Иммунная система: структура, функции — Лечебно-диагностический центр
30 марта 2020Иммунная система является очень важным элементом нашего тела, потому что она позволяет нам функционировать в окружающей среде. Благодаря его активности мы можем жить в среде, в которой мы вступаем в контакт с потенциально опасными антигенами, но контакт с ними не приводит к заражению. Полезно знать структуру иммунной системы, ее функции и типы.
Что такое иммунная система?
Иммунная система представляет собой систему органов, которые обеспечивают работу иммунных механизмов. Проще говоря, это система, которая обеспечивает первую линию защиты от различных видов инфекций. Иммунная система позволяет нам нормально функционировать в среде, где есть потенциально опасные антигены. Именно благодаря его деятельности не каждый контакт с микробами приводит к инфекции, которая опасна для нас.
Иммунная система обладает способностью различать чужеродные клетки и собственные клетки организма.
Однако в патологической ситуации может возникнуть ситуация, когда иммунная система рассматривает свои собственные клетки как враждебные, что может привести к аутоиммунным заболеваниям.
Еще одной интересной особенностью иммунной системы является ее способность к обучению. Эта особенность называется иммунологической памятью. Клетки иммунной системы помнят антигены, с которыми они ранее имели дело. Если они снова вступают в контакт с ними, они реагируют намного быстрее и более эффективно предотвращают заражение. Эта особенность используется в вакцинах, где вводят один или несколько антигенов, которые выделены из живых или инактивированных микроорганизмов, их фрагментов или продуктов метаболизма бактерий.
Предварительное воздействие данного антигена (вакцинация) и вакцинация обеспечивают формирование иммунологической памяти.
Структура иммунной системы
Как и любая система, иммунная система человека состоит из множества органов, которые функционально связаны друг с другом.
Иммунная система строится из первичных и вторичных лимфатических органов.
Первичные лимфатические органы отвечают за развитие лимфоцитов и, следовательно, за их дифференцировку от стволовых клеток, деление, созревание и превращение в функциональные клетки. Тимус является основным жизненно важным органом. Это орган, в котором созревают Т (тимус-зависимые) клетки и костный мозг. Интересно, что вилочковая железа является органом, который исчезает с возрастом.
В свою очередь, вторичные лимфатические органы — это среда, в которой клетки иммунной системы могут нормально функционировать. К ним относятся селезенка, лимфатические узлы, желудочно-кишечные лимфатические ткани и миндалины.
Самый большой орган лимфатической системы — селезенка. Его основная функция — производство антител. Он также отвечает за выработку лимфоцитов и моноцитов. Кроме того, он участвует в удалении аномальных морфотических элементов крови, то есть эритроцитов, тромбоцитов и лимфоцитов. Он также отвечает за хранение крови.
Иногда необходимо удалить селезенку. В этой ситуации ее органы захватывают другие органы — прежде всего печень и лимфатические узлы. Функционирование без селезенки возможно, но обычно связано с ослаблением иммунной системы.
Лимфатические узлы отвечают за фильтрацию лимфы и участвуют в выработке антител. Таким образом, они гарантируют, что лимфа очищена от микробных клеток и аномальных клеток.
Лимфатическая ткань пищеварительного тракта присутствует на стенках кишечника и является самой большой концентрацией лимфоцитов в организме человека. В последнее время много говорят о том, что иммунитет исходит от живота.
Миндалины являются еще одним органом лимфатической системы. Это лимфатические папулы, в которых размножаются клетки иммунной системы. Их расположение также является значительным, поскольку они находятся в месте, где верхние дыхательные пути соединяются с желудочно-кишечным трактом. Благодаря этому они могут выполнять защитную функцию от микробов, поступающих из воздуха или пищи.
Клетки иммунной системы включают лимфоциты, макрофаги, фагоциты, гранулоциты, антитела и NK-клетки.
Типы иммунитета
Иммунная система обеспечивает организм иммунитетом. Это можно определить как способность организма избегать инфекции. Благодаря иммунитету клетки, которые уже закончили свой жизненный цикл, также выводятся из организма. Общий иммунитет организма состоит из различных типов иммунитета — врожденного и приобретенного.
Врожденный иммунитет (иначе неспецифический, естественный, наследственный) — это тот тип иммунитета, который мы имели с самого начала жизни. Это обусловлено структурой и функционированием кожи и слизистых оболочек, а также естественными защитными механизмами организма, такими как чихание, кашель и слезотечение. Этот тип иммунитета не является специфическим, что означает, что он не направлен против специфических антигенов и не требует предварительного контакта с ним. Это самый основной тип иммунитета, который является первой линией защиты иммунной системы.
Однако приобретенный иммунитет является специфическим иммунитетом. Это значит, что для его производства необходимо сначала связаться с антигеном. Этот контакт может быть результатом воздействия антигена или вакцинации. Мы говорим об активном специфическом иммунитете, когда он развился в результате болезни или введения вакцины — то есть, когда было необходимо мобилизовать иммунную систему для создания иммунологической памяти. Активный иммунитет вырабатывается годами, а иногда и на всю жизнь. В свою очередь, мы имеем дело со специфическим пассивным иммунитетом, когда организм получает антитела без мобилизации собственной иммунной системы. Такой иммунитет приобретает плод в утробе матери или ребенок на грудном вскармливании. Этот тип иммунитета также включает введение антисыворотки. Пассивный специфический иммунитет длится менее чем активный, обычно до 6 месяцев, а в случае введения сыворотки — до 2 недель.
Функции иммунной системы
Основная функция иммунной системы заключается в защите организма от биологических агентов, то есть бактерий и вирусов, которые могут вызывать инфекцию.
Иммунная система также является барьером от вредных химических веществ или физического повреждения. Иммунная система работает благодаря специализированным клеткам и органам, задача которых — распознавать антиген, бороться с ним и удалять его, а также предотвращать будущие инфекции.
Иммунитет: защита и нападение
Воспаление представляет собой реакцию ткани на инфекцию или повреждение и имеет следующие симптомы:
- покраснение вследствие усиления кровотока;
- отек вследствие накопления жидкости и клеток в тканях;
- боль вследствие повреждения ткани и раздражения нервных волокон;
- повышение температуры — местное (вследствие усиления кровотока) и/или системное (повышение температуры тела).
В процесс воспаления включаются белки плазмы крови — комплемент и цитокины. Комплементом называется ряд белков плазмы, вступающих в серию каскадных химических реакций в ответ на инфекцию.
Это своего рода многоступенчатая сигнальная система, которая маркирует чужеродные микроорганизмы и привлекает в очаг инфекции специальные клетки — «убийцы» патогенов.
В ответ на сигнал тревоги начинается контратака защитной системы организма — запускается клеточный иммунный ответ. В неспецифическом иммунном ответе принимают участие два типа клеток крови — фагоциты и NK-клетки (или натуральные киллеры).
Фагоциты представляют собой крупные лейкоциты, поглощающие и буквально переваривающие внутри себя микроорганизмы и другие чужеродные частицы. Этот процесс называется фагоцитозом. Фагоциты наиболее чувствительны к микроорганизмам, помеченным белком-комплементом или антителами (эти частицы — уже часть адаптивного или специфического иммунного ответа). Кроме клеток, которые атакуют нарушителя по тревоге, в кровотоке также циркулирует регулярный «патруль» или особый вид лейкоцитов — натуральные киллеры. Их мишенью являются злокачественные клетки и клетки, инфицированные вирусами.
Врожденный иммунитет быстро активируется на ранних стадиях инфекции. Его механизмы защиты могут ограничивать распространение патогенов в организме, но возможности для устранения чужеродных частиц ограничены и остаются прежними при повторном заражении тем же патогеном. Поэтому для борьбы с инфекцией обычно требуется участие третьей линии защиты — адаптивной иммунной системы (приобретённый иммунитет).
Адаптивный (приобретенный) иммунитет развивается после первой встречи с чужеродным агентом. Основными его качествами являются специфичность и иммунологическая память.
У специфического иммунитета в ответ на попадание в организм «чужака» в запасе имеется целая стратегия, которой позавидовали бы многие полководцы. «Основные войска» специфического иммунитета — лимфоциты. Это — специализированные лейкоциты, находящиеся в лимфатической системе. Лимфоциты характеризуются очень длительным периодом жизни — от нескольких лет до десятилетий! Известны три типа лимфоцитов: B-клетки, Т-клетки и натуральные киллеры (о них мы уже рассказывали).
Для развития адаптивного иммунитета требуется специфическая мишень — антиген. Антиген представляет собой вещество (обычно крупную молекулу), которая активирует иммунный ответ. Один микроорганизм обычно имеет большое количество антигенов, например, поверхностные структуры, такие как компоненты клеточной стенки, полисахариды капсулы, жгутики и т. д., или внеклеточные белки, такие как токсины или ферменты, вырабатываемые микроорганизмом.
Сначала происходит выработка В-клетками оружия против нарушителей — белка, который прореагирует с антигеном и сделает его безвредным. Эти белки носят название антител, называемых также иммуноглобулинами (Ig). Антитела очень специфичны и способны связываться только с антигеном той же структуры, что изначально стимулировал их образование. Когда антитело находит соответствующий ему антиген, они соединяются наподобие ключа, вставляемого в замочную скважину.
Затем приобретенный иммунитет начинает действовать сразу на два фронта: гуморальный иммунный ответ направлен на антигены, присутствующие в плазме крови, а клеточный иммунный ответ — на патогены, присутствующие внутри клеток.
В процессе гуморального иммунного ответа В-клетки, активированные специфическими антигенами, начинают усиленно делиться с образованием большого количества идентичных клеток-клонов, каждая из которых способна бороться с данным антигеном. Антитела B-клеток также привлекают фагоциты, уничтожающие и переваривающие антиген-мишень.
Клеточный иммунитет использует «специализированные силы» — T-хелперы и цитотоксические T-клетки, непосредственно атакующие и уничтожающие «войска противника» — инфицированные клетки.
После того, как война с инфекцией выиграна, В- и Т-клетки, активированные антигенами, переходят в состояние покоя и становятся лимфоцитами памяти, специфичными по отношению к данному антигену или патогену. При повторном заражении аналогичным или очень похожим (антигенно-аналогичным) микроорганизмом, они обеспечивают быстрый и мощный иммунный ответ. Высокие концентрации нужных антител достигаются уже через 1 — 2 дня после инфицирования.
Итак, приобретенный иммунитет характеризуется тремя основными особенностями:
- Специфичность: каждое антитело или активированная Т-клетка реагирует только со специфичным антигеном, вызвавшим ее образование. При этом они не реагируют с другими антигенами и защищают организм только от заболеваний, характеризующихся присутствием данного антигена.
- Память: после того, как в процессе адаптивного иммунного ответа произошло образование специфичного антитела или Т-клетки, производство антител или активация Т-клеток происходит быстрее и в больших количествах. Данная особенность является основой эффекта многих вакцин.
- Толерантность к собственным тканям: механизмы адаптивного иммунного ответа в норме способны отличать собственные структуры организма от чужеродных.
Объяснение иммунной системы человека
Медицинский обзор Дэни Пола Бэби, доктора медицинских наук, 25 июня 2022 г.
справляется с ними, если им удается проникнуть внутрь. Если он чувствует что-то в вашем теле, что может быть для вас вредным, он запускает высвобождение специальных клеток. Они отправляются туда, где есть проблема, атакуют злоумышленника и помогают избавиться от него.
Ваше тело должно быть в состоянии остановить захватчиков, которые приходят из самых разных мест. Микробы могут появиться в результате контакта — например, прикосновения к коже, секса или вдыхания капель от чьего-то чихания или кашля. Они могут путешествовать через кровь, которая поступает из общей иглы или укуса насекомого. Вы также можете получить микробы через зараженную пищу или воду.
Ваша кожа самая очевидная. Он блокирует проникновение захватчиков в ваше тело в первую очередь. Другими блокаторами являются прозрачный слой на передней части глаза (роговица) и специализированная ткань, выстилающая легкие, мочевой пузырь и пищеварительную систему. Порез, рана или ожог могут стать отверстием в любой из них для микробов, которые могут проникнуть внутрь и заразить вас.
Пот на коже, слезы на глазах и слизь в носовых ходах, пищеварительной системе и влагалище женщины также могут предотвратить проникновение захватчиков. Эти жидкости, которые вырабатывает ваше тело, не только отталкивают грязь и микробы, но также содержат ферменты, которые могут убивать бактерии.
Сеть тонких трубочек по всему телу собирает жидкость, называемую лимфой, из тканей. Часть его работы – собирать мертвые клетки и микробы. Отходы отфильтровываются в небольших бобовидных лимфатических узлах, а жидкость возвращается в кровоток. Инфекция может привести к опуханию узлов. Возможно, вы чувствовали их на шее, когда у вас болело горло или кашлял.
Это маркеры, которые может распознать ваша иммунная система. Некоторые из них, называемые человеческими лейкоцитарными антигенами (HLA), помечают ваших клеток, чтобы ваше тело могло идентифицировать себя. Другие могут быть частью чужеродной клетки или зародыша, или они могут быть такими веществами, как пища или пыльца.
Когда вы рождаетесь, прежде чем ваш организм столкнется с какими-либо незнакомыми антигенами, он может защитить себя от инфекции. Этот врожденный иммунитет исходит от этих барьерных частей тела, а также от некоторых специализированных клеток. Со временем ваша иммунная система «научится» другим способам защиты. Приобретенный иммунитет возникает из-за антител, которые вы получаете от матери в утробе матери или которые вырабатываете в ответ на чужие антигены, например, от вируса простуды или вакцины.
Мягкое, жирное вещество, которое живет внутри ваших костей, — это место, где ваше тело вырабатывает клетки крови, в том числе различные лейкоциты, которые борются с микробами.
Они являются частью вашего врожденного иммунитета и работают, поедая захватчиков. Нейтрофилы, наиболее распространенный тип лейкоцитов, являются одними из первых реагирующих на проблемное место. Они переваривают плохие клетки и могут улавливать бактерии и останавливать их распространение. Макрофаги растут из лейкоцитов, называемых моноцитами, но они работают в тканях, а не в вашей крови.
Эозинофилы в основном прикрепляются к паразитам, которые слишком велики, чтобы их можно было проглотить, чтобы убить их.
Другой частью вашего врожденного иммунитета является этот тип лейкоцитов. Они распознают и захватывают аномальные клетки, такие как раковые, затем повреждают и убивают их. Они играют ключевую роль, когда вы впервые заражаетесь вирусом.
Они также являются частью вашего врожденного иммунитета, связанного с аллергическими реакциями. Базофилы есть в вашей крови; Тучные клетки находятся в тканях. Когда эти клетки находят определенные антигены (как правило, безвредные вещества, которые ваш организм воспринимает как угрозу), они выделяют гистамин, чтобы доставить иммунные клетки в эту область. Ваше тело направляет туда больше крови, вызывая воспаление — покраснение, повышение температуры и отек — что также помогает предотвратить распространение вторжения.
Эти лейкоциты, борющиеся с инфекцией, являются причиной того, что вы заболеваете такими вещами, как ветряная оспа, только один раз.
Лимфоциты, называемые Т-клетками и В-клетками, работают вместе, чтобы создать приобретенный иммунитет.
Как только ваши В-клетки считывают антиген нового захватчика, они вырабатывают антитела, чтобы либо убить его, либо пометить как «Проблема здесь!» Эти Y-образные молекулы встраиваются в антигены, как кусочки головоломки, образуя иммунный комплекс. Антитело также может называться иммуноглобулином или Ig.
Они путешествуют по вашей кровеносной и лимфатической системам, ожидая активации. Обычно другой иммунной клетке, такой как дендритная клетка, необходимо разрушить антиген, чтобы его можно было распознать, чтобы начать процесс создания специализированных Т-клеток. Киллеры и Т-хелперы являются частью группы по поиску и атаке этого антигена. Вам нужны Т-клетки-супрессоры, чтобы остановить реакцию, и они иногда могут предотвратить возникновение вредных реакций.
После образования в костном мозге Т-клетки перемещаются в этот небольшой орган за грудиной, чтобы созреть в клетки, способные отличить один антиген от другого.
Также здесь эти клетки учатся не атаковать собственные ткани вашего тела, и обычно они не могут уйти, пока не сделают этого.
В селезенке, миндалинах, аденоидах, аппендиксе и небольших пейеровских бляшках в кишечнике хранятся зрелые Т-клетки. Эти органы также могут помочь отсеять микробы и мертвые клетки, как это делают ваши лимфатические узлы. Ваши иммунные клетки могут встретиться здесь, чтобы поближе рассмотреть возможные угрозы и разработать правильный план действий.
Вы можете заболеть, когда ваш организм впервые сталкивается с новым антигеном и учится вырабатывать антитела. Но после этого у вас останутся оставшиеся В- и Т-клетки, называемые «клетками памяти», которые могут распознавать этот конкретный микроб и быстро реагировать.
Это группа из более чем 30 белков, которые работают в каскаде, где один запускает следующий, который запускает другой, и так далее. Они либо убивают микробы напрямую, либо «отмечают» их или их местоположение, чтобы другие клетки могли их уничтожить.
Они могут помочь антителам выполнять свою работу. Они также являются частью очистки иммунных комплексов, антител, прикрепленных к антигенам. Они работают как с приобретенными, так и с врожденными иммунными реакциями.
Различные виды клеток могут создавать этих посланников. Некоторые цитокины запускают и фокусируют иммунный ответ. Они могут сообщать лейкоцитам, куда идти или как уничтожить конкретный микроб. Один тип, интерфероны, может замедлить или остановить создание копий вируса. Цитокины также сообщают вашему телу, что нужно отключиться после того, как угроза исчезнет.
Аллергическая реакция — это чрезмерная реакция организма на что-то, что не причинит вам вреда, например на арахис. Когда ваш организм недостаточно сильно реагирует на проблему, это называется иммунодефицитом, таким как СПИД. Аутоиммунный ответ возникает, когда ваше тело ошибочно принимает ваших тканей или органов за захватчиков и атакует здоровые клетки. Это может вызвать серьезные заболевания, такие как ревматоидный артрит, болезнь Крона, диабет 1 типа и волчанку.
ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРЕДОСТАВЛЕНЫ:
1) Eraxion/Thinkstock
2) Yuri_Arcurs/Getty Images
3) RusN/Thinkstock
4) Frederick Bass/Getty Images
5) SciePro/Science Source
6) Richard Goerg0/Getty Images 9 9004 ) (слева направо) kieferpix / Thinkstock, Natali_Mis / Thinkstock
8) INTELECOM / Science Source
9) M. I. Walker / Science Source
10) Jim Dowdalls / Science Source
11) (слева направо) Biophoto Associates / Science Source, Biophoto Associates / Science Source
12) Science Photo Library — STEVE GSCHMEISSNER / Getty Images
13) KATERYNA KON / SCIENCE PHOTO LIBRARY / Getty Images
14) Evan Oto / Science Source
15) Nerthuz / Thinkstock
Science Source
17) Dennis Kunkel Microscopy / Science Source
18) REB Images / Getty Images
19) ISM / Jean-Claude RÉVY / Medical Images
20) Véronique Burger / Science Source
4 ИСТОЧНИКИ0004
Руководство Merck: Версия для потребителей: «Обзор иммунной системы», «Врожденный иммунитет», «Приобретенный иммунитет», «Обзор аллергических реакций».
Медицина Джона Хопкинса: «Иммунная система».
PubMed Health: «Аутоиммунное заболевание».
© 2022 WebMD, LLC. Все права защищены. Посмотреть политику конфиденциальности и доверительную информацию
Как работает иммунная система? — InformedHealth.org
Последнее обновление: 23 апреля 2020 г.; Следующее обновление: 2023.
Иммунная система играет жизненно важную роль: она защищает ваш организм от вредных веществ, микробов и клеточных изменений, которые могут вызвать у вас заболевание. Он состоит из различных органов, клеток и белков.
Пока ваша иммунная система работает нормально, вы не замечаете, что она есть. Но если он перестает работать должным образом — потому что он слаб или не может бороться с особо агрессивными микробами — вы заболеваете. Микробы, с которыми ваше тело никогда раньше не сталкивалось, также могут вызвать у вас заболевание. Некоторые микробы заставят вас заболеть только при первом контакте с ними. К ним относятся детские болезни, такие как ветряная оспа.
Задачи иммунной системы
Без иммунной системы у нас не было бы возможности бороться с вредными вещами, попадающими в наш организм извне, или вредными изменениями, происходящими внутри нашего организма. Основными задачами иммунной системы организма являются
для борьбы с болезнетворными микробами (патогенами), такими как бактерии, вирусы, паразиты или грибки, и для их удаления из организма,
для распознавания и нейтрализации вредных веществ из окружающей среды и
для бороться с болезнетворными изменениями в организме, такими как раковые клетки.
Как активируется иммунная система?
Иммунная система может быть активирована многими вещами, которые организм не распознает как свои собственные. Их называют антигенами. Примеры антигенов включают белки на поверхности бактерий, грибов и вирусов. Когда эти антигены прикрепляются к специальным рецепторам на иммунных клетках (клетки иммунной системы), в организме запускается целый ряд процессов.
Как только организм впервые вступает в контакт с болезнетворным микробом, он обычно сохраняет информацию о нем и о том, как с ним бороться. Затем, если он снова вступает в контакт с микробом, он сразу же распознает микроб и может начать бороться с ним быстрее.
Собственные клетки организма тоже имеют белки на своей поверхности. Но эти белки обычно не заставляют иммунную систему бороться с клетками. Иногда иммунная система ошибочно считает собственные клетки организма чужеродными. Затем он атакует здоровые, безвредные клетки в организме. Это известно как аутоиммунный ответ.
Врожденная и адаптивная иммунная система
Иммунная система состоит из двух подсистем, известных как врожденная (неспецифическая) иммунная система и адаптивная (специфическая) иммунная система. Обе эти подсистемы тесно связаны и работают вместе всякий раз, когда микроб или вредное вещество вызывает иммунный ответ.
Врожденная иммунная система обеспечивает общую защиту от вредных микробов и веществ, поэтому ее также называют неспецифической иммунной системой.
В основном он борется с использованием иммунных клеток, таких как естественные клетки-киллеры и фагоциты («поедающие клетки»). Основной задачей врожденной иммунной системы является борьба с вредными веществами и микробами, попадающими в организм, например, через кожу или пищеварительную систему.
Адаптивная (специфическая) иммунная система вырабатывает антитела и использует их для специфической борьбы с определенными микробами, с которыми ранее контактировал организм. Это также известно как «приобретенный» (выученный) или специфический иммунный ответ.
Поскольку адаптивная иммунная система постоянно учится и адаптируется, организм также может бороться с бактериями или вирусами, которые со временем изменяются.
Источники
Брандес Р., Ланг Ф., Шмидт Р. (ред.). Physiologie des Menschen: с патофизиологией. Берлин: Спрингер; 2019.
Менче Н. (Ред.). Биология Анатомия Физиология. Мюнхен: Урбан и Фишер; 2016.
Пщирембель.
