Структура и функции органов иммунной системы

К органам иммунной системы относятся: центральные (первичные): костный мозг и тимус, периферические (вторичные): селезенка, лимфатические узлы, ассоциированная со слизистыми оболочками (мукозно-ассоциированная) лимфоидная ткань.

В центральных органах иммунной системы постоянно идут процессы пролиферации клеток-предшественниц Т- и В-лимфоцитов, их созревания (дифференцировки), их отбора (селекции), сопровождающиеся их частичной гибелью или транспортировкой созревающих клеток через кровь в периферические органы.
Периферические органы иммунной системы являются местом встречи Т- и В-лимфоцитов с поступающими туда антигенами, местом распознавания антигенов и развития последовательных стадий специфического иммунного ответа на данный антиген. Распознавание антигена лимфоцитом служит сигналом его усиленной пролиферации, ускоренной дифференцировки и активации. В-лимфоциты после активации в периферических органах иммунной системы дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие и секретирующие антитела — иммуноглобулины. Активированные Т- и В- лимфоциты в периферических органах иммунной системы продуцируют и секретируют межклеточные медиаторы — цитокины, влияющие на иммунный ответ. Там же, в периферических органах иммунной системы, накапливаются и сохраняются долгоживущие Т- и В-лимфоциты, ответственные за поддержание «иммунологической памяти» о встрече с данным антигеном. Костный мозг
Продолжая функцию эмбриональной печени, костный мозг является местом гемопоэза (см. главу 7), в том числе лимфопоэза (рис. 8.3). Единая гемопоэтическая стволовая клетка может дифференцироваться в сторону

Единая стволовая гемопоэтическая клетка является общей клеткой-предшественницей всех ростков кроветворения. Миеломоноцитарные клетки-предшественницы под контролем указанных групп цитокинов созревают и дифференцируются в гранулоциты и моноциты/макро- фаги. Клетки-предшественницы лимфоцитов под влиянием указанных групп цитокинов созревают и дифференцируются в Т- и В-лимфоциты, или в естественные киллеры. Миелоид- ные и лимфоидные клетки-предшественницы могут дифференцироваться в дендритные клетки в присутствии указанных цитокинов.

общей клетки-предшественницы лимфоцитов. Эта клетка дает начало клеткам-предшественницам В-лимфоцитов, Т-лимфоцитов и естественных киллеров. Дальнейшая дифференцировка лимфоцитов зависит от влияния колониестимулирующих факторов, продуцируемых стромальными клетками костного мозга. Созревающие активированные лимфоциты начинают продуцировать цитокины, аутокринно влияющие на их пролиферацию и дифференцировку. Так, интерлейкин-1 и интерлейкин-6 служат синергиста- ми колониестимулирующих факторов в стимуляции пролиферации клеток- предшественниц; интерлейкин-2 является ростовым фактором Т-лимфоци- тов; интерлейкины-4, -6, -7 способствуют выживанию, пролиферации и дифференцировке ранних предшественниц лимфоцитов; туморнекротизи- рующий фактор (ТНФ), гамма-интерферон, трансформирующий ростовой фактор-бета (ТРФ-бета), напротив, ингибируют процессы пролиферации и дифференцировки клеток-предшественниц.
Созревшие в костном мозге клетки-предшественницы Т-лимфоцитов через кровоток попадают в тимус для дальнейшей дифференцировки. В отличие от Т-лимфоцитов, местом дальнейшего созревания В-лимфоцитов у млекопитающих является костный мозг. Один из продуктов стромальных клеток костного мозга — интерлейкин- 7 преимущественно стимулирует процесс созревания В-лимфоцитов из костномозговых предшественников. Созревшие В-лимфоциты выходят в кровь, заселяют лимфоидные органы, участвуют в рециркуляции, проявляя способность к распознаванию конкретного антигена. Распознавание антигена служит одним из сигналов активации В-лимфоцитов и их дальнейшей дифференцировки в плазматические клетки, продуцирующие и секретирующие антитела (иммуноглобулины). Иммуноглобулины продуцируются в костном мозге и в периферических органах иммунной системы, откуда поступают в кровоток.
Таким образом, костный мозг в качестве одного из центральных органов иммунной системы выполняет следующие функции: является местом начальной дифференцировки и пролиферации ранних клеток-предшественниц лимфоцитов; является местом дальнейшей дифференцировки В- лимфоцитов вплоть до их выхода в кровоток и заселения периферических органов иммунной системы; является местом продукции и секреции колониестимулирующих факторов и цитокинов, влияющих на процессы пролиферации, дифференцировки и транспортировки Т- и В-лимфоцитов; является одним из мест продукции и секреции антител (иммуноглоблинов). Тимус (вилочковая железа)
Тимус в качестве одного из центральных органов иммунной системы является местом созревания Т-лимфоцитов из клеток-предшественниц и формирования огромного разнообразия зрелых Т-лимфоциов, способных распознать своими рецепторами любой антиген.
Лимфоциты, находящиеся в тимусе, называют тимоцитами. В тимусе идут параллельно несколько процессов: пролиферация Т-лимфоцитов, их созревание (дифференцировка), отбор пригодных для данного организма клеток, которому сопутствует гибель значительной части непригодных клеток.
Ранние клетки-предшественницы Т-лимфоцитов из костного мозга поступают в корковый слой тимуса. Постепенно они мигрируют из коркового слоя тимуса в мозговой, контактируя с тимическими эпителиальными клетками, макрофагами и дендритными клетками. На тимоциты влияют

продуцируемые тимическими эпителиальными клетками гормоны: тиму- лин, otl- и (34-тимозины, тимопоэтин, контролирующие их дифференцировку. В процессе продвижения в мозговой слой тимоциты созревают (дифференцируются), поэтапно приобретая характерные для зрелых Т- лимфоцитов поверхностные рецепторы и антигены.
От стромальных клеток тимуса и продуцируемых ими молекул каждый тимоцит получает сигналы: усиления пролиферации, изменений поверхностного фенотипа (сочетания молекул, присутствующих на поверхности клеток), перестройки («реаранжировки») генов, ответственных за широкое разнообразие специфических антигенраспознающих рецепторов.
Основная функция зрелых Т-лимфоцитов — это распознавание чужеродных антигенных пептидов в комплексе с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости на поверхности антигенпредстав- ляющих клеток. Для выполнения этой функции Т-лимфоциты располагают специфическими антигенраспознающими рецепторами.
Отбор тимоцитов идет в два этапа (рис. 8.4). После того как на тимоци- те формируется Т-клеточный рецептор определенной специфичности, в следующие этапы развития вступают только те тимоциты, которые проявили способность распознавать собственные молекулы главного комплекса гистосовместимости, присутствующие на эпителиальных клетках коры тимуса данного организма.

В отличие от зрелого Т-лимфоцита, который при встрече с антигенным пептидом, специфичным для его Т-клеточного рецептора, получает сигнал активации, незрелые тимоциты в тимусе при распознавании специфичных для их Т-клеточных рецепторов аутоантиген

ных пептидов получают сигнал генетически программированной гибели — апоптоза. Таким образом, идет «выбраковка» аутореактивных Т-лимфоци- тов, 95—98 % тимоцитов ежедневно погибают в тимусе этим путем. Только 2—5 % тимоцитов (1 • 10б) в виде зрелых Т-лимфоцитов ежедневно покидают тимус, поступая в кровь и расселяясь в лимфоидных органах.
В результате в кровоток и в лимфоидные органы поступают только те Т-лимфоциты, которые несут рецепторы, распознающие чужеродные пептиды в сочетании с собственными молекулами главного комплекса гистосовместимости.
Тимус представляет собой единственный орган иммунной системы, подвергающийся быстрой возрастной инволюции, которая у людей начинается после первого года жизни. Человек ежегодно теряет до 3 % истинно тимической ткани, которая постепенно замещается жировой и соединительной тканью. Соответственно снижается и продукция Т-лимфоцитов. Высокая продукция Т-лимфоцитов сохраняется до двух лет, а затем быстро снижается. Однако количество Т-лимфоцитов в организме сохраняется на достигнутом уровне благодаря тому, что значительную часть популяции Т- лимфоцитов составляют долгоживущие клетки, которые не нуждаются в постоянном обновлении. Более того, зрелые Т-лимфоциты, распознавшие «свой» антиген в периферических органах иммунной системы, получают сигналы активации и избирательной пролиферации, за счет чего их численность возрастает. Перенесенная взрослым человеком тимэктомия не приводит к катастрофическому снижению количества циркулирующих Т- лимфоцитов.
В качестве одного из центральных органов иммунной системы тимус выполняет следующие функции: а) контролирует пролиферацию, диффе- ренцировку, отбор и окончательное созревание Т-лимфоцитов, б) продуцирует тимические гормоны, влияющие на функции Т-лимфоцитов. Селезенка
Селезенка выполняет функции фильтра крови, удаляющего из крови попадающие туда чужеродные частицы и молекулы, а также состарившиеся эритроциты.
В селезенке имеются Т- и В-зоны, заселенные преимущественно Т- или В-лимфоцитами. В качестве одного из периферических органов иммунной

Рис. 8.5. Периферические органы иммунной системы, обеспечивающие специфический иммунный ответ на антигены, поступающие в организм разными путями.

На антиген, попадающий в кровяное русло (1), специфический иммунный ответ развивается в селезенке. На антиген, проникающий через кожу (2), отвечают преимущественно лимфоциты в регионарном лимфатическом узле. Местом ответа на антигены, проникающие через слизистые оболочки (3), является мукозно-ассоциированная лимфоидная ткань.
системы селезенка является местом: 1) созревания естественных киллеров, 2) распознавания антигена, 3) антигензависимой пролиферации и диффе- ренцировки Т- и В-лимфоцитов, 4) активации Т- и В-лимфоцитов, 5) продукции цитокинов, 6) продукции и секреции специфических антител — иммуноглобулинов.
Селезенка является местом специфического иммунного ответа на антигены, циркулирующие в крови, а в лимфатических узлах разыгрываются процессы специфического иммунного ответе на антигены, попадающие через лимфу (рис. 8.5). Лимфатические узлы
Лимфатические узлы функционируют в качестве своеобразных фильтров лимфы, задерживая микроорганизмы, попавшие в лимфу. В качестве периферических органов иммунной системы лимфатические узлы являются местом: 1) распознавания антигена, 2) антигензависимой пролиферации и дифференцировки Т- и В-лимфоцитов, 3) активации Т- и В-лимфоцитов, 4) продукции цитокинов, 5) продукции и секреции специфических антител — иммуноглобулинов.
Один лимфатический узел имеет массу около 1 г. Каждый час из лимфоузла выходит в лимфу количество лимфоцитов, эквивалентное его утроенной массе. Большая часть (90 %) клеток в этой эфферентной лимфе представляют собой лимфоциты, покинувшие кровяное русло на территории этого лимфатического узла. Среди клеток лимфатического узла около 10 % составляют макрофаги и около 1 % — дендритные клетки.
В кортикальном (наружном) слое лимфатического узла преобладают скопления лимфоцитов. В мозговом (внутреннем) слое лимфатического узла лимфоциты содержатся в сочетании с макрофагами (около 10 %) и дендритными клетками (около 1 %), которые выполняют функцию представления антигенов Т-лимфоцитам и продуцируют цитокины. В пределах лимфатического узла происходит свободная циркуляции лимфоцитов между лимфой, кровью и лимфоидной тканью.
При развитии специфического иммунного ответа в мозговом слое лимфатических узлов накапливаются образовавшиеся из В-лимфоцитов плазматические клетки, продуцирующие и секретирующие соответствующие антигену по специфичности антитела — иммуноглобулины. Строго определенное взаимное расположение Т- и В-лимфоцитов, макрофагов, дендритных клеток в лимфатических узлах обеспечивает последовательное развитие стадий иммунного ответа: представления антигена, его распознавания Т-клеточными рецепторами, активации процессов пролиферации и дифференцировки (созревания) лимфоцитов. В результате в лимфатических узлах формируются зрелые Т-лимфоциты, которые принимают участие в защитных реакциях. Там же формируются клоны долгоживущих Т- и В- лимфоцитов, обеспечивающих поддержание иммунологической памяти о встрече с конкретным антигеном. Ассоциированная со слизистыми оболочками лимфоидная ткань (мукозно-ассоциированная лимфоидная ткань)
Непосредственно под мукозным эпителием слизистых оболочек в тесной связи с эпителиальными клетками располагаются лимфоциты пейеровых бляшек кишечника, лимфоидных фолликулов аппендикса, миндалин глотки, лимфоидных фолликулов подслизистого слоя верхних дыхательных путей и бронхов, мочеполового тракта. Все эти лимфоидные скопления получили собирательное название — мукозно-ассоциированная лимфоидная ткань.
В лимфоидных тканях, ассоциированных со слизистыми оболочками, проходят все стадии специфического иммунного ответа в тех случаях, когда антиген проникает в организм через слизистые оболочки. В мукозноассоциированных лимфоидных тканях активированные В-лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие специфические антитела, относящиеся к классу иммуноглобулинов A (IgA). Иммуноглобулины А, пройдя через эпителиальные клетки, где они присоединяют секреторный компонент, выходят на поверхность слизистых оболочек в форме секреторного иммуноглобулина A (SIgA), который обеспечивает местную антибактериальную и антивирусную защиту.
В качестве одного из периферических органов иммунной системы мукозно-ассоциированная лимфоидная ткань является местом: 1) распознавания антигена, 2) антигензависимой пролиферации и дифференцировки Т- и В-лимфоцитов, 3) активации Т- и В-лимфоцитов, 4) продукции цитокинов, 5) продукции и секреции специфических антител — иммуноглобулинов.

<< | >>

↑

Источник: Ткаченко Б.И. Нормальная физиология человека. 2005

Еще по теме Структура и функции органов иммунной системы:

- Кардиология - Физиология человека - Философия здоровья -