Варвара Гарнюк - Как работает иммунная система

Варвара ГарнюкВарвара Гарнюк

НаноНаноград град 2015, Саранск2015, Саранск

Как работает иммунная Как работает иммунная системасистема

http://durimar.com/chto-takoe-immunitet/

Иммунитет, для чего он?Иммунитет, для чего он?

Борьба с генетически чужеродным Борьба с генетически чужеродным материалом?материалом?

Понятие Понятие антигенаантигена: : Антигены - вещества различного Антигены - вещества различного происхождения, несущие признаки происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и генетической чужеродности и вызывающие развитие иммунных вызывающие развитие иммунных реакций. Против антигена в организме реакций. Против антигена в организме продуцируются продуцируются антителаантитела, которые , которые взаимодействуют с данным антигеномвзаимодействуют с данным антигеном

Иммунитет, для чего он?Иммунитет, для чего он?

Борьба с генетически чужеродным Борьба с генетически чужеродным материалом?материалом?

А как же микробиота? – в А как же микробиота? – в организме человека 10организме человека 1014 -14 -

101015 15 микроорганизмов. Масса микроорганизмов. Масса нормальной микрофлоры около 5 нормальной микрофлоры около 5 кг!кг!

Иммунитет, с чем будем Иммунитет, с чем будем бороться?бороться?

ПолезнПолезноеое действиедействие

Патогенные Патогенные организмы: вирусы, организмы: вирусы, бактерии, грибы, бактерии, грибы, паразиты и продукты паразиты и продукты их деятельностиих деятельности

Собственные Собственные измененные клетки: измененные клетки: выполнившие свою выполнившие свою функцию, раковые, функцию, раковые, повреждённые, повреждённые, умершиеумершие

«Вредн«Вредноое» е» действиедействие

Чужеродные ткани: Чужеродные ткани: трансплантатытрансплантаты

Клетки собственного Клетки собственного организма при организма при «сбоях» в иммунной «сбоях» в иммунной системе: системе: аутоиммунные аутоиммунные заболеваниязаболевания, , аллергияаллергия

Иммуннитет - этоИммуннитет - это

Способ защиты организма от действия Способ защиты организма от действия различных веществ и организмов, различных веществ и организмов, вызывающих вызывающих повреждениеповреждение его клеток и его клеток и тканейтканей

Строение иммунной Строение иммунной системысистемы

Органы Органы

Центральные:Центральные: Костный мозгКостный мозг ТимусТимус

ПериферическиеПериферические СелезёнкаСелезёнка Скопления Скопления

лимфоидной ткани: лимфоидной ткани: лимфатические узлы, лимфатические узлы, миндалины, миндалины, аденоидыаденоиды

Клетки Клетки Нейтрофилы Нейтрофилы МакрофагиМакрофаги Эозинофилы, Эозинофилы,

базофилы, тучные базофилы, тучные клеткиклетки

Естественные Естественные киллерыкиллеры

Дендритные клеткмиДендритные клеткми Т- и В-лимфоцитыТ- и В-лимфоциты

Органы иммунной Органы иммунной системысистемы

http://www.transfer4life.ru/immunnaya-sistema-cheloveka

2 вида иммунитета2 вида иммунитета

Врождённый, «древний» - 1,5 Врождённый, «древний» - 1,5 млрд. лет. Им обладают все млрд. лет. Им обладают все многоклеточные организмы и многоклеточные организмы и растениярастения. Осуществляет 95% . Осуществляет 95% иммунных реакцийиммунных реакций

Адаптивный (приобретённый), Адаптивный (приобретённый), «новый» - 500 млн. лет. «новый» - 500 млн. лет. Присутствует только у 1,5% Присутствует только у 1,5% животныхживотных. Обеспечивает 5% реакций. Обеспечивает 5% реакций

Развитие иммунного Развитие иммунного ответа. ответа.

3 уровня защиты3 уровня защитыПервый уровень: Первый уровень: механические, механические, химические и биологические химические и биологические барьерыбарьеры

http://cartoon.kulichki.com/medicine/med285.htm

Развитие иммунного Развитие иммунного ответа. ответа.

3 уровня защиты3 уровня защитыУровень 2: врождённый иммунитетУровень 2: врождённый иммунитет

Особенности:Особенности: «Включается» сразу – через «Включается» сразу – через

секунды/минуты/часы после секунды/минуты/часы после внедрения патогена или внедрения патогена или повреждения тканейповреждения тканей

Неспецифичен: иммунный ответ Неспецифичен: иммунный ответ всегда одинаков и максимален, всегда одинаков и максимален, независимо от вида патогенанезависимо от вида патогена

Развитие иммунного Развитие иммунного ответа. ответа.

3 уровня защиты3 уровня защитыУровень 2: врождённый иммунитетУровень 2: врождённый иммунитет

Как происходит распознавание патогена?Как происходит распознавание патогена?

Система врожденного иммунитета «узнаёт» Система врожденного иммунитета «узнаёт» не конкретные части патогенов, а некие не конкретные части патогенов, а некие обобщённые структуры, которые одинаковы обобщённые структуры, которые одинаковы у множества микроогранизмов – у множества микроогранизмов – компоненты бактериальной стенки, ДНК и компоненты бактериальной стенки, ДНК и РНК; РНК; или, в случае механического повреждения или, в случае механического повреждения тканей, - тканей, - алармины алармины (молекулы «опасности») (молекулы «опасности») – – сигнальные молекулы сигнальные молекулы собственного организма, собственного организма, выделяющиеся при повреждениивыделяющиеся при повреждении

Развитие иммунного Развитие иммунного ответа. ответа.

3 уровня защиты3 уровня защитыУровень 3: адаптивный иммунный ответУровень 3: адаптивный иммунный ответ

Особенности:Особенности: Включается только в том случае, если Включается только в том случае, если

врождённые иммунные механизмы врождённые иммунные механизмы оказались неэффективныоказались неэффективны

Действие проявляется через несколько Действие проявляется через несколько дней после внедрения патогена: дней после внедрения патогена: существует «латентный период»существует «латентный период»

Развитие иммунного Развитие иммунного ответа. ответа.

3 уровня защиты3 уровня защитыУровень 3: адаптивный иммунный ответУровень 3: адаптивный иммунный ответ

Особенности:Особенности: Распознает конкретные антигены, Распознает конкретные антигены,

характерные для данного патогенахарактерные для данного патогена Очень специфичен: для каждого Очень специфичен: для каждого

обнаруженного антигена вырабатывается обнаруженного антигена вырабатывается уникальное антителоуникальное антитело

Часть выработанных антител сохраняется в Часть выработанных антител сохраняется в организме и при повторном попадании организме и при повторном попадании данного антигена быстро с ним данного антигена быстро с ним взаимодействуют – иммунологическая памятьвзаимодействуют – иммунологическая память

Развитие иммунного Развитие иммунного ответа. ответа.

3 уровня защиты3 уровня защиты

http://slovoblyd.ru/emolit-chast-iv/kak-uluchshit-immunitet/

Уровень 3: адаптивный иммунный Уровень 3: адаптивный иммунный ответответ

Реализация иммунного Реализация иммунного ответаответа

2 механизма:2 механизма: Клеточный: нейтрофилы, Клеточный: нейтрофилы,

моноциты, макрофаги, Т- и В-моноциты, макрофаги, Т- и В-лимфоциты, дендритные клетки, лимфоциты, дендритные клетки, эозинофилы, базофилы, тучные эозинофилы, базофилы, тучные клеткиклетки

Гуморальный: белки крови, Гуморальный: белки крови, цитокиныцитокины, гормоны, , гормоны, антителаантитела

Клеточный иммунитет

Клеточный иммунитетКлеточный иммунитет. . НейтрофилыНейтрофилы

Это первая линия клеточной защитыЭто первая линия клеточной защиты Составляют Составляют 35-75% от общего числа 35-75% от общего числа

лейкоцитов (2/3)лейкоцитов (2/3) Обладают самой большой подвижностью Обладают самой большой подвижностью

среди клеток организма, первыми среди клеток организма, первыми приходят в очаг воспаления (в течении 30 приходят в очаг воспаления (в течении 30 мин)мин)

ЗахватываютЗахватывают и поглощают чужеродные и поглощают чужеродные объектыобъекты

Продуцируют сигнальные и регуляторные Продуцируют сигнальные и регуляторные молекулы для привлечения других клетокмолекулы для привлечения других клеток

http://www.hv-info.ru/gepatit-s/lechenie/pobochnye-effekty/neytropeniya.html

http://slipups.ru/?p=1229

Wild M.K. Leukocyte Migration and Selectins

Фагоцитоз микроорганизмаФагоцитоз микроорганизма

 Gartner L.P, Hiatt J.M. Color Textbook of Histology, , 3th ed., The McGraw-Hill Companies, 2006, 592 p., 446 Ill

МакрофагиМакрофагиКлючевые клетки иммунитета, Ключевые клетки иммунитета, посредники между врождённым и посредники между врождённым и адаптивным иммунитетомадаптивным иммунитетом

Эволюционно – древнейшие клетки Эволюционно – древнейшие клетки иммунитета, есть даже у примитивных иммунитета, есть даже у примитивных организмоворганизмов

Распознают, поглощают и убивают Распознают, поглощают и убивают инфицирующие агентыинфицирующие агенты

Очищают организм от собственных Очищают организм от собственных продуктов распада и отмирающих продуктов распада и отмирающих клетокклеток

Моноциты, макрофагиМоноциты, макрофаги

http://slipups.ru/?p=1229

МакрофагиМакрофаги

Роль макрофагов в защите Роль макрофагов в защите ткани открыл Илья Ильич ткани открыл Илья Ильич Мечников, получивший в Мечников, получивший в 1908 году Нобелевскую 1908 году Нобелевскую премию за фагоцитарную премию за фагоцитарную теории иммунитета. Изучая теории иммунитета. Изучая личинку морской звезды, в личинку морской звезды, в которую был воткнут которую был воткнут розовый шип, Мечников розовый шип, Мечников обнаружил мобильные обнаружил мобильные амебоподобные клетки, амебоподобные клетки, которые пытались которые пытались «сожрать» шип. Назвал их «сожрать» шип. Назвал их «фагоциты»«фагоциты»

http://slipups.ru/?p=1229

Макрофаги Макрофаги

2-9% от общего числа лейкоцитов2-9% от общего числа лейкоцитов В костном мозге развитие 2 дняВ костном мозге развитие 2 дня, затем, затем

моноцит выходит в кровь, где находится моноцит выходит в кровь, где находится около около сутсутоокк, затем , затем переходит в ткани, переходит в ткани, становясь макрофагом (крупная клетка становясь макрофагом (крупная клетка ок. 23 мкм), живёт около 2 недельок. 23 мкм), живёт около 2 недель

В разных тканях макрофаги называются В разных тканях макрофаги называются по-разному: Купферовские клетки в по-разному: Купферовские клетки в печени, микроглия в нервной ткани, печени, микроглия в нервной ткани, альвеолярные макрофаги в лёгких альвеолярные макрофаги в лёгких

МакрофагиМакрофаги Основная функция: очищение организма от Основная функция: очищение организма от

умирающих клеток. умирающих клеток.

Только в крови ежедневно погибает 20х10Только в крови ежедневно погибает 20х109 9

нейтрофилов и 200х10нейтрофилов и 200х109 9 эритроцитов. Эти эритроцитов. Эти клетки уничтожаются макрофагами в печени клетки уничтожаются макрофагами в печени и селезёнкеи селезёнке

Если макрофаги сильно «заняты» удалением Если макрофаги сильно «заняты» удалением «своих» клеток, они менее активны к «своих» клеток, они менее активны к внешним патогенам. Этим пользуются внешним патогенам. Этим пользуются некоторые возбудители болезней (хламидии, некоторые возбудители болезней (хламидии, трипаносомы, микобактерии), вызывая трипаносомы, микобактерии), вызывая программируемую гибель клеток. По этой же программируемую гибель клеток. По этой же причине человеку проще заразится, если он причине человеку проще заразится, если он устал, истощёнустал, истощён

МакрофагиМакрофагиФункции в иммунном процессе:Функции в иммунном процессе:

Удаление отработанных нейтрофилов и Удаление отработанных нейтрофилов и др. клеток из очага воспалениедр. клеток из очага воспаление

Распознавание и фагоцитоз патогенов. Распознавание и фагоцитоз патогенов. Для этого, в отличии от нейтрофилов, Для этого, в отличии от нейтрофилов, не обязательна опсонизация патогена, не обязательна опсонизация патогена, т.к. у макрофага больший «арсенал» т.к. у макрофага больший «арсенал» распознающих рецепторовраспознающих рецепторов

Регуляция иммунного ответа –могут Регуляция иммунного ответа –могут оказывать, как стимулирующее, так и оказывать, как стимулирующее, так и угнетающее действие на процессугнетающее действие на процесс

Антигенная презентацияАнтигенная презентация

Дендритные клеткиДендритные клетки

http

://sci-lib.co

m/a

rticle2

13

8.h

tml

Главные Главные анигенпрезентирующианигенпрезентирующие клеткие клетки Имеют множество Имеют множество отростков (дендритов)отростков (дендритов) «Таможенники» «Таможенники» барьерных органов барьерных органов (печень, лёгкие, кожа). (печень, лёгкие, кожа). Поймав патоген, Поймав патоген, перерабатывают его и перерабатывают его и перемещаются в перемещаются в лимфатический узел, лимфатический узел, где «показывают» где «показывают» антиген лимфоцитамантиген лимфоцитам

Антигенпрезентирующие Антигенпрезентирующие клеткиклетки

В погоне за бактериейВ погоне за бактерией

Эозинофилы, тучные Эозинофилы, тучные клетки, базофилыклетки, базофилы

http://superhimik.livejournal.com/photo/album/9810/?page=1

Обеспечивают противопаразитарный иммунитет и Обеспечивают противопаразитарный иммунитет и аллергические реакции. Обладают способностью к аллергические реакции. Обладают способностью к экзоцитозу (выбросу содержимого гранул наружу), поэтому экзоцитозу (выбросу содержимого гранул наружу), поэтому могут противостоять объектам, сильно превосходящим их могут противостоять объектам, сильно превосходящим их по размеру. Базофилы и тучные клетки – главные по размеру. Базофилы и тучные клетки – главные продуценты гистаминапродуценты гистамина

ЛимфоцитыГлавные клетки иммунной системы! Являются участниками и врождённого и адаптивного иммунитета

25-40% всех лейкоцитов крови Только 2% лимфоцитов циркулируют в крови,

98% находятся в тканях Несколько видов лимфоцитов: – NK-клетки (Natural Killers) – T-лимфоциты – В-лимфоциты Отвечают и за клеточный иммунитет, и за

гуморальный (В-клетки).

Естественные килеры: Естественные килеры: NKNK--клеткиклетки

http://drugabuse.gov/NIDA_notes/NNvol21N6/morphine.html

Клетки врожденного иммунитета. Клетки врожденного иммунитета. 10% от лимфоцитов в крови10% от лимфоцитов в крови

Естественные килерыЕстественные килерыУничтожают повреждённые («Уничтожают повреждённые («danger-danger-сигнал»), заражённые или нетипичные для сигнал»), заражённые или нетипичные для организма (мутировавшие) клетки организма, организма (мутировавшие) клетки организма, обеспечивая устойчивость к инфекциям и обеспечивая устойчивость к инфекциям и опухолям.опухолям.

2 механизма:2 механизма: Выброс гранулВыброс гранул Подача сигнала Подача сигнала К апоптозу клеткиК апоптозу клетки

http://www.thyroid-info.com/immune/imm09.htm

В-лимфоцитыВ-лимфоциты Клетки адаптивной иммунной системы Могут презентировать Могут презентировать антиген Т-клеткам, от антиген Т-клеткам, от которых затем получают которых затем получают сигнал к превращению в сигнал к превращению в плазматическую клетку, плазматическую клетку, которая продуцирует которая продуцирует антитела против данного антитела против данного антигенаантигена Время жизни – несколько Время жизни – несколько суток, но плазматические суток, но плазматические клетки могут жить годыклетки могут жить годы

В-лимфоциты

Клональная-селекционная теория образования

Т-лимфоцитыТ-лимфоциты Клетки адаптивной иммунной системы 3 вида Т-клеток: – Т-цитотоксические («убийцы») – Т-хелперы («помощники») – Т-регуляторные

Т-лимфоцитыТ-лимфоциты

Развитие происходит в тимусе Позитивная и негативная селекция:

должны узнавать свои клетки, но не слишком сильно

Постоянно перемещаются из крови в лимфоузлы, затем обратно и т.д., пока не столкнутся с антигеном. До этого времени могут пройти месяцы или даже годы

Часть клеток после встречи с антигеном сохраняется навсегда – Т-клетки памяти

Функции разных Т-клеток – Т-хелперы – «помогают» во всех

иммунных реакциях: выделяют вещества, привлекающие другие клетки и определяющие, что им делать

– Т-регуляторные – следят, чтобы иммунный ответ не выходил из под контроля и не причинил вред собственному организму

Т-цитотоксические – уничтожают заражённые вирусом или опухолевые клетки. Механизм сходен с NK-клетками. Но NK-клетки действуют сразу, а Т-клеток сначала мало, им нужно нарастить свой потенциал, на это уходит 5-7 дней

Гуморальный иммунитет

Цитокины

Образование антителОбразование антител

ВакцинаВакцинацияция

http://forumodua.com/blog.php?b=14863

ВакцинаВакцинация ция

Как обмануть иммунную систему?

Проникнуть туда, где тебя не найдут – в клетки самой иммунной системы Маскироваться под «своих»

Вырабатывать вещества, подавляющие иммунную систему

Уничтожать вещества, активирующие иммунную систему

Спасибо за внимание!Спасибо за внимание!