Кафедра пропедевтики педиатрии ИММУННАЯ СИСТЕМА И ОСОБЕННОСТИ ЕЁ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ У ДЕТЕЙ Крымский государственный медицинский университет
ИММУННАЯ СИСТЕМА И ОСОБЕННОСТИ ЕЁ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ У ДЕТЕЙ ЭМБРИОГЕНЕЗ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ У НОВОРОЖДЕННЫХ И У ДЕТЕЙ ДРУГИХ ВОЗРАСТНЫХ ГРУПП План лекции
Иммунокомпетентная система состоит из центральных и периферических органов и обладает гомеостатической функцией иммунного надзора Иммунологическая реактивность высших организмов заключается в их способности распознавать, обезвреживать и элиминировать генетически чужеродные вещества (микробы, гетерогенные клетки, растворимые тканевые антигены, изменившиеся в антигенном отношении клетки собственного организма).
Иммунная система (ИС) - это совокупность лимфоидных органов, объединенных морфологически и функционально.
Центральные органы ИС вилочковая железа (тимус) и сумка Фабрициуса у птиц, у человека аналогом сумки Фабрициуса считают костный мозг, а некоторые авторы – лимфоидный аппарат кишок. В центральных органах осуществляется обучение и созревание лимфоцитов, которые после приобретения иммунной компетенции поступают в кровь, лимфу, заселяют периферические лимфоидные органы (селезенку, лимфоузлы, лимфатическую ткань кишок, миндалин и др. органов).
Вилочковая железа Закладывается на 6 -й неделе внутриутробного развития. Развивается из 3 -го и 4 -го жаберных карманов формируются выпячивания в области 3 -го и 4 -го жаберных карманов Выпячивания сближаются, спускаются в средостение и образуют вилочковую железу Лимфоциты появляются в вилочковой железе на 2 -3 месяце внутриутробного развития. Передняя поверхность вилочковой железы выпуклая, задняя – вогнутая. К моменту рождения тимус является зрелым органом.
Масса вилочковой железы У новорожденного - от 10 до 15 гр в возрасте 1 -5 лет - 22, 98 гр 6 -10 лет – 26, 1 гр 11 -15 лет – 37, 52 гр. С наступлением половой зрелости вилочковая железа начинает медленно атрофироваться.
Расположена над верхним краем грудина и простирается до III – IV межреберья. Сзади вилочковая железа ограничена трахеей, а снизу доходит до перикарда, отделяясь фасцией от него, дуги аорты и нижней полой вены. Имеет дольчатое строение. Дольки разной формы и величины (0, 2 -10 мм). Долька имеет периферическую часть – корковое вещество и центральную часть – мозговое вещество. Долька обильно кровоснабжается. Содержит тимоцитами или Тлимфоцитами Вилочковая железа
Стадии эволюция тимуса : Эмбриональный тип (до 1 года) – корковое вещество преобладает над мозговым Ранний детский тип (1 -3 года) – развитие коркового слоя замедляется Детский тип (3 -8 лет) – развитие обоих слоев равномерно Подростковый или ранний инволютивный тип (9 -15 лет) – уменьшение паренхимы железы, появление аморфной массы в центре крупных телец Гассаля. В старческом возрасте корковое вещество почти исчезает, остаются лишь эпителиальные компоненты с редкими тельцами Гассаля, а в междольковых пространствах скапливается жировая клетчатка. Паренхиматозные островки сохраняют свою активность и у стариков. Инволюция вилочковой железы проявляется в постепенном исчезновении лимфоцитов в корковом слое и телец Гассаля – в мозговом. Паренхима заменяется фиброзной и жировой тканью.
Костный мозг • Источник стволовых клеток лимфо- и миелопоэза, из которых развиваются Т- и Влимфоциты, моноциты, макрофаги тканей, гранулоциты, эритроциты и тромбоциты. • Закладка костного мозга происходит на 12 -13 -й неделе внутриутробного развития. • К 20 неделям в нем возрастает количестволовых клеток • К концу эмбрионального периода костный мозг становится единственным источником стволовых клеток
Селезенка • Закладывается в толще брыжейки в виде скопления клеток мезенхимы на 5 -й неделе развития эмбриона. • На 9 -10 неделе - начинается кроветворение с образованием эритроцитов, гранулоцитов, мегакариоцитов. • К 13 -14 -й неделе, формируется ретикулярная строма – венозные синусы • С 15 -16 -й недели нарастает количество лимфатических фолликулов. • К 26 -32 неделе селезенка перестает функционировать как орган миелопоэза, оставаясь лимфоидным образованием. • У новорожденных масса селезенки составляет 8 -12 гр, к 5 годам - 35 -40 гр, к 10 годам – 65 -70 гр, к 15 годам – 8290 гр, к 20 годам – 150 -200 гр. • Зрелости селезенка достигает лишь через несколько лет после рождения.
Селезенка • имеет структуру, принципиально сходную со структурой тимуса и лимфоузлов. • различают красную и белую пульпу. • красная пульпа состоит из ретикулярного синцития и большого количества сосудов – кисточковых артериол, венозных сосудов и синусов. • в ретикулярной системе красной пульпы всегда обнаруживаются скопления – лимфоциты, макрофаги, плазматические клетки, эритроциты, гранулоциты. • белая пульпа состоит из центральных артерий с лимфоидными муфтами (первичные фолликулы), в состав которых входят в основном Т-лимфоциты, и мальпигиевых телец (вторичные фолликулы) со скоплением преимущественно В-лимфоцитов. • белая пульпа селезенки окружена красной пульпой, • снаружи селезенка заключена в фиброзную капсулу. • от капсулы селезенки внутрь идут перегородки, пронизанные венами. • вены открываются в синусы, с которыми связано большое число артериол.
Лимфатическая система • состоит из сети лимфатических капилляров, внутриорганных лимфатических сосудов, более крупных сосудов, отводящих лимфу от лимфоузлов, стволов, протоков, а также самих лимфатических узлов. Основными функциями её являются: дренаж тканей путем образования лимфы, лимфопоэз, участие в иммунных процессах. • В эмбриогенезе лимфатические сосуды развиваются из мезенхимы. Начиная с 3 -го месяца внутриутробной жизни по ходу лимфатических сосудов закладываются лимфоузлы, на 5 м месяце в их паренхиме формируются фолликулы и кровеносные капилляры. Лимфатические капилляры у детей относительно большие, а петли их меньше, чем у взрослых, что связано с большей гидрофильностью тканевых коллоидов и дисперсностью плазменных белков.
Лимфоузлы • проходят основную дифференцировку уже после рождения ребенка. У новорожденных они богаты лимфатическими сосудами и лимфоидными элементами с множеством молодых форм, число которых после 4 -5 лет постепенно уменьшается. В дошкольном возрасте формируются трабекулы, синусы узлов, усиленно развивается ретикулоэндотелиальная ткань, идет дифференцировка коркового и мозгового вещества. Структурное формирование лимфоузла окончательно завершается в школьном возрасте. В период полового созревания происходит частичное обратное развитие лимфоузлов: относительное уменьшении коркового слоя, разрастание соединительной ткани и её гиалиноз. Корковое и мозговое вещество лимфоузлов выполняет лимфоцитообразовательную функцию. В корковом веществе расположены фолликулы, содержащие макрофаги, лимфоциты, плазмоциты, ретикулярные клетки, а также клетки в состоянии митоза (дифференцирующиеся). Эти клетки составляют герминативный центр (центр размножения) фолликула. В мозговом веществе количество лимфоидных фолликулов меньше, они разделены мякотными тяжами и широкими медуллярными синусами. В светлых центрах фолликулов образуются В-лимфоциты, в паракортикальной зоне – Тлимфоциты. В лимфоузлах вырабатывается также лейкоцитарный фактор, который стимулирует размножение клеток. Зрелые лейкоциты по лимфатическим сосудам поступают в ток крови.
Лимфоидные образования кишок • (групповые лимфатические фолликулы, лимфатическая ткань червеобразного отростка и др. ) закладываются на 9 -15 неделе, заселяются лимфоцитами на 14 -20 неделе и приобретают законченную структуру после 20 недели внутриутробного развития. Они рано подвергаются антигенной стимуляции, ускоряющей морфологическую дифференцировку и иммунную компетенцию. Лимфоидная ткань кишок способна синтезировать антитела (особенно секреторный иммуноглобулин А), обеспечивать местный иммунитет слизистых оболочек, участвовать в формировании толерантности к пищевым продуктам, в дифференцировке лимфоцитов.
Миндалины глоточного кольца локализованное скопление лимфоидной ткани в собственном слое слизистой оболочки. Основу их составляет ретикулярная ткань. Лимфоидная ткань представлена первичными и вторичными фолликулами. В миндалинах обнаружены Т- и В-лимфоциты, плазмоциты, способные к синтезу иммуноглобулинов, особенно у детей первых лет жизни. Тонзиллэктомия, проведенная в раннем возрасте, снижает способность организма к продукции иммуноглобулинов G и A. Зачатки миндалин обнаруживаются у 22 -хдневных плодов. К моменту рождения миндалины уже сформированы, но продолжают развиваться до периода половой зрелости. В более позднем возрасте постепенно подвергаются атрофическим и дегенеративным изменениям, однако функция миндалин сохраняется в течение всей жизни человека
• Перечисленные лимфоидные органы. Ткани и клетки в организме имеют структурно-функциональную взаимосвязь, которая обеспечивается, кроме непрерывно мигрирующих лимфоцитов, гуморальными факторами (медиаторами, гормонами) и нервной системой. Регулирующая роль нервной системы в иммунном ответе опосредована через медиаторы и гормоны, влияющие на трофику лимфоцитов и тканей, синтез специфических белков (антител) и скорость их поступления в циркуляцию. Важную роль в регулировании иммунного ответа играет генетическая конституция организма. Генетические факторы участвуют в распознавании, обработке антигена, синтезе антител и др. иммунных реакциях
Клетки иммунной системы: • В иммунологических реакциях участвуют иммунокомпетентные клетки – лимфоциты, моноциты, макрофаги, гранулоциты. Родоначальником всех клеток системы иммунитета является стволовая кроветворная клетка костного мозга. В процессе созревании часть стволовых клеток лимфоидного ряда мигрируют в тимус, где происходит созревание трех основных популяций Тлимфоцитов: Т-хелперов, Т-супрессоров, Тэффекторов, образующих Т-систему иммунитета. Тлимфоциты осуществляют специфические иммунологические реакции клеточного иммунитета
Т-лимфоциты • Пройдя «обучение» в тимусе, Т-лимфоциты мигрируют из тимуса в периферические лимфоидные органы и кровь. Процесс дозревания Т-лимфоцитов происходит под влиянием гормональных факторов тимуса. Всего у взрослого человека содержится 218× 109 Т-лимфоцитов, в том числе в крови 8× 109. Зрелый Т-лимфоцит представляет собой круглую клетку размером 4, 5 мкм. На поверхности Тлимфоцита имеются рецепторы для связи с несущей частью молекулы антигена, а также рецепторы, с помощью которых они фиксируют на своей поверхности эритроциты барана, образуя с ними розетки. Тест розеткообразования – основной для дифференцировки Т- и В-лимфоцитов.
Т-лимфоциты • В ответ на антигенный стимул Т-лимфоциты трансформируются в иммунобласты – крупные делящиеся клетки с пиронинофильной цитоплазмой, содержащей многочисленные рибосомы и полирибосомы. Иммунобласты синтезируют и экскретируют в окружающую среду растворимые факторы (лимфокины), являющиеся медиаторами иммунитета. Одни из них действуют на макрофаги (факторы, тормозящие миграцию макрофагов, фактор, активирующий макрофаги и т. д. ), другие – на лимфоциты (фактор переноса, митогенный фактор), третьи – на полинуклеарные нейтрофильные гранулоциты (фактор, тормозящий миграцию лейкоцитов, хемотаксический фактор). Медиаторы могут оказывать также цитотоксическое и интерфероноподобное действие.
Т-лимфоциты • • Конечная стадия дифференцировки Т-иммунобласта – Т-эффектор. Тэффекторы под влиянием сенсибилизирующих факторов превращаются в цитолитические клетки – Т-киллеры осуществляют уничтожение клеток-мишеней: грибов, микобактерий, опухолевых клеток. Т. Е. осуществляют реакции гиперчувствительности замедленного типа, отторжение трансплантанта, противоопухолевый и противовирусный иммунитет, специфический лизис клеток –мишеней in vitro. Т-хелперы, которые включают В-лимфоциты в пролиферацию и дифференцировку, обеспечивая тем самым трансформацию Влимфоцитов в плазматические клетки, интенсивно продуцирующие антитела против иммунизирующего антигена. Т-супрессоры – тормозят включение В-лимфоцитов в пролиферацию и дифференцировку, тем самым замедляя выработку антител различных классов (угнетают иммунный ответ на антигены), блокируют Т-хелперы и предотвращают избыточную продукцию иммуноглобулинов, тормозят развитие реакций гиперчувствительности замедленного типа, формирование цитотоксических Т-лимфоцитов, обеспечивают становление и поддержание иммунологической толерантности.
В-лимфоциты • • Существуют и другие виды Т-лимфоцитов: Т-дифференцирующиеся лимфоциты, которые взаимодействуют с кроветворными стволовыми клетками и оказывают влияние на их миграцию, пролиферацию и дифференцировку; различают и другие субпопуляции Т- и Влимфоцитов, однако не все из них достаточно изучены. Часть стволовых клеток лимфоидного ряда проходят дифференцировку в другом направлении. Местом их «обучения» является костный мозг. Пройдя стадию пре-В-лимфоцитов, родоначальники гуморальной В-системы иммунитета превращаются в костномозговые В-лимфоциты, дифференцирующиеся в периферических лимфоидных органах в зрелые плазматические клетки, продуцирующие иммуноглобулины классов M, G, A, D, E. в настоящее время доказано существование иммунорегуляторных популяций В-лимфоцитв и В-хелперов, усиливающих функцию Тлимфоцитов и В-супрессоров, блокирующих Т-киллеры и плазматические клетки. У взрослого человека 138× 109 В-лимфоцитов, из них в крови - 2× 109.
Иммуноглобулины • • Иммунологические реакции гуморального иммунитета обеспечиваются иммуноглобулинами, которые вырабатываются в организме при поступлении антигена. Иммуноглобулин М – составляет 5 -10% всех сывороточных иммуноглобулинов. Наиболее древний в фило- и онтогенетическом отношении. Содержание ИГ-М в процессе иммунного ответа повышается первым. Обладает умеренной бактерицидной и противовирусной активностью. Иммуноглобулин G – 70 -80% ИГ сыворотки крови – основной класс ИГ. Обладает выраженной антибактериальной, антивирусной и антитоксической активностью. При развертывании иммунологических реакций происходит переключение синтеза ИГ-М на ИГ-G. Он обеспечивает защиту в первые дни жизни ребенка. ИГ-А – 10% всех сывороточных ИГ. Поступая в эпителий слизистой оболочки, связывается с секреторным компонентом, превращается в секреторный ИГ-А (с-Иг-А). С-ИГ-А обеспечивает местный иммунитет слизистых оболочек дыхательных путей, ЖКТ от бактериальных, вирусных инфекций и аллергенов.
Иммуноглобулины • • • ИГ-Е – реагины в норме в сыворотке крови отсутствуют или содержатся в незначительных количествах. ИГ-Е обладают способностью присоединяться к тучным клеткам, вызывать их дегрануляцию и освобождение биологически активных веществ – медиаторов аллергии, обеспечивают защиту от кишечных гельминтов (нематод). ИГ-D – составляет всего 0, 2% сывороточных иммуноглобулинов, по некоторым данным этот ИГ выполняет роль антигенного рецептора Влимфоцитов. Уровень ИГ-Д повышается приеме гормональных контрацептивов и при беременности. Согласно данным Новикова Д. К. (1987 г. ) Т-лимфоциты составляют 4080% всех лимфоцитов периферической крови; В-лимфоциты около 2030%. Кроме Т- и В-лимфоцитов существует популяция лимфоцитов, не относящихся ни к той ни к другой группе – ноль-лимфоциты (О-л). Полагают, что эти клетки, не прошедшие процессов дифференцировки, имеющие одновременно маркеры Т- и В-лимфоцитов. В норме их количество в периферической крови составляет около 2 -15% всех лимфоцитов.
• У детей общее содержание Т- и В-лимфоцитов в периферической крови зависит от возраста: у новорожденных выше, чем у взрослых, у них более выражена реакция бластной трансформации, спонтанная и стимулированная фитогемагглютинином. Однако в функциональном отношении лимфоциты менее активны, что объясняют отсутствием антигенной стимуляции при внутриутробном нахождении плода, а также воздействием на его иммунокомпетентные клетки иммунодепрессорных веществ, полученных от матери, для обеспечения нормального течения беременности и рождения ребенка в срок.
• Толчком к функционированию иммунной системы является антигенная стимуляция её, связанная с микробным обсеменением новорожденного. Однако, поскольку у новорожденных функция лимфоидной ткани выражена слабо, основное значение для них имеет пассивный иммунитет, представленный ИГ-G.
• ИГ-G, полученным от матери через плаценту, а затем с молозивом. В первые 6 -9 месяцев после рождения происходит катаболизм материнских ИГ-G и созревание собственной иммунологической Всистемы.
• В-лимфоциты, образующиеся в костном мозге, мигрируют в тимусзависимые зоны периферических иммунокомпетентных органов. При контакте со специфическим антигеном Влимфоциты превращаются в долгоживущие и при повторном контакте с антигеном трансформируются в плазматические клетки, которые вырабатывают антитела.
• • • Раньше других у новорожденных начинает синтезироваться ИГ-М. К концу 1 -го года жизни содержание его в сыворотке крови достигает уровня взрослых. Со 2 -3 -й недели жизни синтезируется ИГ-А. Концентрация его в бронхиальном секрете у детей грудного возраста, особенно в первые месяцы жизни, очень низкая. В сыворотке крови у детей ИГ-А нарастает медленно и приближается к уровню взрослых только к 7 -12 годам. Ещё позже достигает значений взрослого человека количество ИГ-G, хотя синтез его начинается уже на первом месяце жизни. Низкое содержание в сыворотке крови иммуноглобулинов у детей 1 -го года жизни предрасполагает детей к частым заболеваниям органов дыхания, ЖКТ, кожи. Т. о. В-лимфоциты и их производные синтезируют антитела, осуществляют киллерную функцию в отношении клеток-мишеней, нагруженных антителами, регулируют иммунный ответ, обеспечивают иммунологическую память в системе продукции антител.
• Нормальное функционирование иммунной системы невозможно без макрофагов, которые выполняют функцию не только фагоцитов, но и представляют антигены для распознавания Тклетками, обеспечивают оптимальное взаимодействие между Т- и В-лимфоцитами в процессе иммунных реакций
• • • Особое положение среди иммунокомпетентных клеток занимают тимуснезависимые натуральные (естественные) киллеры, представляющие «первую линию обороны» организма от вирусов, осуществляющие противоопухолевую защиту. Взаимодействие между звеньями иммунитета осуществляют медиаторы – интерлейкины. Интерлейкин-1 (ИЛ-1) продуцируется макрофагами и представляет собой фактор, стимулирующий рост и пролиферацию Тлимфоцитов, процесс превращения Влимфоцитов в плазматические клетки. ИЛ-2 вырабатывается Т-лимфоцитами, способствует дифференцировке Тэффекторов в Т-киллеры, стимулирует выработку гамма-интерферона, регулирует активность естественных киллеров. ИЛ-3 продуцируется Т-хелперами, стимулирует образование тучных клеток, играет важную роль в возникновении аллергических реакций, повышает синтез гистамина. Интенсивно изучается роль ИЛ-4, 5, 6, преимущественно регулирующих Всистему иммунитета.
Процесс формирования иммунного ответа можно представить следующим образом: Антиген фагоцитируется и передается для распознавания Т- и Влимфоцитам. Влимфоцит под воздействием Тхелперов превращается в антителпродуцирующие плазматические клетки, которые синтезируют иммуноглобулины.
• Кроме гуморального и клеточного специфического иммунитета важную роль играют факторы неспецифической защиты: комплемент, лизоцим, пропердин, система интерферона.
• Неспецифическая резистентность организма обеспечивается также химическими и физическими факторами: целостность кожи и слизистых, кислая реакция кожи; удалению патогенных микроорганизмов способствует кашель, чихание, потоотделение, движение ресничек мерцательного эпителия респираторного тракта, рвота,
• Мобилизует защитные силы организма лихорадка. Нормальным иммунным реакциям способствует физиологическая микрофлора кишечника. Сила и характер иммунного ответа находятся под генетическим контролем. Об «иммунологической конституции» человека можно судить по распределению антигенов главного комплекса гистосовместимости человека – HLA и особенно локуса DR этой системы. Изучение HLA фенотипа позволяет прогнозировать предрасположенность к заболеваниям, репродуктивную функцию и даже продолжительность жизни.
ИММУНОГРАММА ЗДОРОВЫХ ДЕТЕЙ Т-лимфоциты В-лимфоциты О-лимфоциты Группы обследованных % В 1 мкл До 1 года 46, 4± 3, 1 1652± 12 1 19, 1± 1, 1 680± 58 34, 5± 2, 2 1032± 10 4 1 -3 года 57, 2± 2, 4 2472± 16 4 26, 3± 1, 3 1138± 64 16, 5± 1, 3 713± 82 4 -7 лет 60, 8± 3, 2 1534± 11 2 25, 4± 1, 4 640± 38 13, 8± 1, 1 348± 51 8 -14 лет 61, 4± 2, 7 1302± 98 23, 8± 1, 7 504± 47 14, 8± 1, 6 313± 43 15 -18 лет 64, 1± 3, 8 1072± 89 20, 7± 2, 1 346± 39 15, 2± 1, 4 254± 38
ИММУНОГРАММА ЗДОРОВЫХ ДЕТЕЙ показатели единицы измерения дети взрослые 1 -6 лет 7 -14 лет % 30 -42 38 -59 40 -60 В 1 мкл 460 -2100 615 -1255 600 -2500 Т-активные (Еа-РОК) % 15 -30 15 -35 Т-хелперы (ТР-РОК) % 17 -31 18 -40 Т-супрессоры % 7 -18 В-лимфоциты (ЕАС-РОК) % 14 -28 12 -24 10 -30 В-лимфоциты абсол. к-во В 1 мкл 134 -1370 142 -582 100 -900 ИГ А г/л 0, 6 -1, 4 0, 6 -2, 0 0, 75 -5, 0 ИГ М г/л 0, 4 -1, 5 0, 45 -1, 2 2, 0 -7, 0 ИГ G г/л 8, 8 -15, 6 8, 7 -17, 2 7, 0 -20, 0 ИГ Е ЕД До 200 До 210 До 180 Т-лимфоциты (Е-РОК)
• Нарушения онтогенеза иммунной системы, патогенные экзо- и эндогенные воздействия приводят к иммунопатологическим состояниям. Принято выделять 5 групп заболеваний, связанных с иммунологическими дисфункциями (Р. В. Петров, 1981). • иммунодефицитное состояние (ИДС). • инфекции иммунной системы. • опухоли ИС. • болезни ИС. • заболевания с избыточным реагированием системы иммунитета (аутоиммунная и атопическая патология).
Благодарю за внимание
Скачать презентацию Кафедра пропедевтики педиатрии ИММУННАЯ СИСТЕМА И ОСОБЕННОСТИ ЕЁ
АФО_им.сис..ppt