Иммунная система человека

Иммунная система

Для защиты организма природа создала многоэтапную систему обороны. При вторжении чужеродные агенты сталкиваются со следующими компонентами иммунной системы:

•        кожа и слизистые оболочки: симбиотические бактерии, живущие на границе нашего организма и окружающей среды, выделяют вещества, губительно действующие на патогенные (болезнетворные) микроорганизмы;  слизистые оболочки дыхательных путей, пищеварительного тракта, мочевыделительной системы не только заселены симбиотическими бактериями, но и покрыты слизистыми выделениями: со слизью из организма удаляются чужеродные вещества и микроорганизмы; кроме того, слизистые выделения содержат вещества, обладающие противомикробной, противовирусной и противогрибковой активностью (например, лизоцим — антибактериальный агент, фермент, разрушающий муреин клеточных стенок бактерий);

•        стенки лимфатических и кровеносных сосудов: воспалительная реакция сопровождается расширением капилляров (покраснение —  гиперемия), повышением температуры, увеличением проницаемости их стенок для лейкоцитов и белка плазмы фибриногена. Фибриноген превращается в фибрин и закупоривает лимфатические сосуды. Это препятствует оттоку лимфы из воспалённого участка и распространению инфекции. Развивается отёк. В очаге воспаление скапливается большое количество лейкоцитов-фагоцитов, которые поглощают вторгшиеся микроорганизмы.

Иммунная система — система органов и тканей позвоночных животных, которые защищают организм от чужеродных агентов: болезнетворных микроорганизмов, инородных тел, ядовитых веществ и переродившихся клеток самого организма.

                   Иммунной     системе     принадлежат     следующие     структуры     (рис.     1):

центральные органы —

•        костный мозг;

•        тимус.

Органы, содержащие лимфоидную ткань (лимфоциты различной степени зрелости):

•        селезёнка;

•        лимфатические узлы;

•        пейеровы бляшки кишечника;

•        миндалины;

•        аппендикс.

Рис. 1. Органы иммунной системы человека

По организации и механизмам функционирования иммунная система подобна нервной системе.

Обе системы представлены центральными и периферическими органами, способными реагировать на разные сигналы, имеют большое количество рецепторных структур и специфическую память. Особенности иммунной системы:

•        ранняя закладка в эмбриогенезе;

•        костный мозг и тимус хорошо защищены от повреждений;

•        диффузность:      компоненты        иммунной системы        равномерно

распределены по всему телу;

•        циркуляция        клеток        иммунной системы     с        кровотоком         и

лимфотоком по всему организму;

•        способность        вырабатывать     антитела    —       молекулы, осуществляющие специфическую защиту от определённых чужеродных агентов (антигенов).

К центральным органам иммунной системы относят костный мозг и тимус. В костном мозге из его стволовых клеток образуются В-лимфоциты. В тимусе происходит дифференцировка Т-лимфоцитов, образованных из поступивших в этот орган стволовых клеток костного мозга. В дальнейшем В- и Тлимфоциты с током крови попадают в периферические органы иммунной системы, к которым относят миндалины, лимфоидные узелки, расположенные в стенках полых органов пищеварительной и дыхательной систем, мочевыводящей системы, лимфоидные пейеровы бляшки в стенках тонкой кишки, лимфатические узлы и селезёнку, а также многочисленные лейкоциты, свободно перемещающиеся в органах и тканях с целью поиска, распознавания и уничтожения чужеродных веществ.

Наиболее высокой степенью активности иммунной системы считается появление в лимфоидных узелках центров размножения — мест образования лимфоцитов. Такие центры появляются при сильных либо длительных антигенных влияниях (агрессивной внешней среде, инфекциях, онкологических процессах).

Таким образом, иммунная система состоит из многих компонентов, но главные среди них — лейкоциты.

Все лейкоциты имеют общее происхождение из гемопоэтических стволовых клеток красного костного мозга (рис. 2).

Рис. 2. Происхождение лейкоцитов

Все эти клетки циркулируют в крови, хотя свои функции они выполняют в основном вне сосудов.

Основные функции лейкоцитов:

•        обнаружение и уничтожение бактерий, вирусов и других чужеродных агентов путем фагоцитоза;

•        уничтожение изменённых клеток (раковых и т. п.);

•        уничтожение погибших клеток организма;

•        участие в аллергических реакциях;

•        участие в воспалительных реакциях при повреждениях тканей;

•        выработка антител;

•        формирование иммунной памяти организма. 

Виды лейкоцитов

Лейкоциты делятся на три главные группы: гранулоциты, моноциты и лимфоциты.

Гранулоциты содержат многочисленные лизосомы, секреторные пузырьки и гранулы. В соответствии с различным характером окраски этих гранул гранулоциты делятся на нейтрофилы, базофилы и эозинофилы (рис. 3).

Эозинофилы (розовая окраска гранул) защищают организм от паразитов и способствуют развитию аллергических реакций. Уровень эозинофилов повышается при глистных инвазиях (заражениях).

Базофилы (сине-фиолетовая окраска гранул) выделяют гистамин, который участвует в воспалительных реакциях. 

Нейтрофилы    (фиолетово-розовая     окраска      гранул)      способны    к фагоцитозу. Они захватывают, убивают и переваривают микроорганизмы (в основном бактерии). 

Рис. 3. Гранулоциты

Моноциты — самые крупные из лейкоцитов (рис. 4). Выходя из кровяного русла, они становятся макрофагами (рис. 5) — крупными клетками серо-голубого цвета. Как и нейтрофилы, они способны к фагоцитозу (рис. 6). Макрофаги, однако, значительно больше по размерам и дольше живут, чем нейтрофилы.

Рис. 4. Моноцит                                Рис. 5. Макрофаг                        Рис. 6.

Макрофаг

поглощает                                                                                                                               р аковые клетки

Таким образом, фагоцитами являются гранулярные нейтрофилы и более крупные и долгоживущие агранулярные макрофаги (моноциты). Лимфоциты участвуют в иммунном ответе:

•           B-лимфоциты (рис. 7) производят антитела;

•           T-лимфоциты (рис.    8)      убивают     клетки,          инфицированные

вирусом, и регулируют активность других лейкоцитов;

•           нормальные (естественные) киллеры уничтожают некоторые виды опухолевых и заражённых вирусами клеток.

B-лимфоциты образуют антитела, являющиеся изменёнными формами собственных поверхностных рецепторов.

Рис. 7. B-лимфоцит                                            Рис. 8. Т-лимфоцит

T-лимфоциты подразделяются на:

T-хелперы, способствующие развитию иммунного ответа; T-супрессоры, подавляющие развитие иммунного ответа;

T-киллеры, уничтожающие клетки, несущие на себе антигены.

Рис. 9. Виды лейкоцитов и их функции

Кроме лимфоцитов этих двух главных классов известны ещё лимфоциты, осуществляющие неспецифические реакции.

Тучные клетки относятся к вспомогательным клеткам иммунной системы. Они представляют незрелые лейкоциты, которые мигрируют из кровяных сосудов в ткани, где подвергаются окончательной дифференцировке и созреванию (рис. 10). Тучные клетки находятся практически во всех тканях, но особенно их много в коже, около сосудов и в слизистой оболочке дыхательных путей и кишечника.

Рис. 10. Тучная клетка

В тканях тучные клетки активно перемещаются  с помощью псевдоподий. В их цитоплазме содержится большое количество везикул (пузырьков). При контакте тучной клетки с антигеном везикулы сливаются с клеточной  мембраной в течение доли секунды, и их содержимое освобождается. Этот процесс  играет важную роль в аллергических и воспалительных реакциях немедленного типа.

Не смотря на то, что тучные клетки способны самостоятельно уничтожать некоторые антигены путем фагоцитоза, основная их роль заключается в координации врожденных и адаптивных иммунных реакций.