Иммунная система

– это совокупность лимфоидных тканей и органов тела, обеспечивающих защиту организма от генетически чужеродных клеток или веществ, поступающих извне или образующихся в организме. Органы иммунной системы, содержащие лимфоидную ткань, выполняют функцию охраны постоянства внутренней среды(гомеостаза) в течение всей жизни индивидуума. Они вырабатывают иммунокомпетентные клетки в первую очередь лимфатические а также плазматические клетки, включают их в иммунный процессе, обеспечивают распознавание и уничтожение проникших в организм или образовавшихся в нём клеток и других посторонних веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации. Генетический контроль осуществляют функционирующие совместно популяций Т- и В-лимфоцитов, которые при участии макрофагов обеспечивают иммунный ответ в организме. Термины Т- и В-лимфоциты ввел в 1969г. aнглийcкий иммунолог А. Ройт.

Иммунная система – это самостоятельная система, понятие и термин (Иммунная система) появились в 1970 –ые годы.

Иммунная система имеет 3 морфофункциональные особенности:

1) она генерализована по всему телу;

2) ее клетки постоянно циркулируют через кровоток;

3) она обладает уникальной способностью вырабатывать специфические антитела в отношении каждого антигена.

Главным действующим “лицом”, центральной “фигурой” иммунной системы является лимфоцит.

Несмотря на то, что теоретическая иммунология имеет большую историю от времен Л. Пастера (XIX век) до 1960-х гг., а клиническая иммуннология начала преуспевать с 1960-х гг., анатомическая сторона иммунной системы до середины 1970-х гг. была совершенно неизвестна. Так, напри­мер, лимфатические узлы до недавнего времени относили к органам лим­фатической системы, аппендикс считался атавистическим: “ненужным” органом, селезенка “перекочевывала” из одной системы в другую. Только в последние 20-25 лет анатомически определился круг органов и структур, входящих в иммунную систему. Этому способствовал практический опыт, поставленный самой жизнью. До 1970-х гг. в некоторых зарубежных стра­нах широко практиковалось “профилактическое” удаление у де­тей небных миндалин и аппендиксов, а спустя несколько лет после опера­ции у этих людей резко повысился процент заболеваемости опухолями органов головы, шеи и брюшной полости. Поэтому в 1970-х гг. срочно появился запрет на удаление небных миндалин и аппендиксов без прямых на то показаний. Оказалось, что и небные миндалины, и аппендикс явля­ются органами иммунной системы, выполняющими защитную функцию. В середине 1980-х гг. после появления ВИЧ-инфекции, избирательно поражающей иммунокомпетентные клетки (Т-лимфоциты) и ведущей к разви­тию иммунодефицита, удалось собрать в единое целое органы иммунной системы.

К иммунной системе относят органы, имеющие лимфоидную ткань.

В лимфоидной ткани выделяют 2 компонента:

1) строму - ретикулярную опорную соединительную ткань, со­стоящую из ретикулярных клеток и ретикулярных волокон;

2) клетки лимфоидного ряда: лимфоциты различной степени зре­лости, плазмоциты, макрофаги и др.

Таким образом, ретикулярная ткань и клетки лимфоидного ряда вместе составляют иммунную систему. К органам иммунной системы при­надлежат: костный мозг, в котором лимфоидная ткань тесно связана с кроветворной, тимус (вилочковая железа), лимфатические узлы, селезенка, скопления лимфоидной ткани в стенках полых органов пищеварительной, дыхательной систем и мочевыводящих путей (миндалины, групповые лимфоидные бляшки, одиночные лимфоидные узелки). Эти органы неред­ко называют лимфоидными органами, или органами иммуногенеза.

Функционально органы иммунной системы подразделяют на центральные и периферические.

К центральным органам иммунной системы относятся костный мозг и тимус. В костном мозге из полипотентных стволовых клеток обра­зуются В-лимфоциты (бурсозависимые) и предшественники Т-лимфоцитов (наряду с другими клетками крови). В тимусе происходит дифференцировка Т-лимфоцитов (тимусзависимых), образующихся из поступивших в этот орган предшественников Т-лимфоцитов - претимоцитов. В даль­нейшем обе эти популяции лимфоцитов с током крови поступают в пери­ферические органы иммунной системы. Большинство из имеющихся в организме лимфоцитов являются рециркулирующими (многократно циркулирующи­ми) между различными средами обитания: органы иммунной системы, где эти клетки образуются, лимфатические сосуды, кровь, снова органы им­мунной системы и т.д. При этом считают, что в костный мозг и тимус лимфоциты повторно не попадают.

К периферическим органам иммунной системы относятся:

1) миндалины кольца Н.И. Пирогова-В. Вальдейера;

2) многочисленные лимфоидные узелки в стенках полых органов дыхательной (гортани, трахеи, бронхов), пищеварительной (пищевода, желудка, тонкой и толстой кишки, аппендикса, желчного пузыря), мочевой (мочеточника, мочевого пузыря, мочеиспускательного канала) систем;

3) лимфоидные узелки большого сальника (“иммунной фабрики брюшной полости”), матки;

4) соматические (париетальные), внутренностные (висцеральные) и смешанные лимфатические узлы, вставленные по току лимфы в количест­ве от 500 до 1000 (биологические фильтры);

5) селезенка - единственный орган, контролирующий генетическую “чистоту” крови;

6) многочисленные лимфоциты, которые находятся в крови, лимфе, тканях и осуществляют поиск чужеродных веществ.

Костный мозг является одновременно органом кроветворения и центральным органом иммунной системы. Общая масса костного мозга у взрослого человека равна примерно 2,5-3 кг (4,5-4,7% массы тела). Около половины его составляет красный костный мозг, остальное - желтый. Красный костный мозг располагается в ячейках губчатого вещества пло­ских и коротких костей, эпифизов длинных (трубчатых) костей. Он состо­ит из стромы (ретикулярной ткани), гемопоэтических (миелоидной ткани) и лимфоидных (лимфоидной ткани) элементов на разных стадиях разви­тия. В нем содержатся стволовые клетки - предшественники всех клеток крови и лимфоцитов. Количество лимфоцитов, работающих на нашу защиту, составляет шесть триллионов (6 х10¹² клеток). Из этого числа лимфоци­тов, масса которых в теле взрослого человека равна в среднем 1500 г, Остальные лимфоциты находятся в лимфоидной ткани органов иммунной системы (100 г), в красном костном мозге (100 г) и в других тканях, включая лимфу (1300 г). В 1 мм³ лимфы грудного про­тока находится от 2000 до 20000 лимфоцитов. В 1 мм³ периферической лимфы (до прохождения ее через лимфатические узлы) содержится в сред­нем 200 клеток.

У новорожденного общая масса лимфоцитов составляет примерно 150 г; 0,3% ее приходится на кровь. Затем количество лимфоцитов быстро нарастает, так что у ребенка от 6 месяцев до 6 лет их масса уже равна 650 г. К 15 годам она увеличивается до 1250 г. В течение всего этого времени на долю лимфоцитов крови приходится 0,2% всей массы этих клеток им­мунной системы.

Лимфоциты - это подвижные округлые клетки, размеры которых варьируют в пределах от 8 до 18 мкм. Большинство циркулирующих лим­фоцитов - это малые лимфоциты диаметром около 8 мкм. Примерно 10% составляют средние лимфоциты диаметром 12 мкм. Большие лимфоциты (лимфобласты) диаметром около 18 мкм встречаются в центрах размноже­ния лимфатических узлов и селезенки. В норме они в крови и лимфе не циркулируют. Именно малый лимфоцит является основной иммунокомпетентной клеткой. Средний лимфоцит представляет собой начальную стадию дифференцировки В-лимфоцита в плазматическую клетку.

Среди лимфоцитов различают 3 группы: Т-лимфоциты (тимусзависимые), В-лимфоциты (бурсозависимые) и нулевые.

1) Т-лимфоциты возникают в костном мозге из стволовых клеток, которые дифференцируются вначале в претимоциты. Последние с током крови переносятся в вилочковую железу (тимус), в которой они созревают и превращаются в Т-лимфоциты, а затем, минуя костный мозг, расселяются в лимфатических узлах, селезенке или циркулируют в крови, где на их долю приходится 50-70% всех лимфоцитов. Различают несколько форм (популяций) Т-лимфоцитов, каждая из которых выполняет определенную функцию. Одна из них - Т-хелперы (помощники) взаимодействуют с В-лимфоцитами, превращая их в плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Другая - Т-супрессоры (угнетатели) блокируют чрезмерные реакции и активность В-лимфоцитов. Третьи - Т-киллеры (убийцы) непосредственно осуществ­ляют реакции клеточного иммунитета. Они взаимодействуют с чужеродны­ми клетками и уничтожают их. Таким способом Т-киллеры разрушают опу­холевые клетки, клетки чужеродных трансплантатов, клетки-мутанты, что сохраняет генетический гомеостаз.

2) В-лимфоциты развиваются из стволовых клеток в самом кост­ном мозге, который в настоящее время рассматривается в качестве аналога фабрициевой сумки (бурсы) - клеточного скопления в стенке клоачного отдела кишки у птиц. Из костного мозга В-лимфоциты поступают в кровь, где на их долю приходится 20-30% циркулирующих лимфоцитов. Затем с кровью они заселяют бурсозависимые зоны периферических органов им­мунной системы (селезенку, лимфатические узлы, лимфоидные узелки стенок полых органов пищеварительной, дыхательной и других систем), где из них дифференцируются эффекторные клетки - В-лимфоциты памя­ти и антителообразующие клетки - плазмоциты, которые синтезируют иммуноглобулины пяти разных классов: IgA, IgG, IgM, IgE, IgD. Основная функция В-лимфоцитов - создание гуморального иммунитета путем выра­ботки антител, которые поступают в жидкости организма: слюну, слезы, кровь, лимфу, мочу и т.д. Антитела связываются с антигенами, что дает возможность фагоцитам поглощать их.

3) Нулевые лимфоциты не проходят дифференцировки в органах иммунной системы, но при необходимости способны превращаться в В- и Т-лимфоциты. На их долю приходится 10-20% лимфоцитов крови.

Морфологически Т- и В-лимфоциты являются клетками, неразличимыми в световом микроскопе. Однако в сканирующем электронном мик­роскопе на В-лимфоцитах выявляются микроворсинки (антигенраспознающие рецепторы), отсутствующие на Т-лимфоцитах.

В строении и развитии в онтогенезе органов иммунной сис­темы выделяют 3 группы закономерностей. Одни из них характерны для всех органов иммунной системы, другие - только для центральных органов, третьи - только для периферических органов им­мунной системы.

Общие закономерности для всех органов иммунной системы.

1) Рабочей тканью (паренхимой) органов иммунной системы являет­ся лимфоидная ткань.

2) Все органы иммунной системы рано закладываются в эмбриоге­незе.

Так, костный мозг и тимус начинают закладываться на 4-5 неделе эмбриогенеза, лимфатические узлы и селезенка - на 5-6 неделе, небные и глоточные миндалины - на 9-14 неделе, лимфоидные узелки аппендикса и лимфоидные бляшки тонкой кишки - на 14-16 неделе, одиночные лимфо­идные узелки в слизистой оболочке внутренних полых органов - на 16-18 неделе и т.д.

3) Органы иммунной системы к моменту рождения морфологически сформированы, функционально зрелы и готовы выполнять функции иммунной защиты. В противном случае трудно было бы себе представить, чтобы ребенок выжил. Так, красный костный мозг, содержащий стволовые клетки, миелоидную и лимфоидную ткани, к моменту рождения заполняет все костномозговые полости. Тимус у новорожденного имеет такую же относительную массу, как у детей и подростков, и составляет 0,3% массы тела. Во многих периферических органах иммунной системы (небные миндалины, аппендикс, тонкий, толстый кишечник и др.) у новорожденно­го уже имеются лимфоидные узелки, в том числе и с центрами размноже­ния. Наличие таких узелков свидетельствует о полной морфологической и функциональной зрелости лимфоидной ткани в органах иммунной системы.

4) Органы иммунной системы достигают своего максимального развития (масса, размеры, число лимфоидных узелков, наличие в них центров размножения) в детском и подростковом возрастах. Все лимфоидные ор­ганы достигают пика своего развития к 16 годам, а лимфоидные узелки в органах иммуногенеза - к 4-6 годам. Вот почему “профилактическое” уда­ление небных миндалин и аппендиксов в 1960 гг. у детей в некоторых странах приводило через несколько лет после операции к появлению опу­холей органов в соответствующих областях.

5) Во всех органах иммунной системы наблюдается ранняя возрас­тная инволюция (обратное развитие) лимфоидной ткани и ее замещение жировой и волокнистой соединительной тканью. К 20-25 годам все лим­фоидные органы становятся такими же, как у 50-60-летних людей, т.е. иммунную систе­му необходимо беречь смолоду, не разрушать сложившуюся систему иммунной защиты.

Так, около половины красного костного мозга, начиная с 10-15 лет, постепенно превращается в ожиревший, недеятельный желтый кост­ный мозг. Аналогично с 10-15 лет начинает уменьшаться количество лим­фоидной ткани в тимусе с заменой ее на жировую ткань. Последняя в 50-летнем возрасте составляет 88-89% массы тимуса, а у новорожденных -лишь 7%. У детей и подростков наблюдается прогрессирующее уменьшение количества лимфоидных узелков и в периферических органах иммун­ной системы. При этом сами узелки становятся мельче, в них исчезают центры размножения. Из-за разрастания соединительной ткани наиболее мелкие лимфатические узлы становятся непроходимыми для лимфы и вы­ключаются из лимфатического русла. К 60 годам в аппендиксе лимфоидной ткани остается очень мало, он заполняется жиром (из 600-800 лимфоидных узелков у детей и подростков число их уменьшается до 100-150), что в совокупности приводит к снижению защитных сил организма, о чем свидетельствует рост числа опухолевых и других заболевании у людей пожилого возраста. В то же время по мере уменьшения общей массы лимфоидной ткани в организме происходят, по-видимому, качественные компенсаторные сдвиги в органах иммунной системы, обеспечивающие у большинства людей иммунную защиту на достаточно высоком уровне.

Закономерности (особенности) центральных органов иммунной системы.

1) Центральные органы иммунной системы расположены в хорошо защищенных от внешних воздействий местах. Например, костный мозг находится в костномозговых полостях, тимус — в грудной полости позади широкой и прочной грудины.

2) И костный мозг, и тимус являются местом дифференцировки лимфоцитов из стволовых клеток. В костном мозге из полипотентных стволовых клеток путем сложной дифференцировки образуются В-лимфоциты и претимоциты (предшественники Т-лимфоцитов), а в тимусе из поступивших из костного мозга туда с кровью претимоцитов образуют­ся Т-лимфоциты (тимоциты).

3) Лимфоидная ткань в центральных органах иммунной системы находится в своеобразной среде микроокружения и симбиозе с другими тканями. В костном мозге такой средой является миелоидная ткань, в тимусе - эпителиальная ткань. По-видимому, присутствие миелоидной ткани или выделяемых ею веществ определенным образом влияет на развитие стволовых клеток, в результате чего их дифференцировка направлена в сторо­ну образования В-лимфоцитов и претимоцитов. В тимусе, где вырабаты­ваются биологически активные вещества (гормоны): тимозин, тимопоэтин, тимусный гуморальный фактор, дифференцировка претимоцитов идет по пути образования Т-лимфоцитов. Вероятно, присутствующие в тимусе эпителиоретикулоциты и особые уплощенные эпителиальные тельца (тельца А. Гассаля), а также названные биологически активные вещества являются теми факторами, благодаря которым образуются тимусзависимые лимфоциты.

Закономерности для периферических органов иммунной системы.

1) Все периферические органы иммунной системы располагаются на путях возможного внедрения в организм чужеродных веществ или на пу­тях их следования в организме. Они формируют здесь своеобразные по­граничные, охранные зоны: “сторожевые посты”, “фильтры”, содержащие

лимфоидную ткань. Так, миндалины образуют лимфоидное кольцо Н.И. Пирогова - В. Вальдейера у входа в пищеварительную систему и дыхательные пути. Лимфоидные узелки, лимфоидные бляшки, а также диффуз­ная лимфоидная ткань в слизистой оболочке органов пищеварения, дыха­ния и мочевыводящих путей находятся под эпителиальным покровом этих органов на границе с внешней средой (пищевые массы, воздух с содержа­щимися в нем микробами, пылевыми частицами, моча).

Лимфатические узлы, являясь биологическими фильтрами, лежат на путях тока лимфа от органов и тканей в направлении нижних отделов шеи, где лимфа вливается в венозную систему. Селезенка (единственный орган, осуществляющий иммунный контроль крови) находится на путях тока крови из аорты по селезеночной артерии в систему воротной вены. Кроме указанных органов иммуногенеза, многочисленная армия лимфоцитов, находящаяся в крови, лимфе, органах и тканях, выполняет функции поиска, нахождения, распо­знавания и уничтожения генетически чужеродных веществ, попавших в организм или образовавшихся в нем самом (частицы погибших клеток, клетки - мутанты, опухолевые клетки, микроорганизмы и др.).

2) Лимфоидная ткань периферических органов иммунной системы в зависимости от величины и продолжительности антигенного воздействия усложняет свое строение и проходит 4 этапа (стадии) дифференцировки.

Первым этапом (диффузная лимфоидная ткань) следует считать появление в слизистой оболочке полых внутренних органов и в других анатомических образованиях (своего рода антигеноопасных местах) диффузно рассеянной лимфоидной ткани. Это находящиеся в собственной пластинке слизистой оболочки под эпителиальным покровом лимфоциты, образующие несколько рядов клеток. Там же встречаются плазматические клетки и макрофаги. Присутствие в слизистой оболочке клеток лимфоидного ряда можно рассматривать как готовность организма встретить, рас­познать и обезвредить чужеродные вещества (антигены), которые находят­ся во внешней среде (в пищеварительном канале, дыхательных и мочевы­водящих путях).

Вторым этапом (формирование предузелка) развития перифериче­ских органов иммунной системы является образование скоплений клеток лимфоидного ряда. В слизистой оболочке полых внутренних органов и других областях тела человека (в плевре, брюшине, возле мелких кровеносных сосудов, в толще экзокринных желез и др.) на месте диффузно рассеянных клеток лимфоидного ряда лимфоциты собираются в неболь­шие клеточные скопления. В центре этих скоплений клетки расположены несколько плотнее, чем на периферии. Подобная структура рассматривает­ся как предузелковая стадия формирования периферических органов им­мунной системы.

Третьим этапом (формирование узелка) развития лимфоидной ткани в периферических органах иммунной системы является образование лимфоидных узелков - плотных скоплений клеток лимфоидного ряда округлой или овальной формы. Наличие в лимфоидной ткани таких лимфоидных узелков с довольно четкими контурами рассматривается как состоя­ние высокой морфологической зрелости органов иммунной системы, как их готовность образовывать центры размножения для местного воспроизводства клеток лимфоидного ряда. Лимфоидные узелки появляются неза­долго перед рожением или вскоре после рождения ребенка.

Четвертым завершающим этапом (налаживание собственного про­изводства лимфоцитов) развития лимфоидной ткани, наиболее высокой степенью дифференцировки органов иммунной системы следует считать появление в лимфоидных узелках центров размножение (герминтативных, светлых центров). Такие центры возникают в узелках при длитель­ном воздействии антигенных раздражителей и свидетельствуют, с одной стороны, о влиянии на организм сильных и разнообразных факторов внешней среды, с другой, - о большой активности защитных сил организ­ма. Интенсивное появление центров размножения в лимфоидных узелках наблюдается у детей, начиная с грудного возраста. Так, у детей 1-3 лет более 70% лимфоидных узелков в стенках тонкой кишки имеют центры размножения. Для лимфоидной ткани органов иммунной системы свойст­венно наличие лимфоидных узелков как без центра размножения, так и с таким центром. Лимфоидные узелки без центра размножения раньше на­зывали первичными лимфоидными узелками, так как они образуются непо­средственно в диффузной лимфоидной ткани. Лимфоидные узелки с цен­тром размножения называются вторичными узелками, поскольку центр размножения появляется как бы вторично, т.е. после образования самого узелка. Центры размножения, являющиеся одним из мест образования лимфоцитов, содержат в значительном количестве лимфобласты, лимфо­циты, а также митотические делящиеся клетки.

Начиная с 8-18 лет число и размеры лимфоидных узелков постепенно уменьшаются, исчезают центры размножения. После 40-60 лет на месте лимфоидных узелков остается диффузная лимфоидная ткань, которая по мере увеличения возраста человека в большей своей части замещается жировой тканью.