Стаття на конкурс «біо/мол/текст»:Імунна система - це потужний багатошаровий захист нашого організму, який надзвичайно ефективний проти вірусів, бактерій, грибів та інших патогенів ззовні. Крім того, імунітет здатний ефективно розпізнавати та знищувати трансформовані власні клітини, які можуть перероджуватись у злоякісні пухлини. Однак збої в роботі імунної системи (з генетичних або інших причин) призводять до того, що одного разу злоякісні клітини беруть гору. Пухлина, що розрослася, стає нечутливою до атак організму і не тільки успішно уникає знищення, а й активно «перепрограмує» захисні клітини для забезпечення власних потреб. Зрозумівши механізми, які пухлина використовує для придушення імунної відповіді, ми зможемо розробити контрзаходи та спробувати зрушити баланс у бік активації власних захисних сил для боротьби з хворобою.

Ця стаття представлена ​​на конкурс науково-популярних робіт «біо/мол/текст»-2014 у номінації «Кращий огляд».

Головний спонсор конкурсу - далекоглядна компанія Генотек.
Конкурс підтримано ВАТ «РВК».

Пухлина та імунітет - драматичний діалог у трьох частинах з прологом

Довгий час вважалося, що причина низької ефективності імунної відповіді при раку - те, що пухлинні клітини надто схожі на нормальні, здорові, щоб імунна система, налаштована на пошук «чужинців», могла їх як слід розпізнавати. Цим якраз і пояснюється той факт, що імунна система найуспішніше протистоїть пухлинам вірусної природи (їх частота різко зростає у людей, які страждають на імунодефіцит). Проте пізніше зрозуміли, що це єдина причина.

Якщо в цій статті йдеться про імунні аспекти раку, то в роботі «Страшною клішнею на світі немає...»можна прочитати про особливості ракового метаболізму. – Ред.

Виявилося, що взаємодія ракових клітин з імунною системою має набагато більш різнобічний характер. Пухлина не просто «ховається» від атак, вона вміє активно придушувати місцеву імунну відповідь та перепрограмувати імунні клітини, змушуючи їх обслуговувати власні злоякісні потреби.

«Діалог» між клітиною, що переродилася, вийшла з-під контролю з її потомством (тобто майбутньою пухлиною) і організмом розвивається в кілька стадій, і якщо спочатку ініціатива майже повністю перебуває на боці захисних сил організму, то в кінці (у разі розвитку хвороби) - Переходить на бік пухлини. Кілька років тому вченими-онкоімунологами було сформульовано концепцію «імуноредагування» ( immunoediting), що описує основні етапи цього процесу (рис. 1).

Малюнок 1. Імуноредагування (immunoediting) у процесі розвитку злоякісної пухлини.

Перша стадія імуноредагування - процес усунення ( elimination). Під впливом зовнішніх канцерогенних чинників чи результаті мутацій нормальна клітина «трансформується» - набуває здатність необмежено ділитися і відповідати регуляторні сигнали організму. Але при цьому вона зазвичай починає синтезувати на своїй поверхні особливі «пухлинні антигени» і «сигнали небезпеки». Ці сигнали залучають клітини імунної системи, насамперед макрофаги, натуральні кілери та Т-клітини. У більшості випадків вони успішно знищують клітини, що «зіпсувалися», перериваючи розвиток пухлини. Однак іноді серед таких «передракових» клітин виявляється кілька таких, у яких імунореактивність – здатність викликати імунну відповідь – з якихось причин виявляється ослабленою, вони синтезують менше пухлинних антигенів, гірше розпізнаються імунною системою і, переживши першу хвилю імунної відповіді, продовжують ділитися.

В цьому випадку взаємодія пухлини з організмом виходить на другу стадію, стадію рівноваги ( equilibrium). Тут імунна система вже не може повністю знищити пухлину, але ще може ефективно обмежувати її зростання. У такому "рівноважному" (і не виявляється звичайними методами діагностики) стані мікропухлини можуть існувати в організмі роками. Однак такі пухлини, що затаїлися, не статичні - властивості складових їх клітин поступово змінюються під дією мутацій і наступного відбору: перевагу серед пухлинних клітин, що діляться, отримують такі, які здатні краще протистояти імунній системі, і врешті-решт у пухлини з'являються клітини. імуносупресори. Вони можуть не тільки пасивно уникати знищення, а й активно придушувати імунну відповідь. По суті, це еволюційний процес, в якому організм мимоволі виводить саме той вид раку, який його вб'є.

Цей драматичний момент знаменує собою перехід пухлини до третьої стадії розвитку - уникнення ( escape), - де пухлина вже малочутлива до активності клітин імунної системи, більше - звертає їх активність собі на користь. Вона починає рости і метастазувати. Саме така пухлина зазвичай діагностується медиками та вивчається вченими - дві попередні стадії протікають приховано, і наші уявлення про них засновані головним чином на інтерпретації цілого ряду непрямих даних.

Дуалізм імунної відповіді та її значення в канцерогенезі

Існує безліч наукових статей, що описують, як імунна система бореться з пухлинними клітинами, але не менша кількість публікацій демонструє, що присутність клітин імунної системи в найближчому пухлинному оточенні є негативним фактором, що корелює з прискореним зростанням та метастазування раку. У рамках концепції імуноредагування, що описує, як змінюється характер імунної відповіді в міру розвитку пухлини, подібна подвійна поведінка наших захисників отримала нарешті своє пояснення.

Ми розглянемо деякі механізми того, як це відбувається на прикладі макрофагів. Подібні прийоми пухлина використовує і для того, щоб обдурювати інші клітини вродженого та набутого імунітету.

Макрофаги - «клітини-воїни» та «клітини-цілювачі»

Макрофаги, мабуть, найвідоміші клітини вродженого імунітету - саме з вивчення їх здібностей до фагоцитозу Мечниковим і почалася класична імунологія клітинна. В організмі ссавців макрофаги - бойовий авангард: першими виявляючи ворога, вони намагаються знищити його власними силами, але й залучають до місця бою інші клітини імунної системи, активуючи їх. А після знищення чужорідних агентів приймаються брати активну участь у ліквідації заподіяних ушкоджень, виробляючи фактори, що сприяють загоєнню ран. Цю подвійну природу макрофагів пухлини використовують собі на користь.

Залежно від переважаючої активності розрізняють дві групи макрофагів: М1 та М2. М1-макрофаги (їх ще називають класично активованими макрофагами) – «воїни» – відповідають за знищення чужорідних агентів (у тому числі і пухлинних клітин), як безпосередньо, так і за рахунок залучення та активації інших клітин імунної системи (наприклад, Т-кілерів ). М2 макрофаги - «цілювачі» - прискорюють регенерацію тканин і забезпечують загоєння ран.

Присутність у пухлини великої кількості М1-макрофагів гальмує її зростання, а в деяких випадках може викликати навіть практично повну ремісію (знищення). І навпаки: М2-макрофаги виділяють молекули – фактори росту, які додатково стимулюють поділ пухлинних клітин, тобто сприяють розвитку злоякісної освіти. Експериментально було показано, що в пухлинному оточенні зазвичай переважають саме М2-клітини (цілювачі). Гірше того: під дією речовин, що виділяються пухлинними клітинами, активні М1-макрофаги «перепрограмуються» в М2-тип, перестають синтезувати антипухлинні цитокіни, такі як інтерлейкін-12 (IL12) або фактор некрозу пухлин (TNF) і починають виділяти в навколишнє середовище молекул , що прискорюють зростання пухлини та проростання кровоносних судин, які забезпечуватимуть її харчування, наприклад фактор росту пухлин (TGFb) та фактор росту судин (VGF). Вони перестають залучати та ініціювати інші клітини імунної системи та починають блокувати місцеву (протипухлинну) імунну відповідь (рис. 2).

Малюнок 2. М1- та М2-макрофаги:їх взаємодія з пухлиною та іншими клітинами імунної системи.

Ключову роль цьому перепрограмуванні грають білки сімейства NF-kB . Ці білки є транскрипційними факторами, що контролюють активність безлічі генів, необхідні М1 активації макрофагів. Найбільш важливі представники цього сімейства - р65 і р50, що разом утворюють гетеродимер р65/р50, який в макрофагах активує безліч генів, пов'язаних з гострим запальним відповіддю, таких як TNF, багато інтерлейкіни, хемокіни та цитокіни. Експресія цих генів приваблює дедалі нові імунні клітини, «підсвічуючи» їм район запалення. У той же час інший гомодимер сімейства NF-kB - р50/р50 - має протилежну активність: зв'язуючись з тими ж промоторами, він блокує їх експресію, знижуючи градус запалення.

І та, і інша активність NF-kB транскрипційних факторів дуже важлива, але ще важливіша рівновага між ними. Було показано, що пухлини цілеспрямовано виділяють речовини, які порушують синтез білка p65 в макрофагах і стимулюють накопичення інгібіторного комплексу р50/р50 . Таким способом (крім ще ряду інших) пухлина перетворює агресивних М1-макрофагів на мимовільних посібників свого власного розвитку: М2-тип макрофагів, сприймаючи пухлину як пошкоджену ділянку тканини, включають програму відновлення, проте секретовані ними фактори зростання тільки додають ресурси для зростання пухлини. На цьому цикл замикається - пухлина, що росте, приваблює нові макрофаги, які перепрограмуються і стимулюють її зростання замість знищення.

Реактивація імунної відповіді - актуальний напрямок антиракової терапії

Таким чином, у найближчому оточенні пухлин є складна суміш молекул: як активуючих, так і інгібуючих імунну відповідь. Перспективи розвитку пухлини (отже, перспективи виживання організму) залежить від балансу інгредієнтів цього «коктейлю». Якщо переважатимуть імуноактиватори - значить, пухлина не впоралася із завданням і буде знищена або її зростання сильно загальмується. Якщо переважають імуносупресорні молекули - це означає, що пухлина змогла підібрати ключ і почне швидко прогресувати. Розуміючи механізми, які дозволяють пухлинам придушувати наш імунітет, ми зможемо розробити контрзаходи та зрушити баланс у бік знищення пухлин.

Як свідчать експерименти, «перепрограмування» макрофагів (та інших клітин імунної системи) оборотне. Тому одним із перспективних напрямків онко-імунології на сьогоднішній день є ідея «реактивації» власних клітин імунної системи пацієнта з метою посилення ефективності інших методів лікування. Для деяких різновидів пухлин (наприклад, меланом) це дозволяє досягти вражаючих результатів. Інший приклад, виявлений групою Меджитова, - звичайний лактат, молекула, яка виробляється при нестачі кисню в пухлинах, що швидко ростуть за рахунок ефекту Варбурга. Ця проста молекула стимулює перепрограмування макрофагів, змушуючи їх підтримувати зростання пухлини. Лактат транспортується всередину макрофагів через мембранні канали, і потенційна терапія полягає у блокуванні цих каналів.

МАКРОФАГИ. Макрофаг (з ін. грецького великий пожирач») є особливий вид великих білих клітин крові, які одночасно з тими клітинами, які, по суті, є їх попередниками створюють симбіоз, іменований системою монуклеарних фагоцитів (з ін. грецького «поглинати (є) клітину»). Як клітини-попередники в даному випадку виступають монобласти промоцити і моноцити.

Походження та призначення макрофагів

Макрофаги називають клітинами-«сміттярниками» неспроста, тому що всі, з чим вони стикаються, поглинається та знищується за допомогою перетравлення. Певна частка макрофагів постійно розташовується у певних місцях: у капілярах та лімфатичних вузлах, у печінці, у легенях, у сполучній та нервовій тканинах, у кістках, включаючи кістковий мозок. Інші блукають між клітинами, поступово накопичуючись у тих місцях, де найімовірніше проникнення в організм того чи іншого збудника інфекції.
Всі типи макрофагів походять з моноцитів крові, а моноцити, у свою чергу, з'являються з промоноцитів кісткового мозку, що поступово дозрівають з більш ранніх клітин-попередників до досягнення певної стадії. Примітно, що макрофаги мають зворотний зв'язок з цими клітинами-попередниками; що забезпечується завдяки їх здатності продукувати в кров цитокіни (ростові фактори), які надходять із кров'ю в кістковий мозок, тим самим посилюючи природні процеси поділу клітин, утворених раніше. Цей процес активізується, наприклад, за наявності тих чи інших інфекцій, коли багато макрофаги гинуть у боротьбі з «ворогами», їм змінюються нові макрофаги, в прискореному темпі дозрівають у кістковому мозку.

Як "працюють" макрофаги за наявності інфекцій в організмі?

GcMAF унікальний препарат для активації діяльності макрофагів

На жаль для нас, незважаючи на свої колосальні можливості, макрофаги можуть бути неактивними. Наприклад, усі клітини злоякісних пухлин, а також вірусні та інфекційні клітини продукують білок альфа-N-ацетилгалактозамінідазу (нагалазу), який блокує продукцію GcMAF-глікопротеїну, що стимулює активацію макрофагів, перешкоджаючи таким чином нормальній діяльності імунної системи. А без активності імунної системи неконтрольовано розвиваються злоякісні пухлини і зростає рівень вірусних інфекцій. На цей випадок існує препарат GcMAF, який активує макрофаги та посилює активність імунної відповіді. Придбати справжній GcMAF можна в лікарні доктора Ведова.

№ 1 імунітет. Види імунітету.

Імунітет – це спосіб захисту організму від генетично чужорідних речовин – антигенів, спрямований на підтримку та збереження гомеостазу, структурної та функціональної цілісності організму.

1.Вроджений, імунітет - це вироблена в процесі філогенезу генетично закріплена, що передається у спадок несприйнятливість даного виду та його індивідів до будь-якого антигену, зумовлена ​​біологічними особливостями самого організму, властивостями даного антигену, а також особливостями їх взаємодії. рогатої худоби)

вроджений імунітет може бути абсолютним та відносним. Наприклад, нечутливі до правцевого токсину жаби можуть реагувати з його введення, якщо підвищити температуру їх тіла.

Пояснити видовий імунітет можна з різних позицій, насамперед відсутністю того чи іншого виду рецепторного апарату, що забезпечує перший етап взаємодії даного антигену з клітинами або молекулами-мішенями, що визначають запуск патологічного процесу або активацію імунної системи. Не виключені також можливість швидкої деструкції антигену, наприклад, ферментами організму або відсутність умов для приживлення та розмноження мікроба (бактерій, вірусів) в організмі. Зрештою це зумовлено генетичними особливостями виду, зокрема відсутністю генів імунної відповіді даного антигену.

2. Придбаний імунітет - це несприйнятливість до антигену чутливого до нього організму людини, тварин тощо, що придбавається в процесі онтогенезу в результаті природної зустрічі з цим антигеном організму, наприклад, при вакцинації.

Прикладом природного набутого імунітетуу людини може бути несприйнятливість до інфекції, що виникає після перенесеного захворювання, так званий постінфекційний

Придбаний імунітет може бути активним та пасивним. Активний імунітет обумовлений активною реакцією, активним залученням до процесу імунної системи при зустрічі з цим антигеном (наприклад, поствакцинальний, постінфекційний імунітет), а пасивний імунітет формується за рахунок введення в організм вже готових імунореагентів, здатних забезпечити захист від антигену. До таких імунореагентів відносяться антитіла, тобто специфічні імуноглобуліни та імунні сироватки, а також імунні лімфоцити. Імуноглобуліни широко використовують для пасивної імунізації.

розрізняють клітинний, гуморальний, клітинно-гуморальний та гуморально-клітинний імунітет.

Прикладом клітинного імунітетуможе служити протипухлинний, а також трансплантаційний імунітет, коли провідну роль в імунітеті відіграють цитотоксичні Т-лімфоцити-кілери; імунітет при інфекціях (правець, ботулізм, дифтерія) обумовлений в основному антитілами; при туберкульозі провідну роль грають імунокомпетентні клітини (лімфоцити, фагоцити) за участю специфічних антитіл; при деяких вірусних інфекціях (натуральна віспа, кір та ін) роль у захисті відіграють специфічні антитіла, а також клітини імунної системи.

В інфекційній та неінфекційній патології та імунології для уточнення характеру імунітету залежно від природи та властивостей антигену користуються також такою термінологією: антитоксичний, противірусний, протигрибковий, протибактеріальний, протипротозойний, трансплантаційний, протипухлинний та інші види імунітету.

Нарешті, імунний стан, т. е. активний імунітет, може підтримуватися, зберігатися або за відсутності, або лише у присутності антигену в організмі. У першому випадку антиген грає роль пускового фактора, а імунітет називають стерильним. У другому випадку імунітет трактують як нестерильний. Прикладом стерильного імунітету є поствакцинальний імунітет при введенні вбитих вакцин, а нестерильного імунітет при туберкульозі, який зберігається тільки в присутності в організмі мікобактерій туберкульозу.

Імунітет (резистентність до антигену) може бути системним, тобто генералізованим, і місцевим, при якому спостерігається більш виражена резистентність окремих органів і тканин, наприклад верхніх слизових дихальних шляхів (тому іноді його називають мукозальним).

№2 Антигени..

Антигениє чужорідними речовинами або структурами, які здатні викликати імунну відповідь.

Характеристики антигену:

Імуногенність- це властивість антигену викликати імунну відповідь.

Специфіка антигену- це здатність антигену вибірково реагувати з антитілами або сенсибілізованими лімфоцитами, які виникли внаслідок імунізації. За специфічність антигену відповідальні певні ділянки його молекули, які називаються детермінантами (або епітопами). Специфіка антигену визначається набором детермінант.

КЛАСИФІКАЦІЯ АНТИГЕНІВ:

Основними видами бактеріальних антигенів є:

Соматичні або О-антигени (у грамнегативних бактерій специфічність визначається дезоксицукорами полісахаридів ЛПС);

Джгутикові або Н-антигени (білкові);

Поверхневі або капсульні антигени.

№3 Антитіла (імуноглобуліни.)

Антитілами називаються сироваткові білки, що утворюються у відповідь на дію антигену. Вони відносяться до сироваткових глобулінів, тому називаються імуноглобулінами (Ig). Через них реалізується гуморальний тип імунної відповіді. Антитіла мають 2 властивості: специфічність, тобто здатність вступати у взаємодію з антигеном, аналогічним тому, що індукував (викликав) їх освіту; гетерогенністю за фізико-хімічною будовою, специфічністю, генетичною детермінованістю освіти (за походженням). Усі імуноглобуліни є імунними, т. е. утворюються внаслідок імунізації, контакту з антигенами. Проте за походженням вони діляться: на нормальні (анамнестичні) антитіла, які виявляються в будь-якому організмі як результат побутової імунізації; інфекційні антитіла, які накопичуються в організмі під час інфекційної хвороби; постінфекційні антитіла, що виявляються в організмі після перенесеного інфекційного захворювання; поствакцинальні антитіла, що виникають після штучної імунізації.

№4 неспецифічні фактори захисту їх характеристики

1) гуморальні чинники – система комплементу. Комплемент – це комплекс 26 білків у сироватці крові. Позначається кожен білок, як фракція, латинськими літерами: С4, С2, СЗ тощо. буд. У разі норми система комплементу перебуває у неактивному стані. При попаданні антигенів він активується, стимулюючим фактором є комплекс антиген – антитіло. З активації комплементу починається будь-яке інфекційне запалення. Комплекс білків комплементу вбудовується у клітинну мембрану мікроба, що призводить до лізису клітини. Також комлемент бере участь в анафілаксії і фагоцитозі, так як має хемотаксичну активність. Таким чином, комплемент є компонентом багатьох іммунолітичних реакцій, спрямованих на звільнення організму від мікробів та інших чужорідних агентів;

2) клітинні чинники захисту.

Фагоцити. Фагоцитоз (від грец. phagos – пожираю, cytos – клітина) вперше відкрив І. І. Мечников, за це відкриття у 1908 р. він отримав Нобелівську премію. Механізм фагоцитозу полягає у поглинанні, перетравленні, інактивації сторонніх для організму речовин спеціальними клітинами-фагоцитами. До фагоцитів Мечников відніс макрофаги та мікрофаги. В даний час всі фагоцити об'єднані в єдину систему фагоцитування. До неї включені: промоноцити – виробляє кістковий мозок; макрофаги – розкидані по всьому організму: у печінці вони називаються «купферівські клітини», у легенях – «альвеолярні макрофаги», у кістковій тканині – «остеобласти» і т. д. Функції клітин-фагоцитів найрізноманітніші: вони видаляють з організму клітини, що відмирають, поглинають та інактивують мікроби, віруси, гриби; синтезують біологічно активні речовини (лізоцим, комплемент, інтерферон); беруть участь у регуляції імунної системи.

Процес фагоцитозу, тобто поглинання сторонньої речовини клітинами-фагоцитами, протікає в 4 стадії:

1) активація фагоциту та його наближення до об'єкта (хемотаксис);

2) стадія адгезії – прилипання фагоциту до об'єкта;

3) поглинання об'єкта із заснуванням фагосоми;

4) утворення фаголізосоми та перетравлення об'єкта за допомогою ферментів.

№5 Органи, тканини та клітини імунної системи

Розрізняють центральні та периферичні органи імунної системи, в яких розвиваються, дозрівають та диференціюються клітини імунної системи.

Центральні органи імунної системи – кістковий мозок та тимус. Вони зі стовбурових кровотворних клітин лімфоцити диференціюються в зрілі неімунні лімфоцити, звані наївні лімфоцити (від англ. naive), або незаймані (від англ. virgine).

Кровотворний кістковий мозок - місце народження всіх клітин імунної системи та дозрівання В-лімфоцитів (В-лімфопоез).

Тимус (вилочкова залоза) відповідає за розвиток Т-лімфоцитів: Т-лімфопоез (реаранжування, тобто перебудова генів TcR, експресія рецепторів, і т. д.). У тимусі відбираються Т-лімфоцити (CD4 і CD8) та знищуються високоавидні до власних антигенів клітини. Гормони тимусу завершують функціональне дозрівання Т-лімфоцитів, підвищують секрецію ними цитокінів. Родоначальницею всіх клітин імунної системи є кровотворна стовбурова клітина. З лімфоїдних стовбурових клітин утворюються попередники Т-і В-клітин, які служать джерелом Т-і В-популяцій лімфоцитів. Т – лімфоцити розвиваються в тимусі під впливом його гуморальних медіаторів (тимозин, тимопоектин, тиморін та ін). Надалі тимузалежні лімфоцити розселяються в периферичних лімфоїдних органах і трансформуються. Т 1 - клітини локалізуються в периартеріальних зонах селезінки, слабо реагують на дію променистої енергії і є попередниками ефекторів клітинного імунітету, Т 2 - клітини накопичуються в перикортикальних зонах лімфовузлів, високорадіочутливі та відрізняються антигенреактивністю.

Периферичні лінфоїдні органи та тканини (лімфатичні вузли, лімфоїдні структури глоткового кільця, лімфатичні протоки та селезінка) - територія взаємодії зрілих неімунних лімфоцитів з антигенпрезентируючими клітинами (АПК) та подальшого антигензалежного диференціювання (імун). До цієї групи входять: лімфоїдна тканина, асоційована зі шкірою); лімфоїдна тканина, асоційована зі слієїстими оболонками шлунково-кишкового, респіраторного та сечостатевого трактів (солітарні фолікули, мигдалики, пейєрові бляшки та ін.). Антигени проникають з просвіту кишки в пейєрові бляшки через епітеліальні клітини (М-клітини).

№6 Т-клітини імунної системи, їх характеристика

T-лімфоцити беруть участь у реакціях клітинного імунітету: алергічних реакціях уповільненого типу, реакції відторгнення трансплантату та інших, забезпечують протипухлинний імунітет. Популяція T-лімфоцитів поділяється на дві субпопуляції: лімфоцити CD4 – T-хелпери та лімфоцити CD8 – цитотоксичні T-лімфоцити та T-супресори. Крім цього існують 2 типи T-хелперів: Th1 та Th2

Т-лімфоцити. Характеристика Т-лімфоцитів. Типи молекул лежить на поверхні Т-лимфоцитов. Вирішальна подія у розвитку Т-лімфоцитів – формування антигенрозпізнаючого Т-клітинного рецептора – відбувається лише у тимусі. Для забезпечення можливості розпізнавання будь-якого антигену потрібні мільйони різних за специфічністю рецепторів антигенрозпізнаючих. Формування величезної різноманітності антигенрозпізнаючих рецепторів можливе завдяки перебудові генів у процесі проліферації та диференціювання клітин-попередниць. У міру дозрівання Т-лімфоцитів на їх поверхні з'являються антигенрозпізнавальні рецептори та інші молекули, що опосередковують їх взаємодію з антигенпредставляющими клітинами. Так, у розпізнаванні власних молекул головного комплексу гістосумісності поряд з Т-клітинним рецептором беруть участь молекули CD4 або CD8. p align="justify"> Міжклітинні контакти забезпечуються наборами поверхневих адгезійних молекул, кожній з яких відповідає молекула - ліганд на поверхні іншої клітини. Як правило, взаємодія Т-лімфоциту з антигенпредставляючою клітиною не обмежується розпізнаванням антигенного комплексу Т-клітинним рецептором, а супроводжується зв'язуванням інших попарно-комплементарних поверхневих «костимулюючих» молекул. Таблиця 8.2. Типи молекул на поверхні Т-лімфоцитів Молекули Функції Антигенрозпізнавальний рецептор: Т-клітинний рецептор Розпізнавання та зв'язування комплексу: антигенний пептид + власна молекула головного комплексу гістосумісності Корецептори: CD4, CD8 , до антигенпредставляющим клітинам, до елементів позаклітинного матриксу Костимулюючі молекули Беруть участь в активації Т-лімфоцитів після взаємодії з антигеном Рецептори імуноглобулінів Зв'язують імунні комплекси Рецептори цитокінів Зв'язують цитокіни ferentiation - CD), позначається як «поверхневий фенотип клітини», а окремі поверхневі молекули називають «маркерами», оскільки вони є мітками конкретних субпопуляцій та стадій диференціювання Т-лімфоцитів. Так, наприклад, на пізніх етапах диференціювання одні Т-лімфоцити втрачають молекулу CD8 і зберігають лише CD4, інші втрачають CD4, а зберігають CD8. Тому серед зрілих Т-лімфоцитів розрізняють CD4+ (Т-хелпери) та CD8+ (цитотоксичні Т-лімфоцити). Серед циркулюючих у крові Т-лімфоцитів клітин із маркером CD4 приблизно вдвічі більше, ніж клітин із маркером CD8. Зрілі Т-лімфоцити несуть на поверхні рецептори для різних цитокінів та рецептори для імуноглобулінів (табл. 8.2). При розпізнаванні Т-клітинним рецептором антигену Т-лімфоцити отримують сигнали активації, проліферації та диференціювання у напрямку клітин-ефекторів, тобто клітин, здатних безпосередньо брати участь у захисних або ушкоджуючих ефектах. Для цього на їхній поверхні різко зростає кількість адгезійних та костимулюючих молекул, а також рецепторів для цитокінів. Активовані Т-лімфоцити починають продукувати та секретувати цитокіни, що активують макрофаги, інші Т-лімфоцити та В-лімфоцити. Після завершення інфекції, пов'язаної з посиленою продукцією, диференціюванням та активацією Т-ефекторів відповідного клону, протягом декількох днів 90% ефекторних клітин гинуть, оскільки не отримують додаткових сигналів активації. В організмі залишаються довгоживучі клітини пам'яті, що відповідають за специфічністю рецептори і здатні відповісти проліферацією та активацією на повторну зустріч з тим же антигеном.

№7 В-клітини імунної системи їх характеристика

B-лімфоцитистановлять близько 15-18% всіх лімфоцитів, що знаходяться у периферичній крові. Після розпізнавання специфічного антигену ці клітини розмножуються та диференціюються, трансформуючись у плазматичні клітини. Плазматичні клітини виробляють велику кількість антитіл (імуноглобуліни Ig), які є власними рецепторами B-лімфоцитів у розчиненому вигляді. Основний компонент імуноглобулінів Ig (мономер) складається з 2 важких та 2 легких ланцюгів. Принципова відмінність між імуноглобулінами полягає у будові їх важких ланцюгів, які представлені 5 типами (γ, α, µ, δ, ε).

8.Макрофаги

Макрофаги - великі клітини, що утворилися з моноцитів, здатні до фагоцитозу.

макрофаги беруть участь у складних процесах імунної відповіді, стимулюючи лімфоцити та імунні інші клітини.

актично моноцит стає макрофагом, коли залишає судинне русло і проникає у тканини.

Залежно від типу тканини виділяють такі види макрофагів.

Гістіоцити – макрофаги сполучної тканини; компонент ретикуло-ендотеліальної системи

Купферівські клітини - інакше ендотеліальні зірчасті клітини печінки.

Альвеолярні макрофаги – інакше, пилові клітини; розташовані у альвеолах.

Епітеліоїдні клітини – складові гранульоми.

Остеокласти - багатоядерні клітини, що у резорбції кісткової тканини.

Мікроглія - ​​клітини центральної нервової системи, що руйнують нейрони та поглинають інфекційні агенти.

Макрофаги селезінки

функції макрофагів включають фагоцитоз, «обробку» антигенів і взаємодію з цитокінами.

Неімуний фагоцитоз: макрофаги здатні фагоцитувати чужорідні частинки, мікроорганізми та залишки

ушкоджених клітин безпосередньо, без виклику імунної відповіді. "Обробка" антигенів:

макрофаги «обробляють» антигени і представляють їх B-і T-лімфоцитів у потрібній формі.

Взаємодія з цитокінами: макрофаги взаємодіють з цитокінами, що виробляються T-лімфоцитами

для захисту організму проти певних ушкоджуючих агентів.

9.Кооперація клітин в імунній відповіді.

Патрульні макрофаги, виявивши у крові чужорідні білки (клітину), пред'являють його Т-хелперам

(відбувається процесингАГ макрофагами). Т-хелпери передають АГ інформацію на В-лімфоцити,

які починають бласттрансформуватися та проліферувати, виділяти потрібний імуноглобулін.

Найменша частина Т-хелперів (індуктори) спонукають макрофагів і макрофаги починають продукувати.

інтерлейкін I- Активатор основної частини Т-хелперів. Ті, збуджуючись, у свою чергу оголошують

загальну мобілізацію, починаючи бурхливо виділяти інтерлейкін II (лімфокін), який прискорює проліферацію та

Т-хелперів, і Т-кілерів. Останні мають спеціальний рецептор саме до тих білкових детермінантів,

які були пред'явлені патрульними макрофагами.

Т-кілери прямують до клітин-мішеней і руйнують їх. Одночасно інтерлейкін II

сприяє зростанню та дозріванню В-лімфоцитів, які перетворюються на плазматичні клітини.

Той самий інтерлейкін II вдихне життя в Т-супресори, які замикають загальну реакцію імунної відповіді,

зупиняючи синтез лімфокінів. Розмноження імунних клітин припиняється, але залишаються лімфоцити пам'яті.

10. Алергія

Специфічно підвищена чутливість організму патогенного характеру до речовин з антигенними властивостями.

Класифікація:

1. реакції гіперчутливості негайного типу: розвиваються протягом декількох хвилин. Беруть участь антитіла. Терапія – антигістаміновими препаратами.

2. Реакції гіперчутливості уповільненого типу: через 4-6 годин, симптоми наростають протягом 1-2 діб. Антителу в сироватці відсутні, але є лімфоцити, здатні за допомогою своїх рецепторів впізнавати антиген.

4типу реауції по джелу та кубсу:

1тип анафілактичні реакції: вони викликають взаємодією антигенів з антитілами, що надходять в організм ( IgE), що осіли на поверхні опасистих клітин і базофілів. Відбувається активація цих клітин-мішеней.

2тип цитотоксичні: Циркульрующие крові антитіла взаємодіють з антигенами, фіксованими на мембранах клітин, У результаті клітини ушкоджуються і виникає цитоліз. Аутоімунні гемолітичні анемії, гемолітична хвороба новонароджених.

3тип реакції імунних комплексів: циркулюючі покриви антитіла взаємодіють з циркулір.

4тип клітинно-опосередковані імунні реакції: вони не залежать від наявності антитіл, а пов'язані з реакціями тимусзалежних лімфоцитів. Т-лімфоцити пошкоджують чужорідні клітини.

5тип антирецепторні: антитіла взаємодіють з рецепторами гормону на мемрані клітин. Це призводить до активації клітин. Хвороба Грейвса

11.Імунодифіцити

Імунодефіцити - це певною мірою недостатність або випадання нормальної функції імунної системи організму, внаслідок генетичних чи іншого поразок. Генетичний аналіз виявляє спектр хромосомних аномалій при імунодефіцитах: від делеції хромосом та точкових мутацій до зміни процесів транскрипції та трансляції.

Імунодефіцитні стани

супроводжують багато патологічних процесів. Єдиної загальноприйнятої класифікації імунодефіцитів немає. Багато авторів поділяють імунодефіцити на «первинні» та «вторинні». В основі уроджених форм імунодефіцитів лежить генетичний дефект. Основне значення мають порушення в хромосомах, насамперед 14-ої, 18-ої та 20-ої.

Залежно від того, які ефекторні ланки призвели до розвитку імунодефіциту, слід розрізняти дефіцити специфічної та неспецифічної ланок резистентності організму.

Вроджені імунодефіцитні стани

А. Імунодефіцити специфічної ланки:

Дефіцити Т-клітинної ланки:

варіабельні імунодефіцити.

Селективний імунодефіцит за Ir-геном.

Дефіцити В-клітинної ланки:

Поєднані імунодефіцити:

Селективні дефіцити:

Б. Імунодефіцити неспецифічної ланки

Дефіцити лізоциму.

Дефіцити системи комплементу:

Дефіцити фагоцитозу.

Імунодефіцити вторинні

Захворювання імунної системи.

Генералізовані порушення кісткового мозку.

Інфекційні захворювання.

Порушення обміну речовин та інтоксикації.

Екзогенні дії.

Імунодефіцити при старінні.

ВІЛ інфекція. Вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) викликає інфекційне захворювання, опосередковане первинним ураженням вірусу імунної системи, з яскраво

вираженим вторинним імунодефіцитом, що зумовлює розвиток хвороб, спричинених опортуністичними інфекціями.

ВІЛ має тропність до лімфойдної тканини, безпосередньо до Т-хелперів. ВІЛ-вірус у хворих знаходиться у крові, у слині, насіннєвій рідині. Тому зараження можливе при переливанні такої крові, статевим шляхом, вертикальним шляхом.

Слід зазначити, що порушення клітинної та гуморальної ланок імунної відповіді при СНІДі характеризуються:

а) зниженням загальної кількості Т-лімфоцитів, за рахунок Т-хелперів

б) сидінням функції Т-лімфоцитів,

в) підвищенням функціональної активності В-лімфоцитів,

г) збільшенням кількості імунних комплексів,

л) зниженням цитотоксичної активності натуральних кілерів,

е) зниженням хемотаксису, цитотоксичності макрофагів, зниження продукції ІЛ-1.

Імунологічні порушення супроводжуються збільшенням альфа-інтерферону, появою антилімфоцитарних антитіл, супресивних факторів, зниженням тимозину в сироватці крові, збільшенням рівня 2-мікроглобулінів.

Збудником хвороби є людський Т-лімфоцитарний вірус

Такі мікроорганізми зазвичай мешкають на шкірі та слизовій оболонці, що отримали назву резидентної мікрофлори. Захворювання має фазовий характер. Період виражених клінічних проявів отримав назву синдрому набутого імунодефіциту (СНІД).

Макрофаги є імунної системи, які життєво важливі для розвитку неспецифічних захисних механізмів, що забезпечують першу лінію захисту від . Ці великі імунні клітини присутні майже у всіх тканинах і активно видаляють з організму мертві та пошкоджені клітини, бактерії та клітинне сміття. Процес, з якого макрофаги поглинають і перетравлюють клітини і патогени, називається .

Макрофаги також допомагають у клітинному або адаптивному імунітеті, захоплюючи та представляючи інформацію про чужорідні антигени імунним клітинам, звані лімфоцитами. Це дозволяє імунній системі краще захищатися від майбутніх атак тих самих "загарбників". Крім того, макрофаги беруть участь в інших важливих функціях в організмі, включаючи виробництво гормонів, імунну регуляцію та загоєння ран.

Фагоцитоз макрофагу

Фагоцитоз дозволяє макрофагам позбавлятися шкідливих чи небажаних речовин в організмі. Фагоцитоз - це форма, при якому речовина поглинається та руйнується клітиною. Цей процес ініціюється, коли макрофаг звертається до сторонньої речовини за допомогою антитіл. Антитіла є білками, що продукуються лімфоцитами, які зв'язуються з чужорідною речовиною (антигеном), поміщаючи його в клітину для руйнування. Як тільки антиген виявлено, макрофаг відправляє проекції, які оточують і поглинають антиген (, мертві клітини і т.д.), оточуючи його у везикулі.

Інтерналізований везикул, що містить антиген, називається фагосомою. у макрофазі зливаються з фагосомою, утворюючи фаголісосому. Лізосоми є мембранними мішечками гідролітичних ферментів, утворених , які здатні перетравлювати органічний матеріал. Вміст ферментів у лізосомах вивільняється у фаголісосому, а стороння речовина швидко деградує. Потім деградований матеріал виштовхується з макрофагу.

Розвиток макрофагів

Макрофаги розвиваються із лейкоцитів, званих моноцитами. Моноцити є найбільшим типом лейкоцитів. У них велике одиночне, яке часто має ниркову форму. Моноцити продукуються в кістковому мозку і циркулюють від одного до трьох днів. Ці клітини виходять із кровоносних судин, проходячи через ендотелій кровоносних судин, щоб увійти до тканин. Після досягнення свого призначення моноцити перетворюються на макрофаги або інші імунні клітини, звані дендритними клітинами. Дендритні клітини допомагають у розвитку антигенного імунітету.

Макрофаги, які відрізняються від моноцитів, є специфічними для тканини або органу, в яких вони локалізуються. Коли виникає потреба у більшій кількості макрофагів у певній тканині, живі макрофаги продукують білки, звані цитокінами, що викликають моноцити у відповідь, щоб розвинутися в необхідний тип макрофаг. Наприклад, макрофаги, що борються з інфекцією, виробляють цитокіни, що сприяють розвитку макрофагів, що спеціалізуються на боротьбі з патогенами. Макрофаги, які спеціалізуються на загоєнні ран та відновленні тканин, розвиваються з цитокінів, отриманих у відповідь на пошкодження тканин.

Функція та розташування макрофагів

Макрофаги зустрічаються майже у всіх тканинах тіла та виконують ряд функцій поза імунітетом. Макрофаги допомагають у виробництві статевих гормонів у чоловічих та жіночих статевих органах. Вони сприяють розвитку мереж кровоносних судин у яєчнику, що є життєво важливим для виробництва гормону прогестерону. Прогестерон відіграє у імплантації ембріона в матку. Крім того, макрофаги, які є в оці, допомагають розвинути мережі кровоносних судин, необхідні для правильного зору. Приклади макрофагів, що знаходяться в інших місцях тіла, включають:

• Центральна нервова система:Мікроглії – гліальні клітини, виявлені в нервовій тканині. Ці надзвичайно маленькі клітини патрулюють головний та спинний мозок, видаляючи клітинні відходи та захищаючи від мікроорганізмів.
• Жирова тканина:макрофаги у жировій тканині захищають від мікробів, а також допомагають жировим клітинам підтримувати чутливість організму до інсуліну.
• Покривна система:клітини Лангерганса є макрофаги у шкірі, службовці імунної функції і допомагають у розвитку клітин шкіри.
• Нирки:макрофаги у нирках допомагають фільтрувати мікроби з крові та сприяти утворенню проток.
• Селезінка:макрофаги у червоній м'якоті селезінки допомагають фільтрувати пошкоджені еритроцити та мікроби з крові.
• Лімфатична система:макрофаги, що зберігаються в центральній ділянці лімфатичних вузлів, фільтрують лімфу з мікробами.
• Репродуктивна система:макрофаги допомагають у розвитку статевих клітин, ембріона і виробництві стероїдних гормонів.
• Травна система:макрофаги в кишечнику контролюють навколишнє середовище, яке захищає від мікробів.
• Легкі:альвеолярні макрофаги видаляють мікроби, пил та інші частинки з дихальних поверхонь.
• Кістка:макрофаги в кістки можуть розвинутися в кісткові клітини, які називаються остеокластами. Остеокласти допомагають реабсорбувати та асимілювати кісткові компоненти. Незрілі клітини, у тому числі утворюються макрофаги, перебувають у несудинних відділах кісткового мозку.

Макрофаги та захворювання

Хоча основною функцією макрофагів є захист від , іноді ці патогени можуть ухилятися від імунної системи та інфікувати імунні клітини. Аденовіруси, ВІЛ та бактерії, що викликають туберкульоз, є прикладами патогенів, які викликають захворювання, заражаючи макрофаги.

На додаток до цих типів захворювань макрофаги пов'язані з розвитком таких захворювань, як серцево-судинні, діабет та рак. Макрофаги у серці сприяють серцево-судинним захворюванням, допомагаючи у розвитку атеросклерозу. При атеросклерозі стінки артерії стають товстими внаслідок хронічного запалення, спричиненого лейкоцитами.

Макрофаги в жировій тканині можуть спричинити запалення, яке індукує стійкість жирових клітин до інсуліну. Це може призвести до розвитку діабету. Хронічне запалення, викликане макрофагами, також може сприяти розвитку та зростанню ракових клітин.

Наш організм оточує величезну кількість негативних та ушкоджуючих факторів зовнішнього середовища: іонізуюче та магнітне випромінювання, різкі коливання температури, різні патогенні бактерії та віруси. Щоб протистояти їх негативному впливу та підтримувати гомеостаз на постійному рівні, у біокомп'ютер людського організму вбудовано потужний захисний комплекс. Він поєднує такі органи, як тимус, селезінка, печінка та лімфатичні вузли. У цій статті ми вивчимо функції макрофагів, що входять до мононуклеарної фагоцитарної системи, а також з'ясуємо їх роль у формуванні імунного статусу організму людини.

Загальна характеристика

Макрофаги - "великі пожирачі", так перекладається назва цих захисних клітин, запропонована І. І. Мечніковим. Вони здатні до амебоїдного руху, швидкого захоплення та розщеплення хвороботворних бактерій та продуктів їх метаболізму. Ці властивості пояснюються наявністю у цитоплазмі потужного лізосомного апарату, ферменти якого легко руйнують складні оболонки бактерій. Гістіоцити швидко розпізнають антигени та передають інформацію про них лімфоцитам.

Характеристика макрофагів як клітин, що виробляються органами імунної системи, свідчить про те, що їх можна виявити у всіх життєво важливих структурах тіла: у нирках, у серці та легенях, у кров'яному та лімфатичному руслі. Вони мають онкопротекторні та сигнальні властивості. На мембрані розташовуються рецептори, які впізнають антигени, про які сигнал передається на активні лімфоцити, що виробляють інтерлейкіни.

В даний час гістологи та імунологи вважають, що макрофаги - це клітини, утворені з мультипотентних стовбурових структур червоного кісткового мозку. Вони різнорідні за будовою та функціями, відрізняються місцем знаходження в організмі, ступенем дозрівання та активністю по відношенню до антигенів. Розгляньмо їх далі.

Види захисних клітин

Найбільшу групу представляють фагоцити, що циркулюють у сполучних тканинах: лімфі, крові, остеокластах та оболонках внутрішніх органів. У серозних порожнинах шлунка та кишечника, у плеврі та легеневих бульбашках є як вільні, так і фіксовані макрофаги. Це забезпечує захист та детоксикацію як самих клітин, так і їх кровопостачальних елементів – капілярів легеневих альвеол, тонкого та товстого кишечника, а також травних залоз. Печінка як із найбільш значущих органів має додаткову протекторну систему мононуклеарних фагоцитарних структур - купферівські клітини. Зупинимося на їх будову та механізм дії детальніше.

Як захищено головну біохімічну лабораторію організму

У великому колі кровообігу існує автономна система кровопостачання печінки, яка називається навколо ворітної вени. Завдяки її функціонуванню, від усіх органів черевної порожнини кров відразу надходить не в нижню порожнисту вену, а в окрему кровоносну судину - ворітну вену. Далі вона направляє насичену вуглекислотою та продуктами розпаду венозну кров у печінку, де гепатоцити та захисні клітини, утворені периферичними органами імунної системи, розщеплюють, перетравлюють і нейтралізують токсичні речовини та хвороботворні мікроорганізми, що потрапили у венозну кров із шлунка. Захисні клітини мають хемотаксис, тому накопичуються в осередках запалення і фагоцитують патогенні сполуки, що потрапили до печінки. Тепер розглянемо купферівські клітини, які грають у захисті травної залози особливу роль.

Фагоцитарні властивості ретикуло-ендотеліальної системи

Функції макрофагів печінки - купферівських клітин - полягають у захопленні та переробці гепатоцитів, що втратили свої функції. У цьому розщеплюються як білкова частина пігменту крові, і сам гем. Це супроводжується виділенням іонів заліза та білірубіну. Одночасно відбувається лізис бактерій, насамперед кишкової палички, що потрапили в кров із товстого кишківника. Захисні клітини контактують з мікробами в синусоїдних капілярах печінки, потім захоплюють патогенні частинки та перетравлюють за допомогою власного лізосомного апарату.

Сигнальна функція фагоцитів

Макрофаги - це захисні структури, що забезпечують клітинний імунітет. Вони можуть ідентифікувати чужорідні частинки, що потрапили в клітини організму, тому що на мембрані фагоциту є рецептори, які пізнають молекули антигенів або біологічно активних речовин. Більшість цих сполук не може безпосередньо контактувати з лімфоцитами і запускати захисну реакцію у відповідь. Саме фагоцити поставляють на мембрану антигенні групи, які є маяками для В-лімфоцитів і Т-лімфоцитів. Клітини-макрофаги, очевидно, виконують найважливішу функцію передачі сигналу про присутність ушкоджуючого агента на активні та швидко діючі імунні комплекси. Ті, у свою чергу, здатні блискавично реагувати на патогенні частки в організмі людини та знищувати їх.

Специфічні властивості

Функції елементів імунної системи не обмежуються лише захистом організму від чужорідних компонентів довкілля. Наприклад, фагоцити здатні до здійснення обміну іонів заліза в червоному кістковому мозку та селезінці. Беручи участь в еритрофагоцитозі, захисні клітини перетравлюють та розщеплюють старі еритроцити. Альвеолярні макрофаги накопичують іони заліза у вигляді молекул феритину та гемосидерину. Їх можна виявити в мокротинні хворих, які страждають на серцеву недостатність із застоєм крові в малому колі кровообігу і різними формами пороку серця, а також у пацієнтів, які перенесли інфаркт, обтяжений тромбоемболією легеневої артерії. Присутність великої кількості імунних клітин у різних видах клінічних досліджень, наприклад у мазках з піхви, сечі або спермі, може свідчити про запальні процеси, інфекційні або онкологічні захворювання, що протікають у людини.

Периферичні органи імунної системи

Враховуючи найважливішу роль фагоцитів, лейкоцитів та лімфоцитів у збереженні здоров'я та генетичної унікальності організму, в результаті еволюції було створено та вдосконалено дві лінії захисту: центральні та периферичні органи імунної системи. Вони виробляють різні види клітин, що беруть участь у боротьбі з чужорідними та патогенними агентами.

Це насамперед Т-лімфоцити, В-лімфоцити та фагоцити. Селезінка, лімфатичні вузли та фолікули травного тракту також здатні утворювати макрофаги. Це забезпечує можливість тканинам та органам людського організму швидко розпізнавати антигени та мобілізувати фактори гуморального та клітинного імунітету для ефективної боротьби з інфекцією.