- •«Физиология иммунной системы» Пермь 2009
- •Научно-популярное издание
- •Физиология иммунной системы
- •614090, Г. Пермь, ул. Коммунистическая, 23 тел. 210-35-34
- •Введение
- •Хронология изучения иммунитета
- •Глава 1. Антигены, основные свойства
- •Глава 2. Неспецифическая резистентность организма
- •2.1. Естественные и физиологические барьеры
- •2.2. Гуморальные факторы естественного иммунитета
- •2.3. Клеточные механизмы неспецифической защиты
- •2.3.1. Nk-лимфоциты
- •2.3.2. Фагоциты
- •2.3.3. Макрофаги
- •2.3.4. Нейтрофилы
- •2.3.5. Эозинофилы
- •2.3.6. Тучные клетки и базофилы
- •Глава 3. Структура иммунной системы
- •3.1. Органы и ткани иммунной системы
- •3.2. Клетки иммунной системы
- •3.2.1. Лимфоциты
- •3.2.2. Антигенпредставляющие клетки
- •Глава 4. Молекулярные основы специфической защиты
- •4.1. Цитокины
- •4.2. Антитела
- •Глава 5. Механизмы специфического иммунного ответа
- •5.1. Эволюция иммунных механизмов
- •5.2. Иммунный ответ клеточного типа
- •5.3. Гуморальный механизм специфического иммунного ответа
- •5.4. Специфическая регуляция интенсивности протекания иммунных реакций
- •Глава 6. Частные проявления иммунного ответа
- •6.1. Иммунная система, связанная со слизистыми оболочками
- •6.3. Иммунологическая толерантность
- •6.4. Возрастные особенности иммунологического статуса животных Каждому возрасту животных соответствует определенное состояние иммунной системы.
- •6.5. Взаимодействие иммунной и нейроэндокринной систем целостного организма
- •Реакции иммунной системы на нейромедиаторы и избыток ряда гормонов
- •6.6. Использование достижений иммунологии в животноводстве и ветеринарии
- •Словарь использованных терминов и сокращений
- •Перечень рекомендуемой литературы
- •Предметный указатель
6.3. Иммунологическая толерантность
Иммунологическая толерантность проявляется отсутствием или снижением образования антител на определенные антигены. В норме толерантность является одним из способов сохранения индивидуальной клеточной целостности организма, одновременно предупреждающим развитие аутоиммунных поражений.
Различают естественную и приобретенную иммунологическую толерантность.
Естественная толерантность формируется во внутриутробный период жизни.
Впервые естественная толерантность была обнаружена американским ученым Р. Оуеном у дизиготных (развивающихся из разных яйцеклеток) телят-близнецов. Поскольку в крови еще не родившихся близнецов возможна одновременная циркуляция клеток двух плодов с различными наборами антигенов, Оуен предположил, что, иммунная толерантность вызывается взаимодействием незрелой иммунной системы эмбриона с антигеном. При этом, как свои запоминаются все длительно контактирующие с эмбрионом белковые структуры.
Именно поэтому отсутствуют иммунные реакции нормального организма на собственные антигены, а также возникает иммунологическая толерантность у плода при вакцинации животных в период плодоношения.
Приобретенная толерантность может быть индуцирована в адаптивном периоде постнатальной жизни и у взрослых животных.
Например, контакт с вирусом только что родившихся животных (у кур, индюшек и мышей в течение 1-2, а у собак и уток 2-5 дней после рождения) не сопровождается выработкой иммунитета к нему и если данный вирус не вызывает заболевания, то он сохраняется в организме животного в течение всей его жизни. Такие особи могут являться источником инфекции (например, при чуме свиней) для других животных.
Во взрослом организме толерантность вызывают введением сверхбольших или сверхмалых доз антигена, а также многократной частой вакцинацией. Это объясняется тем, что аллерген, который не успел фагоцитироваться, нарушает формирование клонов лимфоцитов при иммунном ответе на него, а легкость выработки толерантности в неонатальный период связана с низким числом макрофагов. Следовательно, в развитии толерантности участвуют лимфоциты и макрофаги. Причем высокая активность фагоцитов препятствует, а очень низкая - способствует развитию толерантности.
6.4. Возрастные особенности иммунологического статуса животных Каждому возрасту животных соответствует определенное состояние иммунной системы.
При внутриутробном развитии из клеток, обеспечивающих естественный иммунитет, первыми появляются моноциты, затем нейтрофилы и эозинофилы (в эмбриональный период они функционируют как фагоциты). К концу эмбрионального периода в кровотоке животных постепенно накапливаются гуморальные факторы естественной резистентности (лизоцим и компоненты системы комплемента). Содержащиеся в амнионе и аллантоисе зародыша лизоцим и компоненты системы комплемента подавляют размножение микрофлоры в околоплодной жидкости.
У развивающегося эмбриона полипотентная стволовая кроветворная клетка впервые обнаруживаются в желточном мешке, а затем в селезенке и печени. Лишь через некоторое время у плода начинается закладка красного костного мозга.
Для позвоночных животных характерно раннее эмбриональное развитие T-системы иммунитета. Так у овец первые лимфоциты в тимусе появляются уже на 41-43-й день внутриутробного развития (при общей продолжительности беременности - 150 дней). Первые B-клетки появляются в паренхиме печени. Уже на 41-й день развития плода возможен синтез B-клетками IgM (рост его содержания в крови пуповины свидетельствует об инфицировании плода), а в конце плодного периода и IgG. При отсутствии контакта с антигеном плод не образует плазматические клетки, но они быстро появляются при инфицировании организма матери.
У кур, первые лимфоциты в зачатке тимуса появляются на 11-й день эмбрионального развития, у лососевых рыб - за 22 дня до выклевывания и уже через 3 дня после оплодотворения - у карпа.
У лосося B-лимфоциты с поверхностным IgM появляются на 4-5 день после проклевывания.
Способность плода на заключительном этапе развития вырабатывать антитела делает возможной пренатальную иммунизацию животных. Однако для плодного периода характерна высокая активность T-супрессоров, которые подавляют иммунные взаимодействия проникающих через плаценту клеток матери с клетками плода.
При внутриутробном развитии иммунный статус организма всех копытных животных определяется лишь состоянием эмбриональной и фетальной тканей, в то время как материнский иммунитет не передается. У грызунов собственный иммуногенез долго подавлен, так как материнские иммуноглобулины в значительном количестве попадают в плод через желточный мешок, а новорожденным через молозиво.
У птиц материнские иммуноглобулины передаются трансовариально, сохраняются в желтке и могут влиять на синтез антител эмбрионами.
Для внутриутробного развития характерен процесс знакомства лимфоцитов с собственными антигенами организма. Это в последующем позволяет свести к минимуму вероятность возникновения аутоиммунных реакций со стороны своих иммуноцитов. Кроме того, во внутриутробном периоде и сразу после рождения первичные иммунные структуры программируют лимфоциты на выполнение ими определенных функций.
У новорожденных большинства млекопитающих к моменту рождения структуры органы и ткани иммунной системы развиты недостаточно (за исключением случаев внутриутробного контакта с антигенами). Содержание лимфоцитов в крови у них приближается к уровню у взрослых, но эти клетки являются незрелыми. В-клетки еще слишком медленно превращаются в плазмоциты, у всех Т-клеток снижена продукция цитокинов (например, ИЛ-2 и интерферонов), субпопуляции Т-киллеров практически не участвуют в иммунных реакциях, а T-супрессоры, очень активны. Все это в постнатальном периоде подавляет иммунные реакции организма новорожденного на поступающие с молозивом и молоком клетки матери.
Содержание в крови гуморальных факторов неспецифической иммунной защиты после рождения растет, но только уровень лизоцима и пропердина в крови быстро приближается к характерным для взрослых величинам (пропердина у новорожденных может стать даже больше).
Сразу после рождения плазматические клетки, синтезирующие IgM, составляют не более 15% от их уровня в крови у взрослых, число продуцентов IgA еще меньше, а вырабатывающие IgG клетки практически отсутствуют.
Недостающие факторы иммунитета передаются новорожденным млекопитающим с молозивом и молоком (колостральный путь). Они помогают организму в первые дни и месяцы жизни бороться с микробными и вирусными инфекциями. В молозиве коров содержатся в убывающем количестве IgG, IgM, и IgA. Примерно за две недели до отела IgG накапливается в вымени. Остальные молозивные иммуноглобулины, лизоцим и лактоферрин синтезируются клетками молочной железы.
Молозивные иммуноглобулины (преимущественно класса G) непродолжительно проникают из пищеварительного тракта в лимфо-, а затем кровоток новорожденного. Например, у КРС IgG всасывается в течение 27 ч после рождения, а наиболее полное всасывание иммуноглобулинов происходит при спаивании молозива телятам в первые 4-5 ч путем подсоса.
Основным классом антител в молозиве и грудном молоке являются sIgA. Они не всасываются, а остаются на слизистых оболочках пищеварительного тракта и специфически защищают новорожденного от проникновения в его ткани наиболее часто попадающих в желудочно-кишечный тракт антигенов.
Естественная резистентность новорожденных изменяется в соответствии с их возрастом и состоянием организма животных.
Низкая иммунореактивность новорожденных животных в молозивный период связана с повышенным содержанием в крови сразу после рождения кортикостероидов, а также с доминированием в нем материнских IgG. Поэтому нецелесообразно проводить вакцинацию приплода в молозивный период. Это надо делать до приема молозива или через несколько недель после него.
У старых и пожилых животных снижается активность иммунных реакций и одновременно возрастает вероятность аутоиммунных процессов (результат накопления в собственном организме мутантных соматических и иммунокомпетентных клеток).
Нарушение иммунного ответа в пожилом возрасте является следствием функциональной недостаточности Т-супрессоров и Т-хелперов. Это способствует снижению способности клеток отвечать на антигены (преимущественно тимусзависимые), увеличению времени отторжения трансплантата, развитию опухолей и аутоиммунных заболеваний.
В настоящее время не установлены возрастные изменения активности макрофагов. Однако у старых животных замедлено очищение крови от чужеродных субстанций.