Иммунная система желудочно-кишечного тракта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Организм человека постоянно находится под воздействием изменяющихся факторов внешней и внутренней среды. В этих условиях поддержание динамического постоянства внутренней среды и сохранение устойчивости основных физиологических функций (гомеостаза) организма наряду с нервной и эндокринной системами осуществляет иммунная система. Иммунная система перманентно контролирует поддержание антигенного гомеостаза в течение всей жизни человека.

Иммунная система объединяет органы и ткани, обеспечивающие защиту организма от генетически чужеродных клеток и веществ, поступающих извне или образующихся в организме. Данную систему составляют все органы, которые участвуют в образовании клеток лимфоидного ряда, осуществляют защитные реакции организма, создают иммунитету восприимчивость к веществам, обладающим чужеродными антипенными свойствами. Паренхима этих органов образована лимфоидной тканью, которая представляет собой морфофункциональный комплекс лимфоцитов, плазмоцидов, макрофагов и других клеток, находящихся в петлях ретикулярной ткани.

Лимфаденоидная ткань с течением времени подвергается обратному развитию. Глоточная миндалина претерпевает инволюцию, начиная с 14-15 лет, язычная миндалина максимального развития достигает к 20-30 годам. Инволюция нёбных миндалин начинается также в 14-15 лет и сохраняется до преклонного возраста.

Основной функцией миндалин, как и других лимфатических органов - лимфатических узлов, селезенки, пейеровых бляшек кишечника и др., - является образование лимфоцитов - лимфопоэз. Лимфопоэз происходит в центрах фолликулов (зародышевые центры), затем при созревании лимфоциты оттесняются к периферии фолликулов, отсюда они попадают в лимфатические пути и общий ток лимфы, а также на поверхность миндалин. Кроме фолликулов, образование лимфоцитов может происходить и в окружающей фолликулы лимфоидной ткани.

Проникновение пищевых аллергенов в организм. Пищеварительный тракт, точнее, его слизистая оболочка, является барьером для проникновения пищевых аллергенов в организм. Ферменты пищеварительного тракта, начиная с ротовой полости, разрушают углеводы и белки пищи до короткоцепочечных Сахаров и коротких белковых молекул, что уменьшает их аллергенность. В процессе протеолиза (разрушения белков) не только уменьшается размер белковых молекул, но и зачастую изменению подвергаются их наиболее аллергенные участки. Этот механизм начинает действовать у новорожденных на уровне желудка (при выделении достаточного количества соляной кислоты желудочным соком) только после первого месяца жизни, а секреция сока поджелудочной железы и кишечного сока, играющих самую важную роль в переваривании пищи, достигает оптимального уровня еще позже, поэтому маленькие дети более подвержены проникновению аллергенных субстанций через органы пищеварения. Сама по себе слизистая оболочка пищеварительной трубки, в состав которой входят клетки с микроресничками и защитная слизь (муцин), служит механическим барьером, препятствующим проникновению аллергенов. Впрочем, следует помнить о том, что в норме слизистая оболочка кишечника проницаема для небольших количеств нерасщепленных белковых молекул, и это имеет физиологический смысл. Основное значение такого явления - развитие иммунологической адаптации организма к изменениям пищевого рациона.

Как и в других отделах MALT в кишечном отделе иммунной системы выделяют структурированную и диффузную составляющие (рис. 1).

структурированная ткань здесь представлена несколькими типами образований - пейеровыми бляшками, лимфоидными фолликулами аппендикса, солитарными фолликулами. В этих структурах может осуществляться анализ антигенной информации и основные события иммунного ответа, однако в реализацию этих процессов вовлекаются также региональные (для кишечника - мезентериальные) лимфатические узлы, в которых завершается формирование эффекторных лимфоцитов. Со стороны просвета к организованным лимфоидным структурам примыкают эпителиальные клетки особого типа- М-клетки, которые осуществляют транспорт антигена из просвета кишечника в особые карманы (в которых присутствуют дендритные клетки и макрофаги).

Отверстия, которые ведут в полость глотки, полость носа и полость рта, окружены скоплениями лимфоидной ткани, которая представлена миндалинами (см. рис. 14). Имеются парные миндалины: 2 трубные миндалины (tonsillatubaria), 2 небные миндалины (tonsillapalatina) и (непарные: 3 язычные миндалины (tonsillalingualis) и глоточная миндалина (tonsillapharyngea). Комплекс этих миндалин образует лимфо-эпителиальное кольцо. Миндалины относят к органам иммунной системы, они выполняют защитную функцию, являясь барьером на пути проникновения инфекции.

Миндалины лимфоэпителиального кольца являются входными воротами организма, через которые осуществляется влияние факторов внешней среды на внутренние органы. Они обладают комплексом защитных механизмов слизистых оболочек, в том числе и иммунными. Именно слизистые оболочки в силу своего топографического положения первыми подвергаются атаке патогенов и взаимодействуют с антигенами.

Основные функции лимфоэпителиального глоточного кольца

Все компоненты лимфоэпителиального глоточного кольца входят в состав единой иммунной системы, формируя иммунологическую резистентность организма. Ее создание осуществляется с участием следующих основных функций лимфаденоидного глоточного кольца:

1) защитной барьерной функции и местного иммунитета миндалин;

2) системного иммуного ответа, запущенного путем сенсибилизации лимфоцитов миндалин.

Защитная барьерная функция и местный иммунитет миндалин формируются за счет следующих факторов:

1) миграции фагоцитов, экзоцитоза и фагоцитоза;

2) выработки защитных факторов широкого спектра действия;

3) секреции антител.

Большое значение имеют протеолитические ферменты лейкоцитов (протеазы, липазы, гликози-дазы, фосфотазы) и, особенно - лизоцим.

Лимфоэпителиальное глоточное кольцо со своими лимфоцитами и лимфоидными фолликулами относится к региональной лимфатической системе, которая включает лимфоидные элементы. Эти лимфоциты расположены в собственной пластинке слизистой оболочки и в подслизистом слое глотки и верхних дыхательных путей.

Лимфоциты MALT формируются в ходе эмбрионального развития аналогично остальным, но их выживание и поддержание мало зависит от центральных органов иммунной системы. Считается, что 50% тканевых лимфоцитов ассоциированы со слизистыми оболочками, что отражает их важную роль как основного места поступления чужеродного материала. По некоторым оценкам, общая площадь слизистых оболочек в 400 раз превышает площадь поверхности тела.

В региональных органах MALT системы происходит встреча антигена, проникающего через слизистые оболочки, со зрелыми иммунокомпетентными клетками-лимфоцитами и развитие иммунного ответа. Реакции иммунитета являются адресными, так как любой рецептор или антитело относительно точно распознает только один антиген. В ходе иммунного ответа происходит преимущественная экспансия и антигензависимая дифференцировка клонов, распознающих минимальные структуры (эпитопы) того или иного антигена.

Ассоциированная со слизистыми оболочками лимфоидная ткань обособлена от остальных периферических лимфоидных органов и способна при иммунных ответах реагировать как целое. Иммунокомпетентные клетки - лимфоциты этой системы постоянно циркулируют через кровоток, т.е. находятся в состоянии рециркуляции. При этом происходит обмен клетками между кровью, лимфой и лимфоидными органами. Благодаря этому, при иммунных ответах данная система реагирует как целое, т.е. местная сенсибилизация лимфоцитов в одном ее участке через некоторое время приводит к иммунному ответу по всей ее площади. Более того, благодаря уникальной модели рециркуляции лимфоцитов, возможны перекрестные ответы с первичной энтеральной сенсибилизацией и иммунным ответом на слизистой оболочки дыхательных путей, как это наблюдается иногда при пищевой аллергии, ассоциированной с бронхиальной астмой. Это в полной мере относится к лимфоэпителиальному глоточному кольцу.

Утрата данных уникальных лимфоэпителиальных структур является невосполнимой потерей для организма, ибо после рождения эти особые популяции лимфоидных клеток не возобновляются, что подчеркивает необходимость взвешенного подхода к выбору метода лечения хронического тонзиллита и аденоидита. В случае хирургического удаления участков такого лимфоэпителиального симбиоза существенно ограничиваются защитные ресурсы соответствующей зоны слизистой оболочки и возможности иммуномодулирующей терапии.

Изучение иммунологической роли нёбных миндалин доказало их участие в формировании иммунитета (образование антител), особенно в молодом возрасте. Этому способствует тот факт, что расположение нёбных миндалин на пути основных входных ворот для различных инфекционных возбудителей и токсических продуктов обеспечивает тесный контакт слизистой оболочки миндалин с бактериальным агентом, а это, в свою очередь, лежит в основе формирования иммунитета. Само строение крипт - их узость и извилистость, большая общая поверхность их стенок - способствует длительному контакту антигенов и лимфоретикулярной ткани миндалины.

Необходимо отметить, что, являясь иммунным (антителообразующим) органом, нёбные миндалины в физиологических условиях не приводят к значительной перманентной иммунизации организма. Нёбные миндалины составляют лишь незначительную часть лимфоэпителиального аппарата, расположенного в других органах. Способность нёбных миндалин образовывать антитела наиболее выражена в период до половой зрелости. Однако и у взрослых ткань миндалины может сохранять эту функцию.

Нёбные миндалины выполняют элиминационную функцию, участвуя в выведении лишнего количества лимфоцитов. Большая площадь соприкосновения лимфаденоидной ткани с эпителием в криптах играет важную роль в миграции лимфоцитов через поверхность слизистой оболочки миндалин, сохраняя постоянный уровень лимфоцитов в крови.

Многие исследователи признают ферментативную функцию миндалин глоточного кольца, в частности нёбных миндалин. Биохимические анализы позволили обнаружить в ткани миндалин, а также в мигрирующих лимфоцитах различные ферменты - амилазу, липазу, фосфатазу и др., содержание которых возрастает после приема пищи. Этот факт подтверждает участие нёбных миндалин в оральном пищеварении.

Лимфаденоидное глоточное кольцо имеет тесную связь с эндокринными железами - с тимусом, щитовидной железой, поджелудочной железой, корой надпочечников. Хотя нёбные миндалины не обладают эндокринными функциями, однако имеется тесная взаимосвязь в системе гипофиз - кора надпочечников - лимфатическая ткань, особенно до периода полового созревания.

Иммунная система желудочно-кишечного тракта является частью лимфоидной ткани, связанной со слизистыми. Наиболее развитой частью иммунной системы желудочно-кишечного тракта является лимфоидная ткань кишечника, в которой особенно велика антигенная нагрузка.

Солитарные (одиночные) лимфатические фолликулы находятся в стенке ЖКТ имеются практически на всём протяжении. Фолликулы имеют небольшой (0.5--3 мм) диаметр, залегают в толще слизистой оболочки кишки. В более дистальных ее отделах встречаются в подслизистом и мышечном слоях. Всего у человека насчитывается около 15 000 солитарных фолликулов. По мере старения человека их количество уменьшается.

Более крупные лимфоидные образования кишечника -- пейеровы бляшки -- расположены в подвздошной кишке, встречаются они также в тощей и двенадцатиперстной кишках

Пейеровы бляшки -- иммунокомпетентные органы тонкой кишки человека, активно участвующие в распознавании антигенной структуры пищевого комка и формировании местного, преимущественно IgA-зависимого иммунного ответа. Пейеровы бляшки представляют собой совокупность отдельных зародышевых центров, окруженных плотными скоплениями лимфоцитов. Оттекающая из пейеровых бляшек по лимфатическим сосудам лимфа попадает в грудной лимфатический проток. Над пейеровыми бляшками расположены так называемые М-клетки, которые имеют неровную поверхность, цитоплазматические отростки, окружающие межэпительные лимфоциты, и обладают выраженной эндоцитарной активностью. Пероксидаза, введенная в кишечник, через 5 мин обнаруживается в М-клетках, а через 1 ч -- между ними и лимфоцитами (Ruchtietal, 1980).

Групповые (обобщенные) лимфоидные узелки, или пейеровы бляшки, располагаются главным образом в стенке подвздошной кишки , имеют вид плоских образований преимущественно овальной или круглой формы, чуть- чуть выступающих в просвет кишки- это одиночные лимфоидные узелки диаметром 0,5 - 3 мм, а также скопления лимфоидных узелков, называемые Пейеррвыми бляшками. Количество их в детском возрасте достигает 50, в 16 - 17 лет составляет 33- 37. После 40 лет оно не превышает 20, а после 60 лет - 16. Групповые лимфоидные узелки построены из одиночных узелков, между которыми располагаются тонкие пучки соединительнотканных волокон. Лимфоидная ткань, расположенная в стенке кишки, выполняет защитную и кроветворную функции.

Структура пейеровых бляшек сложна(рис. 2), которые напоминают лимфатические узлы.

В части, примыкающей к эпителиальному пласту (М-клеткам), расположен купол бляшки, в котором происходит восприятие и обработка антигена антигенпрезентирующими клетками и их взаимодействие с Т-хелперами. Под ними располагаются фолликулы (В-клеточная зона) и Т-зоны, а также корона фолликула, в которой Т- и В-клетки контактируют друг с другом. Другая часть иммунной системы кишечника имеет диффузную организацию (рис. 3).

Она включает слизистую оболочку (эпителиальный пласт) и подслизистый слой (собственная пластинка - laminapropria). В эпителии локализуются Т-лимфоциты и дендритные клетки, в laminapropria - все разновидности иммуноцитов - макрофаги, В-, Т-, NK-лимфоциты, тучные клетки, некоторое количество гранулоцитов.

Попадая в кишечник, антигены проникают в пейеровы бляшки через специализированные эпителиальные клетки и стимулируют антигенреактивные лимфоциты.

Лимфоциты этих образований представлены как B-клетками , так и Т-клетками . Среди В-клеток более 50% имеют поверхностный IgA . Оставшаяся часть представлена клетками с поверхностными IgM и IgG . Продуцирующие антитела плазмоциты и Т-клетки способны проникать в слизистую оболочку кишки, находящуюся в прямом контакте с бляшками ( рис. 6.11 ). Кроме того, в слизистой находятся фагоцитирующие клетки, которые поглощают патогены, оказавшиеся на эпителиальной слизистой поверхности кишечного просвета. После активации они с лимфой проходят через мезентериальные лимфатические узлы , попадают в грудной проток, затем в кровь и в laminapropria, где превращаются в клетки, продуцирующие IgA, и в результате такой широкой распространенности защищают обширный участок кишечника, синтезируя протективные антитела.

Таким образом, пейеровы бляшки являются эффективным инструментом защиты от проникновения патогена через желудочно-кишечный тракт.

Ученые поняли, для чего нужен аппендикс

Исследователи из Медицинской Школы Университета Дьюка (США) выяснили, что, кажущийся ненужным, аппендикс предназначен для того, чтобы хранить полезные бактерии.

Длительное время аппендикс считали бесполезным и лишним органом. Удаление аппендикса - самая заурядная операция; люди с удаленным аппендиксом не испытывают никаких проблем.

При этом воспаление аппендикса крайне опасно: оно быстро развивается и может привести к смерти, если операция не сделана вовремя.

Функция аппендикса тесно связана с микрофлорой кишечника. Известно, что в организме человека разнообразных бактерий больше, чем самих клеток организма. Большинство бактерий полезны - они помогают переваривать пищу.

При тяжелых инфекциях бактерии кишечника гибнут или вымываются из организма. Холера или амебная дизентерия могут почти полностью «очистить» кишечник от полезных бактерий. Именно в этом случае и могут понадобиться бактерии, живущие в аппендиксе.

«Аппендикс - это надежное хранилище для бактерий», - говорит BillParker, один из соавторов исследования. Аппендикс представляет собой червеобразный слепой отросток, в который обычно не попадает содержимое кишечника. Благодаря этому орган может быть своеобразной «фермой», где размножаются полезные микроорганизмы.

По словам авторов работы, современному человеку не нужна эта функция. Если микрофлора умирает, бактерии легко получить от других людей. Но в древние времена плотность населения была очень низкой, а во время эпидемий вымирали целые страны. По этой причине аппендикс был очень важен.

По данным одного из исследований, в менее цивилизованных странах заболеваемость аппендицитом ниже, чем в США. Можно предположить, что аппендицит - один из примеров того, как гигиена приводит к сбою в работе иммунной системы.

Хотя у аппендикса и есть полезная функция, его обязательно нужно удалять при воспалении. Аппендицит очень опасен, к примеру, в США ежегодно от него умирают 300-400 человек.

Функции аппендикса

Хочется сразу отметить один важный момент - функции червеобразного отростка так и не выяснены до конца. У травоядных животных, у которых аппендикс имеет гораздо большие размеры, микрофлора органа активно участвует в процессе переваривания целлюлозы, содержащейся в растениях.

Что касается человека, то в случае с ним роль аппендикса неясна. До недавних пор исследователи считали его бесполезной и даже вредной частью организма. Однако в последние годы появились данные о том, что дети, у которых был удален отросток, отставали от своих сверстников в умственном и физическом развитии, а также страдали от многочисленных заболеваний. Возможно, что это чистая случайность, но даже разрозненные исследования заставляют задуматься о пересмотре сложившихся взглядов на функции аппендикса.

За счет чего отросток может быть полезен организму человека? Дело в том, что в нем находится большое скопление лимфоидной ткани, а, как известно, она является эффективным средством для обезвреживания токсинов и бактерий. Таким образом, организм людей, у которых удалили аппендикс, гораздо труднее восстанавливает микрофлору кишечника после перенесенных инфекционных заболеваний.

По сути дела, червеобразный отросток может быть своеобразной «фермой», на которой происходит размножение полезных микроорганизмов. Добавим к этому, что в него не попадает обычное содержимое кишечника, и мы получим практически идеальные условия для надежного хранения бактерий, которые в нужный момент активизируются и восстанавливают поврежденную микрофлору органов ЖКТ.

Многие специалисты опровергают эти выводы, мотивируя свое несогласие тем, что в настоящее время человек может получить недостающие микроорганизмы от других людей, поскольку плотность населения постоянно растет. Так это или нет на самом деле - неизвестно. Нам лишь остается ждать стопроцентных доказательств, надеясь на то, что, рано или поздно, они все-таки будут получены.

Возможные второстепенные функции

К числу функций, которые предполагаются у червеобразного отростка, относятся: пищеварительная ("инкубатор" для бактерий, участвующих в переваривании определённых компонентов пищи, в том числе клетчатки), эндокринная, иммунная[1].

Сегодня известно, что аппендикс выполняет ряд важнейших функций. Как уже отмечалось, в червеобразном отростке содержится много лимфатической ткани, а лимфатическая система очень важна для иммунной защиты. Поэтому аппендикс выполняет барьерную функцию при воспалительных заболеваниях пищеварительного тракта. Но это и является причиной его уязвимости - на него приходится первый удар. Это немного похоже на функцию небной миндалины. Некоторые врачи так и прозвали аппендикс - «кишечная миндалина».

При кишечных инфекциях, сопровождающихся диареей, содержимое кишечника вместе с нашими бактериями-симбионтами покидает наш организм не очень приятным способом. Но часть бактерий остается в червеобразном отростке и может дать начало новой популяции. Если же аппендикса нет, то после перенесенной инфекции развивается дисбактериоз, который и встречался столь часто у детей с удаленным в младенчестве отростком.

Итак, функционирование имуннойсистемы ЖКТ предполагает постоянную текущую дезинфекцию его слизистых оболочек с участием полиморфонуклеарных фагоцитов-источников животных антибиотиков и кислородных радикалов. Макрофагальные фагоциты и иные АПК обрабатывают антигены, появляющиеся в органах кольца и запускают иммунный ответ с участием лимфоцитов MALT.

иммунный желудочный кишечный тракт аппендикс

Размещено на Allbest.ru