Імунна система

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Імунна система
Neutrophil with anthrax copy.jpg
Зображення скануючого електронного мікроскопа: нейтрофіл (жовтий) охопив бактерії сибірської виразки (помаранчевий).

Іму́нна систе́ма — сукупність органів, тканин, клітин, які забезпечують захист організму від чужорідних агентів; система організму, яка контролює сталість клітинного і гуморального складу організму.
Знищенню імунною системою підлягає генетично чужорідне: молекули інших організмів, мікробні клітини, молекули, до яких утворюються антитіла, а також, пошкоджені клітини власного організму; крім того, імунна система може реагувати на власні клітини та тканини, що мають пошкодження або злоякісно трансформовані.

Історія розвитку уявлень про імунну систему[ред.ред. код]

В 1796 році англійський вчений Едвард Дженнер (1749–1823) розробив спосіб штучної імунізації проти віспи шляхом зараження людини коров'ячою віспою.

Відкриття Луї Пастера (1880) дало початок імунології як самостійній науці. Пастер виявив, що імунізація курей старою холерною культурою створює у них стійкість до зараження високовірулентним збудником курячої холери і сформулював основний принцип створення вакцин, а також отримав вакцини проти сибірської виразки і проти сказу.

Ілля Ілліч Мечников відкрив феномен фагоцитозу (1887) і створив клітинну або фагоцитарну теорію імунітету.

Німецький учений Пауль Ерліх висунув гуморальну теорію імунітету. З 1898 по 1899 рік бельгійський вчений Жюль Борде і російський учений Н. Н. Чистович виявили утворення антитіл у відповідь на введення чужорідних еритроцитів і сироваткових білків. Дане відкриття поклало початок неінфекційній імунології.

У 1900 році австрійський імунолог Карл Ландштейнер зробив відкриття груп крові людини. Він створив основу вчення про тканинні ізоантигени.

Органи імунної системи[ред.ред. код]

  1. центральні (кістковий мозок і тимус)
  2. периферійні (селезінка, лімфатичні вузли та інші накопичення лімфоїдних тканин)

Клітини імунної системи[ред.ред. код]

  1. лейкоцити (спеціальні клітини імунної системи):
  2. лімфоцити (Т-лімфоцити, В-лімфоцити, Нормальні кіллери)
  3. фагоцити (макрофаги, еозинофіли, нейтрофіли, базофіли, дендритні клітини, мікроглії, купферовські клітини)
  4. допоміжні клітини (тучні клітини, тромбоцити)

Лімфоцити[ред.ред. код]

Докладніше: Лімфоцити

Клітини імунної системи, на які покладені ключові функції щодо здійснення набутого імунітету, відносяться до лімфоцитів, які є підтипом лейкоцитів. Велика частина лімфоцитів відповідає за специфічний набутий імунітет, оскільки можуть розпізнавати збудників інфекції всередині або поза клітинами, в тканинах або в крові.

Основними типами лімфоцитів є B-лімфоцити та T-лімфоцити, які відбуваються з плюріпотентних гемопоетичних стовбурових клітин; у дорослої людини вони утворюються в кістковому мозку, а T-лімфоцити додатково проходять частина етапів диференціювання в тимусі. B-клітини відповідають за гуморальну ланку набутого імунітету, тобто виробляють антитіло, в той час як T-клітини є основу клітинної ланки специфічної імунної відповіді.

На етапі розвитку лімфоцити проходять відбір: залишаються тільки значимі з точки зору захисту організму, а також ті, які не несуть загрози власних тканин організму.[джерело не вказано 1948 днів] Паралельно з цим процесом лімфоцити поділяються на групи, здатні виконувати ту чи іншу функцію захисту. Існують різні види лімфоцитів. Зокрема, за морфологічними ознаками їх поділяють на малі лімфоцити та великі гранулярні лімфоцити (ВГЛ). За структурою зовнішніх рецепторів серед лімфоцитів виділяють, зокрема, B-лімфоцити та T-лімфоцити.

Як B-, так і T-клітини несуть на своїй поверхні рецепторні молекули, які розпізнають специфічні мішені. Рецептори представляють із себе як би «дзеркальний відбиток» певної частини чужорідної молекули, здатний приєднуватися до неї. При цьому одна клітина може містити рецептори тільки для одного виду антигенів.

T-клітини розпізнають чужорідні («не-свої») мішені, такі як патогенні мікроорганізми, тільки після того, як антигени (специфічні молекули чужорідного тіла) будуть оброблені та презентовані в поєднанні з власною («своєї») біомолекул, яка називається молекулою головного комплексу гістосумісності (англ. main histocompatibility complex, MHC). Серед T-клітин розрізняють ряд підтипів, зокрема, Т-кілери, Т-хелпери та регуляторні Т-клітини.

T-кілери розпізнають тільки антигени, які об'єднані з молекулами головного комплексу гістосумісності I класу, у той час як T-хелпери розпізнають тільки антигени, розташовані на поверхні клітин в поєднанні з молекулами головного комплексу гістосумісності II класу. Ця різниця у презентації антигену відображає різні ролі зазначених двох типів T-клітин. Іншим, менш поширеним підтипом T-клітин, є γδ T-клітини, які розпізнають незмінені антигени, не пов'язані з рецепторами головного комплексу гістосумісності[1].

У T-лімфоцитів коло завдань достатньо широкий. Частина з них — регуляція набутого імунітету з допомогою спеціальних білків (зокрема, цитокінів), активація B-лімфоцитів для утворення антитіл, а також регуляція активації фагоцитів для ефективнішого руйнування мікроорганізмів. Цю задачу виконує група T-хелперів. За руйнування власних клітин організму шляхом виділення цитотоксичних факторів при безпосередньому контакті відповідають T-кілери, які діють специфічно.

На відміну від T-клітин, B-клітини не потребують обробки антигену та експресії його на поверхні клітини. Їх рецептори до антигену є фіксовані на поверхні B-клітини антитілоподібні білки. Кожна пройшла диференціювання лінія B-клітин експресує унікальне тільки для неї антитіло, і ніяке інше. Таким чином, повний набір антигенних рецепторів всіх B-клітин організму представляє всі антитіла, які організм може виробляти. Функція B-лімфоцитів полягає насамперед у виробленні антитіл — гуморального субстрату специфічного імунітету —, дія яких спрямована насамперед проти позаклітинних збудників.

Крім того, існують лімфоцити, не специфічно проявляють цитотоксичність — природні кілери.

T-кілери[ред.ред. код]

Т-кілери являють собою підгрупу T-клітин, функцією яких є руйнування власних клітин організму, інфікованих вірусами або іншими патогенними внутрішньоклітинними мікроорганізмами[2], або клітин, які пошкоджені або невірно функціонують (наприклад, пухлинні клітини). Як і B-клітини, кожна конкретна лінія T-клітин розпізнає тільки один антиген. T-кілери активуються при з'єднанні своїм T-клітинним рецептором (ТКР) зі специфічним антигеном в комплексі з рецептором головного комплексу гістосумісності I класу іншої клітини. Розпізнавання цього комплексу рецептора гістосумісності з антигеном здійснюється за участю розташованого на поверхні T-клітини допоміжного рецептора CD8. У лабораторних умовах T-клітини зазвичай виявляють саме по експресії CD8. Після активації T-клітина переміщається по організму в пошуках клітин, на яких білок I класу головного комплексу гістосумісності містить послідовність потрібного антигену. При контакті активованого T-кілера з такими клітинами він виділяє токсини, що утворюють отвори в цитоплазматичної мембрани клітин-мішеней, в результаті іони, вода та токсин вільно переміщаються в клітку-мішень та з неї: клітина-мішень гине[3]. Руйнування власних клітин T-кілерами важливо, зокрема, для запобігання розмноження вірусів. Активація T-кілерів жорстко управляється та "зазвичай вимагає дуже сильного сигналу активації від комплексу білка гістосумісності з антигеном, або додаткової активації факторами T-хелперів[3].

T-хелпери[ред.ред. код]

Т-хелпери регулюють реакції як вродженого, так і набутого імунітету, і дозволяють визначати тип відповіді, який організм зробить на конкретний чужорідний матеріал[4][5]. Ці клітини не виявляють цитотоксичності та не беруть участь у знищенні інфікованих клітин або безпосередньо збудників. Замість цього, вони керують імунною відповіддю, спрямовуючи інші клітини на виконання цих завдань.

T-хелпери експресують T-клітинні рецептори (ТКР), які розпізнають антигени, пов'язані з молекулами II класу головного комплексу гістосумісності. Комплекс молекули головного комплексу гістосумісності з антигеном також розпізнається корецепторів клітин-хелперів CD4, який привертає внутрішньоклітинні молекули T-клітини (наприклад, Lck), відповідальні за активацію T-клітини. T-хелпери мають менший чутливістю до комплексу молекули головного комплексу гістосумісності та антигену, ніж T-кілери, тобто для активації T-хелпери потрібно зв'язування набагато більшої кількості його рецепторів (близько 200–300) з комплексом молекули гістосумісності та антигену, в той час як T-кілери можуть бути активовані після зв'язування з одним таким комплексом. Активація T-хелпери також вимагає тривалішого контакту з антиген-презентірующімі клітиною[6]. Активація неактивного T-хелперів призводить до вивільнення їм цитокінів, які впливають на активність багатьох видів клітин. Цитокінових сигнали, створювані T-хелперами, посилюють бактерицидну функцію макрофагів та активність T-кілерів[7]. Крім того, активація T-хелперів викликає зміни в експресії молекул на поверхні T-клітини, зокрема ліганду CD40 (також відомого під позначенням CD154), що створює додаткові стимулюючі сигнали, зазвичай необхідні для активації виробляють антитіла B-клітин[8].

Гамма-дельта T-клітини[ред.ред. код]

5-10% T-клітин несуть на своїй поверхні ТКРгамма-дельта та позначаються як γδ T-клітини.

B-лімфоцити та антитіла[ред.ред. код]

В-клітини становлять 5-15% циркулюючих лімфоцитів та характеризуються поверхневими імуноглобулінами, вбудованими в клітинну мембрану та виконують функцію специфічного антигенного рецептора. Цей рецептор, специфічний лише для певного антигену, називається антитілом. Антиген, зв'язуючись з відповідним антитілом на поверхні В-клітини, індукує проліферацію та диференціювання В-клітини до плазматичних клітин та клітин пам'яті, специфічність яких така ж, як і специфічність вихідної В-клітини. Плазматичні клітини секретують велику кількість антитіл у вигляді розчинних молекул, які розпізнають вихідний антиген. Секретуються антитіла мають ту ж специфічність, що та відповідний В-клітинний рецептор.

Антиген-презентуючі клітини[ред.ред. код]

Докладніше: Дендритні клітини

Функція[ред.ред. код]

Імунна система розпізнає чужорідні речовини, нейтралізує їх і «запам'ятовує» свою відповідь, щоб відтворити її при зіткненні з аналогічним антигеном. До компетенції імунної системи відносять і знищення клітин і білків власного організму, що виникають при нормальному, фізіологічному функціонуванні організму в екстремальних умовах — при травмах. В будь-якому стані організму імунна система постійно працює, хоч і з різним ступенем активності.

Імунітет[ред.ред. код]

Класифікація імунітету
Вроджений імунінтет Набутий імунітет
Реакція неспецифічна Специфічна реакція, прив'язана до чужорідного антигену
Зіткнення з інфекцією призводить до негайної максимальної реакції Між контактом з інфекцією і максимальним відповіддю латентний період
Клітинні і гуморальні ланки Клітинні і гуморальні ланки
Не має імунологічної пам'яті Зіткнення з чужорідним агентом призводить до імунологічної пам'яті
Виявляється практично у всіх форм життя Виявлено тільки у деяких організмів

Набутий імунітет[ред.ред. код]

Докладніше: Набутий імунітет

Система набутого імунітету з'явилася в ході еволюції нижчих хребетних. Вона забезпечує інтенсивнішу імунну відповідь, а також імунологічну пам'ять, завдяки якій кожний чужорідний мікроорганізм або чужорідна молекула «запам'ятовується» по унікальним для нього антигенів[9]. Система набутого імунітету антигеноспецифічна та вимагає розпізнавання специфічних антигенів в процесі, що носить назву презентацією антигена. Специфічність антигену дозволяє здійснювати реакції, які призначені конкретним мікроорганізмам або інфікованим ними клітинам. Здатність до здійснення таких вузьконаправлених реакцій підтримується в організмі «клітинами пам'яті». Якщо макроорганізм інфікується мікроорганізмом більше одного разу, ці специфічні клітини пам'яті використовуються для швидкого знищення такого мікроорганізму.

Імунологічні розлади у людини[ред.ред. код]

Імунодефіцити[ред.ред. код]

Імунодефіцити (ІДС) — це порушення імунологічної реактивності, які зумовлені випаданням одного або декількох компонентів імунної апарату або тісно взаємодіючих з ним неспецифічних факторів.

Аутоімунні процеси[ред.ред. код]

Аутоімунні процеси — це значною мірою хронічні явища, які призводять до довготривалого пошкодження тканин. Це пов'язано в першу чергу з тим, що аутоімунна реакція постійно підтримується тканинними антигенами.

Гіперчутливість[ред.ред. код]

Гіперчутливість — це термін, використовуваний для позначення імунної відповіді, яка протікає в агравірованій і неадекватній формі, в результаті чого відбувається пошкодження тканин.

Алергія є передумовою виникнення патологічного імунологічного процесу. Алергени — речовини, які спричиняють алергічні реакції. Є зовнішні алергени (екзоалергени): харчові продукти, хімічні речовини, лікарські препарати, запахи). Внутрішні алергени (ендоалергени) — це власні тканини організму переважно з видозміненими властивостями, що виникають внаслідок утворення токсичних речовин при патологічних процесах (опіки чи обмороження, дія отруйних речовин, укуси бджіл, іонізуюча радіація).

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Holtmeier W, Kabelitz D gammadelta T cells link innate and adaptive immune responses // Chem Immunol Allergy, 86 С. 151-83. — PMID 15976493.
  2. Harty J, Tvinnereim A, White D CD8+ T cell effector mechanisms in resistance to infection // Annu Rev Immunol, 18 С. 275-308. — PMID 10837060.
  3. а б Radoja S, Frey A, Vukmanovic S T-cell receptor signaling events triggering granule exocytosis // Crit Rev Immunol, 26 (2006) (3) С. 265-90. — PMID 16928189.
  4. Abbas A, Murphy K, Sher A Functional diversity of helper T lymphocytes // Nature, 383 (1996) (6603) С. 787-93. — PMID 8893001.
  5. McHeyzer-Williams L, Malherbe L, McHeyzer-Williams M Helper T cell-regulated B cell immunity // Curr Top Microbiol Immunol, 311 С. 59-83. — PMID 17048705.
  6. Kovacs B, Maus M, Riley J, Derimanov G, Koretzky G, June C, Finkel T Human CD8+ T cells do not require the polarization of lipid rafts for activation and proliferation // Proc Natl Acad Sci U S A, 99 (2002) (23) С. 15006-11. — PMID 12419850.
  7. Alberts, Bruce; Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walters (2002). Molecular Biology of the Cell; Fourth Edition. New York and London: Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1. 
  8. Grewal I, Flavell R CD40 and CD154 in cell-mediated immunity // Annu Rev Immunol, 16 С. 111-35. — PMID 9597126.
  9. Pancer Z, Cooper M The evolution of adaptive immunity // Annu Rev Immunol, 24 С. 497-518. — PMID 16551257.

Джерела[ред.ред. код]