Филогенез иммунной системы

Филогенез иммунной системы

Иммунная система: развитие, краткий обзор

Филогенез. На низших этапах эволюционного развития защитные реакции носят неспецифический характер. У простейших они ограничиваются поглощением и ферментативным расщеплением, у примитивных многоклеточных имеются защитные барьеры и специализированные фагоциты. Лимфоидные клетки, способные к распознаванию антигена и обладающие иммунологической памятью, появляются только у низших хордовых. У высших позвоночных и человека в защите организма принимают участие как гуморальный и клеточный иммунитет, так и факторы неспецифической защиты.

Лимфоциты на ранних этапах кроветворения образуются в желточном мешке. Затем на 4-5-й неделе внутриутробного развития их основным источником становится печень , а еще позже — костный мозг . В-лимфоциты проходят антигеннезависимую дифференцировку в костном мозге. Здесь на их поверхности появляются IgM . Затем они покидают костный мозг и заселяют периферические органы иммунной системы . Контакт с антигеном стимулирует антигензависимую дифференцировку В-лимфоцитов в плазматические клетки , способные к выработке антител . Плазматические клетки плода начинают секретировать IgM примерно на 10-й, IgG — на 12-й и IgA — на 30-й неделе внутриутробного развития. У новорожденного антитела представлены в основном материнскими IgG, уровни IgM и IgA, если не было внутриутробной инфекции, незначительны. Динамика уровня иммуноглобулинов в сыворотке в зависимости от возраста представлена на рис. 1.2 . Предшественники Т-лимфоцитов на 6-8-й неделе внутриутробного развития заселяют тимус, где происходят рост, антигеннезависимая дифференцировка и гибель Т-лимфоцитов, направленных против собственных антигенов. Активность этих процессов возрастает, становясь максимальной в период полового созревания.

Фагоциты так же, как и лимфоциты, на ранних этапах кроветворения образуются желточном мешке. У двухмесячного плода их немного, и представлены в основном миелоцитами и макрофагами соединительной ткани . На 4-5-м месяце внутриутробного развития в селезенке и лимфоузлах появляются моноциты , количество которых впоследствии возрастает. Нейтрофилы новорожденных , родившихся в срок, проявляют нормальную фагоцитарную активность, нейтрофилы недоношенных фагоцитируют слабее. Способность нейтрофилов и моноцитов новорожденных к хемотаксису выражена слабее, чем у взрослых.

Начало синтеза компонентов комплемента во внутриутробном периоде по времени почти совпадает с началом синтеза иммуноглобулинов. Компоненты комплемента не проникают через плаценту, поэтому их концентрация в крови новорожденного невелика.

Центральные и периферические органы иммунной системы. Современная схема иммуногенеза. Онтогенез и филогенез иммунной системы.

Органы иммунной системы

1.центральные (костный мозг и тимус)

2. периферические (лимф узлы, селезенка, лимфоидные образования, ассоциированные со слизистыми оболочками, кровь-транспорт, кожа, печень)

Функции центральных: 1)лимфопоэз с образованием наивных лимфоцитов, 2)приобретение клетками рецепторов для распознавания своего и чужого, 3)регуляторная функция (гормоны тимуса)

Костный мозг. Здесь из стволовой кроветворной клетки образуется лимфотическая стволовая клетка, из нее образуется 5 видов клеток: 1) зрелые иммунокомпетентные В2- лимфоциты 2) нормальные киллеры 3) дендритные клетки 4) предшественники Т-лимфоцитов, которые мигрируют в тимус, а некоторые в слизистую оболочку ЖКТ 5) предшественники В1- лимфоцитов, в период эмбриогенеза из костного мозга поступают в брюшную и плевральную полости, становятся зрелыми и вступают в иммуногенез

Тимус. Орган, расположенный в переднем средостении за грудиной, напоминает вилы, лист тимьяна. На 2 месяце эмбрионального развития становится эпителиальным органом. Затем-лимфоэпителлиальным. После 40 лет наблюдается физиологическая инволюция тимуса, когда лимфоидная часть замещается корковым веществом. Выделяют 3 функциональных слоя: 1) наружный, корковый (сюда из костного мозга поступают пре-Т-лимфоциты, они активно делятся, контактируют со специализированными клетками-кормилицами и под действием гормонов, цитокинов они дифференц в более зрелые клетки. Часть из них мигрирует во внутренний корковый и мозговой слой)

2)внутренний корковый слой (Здесь малые тимоциты. Они меньше пролиферируют, становятся взрослыми, 80-90%-погибает в тимусе под действием глюкокортикоидов, цитокинов, 10%-становятся клетками-иммигрантами, приобретают специфические рецепторы и становят зрелыми иммунокомпетентными Т-лимф)

3)мозговой слой (лимфоциты среднего размера, контактируют с интердигитальными дендритными клетками. Они иногда не покидают тимус. Являются потенциально опасными для организма, способны реагировать и формировать иммунный ответ на собственные клетки организма. Такие клетки подвергаются апоптозу)

Функции тимуса: 1) лимфопоэтическая (созревают Т-лимф, приобретают рецепторы) 2) иммунорегуляторная (эпителиальный клетки тимуса синтезируют гормоны, которые влияют на созревание всей иммунной системы) 3) цензорная (контроль чужеродности-Т-лимфоциты обучаются распознавать свое и чужое) 4) контроль антигенного состава организма 5) функция биологических часов (от деятельности тимуса зависит продолжительность жизни)

Периферические органы иммунной системы — это лимфоузлы , селезенка , лимфатические фолликулы ЖКТ . Эти органы связаны между собой кровеносными и лимфатическими сосудами. Перемещаясь по этим сосудам, лимфоциты получают информацию об антигене и передают ее во все органы иммунной системы.

Читайте также:  Температура перед месячными почему поднимается, норма, зачем измерять

Фазы иммуногенеза. В иммуногенезе различают две фазы — индуктивную и продуктивную. Индуктивная протекает с момента введения антигена до появления антителообразующих клеток. Она продолжается не более 20 ч. В течение этого времени происходят распознавание антигена иммунокомпетентными клетками, кооперация между Т- и В-лимфоцитами, а также начальные этапы дифференцировки В-лимфоцитов в плазматические антителообразующие клетки (плазмоциты). Они образуются из незрелых плазматических клеток — плазмобластов, которые делятся через каждые 6—9 ч.

Индуктивная фаза особенно чувствительна к изменениям, которым лимфоидная ткань может подвергаться в результате патологических процессов, а также при воздействии облучения, гипотермии, под влиянием кортизона и других факторов.

Продуктивная фаза иммуногенеза начинается через сутки после введения антигена. В этой фазе происходят пролиферация плазматичёскйх клеток лимфоидных органов (селезенки, лимфатических узлов, лимфоидных скоплений слизистых оболочек), прохождение ими завершающих этапов дифференцировки, синтез и секреция антител.

Филогенез. На низших этапах эволюционного развития защитные реакции носят неспецифический характер. У простейших они ограничиваются поглощением и ферментативным расщеплением, у примитивных многоклеточных имеются защитные барьеры и специализированные фагоциты. Лимфоидные клетки, способные к распознаванию антигена и обладающие иммунологической памятью, появляются только у низших хордовых. У высших позвоночных и человека в защите организма принимают участие как гуморальный и клеточный иммунитет, так и факторы неспецифической защиты.

Онтогенез. Лимфоциты на ранних этапах кроветворения образуются в желточном мешке. Затем на 4-5-й неделе внутриутробного развития их основным источником становится печень , а еще позже -костный мозг . В-лимфоциты проходят антигеннезависимую дифференцировку в костном мозге. Здесь на их поверхности появляются IgM . Затем они покидают костный мозг и заселяют периферические органы иммунной системы . Контакт с антигеном стимулирует антигензависимую дифференцировку В-лимфоцитов в плазматические клетки , способные к выработке антител . Плазматические клетки плода начинают секретировать IgM примерно на 10-й, IgG — на 12-й и IgA- на 30-й неделе внутриутробного развития. У новорожденного антитела представлены в основном материнскими IgG, уровни IgM и IgA, если не было внутриутробной инфекции, незначительны. Предшественники Т-лимфоцитов на 6-8-й неделе внутриутробного развития заселяют тимус, где происходят рост, антигеннезависимая дифференцировка и гибель Т-лимфоцитов, направленных против собственных антигенов. Активность этих процессов возрастает, становясь максимальной в период полового созревания.

Филогенез иммунной системы.

ЛЕКЦИЯ № 24

ТЕМА: ЭВОЛЮЦИЯ ОРГАНОВ И СИСТЕМ.

Цель: Знать сущность современных взглядов на происхождение Земли и появление жизни на ней.

1. Эволюция пищеварительной системы.

2. Эволюция иммунной системы.

3. Эволюция эндокринной системы.

4. Эволюция дыхательной системы.

Пищеварительная система.

С 1880 по 1950г господствовала теория Мечникова. Она была дополнена Иордановым. Пищеварение эволюционирует от внутриклеточного (простейшие) до полостного неклеточного (высшие животные). Пищеварительная первичная кишка формируется у кишечнополостных животных – гаструляция. Кишечнополостные относятся к первичноротым, бластопор у них функционирует всю их жизнь.

Иглокожие и хордовые относятся к вторичноротым. Бластопор у них зарастает, а через некоторое время на противоположном конце появляется впячивание, превращающееся в дальнейшем в ротовую бухту и вторичный рот. Чуть позднее на месте бластопора прорывается анальное отверстие.

У кишечнополостных внутриполостное пищеварение замещается внутриклеточным. Пища поступает в рот, выделяются ферменты, пища измельчается, и клетки энтодермы захватывают питательные вещества.

Плоские черви. У трематод есть рот с глоткой и 2 кишечные ветви (в виде трубочек или разветвленные), состоящие из переднего (эктодермальное происхождение) и среднего отделов (энтодермальное происхождение). Есть внутриклеточное и полостное пищеварение. Кишечник замкнут слепо.

Круглые черви. Появляется задний отдел (впячивание эктодермы). На заднем конце тела появляется анальное отверстие. Пища передвигается в одном направлении, что обеспечивает более качественное переваривание.

Кольчатые черви. В стенке кишки появляются мышечные структуры, возможна перистальтика.

Членистоногие. Кишечная стенка более дифференцирована. Появляются челюсти, исполняющие функцию измельчения пищи. Возникают также и пищеварительные железы, выделяемые ими ферменты, способствуют более качественному перевариванию пищи.

Круглоротые (миксины и миноги) – полупаразиты. Отсутствуют челюсти, вместо ротовой полости – ротовая воронка, на дне которой находится рот: язык с зубами на нем. Пищеварительная трубка не дифференцирована. Глотка пронизана жаберными щелями. Кишечник является непосредственным продолжением глотки. Печень возникает из выроста начального отдела средней кишки. Печень представляет собой ветвистую трубчатую железы. Возникает зачаток поджелудочной железы.

Рыбы. Ротовая полость, по краю которой располагаются зубы, зубная система — гомодонтная (все зубы имеют одинаковое строение и функции). Зубы гомологичны плакоидной чешуе хрящевых рыб. Есть примитивный язык – двойная складка. Желез в ротовой полости нет. За ротовой полостью располагается глотка, далее – пищевод, желудок и кишечник, заканчивающийся анальным отверстием. Кишечник есть тонкий и толстый. Кишечник образует многочисленные петли. Есть печень, поджелудочная железа и желчный пузырь.

Читайте также:  ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА В ЛИНЗАХ — МегаЛекции

Амфибии. Ротовая полость и глотка перестают быть отдельными образованиями, образуется единая ротоглоточная полость. Имеются слюнные железы, секрет которых служит только для смачивания пищи, химическое же воздействие на пищу не оказывается. Гомодонтная зубная система. Имеются евстахиевы трубы, гортань, хоаны. Кишечник состоит из 2 отделов. Толстый кишечник открывается клоакой. Есть большая печень и поджелудочная железа.

Рептилии. Гомодонтная система зубов. Однако у некоторых представителей появляется дифференцировка зубов. Ротовые слюнные железы хорошо развиты, особенно подъязычные, губные, зубные. У ядовитых змей задняя пара зубных желез преобразована в ядовитые зубы. Строение пищевода и кишечника сохраняется то же. На границе тонкого и толстого кишечника есть небольшой слепой вырост. Длина кишечника гораздо больше, чем у амфибий, поэтому он образует многочисленные петли. Кишечник заканчивается клоакой.

Пищеварительный тракт млекопитающих начинается преддверием полости рта, предротовой полостью. Мясистые губы служат для захвата пищи, зубная система гетеродонтная. Для млекопитающих характерны хорошо развитые слюнные железы, наиболее крупными из которых являются околоушная, поднижнечелюстная, подъязычная.

1958г – после работ Уголева добавлено мембранное пищеварение. Расщепление пищи происходит под действием ферментов, выбрасываемых в полость их клеток – экзоцитоз. Ферменты расщепляют крупные молекулы и надмолекулярные комплексы, обеспечивая начальные этапы пищеварения. В тонком кишечнике полостное, мембранное и внутриклеточное пищеварение идут одновременно. Внутриклеточное пищеварение реализуется следующим образом: вн6утри клетки питательные вещества гидролизуются ферментами в цитоплазме. В клетку обычно проникают ди — и олигомеры.

Мембранное пищеварение имеет место на всех этапах развития живой природы. Оно происходит в тонкой кишке человека и связано с ферментами и мембранами клеток. Активные центры ферментов обращены в сторону кишки (водной фазы).

Филогенез иммунной системы.

Эволюция живого мира состояла в образовании таких форм жизни, которые активно взаимодействуют с другими живыми организмами. Биологические организмы существуют в биотическом окружении. Они взаимодействуют с другими организмами, в биоценозе существует круговорот.

Абиотические факторы менее сильно воздействуют на организм. Эволюция живой материи привела к возникновению динамической системы взаимозависимых организмов, не могут существовать без биотического взаимодействия. Такие взаимодействия проявляются в питании и обмене веществ. Существует тенденция к усложнению связей. Современные многоклеточные организмы во многом утратили возможность синтезировать даже простые органические вещества, но научились добывать их в готовом виде. Это консументы (в том числе человек). Жизнь основана на питании продуктами биосинтеза, создание которых осуществляется продуцентами (зеленые растения). Жизнь консументов напрямую зависит от биологической продуктивности растений и от развитости растениеводства. Растениеводство- источник пищи и сырья для промышленности (в том числе фармацевтической промышленности). 40% лекарственных средств в мировой фармацевтической промышленности растительного происхождения, снижение продуктивности растений приводит к голоданию, недоеданию, ухудшению качества жизни, снижению производства и уровня общественного здоровья. Важнейший фактор, понижающий урожайность растений – микроорганизмы, грибы, бактерии. Они приспособлены к паразитизму на разных растениях, животных и человеке. Пандемия гриппа – «испанки» унесла жизни 20 млн. человек. Жертвы микробного паразитизма — все живые организмы, в том числе и сами микробы.

Почему земле до сих пор не населена одними микроорганизмами?

Почему жестокий антагонизм между живыми существами не привел к гибели живой материи еще на заре эволюции?

Почему эволюция не остановилась?

Ответы на эти и многие другие вопросы дает иммунология.

Иммунитет – невосприимчивость, устойчивость, резистентность, толерантность – способность организма противостоять агрессии со стороны других биологических видов.

1902 г. Мечников и Зильбер основали учение об иммунитете.

«Иммунитет – это совокупность всех наследственных полученных и индивидуально приобретенных организмом свойств, которые препятствуют проникновению и размножению микроорганизмов, вирусов и других патогенных объектов и действию выделяемых ими продуктов».

Наследственный иммунитет – свойства невосприимчивости, полученные от предков. Он определяется генотипом.

Индивидуальный иммунитет — приобретенный иммунитет, который вырабатывается на протяжении жизни организма.

Выделяют следующие группы факторов иммунитета:

Лимфоидные факторы – наследственная способность организмов создавать иммунитет.

Конституциональные – имеют общебиологическое значение. Они присутствуют у всех организмов независимо от таксономического положения.

Читайте также:  Офтальмогерпес (герпес на глазах); Vita Farma

У беспозвоночных и позвоночных существует система фагоцитоза. У растений и простейших подобная система отсутствует. Растения защищены только наследственными свойствами. Грибы и вирусы тоже не защищены. Только у позвоночных существует приобретенная невосприимчивость благодаря наличию лимфоидной системы. При этом защитные функции лимфатической системы осуществляются специфической активностью антител и иммуноглобулинов.

Антигены – любые вещества, удовлетворяющие требованиям:

— индицируют образование соответствующих антител при введении в организм;

— вступают в реакцию с молекулой комплементарного иммуноглобулина.

Наибольшей антигенной активностью обладают белки, меньшей – полисахариды и нуклеиновые кислоты. Существует большое количество антител.

Антитела вырабатываются комплексом органов:

— пейеровы бляшки тонкого кишечника;

— сумка Фабрициуса (у птиц).

Изучение иммунитета производится на растениях. Восприимчивость генетически детерминирована (доминантные и рецессивные признаки). Более 50 лет изучается иммунитет иммуногенетикой.

Эндокринная система.

В любом организме вырабатываются соединения, разносящиеся по всему организму, имеющие интегративную роль. У растений есть фитогормоны, контролирующие рост, развитие плодов, цветов, развитие пазушных почек, деление камбия и др. Фитогормоны есть у одноклеточных водорослей.

Гормоны появились у многоклеточных организмов, когда возникли специальные эндокринные клетки. Однако химические соединения, играющие роль гормонов, были и раньше. Тироксин, трийодтиронин (щитовидная железа) обнаружены у цианобактерий. Гормональная регуляция у насекомых изучена плохо.

В 1965 году Вильсон выделил инсулин из морской звезды.

Оказалось, что дать определение гормону очень трудно.

Гормон – это специфическое химическое вещество, выделяемое особыми клетками в определенном участке тела, которое поступает в кровь и затем оказывает специфическое действие на определенные клетки или органы-мишени, расположенные в других областях тела, что приводит к координации функций всего организма в целом.

Известно большое количество гормонов млекопитающих. Они делятся на 3 основные группы.

Феромоны. Выделяются во внешнюю среду. С их помощью животные принимают и передают информацию. У человека запах 14 — окситететрадекановой кислоты четко различают только женщины, достигшие половой зрелости.

Наиболее просто организованные многоклеточные организмы – например, губки тоже имеют подобие эндокринной системы. Губки состоят из 2 слоев – энтодермой и экзодермой, между ними располагается мезенхима, в которой содержатся макромолекулярные соединения, характерные для соединительной ткани более высокоорганизованных организмов. В мезенхиме есть мигрирующие клетки, некоторые клетки способны секретировать серотонии, ацетилхолин. Нервная система у губок отсутствует. Вещества, синтезируемые в мезенхиме, служат для связи отдельных частей организма. Координация осуществляется за счет перемещения клеток по мезенхиме. Есть также и перенос веществ между клетками. Заложена основа химической сигнализации, которая характерна для остальных животных. Самостоятельных эндокринных клеток нет.

У кишечнополостных имеется примитивная нервная система. Первоначально нервные клетки выполняли нейросекреторную функцию. Трофическую функцию, осуществляли контроль роста, развития организма. Затем нервные клетки стали вытягиваться и образовали длинные отростки. Секрет выделялся около органа-мишени, без переноса (т.к. не было крови). Эндокринный механизм возник раньше проводникового. Нервные клетки были эндокринными, а потом получили и проводниковые свойства. Нейросекреторные клетки был первыми секреторными клетками.

Первичноротые и вторичноротые вырабатывают одинаковые стероидные и пептидные гормоны. Принято считать, что в процессе эволюции из одних полипептидных гормонов могут возникнуть новые (мутации, дупликации генов). Дупликации менее подавляются естественным отбором, чем мутации. Многие гормоны могу синтезироваться не в одной железе, а в нескольких. Например, инсулин вырабатывается в поджелудочной железе, подчелюстной железе, 12-перстной кишке и других органах. Существует зависимость генов, контролирующих синтез гормонов от положения.

Дыхательная система.

Большинство животных – аэробы. Диффузия газов из атмосферы посредством водного раствора осуществляется при дыхании. Элементы кожного и водного дыхания сохраняются даже в высших позвоночных животных. В ходе эволюции у животных возникли разнообразные дыхательные приспособления – производные кожи и пищеварительной трубки. Жабры и легкие – производные глотки.

ВОПОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Роль и происхождение систем органов.

2. Закономерности эволюции покровов тела, скелета, нервной, кровеносной, выделительной, пищеварительной, дыхательной и мочеполовой систем органов.

3. Черты рекапитуляций филэмбриогенеза в эмбриональном развитии основных систем органов и связанные с этим пороки развития.

4. Разнообразие нарушений, возникающих во время эмбриогенеза, причины их возникновения и возможности медицины в исправлении этих нарушений.

1. Беляев Д. К., Дымшиц Г. М., Бородин П. М. и др./ Под ред. Беляева Д. К., Дымшица Г. М. Биология, 11 класс, Базовый уровень, 2017 г

Ссылка на основную публикацию
Физиологические растворы — Большая советская энциклопедия
Физиологический раствор (лекарство) - Saline (medicine) 7647-14-5 DB09153 451W47IQ8X ЧЕБИ: 26710 Интерактивное изображение Физиологический раствор , также известный как физиологический...
Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии (г
-->Сосудистая хирургия, Мурманск, МОКБ --> ИСТОРИЯ Отделение сердечно-сосудистой хирургии было обра­зовано в 1997 году в результате объединения двух отделе­ний -...
Фезам — инструкция по применению, описание, отзывы пациентов и врачей, аналоги
Таблетки от давления Фезам Лекарственное средство «Фезам» относится к группе ноотропов, то есть тех препаратов, которые воздействуют на работу мозга....
Физиотенз аналоги, инструкция по применению
Российские аналоги Физиотенза Физиотенз – оригинальный лекарственный препарат для снижения давления. Он может применяться экстренно, как средство скорой помощи, или...
Adblock detector