28.2. Ближайшие партнеры иммунной системы.

Ближайшими партнерами иммунной системы являются, органы, клетки и ткани, которые непосредственно не входят в ее состав, но тем или иным образом вовлеченные в реализацию ее функций:

• клетки крови

• клетки кровеносных сосудов

• слизистые оболочки

• кожа

• печень

28.3. Анатомо-физиологический принцип устройства иммунной системы

Принцип устройства иммунной системы - органно-циркуляторный. Незначительная часть лимфоцитов циркулирует в кровяном русле (0.2 – 2% всех лимфоцитов), а остальные – проникают через стенки сосудов и оседают в лимфоидных и других тканях (98 – 99.8%).

28.4. Общая схема строения иммунной системы

Иммунная система человека представлена органами (центральными и периферическими), клетками (собственно лимфоциты и др.), а также молекулами (циркулирующими в организме и локализованными на поверхности клеток).

Рис. 28.2-1. Общая схема состава иммунной системы.

28.5. Органы иммунной системы

А. Центральные (костный мозг и тимус) выполняют следующую функцию: образование, антиген-независимая дифференцировка и пролиферация иммунокомпетентных клеток. То есть в этих органах происходит образование, созревание и первичная дифференцировка Т- и В-лимфоцитов.

Красный костный мозг.

Является центральным органом иммунной системы. Здесь содержатся стволовые клетки (CD34) – предшественницы клеток лимфоидного и миелоидного рядов, яв­ляющиеся родоначальниками Т - и В-лимфоцитов, макрофагов и форменных элементов крови. Основой функцией костного мозга является продукция иммунокомпетентных клеток из полипотентной стволовой. Костный мозг располагается в губчатом веществе костей и представляет собой совокупность костномозговой стромы и плотно упакованных в ней кроветворных, миелоидных и лимфоидных клеток. Костномозговая ткань пронизана многочисленными капиллярами. Через эти капилляры происходит миграция зрелых клеток из костного мозга в кровь. При лучевой болезни человек погибает, прежде всего, из-за уничтожения клеток костного мозга под воздействием радиации. Пересадка совместимого по HLA-системе костного мозга позволяет спасти таких больных. При лейкозе наряду с уничтожением опухолевых клеток также осуществляется пересадка совместимого костного мозга.

Тимус.

Тимус (вилочковая железа) – лимфоэпителиальный орган, который располагается за грудиной. Здесь происходит созреванию Т-лимфоцитов под действием продуцируемых тимусом соответствующих гормоноподобных веществ (тимозин, тимопоэтин и других лимфоцитокинов) и их селекция. Орган является центром иммунологического надзора. В циркуляцию из тимуса выходит лишь 0,9-8% клеток, остальные гибнут в вилочковой железе или сразу после выхода из нее. Этот орган достигает своего максимального развития к 10—12 годам, а после 30 лет начинается его медленная инволюция – обратное развитие. Однако тимус сохраняется и функционирует в течение всей жизни. При беременности тимус временно уменьшается в 2-3 раза. При врожденных дефектах развития тимуса, его опера­тивном удалении или при старении наблюдается снижение функциональной активности иммунной системы.

Б. Периферические органы иммунной системы подразделяют на:

1. Инкапсулированные лимфоидные органы, такие как:

• селезенка

• лимфатические узлы

2. Неинкапсулированная лимфоидная ткань, включающая:

• ассоциированную с ЖКТ лимфоидную ткань (миндалины, аденоиды, аппендикс, пейеровые бляшки)

• лимфоидную ткань, ассоциированную с бронхами/бронхиолами

• лимфоидную ткань других слизистых оболочек

• субпопуляция лимфоцитов печени (лимфоидный барьер для крови воротной вены)

• лимфоидная подсистема кожи (лимфоциты эпителия кожи + региональные лимфоузлы + сосуды лимфодренажа)

В состав иммунной системы включают также периферическую кровь, которая является транспортно-коммуникационным компонентом иммунной системы

Селезенка – это периферический орган иммунной системы, покрытый соединительнотканной капсулой. В составе органа можно выделить красную пульпу, являющуюся, главным образом, клеточными элементами крови и белую пульпу, которая представляет собой совокупность лимфоидной ткани. Селезенка участвует в иммунных реакциях организма, в ней происходит дифференцировка лимфоцитов в ответ на антигенный стимул, обеспечивается отбор и элиминация функционально неактивных лейкоцитов, она служит в качестве депо крови.

Лимфатические узлы располагаются по ходу лимфатических сосудов. Размеры узлов у человека в условиях нормы колеблются от 3 до 30 мм. Сверху лимфоузел покрыт соединительнотканной капсулой, а внутри него имеется система синусов (каналов), по которым лимфа протекает от приносящих лимфатических сосудов к выносящим лимфатическим сосудам. Лимфатические узлы – фильтры лимфы. В синусах лимфа очищается от болезнетворных и токсических веществ и обогащается лимфоцитами. Здесь происходит задержка чужеродных антигенов, опухолевых клеток, разрушение отработавших свой срок эритроцитов.

Небные миндалины – располагаются на границе дыхательного и пищеварительного трактов, что отводит им роль информационного центра об антигенах, поступающих во внутреннюю среду с пищей, водой, воздухом. Этому способствует огромная площадь всех крипт, примерно равная 300 см², и возможность ткани тонзилл обуславливать рецепцию антигенов. Миндалины находятся в функциональной связи с тимусом, их удаление способствует более ранней инволюции вилочковой железы.

Аппендикулярный отросток – по мнению некоторых ученых, регулирует колониерезистентность бактерий в кишечнике, т.е. оптимальное состояние микрофлоры, являющейся естественным антагонистом вирулентных возбудителей. Аппендэктомия приводит к повышенной заболеваемости таких лиц. Видимо, червеобразный отросток в кишечнике выполняет ту же функцию, что и миндалины. Лимфоциты этого органа коммитируются антигенами обитателей кишечной трубки, мигрируют в другие лимфоидные образования, прежде всего в селезенку, и способствуют, таким образом, формированию общей реакции иммунной системы.

Пейеровы бляшки кишечника – имеют огромное значение, как для формирования иммунного ответа, так и для созревания Т - и В-лимфоцитов. Основная функциональная нагрузка – поддержание иммуногенеза В-лимфоцитов и их дифференцировка в плазмоциты, продуцирующие антитела – иммуноглобулины секреторных классов А и Е. Ежедневно В-лимфоциты слизистой оболочки кишечника синтезируют до 3 г IgA и более 90% всего IgE.

Кровь – является обычным источником лимфоцитов для лабораторных иммунологических исследований. В ней циркулирует до 2% от всех лимфоцитов, имеющихся в организме. Основная масса лимфоцитов сосредоточена в лимфоидных и других тканях. Данные лабораторных тестов трудно интерпретировать, так как повышение и понижение содержания отдельной популяции в крови не говорит о повышении или понижении их содержания в организме в целом.

MALT (mucosa-associated lymphoid tissue) - так называют лимфоидные образования слизистых оболочек организма человека. Иммунная система слизистых оболочек формирует защитный барьер, предохраняющий организм человека от болезнетворного воздействия патогенной микрофлоры. Защитные реакции, развиваемые иммунной системой слизистых, в норме протекают на фоне минимальной воспалительной реакции и не сопровождаются повреждением окружающих тканей. В слизистых, где нет постоянного и длительного воздействия антигенов, лимфоциты располагаются разрозненно, на некотором расстоянии друг от друга, формируя диффузную лимфоидную ткань. В участках, где наблюдается частое соприкосновение с антигенами и аллергенами, лимфоциты собираются в мелкие и крупные плотные скопления, получившие название лимфоидных узелков. Лимфоидные узелки, не имеющие центров размножения, содержатся в большом количестве в слизистой оболочке пищевода, дыхательных путей (гортани, трахеи, крупных бронхов). В местах постоянного и сильного воздействия антигенов, где требуется участие в защитных реакциях все новых и новых лимфоцитов, располагаются лимфоидные узелки с центрами размножения. Центры размножения в лимфоидных узелках являются местами размножения лимфоцитов, потребность в которых в местах постоянного антигенного вторжения велика. Лимфоидные узелки с центрами размножения в большом количестве имеются в слизистой оболочке желудка, тонкой и толстой кишки, в аппендиксе. В зависимости от того, где располагается лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками, она получает и свое название, например:

GALT - лимфоидные образования слизистых оболочек, ассоциированные с кишечником

BALT - лимфоидные образования слизистых оболочек, ассоциированные с бронхами

NALT - лимфоидные образования слизистых оболочек, ассоциированные с носом

TALT - лимфоидные образования слизистых оболочек, ассоциированные с евстахиевой трубой.

Особенности функционирования лимфоидной ткани, ассоциированной с кишечником (GALT) заключается в том, что интактные лимфоциты, попадая в кровяное русло, заносятся с кровотоком в пейеровы бляшки кишечника, где происходит процесс прайминга: под влиянием особого цитокинового окружения В-лимфоциты дифференцируются в клетки, детерминированные к синтезу sIgA, - примированные В-лимфоциты. Эти лимфоциты по афферентным лимфатическим протокам попадают в мезентериальные лимфатические узлы, а затем в кровь, и с кровью поступают в селезенку (процесс занимает обычно несколько дней). В селезенке как в периферическом органе иммунной системы происходят процессы дифференцировки В-лимфоцитов, откуда они снова поступают в кровь, с кровью попадают в органы, содержащие слизистые оболочки, например, в слизистую тонкой и толстой кишки, где селективно поселяются (процесс носит название хоминга).

28.6. Клетки иммунной системы

Главным элементом иммунной системы являются лимфоидные клетки. Общее число лимфоцитов у человека составляет 10¹² клеток. Вторым важным элементом иммунной системы являются макрофаги. Лимфоидные клетки и макрофаги объединены понятием иммунокомпетентные клетки.

А. Истинные клетки иммунной системы это:

• лимфоциты (Т-лимфоциты, В-лимфоциты и NK-клетки)

Клетки иммунной системы формируются еще в период эмбриогенеза. У эмбриона главным источником стволовых клеток – родоначальниц клеток крови и иммунной системы является печень. Из печени стволовые клетки мигрируют в тимус, костный мозг, селезенку и лимфоузлы, где они дифференцируются в клетки иммунной системы. Стволовые клетки, которые мигрировали в костный мозг, хранятся в нем на протяжении всей последующей жизни человека, причем это депо постоянно пополняется за счет свежих клеток. Стволовая клетка называется еще гемопоэтической полипотентной, поскольку именно из нее образуются впоследствии клетки иммунной системы, а также клетки крови. Выделяют два основных ряда клеток, формирующихся из полипотентной стволовой: лимфоидный и миелоидный. К лимфоидному ряду относят собственоо лимфоциты, а к миелоидному - моноциты, макрофаги, клетки Лангерганса, дендритные клетки, мегакариоциты (тромбоциты), а также гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы).

Т-лимфоциты формируются в тимусе из мигрировавшей туда полипотентной стволовой клетки. Т-звено иммунной системы ответственно за реакции клеточного типа. Кроме того, Т-система контролирует и регулирует работу В-системы.

В-лимфоциты получили свое название от слова бурса (от лат. bursa – сумка), поскольку впервые были обнаружены в сумке Фабрициуса у птиц. К структурным образованиям В-системы иммунитета относят: костный мозг, В-зоны селезёнки (центры размножения) и лимфатических узлов (кортикальная зона). Основной функцией В-системы является выработка антител. В-система в свою очередь также способна оказывать влияние на работу Т-системы.

НК-клетки (от англ. natural killers – естественные киллеры) развиваются в костном мозге и тимусе из стволовой лимфоидной клетки. В периферической циркуляции они составляют до 15% всех мононуклеарных клеток. Основным местом локализации НК-клеток у человека является печень, красная пульпа селезенки, слизистые покровы. Естественные киллеры способны оказывать прямое цитотоксическое (разрушающее) действие на клетки-мишени. Мишенями НК-клеток являются, чужеродные клетки, попадающие в организм человека, а также инфицированные, опухолевые или измененные свои клетки.

Б. Сотрудники лимфоцитов – это, прежде всего, макрофаги и другие клетки, презентирующие антиген и принимающие участие в функционировании иммунной системы. К ним относят: