Зачем нужен иммунитет, и как он работает? Тема для проектной деятельности. Иммунная система человека Основные клетки иммунитета человека

В моем блоге, время от времени, я публикую статьи объясняющие различные понятия иммунологии (да и как без этого обойтись, если аллергия - один из вариантов иммунного ответа). Но уже назрела необходимость в прицельном объяснении самого понятия иммунитета и того, как устроена иммунная система.

Работа иммунной системы

Защиту организма от инфекции (вирусов, бактерий, грибов и др.) обеспечивают множество факторов, которые стремятся не пропустить микроб внутрь организма, а если он всё же проник, то запереть его "на подступах", там убить и разрушить.

Начнем с того, что неповрежденная кожа непроницаема для подавляющего большинства микробов. Слизистые оболочки - не такой надежный барьер, но здесь в защите используется "химическое оружие": лизоцим в слюне и слезной жидкости, соляная кислота в желудке и так далее.

Если микробу всё же удалось проникнуть внутрь тканей, то в очаге возникает воспаление и отек, который предотвращает его расселение по организму. Наконец, специальные клетки (макрофаги и нейтрофилы) "проглатывают" и переваривают микроорганизмы в очаге воспаления.

Есть еще немало факторов, защищающих нас от микробов. Но это всё - еще не иммунитет. А начнется иммунитет тогда, когда на арене появится лимфоцит - уникальная клетка, без которой невозможна интеллектуальная оборона.

Органы и клетки иммунной системы

Еще недавно ходил анекдот про студента-медика, который на вопрос о функции селезенки ответил, что знал, но по дороге на экзамен упал и забыл. Экзаменатор поднялся и громко оповестил всю аудиторию о тяжелейшей утрате для науки: "Единственный в мире человек знал, для чего нужна селезенка, но, увы, забыл!" Теперь-то известно, что в селезенке "живут" лимфоциты, следящие за чистотой крови, а еще этот орган отбраковывает поврежденные и "старые" эритроциты.

Загадкой для ученых был когда-то и тимус - вилочковая железа, расположенная в грудной клетке. Если в детстве тимус играет жизненно важную роль, то у взрослого человека он замещается жиром, и даже его удаление проходит без существенных последствий. Тимус служит местом размножения и отбора "нужных" Т-лимфоцитов (эту литеру в названии они как раз и получили от тимуса). Куда уходят (вместе с детством) "жить" Т-лимфоциты, остается неизвестным.

Главный из органов иммунной системы - красный костный мозг, который распределен внутри костей. В нем происходит кроветворение - размножение и созревание всех клеток крови (и лимфоцитов в их числе), которые образуются из общей стволовой кроветворной клетки. Сюда же возвращаются В - (читается "бэ") лимфоциты, чтобы синтезировать антитела.

Остальные составляющие иммунной системы трудно назвать органами - это лимфатические узлы и скопления лимфоцитов в слизистых оболочках (особенно их много в кишечнике) и коже. Наряду с миндалинами и аденоидами к системе иммунитета относится и червеобразный отросток слепой кишки, с которым иногда приключается аппендицит. Таким образом, весь наш организм пронизан сетью "пограничных застав", в которых лимфоциты проверяют все прибывающие вещества и частицы, вернее антигены, о которых речь пойдет ниже.

Роль лимфоцитов в иммунной системе

Лимфоциты, попадая в "местные" органы иммунной системы (лимфатические узлы и др.), должны созреть и пройти курс "обучения", размножиться и получить одну из специализаций.Основные специальности лимфоцитов - это выработка антител (этим занимаются В-лимфоциты), убивание "плохих" клеток (такие Т-лимфоциты называются Т-киллерами) и регуляция иммунного ответа.

Главная особенность лимфоцита, благодаря которой работает иммунитет (качественно новая ступень защиты организма), состоит в избирательности его действия. Каждый лимфоцит способен распознавать конкретный антиген (вернее, группу сходных антигенов) - "чужое" вещество, которого не должно быть внутри организма. Антигенами могут быть довольно крупные молекулы - белки, полисахариды, фосфолипиды, то есть те вещества, из которых состоят бактерии, вирусы, грибы, простейшие - потенциальные агрессоры, против которых и разрабатывалась иммунная защита.

Собственные клетки нашего организма тоже состоят из множества молекул с антигенными свойствами, но к ним лимфоциты совершенно равнодушны. Однако если на собственной клетке появился "чужой" антиген (например, клетка стала раковой или ее поразил вирус), то она может стать мишенью для лимфоцитов.

Приобретенный иммунитет

Считается, что для любого из великого множества существующих (или даже только теоретически возможных) веществ с антигенными свойствами у человека имеется свой лимфоцит со специальным рецептором. При попадании антигена в организм включается иммунный ответ, в результате которого данный лимфоцит подвергается клонированию (делится, образуя множество таких же лимфоцитов), вырабатываются антитела и специфические Т-киллеры, нейтрализующие агрессора. В нейтрализации участвуют нейтрофилы, эозинофилы и другие клетки, привлеченные цитокинами. Эти клетки организуют воспаление, которое мы и ощущаем как симптомы болезни - повышение температуры тела, боль и отек в пораженной области.

Одним из главных последствий иммунного ответа становится формирование иммунологической памяти, когда при повторном попадании антигена в организм лимфоциты и антитела "вяжут" его прямо "на границе", и болезнь (если речь идет об инфекции) не развивается или протекает намного легче. Собственно этот феномен мы и называем приобретенным иммунитетом или устойчивостью к болезни.

Какие бывают нарушения в иммунной системе, для чего нужна иммунограмма и надо ли "укреплять иммунитет", читайте в новых статьях на моем блоге.

© Валентин Николаев

Иммунная система человека является одной из самых важных систем, благодаря ей человек защищен от различного рода вирусов, инфекций, всевозможных болезней, негативного влияния окружающей среды. Работа иммунной системы является одной из самых важных для человека. Иммунитет человека самым прямым образом влияет на работу нашей кровеносной системы, что является весьма важным фактором. Работа нашей иммунной системы устроена таким образом, что при появлении малейших угроз для организма она мгновенно реагирует и пытается ее уничтожить или вывести из организма. Весь этот процесс и зовется иммунная реакция.

Перечень враждебных для людей элементов достаточно велик, имеет различную природу происхождения и самое разнообразное строение, и называются они антигенами. К антигенам различных растений, вирусы, инфекции, споры грибов, грибы, бытовая пыль, различные химические элементы и так далее. В тех случаях, когда иммунная система человека ослаблена по каким-то причинам и не работающими в полную силу компонентами, антигены могут способствовать возникновению достаточно серьезных заболеваний, которые самым прямым образом угрожают здоровью и жизни человека.

Нужно понимать, что иммунная система – это совокупность множества различных систем человека, которые направлены на то, чтобы дать своевременный и адекватный иммунный ответ любой угрозе, нависшей над человеком, и нужно четко знать. В общих чертах иммунная система немногим уступает по сложности строения нервной системе, но отдаленно ее можно сравнить именно с нервной системой. Далее мы рассмотрим, как работает иммунная система, из чего именно состоит иммунная система и на что она влияет.

Органы иммунной системы

1. Костный мозг

Главным в иммунной системе по праву принято считать костный мозг. Костный мозг отвечает за выработку эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов, которые должны заменять отмершие клетки, нормализуя состояние крови. Костный мозг бывает двух видов: желтым и красным, масса которых в сумме достигает трех килограмм. Костный мозг располагается в самых больших костях человеческого скелета, а именно в позвоночнике, тазовых, берцовых костях и так далее.

1. Тимус

Тимус, или как его еще называют – вилочковая железа, является не менее важным органом в нашей иммунной системе, который также относится к центральным органам иммунной системы человека. Тимус нераздельно связан с костным мозгом, так как тимус состоит из тех стволовых клеток, которые поступают непосредственно из костного мозга. В вилочковой железе клетки дозревают и дифференцируются, в следствие чего образуются необходимые для организма Т-лимфоциты. В функции Т-лимфоцитов входит своевременная реакция иммунитета клеток на чужеродные вторжения. Тимус находится в верхней части груди, рядом с горлом, из-за чего его в древности считали местом обитания души человека.

1. Миндалины

Одним из первых и не менее важных барьеров, которые встречаются на пути вирусов и инфекций являются миндалины, именуемые в народе гландами. Гланды располагаются в горловой части перед голосовыми связками. Они являются эффективным барьером благодаря тому, что состоят из небольших лимфатических узелков, которые оказывают благоприятное влияние на человеческий организм в целом.

1. Важную роль в работе иммунной системы человека играет селезенка. Она также относится к основным органам иммунной системы, в функции которой входит очистка поступающей к ней крови от различных чужеродных элементов и микроорганизмов, а также для удаления вымерших клеток крови.

Периферическая иммунная система человека

Данная система представляет собой разветвленную систему сосудов и капилляров, которые располагаются по всему организму, питая органы и ткани человека необходимыми компонентами. Лимфосистема человека постоянно работает вместе с кровеносной системой, благодаря которой все необходимые вещества распространяются по телу человека. Лимфа представляет собой бесцветную практически прозрачную жидкость, которая является распространителем защитных клеток нашей иммунной системы – лимфоцитов, которые крайне важны для нашего организма, так как именно у них происходит контакт с различными антигенами.

Не менее важными для иммунитета человека являются и лимфатические узлы, которые располагаются у человека в районе подмышек, паховой зоне и так далее. Подобно селезенке, которая очищает нашу кровь и является природным фильтром, лимфатические узлы также являются фильтрами, однако они уже занимаются очисткой не крови, а непосредственно лимфы. Это процедура является чрезвычайно важной, так как лимфа переносит лимфоциты, которые и уничтожают различные вредные микроорганизмы и бактерии. Помимо этого, именно в лимфатических узлах находятся залежи фагоцитов и лимфоцитов, которые одни из первых оказывают сопротивление антигенам, формируя таким образом реакцию иммунной системы.

Лимфа принимает самое активное участие в устранении любых воспалительных процессов и последствий травм, а благодаря лимфатическим клеткам оказывает достойное сопротивление всем антигенам.

Виды лимфоцитов

Однако стоит отметить, что лимфоциты в свою очередь бывают нескольких типов, о которых мы и поговорим далее.

1. В-лимфоциты.

Данные клетки, или как их еще называют В-клетки, начинают вырабатываться и накапливаться непосредственно в костном мозге. Именно благодаря ним образуются антитела специфического характера, которые направлены на борьбу с каким-то единственным антигеном. Следовательно вырабатывается простая взаимосвязь, чем большее количество антигенов поступает в человеческий организм, тем больше наша иммунная система выработает необходимых антител для борьбы с этими антигенами, давая таким образом достойный иммунный ответ. Однако необходимо знать, что В-клетки активизируются только на те антигены, которые находятся в крови и свободно перемещаются по организму, и никаким образом не влияют на те антигены, которые уже располагаются в клетках.

1. Т-лимфоциты.

Т-лимфоциты зарождаются непосредственно в тимусе. Однако, Т-лимфоциты тоже подразделятся на две группы клеток, которые называются Т-хелперы и Т-супрессоры. Они также являются чрезвычайно важными для нашего иммунитета. В функции Т-хелперов входит контроль и координация в работе иммунных клеток, а Т-супрессоры контролируют то, насколько сильным и длительным должен быть иммунный ответ на ту или иную болезнь, и в случае своевременной нейтрализации антигенов вовремя остановить иммунный ответ и предотвратить излишнюю выработку лимфоцитов в организме.

1. Т-киллеры

Помимо вышеперечисленных видов лимфоцитов есть еще и некие Т-киллеры. Они работают следующим образом: если те или иные клетки были поражены антигенами, то Т-киллеры прицепляются к пораженным клеткам, дабы в дальнейшем их ликвидировать.

Огромную роль в играют фагоциты, которые непосредственно нападают и уничтожают враждебные антигены. Отдельно стоит отметить макрофаги, которые получили название «большой разрушитель». Он работает следующим образом: заметив поврежденную клетку или враждебный антиген, обволакивает их, а в дальнейшем переваривает их и разрушает клетку или антиген полностью.

Иммунная система человека работает по принципу распознавания своих и чужих клеток. На любое чужеродное вторжение иммунная система отвечает иммунным ответом. Как уже говорилось ранее, иммунный ответ бывает двух видов, который зависит от определенных лимфоцитов.

Принцип работы гуморального иммунитета основывается на том, чтобы создавать антитела, которые впоследствии будут свободно циркулировать в крови человека, таким образом защищая его от всевозможных антигенов. Данная реакция называется не иначе, как гуморальной. Помимо гуморальной иммунной реакции существует и клеточная реакция, которая происходит в организме человека с помощью Т-лимфоцитов. Эти две иммунные реакции надежно стоят на страже нашего здоровья, уничтожая все враждебные бактерии и микроорганизмы, попавшие к человеку.

Вышеупомянутая гуморальная реакция иммунной системы наиболее эффективно устраняет враждебные антигены благодаря свободно циркулирующим антигенам, которые перемещаются через кровь. Если лимфоциты встречают по пути своего следования враждебный микроорганизм, они моментально анализируют ситуацию и распознают в нем врага, затем изменяются и становятся клетками, которые непосредственно вырабатывают антитела, и как следствие уничтожают все попавшиеся враждебные организмы на своем пути. Превратившиеся клетки, которые призваны вырабатывать антитела, называются плазматическими. Основное место обитания таких клеток находится в костном мозге и селезенке.

По факту, антитела являются белковыми образованиями, напоминающими по своей форме английскую букву Y. Антитела можно отдаленно сравнить со своеобразным ключом, который цепляется к враждебным антигенам. Своей верхней частью антитело закрепляется на тельце враждебного белка, а нижней частью, которая является своеобразным мостом, и соединяется непосредственно с фагоцитом. Благодаря такому мостику, фагоцит начинает процесс уничтожения как самого антигена, как и антитела, которое прикреплено к нему.

Однако стоит четко понимать, что своими силами только одни В-лимфоциты никаким образом не могут обеспечить действительно достойный иммунный ответ, что создает потребность в дополнительной помощи. Им на помощь как раз и приходят Т-лимфоциты, которые и способствуют запуску иммунного ответа. Бывают и такие ситуации, что при контакте с враждебными антигенами В-лимфоциты не преобразуются в клетки-плазму, а взамен взывают Т-лимфоциты прийти им на помощь в борьбе против инородных белков. И в такой ситуации уже те Т-лимфоциты, которые пришли на помощь В-лимфоцитам, и вырабатывают специфическое химическое вещество, которое называется лимфокином, и являются своеобразным катализатором для многих иммунных клеток человеческого организма.

Видео

Конечной целью работы иммунной системы является ликвидация чужеродного агента, которым может оказаться болезнетворный микроорганизм, инородное тело, ядовитое вещество или переродившаяся клетка самого организма. Различают клеточный (уничтожение чужеродных тел осуществляют клетки) и гуморальный (посторонние тела удаляются с помощью антител) иммунитет.

Кроме того, иммунная система обеспечивает замену отработанных клеток различных органов и восстановление клеток, пораженных инфекцией и другими негативными воздействиями.

Уничтожение чужеродного тела лейкоцитами

Клетками иммунной системы являются лейкоциты. Уничтожая чужеродные тела и поврежденные клетки, они гибнут в больших количествах. Гной, который образуется в тканях при воспалении, - это скопление погибших лейкоцитов.

Виды лейкоцитов

Фагоциты (макрофаги) составляют примерно 70 % от общего числа лейкоцитов. Они способны к амебоидному движению, а потому могут протискиваться между клетками, образующими стенки капилляров, и мигрировать по межклеточным пространствам различных тканей, направляясь к инфицированным участкам тела. Макрофаги участвуют в фагоцитозе, активно поглощают и переваривают болезнетворные бактерии, пожирают антигены.

Лимфоциты образуются в тимусе (вилочковой железе) и лимфоидной ткани из клеток костномозгового происхождения. Функции лимфоцитов тимуса и лимфатических узлов несколько отличаются и дополняют друг друга. Различают два основных типа лимфоцитов - Т- и В-лимфоциты.

• Т-лимфоциты обеспечивают распознавание и уничтожение клеток, несущих чужеродные антигены, могут помнить их и образовывать антитела; они мобилизуют все лейкоциты на борьбу с антигеном. Выделяют 3 основные популяции:
  • Т-хелперы распознают антиген;
  • Т-киллеры уничтожают чужеродные клетки;
  • Т-супрессоры регулируют активность лимфоцитов, препятствуя чрезмерному развитию иммунных реакций.
• В-лимфоциты также обладают иммунной памятью, продуцируют антитела, способствуют отторжению трансплантатов и уничтожению опухолевых клеток.

Термин «В-лимфоциты» произошел от названия органа фабрициева сумка (bursa Fabricius), в котором было впервые обнаружено созревание этих клеток у птиц. У человека этот орган отсутствует: В-лимфоциты созревают у нас в костном мозге.

Как происходит защита организма от инфекций?

Иммунологическая реакция протекает поразному, в зависимости от того, какой антиген проник в организм - бактерия или вирус.

Бактерии - это микроскопические, в основном одноклеточные организмы размерами от 0,2 до 100 мкм. В зависимости от формы различают несколько групп бактерий: кокки (шаровидные), бациллы (в виде палочек), вибрионы (изогнутые в виде запятой) и спиралевидные.

Почему иммунной системе сложно бороться с бактериями:

• Бактериям, которые перемещаются с помощью жгутиков, удается быстрее миновать некоторые скопления фагоцитов.
• Клеточная стенка бактерии может быть очень прочной (например, капсула), так что фагоциты не способны ее переварить.
• Некоторые виды бактерий выделяют токсины, убивающие иммунные клетки.

Вирусы - это мельчайшие (размером от 0,015 до 1,25 мкм) неклеточные частицы, содержащие одну или несколько молекул нуклеиновых кислот (РНК или ДНК). В зависимости от формы различают несколько групп вирусов: сферические, палочковидные, кубоидальные, винтообразные, икосаэдры (двадцатигранники) и др.

Почему иммунной системе сложно бороться с вирусами:

• Вирусы, проникая в клетку «хозяина», питаются ею и быстро размножаются.
• Фагоциты не могут уничтожить вирусы.

0 этап . Чужеродная клетка на пути в организм Вступает в действие I защитный барьер - кожа и слизистые оболочки. На этом этапе сопротивляемость иммунной системы бактерии слишком мала.

1 этап . Чужеродная клетка попала в организм.

II защитный барьер - атака фагоцитов (поглощение бактерий). Характерным признаком является резкое повышение уровня лейкоцитов в крови. На этом этапе реакции фагоциты не распознают чужеродные клетки по их типу.

2 этап . Чужеродная клетка прошла II барьер Действия иммунной системы включают 3 последовательные реакции.

• Атака макрофагов. Распознавание макрофагами бактерий по типу - Расщепление бактерий - «Доклад» макрофагов Т-хелперам о появлении в организме чужеродной клетки.
• Работа Т-лимфоцитов. Распознавание бактерий по типу - Определение наличия бактерии данного типа, уже когда-либо проникавшей в организме - «Доклад» Т-лимфоцитов В-лимфоцитам о подготовке реагента для заключительной реакции.
• Работа В-лимфоцитов. Выработка антител(иммуноглобулинов) - уничтожение бактерий антителами путем склеивай, осаждения или растворения.

3 этап . Окончательное уничтожение чужеродной клетки. Остановка Т-супрессора ми иммунологической реакции.

Борьба иммунной системы с вирусом

Процесс в целом протекает по той же схеме, однако имеются и некоторые существенные отличия.

• Т-лимфоциты совместно с В-лимфоцитами вырабатывают антитела, которые при встрече с вирусом распознают антигены вирусов и уничтожают зараженные ими клетки. Такие Т-лимфоциты называются цитотоксическими.
• Цитотоксические Т-лимфоциты прекращают размножение вируса.
• Вирус имеет много разновидностей, поэтому 3 этап реакции может быть затяжным из-за «короткой памяти» Т-лимфоцитов.

Диплококки группируются попарно, стрептококки - в виде цепочек, а стафилококки - гроздьями.

Всем привет, с вами Ольга Рышкова. Знаете ли вы, что даже тогда, когда мы ощущаем себя абсолютно здоровыми, наш организм борется с болезнями? Мы живём в среде с огромным количеством микробов, вдыхаем миллиарды микроорганизмов и не заболеваем, потому что нас защищает иммунная система.

Иммунная система никогда не отдыхает, её клетки циркулируют по организму, выискивая не только микробы, вирусы и чужеродные вещества, но и поломки в собственных тканях. Всё чужеродное – враг, а врага надо уничтожать.

Большинство людей смутно представляют, где находится и как работает иммунная система человека. Её фундамент – центральные органы. Все иммунные клетки родом оттуда. Это костный мозг внутри трубчатых костей и тимус (вилочковая железа), который расположен за грудиной. Тимус самый большой у детей, потому что у них идёт интенсивное развитие иммунной системы.

У взрослого он существенно меньше (у пожилого человека 6 г и меньше).

К центральным органам иммунной системы относится также селезёнка, у взрослого человека она весит около 200 г.

Ещё есть много мелких структур – лимфоузлов, которые расположены у нас практически везде. Есть такие мелкие, что их можно увидеть только под микроскопом. Нет такого участка в организме, где бы иммунитет не осуществлял свой контроль.

Клетки иммунной системы лимфоциты беспрепятственно циркулируют по организму, используя кровь, тканевую и лимфатическую жидкости и регулярно встречаются в лимфоузлах, где обмениваются информацией о наличии чужеродных агентов в организме. Это разговор на уровне молекул.

На самом деле иммунитет представлен разнородными клетками, их объединяет одна цель – от разведки мгновенно перейти к атаке.

Первый уровень – местная защита. Когда микроб проникает через слизистую или повреждённую кожу, клетки активируются, выбрасывают химические вещества (хемокины), которые привлекают другие иммунные клетки и увеличивают для них проницаемость сосудов. В этом участке накапливается огромное количество иммунных клеток и образуется очаг воспаления.

Фагос – значит глотать, это те клетки, которые могут «съесть» возбудителя. Самые крупные представители фагоцитов называются макрофагами, они способны поглотить и уничтожить одновременно тысячи микробов.

К фагоцитам размером поменьше относятся нейтрофилы, их в нашей крови миллиарды.

Если по каким-то причинам у человека образуется мало нейтрофилов, на этом фоне могут развиваться тяжёлые инфекции и даже при массивной антибактериальной или противогрибковой терапии возникает угроза жизни. Нейтрофилы в большом количестве атакуют возбудителей в первых рядах защитных клеток и обычно погибают вместе с ними. Гной в месте воспаления – это погибшие нейтрофилы.

Дальше в борьбу включаются антитела. Иммунитет – самообучающаяся структура, в ходе эволюции она изобрела систему антиген-антитело. Антиген – это молекула на чужой клетке (бактерии, вирусе или белковый токсин), против которой образуется антитело. Против конкретного антигена конкретное антитело, которое точно его может распознать, потому что подходит как ключ к замку. Это система точного распознавания.

В костном мозге образуется группа лимфоцитов, которые называются В-лимфоцитами. Они появляются сразу с готовыми антителами на поверхности, с широким спектром антител, которые могут распознать широкий спектр антигенов. В-лимфоциты курсируют по организму и когда встречают возбудителей с молекулами-антигенами на поверхности, связываются с ними и сигнализируют иммунной системе о том, что обнаружили врага.

Но В-лимфоциты обнаруживают возбудителей в крови, а если они проникли в клетку, как это делают вирусы, становятся для В-лимфоцитов недоступными. В работу включается группа лимфоцитов, которые называются Т-киллеры. Поражённые клетки отличаются от нормальных тем, что на их поверхности есть небольшие фрагменты вирусного белка. По ним Т-киллеры узнают клетки с вирусами и уничтожают их.

Свой рецептор, который узнаёт вирусный белок, клетки-убийцы получают в тимусе (вилочковой железе).

Разнообразие рецепторов позволяет выявлять всевозможные микроорганизмы. После их обнаружения начинается массовое клонирование В-лимфоцитов и Т-киллеров. Параллельно образуются специальные вещества пирогены, которые поднимают температуру тела, увеличиваются лимфоузлы, в которых клонируются лимфоциты.

Если у человека есть иммунитет к возбудителю, организм справится без лечения. На этом базируется принцип вакцинации. За формирование иммунитета после вакцинации или после перенесённого инфекционного заболевания отвечают клетки памяти. Это лимфоциты, которые сталкивались с антигенами. Они попадают в лимфоузлы или в селезёнку и ждут там повторной встречи с тем же антигеном.