Ответы на итоговую ИММ №1 (КубГМУ Live)

2. Иммунная система. Организация, функции. (Ковальчук, стр. 16, 51)

Иммунная система – это совокупность специализированных органов, тканей и клеток, способных выполнять функцию иммунитета и другие жизненно важные функции, такие, как регуляция и координация межсистемных связей.

Организация иммунной системы

Иммунная система состоит из центрального и периферического отделов.

К центральным органам иммунной системы относятся костный мозг и тимус.

В центральных органах происходит антигеннезависимая дифференцировка лимфоцитов (иммунопоэз) из стволовых клеток, их селекция и созревание. Т-лимфоциты развиваются в тимусе. В тимусе и в костном мозге происходит очень важный процесс формирования репертуара специфических антигенраспознающих рецепторов Т- и В-лимфоцитов соответственно. Помимо этого, костный мозг как кроветворный орган содержит самоподдерживающуюся популяцию полипотентных гемопоэтических стволовых клеток, дающих начало всем росткам кроветворных клеток.

К периферическим органам иммунной системы относятся лимфатические узлы,

селезенка и лимфоидная ткань, связанная со слизистыми оболочками и кожей,

объединенные системой рециркуляции. В этих органах происходят антигензависимые этапы дифференцировки лимфоцитов (иммуногенез) и развивается иммунный ответ.

На территории периферических лимфоидных органов наивные лимфоциты распознают антиген и активируются. Обязательный процесс в адаптивном иммунном ответе пролиферация клонов антиген-распознающих лимфоцитов и их дальнейшая дифференцировка в клетки-эффекторы (ЦТЛ, Т-хелперы, плазматические клетки, продуцирующие антитела, и т.д.).

Особое место в иммунной системе занимает лимфоидная ткань, связанная со слизистыми оболочками и кожей.

Нередко к органам иммунной системы относят легкие, печень и др.

Во всех органах и тканях организма содержатся тканевые макрофаги и ДК, а также лимфоциты, в частности Т-клетки, преимущественно в стадии клеток памяти. При локальном запросе (инфицирование, деструкция, провоспалительные стимулы) очень быстро привлекаются нейтрофилы и другие клетки иммунной системы.

Кровь и лимфа составляют циркуляторное звено иммунной системы. По кровотоку происходит рециркуляция лимфоцитов и миграция клеток из кроветворных в периферические органы. В лимфу лимфоциты проникают из лимфатических узлов и лимфоидной ткани слизистых оболочек, а из лимфы клетки поступают в кровоток.

2

Таким образом, несмотря на анатомическую разобщенность, отдельные компоненты иммунной системы связаны в единую систему посредством крово- и лимфотока, где происходит постоянный процесс миграции и рециркуляции клеток.

Итак, можно сказать, что основной принцип организации иммунной системы органноциркуляторный. Это означает, что клетки иммунной системы постоянно рециркулируют между органами иммунной системы и нелимфоидными тканями. Такая организация оптимальна для реализации функции иммунологического надзора.

Основная функция иммунной системы - контроль за качественным постоянством генетически продетерминированного (определенного) клеточного и гуморального состава организма.

Иммунная система обеспечивает:

•защиту организма от внедрения чужеродных клеток и от возникших в организме модифицированных клеток (например, злокачественных);

•уничтожение старых, дефектных и поврежденных собственных клеток, а также клеточных элементов, не характерных для данной фазы развития организма;

•нейтрализацию с последующей элиминацией всех генетически чужеродных для данного организма высокомолекулярных веществ биологического происхождения (белков, полисахаридов, липополисахаридов и т.д.).

3. Центральные и периферические органы иммунной системы.

(Ковальчук, стр. 51)

Иммунная система состоит из центрального и периферического отделов.

К центральным органам иммунной системы относятся костный мозг и тимус.

В центральных органах происходит антигеннезависимая дифференцировка лимфоцитов (иммунопоэз) из стволовых клеток, их селекция в отношении аутореактивности и созревание. Т-лимфоциты развиваются в тимусе, а В-клетки — в печени плода и после рождения в костном мозге. В тимусе и в костном мозге происходит очень важный процесс формирования репертуара специфических антигенраспознающих рецепторов Т- и В-лимфоцитов соответственно. Помимо этого, костный мозг как кроветворный орган содержит самоподдерживающуюся популяцию полипотентных гемопоэтических стволовых клеток, дающих начало всем росткам кроветворных клеток. У птиц есть специализированный орган, где дифференцируются В-клетки — бурса Фабриция. Важную роль в созревании В-клеток, особенно направленных на синтез IgA, выполняют пейеровы бляшки.

3

К периферическим органам иммунной системы относятся лимфатические узлы,

селезенка и лимфоидная ткань, связанная со слизистыми оболочками и кожей,

объединенные системой рециркуляции. В этих органах происходят антигензависимые этапы дифференцировки лимфоцитов (иммуногенез) и развивается иммунный ответ.

На территории периферических лимфоидных органов наивные лимфоциты распознают антиген и активируются. Обязательный процесс в адаптивном иммунном ответе пролиферация клонов антигенраспознающих лимфоцитов и их дальнейшая дифференцировка в клетки-эффекторы (ЦТЛ, Т-хелперы, плазматические клетки, продуцирующие антитела, и т.д.).

Особое место в иммунной системе занимает лимфоидная ткань, связанная со слизистыми оболочками и кожей.

Нередко к органам иммунной системы относят легкие, печень и др. Действительно, в этих органах весьма высок уровень клеточных элементов иммунной системы (ДК, макрофагов, NK-клеток, Т- и В-лимфоцитов и др.) и они существенно влияют на иммунные процессы в организме, но в этих органах, как правило, отсутствуют условия микроокружения, обеспечивающие иммунопоэз и иммуногенез в объеме, характерном для центральных и периферических органов. Тем не менее, в печени наиболее высок уровень макрофагов (клетки Купфера), выстилающих венозные синусы. Существует мнение, что печень служит «кладбищем» Т-лимфоцитов. Интенсивные иммунные реакции происходят во многих органах при их аутоиммунном поражении.

Во всех органах и тканях организма содержатся тканевые макрофаги и ДК, а также лимфоциты, в частности Т-клетки, преимущественно в стадии клеток памяти. При локальном запросе (инфицирование, деструкция, провоспалительные стимулы) очень быстро привлекаются нейтрофилы и другие клетки иммунной системы.

4. Центральные органы иммунной системы, их роль в развитии иммуннокомпетентных клеток. (Ковальчук, стр. 54, Ярилин, стр. 344)

К центральным органам иммунной системы относятся костный мозг и тимус.

Тимус — центральный орган иммунной системы, расположенный в переднем верхнем средостении за грудиной. Основные функции тимуса:

•развитие Т-лимфоцитов (тимоцитов) из мигрировавших в орган тимических предшественников;

•образование генов TCR из небольшого набора зародышевых генов путем их перегруппировки;

•«обучение» Т-клеток через этапы положительной и отрицательной селекции;

•контроль аутоиммунитета;

•синтез тимических гормонов;

4

что первоначально формируется строма тимуса из клеток микроокружения, в условиях которого из предшественников развиваются тимоциты, получая сигналы при прямом межклеточном контакте и через продуцируемые цитокины. К моменту рождения тимус морфологически и функционально полностью сформирован. Абсолютная масса тимуса увеличивается до периода половой зрелости, а затем снижается. Лимфоидная ткань к 17 годам составляет 50% массы органа, к 60 годам — около 10%, т.е. происходит возрастная инволюция тимуса. Можно сказать, что в течение жизни тимус постепенно «расходуется», создавая в организме длительно существующий пул периферических Т- лимфоцитов, который позволяет перенести утрату центрального органа без существенных изменений функций иммунной системы.

Костный мозг — это основной орган лимфо- и гемопоэза, локализованый во внутренней полости трубчатых костей и представляет собой тканевое объединение ретикулярной стромы, плотно упакованных гемопоэтических и лимфоидных клеток, а также разветвленной сети капилляров. Кроме того, он служит местом сосредоточения эффекторных клеток адаптивного иммунитета (например, плазмоцитов).

Костный мозг является одновременно органом кроветворения и иммунной системы . Выделяют красный костный мозг , который у взрослого человека располагается в ячейках губчатого вещества плоских и коротких костей, эпифизов длинных костей, и желтый костный мозг , заполняющий костномозговые полости диафизов длинных (трубчатых) костей. Общая масса костного мозга у взрослого человека равна примерно

2,5-3 кг (4,5-4,7% массы тела).

В период внутриутробного развития, а также у новорожденных во всех костных полостях находится красный костный мозг, он выполняет кроветворную и защитную функцию. У взрослого человека красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей (грудина, крылья подвздошных костей), в губчатых костях и эпифизах трубчатых костей. В диафизах, т. е. в костно-мозговых полостях, находится желтый костный мозг.

Основная функция костного мозга — обеспечение развития Т-лимфоцитов, а также продукция клеток крови (кроветворение).

5. Периферические органы иммунной системы, их роль в развитии иммунного ответа.

(Ковальчук, стр. 58)

К периферическим органам иммунной системы относятся лимфатические узлы,

селезенка и лимфоидная ткань, связанная со слизистыми оболочками и кожей,

объединенные системой рециркуляции. В этих органах происходят антигензависимые этапы дифференцировки лимфоцитов (иммуногенез) и развивается иммунный ответ.

6

Лимфатические узлы широко распространены в организме, дренируют различные участки тела, участвуют в иммунном ответе на антигены, поступающие через лимфу, и развивают клеточно-опосредованный и гуморальный адаптивный иммунный ответ.

Лимфатические узлы располагаются по ходу лимфатических сосудов в местах их разветвления, по ходу кровеносных сосудов. Преимущественное скопление лимфатических узлов наблюдают в области шеи, затылка, средостения, бронхов, брыжейки, в подключичной, подмышечной и паховой области.

Развитие.

Вэмбриогенезе лимфатические узлы возникают в конце 2-го и начале 3-го месяца развития. Вначале формируется строма лимфатического узла, которая затем заполняется мигрирующими лимфоцитами и другими клетками иммунной системы.

Внорме диаметр лимфатического узла составляет от 0,2 до 10-20 мм. Резкое увеличение размера лимфатических узлов наблюдают при многих патологических системных и местных процессах (инфекционные заболевания, воспаление, в том числе гнойное, малигнизация и др.).

Гиперплазия, так же как и гипоплазия, лимфатические узлы — один из ключевых клинических симптомов иммунопатологии.

Постоянные элементы стромы и поступающие через афферентную лимфу и артериальную кровь клетки иммунной системы, а также вновь формирующиеся клетки (например, плазматические) составляют структурно-функциональную основу лимфатического узла, уровень организации которой варьирует в зависимости от стадии, направленности (клеточный или гуморальный ответ), продолжительности иммунного ответа.

Строение.

Типичный лимфатический узел покрыт коллагеновой капсулой с радиально отходящими трабекулами, окружающими небольшие дольки, в пределах которых расположены характерные для лимфатических узлов клеточные образования. В зависимости от функциональных свойств в каждой дольке выделяют как минимум три зоны: В- клеточную (корковую зону, или кортекс), Т-клеточную (паракортикальную зону, или паракортекс) и центральную медуллярную зону, состоящую из клеточных тяжей, которые содержат макрофаги и многочисленные плазматические клетки.

Зональную локализацию Т- и В-клеток определяет особенность клеточного состава стромы и вырабатываемых медиаторов. Т-лимфоциты расположены преимущественно в паракортикальной зоне. В кортексе находятся В-лимфоциты, организованные в первичные и в основном во вторичные фолликулы с зародышевым центром.

7

Медуллярная зона содержит основной пул плазматических клеток, а также Т- и В- лимфоциты, образующие тяжи лимфоидных клеток.

Лимфоциты мигрируют в лимфатические узлы из кровотока через специализированные высокоэндотелиальные посткапиллярные венулы (HEV) в паракортикальной зоне. Среди лимфоцитов, поступающих в лимфатические узлы, преобладают наивные Т- и В-клетки, дифференцирующиеся в эффекторные Т-хелперы, ЦТЛ, регуляторные Т-клетки и в антителопродуценты соответственно. Функционально зрелые Т-лимфоциты покидают лимфатические узлы через эфферентные лимфатические сосуды.

Лимфоциты (до 99%) составляют основу клеточного пула лимфы. Рециркуляция лимфоцитов происходит постоянно. В течение часа рециркулируют около 1-2% пула лимфоцитов. Это позволяет большому числу лимфоцитов контактировать с соответствующими антигенами в периферических лимфоидных органах. Антигенспецифические лимфоциты задерживаются в лимфатических узлах, где сконцентрированы все клеточные элементы, необходимые для запуска иммунного ответа. Именно поэтому для усиления иммунного ответа антиген иногда вводят непосредственно в лимфатический узел.

Функции

Лимфатические узлы имеют особое значение для функционирования В-лимфоцитов и развития адаптивного гуморального иммунного ответа. В лимфатических узлах наивные зрелые В-клетки выполняют следующие функции:

•захват и переработку антигена с участием особых ФДК;

•взаимодействие с родственными Т-хелперами:

•активацию, пролиферацию и дифференцировку в антителопродуценты (плазматические клетки);

•соматическую гипермутацию V-генов BCR, приводящую к формированию дополнительного репертуара и повышению аффинитета антител; переключение изотипов иммуноглобулинов с IgM на другие классы.

В паракортикальной зоне лимфатических узлов содержатся интердигитальные ДК, мигрировавшие из кожи (клетки Лангерганса) или из слизистых оболочек, которые транспортируют переработанный антиген и представляют его Т-лимфоцитам.

Таким образом, с иммунологической точки зрения лимфатические узлы характеризуются как периферические органы иммунной системы, состоящие из стромальных элементов (микроокружение), в которых мигрирующие клетки иммунной системы выполняют важнейшие иммунные функции: созревание эффекторных Т-хелперов, ЦТЛ, регуляторных и других клеток, а также плазматических клеток, вырабатывающих специфические антитела, и формирование Т- и В-клеток памяти.

8

Селезенка – это непарный орган, выполняющий ряд функций, связанных с

кроветворением, иммунитетом и кровоснабжением.

Селезенка — «сердце» лимфосистемы нашего тела.

Клетки селезенки отвечают на антигены, поступающие через кровоток, и осуществляют преимущественно адаптивный гуморальный иммунный ответ (антителообразование). Удаление селезенки, чаще в связи с ее травмой, не приводит в первое время к существенным изменениям в иммунных процессах, но в отдаленные сроки у таких пациентов проявляются существенные иммунные нарушения.

Формирование гуморального ответа на антигены, содержащиеся в крови, связано главным образом с селезенкой. Она расположена в левом верхнем квадрате брюшной полости и покрыта капсулой, от которой в паренхиму отходят трабекулы, несущие сосуды. Размеры селезенки у взрослого человека составляют приблизительно 10x15 см. Масса селезенки составляет 200 - 250 г. В эмбриогенезе селезенку выявляют после 2-го месяца развития, и вначале она представлена стромой, которую затем заселяют клетки иммунной системы. В селезенке плода происходит гемопоэз, который прекращается после рождения.

Рассматривая селезенку как периферический орган иммунной системы, следует иметь в виду, что она состоит из красной и белой пульпы с совершенно разными иммуноопосредованными свойствами.

Белая пульпа селезенки представлена лимфоидной тканью, связанной с артериолами селезенки, обозначаемой как периартериальные лимфоидные муфты с Т- и В- клеточными зонами.

Т-клетки окружают центральную артериолу и формируют тимусзависимую зону селезенки. В-клеточные фолликулы расположены ближе к краю муфты и образуют скопления первичных или вторичных фолликулов с зародышевыми центрами и клетками памяти.

Красная пульпа состоит из венозных синусов и клеточных тяжей. В синусах наряду с форменными элементами крови расположены губчатые скопления ткани, в которой имеются макрофаги, Т-лимфоциты, покидающие селезенку через венозные синусы, и плазматические клетки — конечная стадия дифференцировки В-лимфоцитов, вышедших из зародышевых центров белой пульпы. В селезенке создаются оптимальные условия для развития адаптивного гуморального иммунного ответа (антителогенез).

Особую роль в реализации иммунных функций селезенки играет так называемая маргинальная зона, окружающая белую пульпу и содержащая уникальные оседлые клетки (В-лимфоциты, ДК, макрофаги).

9

Помимо выполнения иммунных функций, селезенка депонирует тромбоциты, эритроциты и гранулоциты. В красной пульпе разрушаются старые тромбоциты и эритроциты, которые затем фагоцитируются макрофагами.

ЛИМФОИДНАЯ ТКАНЬ, АССОЦИИРОВАННАЯ СО СЛИЗИСТЫМИ ОБОЛОЧКАМИ

Первую линию защиты слизистых оболочек (дыхательные пути, пищеварительный, урогенитальный тракт и т.д.) от патогенов обеспечивает неинкапсулированная лимфоидная ткань, включающая групповые лимфатические фолликулы (пейеровы бляшки, миндалины, аппендикс и др.) и диффузно расположенные клетки иммунной системы в эпителии слизистой оболочки (внутриэпителиальные Т-лимфоциты), в собственной пластинке (lamina propria), а также в подслизистом слое.

Слизистые оболочки — биологический барьер, через который в организм проникают различные патогены, комменсалы (симбионты), аллергены, антигены пищи и т.д.

Поверхность слизистых оболочек занимает огромную площадь — около 400 м2. Слизистые оболочки, являясь биологическим барьером, принимают участие в:

•развитии защитных реакций врожденного иммунитета на патогены;

•инициации реакций адаптивного иммунитета;

•формировании толерантности к непатогенным микроорганизмам (комменсалам) и пищевым антигенам;

•развитии патологических процессов (аллергия, хроническое воспаление и др.). Глоточные, нёбные и язычные миндалины образуют кольцо Вальдейера. Локализация миндалин на границе дыхательного и пищеварительного тракта обеспечивает контакт с большим количеством антигенов. На медиальной поверхности миндалин есть отверстиякрипты (10 - 20), пронизывающие миндалины и открывающиеся на их поверхности лакунами. В криптах происходит постоянный контакт иммунокомпетентных клеток с антигенами, поступающими через лакуны. Лимфоциты миндалин (в основном В- лимфоциты, несущие мембранный IgA) расположены в фолликулах, устроенных так же, как и в других лимфоидных органах.

Миндалины доступны для забора биологического материала (мазкиотпечатки, смывы, соскобы, биопсийный материал) для исследования состояния врожденного иммунитета на уровне слизистой оболочки, для идентификации патогенов.

Среди клеток эпителия, покрывающего пейеровы бляшки и другие лимфоидные скопления, имеются так называемые М-клетки, не принадлежащие непосредственно к клеткам иммунной системы. Они захватывают, но не перерабатывают антиген, транспорт его в субэпителиальную лимфоидную ткань слизистой оболочки. Обычно М-клетки сконцентрированы в области купола пейеровой бляшки. В области купола содержится много В-лимфоцитов и антигенпрезентирующих клеток. Под куполом расположены лимфоидные фолликулы (В-зона) и находящаяся между ними Т-зависимая зона. В- лимфоциты составляют 90% клеток фолликула, среди них 20% представлены В-клетками, несущими IgA на клеточной мембране. После взаимодействия с антигеном лимфоциты

10