Иммунная система. Структура и функция
Слово «иммунитет» происходит от латинского immunitas, что означает освобождение.
Иммунная система избавляет и защищает организм человека от генетически чужеродных веществ – антигенов. Они бывают как внешнего, так и внутреннего происхождения. Ограждая нас от вторжения антигенов, иммунная система тем самым сохраняет структурную и функциональную целостность организма, а также его генетическую индивидуальность.
Антигенами являются любые структуры и вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности, вызывающие развитие иммунных реакций, направленных на удаление из организма всего чужеродного.
Обычно антигенами являются чужеродные частицы, клетки, бактерии, крупные молекулы (белки, полисахариды) чужого организма.
Даже свои собственные структуры организма могут стать «чужеродными», если по каким-либо причинам (старение, воздействие ультрафиолета, радиации и пр.) на клетках появляются поверхностные антигены, генетически отличающиеся от тканей организма данного человека.
В этом случае иммунная система распознает ткань организма как «врага» и начинает уничтожать ее. Так, например, происходит при аутоиммунном тиреоидите – заболевании, при котором организм начинает атаковать ткани щитовидной железы.
Как любая система организма, иммунная система имеет свои органы, ткани, клетки, молекулы.
И для того, чтобы понять, как возникают иммунные реакции, снижается иммунитет, появляется аллергия и, главное, как бороться с этими проблемами, очень важно знать, как именно функционирует наша защитная система.
Органы иммунной системы человека
В иммунной системе выделяют:
• центральные органы, где зарождаются, размножаются и созревают клетки иммунной системы;
• и периферические, где эти клетки функционируют 3.
Поговорим об участии в механизме иммунной защиты человека каждого из органов.
Центральные органы иммунной системы
Костный мозг – как понятно из его названия, располагается в костях человека: ребрах, тазовых костях. Костный мозг является для иммунной системы источником стволовых (незрелых) клеток, которые способны самообновляться, делиться и превращаться (дифференцировать) в главные иммунные клетки – В-лимфоциты. Костный мозг также является источником претимоцитов, из которых в дальнейшем в вилочковой железе рождаются Т-лимфоциты.
Тимус – этот орган также называют вилочковой железой. Он находится в верхней части грудной клетки. Вилочковая железа растет у человека с рождения и достигает своей максимальной величины к половому созреванию. Затем с возрастом тимус начинает атрофироваться, уменьшаться в размерах.
Вилочковая железа является центром иммунологического надзора: в ней происходит образование Т-лимфоцитов из костномозговых предшественников и их «обучение» конкретным функциям. Также вилочковая железа вырабатывает тимусные факторы – специальные гормоны, которые управляют Т-лимфоцитами.
Периферические органы иммунной системы
Лимфатические узлы – эти органы иммунной системы располагаются по всему телу человека и часто составляют группы или «гроздья» до десяти штук в одной. У лимфатических узлов есть две иммунные функции:
• Задерживают чужеродные антигены, опухолевые клетки, разрушают старые эритроциты (красные клетки крови).
• Являются местом развития иммунного ответа после взаимодействия Т- и В-лимфоцитов с антигеном и между собой, а также выработки защитных антител В-лимфоцитами.
Селезенка – этот орган располагается в верхней левой части брюшной полости, позади желудка. Селезенка выполняет ту же функцию, что и лимфатические узлы.
Лимфоидная система слизистых оболочек – к ней относятся нёбные миндалины, скопления лимфоидной ткани в органах дыхания, стенках кишечника, в слизистой и подслизистой оболочках мочевыводящих путей и отделов половой сферы. Лимфоидная ткань слизистых оболочек образует систему, в которой циркулируют клетки, синтезирующие защитные антитела: иммуноглобулины Е и A (IgE и IgA), секреторные иммуноглобулины А, М, G и интерферон.
Аппендикулярный отросток, или аппендикс, – является придатком одного из отделов кишечника – слепой кишки. В нем происходит размножение В-лимфоцитов, активированных (сенсибилизированных) кишечными бактериями.
Кровь – с током крови осуществляется транспорт клеток иммунной системы к месту внедрения чужеродных антигенов.
Иммунокомпетентные клетки
Работу иммунной системы обеспечивают ее компоненты: клетки и вырабатываемые ими активные молекулы, принимающие участие в защите организма от всего чужеродного и недоброкачественного своего.
К основным клеточным компонентам иммунной системы относят все лейкоциты крови, которые называют иммунокомпетентными клетками (ИКК).
Процентное соотношение содержания ИКК в крови человека, так называемая лейкоцитарная формула, представленная в клиническом анализе крови, является, по сути, первичной иммунограммой, определяющей основные параметры иммунной защиты организма и отражающая в определенной степени характер и активность некоторых патологических процессов.
Лейкоциты обеспечивают работу иммунной системы как непосредственно действующие участники и как производители большинства иммунных молекул.
В отличие от других клеток крови (эритроцитов и тромбоцитов) лейкоциты не выполняют в кровеносном русле никаких функций, кровоток служит для них лишь транспортом. В кровотоке находится всего 1–2 % лейкоцитов от всего их количества в организме.
Свои защитные функции лейкоциты выполняют непосредственно в органах и тканях.
Различают пять основных типов лейкоцитов:
• лимфоциты,
• моноциты,
• нейтрофилы,
• эозинофилы
• и базофилы.
Лимфоциты
Лимфоцит – центральная клетка иммунной системы. Она способна специфично распознавать чужеродный антиген с помощью располагающихся на ее поверхности рецепторов.
По функциональным признакам различают три типа лимфоцитов:
• NK-клетки,
• В-лимфоциты,
• Т-лимфоциты.
NК-клетки, или как еще их называют натуральные киллеры, получили столь образное название за прямое разрушающее действие опухолевых и вирусинфицированных клеток путем растворения (лизиса). NK-клетки относятся к факторам врожденного (естественного) иммунитета.
В-лимфоциты и Т-лимфоциты относятся к клеточным факторам, обеспечивающим высокую специфичность иммунной защиты при приобретенном (адаптивном) иммунитете.
В-лимфоциты при контакте с антигеном или стимуляции со стороны Т-лимфоцитов превращаются (трансформируются) в плазматические клетки, способные к продукции антител.
Антитела – специфические активные белковые молекулы, разрушающие или нейтрализующие различные бактерии, вирусы, токсины и прочие опасные антигены.
Часть В-лимфоцитов трансформируется в клетки иммунологической памяти, навсегда запоминающие опасный антиген.
Т-лимфоциты, составляющие большинство всех лимфоцитов – до 70 %, являются долгожителями – существуют месяцы и годы. Они постоянно циркулируют в лимфе, проходя десятки раз через периферические органы иммунной системы: лимфатические узлы, селезенку, лимфоидные структуры слизистых оболочек внутренних органов. Т-лимфоциты находятся под постоянным контролем тимуса, хотя никогда не возвращаются в вилочковую железу, где происходил процесс их созревания и «профессиональной» ориентации, с разделением на отдельные виды клеток, выполняющих строго специфические функции.
В настоящее время Т-лимфоциты разделяют на пять видов клеток, которые осуществляют ряд конкретных иммунных реакций: активируют синтез антител В-лимфоцитами, уничтожают злокачественные, состарившиеся или пораженные вирусами и бактериями клетки, контролируют активность иммунных процессов и прочее4.
Фагоциты – это лейкоциты, способные поглощать (фагоцитировать) и убивать чужеродные клетки. К ним относятся нейтрофилы, эозинофилы и моноциты5.
Нейтрофилы – крупные клетки (макрофаги), способные разрушать мелкие чужеродные структуры. Вирусы и бактерии атакуют иммунную систему человека каждый день. Макрофаги находят вирус, поглощают его в себя и растворяют. При этом они погибают вместе с инородной клеткой. В крови нейтрофилы – «камикадзе», образно говоря, клетки-«смертники».
Функция нейтрофилов – найти инфекционные структуры, против которых бессильны эозинофилы и базофилы, потому что единственный способ борьбы с этими антигенами – полное поглощение и расщепление.
Эозинофилы – фагоцитарная активность этих клеток значительно ниже, чем у нейтрофилов, но она важна в защите от гельминтов и простейших. Эозинофилы прикрепляются к паразиту и убивают его, впрыскивая свои ферменты. Кроме этого, эозинофилы угнетают воспаление и ограничивают его очаг, контролируя выделение гистамина и других активных белков, участвующих в воспалительном процессе.
При гельминтозах и аллергических реакциях количество эозинофилов в крови увеличивается. Эозинофилы могут снижать остроту аллергических реакций с помощью своих поверхностных рецепторов, связывающих гистамин. При бронхиальной астме эти клетки вырабатывают медиаторы воспаления, которые вызывают повреждение эпителия дыхательных путей.
Моноциты – это фагоциты, обладающие способностью к самостоятельному активному движению. Они выходят за пределы кровеносных сосудов и далее мигрируют в места воспаления или повреждения тканей. В отличие от эозинофилов и нейтрофилов моноциты способны поглощать крупные частицы и клетки или одновременно множество мелких клеток. При этом они, как правило, не погибают после фагоцитирования.
Эти клетки образуют ограничивающий вал вокруг неразрушенных инородных тел. Моноциты очищают место воспаления и подготавливают клетки этой области для регенерации (восстановления).
Базофилы и тучные клетки вырабатывают биологически активные белковые молекулы – медиаторы: гистамин, гепарин, лейкотреин, а также простогландины, фактор активации тромбоцитов, повышающий проницаемость сосудов. Все перечисленные факторы активно участвуют в воспалении. Базофилы и тучные клетки несут на своей поверхности рецепторы к иммуноглобулину Е и играют важную роль в аллергических реакциях немедленного типа. Они формируют очаг сосудистой и экссудативной (выход жидкости из сосудов, тканей) фазы воспаления, выбрасывая гистамин и вазоактивные белки, влияющие на состояние сосудов.
