Тимус (вилочковая железа) - орган лимфопоэза (лимфоцитообразования), при котором происходит созревание, дифференцирование и иммунологическое обучение T-лимфоцитов (T-клеток) иммунной системы человека и многих других видов животных.

Инволюция тимуса происходит с возрастом, и приводит к изменениям в его структуре и снижению его тканевой массы.

Процесс инволюция железы является консервативной последовательностью почти у всех позвоночных, птиц, костистых рыб, амфибий и рептилий.

Тимус является секреторной железой в препубертатный (до полового созревания) период развития репродуктивной системы человека и играет важную роль в функционировании иммунитета.

Тимус - мягкий орган, между легкими человека.

Он является двулопастной структурой, находящейся почти на вершине сердца и расположенной вдоль трахеи.

Железа обладает треугольноподобной формой, и разделена на две доли, заключенные в волокнистом окружении. Лепестки тимуса имеют розовый, непрозрачный цвет.

По структурному строению вилочковая железа состоит из двух основных частей - коры и мозгового вещества. Поверхностный слой лепестков тимуса называется корой.

• Гены, контролирующие размер тимуса и последующую скорость его инволюции, также различаются между отдельными людьми, что объясняет разную восприимчивость человека к патогенам.
• Генетические расстройства , такие как синдром Дауна и Ди Джорджи, могут существенно повлиять на раннее программирование иммунитета, ослабляя рост тимуса.
• Экологические факторы в процессе развития человека оказывают существенное влияние на функции вилочковой железы. Например, дефицит цинка может привести к атрофии органа, что приводит к повышенному риску заражения организма бактериями и вирусами.
• Недостаточное питание во время развития человека , отрицательно влияет на структуру и функцию тимуса. Даже количество грудного вскармливания, которое получает ребенок, и продолжительность каждого кормления, влияет на его функции.
• Различия мужского и женского развития , способствуют гендерной зависимости в восприимчивости к болезням. По сравнению с мужчинами, женщины испытывают меньший риск бактериальной, вирусной и грибковой инфекции, но имеют повышенный шанс развития аутоиммунных заболеваний, включающих рассеянный склероз.
• Стероиды , такие как эстроген и тестостерон, также влияют на размер тимуса и его функцию, особенно в период полового созревания.

Что называется инволюцией тимуса?

Несмотря на существенную роль вилочковой железы в иммунном здоровье, тимус слабоактивен или неактивен в течение большей части жизни человека.

Наиболее активен орган в детском возрасте и достигает своего максимального веса около 30 грамм в период полового созревания.

После достижения максимального веса, активность тимуса постоянно снижается.

Снижение активности вилочковой железы соответствует уменьшению ее размера, а также постепенному и почти полному замещению ее ткани – жировой.

Физиологическая атрофия, или возрастная инволюция тимуса, тесно связана с естественным снижением функций иммунной системы человека с течением времени. Уменьшение размеров тимуса приводит к снижению лимфопоэза. В результате нарушается антиген-распознавание и растет отказ организма от первичного иммунного ответа.

По данным статистики, около 80 процентов людей в возрасте старше 60 лет страдают от хронических заболеваний, отчасти вызванных инволюцией тимуса.

Возрастные изменения

Хотя инволюции тимуса связана со , она не индуцируется возрастными изменениями и начинается еще с первого года жизни человека.

Микроокружение тимуса, или строма (ретикулярная ткань), имеет жизненное значение для роста и развития Т-лимфоцитов.

Ухудшение стромы у пожилых людей вызвано потерей тимусом эпителиальных клеток. Деятельность эпителиальных клеток регулируются геном FOXN1, экспрессия которого уменьшается с возрастом.

Эпителиальное пространство вилочковой железы начинает уменьшаться с первого года жизни в размере 3% до наступления среднего возраста 35-45 лет, после чего оно сокращается до 1% к самой смерти.

Инволюция тимуса приводит к уменьшению выхода Т-клеток. У взрослых, простые Т-клетки поддерживаются через гомеостатическую пролиферацию (клеточное деление). Способность иммунной системы дать сильный защитный ответ, также зависит от разнообразия рецепторов Т-клеток.

Хотя гомеостатическая пролиферация помогает поддерживать простые Т-клетки даже с почти отсутствующей вилочковой активностью, это не приводит к увеличению разнообразия их рецепторов.

По пока еще неизвестным причинам, разнообразие простых Т-клеток резко падает около возраста 65 лет.

Считается, что утрата функции вилочковой железы и разнообразия простых Т-клеток способствуют ослаблению иммунитета у пожилых людей, включая увеличение случаев раковых заболеваний, аутоиммунных реакций и оппортунистических инфекций, вызываемых условно-патогенными организмами.

При определенных обстоятельствах, тимус может проходить и острую инволюцию (т.н. называемую переходную). Она вызывается стрессом, инфекциями, беременностью, и недостаточностью питания.

Существует все больше доказательств того, что инволюции тимуса пластичны и могут быть терапевтически приостановлены или обращены вспять, чтобы усилить функции иммунной системы у взрослых людей.

Исследования инволюции тимуса могут помочь в разработке методов лечения, особенно при затруднениях в восстановлении иммунной функции после химиотерапии, ионизирующего излучения, или инфекций, включающих вирус иммунодефицита человека.

Видео на тему

Как так получается, что дети и пожилые люди более подвержены болезням? Все дело в возрасте, сильно влияющем на иммунитет. У детей иммунитет еще только начинает формироваться, а у стариков защитные механизмы существенно ослаблены, поэтому старики болеют чаще.

Что же делать, если ребенок часто болеет?

Нередко бывает, что ребенок начинает часто болеть сразу после рождения. Такие дети подвержены простудным заболеваниям, аллергии и диатезу начиная с первых шести месяцев своей жизни и далее. Родителям болеющих детей необходимо срочно обратиться к врачу-иммунологу, получать регулярные консультации и проанализировать деятельность иммунной системы, проведя соответствующие тесты. Эти тесты позволят определить количество Т- и В-лимфоцитов, иммуноглобулинов, моноцитов, базофилов, нитрофилов и экзенофилов, а также помогут выяснить, насколько эффективно функционирует система комплемента.

Болеющий ребенок – горе для семьи:

Все эти данные можно получить после анализа крови, позволяющего узнать, развивается ли иммунная реакция на вакцинацию, которую проводят детям в первые дни жизни, есть ли у них антитела и к какому типу они принадлежат. В большинстве случаев понадобятся и другие исследования, назначаемые иммунологом, который на основании полученных результатов выносит свое заключение.

УЗИ позволяет выяснить размер тимуса, массу селезенки и лимфатических узлов. Чем больше родители изучают строение, возможности и состояние иммунной системы, тем проще корректным образом скорректировать жизнь и развитие ребенка.

Разумеется, крайне важна вакцинация. Если же в работе иммунной системы обнаруживаются определенные дефекты, необходимо ограничить некоторые контакты ребенка с внешней средой, в частности, с больными людьми. Это важно, ведь любой контакт с инфекционным агентом может нанести серьезный удар по организму. И даже если проблем не обнаружено, нельзя подвергать работу иммунной системы опасности.

Всех нас, конечно же, интересует, когда начинает снижаться степень иммунной защиты. Такие изменения, которое можно отнести к процессу старения, могут начаться у некоторых людей уже в 35-40 лет. Старение затрагивает, в первую очередь, центральные органы, такие как костный мозг и тимус, в которых проводится дифференцировка и тренинг Т-лимфоцитов. Эти органы с возрастом уменьшаются, поскольку вместо железистой ткани проявляется соединительная, в результате чего возможности и потенциал тимуса уменьшаются.

У людей старшего возраста В-система иммунитета функционирует достаточно надежно, а вот Т-система лимфоцитов постоянно слабеет, в особенности, ее функция контроля. Это относится, в первую очередь, к оперативному выявлению атипичных опухолевых клеток и их уничтожения. Поскольку иммунная система ослаблена, она пропускает такие клетки и не выявляет их вовремя. У опухолевых клеток существует такая особенность: если клетка уже сформировалась, и не была выявлена вовремя (такие клетки создаются все время, а иммунная система постоянно за ними охотится и контролирует), то клетка может начать делится и создаст колонию. А вот эта колония уже со временем перерастает в опухоль.

Клетка иммунной системы:

Когда иммунная система достаточно сильная, она удерживает контроль над опухолью и не дает ей развиваться. Однако, опухоль – крайне подлое и коварное образование. Как только она увидит брешь в защите иммунной системе, опухоль тут же начинает развиваться и увеличиваться в размерах семимильными шагами. Еще более усложняет задачу тот факт, что клетки опухоли могут самостоятельно мигрировать в другие области организма, давать метастазы и постепенно разрушать организм. Как видите, чем лучше состояние иммунной системы, тем лучше защита организма от злокачественных образований.

Конечно, медицина дело сложное, кто бы спорил. Такие статьи выполняют сугубо образовательную функцию, однако не способны заменить опытного врача. Но есть в нашем мире и возможность помочь самому себе, например, найти достойные медицинские предложения на специализированной доске объявлений. Там представлены интересные варианты, по которым можно выбрать себе подходящего врача или соответствующую медицинскую услугу.

Физиологические процессы возрастной перестройки иммунной системы человека затрагивают несколько уровней. Среди них наиболее существенны:
изменение функциональных свойств элементов стромы (клеточного микроокружения) иммунных органов, в которых происходят развитие и дифференцировка иммунокомпетентных клеток;
снижение потенциальных свойств ранних предшественников, в первую очередь лимфоидных клеток;
ограничение формирования противоантигенного разнообразия (репертуара) основных молекул иммунной системы (антиген-распознающих Т-клеточных рецепторов и антител) как ключевой функциональной характеристики приобретенного иммунитета с преобладанием молекул с аутоагрессивной направленностью;
снижение пролиферативной активности иммунокомпетентных клеток, зависимой от внутренних (генные изменения) и внешних (цитокины и другие медиаторы) факторов;
сужение клона иммунокомпетентных клеток, преимущественно при иммунном ответе на первичную иммунизацию;
дисбаланс иммунорегуляторных механизмов с преобладанием иммуносупрессивных или аутоагрессивных компонентов;
изменение молекулярных предпосылок запрограммированной клеточной гибели (апоптоза).

Клеточный иммунный ответ
Многочисленные экспериментальные и клинические наблюдения свидетельствуют, что наиболее ранние возрастные изменения происходят в тимусзависимых иммунных функциях, которые следуют за инволюцией тимуса, с последующим изменением функции В-клеток.

Отмечается связь между инволюцией тимуса и возрастными перестройками в иммунной системе в целом.

Возрастная инволюция тимуса является физиологическим процессом и отличается от акцидентальной инволюции, происходящей, как правило, остро под влиянием различных факторов (радиация, глюкокортикоиды и др.). Применение глюкокортикоидов с лечебной целью может ускорять естественную инволюцию тимуса.

В процессе старения центральный орган иммунной системы тимус претерпевает глубокие дегенеративные изменения. Формирование тимуса, как известно, завершается к концу первой половины внутриутробного развития. Затем в тимусе никаких новых структур не образуется. Увеличивается масса органа, которая регламентируется возрастом человека и достигает 30-40 г к периоду полового созревания. В дальнейшем вилочковая железа постепенно уменьшается до 10-13 г к 70-90 годам. Жировая ткань замещает специфические компоненты тимуса.

Тимическая ткань, включающая функционирующие лимфоциты, полностью не исчезает.

Быстрый выход зрелых Т-лимфоцитов из тимуса, характерный для периода новорож-денности и раннего детского возраста, затем тормозится и крайне замедлен у стариков. Количественные и качественные изменения Т-клеток (нарушения пролиферативной активности, трансдукции активационного сигнала, чувствительности к цитокинам) и нарушение соотношения их иммунорегуляторных субпопуляций во многом являются следствием инволюции тимуса.

Неспособность микроокружения тимуса обеспечивать полноценную дифференцировку предшественников Т-клеток рассматривается как один из ключевых механизмов возрастной иммунопатологии. В многочисленных экспериментах с переносом клеток тимуса и стволовых костномозговых клеток от молодых старым мышам и наоборот показано, что нарушение иммунных функций у костномозговых химер, получивших трансплантат тимуса от старых животных, зависит от неспособности микроокружения тимуса обеспечивать развитие Т-клеток.

Отражением возрастных изменений, происходящих в тимусе и свидетельствующих о постепенной утрате гормонсинтезирующей функции клеток эпителия тимуса, является снижение концентрации тимических гормонов в сыворотке.

Уровень тимозина, тимулина и других гормонов в циркуляции достигает максимума в раннем возрасте и затем постепенноснижается. После 40 лет в норме содержание гормонов резко падает, а при патологических состояниях этот процесс ускоряется. Имеется связь между уровнем гормонов тимуса в сыворотке, возрастом человека и развитием иммунопатологии, преимущественно по иммунодефицитному типу.

По мере старения тимуса изменяется относительное содержание клеток, вступающих в клеточный цикл. Показано, что у мышей в возрасте 1 мес около 50% тимоцитов находится в клеточном цикле, а к 2 годам (старые животные) число таких клеток составляет около 30%. В тимусе взрослых мышей остается около 2% максимального количества тимоцитов.

Постепенно уменьшается число коммитированных предшественников Т-лимфоцитов в костном мозге. Акцент на роль тимуса в инволюции иммунной системы в целом делается не случайно. В тимусе происходят процессы, имеющие принципиальное значение для формирования полноценной иммунной системы. В тимусе создается разнообразие репертуара антиген-распознающих Т-клеточных рецепторов на основе первоначально ограниченного набора так называемых зародышевых генов. В результате случайной перегруппировки (реаранжировки) продуктов V, D, J, C генов Т-клеточного рецептора формируется набор Т-клеток, способных распознавать любой существующий в природе антиген, в том числе и собственного организма. Для удаления Т-клеток с потенциальной возможностью реагирования против «своих» антигенов включается другой важный механизм - негативная и позитивная селекция.

В результате взаимодействия «аутоагрессив-ных» Т-клеток с пептидами «своих» антигенов, фиксированными через молекулы главного комплекса гистосовместимости класса II (HLA-DR) на поверхности антиген-представ-ляющих клеток тимуса, происходит элиминация таких Т-лимфоцитов (негативная селекция). Распознавание Т-клетками антигенного пептида, презентируемого антиген-представляющей клеткой, называют «феноменом двойного распознавания». Т-клетки, прошедшие этап негативной селекции, продолжают дальнейшее развитие (положительная селекция), мигрируют из тимуса на периферию, где выполняют функцию двойного распознавания.

Из тимуса на периферию поступают CD4 и CD8 Т-лимфоциты с основными функциями хелперных и цитотоксических клеток соответственно. Эти клетки обозначаются как «наивные», или необученные, так как они еще не взаимодействовали с чужеродными антигенами. Фенотипической характеристикой таких клеток является молекула CD45A. После взаимодействия с чужеродным антигеном формируется пул клеток памяти с фенотипом CD45R0.

В периферической крови новорожденных преобладают CD45RA Т-клетки. В ходе онтогенеза их уровень снижается и в старческом возрасте преобладают CD45R0 Т-лимфоциты с характеристиками клеток памяти. Увеличение пула Т-клеток памяти может привести к иммунным дисфункциям с повышенной выработкой определенных иммунорегуляторных цитокинов.

По мере старения тимуса данная функция постепено утрачивается. При этом в значительной мере сохраняется процесс внетимической дифференцировки Т-лимфоцитов. Развитие Т-клеток происходит в ряде структур, в частности ассоциированных со слизистыми оболочками, например в кишечнике. Однако Т-лимфоциты внетимической локализации ограничены в способности создавать разнообразие Т-клеточных рецепторов и отбраковывать клетки с аутоагрессивной направленностью. Пролиферативная активность Т-клеток старых людей снижена, что приводит к ограничению клональной экспансии и эффективного ответа на стимуляцию антигеном in vivo. Отмечается связь между повышенной смертностью и отсутствием адекватного ответа лимфоцитов на митогены (фитогемагглютинин) у здоровых людей старческого возраста. Пролифератив-ный ответ на митоген подавлен в большей степени.

Известно, что на митогены реагируют преимущественно наивные CD4+ CD45RA+ Т-лимфоциты. Уменьшение числа наивных CD4 Т-клеток у старых людей коррелирует со снижением пролиферации на митоген и выработки интерлейкина-2 (фактор роста лимфоцитов), необходимого для оптимального про-лиферативного ответа. Добавление экзогенного интерлейкина-2 не восстанавливает сниженный пролиферативный ответ наивных CD4 Т-клеток старых людей. Пролиферативный ответ на ми-тогены лимфоцитов долгожителей по амплитуде не отличается от пролиферации у 20-30-летних людей. Однако достижение пика пролиферации отсрочено на несколько суток.

Клиническим проявлением дефектности пролиферативной способности Т-клеток становится иммунная недостаточность с присущим ей набором инфекций. У человека количество Т-клеток в периферической крови начинает снижаться с 30-летнего возраста, относительно стабилизируется к 70 годам и вновь снижается после 80 лет. Абсолютные значения Т-лимфоцитов изменяются больше, чем относительные показатели. Соотношение иммунорегуляторных субпопуляций CD4/CD8 Т-клеток в периферической крови возрастает по мере старения. Также снижается уровень Т-лимфоцитов хелперов типа 1 (Th1; главный источник интерлейкина-2) и возрастает уровень Т-лимфоцитов хелперов типа 2 (Th2), регулирующих антителообразование, в том числе с аутоиммунной направленностью. С увеличением Т-клеток связывают нарастание числа иммуноглобулинпродуцирующих клеток в тканях и IgG, IgE, IgA в сыворотке. Интенсивный апоптоз зрелых Т-лимфоцитов рассматривается как одна из важнейших характеристик старения иммунной системы человека.

Антителообразование
Существенные возрастные количественные и качественные перестройки происходят в гуморальных иммунных процессах. Отклонения в В-клеточном звене иммунной системы старых людей связаны как с нарушением тимусзави-симых этапов иммунных процессов, так и с внутренней несостоятельностью В-лимфоцитов. Изменяется количество иммуноглобулинов и В-клеток, секретирующих антигенспецифиче-ские антитела. Больше нарушается функция антителообразующих клеток, вырабатывающих антитела класса IgG, по сравнению с IgM антителами, что отражает нарушение способности Т-клеток в переключении изотипа молекул антител.Абсолютные параметры общих иммуноглобулинов имеют тенденцию к повышению с возрастом. Вопреки бытующему мнению о том, что уровень В-лимфоцитов при старении не меняется, исследования, проведенные у заведомо здоровых людей, обнаружили существенное снижение с возрастом CD19+ В-клеток. Возрастную динамику числа В-клеток можно связать с изменением механизмов, которые определяют распределение лимфоцитов между кровью и тканями, и увеличением срока жизни В-лимфоцитов и плазматических клеток в фолликулах селезенки.

Известно, что с возрастом не только убывает масса лимфоидной ткани тимуса, но и происходят сдвиги в клеточном составе селезенки и лимфатических узлов, такие как снижение количества фолликулов, увеличение числа плазматических клеток и макрофагов. Нарушение с возрастом экспрессии молекул адгезии может влиять на способность В-лимфоцитов к рециркуляции. Изменение срока жизни В-клеток показано на модели лимфоцитов старых людей. Известно, что при старении снижается экспрессия Fas (CD95) рецептора, через который запускается этот процесс.

Качественные отклонения характеризуются перестройкой антительного репертуара в отношении специфичности, изотипа, аффинитета и идиотипа. Эти изменения могут иметь значение при более тяжелых инфекций у старых людей и особенно в снижении эффективности вакцинации.

Антителообразование на все практически важные вакцины (противогриппозная, противостолбнячная, против сальмонелл, пневмококков и т. д.) снижается с возрастом. Подавление выработки антител класса IgG (вторичный иммунный ответ) и высокоаффинных антител с протективными свойствами против бактериальных и ряда вирусных антигенов существенно для недостаточности иммунного ответа. Одной из особенностей гуморального иммунного ответа старых людей является повышение концентрации аутоантител, специфичных к аутоантигенам, ДНК, тиреоглобулину, иммуноглобулинам (ревматоидный фактор), характерным для многих типичных аутоиммунных заболеваний. По мере старения возрастает уровень аутоантиидиотипических антител.

Антителообразование в пожилом возрасте сопровождается нарушением клоноспецифической характеристики антител и возрастанием концентрации поликлональных аутоантител, что проявляется в увеличении частоты моноклональных иммуноглобулинов (доброкачественная парапротеинемия).

По мере старения организма снижается уровень так называемых естественных антител, например против стафилококков, сальмонелл и других патогенных микроорганизмов. В-лимфоциты могут подвергаться нерегулируемой поликлональной активации с утратой оптимального реагирования на конкретный антигенный стимул.

В сыворотке пожилых людей выявляется широкий спектр аутоантител, направленных против отдельных белков, компонентов клеточной поверхности, структур ядра. Около 50% старых людей имеют такие аутоантитела. Считается, что основной субпопуляцией В-клеток, вырабатывающих моноклональные аутоантитела, являются CD5+ В-клетки типа 1, отличающиеся от типичных В-клеток типа 2. CD5+ В-клетки, которым приписывают выработку аутоантител, составляют основной репертуар антителообразующих клеток в эмбриональный период. Их уровень в циркуляции возрастает при многих аутоиммунных заболеваниях взрослых и в процессе старения иммунной системы. В периферической крови здоровых взрослых людей они составляют менее 5% всех В-лимфоцитов.

Облако макрофагальные клетки способны к выработке провоспалительных цитокинов (интерлейкины-1, -6, -8, фактор некроза опухолей а в больших количествах и, таким образом, к поддержанию неадекватного воспалительного процесса в тканях. Дефектность взаимодействия антиген-пред-ставляющих клеток в отношении запуска антителообразования особенно отражается на эффективности вакцинации старых людей. В таких ситуациях положительный эффект дают комплексные вакцины, состоящие из антигенов возбудителя и иммуномодулятора. Примером может служить отечественная вакцина гриппол, разработанная в Институте иммунологии Минздрава РФ, включающая антигены вируса гриппа и иммуностимулятор полиоксидоний. Эта вакцина хорошо зарекомендовала себя при вакцинации пожилых людей против гриппа.

Популяция естественных клеток-киллеров, лизирующих клетки-мишени, модифицированные вирусом, опухолевые, мутантные клетки по механизму, не ограниченному главным комплексом гистосовместимости, изменяется с возрастом неоднозначно. При увеличении числа естественных клеток-киллеров экспрессирующих активационные маркеры (CD95- Fas и HLA-DR), их цитотоксичность может соответствовать активности естественных клеток-киллеров молодых людей. В то же время снижается активность в ответ на стимуляцию интерлейкином 2 и подавляется литический потенциал индивидуальных клеток, возможно, из-за снижения выработки инозитол (1,4,5)-трифосфата на стимуляцию (нарушение генерации вторичных мессенжеров и дизрегулиро-ванная активация). Повышенная активност-ь отдельных субпопуляций естественных клеток-киллеров (CD16+CD57) может служить компенсаторным защитным механизмом при дефиците Т-клеток.

Недостаток некоторых микроэлементов (цинк, магний, селен и др.) и витаминов (Е, С), важных для Т-клеточных иммунных реакций и фагоцитоза, приводит к повышенной чувствительности старых людей к бактериальным инфекциям. Дефицит белка связан со снижением пролиферативной активности лимфоцитов, выработки цитокинов, антительного ответа на некоторые вакцины.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Амурская государственная медицинская академия министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра физиологии и патофизиологии

Тема: " Иммунитет и функции крови при старении "

Работу выполнила: Сечкарёва Мария

Проверила: Андреевская И.А

Благовещенск 2016 г.

Введение

Жизнь и смерть организма. Между ними постепенное старение. Старение - в биологии процесс постепенного нарушения и потери важных функций организма или его частей, в частности способности к размножению и регенерации. Вследствие старения организм становится менее приспособленным к условиям окружающей среды, уменьшает и теряет свою способность противостоять болезням и травмам.

Старение населения - наиболее характерно демографическое явление современной эпохи и обусловленное сложным комплексом факторов, включающих особенности воспроизводства населения, интенсивность и направленность миграции населения, санитарно-демографические последствия войн. Примерно с конца XIX-го века обозначилась, развилась и ныне имеет устойчивый характер тенденция к увеличению ожидаемой при рождении продолжительности жизни. Особенно ярко эта тенденция проявила себя в развитых странах Европы, США, Японии и Китае. Так, например, по данным ООН, в среднем по Европе за период с 1950 года по 2005 г. продолжительность жизни выросла более чем на восемь лет: с 65,6 до 73,7 лет. В связи с этим, а также в связи с уменьшением рождаемости в развитых странах, в последние десятилетия многие государства столкнулись с ситуацией "старения" населения: увеличения доли людей старшего возраста (от 65 лет и выше) и связанными с этим проблемами.

И действительно, средний возраст населения Японии в 2000 г. уже составлял 41,3, в Швейцарии ? 38,7, вИталии - 40,3. В то же время в этих же странах в 1960 году данный показатель был соответственно: в Японии - 25,5, в Швейцарии - 32,5, в Италии - 31,3. И эти цифры продолжают расти.

Ежедневно на Земле 100 тысяч человек умирают от болезней, вызванных старением. Старость виновата в развитии страшных недугов, с которыми люди до сих пор не научились эффективно бороться.

Проблема старения человека является одной из самых острых в современной науке. Ведь её решение приведёт не только к такой желанной и одновременно утопической мечте о вечной жизни, бессмертии, но и избавит.

Первые попытки научного объяснения старения начались в конце XIX века. В одной из первых работ Вейсман предложил теорию происхождения старения как свойства, которое возникло в результате эволюции. Согласно Вейсману, "не стареющие организмы не только не являются полезными, они вредны, потому что занимают место молодых", что, согласно Вейсману, должно было привести эволюцию к возникновению старения.

Важным шагом в исследовании старения был доклад профессора Питера Медавара перед Лондонским королевским обществом в 1951 году под названием "Нерешённая проблема биологии". В этой лекции он подчеркнул, что животные в природе редко доживают до возраста, когда старение становится заметным, таким образом, эволюция не могла оказывать влияние на процесс развития старения. Эта работа положила начало целой серии новых исследований.

На протяжении многих последующих лет учёные предлагали множество различных теорий старения. Это и теория накопления мутаций, и теория одноразовой сомы, и митохондриальная теория, и многие другие.

Одним из современных направлений в изучении данного вопроса является изучение старения иммунной системы. Известно, что с возрастом учащаются случаи различных инфекционных заболеваний, аутоиммунных процессов и опухолей. Возможно, это частично обусловлено возрастными дефектами иммунной системы. Связь столь широкого круга связанных с возрастом патологических процессов с дефектами иммунной системы привела к появлению предположения, что старение иммунной системы может ограничивать продолжительность жизни.

Несмотря на то, что выполнено множество экспериментальных и клинических исследований, свидетельствующих о возрастном истощении иммунной системы, имеющихся данных все же недостаточно для объяснения всех проявлений старения. Множество клеточных и гуморальных компонентов, вовлекаемых в иммунные реакции, и большое число модулирующих неиммунных факторов, которые также могут изменяться в старости, не позволяют и сегодня нарисовать исчерпывающую картину иммуностарения. Однако некоторые данные свидетельствующие в пользу теории иммунологического старения уже не оставляют сомнения в том, что старение иммунитета неотъемлемо связано со старением всего организма.

Иммунитет - способность организма к невосприимчивости и сопротивлению чужеродным веществам различного происхождения. Эта сложная система защиты создавалась и менялась одновременно с развитием эволюции. Изменения эти продолжаются и сейчас, так как постоянно изменяются условия окружающей среды, а значит и условия проживания существующих организмов. Благодаря иммунитету, наш организм способен к распознанию и уничтожению болезнетворных организмов, инородных тел, ядов и внутренних переродившихся клеток организма.

Антитела, обезвреживающие микробные яды (токсины), называют антитоксинами. Все антитела специфичны: они активны только по отношению к определенным микробам или их токсинам. Если в организме человека есть специфические антитела, он становится невосприимчивым к данным Инфекционным заболеваниям.

Открытия и идеи И.И. Мечникова о фагоцитозе и значительной роли в этом процессе лейкоцитов (в 1863 г. он произнес свою знаменитую речь о целебных силах организма, в которой впервые излагалась фагоцитарная теория иммунитета) легли в основу современного учения об иммунитете (от лат. "иммунис" - освобожденный). Эти открытия позволили достигнуть больших успехов в борьбе с инфекционными заболеваниями, которые на протяжении веков были подлинным бичом человечества.

Велика роль в предупреждении заразных болезней предохранительных и лечебных прививок - иммунизации с помощью вакцин и сывороток, создающих в организме искусственный активный или пассивный иммунитет.

Виды иммунитета

Врожденный иммунитет является наследственным признаком и обеспечивает невосприимчивость к тому или иному инфекционному заболеванию с момента рождения и наследуется от родителей. Причем иммунные тела могут проникать через плаценту из сосудов материнского организма в сосуды эмбриона или же новорожденные получают их с материнским молоком. иммунитет старение фагоцитоз

Приобретенный иммунитет делят на естественный и искусственный, а каждый из них разделяют на активный и пассивный.

Естественный активный иммунитет вырабатывается у человека в процессе перенесения инфекционного заболевания. Так, люди, перенесшие в детстве корь или коклюш, уже не заболевают ими повторно, так как у них в крови образовались защитные вещества - антитела.

Естественный пассивный иммунитет обусловлен переходом защитных антител из крови матери, в организме которой они образуются, через плаценту в кровь плода. Пассивным путем и через материнское молоко дети получают иммунитет по отношению к кори, скарлатине, дифтерии и др. Через 1-2 года, когда антитела, полученные от матери, разрушаются или частично удаляются из организма ребенка, восприимчивость его к указанным инфекциям резко возрастает.

Искусственный активный иммунитет возникает после прививки здоровым людям и животным убитых или ослабленных болезнетворных ядов - токсинов. Введение в организм этих препаратов - вакцин - вызывает заболевание в легкой форме и активизирует защитные силы организма, вызывая в нем образование соответствующих антител.

С этой целью в стране проводится планомерная вакцинация детей против кори, коклюша, дифтерии, полиомиелита, туберкулеза, столбняка и других, благодаря чему достигнуто значительное снижение числа заболеваний этими тяжелыми болезнями.

Искусственный пассивный иммунитет создается путем введения человеку сыворотки (плазма крови без белка фибрина), содержащей антитела и антитоксины против микробов и их ядов-токсинов. Сыворотки получают главным образом от лошадей, которых иммунизируют соответствующим токсином. Пассивно приобретенный иммунитет сохраняется обычно не больше месяца, но зато проявляется сразу же после введения лечебной сыворотки. Своевременно введенная лечебная сыворотка, содержащая уже готовые антитела, часто обеспечивает успешную борьбу с тяжелой инфекцией (например, дифтерией), которая развивается так быстро, что организм не успевает вырабатывать достаточное количество антител и больной может умереть.

Механизм старения иммунной системы

Иммунитет фагоцитозом и выработкой антител защищает организм от инфекционных заболеваний, освобождает его от погибших, переродившихся и ставших чужеродными клеток, вызывает отторжение пересаженных чужеродных органов и тканей.

После некоторых инфекционных заболеваний иммунитет не вырабатывается, например, против ангины, которой можно болеть много раз.

Современными иммунологическими исследованиями доказано, что причины старения и развитие связанных с возрастом заболеваний могут находиться под контролем иммунологических факторов.

Важную роль в этиологии и патогенезе старения отводят различным иммунологическим механизмам: тимусной инволюции и нарушению функций клеточного иммунитета; генетически запрограммированной системе иммунологического надзора; вирусной инфекции.

С возрастом в дисбалансе иммунитета наибольшее значение имеет инволюция тимуса и снижение уровня тимусных гормонов. Это ведет к изменению функции Т-клеток и нарушению их иммунорегуляторных свойств. Сниженная реактивность Т-лимфоцитов проявляется:

Ш в уменьшении способности пролиферации и бласттрансформации под влиянием ФГА;

Ш в повышении выживаемости аллогенных кожных трансплантатов и приживлении индуцированных опухолей.

В 50-65 лет количество Т-лимфоцитов уменьшается, а В-лимфоцитов - увеличивается, Т-киллеры не формируются, резко снижается ответ на Т-зависимые антигены и сохраняется на Т-независимые.

Количественная и функциональная дефектность Т-клеток ведет к снижению реакции ГЗТ на экзогенные антигены и усиливает их в отношении эндогенных. Смертность таких лиц высокая и обусловлена бронхопневмонией, заболеваниями сосудов и сердца.

Закономерным следствием старения организма являются нарушения иммунных процессов, связанных с ослаблением аутотолерантности и увеличением содержания аутоантител. Аутоантитела проявляются в низких титрах у 50% здоровых пожилых людей, особенно у женщин. С возрастом в сыворотке крови количество IgG и IgA повышается на фоне снижения IgМ.

Смертность людей с высокими титрами аутоантител в сыворотке крови выше, чем лиц, не имеющих аутоантител. У таких лиц чаще встречаются сердечно-сосудистые заболевания и рак.

Парадоксален факт - повышенное образование аутоантител в старости пропорционально снижению иммунореактивности. Полагают, что это связано с потерей функции Т-супрессоров и Т-хелперов.

Появление аутоантител в тканях возможно в результате изменения химической структуры макромолекул, генетических ошибок и мутаций, обусловленных образованием запрещенных клонов.

Существует точка зрения (G.A. Gatti, R.A. Good,1970), что затухание иммунологической активности организма с возрастом, прежде всего, отражает генетически запрограммированные биологические часы, в соответствии с которыми через ЦНС и эндокринную систему происходит ограничение размножения Т-лимфоцитов. Все остальные иммунологические аспекты старения можно рассматривать как вторичные по отношению к наследственно обусловленной недостаточности тимуса: проявление аутоиммунных и иммунодефицитных процессов, развитие злокачественных опухолей и тяжелых инфекций, вызванных слабовирулентными патогенами.

Ряд исследователей (J.E. Hotchin, J.A. Levy, R.C. Mellors и др., 1971-1974) высказали предположение о возможной роли вирусов в патогенезе старения и таких заболеваний как аутоиммунные и раковые. Показано существование связи между персистирующей медленной вирусной инфекцией и множеством аутоиммунных нарушений.

Существуют различные теоретические подходы к оценке иммунологических основ процесса старения. Р.В. Петров полагает, что возрастные снижения иммунореактивности есть результат старения всей иммунной системы.

По теории Ф.М. Бернета, старение - это потеря толерантности к собственным структурам и появление клонов иммунокомпетентных клеток, способных реагировать против собственных антигенов. В развитии этих взаимодополняющих теорий допускается, что в процессе старения снижается способность распознавания "своего" и возникают аутоиммунные реакции. Это сопровождается уменьшением лимфоидной ткани и количества плазмоцитов, гипоплазмией лимфоидных органов, фиброзом, гиалинизацией и атрофией почек, потерей массы тела и т. д.

Важное значение имеет увеличение литических ферментов, что приводит к освобождению аутоантигенов, в том числе измененных трансплантационных антигенов гистосовместимости. Они представляют собой мембранные гликопротеины, специфичные для вида, и содержатся в соединительной ткани в составе растворимого и полимерного коллагена и эластина. Свободные (растворимые) гликопротеины поступают в кровь и индуцируют иммунные реакции против растворимых, полимерных антигенов соединительной ткани и эластина.

Установлено, что филогенетически гликопротеины характерны для всех видов - от бактерий до высших животных. У человека они в значительном количестве содержатся в эмбриональных тканях, в тимусе, селезенке - органах, богатых ретикулярной тканью и гликопротеинами, участвуют в селекции и супрессии клонов иммунокомпетентных клеток. В пожилом возрасте возникают иммунокомпетентные клетки - мутанты, которые реагируют со структурными гликопротеинами и тем самым вовлекают соединительную ткань в возрастную патологию. С возрастом уменьшается тканевая регенерация и повышается частота ошибок распознавания клетки клеткой. При этом гликопротеины являются предшественниками распознающих структур.

Окончательно не установлено, какую (этиологическую или патогенетическую) роль играют нарушения иммунной системы в процессе старения. Многие болезни пожилого возраста имеют иммунологическую природу, поэтому направленным воздействием на иммунную систему можно затормозить процессы старения.

Влияние иммунитета на процесс старения

"Если бы в организме взрослого человека удалось воспроизвести иммунологические процессы, характерные для 10-летнего ребенка (самого здорового периода человеческой жизни), продолжительность жизни возросла бы в 3, 4 или даже в 5 раз". Так считает американский ученый Доннер Денкл.

В 1975 г. иммунологам удалось осуществить пересадку вилочковой железы и костного мозга от молодых мышей старым. Эксперимент подтвердил возможность сохранения здоровья и продления жизнь подопытных животных: иммунная система 19-месячных мышей была омоложена до уровня 4-месячных. В пересчете на наш век это означало бы превращение 60-летнего человека в 20-летнего, т. е. троекратное омоложение. Прошло еще несколько лет, и пересадка костного мозга и вилочковой железы шагнула в клиники, спасая людей от преждевременного старения.

Состав и функции крови

Кровь, беспрерывно циркулирующая в замкнутой системе кровеносных сосудов, выполняет в организме важнейшие функции: транспортную, дыхательную, регуляторную и защитную. Она обеспечивает относительное постоянство внутренней среды организма.

Кровь - это разновидность соединительной ткани, состоящей из жидкого межклеточного вещества сложного состава - плазмы н взвешенных в ней клеток - форменных элементов крови: эритроцитов (красных кровяных клеток), лейкоцитов (белых кровяных клеток) и тромбоцитов (кровяных пластинок). В 1 мм 3 крови содержится 4,5-5 млн. эритроцитов, 5-8 тыс. лейкоцитов, 200-400 тыс. тромбоцитов.

В организме человека количество крови составляет в среднем 4,5-5 л или 1/13 массы его тела. Плазма крови по объему составляет 55-60%, а форменные элементы 40-45%. Плазма крови представляет собой желтоватую полупрозрачную жидкость. В ее состав входит вода (90-92%), минеральные и органические вещества (8-10%), 7% белков. 0,7% жиров, 0.1% - глюкозы, остальная часть плотного остатка плазмы - гормоны, витамины, аминокислоты, продукты обмена веществ.

Форменные элементы крови

Эритроциты - безъядерные красные кровяные клетки, имеющие форму двояковогнутых дисков. Такая форма увеличивает поверхность клетки в 1.5 раза. Цитоплазма эритроцитов содержит белок гемоглобин - сложное органическое соединение, состоящее из белка глобина и пигмента крови гема, в состав которого входит железо.

Основная функция эритроцитов - транспортировка кислорода и углекислого газа. Эритроциты развиваются из ядерных клеток в красном костном мозге губчатого вещества кости. В процессе созревания они теряют ядро и поступают в кровь. В 1 мм 3 крови содержится от 4 до 5 млн. эритроцитов.

Продолжительность жизни эритроцитов 120-130 дней, затем в печени и селезенке они разрушаются, и из гемоглобина образуется пигмент желчи.

Лейкоциты - белые кровяные тельца, содержащие ядра и не имеющие постоянной формы. В 1 мм 3 крови человека их содержится 6-8 тысяч.

Лейкоциты образуются в красном костном мозге, селезенке, лимфатических узлах; продолжительность их жизни 2-4 дня. Разрушаются они также в селезенке.

Основная функция лейкоцитов - защита организмов от бактерий, чужеродных белков, инородных тел. Совершая амебоидные движения, лейкоциты проникают через стенки капилляров в межклеточное пространство. Они чувствительны к химическому составу веществ, выделяемых микробами или распавшимися клетками организма, и передвигаются по направлению к этим веществам или распавшимся клеткам. Вступив с ними в контакт, лейкоциты своими ложноножками обволакивают их и втягивают внутрь клетки, где при участии ферментов они расщепляются.

Лейкоциты способны к внутриклеточному пищеварению. В процессе взаимодействия с инородными телами многие клетки гибнут. При этом вокруг чужеродного тела накапливаются продукты распада, и образуется гной. Лейкоциты, захватывающие различные микроорганизмы и переваривающие их, И.И. Мечников назвал фагоцитами, а само явление поглощения и переваривания - фагоцитозом (поглощающим). Фагоцитоз - защитная реакция организма.

Тромбоциты (кровяные пластинки) - бесцветные, безъядерные клетки округлой формы, играющие важную роль в свертывании крови. В 1 л крови находится от 180 до 400 тыс. тромбоцитов. Они легко разрушаются при повреждении кровеносных сосудов. Тромбоциты образуются в красном костном мозге.

Форменные элементы крови, помимо вышеуказанного, выполняют очень важную роль в организме человека: при переливании крови, свертывании, а также в выработке антител и фагоцитозе.

Функции крови

1. Дыхательная функция заключается в связывании и переносе 02 от легких в ткани и С 02 - из тканей в легкие.

2. Трофическая функция крови связана с обеспечением всех клеток организма питательными веществами, поступающими из органов пищеварения и других органов.

3. Экскреторная функция: кровь транспортирует из тканей конечные продукты метаболизма к органам выделения.

4. Терморегуляторная функция: кровь несет тепло от энергоемких органов и согревает органы, теряют его.

5. Обеспечение водно-электролитного обмена: в артериальной части большинства капилляров жидкость и электролиты поступают в ткани, в венозной-они возвращаются в кровь.

6. Защитная функция: кровь обеспечивает защиту организма от бактерий, вирусов и генетически чужеродных клеток и веществ.

7. Гуморальная регуляция: кровь переносит гормоны и другие биологически активные соединения от клеток, где они образуются, других органов и тканей.

Изменения клеточного состава крови

С возрастом снижается количество ядросодержащих клеток в костном мозге и в нем увеличивается объем, занимаемый жировыми клетками. Так, у людей, в возрасте до 65 лет около половины костного мозга занято жировой тканью, а позднее уже 2/3 его замещаются жиром. Вероятно, эти потери гемопоэтических клеток усиливают остеопороз.

При старении более всего выражены количественные изменения в показателях эритрона . Так, если у 20-летних мужчин среднее содержание эритроцитов в крови составляет 5,3-1012/л, то у 60-летних меньше - 5,05 * 1012/л; содержание гемоглобина у мужчин и женщин моложе 60 лет составляет соответственно 156 и 135 г/л, а у 96 и 106-летних - 124 г/л.

Снижение кислородной емкости крови ставят в причинную связь с возрастным снижением основного обмена, с часто обнаруживаемым у пожилых дефицитом железа, фолиевой кислоты и витамина В 12. Так, почти у 30% пожилых людей в сыворотке крови снижено содержание витамина В 12. Это объясняется уменьшением всасывания его в связи с атрофическим гастритом, выявляемым у 81% лиц старше 60 лет.

С возрастом увеличивается средний объем эритроцита . Например, у 20-летних мужчин он равен 89 мкм 3, у 60-летних - 93 мкм 3. К причинам, вызывающим увеличение среднего объема эритроцита у пожилых лиц, относят усиление перекисного окисления в мембранах клетки, курение и употребление алкоголя, воздействующие на цитоскелет эритроцитов. Действительно, у курящих средний объем эритроцита на 1,5 мкм 3 выше, чем у некурящих. Такой же эффект оказывает умеренное количество алкоголя. Так, макроцитоз обнаруживается у 85% лиц, страдающих алкоголизмом или употребляющих свыше 80 г этанола в день (количество этанола, содержащееся в 4-х кружках пива).

Обмен железа плазмы за сутки несколько выше у лиц от 61 до 80 лет, чем у 19-50-летних, соответственно 125±47 мкмоль/л крови и 112±27 мкмоль/л. При этом, у пожилых людей, по сравнению с молодыми, увеличено использование железа неэритроидной тканью.

Заключение

Исходя из освещённых аспектов функционирования врождённой системы, можно сделать вывод, что она играет немаловажную роль в процессах старения организма человека. Нарушения, происходящие в процессе старения во врождённой иммунной системе, могут привести к серьёзным заболеваниям, таким как Болезнь Паркинсона и аутоиммунные заболевания, опухоли. Кроме того происходит общие снижение сопротивляемости организма внешним инфекциям. Причиной этому служит и нарушение фагоцитарной активности макрофагов, и нарушение привычной цитокиновой секреции, обеспечивающей стабильный микроклимат для функционирования всех звеньев иммунного ответа. Негативные нарушения во врождённом иммунном ответе так же отрицательно сказываются и на адаптивном звене иммунитета человека, дополнительно ослабляя его защиту.

Изменения в клетках врождённой иммунной системы зачастую заключаются не столько в их количественном выражении, сколько в угнетении их активности, ослаблении необходимых для нормальной жизнедеятельности функциональных процессов и, даже, в приобретении и усилении качеств отрицательно влияющих на организм.

А если же говорить об изменении функций крови при старении тогда необходимо отметить что, у лиц пожилого возраста проявляются выраженные сдвиги в структуре и регуляторных механизмах гемостаза . После 40 лет происходит сдвиг баланса гемостаза в сторону увеличения прокоагулянтной активности крови и увеличение интенсивности внутрисосудистого тромбообразования. Об этом свидетельствует повышение концентрации продуктов распада фибрина, фибриногена, активности фактора XIII, повышение толерантности плазмы к гепарину. В ответ на эту перестройку в системе прокоагулянтного гемостаза активируется антикоагулянтное звено - фибринолиз. Однако, нарастание фибринолитической активности крови отстает от роста ее прокоагулянтной активности. В результате, коагулянтные свойства крови при старении повышаются. Этому способствует также более выраженное у пожилых, по сравнению с молодыми, повышение активности прокоагулянтного звена в ответ на активацию симпато- адреналовой системы при стрессе (действие катехоламинов) на фоне мало меняющейся фибринолитической активности.

С другой стороны, с возрастом в эндотелии артерийпостепенно снижается выработка активаторов плазминогена , уменьшается продукция простагландинов, что снижает антиагрегационную активность сосудистой стенки и создает предрасположение к внутрисосудистому образованию тромба. Развивающаяся у пожилых гиперхолестеринемия, рост концентрации тромбоглобулина также повышают чувствительность тромбоцитов к агрегантам (веществам, стимулирующим агрегацию тромбоцитов). Сказанное делает понятным резкое увеличение с возрастом риска тромбозов и эмболии.

С писок использованной литературы

1. Бутенко Г.М. В кн.: Актуальные проблемы молекулярной, клеточной и клинической иммунологии. М.: Изд. ВИНИТИ. 1983; 12: 84-100.

2. Иммунология старения. Под. ред. Т. Макинодана и Э. Юниса. М.: Мир; 1980

3. Прохоров А.М. - Б.Э. С. Том 1. Москва: "Сов. Энциклопедия", 1991г., 863 с.

4. Анатомия человека М.Г. Привес, Н.К. Лысенков С-Пб, издательство "Гиппократ", 1999г.; 704с.

5. http://www.dendrit.ru/page/show/mnemonick/obschie-svoystva-i-funkcii-krovi/

6. http://doctor-v.ru/med/funkcii-krovi-pri-styarenii/

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Старение и смерть генетически как процесс постепенного нарушения и потери важных функций организма или его частей, в частности способности к размножению и регенерации. Типы теорий старения: генетической запрограммированности и накопления "ошибок".

презентация , добавлен 23.10.2014


Функции крови, их сущность, особенности и характеристика. Лейкоциты и их роль в защите организма от микробов и вирусов. Иммунитет как сопротивляемость организма инфекциям и инвазиям чужеродных организмов, его виды. Функции антител в организме человека.

презентация , добавлен 27.05.2012


Иммунитет как совокупность свойств и механизмов, обеспечивающих постоянство состава организма и его защиту от инфекционных и других чужеродных агентов, его типы, формы проявления. Принципы и факторы, влияющие на формирование. Механизм защиты от инфекций.

презентация , добавлен 25.12.2014


Иммунитет как совокупность свойств и механизмов, обеспечивающих постоянство состава организма и его защиту от инфекционных и других чужеродных агентов, виды: врожденный, искусственный. Характеристика и анализ факторов неспецифической защиты организма.

презентация , добавлен 11.12.2012


Характеристика системы иммунной защиты организма. Приобретенный иммунитет и его формы. Выработка антител и регуляция их продукции. Образование клеток иммунологической памяти. Возрастные особенности иммунитета, вторичные (приобретенные) иммунодефициты.

реферат , добавлен 11.04.2010


Иммунитет как невосприимчивость, сопротивляемость организма к инфекциям и инвазиям чужеродных организмов. Иммунный ответ. Нейтрофилы и их функция. Моноциты, макрофаги, лимфоциты. Виды нарушений фагоцитарной системы. Методы оценки гуморального иммунитета.

презентация , добавлен 05.04.2015


Реактивность - основа защитных функций организма. Причины действия патогенного фактора. Клеточные и гуморальные механизмы, обеспечивающие специфические реакции (иммунитет). Регуляция кроветворения макрофагами. Патофизиология базофилов и эозинофилов.

презентация , добавлен 29.08.2013


Общее понятие о врожденном иммунитете. Основные функции имунной системы. Система комплиментов, особенности её активации. Опсонизация, хемотаксис, мембранотопный повреждающий комплекс. Роль соматических клеток в иммунной защите организма человека.

презентация , добавлен 01.10.2013


Иммунитет как защитная реакция организма в ответ на внедрение инфекционных и других чужеродных агентов. Механизм действия иммунитета. Состав иммунной системы. Врожденный и приобретенный виды иммунитета. Определение состояния иммунной системы человека.

презентация , добавлен 20.05.2011


Клетка как основная единица, определяющая состояние и жизнеспособность организма. Роль и значение крови для жизненных процессов организма. Воздействие внешней среды на жизнедеятельность человека. Влияние физических нагрузок на состояние иммунитета.

Анатомо-физиологические особенности, резервные возможности

Повышение с возрастом частоты и тяжести течения инфекционных заболеваний, частоты опухолей и аутоиммунных заболеваний свидетельствует о существенных изменениях иммунной системы организма, которые характеризуются как “старение иммунной системы”. С возрастом снижается неспецифическая и специфическая защита, с чем связано повышение чувствительности стариков к инфекциям и опухолям. Страдает, в основном, Т-клеточное звено иммунной системы в результате возрастной инволюции тимуса.

Разные популяции иммунокомпетентных клеток, выполняющие разные функции, различаются по длительности их жизни. Наряду с долгоживущими клетками (макрофаги, дендритные клетки, лимфоциты памяти) существуют короткоживущие клетки, длительность жизни которых измеряется днями или часами, и поэтому требуется их постоянное обновление на протяжении жизни (гранулоциты, Т- и В- лимфоциты и др.). С возрастом способность к регенерации тканей и клеток снижается, что отражается на поддержании численности короткоживущих популяций иммунокомпетентных клеток.

Следует учитывать, что иммунно-опосредованные процессы разрушения тканей организма могут вносить существенный вклад в процессы старения. Мутации, изменяющие структуру белков, приводят к появлению химически измененных макромолекул, которые с возрастом накапливаются в организме и распознаются лимфоцитами как чужеродные, что ведет к аутоагрессии. Поэтому снижение эффекторных функций иммунной системы в старческом возрасте имеет свои преимущества: этим обеспечивается меньшая выраженность иммунологически опосредованных повреждений собственных тканей.

В наибольшей степени старение иммунной системы отражается на механизмах иммунорегуляции: изменяются соотношения регуляторных субпопуляций лимфоцитов и их способность к продукции иммунорегуляторных молекул - цитокинов.

Старение иммунной системы зависит от многих индивидуальных особенностей: генетической предетерминированности, перенесенных в течение жизни острых и хронических инфекционных заболеваний, приема лечебных препаратов, характера питания, выраженности возрастных изменений других систем. В связи с этим важно отличать вторичные иммунодефициты от возрастных физиологических особенностей иммунной системы у людей старческого возраста.

Для многих систем организма (иммунной, эндокринной, сердечно-сосудистой) критический возраст примерно совпадает: наиболее опасным считается возраст 70 - 79 лет. Более высокие показатели состояния здоровья людей после 80 лет связано с селекцией стариков, наиболее устойчивых к действию различных факторов риска.

Источником оптимизма могут служить результаты изучения иммунной системы здоровых людей, достигших 100-летнего возраста. У таких людей выявлена удивительная сохранность всех иммунологических механизмов. Несмотря на давно прошедшую инволюцию тимуса у них лишь слегка снижено количество Т лимфоцитов при сохранении разнообразия их функционального репертуара, при нормальной доле Т клеток памяти. У таких людей основную массу Т лимфоцитов составляют Th0, продуцирующие и гамма-интерферон и интерлейкин-4. У этих людей слегка снижено количество, но сохранены функции В лимфоцитов. Их цитокины сохраняют достаточную иммунорегуляторную активность. Количество естественных киллеров у них повышено. Повышено количество поверхностных молекул на лимфоцитах, а их тенденция к апоптозу снижена. У таких стариков не выявлено тканеспецифических аутоантител, характерных для старения иммунной системы. Полученные результаты свидетельствуют о возможности возрастной перестройки иммунной системы без формирования характерного старческого иммунодефицита. Необходимыми условиями такого “успешного старения” являются генетическая предетерминированность в сочетании с соответствующим образом жизни. Вышеописанные индивидуумы представляют собой исключение из общего правила снижения большинства защитных функций в стареющем организме.

В отличие от людей молодых и среднего возраста, у которых четко прослеживаются нейроиммунные связи на уровне лимбикоретикулярных структур, при старении влияние лимбикоретикулярных структур на иммунные структуры снижается или вовсе утрачивается. С возрастом нарушается и гормональная регуляция иммунной системы, у стариков стероидные гормоны коры надпочечников по-разному реагируют на стимуляцию: секреция кортизола возрастает, а секреция дегидроэпиандростерона (DHEA) снижается. С недостаточностью DHEA в старческом организме связывают многие проявления старения иммунной системы (Рис.3-13).

Резко ослаблены все барьерные функции организма. В составе кожи у стариков снижено количество антигенпрезентирующих клеток Лангерганса, с чем связана пониженная способность к аллергизации. Параллельное снижение функций Т- и В лимфоцитов и продукции цитокинов проявляется выраженным снижением адаптивных возможностей иммунной системы кожи. У людей старше 60 лет снижена плотность клеток Лангерганса и в коньюнктивальном эпителии глаза, что может свидетельствовать об ослабленной защите коньюнктивы глаза. В старческом возрасте снижается секреция слизи, что облегчает бактериям колонизацию слизистых. Дисфункции ресничного эпителия, потеря эластичности легочных тканей, ослабленный кашлевой рефлекс предрасполагают к бактериальной инвазии в дыхательных путях. Пониженная сократимость мочевого пузыря ведет к застою мочи и повышению частоты инфекций мочеполового тракта. У стариков нарушен процесс заживления ран, однако ответ фибробластов на активацию цитокином - трансформирующим ростовым фактором-бета полностью сохранен.

В старческом возрасте нарушены функции фагоцитирующих клеток. При инфекциях у стариков слабее выражен лейкоцитоз, ослаблена мобилизация клеток в очаги воспаления и инфекции, снижен ответ на действие медиаторов воспаления, снижена способность убивать захваченных при фагоцитозе бактерий. У гранулоцитов при старении резко повышается чувствительность к апоптозу в присутствии интерлейкина-2 или ЛПС. У людей старше 65 лет частично утрачена цитотоксическая активность моноцитов крови в отношении опухолевых клеток. Их моноциты слабее секретируют интерлейкин-1, слабее продуцируют кислородные радикалы (Рис.3-13).

О дефектности продукции провоспалительных цитокинов макрофагами косвенно свидетельствует менее выраженный подъем температуры у стариков в ответ на развитие инфекции. С возрастом снижается способность макрофагов отвечать активацией на соответствующие индукторы, включая активирующие цитокины, например, гамма-интерферон. Эти возрастные дефекты макрофагов поддаются коррекции под влиянием гормонов гипофиза (пролактина и гормона роста), что может свидетельствовать о значении нейро-эндокрино-иммунных взаимодействий в процессах старения.

Снижение противовирусной и противоопухолевой защиты у стариков связано с количественной и функциональной дефектностью естественных киллеров. У стариков снижено количество циркулирующих естественных киллеров. Эти клетки у стариков отличаются пониженной литической активностью и труднее поддаются активации.

Инволюция тимуса заканчивается в зрелом возрасте и к старости отается лишь небольшой фиброзированный остаток, составляющий 10% от исходного объема. Постепенная утрата тимуса легко переносится. Очевидно к моменту окончания инволюции тимуса в организме уже успевает накопиться достаточная популяция долгоживущих Т-лимфоцитов памяти. Выход зрелых Т-лимфоцитов с возрастом снижается драматически, хотя количество костномозговых предшественников не снижается. Лимитирующими при старении оказываются дефектные лимфокин-контролируемые процессы пролиферации тимоцитов и дефекты тимусного микроокружения. На фоне инволюции тимуса его микроокружение недостаточно инициирует ранние этапы Т-клеточной дифференцировки. Критическим для дифференцировки лимфоцитов считается интерлейкин-7 - продукт стромальных клеток. Возможно, дефект продукции или рецепции интерлейкина-7 сопутствует старению и лимитирует процессы пролиферации и дифференцировки Т-лимфоцитов.

В связи с возрастной инволюцией тимуса особое значение приобретает возможность экстратимической генерации Т-клеток. Лимфоидная ткань, ассоциированная с кишечником, является важнейшим местом экстратимической дифференцировки Т-лимфоцитов, которая в процессах возрастной перестройки компенсаторно усиливается.

Отсутствие тимуса после 50 - 60 лет проявляется повышением доли незрелых Т-лимфоцитов и снижением уровней тимических гормонов в периферической крови. Функциональная неполноценность Т-лимфоцитов стариков частично связана с отсутствием тимических гормонов и может корректироваться при введении экзогенных тимических гормонов. Инволюция тимуса отражается, видимо, и на процессах селекции Т-клеточных предшественников, что приводит к созреванию аутореактивных клонов Т-лимфоцитов и к повышенной продукции аутоантител в старческом возрасте.

Общее количество клеточных элементов иммунной системы с возрастом не меняется. Иногда отмечается слабо выраженная лимфопения. Однако соотношения отдельных популяций и субпопуляций лимфоцитов и их функциональная активность у стариков претерпевают существенные изменения. Было высказано предположение о накоплении с возрастом лимфоцитов, имеющих различные дефекты. Другое предположение исходит из того, что функционирующие клетки сохраняют свою нормальную активность, а после их гибели они замещаются ослабленными клетками. С наибольшим постоянством у стариков нарушается баланс регуляторных субпопуляций Т-лимфоцитов. Данные об изменениях соотношения CD4 + /CD8 + весьма противоречивы: по одним данным оно снижается, по другим - повышается. С возрастом повышается доля Т-клеток памяти. Однако у очень старых людей количество клеток памяти становится ниже, чем у пожилых. Это касается и CD4 + и CD8 + клеток.

Т-лимфоциты стариков отличаются сниженным ответом на действие антигенов. Доля мононуклеаров крови, отвечающих пролиферацией на стандартные антигены, снижается по сравнению с клетками молодых людей на 50 - 80%. Пролиферативный ответ более резко снижается с возрастом у мужчин по сравнению с женщинами. У Т-лимфоцитов людей старше 65 лет снижен пролиферативный ответ на столбнячный анатоксин как до, так и после иммунизации соответствующим вакцинным препаратом. После иммунизации гриппозной вакциной у стариков клеточный ответ бывает краткосрочным, не накапливается большого количества специфических цитотоксических Т-лимфоцитов, не удается выявить повышенной продукции интерлейкина-2, не происходит нарастания титров антител.

Связанные с возрастом повреждения ДНК и мутации в ДНК лимфоцитов у стариков сочетаются со снижением способности к репарации ДНК, что является следствием снижения активности ДНК-протеинкиназного комплекса. Все это приводит к нарушению лимфопролиферации и клональной экспансии Т-лимфоцитов в старости. Еще одним из ограничений клональной экспансии Т-лимфоцитов у стариков может служить усиливающаяся с возрастом утрата теломер и способности повышать активность теломеразы.

У людей старше 65 лет в ответ на антигенную стимуляцию Т-лимфоцитов вместо активации наступает их апоптоз, что и ведет к развитию Т-дефицита. Нарастание апоптоза Т лимфоцитов и других иммунокомпетентных клеток у стариков связано с нарушениями регуляции программированной гибели.

В старческом возрасте нередко выявляется ослабление или отсутствие кожно-аллергических реакций на введение широко распространенных инфекционных аллергенов: вирусных и бактериальных. Вероятность полной анергии повышается с возрастом: так анергия на туберкулин выявляется лишь у 1 из10 людей до 55 лет, а у людей в возрасте свыше 55 лет - у 1 из 3. Развития клеточно-опосредованной кожно-аллергической реакции на стандартный индуктор (ДНХБ) не происходит у 5% людей до 70 лет и у 35% людей старше 70 лет. Недостаточность кожно-аллергических реакций связана не только с дефектами лимфоцитов, но и с дефектами антиген-презентирующих клеток (макрофагов, дендритных клеток). Так, в коже стариков количество антиген-презентирующих клеток Лангерганса снижено вдвое, а оставшиеся клетки отличаются менее разветвленными отростками и сниженной продукцией цитокинов. Моноциты дендритные клетки стариков отличаются пониженной способностью презентировать антигены.

Т-лимфоциты стариков отличаются сниженной продукцией интерлейкина-2 и сниженным количеством высокоаффинных рецепторов интерлейкина-2 , в то же время продукция интерлейкина-4 повышена. Низкая пролиферативная активность Т-лимфоцитов стариков корректируется в культурах при добавлении интерлейкина-2. Т-лимфоциты стариков отличаются также пониженной продукцией интерлейкина-3,гамма-интерферона, гранулоцитарно-моноцитарного колониестимулирующего фактора. Нормальный процесс старения сопровождается усилением продукции мультифункциональных цитокинов интерлейкинов-4, -5, -6 и -10, которые начинают продуцироваться конститутивно и бесконтрольно и обладают способностью преимущественно ингибировать функции Т-лимфоцитов и макрофагов. Продукция интерлейкина-6 с возрастом повышается в отличие от других провоспалительных цитокинов. Нарастание уровня этого цитокина вне связи с развитием воспаления свидетельствует о нарушении регуляции его продукции. С возрастом снижается уровень эстрогенов - ингибиторов гена интерлейкина-6. Регуляция продукции этого и других цитокинов является функцией стероидного гормона - андростерона, уровень которого падает с возрастом. Нарушение регуляции синтеза интерлейкина-10 связано с падением уровня внутриклеточного глютатиона - регулятора окислительных процессов, концентрация которого снижается с возрастом в связи со снижением уровня андростерона (Рис.3-13).

Функциональные дефекты Т-лимфоцитов в старости могут быть связаны с нарушениями динамических свойств и текучести клеточных мембран. У лимфоцитов стариков были выявлены нарушения обмена кальция (Са). Приток ионов Са необходим для вступления в клеточный цикл после активации. Нарушение пролиферативного ответа лимфоцитов стариков связано с нарушением притока Са. Искусственное усиление притока Са под действием ионофора Са восстанавливало нарушенный пролиферативный ответ Т-лимфоцитов стариков. Нарушения транспорта кальция были найдены и в гранулоцитах стариков. Вероятно, этот клеточный дефект, ассоциированный с возрастом, поражает многие системы организма. Среди лимфоцитов в наибольшей степени страдают от нарушения транспорта Са CD8 клетки (Рис.3-13).

Количество циркулирующих В-лимфоцитов с возрастом не изменяется, но в лимфоузлах постепенно повышается количество зародышевых центров, а в костном мозге возрастает количество плазматических клеток в результате дифференцировки В-лимфоцитов. Не было выявлено каких-либо возрастных изменений в соотношениях классов иммуноглобулинов. Общая тенденция возрастных изменений заключается в том, что снижается с возрастом продукция антител против экзогенных антигенов, а продукция аутоантител нарастает. Снижение антительного ответа стариков на экзогенные антигены связано с дефектностью Т-хелперов, а не сослаблением функций В-лимфоцитов.

При иммунизации разными вакцинами (против столбняка, гриппа, пневмококков) у стариков был выявлен ослабленный антительный ответ по сравнению с молодыми людьми, к тому же образующиеся у стариков антитела отличались пониженным сродством к антигену. Параллельно со снижением специфического антимикробного гуморального иммунного ответа с возрастом нарастает количество аутоантител. Среди них преобладают полиспецифические антитела, относящиеся к иммуноглобулинам класса M. Повышается с возрастом и количество органоспецифических аутоантител: к тиреоглобулину, к ДНК. Более 2/3 людей в возрасте старше 60 лет имеют в сыворотке аутоантитела разной специфичности. Аутоантитела в старческом возрасте могут быть результатом, а не причиной развития патологии. Ассоциированная с возрастом дегенерация тканей, происходящая независимо от иммунных механизмов, приводит к высвобождению больших количеств собственных компонентов, которые ранее были изолированы от контактов с иммунной системой. На эти аутоантигены развивается законный синтез аутоантител.

Выше охарактеризованный старческий физиологический иммунодефицит относительно мягок: он редко проявляется тяжелыми оппортунистическими инфекциями. Чаще всего старческий иммунодефицит приводит к реактивации туберкулеза или хронических вирусных инфекций типа герпес-зостер. Клеточно-опосредованный иммунитет с возрастом нарушается раньше и в большей степени по сравнению с гуморальным. Наиболее тяжелыми следствиями старческого иммунодефицита являются аутоиммунные заболевания и злокачественные образования. Возможность заболеть моноклональной гаммапатией возрастает в 20 раз с повышением возраста от 50 до 70 лет. Частота рака возрастает в 240 раз от 15 до 90 лет. Люди старше 65 лет составляют половину всех больных злокачественными новообразованиями. Вместе с тем, у стариков опухоли, как правило, медленнее прогрессируют из-за сниженной продукции цитокинов, способствующих росту опухолей.

Отдельные наблюдения свидетельствуют о сопряженности снижения длительности жизни стариков со степенью ослабления функций Т-лимфоцитов (снижение количества Т-лимфоцитов, количества CD4 + клеток, пролиферативной активности Т-лимфоцитов, продукции интерлейкина-2). Старики с Т- клеточным дефицитом считаются группой высокого риска со сниженной выживаемостью по сравнению со стариками без признаков иммунодефицита. У лиц старше 85 лет пониженное количество CD4 + Т-лимфоцитов и естественных киллеров кррелировало с повышенной смертностью в последующие два года. У лиц 97-100 лет активность жизни, параметры питания коррелировали с количеством естественных киллеров. Таким образом, качество и длительность жизни стариков во многом зависят от выраженности иммунологических сдвигов, характерных для физиологического возрастного иммунодефицита.

Факторы риска.

Любые неблагоприягные воздействия внешней среды являются для стариков факторами риска, т.к. их иммунная система утрачивает способность к адаптации, достаточно выраженную в молодом и зрелом возрасте.

Инфекции являются серьезными факторами риска для стариков в связи с дефектностью многих защитных механизмов. Среди них особенно опасны вирусные инфекции в связи с дефектностью клеточных механизмов защиты.

Вредные привычки (курение, алкоголизм) с возрастом становятся все более существенными факторами риска, поскольку компенсаторные возможности иммунной системы в старости исчерпаны.

Недостаточность питания является актуальным фактором риска для стариков. Анорексия и потеря веса довольно часто сопутствуют старению. Вначале люди с возрастом уменьшают потребление пищи, чтобы уравновесить снижение физической активности. Позднее развитию патологической анарексии могут способствовать: психическая депрессия, другие психологические и социальные условия. При этом резкая потеря веса является цитокин-зависимой. У стариков нередко наблюдается недостаточность питания, причинами которой могут быть: социально-экономическая незащищенность, физическая немощь, изоляция, стоматологические проблемы. Дефекты питания у стариков становятся причиной дефектов фагоцитоза, клеточного иммунитета, сниженного иммунного ответа. У стариков с белковой недостаточностью питания отмечается сниженный ответ лихорадкой и продукцией острофазовых реактантов при инфекциях, однако продукция провоспалительных цитокинов мононуклеарами крови этих стариков не была снижена (Табл.3-7)

Среди подходов к исправлению иммунологических нарушений у стариков особого внимания заслуживают: коррекция с помощью сбаллансированного питания (диеты), использование физических упражнений и заместительная терапия гормональными препаратами.

Накоплению с возрастом свободных радикалов может воспрепятствовать ограничение калорийности диеты (снижение калорийности примерно на 25%). Такая диета способствует снижению продукции интерлейкина-6 и продлению жизни.

Таблица 3-7.

Факторы риска, влияющие на иммунную систему людей пожилого и старческого возраста, и рекомендации для предупреждения нарушений иммунной системы

ФАКТОРЫ РИСКА	МЕРЫ ПРОФИЛАКТИКИ
Инфекции	Заместительная гормональная терапия препаратом DHEA. Вакцинопрофилактика и серопрофилактика инфекций в периоды эпидемий. Тщательная личная гигиена. Физические упражнения с низкой нагрузкой.
Недостаточность питания	Организация рационального питания. Использование пищевых добавок богатых витаминами и микроэлементами.
Экологическое неблагополучие, стрессы	Рациональное питание, обогащенное витаминами и микроэлементами.
Курение, алкоголизм	Проведение разъяснительной работы о вреде курения и алкоголя с использованием примеров угнетения иммунной системы.

Рекомендуется возможно более раннее выявление признаков анорексии, искусственное повышение калорийности питания, при необходимости - парентеральное питание. При исправлении дефектов питания в группах стариков, находящихся под постоянным наблюдением, было отмечено повышение эффективности вакцинации и снижение риска развития опухолей.

Для людей старшего поколения рекомендуются диеты, обогащенные витаминами D, Е, В6 и микроэлементами: цинком, кальцием, магнием. Использование рыбьего жира в качестве пищевой добавки оказывает весьма благотворное влияние на секреторные функции фагоцитирующих клеток стариков, в то время как общее содержание жиров в диете стариков должно быть минимальным. Исправления и повышения неспецифической противоинфекционной защиты удается добиться путем длительного систематического добавления к диете стариков кисломолочных бактерий в составе кисломолочных продуктов. Пища для стариков должна быть вкусной и привлекательной с учетом их пониженного аппетита.

Для исправления иммунологических дефектов у пожилых людей и стариков рекомендуется использовать физические упражнения с низкой или умеренной нагрузкой при небольшой их продолжительности. В группах стариков, систематически занимающихся такими упражнениями, было отмечено повышение количества естественных киллеров и активности Т лимфоцитов. Весьма умеренные по нагрузке программы упражнений вызывали у стариков даже более выраженную стимуляцию иммунологических функций, чем у людей более молодого возраста.

В связи с тем, что снижение иммунологических функций у стариков коррелирует со снижением продукции стероидного гормона коры надпочесников DHEA, было предложено использовать этот препарат для иммунокоррекции у стариков. Предварительное исследование в эксперименте показало возможность восстановления некоторых утраченных с возрастом иммунологических функций. Применение DHEA позволяло значительно повысить эффективность вакцинации. При введении DHEA людям было показано отсутствие токсичности использованных доз, дающих возможность восстановить нормальный уровень гормона в сыворотке крови стариков. Использование препарата при вакцинации стариков гриппозной вакциной позволило повысить продукцию специфических антител. Однако результаты гормональной иммунокоррекции оцениваются неоднозначно.