Иммунитет и функции крови при старении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Амурская государственная медицинская академия министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра физиологии и патофизиологии

Тема: "Иммунитет и функции крови при старении"

Работу выполнила: Сечкарёва Мария

Проверила: Андреевская И.А

Благовещенск 2016 г.

Введение

Жизнь и смерть организма. Между ними постепенное старение. Старение - в биологии процесс постепенного нарушения и потери важных функций организма или его частей, в частности способности к размножению и регенерации. Вследствие старения организм становится менее приспособленным к условиям окружающей среды, уменьшает и теряет свою способность противостоять болезням и травмам.

Старение населения - наиболее характерно демографическое явление современной эпохи и обусловленное сложным комплексом факторов, включающих особенности воспроизводства населения, интенсивность и направленность миграции населения, санитарно-демографические последствия войн. Примерно с конца XIX-го века обозначилась, развилась и ныне имеет устойчивый характер тенденция к увеличению ожидаемой при рождении продолжительности жизни. Особенно ярко эта тенденция проявила себя в развитых странах Европы, США, Японии и Китае. Так, например, по данным ООН, в среднем по Европе за период с 1950 года по 2005 г. продолжительность жизни выросла более чем на восемь лет: с 65,6 до 73,7 лет. В связи с этим, а также в связи с уменьшением рождаемости в развитых странах, в последние десятилетия многие государства столкнулись с ситуацией "старения" населения: увеличения доли людей старшего возраста (от 65 лет и выше) и связанными с этим проблемами.

И действительно, средний возраст населения Японии в 2000 г. уже составлял 41,3, в Швейцарии ? 38,7, в Италии - 40,3. В то же время в этих же странах в 1960 году данный показатель был соответственно: в Японии - 25,5, в Швейцарии - 32,5, в Италии - 31,3. И эти цифры продолжают расти.

Ежедневно на Земле 100 тысяч человек умирают от болезней, вызванных старением. Старость виновата в развитии страшных недугов, с которыми люди до сих пор не научились эффективно бороться.

Проблема старения человека является одной из самых острых в современной науке. Ведь её решение приведёт не только к такой желанной и одновременно утопической мечте о вечной жизни, бессмертии, но и избавит.

Первые попытки научного объяснения старения начались в конце XIX века. В одной из первых работ Вейсман предложил теорию происхождения старения как свойства, которое возникло в результате эволюции. Согласно Вейсману, "не стареющие организмы не только не являются полезными, они вредны, потому что занимают место молодых", что, согласно Вейсману, должно было привести эволюцию к возникновению старения.

Важным шагом в исследовании старения был доклад профессора Питера Медавара перед Лондонским королевским обществом в 1951 году под названием "Нерешённая проблема биологии". В этой лекции он подчеркнул, что животные в природе редко доживают до возраста, когда старение становится заметным, таким образом, эволюция не могла оказывать влияние на процесс развития старения. Эта работа положила начало целой серии новых исследований.

На протяжении многих последующих лет учёные предлагали множество различных теорий старения. Это и теория накопления мутаций, и теория одноразовой сомы, и митохондриальная теория, и многие другие.

Одним из современных направлений в изучении данного вопроса является изучение старения иммунной системы. Известно, что с возрастом учащаются случаи различных инфекционных заболеваний, аутоиммунных процессов и опухолей. Возможно, это частично обусловлено возрастными дефектами иммунной системы. Связь столь широкого круга связанных с возрастом патологических процессов с дефектами иммунной системы привела к появлению предположения, что старение иммунной системы может ограничивать продолжительность жизни.

Несмотря на то, что выполнено множество экспериментальных и клинических исследований, свидетельствующих о возрастном истощении иммунной системы, имеющихся данных все же недостаточно для объяснения всех проявлений старения. Множество клеточных и гуморальных компонентов, вовлекаемых в иммунные реакции, и большое число модулирующих неиммунных факторов, которые также могут изменяться в старости, не позволяют и сегодня нарисовать исчерпывающую картину иммуностарения. Однако некоторые данные свидетельствующие в пользу теории иммунологического старения уже не оставляют сомнения в том, что старение иммунитета неотъемлемо связано со старением всего организма.

Иммунитет - способность организма к невосприимчивости и сопротивлению чужеродным веществам различного происхождения. Эта сложная система защиты создавалась и менялась одновременно с развитием эволюции. Изменения эти продолжаются и сейчас, так как постоянно изменяются условия окружающей среды, а значит и условия проживания существующих организмов. Благодаря иммунитету, наш организм способен к распознанию и уничтожению болезнетворных организмов, инородных тел, ядов и внутренних переродившихся клеток организма.

Антитела, обезвреживающие микробные яды (токсины), называют антитоксинами. Все антитела специфичны: они активны только по отношению к определенным микробам или их токсинам. Если в организме человека есть специфические антитела, он становится невосприимчивым к данным Инфекционным заболеваниям.

Открытия и идеи И.И. Мечникова о фагоцитозе и значительной роли в этом процессе лейкоцитов (в 1863 г. он произнес свою знаменитую речь о целебных силах организма, в которой впервые излагалась фагоцитарная теория иммунитета) легли в основу современного учения об иммунитете (от лат. "иммунис" - освобожденный). Эти открытия позволили достигнуть больших успехов в борьбе с инфекционными заболеваниями, которые на протяжении веков были подлинным бичом человечества.

Велика роль в предупреждении заразных болезней предохранительных и лечебных прививок - иммунизации с помощью вакцин и сывороток, создающих в организме искусственный активный или пассивный иммунитет.

Виды иммунитета

Врожденный иммунитет является наследственным признаком и обеспечивает невосприимчивость к тому или иному инфекционному заболеванию с момента рождения и наследуется от родителей. Причем иммунные тела могут проникать через плаценту из сосудов материнского организма в сосуды эмбриона или же новорожденные получают их с материнским молоком. иммунитет старение фагоцитоз

Приобретенный иммунитет делят на естественный и искусственный, а каждый из них разделяют на активный и пассивный.

Естественный активный иммунитет вырабатывается у человека в процессе перенесения инфекционного заболевания. Так, люди, перенесшие в детстве корь или коклюш, уже не заболевают ими повторно, так как у них в крови образовались защитные вещества - антитела.

Естественный пассивный иммунитет обусловлен переходом защитных антител из крови матери, в организме которой они образуются, через плаценту в кровь плода. Пассивным путем и через материнское молоко дети получают иммунитет по отношению к кори, скарлатине, дифтерии и др. Через 1-2 года, когда антитела, полученные от матери, разрушаются или частично удаляются из организма ребенка, восприимчивость его к указанным инфекциям резко возрастает.

Искусственный активный иммунитет возникает после прививки здоровым людям и животным убитых или ослабленных болезнетворных ядов - токсинов. Введение в организм этих препаратов - вакцин - вызывает заболевание в легкой форме и активизирует защитные силы организма, вызывая в нем образование соответствующих антител.

С этой целью в стране проводится планомерная вакцинация детей против кори, коклюша, дифтерии, полиомиелита, туберкулеза, столбняка и других, благодаря чему достигнуто значительное снижение числа заболеваний этими тяжелыми болезнями.

Искусственный пассивный иммунитет создается путем введения человеку сыворотки (плазма крови без белка фибрина), содержащей антитела и антитоксины против микробов и их ядов-токсинов. Сыворотки получают главным образом от лошадей, которых иммунизируют соответствующим токсином. Пассивно приобретенный иммунитет сохраняется обычно не больше месяца, но зато проявляется сразу же после введения лечебной сыворотки. Своевременно введенная лечебная сыворотка, содержащая уже готовые антитела, часто обеспечивает успешную борьбу с тяжелой инфекцией (например, дифтерией), которая развивается так быстро, что организм не успевает вырабатывать достаточное количество антител и больной может умереть.

Механизм старения иммунной системы

Иммунитет фагоцитозом и выработкой антител защищает организм от инфекционных заболеваний, освобождает его от погибших, переродившихся и ставших чужеродными клеток, вызывает отторжение пересаженных чужеродных органов и тканей.

После некоторых инфекционных заболеваний иммунитет не вырабатывается, например, против ангины, которой можно болеть много раз.

Современными иммунологическими исследованиями доказано, что причины старения и развитие связанных с возрастом заболеваний могут находиться под контролем иммунологических факторов.

Важную роль в этиологии и патогенезе старения отводят различным иммунологическим механизмам: тимусной инволюции и нарушению функций клеточного иммунитета; генетически запрограммированной системе иммунологического надзора; вирусной инфекции.

С возрастом в дисбалансе иммунитета наибольшее значение имеет инволюция тимуса и снижение уровня тимусных гормонов. Это ведет к изменению функции Т-клеток и нарушению их иммунорегуляторных свойств. Сниженная реактивность Т-лимфоцитов проявляется:

Ш в уменьшении способности пролиферации и бласттрансформации под влиянием ФГА;

Ш в повышении выживаемости аллогенных кожных трансплантатов и приживлении индуцированных опухолей.

В 50-65 лет количество Т-лимфоцитов уменьшается, а В-лимфоцитов - увеличивается, Т-киллеры не формируются, резко снижается ответ на Т-зависимые антигены и сохраняется на Т-независимые.

Количественная и функциональная дефектность Т-клеток ведет к снижению реакции ГЗТ на экзогенные антигены и усиливает их в отношении эндогенных. Смертность таких лиц высокая и обусловлена бронхопневмонией, заболеваниями сосудов и сердца.

Закономерным следствием старения организма являются нарушения иммунных процессов, связанных с ослаблением аутотолерантности и увеличением содержания аутоантител. Аутоантитела проявляются в низких титрах у 50% здоровых пожилых людей, особенно у женщин. С возрастом в сыворотке крови количество IgG и IgA повышается на фоне снижения IgМ.

Смертность людей с высокими титрами аутоантител в сыворотке крови выше, чем лиц, не имеющих аутоантител. У таких лиц чаще встречаются сердечно-сосудистые заболевания и рак.

Парадоксален факт - повышенное образование аутоантител в старости пропорционально снижению иммунореактивности. Полагают, что это связано с потерей функции Т-супрессоров и Т-хелперов.

Появление аутоантител в тканях возможно в результате изменения химической структуры макромолекул, генетических ошибок и мутаций, обусловленных образованием запрещенных клонов.

Существует точка зрения (G.A. Gatti, R.A. Good,1970), что затухание иммунологической активности организма с возрастом, прежде всего, отражает генетически запрограммированные биологические часы, в соответствии с которыми через ЦНС и эндокринную систему происходит ограничение размножения Т-лимфоцитов. Все остальные иммунологические аспекты старения можно рассматривать как вторичные по отношению к наследственно обусловленной недостаточности тимуса: проявление аутоиммунных и иммунодефицитных процессов, развитие злокачественных опухолей и тяжелых инфекций, вызванных слабовирулентными патогенами.

Ряд исследователей (J.E. Hotchin, J.A. Levy, R.C. Mellors и др., 1971-1974) высказали предположение о возможной роли вирусов в патогенезе старения и таких заболеваний как аутоиммунные и раковые. Показано существование связи между персистирующей медленной вирусной инфекцией и множеством аутоиммунных нарушений.

Существуют различные теоретические подходы к оценке иммунологических основ процесса старения. Р.В. Петров полагает, что возрастные снижения иммунореактивности есть результат старения всей иммунной системы.

По теории Ф.М. Бернета, старение - это потеря толерантности к собственным структурам и появление клонов иммунокомпетентных клеток, способных реагировать против собственных антигенов. В развитии этих взаимодополняющих теорий допускается, что в процессе старения снижается способность распознавания "своего" и возникают аутоиммунные реакции. Это сопровождается уменьшением лимфоидной ткани и количества плазмоцитов, гипоплазмией лимфоидных органов, фиброзом, гиалинизацией и атрофией почек, потерей массы тела и т. д.

Важное значение имеет увеличение литических ферментов, что приводит к освобождению аутоантигенов, в том числе измененных трансплантационных антигенов гистосовместимости. Они представляют собой мембранные гликопротеины, специфичные для вида, и содержатся в соединительной ткани в составе растворимого и полимерного коллагена и эластина. Свободные (растворимые) гликопротеины поступают в кровь и индуцируют иммунные реакции против растворимых, полимерных антигенов соединительной ткани и эластина.

Установлено, что филогенетически гликопротеины характерны для всех видов - от бактерий до высших животных. У человека они в значительном количестве содержатся в эмбриональных тканях, в тимусе, селезенке - органах, богатых ретикулярной тканью и гликопротеинами, участвуют в селекции и супрессии клонов иммунокомпетентных клеток. В пожилом возрасте возникают иммунокомпетентные клетки - мутанты, которые реагируют со структурными гликопротеинами и тем самым вовлекают соединительную ткань в возрастную патологию. С возрастом уменьшается тканевая регенерация и повышается частота ошибок распознавания клетки клеткой. При этом гликопротеины являются предшественниками распознающих структур.

Окончательно не установлено, какую (этиологическую или патогенетическую) роль играют нарушения иммунной системы в процессе старения. Многие болезни пожилого возраста имеют иммунологическую природу, поэтому направленным воздействием на иммунную систему можно затормозить процессы старения.

Влияние иммунитета на процесс старения

"Если бы в организме взрослого человека удалось воспроизвести иммунологические процессы, характерные для 10-летнего ребенка (самого здорового периода человеческой жизни), продолжительность жизни возросла бы в 3, 4 или даже в 5 раз". Так считает американский ученый Доннер Денкл.

В 1975 г. иммунологам удалось осуществить пересадку вилочковой железы и костного мозга от молодых мышей старым. Эксперимент подтвердил возможность сохранения здоровья и продления жизнь подопытных животных: иммунная система 19-месячных мышей была омоложена до уровня 4-месячных. В пересчете на наш век это означало бы превращение 60-летнего человека в 20-летнего, т. е. троекратное омоложение. Прошло еще несколько лет, и пересадка костного мозга и вилочковой железы шагнула в клиники, спасая людей от преждевременного старения.

Состав и функции крови

Кровь, беспрерывно циркулирующая в замкнутой системе кровеносных сосудов, выполняет в организме важнейшие функции: транспортную, дыхательную, регуляторную и защитную. Она обеспечивает относительное постоянство внутренней среды организма.

Кровь - это разновидность соединительной ткани, состоящей из жидкого межклеточного вещества сложного состава - плазмы н взвешенных в ней клеток - форменных элементов крови: эритроцитов (красных кровяных клеток), лейкоцитов (белых кровяных клеток) и тромбоцитов (кровяных пластинок). В 1 мм 3 крови содержится 4,5-5 млн. эритроцитов, 5-8 тыс. лейкоцитов, 200-400 тыс. тромбоцитов.

В организме человека количество крови составляет в среднем 4,5-5 л или 1/13 массы его тела. Плазма крови по объему составляет 55-60%, а форменные элементы 40-45%. Плазма крови представляет собой желтоватую полупрозрачную жидкость. В ее состав входит вода (90-92%), минеральные и органические вещества (8-10%), 7% белков. 0,7% жиров, 0.1% - глюкозы, остальная часть плотного остатка плазмы - гормоны, витамины, аминокислоты, продукты обмена веществ.

Форменные элементы крови

Эритроциты - безъядерные красные кровяные клетки, имеющие форму двояковогнутых дисков. Такая форма увеличивает поверхность клетки в 1.5 раза. Цитоплазма эритроцитов содержит белок гемоглобин - сложное органическое соединение, состоящее из белка глобина и пигмента крови гема, в состав которого входит железо.

Основная функция эритроцитов - транспортировка кислорода и углекислого газа. Эритроциты развиваются из ядерных клеток в красном костном мозге губчатого вещества кости. В процессе созревания они теряют ядро и поступают в кровь. В 1 мм 3 крови содержится от 4 до 5 млн. эритроцитов.

Продолжительность жизни эритроцитов 120-130 дней, затем в печени и селезенке они разрушаются, и из гемоглобина образуется пигмент желчи.

Лейкоциты - белые кровяные тельца, содержащие ядра и не имеющие постоянной формы. В 1 мм 3 крови человека их содержится 6-8 тысяч.

Лейкоциты образуются в красном костном мозге, селезенке, лимфатических узлах; продолжительность их жизни 2-4 дня. Разрушаются они также в селезенке.

Основная функция лейкоцитов - защита организмов от бактерий, чужеродных белков, инородных тел. Совершая амебоидные движения, лейкоциты проникают через стенки капилляров в межклеточное пространство. Они чувствительны к химическому составу веществ, выделяемых микробами или распавшимися клетками организма, и передвигаются по направлению к этим веществам или распавшимся клеткам. Вступив с ними в контакт, лейкоциты своими ложноножками обволакивают их и втягивают внутрь клетки, где при участии ферментов они расщепляются.

Лейкоциты способны к внутриклеточному пищеварению. В процессе взаимодействия с инородными телами многие клетки гибнут. При этом вокруг чужеродного тела накапливаются продукты распада, и образуется гной. Лейкоциты, захватывающие различные микроорганизмы и переваривающие их, И.И. Мечников назвал фагоцитами, а само явление поглощения и переваривания - фагоцитозом (поглощающим). Фагоцитоз - защитная реакция организма.

Тромбоциты (кровяные пластинки) - бесцветные, безъядерные клетки округлой формы, играющие важную роль в свертывании крови. В 1 л крови находится от 180 до 400 тыс. тромбоцитов. Они легко разрушаются при повреждении кровеносных сосудов. Тромбоциты образуются в красном костном мозге.

Форменные элементы крови, помимо вышеуказанного, выполняют очень важную роль в организме человека: при переливании крови, свертывании, а также в выработке антител и фагоцитозе.

Функции крови

1. Дыхательная функция заключается в связывании и переносе 02 от легких в ткани и С 02 - из тканей в легкие.

2. Трофическая функция крови связана с обеспечением всех клеток организма питательными веществами, поступающими из органов пищеварения и других органов.

3. Экскреторная функция: кровь транспортирует из тканей конечные продукты метаболизма к органам выделения.

4. Терморегуляторная функция: кровь несет тепло от энергоемких органов и согревает органы, теряют его.

5. Обеспечение водно-электролитного обмена: в артериальной части большинства капилляров жидкость и электролиты поступают в ткани, в венозной-они возвращаются в кровь.

6. Защитная функция: кровь обеспечивает защиту организма от бактерий, вирусов и генетически чужеродных клеток и веществ.

7. Гуморальная регуляция: кровь переносит гормоны и другие биологически активные соединения от клеток, где они образуются, других органов и тканей.

Изменения клеточного состава крови

С возрастом снижается количество ядросодержащих клеток в костном мозге и в нем увеличивается объем, занимаемый жировыми клетками. Так, у людей, в возрасте до 65 лет около половины костного мозга занято жировой тканью, а позднее уже 2/3 его замещаются жиром. Вероятно, эти потери гемопоэтических клеток усиливают остеопороз.

При старении более всего выражены количественные изменения в показателях эритрона. Так, если у 20-летних мужчин среднее содержание эритроцитов в крови составляет 5,3-1012/л, то у 60-летних меньше - 5,05 * 1012/л; содержание гемоглобина у мужчин и женщин моложе 60 лет составляет соответственно 156 и 135 г/л, а у 96 и 106-летних - 124 г/л.

Снижение кислородной емкости крови ставят в причинную связь с возрастным снижением основного обмена, с часто обнаруживаемым у пожилых дефицитом железа, фолиевой кислоты и витамина В 12. Так, почти у 30% пожилых людей в сыворотке крови снижено содержание витамина В 12. Это объясняется уменьшением всасывания его в связи с атрофическим гастритом, выявляемым у 81% лиц старше 60 лет.

С возрастом увеличивается средний объем эритроцита. Например, у 20-летних мужчин он равен 89 мкм 3, у 60-летних - 93 мкм 3. К причинам, вызывающим увеличение среднего объема эритроцита у пожилых лиц, относят усиление перекисного окисления в мембранах клетки, курение и употребление алкоголя, воздействующие на цитоскелет эритроцитов. Действительно, у курящих средний объем эритроцита на 1,5 мкм 3 выше, чем у некурящих. Такой же эффект оказывает умеренное количество алкоголя. Так, макроцитоз обнаруживается у 85% лиц, страдающих алкоголизмом или употребляющих свыше 80 г этанола в день (количество этанола, содержащееся в 4-х кружках пива).

Обмен железа плазмы за сутки несколько выше у лиц от 61 до 80 лет, чем у 19-50-летних, соответственно 125±47 мкмоль/л крови и 112±27 мкмоль/л. При этом, у пожилых людей, по сравнению с молодыми, увеличено использование железа неэритроидной тканью.

Заключение

Исходя из освещённых аспектов функционирования врождённой системы, можно сделать вывод, что она играет немаловажную роль в процессах старения организма человека. Нарушения, происходящие в процессе старения во врождённой иммунной системе, могут привести к серьёзным заболеваниям, таким как Болезнь Паркинсона и аутоиммунные заболевания, опухоли. Кроме того происходит общие снижение сопротивляемости организма внешним инфекциям. Причиной этому служит и нарушение фагоцитарной активности макрофагов, и нарушение привычной цитокиновой секреции, обеспечивающей стабильный микроклимат для функционирования всех звеньев иммунного ответа. Негативные нарушения во врождённом иммунном ответе так же отрицательно сказываются и на адаптивном звене иммунитета человека, дополнительно ослабляя его защиту.

Изменения в клетках врождённой иммунной системы зачастую заключаются не столько в их количественном выражении, сколько в угнетении их активности, ослаблении необходимых для нормальной жизнедеятельности функциональных процессов и, даже, в приобретении и усилении качеств отрицательно влияющих на организм.

А если же говорить об изменении функций крови при старении тогда необходимо отметить что, у лиц пожилого возраста проявляются выраженные сдвиги в структуре и регуляторных механизмах гемостаза. После 40 лет происходит сдвиг баланса гемостаза в сторону увеличения прокоагулянтной активности крови и увеличение интенсивности внутрисосудистого тромбообразования. Об этом свидетельствует повышение концентрации продуктов распада фибрина, фибриногена, активности фактора XIII, повышение толерантности плазмы к гепарину. В ответ на эту перестройку в системе прокоагулянтного гемостаза активируется антикоагулянтное звено - фибринолиз. Однако, нарастание фибринолитической активности крови отстает от роста ее прокоагулянтной активности. В результате, коагулянтные свойства крови при старении повышаются. Этому способствует также более выраженное у пожилых, по сравнению с молодыми, повышение активности прокоагулянтного звена в ответ на активацию симпато- адреналовой системы при стрессе (действие катехоламинов) на фоне мало меняющейся фибринолитической активности.

С другой стороны, с возрастом в эндотелии артерий постепенно снижается выработка активаторов плазминогена, уменьшается продукция простагландинов, что снижает антиагрегационную активность сосудистой стенки и создает предрасположение к внутрисосудистому образованию тромба. Развивающаяся у пожилых гиперхолестеринемия, рост концентрации тромбоглобулина также повышают чувствительность тромбоцитов к агрегантам (веществам, стимулирующим агрегацию тромбоцитов). Сказанное делает понятным резкое увеличение с возрастом риска тромбозов и эмболии.

Список использованной литературы

1. Бутенко Г.М. В кн.: Актуальные проблемы молекулярной, клеточной и клинической иммунологии. М.: Изд. ВИНИТИ. 1983; 12: 84-100.

2. Иммунология старения. Под. ред. Т. Макинодана и Э. Юниса. М.: Мир; 1980

3. Прохоров А.М. - Б.Э. С. Том 1. Москва: "Сов. Энциклопедия", 1991г., 863 с.

4. Анатомия человека М.Г. Привес, Н.К. Лысенков С-Пб, издательство "Гиппократ", 1999г.; 704с.

5. http://www.dendrit.ru/page/show/mnemonick/obschie-svoystva-i-funkcii-krovi/

6. http://doctor-v.ru/med/funkcii-krovi-pri-styarenii/

Размещено на Allbest.ru