимфоцитов (антигеннезависимая)

1. Про-В клетки – экспрессируют CD 34 и CD 117.

Далее на поверхности появляются невариабельные компоненты BCR:

• Маркеры - (CD79 a и b) и СD19

• Ростковые факторы – фактор стволовых клеток и интерлейкин-7

Основой процесса развития В-лимфоцитов является формирование рецепторного комплекса BCR, в первую очередь его иммуноглобулиновой составляющей. Про-В клеток – гены иммуноглобулинов находятся в неперестроенной форме, на поверхности клеток появляются невариабельные компоненты BCR – димеры Igα и Igβ (CD79 a и b) и СD19 – самые ранние панклеточные маркеры. Ростковые факторы – факторы стволовых клеток, интерлейкин 7

пре-В (появляются цитоплазматические μ-цепи IgM), легкие цепи отсутствуют:

преВI – реализуется первый этап реанжировки генов, появляется молекула предшественница иммуноглобулина – «суррогатная» L-цепь

пре ВII завершение перестройки Vμ –гена и экспрессия μ-цепи. Присутствуют общие В-клеточные маркеры CD20 и СD72

Ростковые факторы – интерлейкин 7

2. Пре-В – лимфоциты:

появляются цитоплазматические μ-цепи IgM, легкие цепи отсутствуют:

Маркеры CD20 и СD72

Ростковые факторы: интерлейкин 7.

3. Незрелые В-клетки - появляются легкие цепи с последующей сборкой рецептора в виде IgM

4. Зрелые В-клетки - происходит ориентация клеток на синтез антител определенного класса (несут либо поверхностные IgM, либо IgM в комплексе с IgA или IgG)

Ростовые факторы

ИЛ7 – основной ростовой и дифференцировочный фактор на стадиях проВ и преВ

Фактор стволовых клеток, ИЛ3 – выживание и развитие на ранних стадиях

ИЛ1- экспрессия генов иммуноглобулинов

ИЛ4 – повышает выживаемость преВ-клеток (при его отсутствии они подвергаются апоптозу)

Интерферон-γ- способствует дифференцировки преВ-клеток

Тимус

непарный лимфоидно-железистый орган

расположен загрудинно, в верхнем отделе переднего средостения

доли:

1. корковая (cortex)

2. мозговая (medulla)

Строение тимуса

Эпителиальные клетки - «nurse cells» (клетки-«няньки»)

1. продуцируют цитокины ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-6, ИЛ-7, LIF, GM-CSF

2. экспрессируют молекулы адгезии LFA-3 и ICAM-1,

тельца Гассаля (тельца тимуса)

• Тимоциты - дифференцирующиеся в тимусе T-лимфоциты

• Гематотимический барьер - физиологический барьер между кровеносной системой и тимусом, обеспечивающий защиту созревающих T-лимфоцитов от контакта с антигенами. 

Дифференцировка Т-лимфоцитов

1. Пре-тимоциты - пролиферация в субкапсулярной зоне коры тимуса.

Мембранные маркеры CD44 и CD25 (лишены основных маркеров дифференцировки)

2. Незрелые (кортикальные) тимоциты - экспрессия корецепторов CD4 и CD8 и бета-цепи TCR

3. Зрелые - экспрессия Т-клеточного рецептора (TCR) на клеточной поверхности

Позитивная селекция: погибают тимоциты, не связавшие ни одного из доступных комплексов MHC-пептид. В результате позитивной селекции тимусе погибает около 90% тимоцитов

Негативная селекция уничтожает клоны тимоцитов, связывающих комплексы MHC-пептид со слишком высокой аффинностью.  Погибает от 10 до 70% клеток

4. экспрессируется одна из молекул:

   1. тимоциты, распознавшие пептид в комплексе с MHC-I, экспрессируют корецептор CD8,

   2. тимоциты, распознавшие пептид в комплексе с MHC-II - корецептор CD4

CD8⁺ T-клетки - цитотоксические T- лимфоциты - распознают и непосредственно убивают «изменённые» клетки

CD4⁺ T-клетки - T-хелперы – «помощники» - взаимодействут с В-лимфоцитами, Т-лимфоцитами и другими клетками при прямом контакте или через растворимые факторы (цитокины)

Фенотип и ростовые факторы различных стадий созревания T-лимфоцитов

Стадия (локализация)	Мембранные маркеры	Ростковые факторы
ПроТ (костный мозг)	CD34	ФСК, ИЛ-7
ПреT Костный мозг Субкапсулярной зоны тимуса	Общие – CD7, CD38 1.CD4 2.CD2, 3, 5, 25	1.ИЛ-7, 3, 2 2.ИЛ -2, 4, 7, 1, кофакторы, ФНОα, ИЛ-6
Незрелые (кортикальные) тимоциты	CD1a,b,c, 2,4,8,38, 33, 52,95
Зрелые Медулярные тимоциты Периферические	Общие – CD2,3,7,27,28,45 1.CD38,48,52,69,121а,127 2. CD6, 11с,31,35,43,45RB, 57,60,73,76,94,98,101,128	Общие - ИЛ -2, 4, 7, 13, 15, кофакторы ИЛ-1, ФНОα
хелперы	CD4
киллеры (цитотокс.)	CD8	ИЛ-9
Зрелые γδ+T-клетки	CD2,5,3,8,43,45	ИЛ-2

Возрастные изменения тимуса

возраст	изменения тимуса
новорожденный	полностью развит
1 год	максимальный размер 25 см3
2-3 года	напряженное функционирование
20 лет	половина функционирующей ткани тимуса замещается жировой тканью
50-60 лет	инволюция тимуса завершается

Роль в иммунном ответе:

1. Место созревания, антиген-независимой дифференцировки Т-лимфоцитов различных субпопуляций

2. Место позитивной и негативной селекции Т-лимфоцитов

3. Регуляторная (продукция и секреция гормонов)