Анатомія і фізіологія імунної системи

Імунітет >> анатомія і фізіологія

Імунітет (від лат. Immunitas - звільняти від чого-небудь) - це фізіологічна функція, яка обумовлює несприйнятливість організму до чужорідних антигенів. Імунітет людини робить його несприйнятливим по відношенню до багатьох бактерій, вірусів, грибків, глистів, найпростіших, різних отрут тварин. Крім того, імунітет забезпечує захист організму від ракових клітин.

Завданням імунної системи є розпізнавати і руйнувати все чужорідні структури. При контакті з чужорідної структурою клітини імунної системи запускають імунну відповідь. який призводить до виведення чужорідного антигену з організму.

Функція імунітету забезпечується роботою імунної системи організму, до складу якої входять різні типи органів і клітин. Нижче розглянемо докладніше будова імунної системи і основні принципи її функціонування.

Анатомія імунної системи
Анатомія імунної системи надзвичайно неоднорідна. В цілому, клітини і гуморальні фактори імунної системи присутні майже в усіх органах і тканинах організму. Виняток становлять деякі відділи очей, яєчок у чоловіків, щитовидної залози. головного мозку - ці органи огороджені від імунної системи тканинним бар'єром, який необхідний для їх нормального функціонування.

Загалом, робота імунної системи забезпечується двома видами факторів: клітинними і гуморальними (тобто рідинними). Клітини імунної системи (різні види лейкоцитів) циркулюють в крові і переходять в тканини, здійснюючи постійний нагляд за антигенними складів тканин. Крім того, в крові циркулює велика кількість різноманітних антитіл (гуморальні, рідинні фактори), які також здатні розпізнавати і знищувати чужорідні структури.

В архітектурі імунної системи розрізняємо центральні і периферичні структури. Центральними органами імунної системи є кістковий мозок і тимус (вилочкова залоза). В кістковому мозку (червоний кістковий мозок) відбувається формування клітин імунної системи з так званих стовбурових клітин. які дають початок усім клітинам крові (еритроцити, лейкоцити, тромбоцити). Вилочкова залоза (тимус) розташована в грудній клітці, відразу за грудиною. Тимус добре розвинений у дітей, але з віком піддається інволюції і практично відсутній у дорослих. У тимусі відбувається диференціація лімфоцитів - специфічних клітин імунної системи. У процесі диференціації лімфоцити «вчаться» розпізнавати «свої» і «чужі» структури.

Периферичні органи імунної системи представлені лімфатичними вузлами, селезінкою і лімфоїдної тканиною (така тканина знаходиться, наприклад, в піднебінних мигдалинах, на корені мови, на задній стінці носоглотки, в кишечнику).

Лімфатичні вузли є скупчення лімфоїдної тканини (насправді скупчення клітин імунної системи) оточені оболонкою. В лімфатичний вузол входять лімфатичні судини, по яких тече лімфа. Усередині лімфатичного вузла лімфа фільтрується та очищується від всіх чужорідних структур (віруси. Бактерії. Ракові клітини). Судини виходять з лімфатичного вузла зливаються в загальний проток, який впадає в вену.

Селезінка є не що інше, як великий лімфатичний вузол. У дорослої людини маса селезінки може досягати декількох сотень грамів, залежно від кількості крові, накопиченого в органі. Селезінка розташована в черевній порожнині зліва від шлунка. В добу через селезінку прокачується велика кількість крові, яка, подібно до лимфе в лімфатичних вузлах, піддається фільтрації і очищення. Також в селезінці запасається певну кількість крові, в якому організм на даний момент не має потреби. Під час фізичного навантаження або стресу селезінка скорочується і викидає кров в кровоносні судини, для того щоб задовольнити потребу організму в кисні.

Лімфоїдна тканина розсіяна по всьому організму у вигляді маленьких вузликів. Основна функція лімфоїдної тканини - забезпечення місцевого імунітету, тому найбільші скупчення лімфоїдної тканини розташовані в області рота, глотки і кишечника (ці зони організму в достатку населені різноманітними бактеріями).

Крім того, в різних органах існують, так звані, мезенхімальні клітини. які можуть виконувати імунну функцію. Багато таких клітин в шкірі, печінці, нирках.

Клітини імунної системи
Загальна назва клітин імунної системи це лейкоцити. Однак сімейство лейкоцитів дуже неоднорідний. Розрізняємо два основних типи лейкоцитів: зернисті і незерністие.

Зернисті лейкоцити представлені нейтрофілами (ці клітини борються з бактеріями), еозинофілами (вони борються з паразитами) і базофілами (ці клітини здійснюють захист тканин). До незерністие лейкоцитам відносяться лімфоцити і моноцити. Нижче розглянемо детальніше характеристики цих клітин і їх роль в імунній системі.

Нейтрофіли - найбільш численні представники лейкоцитів. Ці клітини містять витягнуте ядро, розділене на кілька сегментів, тому іноді їх називають сегменто лейкоцитами. Як і всі клітини імунної системи, нейтрофіли утворюються в червоному кістковому мозку і після дозрівання потрапляють в кров. Час циркуляції нейтрофілів у крові не велика. Протягом декількох годин ці клітини проникають через стінки судин і переходять в тканини. Пробувши якийсь час у тканинах, нейтрофіли можуть знову повернутися в кров. Нейтрофіли надзвичайно чутливі до наявності в організмі вогнища запалення і здатні направлено мігрувати в запалені тканини. Потрапляючи в тканини, нейтрофіли змінюють свою форму - з круглих перетворюються в отростчатие. Основна функція нейтрофілів знешкодження різних бактерій. Для пересування в тканинах нейтрофіл забезпечений своєрідними ніжками, які представляють собою вирости цитоплазми клітини. Присуваючись до бактерії нейтрофіл, оточує її своїми відростками, а потім «заковтує» і перетравлює її за допомогою спеціальних ферментів. Відмерлі нейтрофіли скупчуються в осередках запалення (наприклад, в ранах) у вигляді гною. Кількість нейтрофілів крові збільшується під час різних запальних захворювань бактеріальної природи.

Еозинофіли менш численні, ніж нейтрофіли. Велика частина еозинофілів проводить в крові лише невеликий час і, потрапляючи в тканини, залишається там, на довгий час. Функція еозинофілів полягає в руйнуванні чужорідних білків, а так само в забезпеченні антипаразитарной захисту. Кількість еозинофілів значно збільшується під час алергії або при таких захворюваннях, як бронхіальна астма.

Базофіли беруть активну участь у розвитку алергічних реакцій негайного типу. Потрапляючи в тканини базофіли, перетворюються в огрядні клітини, що містять велику кількість гістаміну - біологічно активної речовини, яка стимулює розвиток алергії. Завдяки базофілам отрути комах або тварин відразу блокуються в тканинах і не поширюються по всьому тілу. Також базофіли регулюють згортання крові за допомогою гепарину.

Лімфоцити. Існує кілька різновидів лімфоцитів: B-лімфоцити (читається «Б-лімфоцити»), Т-лімфоцити (читається «Т-лімфоцити»), К-лімфоцити (читається «К-лімфоцити»), NK-лімфоцити (природні кілери) і моноцити .

В-лімфоцити розпізнають чужорідні структури (антигени) виробляючи при цьому специфічні антитіла (білкові молекули, спрямовані проти чужорідних структур).

Т-лімфоцити виконують функцію регуляції імунітету. Т-помічники стимулюють вироблення антитіл, а Т-супресори гальмують її.

К-лімфоцити здатні руйнувати чужорідні структури, помічені антитілами. Під впливом цих клітин можуть бути зруйновані різні бактерії, ракові клітини або клітини інфіковані вірусами.

NK-лімфоцити здійснюють контроль над якістю клітин організму. При цьому NK-лімфоцити здатні руйнувати клітини, які за своїми властивостями відрізняються від нормальних клітин, наприклад, ракові клітини.

Моноцити це найбільші клітини крові. Потрапляючи в тканини, вони перетворюються в макрофагів. Макрофаги це великі клітини, активно руйнують бактерії. Макрофаги в великих кількостях накопичуються в осередках запалення.

У порівнянні з нейтрофілами (див. Вище) деякі види лімфоцитів більш активні щодо вірусів, ніж бактерій, і не руйнуються під час реакції з чужорідним антигеном, тому в осередках запалення викликаного вірусами гній не формується. Також лімфоцити накопичуються в осередках хронічного запалення.

Популяція лейкоцитів постійно оновлюється. Кожну секунду утворюються мільйони нових імунних клітин. Деякі клітини імунної системи живуть всього кілька годин, а інші можуть зберігатися протягом декількох років. В цьому і полягає суть імунітету: одного разу зустрівши антиген (вірус або бактерію), імунна клітина «запам'ятовує» його і при новій зустрічі реагує швидше, блокуючи інфекцію відразу після її потрапляння в організм.

Загальна маса органів і клітин імунної системи організму дорослої людини складає близько 1 кілограма. Взаємодії між клітинами імунної системи надзвичайно складні. В цілому, злагоджена робота різних клітин імунної системи, забезпечує надійний захист організму від різних інфекційних агентів і власних мутованих клітин.

Крім функції захисту імунні клітини контролюють ріст і розмноження клітин організму, а також відновлення тканин в осередках запалення.

Крім клітин імунної системи в організмі людини існує ряд факторів неспецифічного захисту, які становлять так званий видовий імунітет. Ці фактори захисту представлені системою компліменту, лізоцимом, трансферином, С-реактивним білком, интерферонами.

Комплімент - це система білків крові, яка активується при попаданні в організм різних чужорідних матеріалів. Активація системи компліменту запускає імунну відповідь, а в деяких випадках може привести до руйнування чужорідного організму (бактерія або паразит).

Лізоцим - це специфічний фермент, який руйнує стінки бактерій. У великих кількостях лізоцим міститься в слині, чим пояснюються її антибактеріальні властивості.

Трансферин - це білок, який конкурує з бактеріями за захоплення певних речовин (наприклад, залізо), необхідних для їх розвитку. В результаті цього зростання і розмноження бактерій сповільнюється.

С-реактивний білок активується подібно компліменту при попаданні в кров чужорідних структур. Приєднання цього білка до бактерій робить їх уразливими для клітин імунної системи.

Інтерферони - це сложномолекулярние речовини, які виділяються клітинами у відповідь на проникнення в організм вірусів. Завдяки интерферонам клітини стають несприйнятливими по відношенню до вірусу.