Система иммунной защиты животных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика системы иммунной защиты животных

2. Образование клеток иммунологической памяти

3. Возрастные особенности иммунитета

Заключение

Список литературы

Введение

иммунный антиген антитело вакцина

В данной реферативной работе мы постараемся понять, из чего состоит иммунная система животных, как она функционирует, взаимодействует, как образуются клетки иммунной памяти и для чего они нужны организму, а также разберем возрастные особенности иммунитета, увидим, как меняется иммунитет с возрастом, и с чем это связано.

1. Характеристика системы иммунной защиты животных

Иммунитет (от лат. immunitas - освобождать от чего-либо) - это физиологическая функция, которая обуславливает невосприимчивость организма к чужеродным антигенам.

Конечной целью иммунной системы является уничтожение чужеродного агента, которым может оказаться болезнетворный микроорганизм, инородное тело, ядовитое вещество или переродившаяся клетка самого организма. Этим достигается биологическая индивидуальность организма.

Органы иммунной системы принято делить на центральные (или первичные) и периферические (или вторичные), исходя не столько из их расположения в организме, сколько из степени их значимости в поддержании нормального состояния этой системы. Красный костный мозг и тимус (вилочковую железу) относят к первичным органам иммунной системы вследствие того, что именно в них возникают и проходят основные этапы развития, составляющие иммунную систему клетки. В тимусе происходит антигеннезависимая пролиферация и дифференцировка Т-лимфоцитов, а в крастном костном мозге-антигеннезависимая пролиферация и дифференцировка В-лимфоцитов.

Те же органы, в которых эти клетки осуществляют лишь некоторые этапы своего развития и временно локализуются в ходе присущей этим клеткам циркуляции по организму, считают вторичными. Таковыми в иммунной системе являются селезенка, лимфатические узлы и не отделенные от окружающих тканей соединительно-тканными оболочками лимфоидные скопления: миндалины и аденоиды носоглотки, а также специфические лимфоидные образования в стенках кишечника, называемые пейеровыми бляшками.

В отличие от ряда других систем организма (например, опорно-двигательной или пищеварительной) иммунная система благодаря подвижности составляющих ее клеток распространена по всему телу. Относимые к ней клетки, изначально являющиеся клетками крови, способны проникать через стенки капилляров и перемещаться между клетками других тканей, что и делает внутреннюю среду практически в любой точке организма доступной для воздействия иммунной системы. Конкретно клетками иммунной системы принято считать все лейкоциты крови, условно разделяемые на 5 групп: моноциты, нейтрофилы, эозинофилы, базофилы и лимфоциты. При нормальных физиологических состояниях способностью перемещаться из кровотока в ткани обладают базофилы (после проникновения в ткань они получают название тучные клетки) и моноциты, превращающиеся в ходе таких перемещений в так называемые тканевые макрофаги. Во вторичных лимфоидных органах из крови в ткани способны проходить и лимфоциты, часть из которых затем вновь может возвращаться в кровоток. Лимфоциты принято разделять исходя из мест их первичного формирования на Т-лимфоциты (проходят основные этапы созревания в тимусе) и В-лимфоциты (у млекопитающих в основном созревают в красном костном мозге).

Третьим компонентом иммунной системы являются секретируемые ее клетками молекулы, поскольку часть из них способны функционировать в ходе реализации защитных реакций как самостоятельно действующие агенты. Характерным примером таких молекул являются выделяемые В-лимфоцитами иммуноглобулины (называемые также антителами), способные специфически взаимодействовать с конкретными чужеродными антигенами без какого-либо влияния других составляющих иммунной системы. Помимо иммуноглобулинов присущими именно иммунной системе молекулами принято считать и вещества, регулирующие деятельность как клеток иммунной системы, так и некоторых других клеток организма. В настоящее время, вероятно из-за недостаточной изученности всего многообразия и функций этих молекул, иммунологам еще не удалось найти некий общий термин, обозначающий все медиаторы межклеточных взаимодействий, но наиболее часто используемыми названиями для них являются: цитокины, лимфокины и интерлейкины.

2. Образование клеток иммунологической памяти

Иммунологическая память - это способность иммунной системы отвечать более быстро и эффективно на антиген (патоген), с которым у организма был предварительный контакт.

Приобретенный иммунитет имеет два уникальных признака: специфичность и иммунологическую память. Иммуннологическая память обладает способностью организма отвечать на повторный контакт с антигеном быстрее, сильнее и длительнее по сравнению с первичным ответом. Вся вакцинопрофилактика основана на существовании феномена иммунологической памяти. Благодаря иммунологической памяти удается искусственно формировать длительный, иногда пожизненный антиинфекционный иммунитет.

Образование всех антител зависит от трансформации определенных клеток-предшественников в делящиеся и дифференцирующиеся линии клеток-исполнителей, которые фактически образуют антитела.

Эта исходная популяция называется антигенчувствительными клетками. Далее отмечено, что даже когда используется мощный антиген, только очень небольшая пропорция лимфоцитов, например один из 50 000, может реагировать на него. Таким образом, для любого данного антигена общее количество антигенчувствительных клеток, присутствующих в организме, является относительно малым.

Иммунологическая память является совершенно специфичной для используемого антигена. Если мы имеем два несвязанных антигена А и В, можно сделать инъекцию А и спустя четыре недели инъекцию В. В первом случае последует первичный ответ против А, а во втором - первичный ответ против В. При условии, что оба антигена одинаково иммуногенны и даны в одинаковых дозах, количество анти-В-образованных антител будет не больше и не меньше количества анти-А. Для того чтобы вызвать усиленную реакцию, нужно сделать две инъекции того же антигена или двух тесно связанных друг с другом антигенов. Латентный период перед быстрым логарифмическим подъемом уровня антител обычно короче при вторичном ответе. Частично это происходит благодаря меньшему эффекту «айсберга», но частично это может отражать также более быстрое созревание клеток-предшественников. Другое различие между первичным и вторичным ответом-это то, что антитела IgG появляются значительно раньше при вторичном ответе. В действительности IgM и IgG имеют тенденцию возрастать одновременно, но IgG доходит до значительно более высоких уровней. В общем IgG является доминирующим классом антител при вторичном ответе. Не все антигены проявляют феномен памяти одинаково хорошо. Лучше всего этот феномен проявляется с антигенами, которые почти не вызывают заметного первичного ответа. Это может происходить благодаря присущей им низкой иммуногенности или потому, что была использована очень маленькая доза. Если антиген вызывает образование достаточного количества антител при первом введении, феномен усиления может быть незначительным и относительно кратковременным.

Возможно, это происходит потому, что механизмы отрицательной обратной связи устанавливают абсолютный потолок для иммунных ответов. Если количество антител, образованных при первичном ответе, уже достигает своего потолка, вторичный ответ не будет чрезмерным. Непонятно, почему антитела, присутствующие в сыворотке после первичного ответа, полностью не ингибируют вторичный ответ, связывая «активные группы» на вновь введенных молекулах антигена. Возможно, что антигенчувствительные клетки, которые участвуют во вторичном ответе, по своей природе более легко стимулируются антигеном, даже если он находится в комплексе с антителами, чем антигенчувствительные клетки предварительно нестимулированного животного. Другое обстоятельство, которое еще недостаточно понято, это то, что углеводные антигены вообще вызывают значительно более слабый вторичный ответ, чем белковые антигены. Причиной этого может быть то, что антигенные изменения у углеводов являются менее разнообразными, чем у белков. Структура углеводов вообще имеет «меньше места» для сложного трехмерного «складывания» и имеется меньше типов блоков, чем у белков. Таким образом, нормальное животное, на которое воздействует такое большое количество антигенов, особенно из кишечника, может обладать определенным основным уровнем иммунитета ко многим из возможных углеводных конфигураций, которые могут быть построены. Уже первое намеренное введение антигена может вызывать усиленный ответ и, таким образом, второе введение не может оказать лучшего действия. Другой фактор - это то, что многие углеводные антигены вызывают продукцию главным образом IgM антител, а память IgM является менее тонкой, чем IgG.

Главным элементом иммунологической памяти являются клетки памяти, которые представляют собой длительно живущую популяцию антигенспецифических покоящихся клеток, готовых реагировать на повторное введение антигена. Клетки памяти образуются из так называемых наивных клеток. Это клетки, которые еще не встречались с антигеном и не обладают антигенной специфичностью. Различают В-клетки памяти и Т-клетки памяти. Иммунологическая память, особенно память Т-лимфоцитов, очень стойкая. В-клетки памяти образуются в зародышевых центрах лимфатических узлов, селезенки и лимфоидных бляшках кишечника. Наивные В-клетки при встрече с антигеном, расположенным на фолликулярных дендритных клетках, превращаются в антителообразуюгцие клетки или в В-клетки памяти. При поступлении в кровь В-клетки памяти рециркулируют и накапливаются в костном мозге. Количество клеток, которые становятся клетками памяти, крайне мало. Их частота встречаемости составляет 10?3 от числа Т-клеток. В лимфатических узлах клетки памяти остаются в течение 18-20 ч, а затем покидают их через эфферентные лимфатические сосуды. Если наивная клетка не находит на поверхности дендритных клеток соответствующий пептид, она уносится в общую циркуляцию с током оттекающей лимфы. Клетки памяти находятся на стадии Ох клеточного цикла, т.е. они вышли из стадии покоя О0 и готовы к быстрому превращению в эффекторные клетки при очередном контакте с антигеном. Вероятно, переход клеток памяти в состояние длительной иммунологической памяти происходит из-за прекращения активации антигенспецифических рецепторов клеток.

Без антигенной стимуляции клетки памяти существуют как неделящаяся субпопуляция клеток. Слабая пролиферация хотя и возможна, но происходит, вероятно, под влиянием неспецифических раздражителей.Существует две субпопуляции наивных Т-клеток: CD4+ и CD8+. Наивные CD4+ могут трансформироваться в Тх1 и Тх2. В процессе перехода наивных клеток в Т-клетки памяти наиболее сильные изменения происходят в клеточном маркере CD45, который обеспечивает передачу сигнала внутрь клетки при формировании антигенраспознающего комплекса. Наивные клетки, несущие CD45RA (мол. м. 220 кД), превращаются в клетки памяти с низкомолекулярной изоформой CD45R0 (мол. м. 180 кД). Эти изменения происходят под влиянием антигена. Различия между наивными клетками и клетками памяти преимущественно функциональные. В отличие от наивных клеток, клетки памяти активируются при более низких концентрациях антигена, наивные клетки хорошо отвечают на неспецифические митогены, аутологичные и аллогенные клетки. Клетки памяти вырабатывают более широкий спектр цитокинов, обладают выраженной способностью прикрепляться к сосудистому эндотелию при взаимодействии с антигеном.

Рециркуляция клеток памяти через лимфатическую систему усиливается при местном проникновении антигена и развитии воспалительной реакции. Клетки памяти проникают через сосудистый эндотелий в ткань, а затем в регионарные лимфатические узлы. Но и в этом случае количество клеток памяти в афферентном лимфатическом сосуде составляет лишь 10% от числа клеток памяти, покидающих лимфатический узел через эфферентные сосуды. 90% составляют клетки памяти, вновь образованные в лимфатическом узле. Клетки памяти появляются как при первичном, так и при повторном контакте с антигеном. Вопрос о необходимости постоянного присутствия антигена в организме для формирования длительной иммунологической памяти не решен.

Некоторые возбудители инфекционных болезней длительно персистируют в организме. Меченый антиген присутствует в течение нескольких месяцев на вспомогательных клетках. Предполагается, что дендритные клетки могут быть своеобразным складом, где антиген сохраняется в виде комплекса антиген-антитело и расходуется по мере необходимости. Вероятно, антигены гистосовместимости I и II классов являются универсальными рецепторами для нативных антигенов и выполняют роль хранителей антигенной информации в организме. Вместе с тем при наличии длительной иммунологической памяти антиген в организме не обнаруживается. Вероятно, антиген сохраняется в такой форме, которая не выявляется обычными иммунологическими методами.

После фагоцитоза и расщепления экзогенного антигена образующиеся пептиды взаимодействуют с антигенами ГКТ I и II классов. Связывание антигенного пептида происходит в антигенсвязывающей щели, которая образована а-спиральными структурами доменов, ()-слой образует дно щели. Комплекс антигенов гистосовместимости с пептидом очень стойкий, он расположен в узкой щели и защищен от действия ферментов. Пептид антигена нельзя обнаружить с помощью антител, он распознается лишь единичными наивными клетками.

Общим признаком пептидов, взаимодействующих с антигенами гистосовместимости, является их конформационная лабильность, которая появляется в результате их процессинга. Пептиды, фиксирующиеся в щелях молекул II класса, больше по размерам пептидов, связанных с молекулами I класса. Ассоциация антигенов гистосовместимости с пептидами идет медленно, но образующийся комплекс является достаточно прочным.

Таким образом, иммунологическая память связана с клетками памяти, которые рециркулируют во всех тканях организма, где есть кровеносные сосуды, и выполняют по существу функцию эффекторных клеток. Они не исчерпывают полностью понятие иммунологической памяти. Иммунологическая память находится не только в клетках памяти, но и в антигенпредставляющих клетках, несущих комплекс пептида с антигенами гистосовместимости. Такой комплекс, возможно, является главным инструментом создания иммунологической памяти. Он концентрируется преимущественно на дендритных клетках в участках лимфоидной ткани, где происходит превращение наивных клеток в клетки памяти. Именно здесь находится информация об антигене и формируется иммунологическая память. Значение комплексов как носителей антигенной информации не ограничивается территорией вспомогательных клеток. Вероятно, комплексы могут слущиваться с поверхности вспомогательных клеток и циркулировать в организме, поддерживая процесс формирования иммунологической памяти.

Существует тесное взаимодействие между иммунологической памятью и памятью нервной системы. В первом случае память обеспечивается лимфоцитами, во втором - нейронами. Связь между системами осуществляется с помощью клеточных медиаторов.

3. Возрастные особенности иммунитета

О них можно судить прежде всего на основании тех изменений, которым подвергается тимус в эмбриональном и пост-натальном периодах. Доказано, что тимус является первым лимфоидным образованием в эмбриогенезе. Уже к моменту рождения человека его формирование как функционально полноценного органа иммунной системы завершается. Наиболее активная деятельность этого главного дирижера иммунной системы как источника периферических Т-клеток совпадает с первым периодом постнатального развития. С возрастом происходит инволюция тимуса, которая характеризуется выраженными функциональными и морфологическими изменениями.

Еще около 100 лет назад было отмечено, что тимус человека, достигающий наибольшего размера к периоду полового созревания, уже к 40 годам почти полностью замещается жировой тканью. После того как были открыты иммунные функции тимуса, стало ясно, что его инволюция приводит к постепенным нарушениям функционирования иммунной системы. Даже при относительно небольшом уменьшении числа Т-лимфоцитов наблюдается и существенное понижение их активности. Ослабляется хелперная функция Т-клеток, что приводит к подавлению способности к ответу на Т-зависимые антигены и снижению резистентности организма к инфекциям. Меняется супрессорная функция Т-клеток в отношении подавления аутореактивных клонов клеток, в результате чего повышается частота развития аутоиммунных процессов.

Характерно, что у молодых в тимусе преобладает дифференцировка в сторону супрессоров, в престарелом организме - преимущественно в направлении хелперов и киллеров. Снижение функциональной способности Т-клеток с возрастом способствует развитию недостаточности иммунной системы. Отмечается, что у пожилых людей появление аутоантител нередко сочетается с ожирением, диабетом, атеросклерозом, стенокардией.

Все это является фактическим доказательством в пользу выраженных изменений в различные периоды жизни со стороны иммунной системы и неспецифических защитных реакций организма.

Принято считать, что иммунная система у новорожденных и маленьких детей развита недостаточно, плохо развиты и барьерные функции, и неспецифические защитные реакции. У маленьких детей слаба антителообазовательная функция организма, повышена чувствительность к коккам. Поэтому многие заболевания у них принимают атипичный характер и часто проходят на фоне общей интоксикации. Есть сообщения о низких неспецифических иммунологических показателях - титре комплемента, фагоцитарной активности лейкоцитов, низком уровне пропердина в тканях у плода человека и новорожденных детей. Затем с возрастом все эти показатели постепенно повышаются, а у пожилых людей опять возобладает тенденция к их понижению.

В самом начале периода полового созревания в центральных лимфоидных органах начинается процесс запрограммированной инволюции, затем происходит постепенная инволюция периферического лимфоидного аппарата и ослабление иммунологических функций. Закономерные спутники старения - болезни двух категорий: заболевания, связанные с недостаточностью защитных иммунных функций (вяло текущие инфекции) и болезни иммуносерологической (аутоиммунной) природы, обусловленные нарушением регуляции иммунных функций.

Выраженность аутоиммунных процессов при старении находится в обратной зависимости от способности к нормальному иммунному реагированию. С возрастом уменьшается количество Т-лимфоцитов в вилочковой железе, лимфатических узлах, селезенке, грудном протоке, происходит некоторое повышение содержания В-лимфоцитов в костном мозге, лимфатических узлах, селезенке.

Исследования показали, что у людей старше 50 лет значительно снижена способность к выработке гуморальных антител при иммунизации многими вакцинами. Снижение иммунного ответа при старении - результат уменьшения количества накапливающихся антителопродуцентов. По мере старения уменьшается способность организма к синтезу антител.

Разработка геронтологических аспектов иммунитета выявила активное участие иммунокомпетентных клеток В явлениях физиологического старения. Иммунологическая теория старения основывается на том, что иммунная система совершенно необходима для поддержания здоровья и что в огромной степени процесс старения как таковой может отражать генетически запрограммированный спад иммунной функции. При старении организма ослабевают как клеточный, так и гуморальный иммунитет, а также неспецифические реакции защиты.

У человека с несомненной очевидностью существует тесная связь между ослаблением защитных процессов организма и болезнями пожилого возраста (например, раком). Высказывают предположение о связи иммунной недостаточности с вирусной инфекцией в пожилом возрасте. В последние годы к вопросу о возможной роли вирусов в патогенезе старения и связанных со старением болезней (таких, как аутоиммунитет и злокачественные опухоли) привлечено особенно пристальное внимание исследователей.

Из сказанного видна отчетливая зависимость функций иммунной системы от возраста. Причины этой зависимости прежде всего объясняются тем, что в раннем детском возрасте иммунная система еще не оформлена и поэтому недостаточно развита. В пожилом же возрасте она имеет тенденцию к подавлению. Частично этим объясняется и тот факт, что врожденные иммунодефициты свойственны в основном молодому возрасту, а приобретенные - нередко встречаются в пожилом.

Заключение

В ходе работы мы выяснили, что иммунная система неоднородна. Клетки и гуморальные факторы иммунной системы присутствуют почти во всех органах и тканях организма. Клеток памяти относительно немного, и что их роль состоит в том, чтобы отвечать более быстро и эффективно на антиген (патоген), с которым у организма был предварительный контакт. Также выяснили, что с возрастом иммунитет ослабляется: тимус к 40 годам зарастает жировой тканью, например. Снижение иммунного ответа при старении - результат уменьшения количества накапливающихся антителопродуцентов. По мере старения уменьшается способность организма к синтезу антител, а в раннем детском возрасте иммунная система еще не оформлена и поэтому недостаточно развита.

Список литературы

1. http://lekmed.ru/info/arhivy/immynologiya_8.html.

2. http://microbiology.com.ua/?p=127.

3. http://lidmed.ru/view_immunologiya.php?id=46.

4. http://www.csmu.edu.ua/site/page/show/docid/115845.

5. http://www.tiensmed.ru/immunity3.html.

6. http://www.bio.bsu.by/microbio/files/kurs_Immunology_Pesnyakevich.pdf.

7. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BC%D0%BC%D1%83%D0%BD %D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0#.D0.98.D0.BC.D0.BC.D1.83.D0.BD.D0.BE.D0.BB.D0.BE.D0.B3.D0.B8.D1.87.D0.B5.D1.81.D0.BA.D0.B0.D1.8F_.D0.BF.D0.B0.D0.BC.D1.8F.D1.82.D1.8C.

Размещено на Allbest.ru