Онтогенез иммунной системы Уровень иммунной реактивности развивающихся

Онтогенез иммунной системы

Уровень иммунной реактивности развивающихся зародышей значительно уступает половозрелым особям, однако начальные этапы становления клеточного и гуморального иммунитета проявляются очень рано. Тем не менее функциональная активность этих систем выражена недостаточно, что связано с незрелостью вспомогательных, регуляторных компонентов организма. Эффективное функционирование иммунной системы зависит от взаимодействия многочисленных клеточных и гуморальных компонентов, которые в пре- и постнатальный периоды созревают с различной скоростью. Большинство или даже все клетки иммунной системы происходят от недифференцированных гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) , развитие которых в дальнейшем происходит под влиянием разнообразных факторов роста, дифференцировки и микроокружения (взаимодействия с соседними клетками и присутствия растворимых или мембраносвязанных цитокинов ).

Эмбриогенез Т-системы иммунитета Время, недели События 6 Закладка тимуса; 7 Тимус представлен ретикулоэпителиальной морфологической структурой; лимфоциты печени вступают в реакцию СКЛ (распознают аллоантигены по Т-клеточному типу); 8 Появление в тимусе лимфоцитов; 9 MLR и ответ на ФГА клетками тимуса; 10 -11 Дифференцируются корковый и мозговой слои тимуса; 15 тыс. тимоцитов; ответ на ФГА клеток селезёнки; 13 Число тимоцитов достигает 90 тыс. ; 14 В корковом слое тимуса появляются лимфоциты с маркерами зрелых Т-клеток – CD 4 и CD 8, экспрессия молекул I и II классов HLA-комплекса.

Возрастные изменения абсолютной массы и клеточного состава тимуса ü У новорождённых в большей степени развита кора тимуса, т. к. идёт активное формирование Т-клеток; ü К 15 -20 годам размеры коры уменьшаются, а медуллярной зоны увеличиваются; общее количество лимфоцитов в органе снижается, паренхима замещается жировой тканью; ü После 30 лет количество лимфоцитов в органе резко снижается.

Очень раннее становление Т-системы иммунитета, по крайней мере по морфологическим признакам, является общей характерной чертой всех позвоночных животных. Это подтверждено в ряде исследований иммунного ответа у овец, кур, шпорцевой лягушки и лососёвых рыб. Функционально активность системы выражена недостаточно полно, хотя такое свойство системы, как аллоспецифическое распознавание, обнаружено на самых ранних этапах эмбриогенеза.

Развитие иммунной системы и формирование гуморального иммунного ответа в эмбриогенезе овец. (БФ – бактериофаг; Ф – ферритин; ГЦ – гемоцианин; ОА – овальбумин; БЦЖ – вакцина. )

Эмбриогенез В-системы иммунитета Время, недели События 1 Стволовые кроветворные клетки обнаруживаются в желточном мешке; 5– 7 Первые В-клетки появляются в паренхиме печени, печени имеют цитоплазматический Ig. M, но отсутствуют поверхностный и секреторный иммуноглобулины; 7– 8 Начинается закладка костного мозга (как орган кроветворения функционирует с 4 го месяца внутриутробного развития); 10 – 11 Полноценный синтез Ig. M В-клетками; заселение Вклетками тимуса и селезёнки; 12 Появление В-клеток, синтезирующих Ig. G; большинство В-клеток относятся к пре-В-клеткам.

В условиях нормального развития эмбрион не образует плазматических клеток, они возникают при инфекционных заболеваниях матери. В-система иммунитета формируется довольно рано и у других позвоночных животных, что подтверждено в экспериментальных исследованиях.

ü Таким образом, Т- и В-системы иммунитета формируются в процессе эмбриогенеза очень рано. В то же время функциональная активность данных систем выражена недостаточно, что связано с незрелостью вспомогательных, регуляторных компонентов.

Развитие комплемента в онтогенезе Идентифицировано примерно 30 различных белков плазмы, входящих в систему комплемента. Они появляются на стадии внутриутробного развития и обнаруживаются в крови раньше, чем Ig. M. В сыворотке новорожденных их уровень составляет 5060% уровня, характерного для взрослого организма. Столь раннее появление компонентов комплемента отражает тот факт, что до возникновения антител в ходе эволюции именно комплемент, наряду с фагоцитами , выполнял у животных основную функцию иммунной защиты

Иммунитет новорождённых ü К моменту рождения лимфатические узлы и селезенка еще не вполне развиты. Способность к отторжению трансплантата и синтезу специфических антител в момент рождения вполне развита, но общий уровень иммуноглобулинов, за исключением Ig. G , низок. ü Высокий уровень Ig. G обусловлен его трансплацентарным переносом от матери. Материнский Ig. G в организме новорожденного катаболизируется с периодом полураспада около 30 дней, так что в первые три месяца наблюдается падение концентрации Ig. G. Затем скорость синтеза начинает превышать скорость распада материнского Ig. G, и общая концентрация иммуноглобулинов этого класса постепенно увеличивается. ü Иммуноглобулины других классов не проходят через плаценту , а низкий, но значимый уровень Ig. M в пуповинной крови обусловлен его синтезом в организме самого ребенка. К девятимесячному возрасту уровень Ig. M достигает значений, характерных для взрослых. В крови новорожденных обнаруживаются лишь следовые количества Ig. A , Ig. D и Ig. E.

ü Т- и В-системы сформированы по основным признакам, однако для достижения полной функциональной зрелости необходимо некоторое время. ü Содержание в крови новорожденных детей Т-клеток такое же, как у взрослых людей. Пролиферативный ответ Т-клеток новорожденных на митогены имеет тот же уровень, что и аналогичный ответ взрослых. ü Реакция на бактериальные антигены у новорожденных снижена и достигает нормы только к 6 -12 -му месяцу постнатального развития. Некоторое функциональное несовершенство Т-клеток связано, в частности, со сниженной продукцией интерлейкина-2 и интерферона , а также подавленной киллерной активностью. Кроме того, полноценной реакции лимфоцитов на антигены у новорожденных мешает избыточный уровень супрессорных CD 8 Т-клеток. Их активность в эмбриогенезе обеспечивает подавление аллогенных клеток матери, проникающих в плод через плаценту. Уровень супрессорных Т-клеток к 11 -му месяцу постнатального развития приходит в норму. ü Количество В-клеток у новорожденных, также как и Т-клеток, соответствует их содержанию у взрослых. При этом число антителопродуцентов значительно снижено. Так, в пуповинной крови новорожденных пул плазматических клеток , синтезирующих Ig. M , составляет всего 16% от числа аналогичных клеток взрослых людей. Число Ig. A -синтезирующих клеток незначительно, а Ig. G -синтезирующие клетки отсутствуют. ü Однако к концу 1 -го месяца постнатальной жизни количество Ig. Mположительных клеток достигает уровня, характерного для взрослых, хотя количество Ig. A- и Ig. G-синтезирующих клеток все еще остается сниженным. Недостаток собственных иммуноглобулинов у новорожденных компенсируется антителами матери, поступающими в организм младенца с молоком.

Иммунитет при старении Подавление иммунитета с возрастом не связано со снижением абсолютного количества Т-клеток и В-клеток , но зависит от изменения их функциональной активности. Недостаточность Т-клеточного ответа проявляется в: 1) увеличении времени отторжения аллотрансплантата; 2) снижении способности отвечать на аллоантигены в смешанной культуре лимфоцитов; 3) ослаблении силы реакции трансплантат против хозяина; 4) подавлении пролиферации в ответ на Т-клеточные митогены. ü Аналогичная картина депрессии иммунной реактивности наблюдается при развитии гуморального (В-клеточного) ответа. На фоне стабильности общего числа В-лимфоцитов продукция антител к антигенам значительно снижается, причем в основном страдает ответ на тимусзависимые антигены. ü

Факторы подавления клеточного и гуморального иммунного ответа в пожилом возрасте: 1. 2. Нарушение функциональной активности хелперных T-клеток , вследствие чего помощь этих клеток при формировании как Т-, так и В-клеточного ответа оказывается недостаточной. Подавление активности Т-супрессоров. Сниженная активность этих двух субпопуляций Т-клеток вносит свой вклад в развитие так называемых болезней возраста злокачественных опухолей и аутоиммунных повреждений. Активность киллерных клеток и возраст

Используемые сокращения и термины 1. 2. 3. 4. 5. СКЛ – смешанная культура лимфоцитов; MLR – смешанная лейкоцитарная реакция; ФГА – фитогемаглютинин (усиливает деление иммунных клеток); HLA (Human Leucocyte Antigens) – система генов тканевой совместимости; Тельца Гассаля – свободные от тимоцитов, округлые скопления эпителиальных клеток в медуллярной зоне тимуса.

Источники информации ü http: //humbio. ru/humbio/immunology/ ü http: //images. yandex. ru/ ü В. Г. Галактионов. Иммунология: Учеб. для студ. вузов/ – М. : «Академия» , 2004. – 528 с.