microbik.ru
1 2 ... 4 5


МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИИ, ВИРУСОЛОГИИ, ИММУНОЛОГИИ

Л. П. Титов, Е. Ю. Кирильчик, Т. А. Канашкова


ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ, РАЗВИТИЯ
И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ ДЕТСКОГО ОРГАНИЗМА


Учебно-методическое пособие



Минск 2007

УДК 616–053.2–097(075.8)

ББК 57.31 я 73

Т 45
Утверждено Научно-методическим советом университета
в качестве учебно-методического пособия 24.04.2007 г., протокол № 8


Рецензенты: д-р мед. наук, проф. А. В. Сукало; д-р биол. наук, проф. Б. А. Слука


Титов, Л. П.

Т 45 Особенности строения, развития и функционирования иммунной системы детского организма : учеб.-метод. пособие / Л. П. Титов, Е. Ю. Кирильчик, Т. А. Канашкова. – Минск : БГМУ, 2007. – 28 с.

ISBN 978-985-462-762-5.

Отражены основные закономерности формирования и функционирования иммунной системы детского организма в пре- и постнатальный периоды жизни. Рассматриваются основные критические периоды развития иммунной системы детского организма и иммунологические отношения матери и плода.

Предназначается студентам педиатрического факультета 2–6-го курсов.
УДК 616–053.2–097(075.8)

ББК 57.31 я 73
ISBN 978-985-462-762-5 © Оформление. Белорусский государственный

медицинский университет, 2007



СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

CD — cluster of differentiation/designation (кластер дифференцировки)

ГКГС — главный комплекс гистосовместимости

ЕКК — естественные киллерные клетки

ИЛ — интерлейкин

ИФН-γ — интерферон-γ

КОЕ-ГМ — колониеобразующая единица гранулоцитарно-макрофагального ряда

ТКР — Т-клеточный рецептор

Тх1 типа — Т-хелперы 1-го типа

Тх2 типа — Т-хелперы 2-го типа

ФНО-α — фактор некроза опухолей-α




ИММУННАЯ СИСТЕМА ДЕТСКОГО ОРГАНИЗМА
Развитие индивидуума в онтогенезе происходит в соответствии со свойственной ему стратегией генома, т. е. совокупностью и особенностями реализации генетической информации, закрепленной предшествующей эволюцией и унаследованной от родителей. В соответствии с этим в определенные периоды формирования индивидуума происходят события, включающие/выключающие механизмы регуляции определенных групп генов иммунной системы, ответственных за морфофункциональное становление, единство, эффекторную и регуляторную эффективность неспецифических и специфических процессов иммунологического надзора и противоинфекционного иммунитета.

Наиболее важными, с этой точки зрения, в развитии иммунной системы человека являются внутриутробный и детский периоды.

ЗАКЛАДКА И ФОРМИРОВАНИЕ ОРГАНОВ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Фетальная печень играет важную роль в кроветворении плода и по своей функции вполне может рассматриваться как орган иммунной системы. В фетальной печени и кровяных островках желточного мешка на 3–8-й неделе эмбриогенеза появляются первые стволовые клетки. Наибольшее значение данный орган имеет для развития, созревания и дифференцировки В-клеток.

Костный мозг закладывается на 4–5-й неделе эмбриогенеза и с этого времени выполняет все функции центрального органа иммунитета.

Тимус формируется в области 3–4-го глоточных карманов. Его закладка происходит на 4–5-й неделе. К 6-й — тимус характеризуется эпителиальной структурой, на 7–8-й — заселяется лимфоцитами, а к концу 12-й — его формирование завершается.

Селезенка закладывается на 5–6-й неделе.

Кроме того, на 5–6-й неделе происходит закладка лимфатических узлов и других вторичных лимфоидных органов. Несколько позже, на 9–14-й неделе, закладываются миндалины (вначале нёбная и глоточная), затем начинают развиваться лимфоидные узелки аппендикса и лимфоидные бляшки тонкой кишки (14–16-я), языка (24–25-я) и трубные миндалины (28–32-я). Закладка лимфоидных образований происходит под эпителием пищеварительной трубки в виде скопления эпителия, трансформирующегося затем в ретикулярную ткань. Именно в эту ткань впоследствии и заселяются лимфоидные клетки и их предшественники. Окончательное формирование первичных и вторичных лимфоидных органов заканчивается в постнатальном периоде (табл. 1).

Таблица 1

Этапы развития центральных и периферических органов
иммунной системы детского организма


Орган, структура

Закладка органа

(лимфоидного образования), нед. эмбриогенеза

Появление лимфоидных узелков, нед. эмбриогенеза

Появление центров размножения
в лимфоидных узелках


Костный мозг

4–5





Тимус

4–5





Окончание табл. 1

Орган, структура

Закладка органа

(лимфоидного образования), нед. эмбриогенеза

Появление лимфоидных узелков, нед. эмбриогенеза

Появление центров размножения в лимфоидных узелках

Нёбные миндалины

9–12

18–22

1–2 год жизни

Глоточная миндалина

12–14

После рождения

То же

Язычная миндалина

24–25

32–34

»

Трубные миндалины

28–32

После рождения

»

Лимфоидные бляшки

14–16

16–20

3 месяца после рождения

Лимфоидные узелки в слизистой оболочке внутренних органов

16–18

20–22

Новорожденные

Аппендикс

14–16

16–20

2 недели после рождения

Лимфатические узлы

5–6 и позже

20–22 и позже

1 год жизни

Селезенка

5–6

16–20

То же


Особенности формирования органов иммунной системы в онтогенезе:

  1. ранняя закладка органов иммунной системы в эмбриогенезе;

  2. морфофункциональную основу паренхимы органов составляет лимфоидная ткань;

  3. к моменту рождения основные органы достигают достаточной для развития адекватного адаптивного иммунного ответа зрелости;

  4. интенсивное увеличение массы органов (особенно вторичных) в детском и подростковом возрасте (табл. 2);

  5. выраженная вариабельность массы лимфоидной ткани и количественного содержания клеток иммунной системы (полиморфно- и мононуклеарных фагоцитов, лимфоцитов) в популяции детей и взрослых (варьируется в 2–3 раза);

  6. ранняя возрастная инволюция (старение) лимфоидной ткани, особенно тимуса, замещение ее соединительной и жировой тканями.

Таблица 2

Эволюция массы органов иммунной системы и лимфоидных образований
у детей разных возрастов


Возраст

Масса органов, г

Тимус

Селезенка

Лимфоидные образования

Новорожденные

15,5

0,5

1,4

1–5 лет

25,7

44,0

11,4

6–10 лет

29,4

52,0

14,25

11–15 лет

29,41

96,0

12,0


Сохранение морфофункциональных свойств и функции органов иммунной системы, сбалансированность главных звеньев — основа обеспечения долголетия индивидуума.

Лимфоциты. Кроветворные стволовые клетки в процессе эмбрионального развития человека первоначально возникают в желточном мешке, затем мигрируют в зародышевую печень, оттуда — в тимус и костный мозг. У 4-месячного плода костный мозг становится основным местом кроветворения. Впервые лимфоциты появляются:

  • в крови — на 7–8-й неделе;

  • тимусе — 8-й;

  • лимфатических узлах — 10-й;

  • селезенке — 11-й;

  • слизистой оболочке кишечника — 12-й;

  • пейеровых бляшках — 15–16-й неделе.

Содержание лейкоцитов в крови плода на 12-й неделе составляет 1000 кл./мл, а на 25-й — 25 000 кл./мл.

ФОРМИРОВАНИЕ НЕСПЕЦИФИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ
РЕЗИСТЕНТНОСТИ В ОНТОГЕНЕЗЕ


Неспецифические механизмы иммунной системы играют первостепенную роль в защите организма ребенка на ранних этапах онтогенеза. Они включают гуморальные и клеточные факторы.

В эмбриональном периоде общая активность системы комплемента плода по классическому пути выявляется уже на 6–8-й неделе и составляет около 60 % таковой у взрослого человека, а активность альтернативного пути — примерно 35–50 %. Соответственно выявляется и гемолитическая активность отдельных компонентов — С1–С9, а также факторов альтернативного пути данной системы — В, I, Р, Н. Основную роль в биосинтезе компонентов комплемента выполняет печень.

Содержание фибронектина (компонента внеклеточного матрикса) у плода составляет 50 % концентрации у взрослых. Он выполняет важную защитную функцию. При снижении его биосинтеза у детей развиваются респираторные инфекции, респираторный дистресс-синдром, бактериемия и сепсис.

Биосинтез цитокинов (интерферонов и некоторых интерлейкинов) отмечается на 10-й неделе и также составляет 40–50 % от уровня взрослых.

Фагоцитарная функция гранулоцитов плода созревает к 12-й неделе беременности и, как правило, носит незавершенный характер. Это обусловлено сниженным хемотаксисом, а также несовершенством внутриклеточных механизмов бактерицидности.

Система мононуклеарных фагоцитов (моноциты, макрофаги) плода в это время также функционально неполноценна.

Одним из важнейших факторов естественного иммунитета являются дендритные клетки (ДК). У плода и новорожденных они характеризуются выраженной недостаточностью антигенпрезентирующей функции и способности стимулировать CD4+Tх1 типа. ДК нуждаются в поступлении в организм микроорганизмов и их компонентов, которые стимулируют их созревание и повышают продукцию цитокинов (ИЛ-12), поддерживающих развитие Tх1 типа. Определенную роль в этом играет полиморфизм рецепторов, способных распознавать паттерны патогенности микроорганизмов — TLRs и CD14. Уровень экспрессии этих рецепторов на мембране клеток естественного иммунитета и наличие в окружающей среде компонентов микробного происхождения (ЛПС, РНК, ДНК, пептидогликанов) обеспечивают постоянную стимуляцию ДК, более эффективное созревание и способствуют «обучению» CD4+Tх1 типа, повышают их количественное содержание и функциональную активность.

Функция естественных киллеров также характеризуется низким уровнем активности и малоэффективна.
ФОРМИРОВАНИЕ ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ.

В-СИСТЕМА ЛИМФОЦИТОВ ПЛОДА

Пре-В-лимфоциты выявляются у плода в фетальной печени на 8-й неделе беременности. Экспрессия В-лимфоцитами sIgM проявляется на 10-й неделе. Фетальные В-клетки экспрессируют только молекулы IgM, без экспрессии — IgD. Экспрессия sIgA, IgG и IgD определяется с 11–12-й недели беременности. В этот же период отмечается повышенная экспрессия В-лимфоцитами молекулы CD5.

В-лимфоциты новорожденных дифференцируются в плазматические клетки, секретирующие IgM, но они не могут переключаться на клетки, продуцирующие IgG и IgA. Это объясняется еще недостаточно эффективной помощью СД4+ Т-лимфоцитов-хелперов.

Синтез собственных специфических антител IgM изотипа плазматическими клетками плода отмечается на 20–24-й неделе беременности, в крови плода присутствуют незначительные количества IgM и IgA.

Содержащиеся в крови плода антитела IgG класса имеют материнское происхождение и защищают его от того спектра патогенов, к которым у матери в процессе жизни сформировался постинфекционный или поствакцинальный приобретенный иммунитет. Транспорт IgG через плаценту (трансплацентарная передача антител) начинается на 8-й неделе. В низкой концентрации (ниже 0,1 г/л) они циркулируют в крови плода примерно до 17–20-й недели. Затем их концентрация начинает постепенно возрастать примерно до 30-й недели и составляет около 5–10 % материнского уровня. Эти же антитела формируют пассивный иммунитет, защищающий ребенка от инфекции в первые 3–6 месяцев постнатального периода жизни.

У преждевременно рожденных детей концентрация иммуноглобулинов в крови заметно ниже, чем у родившихся в срок.

В-система лимфоцитов новорожденных

Содержание В-лимфоцитов у новорожденных повышенное. Они экспрессируют молекулы IgM и IgD на мембране клеток. В пуповинной крови новорожденных определяются IgM и IgG изотипов. IgA и IgE либо не выявляются, либо обнаруживаются крайне редко.

После рождения материнские иммуноглобулины постепенно подвергаются катаболизму и выводятся, их концентрация в крови прогрессивно снижается (рис. 1).


Рис. 1. Динамика материнских и собственных иммуноглобулинов
сыворотки крови плода и новорожденного
К 3–4-му месяцу жизни происходит становление биосинтеза собственных IgG, и их концентрация к этому времени составляет примерно 30–40 % от уровня у взрослых. В последующем их содержание постепенно возрастает и к концу 1-го года жизни достигает 50–60 % концентрации у взрослых.

К этому времени концентрация IgM сыворотки крови ребенка практически достигает уровня взрослых. Повышенное содержание IgM в крови новорожденных является неблагоприятным признаком и часто свидетельствует о внутриутробном инфицировании плода (краснуха, сифилис, герпес, ВИЧ и др.).

Специфический иммунный ответ плода развивается на разнообразные внутриматочные инфекции, а также иммунизацию матери анатоксинами и вакцинами. При внутриутробном инфицировании плода отмечается активация всех компонентов иммунной системы. При этом продуцируются в основном IgM. Следствием внутриутробного инфицирования является повышение вероятности (риска) формирования разнообразной иммунопатологии в раннем или отдаленном периодах. В ряде случаев синтез антител иммунной системой новорожденного начинается с существенными задержками или вовсе может отсутствовать. Ответ иммунной системы новорожденного на полисахаридные антигены отмечается у плода с 6-го месяца. Иммунный ответ организма новорожденного на белковые антигены возможен преимущественно при оказании помощи В-лимфоцитам со стороны Т-лимфоцитов посредством прямого контакта и значительно слабее, чем у детей старших возрастов и взрослых.

Продукция собственных IgА заметно отстает и к концу первого года составляет только 25–30 % от уровня взрослых. Секреторные IgA и специфические антитела данного изотипа в секретах появляются на 3–4-м месяце жизни. Содержание IgG и IgA у детей 5–6 лет практически достигает уровня у взрослых. Уровень секреторных IgA у детей в 3–4 раза ниже, чем у взрослых, и достигает необходимой концентрации только к 10–15 годам. Иммунный ответ детей на полисахаридные вакцины — Haemophilus influenzae, Pseudomonas, Streptococcus pneuniae — ослаблен вплоть до 2-летнего возраста.

В крови новорожденных IgE не выявляются, к 4–6 годам их концентрация увеличивается, а достигает уровня взрослых к 8–11 годам.

следующая страница >>