IMUNE REAKCIJE

SAVREMENI POGLEDI O MEHANIZMIMA

IMUNITET. SPECIFIČNO I NESPECIFIČNO

IMUNITET. VRSTE IMUNITETA. KRŠENJA

IMUNE REAKCIJE

Jedan od osnivača nauke o mehanizmima imunoloških (zaštitnih) reakcija organizma je francuski naučnik Louis Pasteur, koji je razvio i primenio vakcinaciju kao metod borbe protiv zarazne bolesti. Ruski naučnik I.I. Mečnikov razvio ćelijska teorija imunitet, uspostavljajući mehanizam ćelijskog imuniteta, prema kojem je imunitet organizma određen fagocitnom aktivnošću leukocita. Kreirao je njemački naučnik Paul Ehrlich humoralna teorija imunitet, koji je objasnio imunitet organizma proizvodnjom zaštitnih humoralnih supstanci u krvi - antitela. Prema savremenim idejama zove imunitet sposobnost organizma da odgovori odbrambenim reakcijama na sve što mu je genetski strano, tj. na mikrobe, viruse, strane ćelije i tkiva, na sopstvene, ali genetski modifikovane ćelije, kao i na neke otrove i toksine. Ovi štetni agensi imaju uobičajeno ime antigeni. Kao rezultat razvoja imuniteta, tijelo postaje otporno na ponovno izlaganje istim antigenima, koji se brzo neutraliziraju.

Zaštita od antigena se provodi kroz nespecifične i specifične mehanizme, koji se pak dijele na humoralne i stanične.

Nespecifični mehanizmi koriste se za neutralizaciju čak i onih antigena s kojima se tijelo ranije uopće nije susrelo. Nespecifičan humoralni imunitet stvaraju zaštitne proteine ​​lizozim, interferon itd., koji su stalno prisutni u krvnoj plazmi. Nespecifični ćelijski imunitet uzrokovan je fagocitnom aktivnošću eozinofila, bazofila, neutrofila i monocita, što je otkrio I.I. Mechnikov. Određuje nespecifični humoralni i nespecifični ćelijski imunitet nasledna imunitet.

Ako imate nasljedni imunitet, tijelo nije podložno infekciji od rođenja. Razlikovati vrsta nasljedna imunitet i individualno nasledno imunitet. Čovječanstvo ima, na primjer, vrsta specifičan nasljedni imunitet na slinavku i šap. Na svakih 1,5 miliona slučajeva slinavke i šapa kod domaćih životinja, postoji samo jedan slučaj bolesti kod ljudi. Morski psi gotovo ne pate od zaraznih bolesti, njihove rane nisu podložne gnojenju.

Za razliku od nespecifičnih mehanizama koji leže u osnovi nasljednog imuniteta, specifičnih mehanizama obezbediti stečenog imuniteta. Specifični mehanizmi baziraju se na „sjećanju“ antigena pri prvom kontaktu tijela s njim, „prepoznavanju“ ga pri ponovnom kontaktu i brzom uništavanju uz pomoć posebne vrste T-limfocita (T-killera) i posebno sintetiziranih antitijela. , uglavnom imunoglobulini.

Stečeni imunitet se deli na aktivno stečeno nastala nakon kalemljenja ili prenošenja ove bolesti, And pasivno stečeno th, nastaje kao rezultat unošenja krvnog seruma iz organizma koji je patio od ove bolesti. Za obrazovanje aktivni imunitet u cilju zaštite od zaraznih bolesti, proizvodi vakcinacije, tj. vakcine se unose u organizam. Vakcine se sastoje od ubijenih ili živih, ali oslabljenih mikroba ili virusa. Aktivni imunitet traje mjesecima, godinama, pa čak i decenijama. Razlikovati aktivno stečeno prirodno imunitet(nakon bolesti) i umjetno stečen aktivni imunitet(nakon vakcinacije). Kod oba tipa aktivnog imuniteta, antitijela se stvaraju u tijelu u krvi nakon primjene vakcine ili izlaganja bolesti. Kod pasivnog imuniteta, gotova antitijela su sadržana u krvnom serumu unesenom u tijelo.

Limfociti igraju glavnu ulogu u razvoju odbrambenih reakcija organizma. Limfociti se formiraju od matične ćelije koštane srži. Napuštajući koštanu srž, jedan dio matičnih stanica s krvlju ulazi u timusnu žlijezdu. timus, gdje se umnožavaju i postaju limfociti zavisni od timusa, ili T limfociti. Drugi dio matičnih stanica ne prolazi kroz timusnu žlijezdu, već se pretvara u limfocite u drugim organima. Kod ptica je takav organ vreća od tkanine (Bursa), zbog čega se ova vrsta limfocita naziva B limfociti. Kod sisara i ljudi, B limfociti sazrijevaju limfni čvorovi . B ćelije žive nekoliko dana, a zatim počinju da se razmnožavaju, stvarajući identične ćelije kćeri.

T limfociti obezbeđuju ćelijski imunitet. Različiti tipovi T limfocita obavljaju različite funkcije. dakle, T limfociti-ćelije ubice) povezuju se sa stranim ćelijama i ubijaju ih. Receptorski proteini, koji su antitela, možda fiksirani imunoglobulini, ugrađeni su u membranu ćelije ubice. Upravo ti receptori dovode limfocite u kontakt sa stranim antigenima i neutraliziraju ih. Ovaj proces zahtijeva učešće tzv T-pomagači (pomoćni limfociti). Pomoćne T ćelije također pomažu B limfocitima da sintetiziraju antitijela. Treća grupa T-limfocita su tzv T ćelije imunološke memorije. Ove ćelije, koje žive više od 10 godina, cirkulišu u krvi i nakon prvog kontakta sa antigenom „pamte“ ga dugi niz godina. Pri ponovljenom kontaktu sa istim antigenom, ćelije imunološke memorije ga „prepoznaju“ i osiguravaju njegovu brzu neutralizaciju. Četvrti tip T-limfocita je T-supresori, su u stanju da potisnu proizvodnju antitela od strane B limfocita i aktivnost drugih T limfocita.

B limfociti obezbeđuju humoralni imunitet. Kada antigen uđe u tijelo, B limfociti se prvo transformiraju u plazmablasti, što kao rezultat niza uzastopnih podjela daje plazma ćelije. Citoplazma plazma ćelija je bogata ribosomima koji aktivno proizvode antitela, tj. imunoglobulini. T-pomoćne ćelije su uključene u proizvodnju antitijela, međutim, tačan mehanizam njihovog učešća još nije poznat. Plazma ćelije su striktno specifične za određene antigene – svaka ćelija sintetizira samo jednu vrstu antitijela.

Antitijela ili imunoglobulini su kompleksnih proteina– glikoproteini. Oni se specifično vezuju za strane supstance - antigene. Prema molekularnoj strukturi, imunoglobulini su monomerni ili polimerni. Svaki molekul ima konstantne (COOH-terminalne) i varijabilne (promjenjive) (NH2-terminalne) dijelove u svojim lancima. Varijabilni oblik dijelova aktivni centar(šupljina posebne konfiguracije, koja po veličini i strukturi odgovara antigenu), koja određuje sposobnost antitijela da se specifično veže za antigen. Kao rezultat ovog vezivanja, formira se jak kompleks antigen-antitijelo.

Bolest SIDA (sindrom stečene imunodeficijencije), koja se pojavila u drugoj polovini dvadesetog veka, uzrokovana je retrovirusom HIV-a, koji selektivno inficira pomoćne T-limfocite u organizmu, usled čega su specifični mehanizmi imunog sistema prestati funkcionisati. Pacijent postaje praktički bespomoćan protiv svake najbezopasnije infekcije. Osim T-pomoćnih ćelija, HIV inficira monocite, mikrofage i ćelije centralnog nervnog sistema, koji na svojoj površini imaju T4 receptor, preko kojeg virus ulazi u ćeliju.

Imuni sistem je takođe potisnut jonizujućim zračenjem.

RAZRAŽLJIVOST I UZBUĐENOST ĆELIJE.

BIOELEKTRIČNE FENOMENE U MIRANJU I

ĆELIJE AKTIVNOSTI. ZNAČAJ BIOELEKTRIČNIH FENOMENA U PROCESIMA PRENOSA INFORMACIJA DO

ORGANIZAM

Razdražljivost je sposobnost živih ćelija, tkiva ili čitavog organizma da na spoljašnje uticaje reaguju promenom svoje strukture, kao i nastankom, jačanjem ili slabljenjem svoje aktivnosti. Ovi spoljni uticaji se nazivaju iritansi, reakcije ćelija, tkiva i čitavog organizma na njih - biološke reakcije. Proces izlaganja stimulusu naziva se iritacija.

Po svojoj prirodi, podražaji mogu biti hemijski, električni, mehanički, temperaturni, radijacioni, svetlosni, biološki itd. Na svoj način biološki značaj za svaku ćeliju, svi stimulansi su podijeljeni na adekvatan I neadekvatan. Adekvatni su oni podražaji koji uz minimalnu snagu stimulacije izazivaju ekscitaciju u datoj vrsti ćelije, koja je u procesu evolucije razvila posebnu sposobnost da odgovori na te podražaje. Osetljivost ćelije na adekvatne podražaje je veoma visoka. Svi ostali stimulansi se nazivaju neadekvatnim.

U jednom ili drugom stepenu, sve žive ćelije i tkiva su sposobne da odgovore na iritaciju. Međutim, nervno, mišićno i žljezdano tkivo, za razliku od drugih, sposobno je izvršiti brze reakcije na iritacije. Ove tkanine se zovu ekscitabilna tkiva. Ekscitabilne ćelije takođe uključuju specijalizovane receptorske ćelije, na primer, štapiće i čunjeve retine.

Sposobnost nervnih, mišićnih i žlezdanih ćelija i tkiva, kao i receptorskih ćelija, da brzo reaguju na iritaciju promenom svojih fiziološka svojstva i nastanak uzbuđenje pozvao razdražljivost. Ekscitacija je talasasti proces koji se manifestuje specifičnim tkivnim odgovorom (mišićni - skupljaju se, žljezdani - luče sekret, nervni - stvaraju električni impuls) i nespecifičnim (promjena temperature, metabolizma itd.). Obavezni znak uzbuđenja je promjena električnog nabojaćelijske membrane.

Minimalna snaga stimulusa potrebna da se proizvede minimalni odgovor ćelije i tkiva naziva se prag iritacije. Mjeri se u različitim fizičke veličine, koji karakterišu veličinu stimulusa (u stepenima, kilogramima, decibelima, itd.). Minimalna sila stimulacije potrebna za uzbuđenje ćelije i stvaranje akcionog potencijala se naziva prag ekscitacije. Prag pobude se mjeri u miliVoltima.

Svaka živa stanica prekrivena je polupropusnom membranom kroz koju se odvija pasivni i aktivni selektivni prijenos pozitivno i negativno nabijenih jona. Zbog ovog prijenosa postoji razlika električnog potencijala između vanjske i unutrašnje površine ćelijske membrane - membranski potencijal. Postoje tri različite manifestacije membranskog potencijala - membranski potencijal mirovanja, lokalni potencijal i akcioni potencijal.

Ako ćelija nije pogođena spoljni podražaji, tada membranski potencijal ostaje konstantan dugo vremena. Membranski potencijal takve stanice u mirovanju naziva se membranski potencijal mirovanja. Za unutrašnju sredinu ćelije potencijal mirovanja je uvek negativan i iznosi -50 do -100 mV za nervno i prugasto mišićno tkivo, a od -20 do -30 mV za epitelno i glatko mišićno tkivo.

Razlog za pojavu potencijala mirovanja je različita koncentracija kationa i aniona izvan i unutar ćelije i selektivna permeabilnost stanične membrane za njih. Citoplazma nervnog i mišićna ćelija sadrži otprilike 20-100 puta više kalijevih kationa, 5-15 puta manje kationa natrijuma i 20-100 puta manje anjona hlora od ekstracelularne tečnosti.

Stanična membrana sadrži specifične natrijum, kalijum, hlor i kalcijum kanala, koji selektivno prolaze, respektivno, samo Na +, K +, C1 - i Ca 2+. Ovi kanali imaju mehanizam za zatvaranje i mogu biti otvoreni ili zatvoreni. U mirovanju su skoro svi natrijumski kanali ćelijske membrane zatvoreni, a većina kalijumovih kanala je otvorena. Kad god joni kalija naiđu na otvoreni kanal, difundiraju kroz membranu. Budući da je koncentracija K+ jona unutar ćelije mnogo veća, mnogo više njih napušta ćeliju nego ulazi, što povećava pozitivni naboj vanjska površina membrane. Ovaj vanjski tok K+ iona uskoro bi izjednačio osmotski tlak (ili koncentraciju) tog jona, ali to je spriječeno električnom silom odbijanja pozitivnih K+ iona sa pozitivno nabijene vanjske površine membrane. K+ joni će napustiti ćeliju sve dok sila električnog odbijanja ne postane jednaka sili osmotski pritisak K + . Na ovom nivou membranskog potencijala, izlaz i ulazak K+ jona kroz ćelijsku membranu će biti uravnoteženi.

Pošto su u stanju mirovanja gotovo svi natrijumski kanali membrane zatvoreni, joni Na+ ulaze u ćeliju na mala količina te stoga ne može nadoknaditi gubitak pozitivnog naboja unutrašnje sredine ćelije uzrokovan oslobađanjem K+ jona. Višak Na+ jona na vanjskoj površini membrane, zajedno s K+ ionima koji napuštaju ćeliju, stvara pozitivan potencijal izvan membrane stanice koja miruje.

U mirovanju membrana nervne celije propusnost je nešto lošija, a propusnost mišićnih ćelija je nešto bolja za Cl - anione nego za K+ katione. Cl - anioni, kojih je više izvan ćelije, difundiraju u ćeliju i nose sa sobom negativan naboj. Izjednačavanje koncentracija Cl - jona sprečeno je silom električnog odbijanja sličnih naelektrisanja.

Stanična membrana je praktički nepropusna za velike organske anione, posebno proteinske molekule i anione organske kiseline. Zbog toga ostaju unutar ćelije i zajedno sa Cl-ionima koji ulaze u ćeliju stvaraju negativan potencijal na unutrašnjoj površini membrane ćelije koja miruje.

Kada je ćelija izložena različitim podražajima jačine otprilike 1,5-2 puta manje od praga iritacije, potencijal membrane u mirovanju počinje da se smanjuje, tj. se dešava depolarizacija membranećelije. Sa povećanjem jačine stimulacije povećava se depolarizacija membrane. Međutim, ako jačina iritacije nije dostigla prag, tada prestanak iritacije dovodi do brzi oporavak potencijal odmora. U mišićnim i nervnim tkivima, kod sub-pragove stimulacije, smanjenje membranskog potencijala je ograničeno na malo područje na mjestu stimulacije i naziva se lokalni potencijal ili lokalni odgovor.

Kada stimulacija dostigne graničnu snagu, dolazi do brze kratkoročne promjene veličine i polariteta naboja ćelijske membrane, što se naziva akcioni potencijal(koriste se i termini „talas ekscitacije“; za nervne ćelije – „nervni impuls“). Akcijski potencijali uvijek nastaju kada se membrana živčane i prugaste mišićne ćelije depolarizira na približno -50 mV.

Razlog za pojavu lokalnog, a potom i akcionog potencijala je otvaranje natrijumskih kanala i ulazak Na+ jona u ćeliju. Kako se jačina iritacije povećava do graničnog nivoa, ovaj proces se odvija sporo i javlja se lokalni potencijal. Kada se dostigne kritični nivo depolarizacije membrane (približno -50 mV), permeabilnost natrijumskih kanala membrane raste eksponencijalno. Ioni Na+ ulaze u ćeliju, što dovodi ne samo do brze neutralizacije negativnog naboja na unutrašnjoj površini membrane, već i do pojave pozitivnog naboja (potencijalna inverzija).

Čim se izjednači broj Na + jona izvan i unutar ćelije, usmjerena struja u ćeliju Na + prestaje i inverzija se završava na vrijednosti od približno +30 do +40 mV (slika 1).

Slika 1 - Razvoj akcionog potencijala u neuronu kao odgovor na stimulaciju:

1 – nivo potencijala mirovanja; 2 – lokalni potencijal; CUD – kritični nivo depolarizacije membrane; 3 – vrh akcionog potencijala; 4 – vrijednost inverzije (prekoračivanje); 5 – repolarizacija; 6 – potencijal depolarizacije u tragovima; 7 – trag hiperpolarizacionog potencijala.

U ovom trenutku, permeabilnost membrane za K+ ione, koji napuštaju ćeliju u velikim količinama, naglo raste. Kao rezultat, na unutrašnjoj površini membrane ponovo nastaje negativan naboj, a na vanjskoj površini pozitivan naboj, tj. se dešava repolarizacija membrane. Brze promjene veličine i polariteta naboja membrane nazivaju se vrhom akcijskog potencijala. Nakon vrhunca akcionog potencijala, uočavaju se potencijali u tragovima depolarizacije i hiperpolarizacije, zbog inercije procesa kretanja Na+ i K+ jona kroz ćelijsku membranu. Trajanje akcionog potencijala je oko 1 ms u nervima, 10 ms u skeletnim mišićima i više od 200 ms u srčanom miokardu.

Održavanje razlike u koncentracijama Na+ i K+ jona između ćelijske citoplazme i ekstracelularne tečnosti u mirovanju i obnavljanje te razlike nakon iritacije ćelije obezbeđuje se radom tzv. natrijum-kalijum pumpna membrana. Natrijum-kalijum pumpa aktivno transportuje ione protiv njihovih koncentracijskih gradijenta, kontinuirano pumpajući Na+ iz ćelije u zamenu za K+. Pumpa radi zbog ATP energija. Da bi pumpa radila potrebno je da u ćeliji budu joni Na+, a u ekstracelularnoj tečnosti K+ joni.

Propagacija akcionog potencijala kroz tkivo, posebno nervnog impulsa kroz nerve, najbrži je i najpreciznije ciljani način prenošenja informacija u tijelu. Brzina prenosa nervnih impulsa u brzoprovodnim vlaknima motornih nerava (tip A α ) dostiže 120 m/s. Druge metode prenošenja informacija su mnogo sporije: humoralni ne prelazi 0,5 m/s (brzina protoka krvi u aorti), aksonski transport tvari od tijela neurona do završetaka aksona ne prelazi 40 cm dnevno.

Prijenos informacija u tijelu provođenjem akcionih potencijala odvija se duž membrane nervnog vlakna. Kada se na nervno vlakno primeni iritacija dovoljne sile, na mestu iritacije pojavljuje se zona ekscitacije (slika 2). Ova zona ima pozitivan naboj na unutrašnjoj površini membrane, a negativan na vanjskoj površini. Susedna nepobuđena područja membrane nervnih vlakana imaju inverzni odnos polariteta naelektrisanja. Između pobuđenih i neuzbuđenih dijelova membrane, električne struje. Dobili su ime lokalne struje.

Ove struje iritiraju susjedna neuzbuđena područja membrane. Kao rezultat toga, u njima se mijenja propusnost ionskih kanala, razvija se depolarizacija i nastaje akcijski potencijal. Ova područja postaju uzbuđena. Proces se ponavlja i tako se nervni impuls širi duž živca u oba smjera od prvobitnog mjesta iritacije. Ovo je mehanizam za provođenje ekscitacije duž mekog nervnog vlakna, u kojem se provodi malom brzinom, postupno slabeći.

U kašastim nervnim vlaknima akcioni potencijali nastaju samo na Ranvierovim čvorovima, gdje nema mijelinske ovojnice, koja je električni izolator. Kao rezultat toga, ekscitacija u pulpnom nervnom vlaknu se prenosi skokovima, od jednog Ranvierovog čvora do drugog. Brzina prijenosa ekscitacije u njemu je veća nego kod nepulpnih vlakana, a prenosi se praktično bez slabljenja.

ZNAČAJ ANALIZATORA ZA PERCEPCIJU EKSTERNIH I UNUTRAŠNJIH POJAVA ŽIVOTNE SREDINE. KONCEPT RECEPTORA,

ČULA, ANALIZATORI I ČULA

SISTEMI. ODJELI ZA ANALIZATE. OPŠTA SVOJSTVA ANALIZATORA

Ljudsko i životinjsko tijelo može normalno funkcionirati samo uz stalno primanje informacija o stanju i promjenama spoljašnje okruženje, u kojoj se nalazi, kao i o stanju unutrašnje sredine, svih delova tela. Bez informacija koje ulaze u mozak, jednostavni i složeni refleksi, uključujući ljudsku mentalnu aktivnost, ne mogu se izvesti.

Složeni akti ljudskog ponašanja u spoljašnjoj sredini zahtevaju stalnu analizu spoljašnje situacije, kao i svest nervnih centara o stanju. unutrašnje organe. Posebne strukture nervnog sistema koje obezbeđuju unos informacija u mozak i analizu tih informacija, I.II. Pavlov je zvao analizatori.

Uz pomoć analizatora vrši se poznavanje okolnog svijeta. Kada se stimulišu receptori u moždanoj kori, Osjećati, koji odražavaju pojedinačne nekretnine predmeta i pojava. Na osnovu senzacija se formiraju koncepte i ideje, odražavajući odnose i zavisnosti između ovih objekata i pojava, donose se zaključci, sprovode adekvatno ponašanje u spoljašnjoj sredini i praktične ljudske aktivnosti.

Analyzers at normalno funkcionisanje u okviru osjetljivosti svojih receptora daju ispravnu predstavu o vanjskom okruženju, što potvrđuje i praksa. Ovo omogućava osobi da istražuje svijet oko sebe i postigne napredak u oblastima znanja, nauke i tehnologije.

Informacije koje dolaze od različitih receptora do centralnog nervnog sistema neophodne su za održavanje aktivnog stanja centralnog nervnog sistema i celog organizma u celini. Umjetno isključivanje većine osjetilnih organa u posebnim eksperimentima na životinjama dovelo je do naglog smanjenja tonusa korteksa i pospanosti životinje. Probuditi ga je bilo moguće samo uticajem na čulne organe koji nisu bili isključeni. Posebni eksperimenti na ljudima smještenim u komorama koje isključuju primanje vizualnih, slušnih i drugih iritacija pokazali su da naglo smanjenje primanja senzornih informacija negativno utječe na sposobnost koncentriranja pažnje, logičkog razmišljanja i obavljanja mentalnih zadataka. U nekim slučajevima pojavile su se vizualne i slušne halucinacije.

Informacije koje se prenose u centralni nervni sistem sa receptora interoceptivnog analizatora koji se nalazi u unutrašnjim organima služe kao osnova za procese samoregulacija. Tako, na primjer, ako se krvni tlak promijeni, dolazi do ekscitacije u baroreceptorima zidova krvnih žila. Prenosi se u vazomotorni centar produžene moždine, impulsi iz kojih izazivaju vazodilataciju i vraćanje krvnog tlaka na normalne razine.

Pored primarnog prikupljanja informacija o okolini i unutrašnjem stanju organizma, važna funkcija analizatora je da informiše nervne centre o rezultatima refleksne aktivnosti, tj. implementacija povratne informacije. Na primjer, za precizno izvršenje odgovora motorna reakcija Kao odgovor na bilo kakvu iritaciju, centralni nervni sistem mora dobiti informacije od motoričkih i vestibularnih analizatora o snazi ​​i trajanju izvršenih mišićnih kontrakcija, brzini i tačnosti kretanja tijela, položaju tijela u prostoru, promjenama u tempu mišića. pokreti itd. Bez ovih informacija nemoguće je formirati i unaprijediti motoričke sposobnosti, uključujući rad i sport.

Percepcija bilo koje informacije o vanjskom i unutrašnjem okruženju počinje iritacijom receptora. Receptor- ovo je nervni završetak ili specijalizirana stanica koja je sposobna percipirati iritaciju i pretvoriti energiju iritacije u nervni impuls. Receptori se dijele na eksteroceptori, uočavanje iritacija iz spoljašnje sredine, i interoreceptori, signalizirajući stanje unutrašnjih organa. Vrsta interoreceptora su proprioceptori, informisanje o stanju i aktivnosti mišićno-koštanog sistema. Ovisno o prirodi podražaja na koje receptor ima selektivnu osjetljivost, receptori se dijele u nekoliko grupa: mehanoreceptori, termoreceptori, fotoreceptori, hemoreceptori, receptori za bol i sl.

Transformacija energije podražaja u proces ekscitacije, odnosno nervnog impulsa, nastaje zbog metabolizma samih receptora. Podražaj, djelujući na receptor, uzrokuje depolarizaciju njegove membrane i pojavu potencijal receptora ili generatora, koji je po svojim svojstvima sličan lokalnom potencijalu. Kada potencijal receptora dostigne kritičnu vrijednost potencijala, uzrokuje pojavu aferentnog impulsa u nervnom vlaknu koji dolazi od receptora.

Širi pojam od receptora je koncept organ čula, što se podrazumijeva kao formacija koja uključuje receptore, kao i druge ćelije i tkiva koja doprinose bolja percepcija receptori za određeni stimulus. Na primjer, receptori za vid (fotoreceptori) su štapići i čunjići mrežnjače. Zajedno sa refraktivnim sistemom čine membrane, mišići, krvni sudovi očne jabučice, fotoreceptori organ čula - oko.

Međutim, jedan čulni organ nije dovoljan da bi se osjet javio. Neophodno je da se ekscitacija iz senzornog organa prenosi aferentnim putevima u centralnom nervnom sistemu do odgovarajućih projekcionih zona u korteksu velikog mozga. To je ustanovio ruski naučnik I.P. Pavlov, koji je uveo koncept u fiziologiju analizator, objedinjujući sve anatomske formacije, kao rezultat čije aktivnosti nastaje osjećaj. Analizator se sastoji od periferni dio(odgovarajući organ čula), dirigentsko odeljenje(aferentni putevi) i kortikalni, ili centralno, odjeljenje(određeno područje u moždanoj kori). Na primjer, periferni vizuelni analizator predstavljeno okom, provodni dio je optički nerv, kortikalni dio je vizualna zona moždane kore.

Treba napomenuti da se trenutno termin čulni organ često koristi da uključi isti koncept kao i analizator.

Dalje proučavanje mehanizama percepcije i analize informacija, kao i reakcije tijela na njih, dovelo je do pojave općenitijeg koncepta od analizatora. senzorni sistemi. Senzorni sistem uključuje ne samo složen sistem na više nivoa za prenošenje informacija od receptora do moždane kore i njihovu analizu, koji I.P. Pavlov ga je nazvao analizatorom, ali uključuje i procese sinteze različitih informacija u korteksu i regulatorne uticaje korteksa na osnovne nervne centre i receptore. Senzorni sistemi imaju složenu strukturu. Ekscitacija od receptora se provodi do kore velikog mozga duž tzv specifično I nespecifičan načine.

Specifični pu Uključuje: 1) receptor; 2) prvi senzorni neuron, uvek lociran izvan centralnog nervnog sistema u kičmenim ganglijama ili u ganglijama kranijalnih nerava; 3) drugi neuron koji se nalazi u kralježnici ili produženoj moždini ili srednjem mozgu; 4) treći neuron koji se nalazi u vizuelnom talamusu diencephalon; 5) četvrti neuron koji se nalazi u zona projekcije ovog analizatora u moždanoj kori.

Od drugih neurona specifičnog puta, tj. u kičmenoj moždini, produženoj moždini i srednjem mozgu postoji i prijenos senzorne ekscitacije na putu do drugih odjela mozak, uključujući retikularna formacija. Iz retikularne formacije ekscitacija se može usmjeriti duž tzv nespecifične puteve do svih dijelova moždane kore.

Analizatori imaju sljedeća opšta svojstva. ja) Visoka osjetljivost na adekvatne stimuluse. Na primjer, po vedrom danu tamna noć Ljudsko oko može razlikovati svjetlost svijeće na udaljenosti do 20 km. 2) Adaptacija analizatora, tj. sposobnost prilagođavanja stalnom intenzitetu dugodjelujućeg stimulusa. Pod djelovanjem jakog podražaja podražljivost analizatora se smanjuje i pragovi iritacije se povećavaju, pod djelovanjem slabog podražaja ekscitabilnost analizatora se povećava, a pragovi iritacije smanjuju. Nemaju svi analizatori istu prilagodljivost. Olfaktorni, temperaturni i taktilni analizatori se dobro prilagođavaju; vestibularni, motorni i analizatori bola vrlo se malo prilagođavaju.

Brzina i stepen adaptacije Različiti analizatori također imaju različite odgovore na različite podražaje. Na primjer, adaptacija na tamu tokom prijelaza iz jarke svjetlosti u tamu razvija se u roku od jednog sata, a adaptacija na svjetlost tijekom prijelaza iz tame u svjetlost se događa u roku od jednog minuta. Fiziološki značaj adaptacije je u uspostavljanju optimalnog broja signala koji ulaze u centralni nervni sistem i ograničavanju dolaska impulsa koji ne nose nove informacije.

3) Ozračenje i indukcija u neuronima analizatora. Zračenje je širenje ekscitacije na druge neurone u kortikalnom području istog analizatora. Može se uočiti kada se ispituju kvadrati iste veličine na različite pozadine. Dakle, bijeli kvadrat na crnoj pozadini izgleda veći od crnog kvadrata iste veličine na bijeloj pozadini.

Indukcija Dešava se simultano I sekvencijalna.simultana indukcija je proces suprotan zračenju. Njegova suština je da istovremeno s razvojem ekscitacije u nekim neuronima analizatora dolazi do inhibicije u susjednim. Sekvencijalna indukcija sastoji se u tome da se nakon prestanka ekscitacije u nervnim centrima analizatora razvija proces inhibicije, a nakon prestanka inhibicije razvija se proces ekscitacije. Procesi simultane i sekvencijalne indukcije leže u osnovi kontrastnih fenomena. Na primjer, kiselo nakon slatkog izgleda još kiselije; topla voda izgleda vruća nakon hladne vode, itd.

4) Procesi praćenja u analizatorima. Nakon prestanka iritacije receptora, fiziološki procesi u analizatoru se još neko vrijeme nastavljaju u obliku pozitivno I negativni efekti tragova. Pozitivni procesi u tragovima su, takoreći, kratkoročni nastavak procesa koji su se desili u analizatorima tokom dejstva stimulusa. One. osjet (vizuelni, slušni, okusni itd.) se nastavlja još neko vrijeme nakon prestanka djelovanja stimulusa na receptore. Zahvaljujući pozitivnim fenomenima tragova, moguća je kontinuirana percepcija odvojenih kadrova u filmu.

5) Interakcija analizatora. Svi analizatori ne funkcionišu izolovano, već u međusobnoj interakciji. Njihova interakcija može pojačati ili, obrnuto, oslabiti senzacije. Na primjer, zvučni stimulansi se lakše percipiraju u kombinaciji sa svjetlosnim stimulansima, na čemu se temelji lagana muzika.

PRINCIP KONTROLE SISTEMA

FIZIOLOŠKE FUNKCIJE KAO OSNOVA KOMPLEKSA

PONAŠANJA. KONCEPT FUNKCIONALNOG SISTEMA

ČIN PONAŠANJA (P.K. ANOKHIN). KOMPONENTNI ELEMENTI FUNKCIONALNOG SISTEMA

Organizam je samostalna jedinica organskog svijeta. To je samoregulirajući sistem koji u cjelini reagira na različite promjene u vanjskom okruženju. U tijelu, pojedini fiziološki procesi podliježu zakonima funkcionisanja složenog integralnog sistema.

Na primjer, promjene u metabolizmu i funkcijama bilo koje ćelije, tkiva, organa i organskog sistema uzrokuju promjene u metabolizmu drugih ćelija, tkiva, organa i organskih sistema. Stoga je upravljanje vitalnim procesima u organizmu izgrađeno na principu sistemske hijerarhije, tj. elementarni procesi su podređeni složenijim.

Vodeća uloga u fiziološkim mehanizmima složenih ponašanja pripada nervni sistem. Centralni nervni sistem reguliše i koordinira fiziološke funkcije, određujući njihov ritam i ukupni pravac. Zauzvrat, određeni oblici fizioloških funkcija, zahvaljujući povratnoj sprezi, utiču na viši kontrolni aparat. Ovaj oblik kontrole i međusobnog uticaja fizioloških funkcija je u osnovi upravljanja sistemom u celom organizmu.

PC. Anokhin je bio prvi koji je skrenuo pažnju na činjenicu da sistemi u živom organizmu ne samo da anatomski povezuju pojedinačne elemente koji su u njima uključeni, već ih i kombinuju za obavljanje pojedinačnih vitalnih funkcija. važne funkcije tijelo. Provođenje bilo kojeg mentalnog ili fiziološkog procesa povezano je sa formiranjem funkcionalnih sistema u tijelu koji osiguravaju postizanje željenih rezultata i određuju ciljano ponašanje.

Ispod funkcionalni sistem P.K. Anokhin je razumio privremenu samoregulirajuću povezanost receptora, različitih moždanih struktura i izvršnim organima, u međusobnoj interakciji radi postizanja adaptivnih rezultata korisnih za tijelo.

Za razliku od tradicionalnih anatomskih i fizioloških sistema, koji se sastoje od određenog stalnog skupa organa, funkcionalni sistemi selektivno kombinuju različite organe u različitim kombinacijama iz različitih anatomskih sistema kako bi se postigli adaptivni rezultati korisni za organizam. Isti organ, uključen u različite funkcionalne sisteme, može obavljati različite funkcije.

Funkcionalni sistem integralnog bihevioralnog akta (slika 3) uključuje sljedeće mehanizme: I) aferentnu sintezu; 2) donošenje odluka; 3) akceptor rezultata akcije i eferentnog akcionog programa; 4) vršenje radnje; 5) dobijanje rezultata akcije i njihovo poređenje na osnovu reverzne aferentacije sa programom akcije.

Stage aferentna sinteza sastoji se od motivacijskog uzbuđenja, situacijske aferentacije, korištenja memorijskog aparata i pokretačke aferentacije.

Rad funkcionalnog sistema usmjeren je na dobijanje korisnog adaptivnog rezultata za zadovoljenje nastalih bioloških ili društvenih potreba. Izazivajući aktivnost u određenim moždanim strukturama, potreba dovodi do motivacije. Tijelo stalno prima mnogo različitih informacija i istovremeno može postojati nekoliko motivacija. U svakom trenutku, motivacija koja se zasniva na najvažnijoj potrebi postaje dominantna. Dominantno motivaciono uzbuđenje određuje sve naredne faze moždane aktivnosti u formiranju programa ponašanja.

Da bi pravilno programiralo dalje ponašanje, tijelo treba procijeniti okolinu i svoj položaj u njoj. Ovo se postiže zahvaljujući situaciona aferentacija, tj. primanje od receptora toka impulsa koji nosi informaciju o uslovima u kojima bi trebalo da izvrši čin ponašanja koji ima za cilj zadovoljenje nastalih potreba.

Obavezna komponenta koja se više puta koristi u funkcionalnom sistemu je neurofiziološki aparat memorija. Zahvaljujući pamćenju, aferentacija okoline se poredi sa onim uslovima u prošlosti u kojima je aktivnost koju telo treba da izvrši bila uspešna.

Aferentno

Slika 3 – Pojednostavljeni dijagram ponašanja ponašanja s glavnim mehanizmima funkcionalnog sistema:

OA – situaciona aferentacija; PA – izazivanje aferentacije; MB – motivaciono uzbuđenje; OS - povratne informacije.

Ako su okolina i stanje tijela povoljni za namjeravani čin ponašanja, tada informacija koja dolazi od receptora postaje okidač ( aktiviraju aferentaciju) odlučiti da li da poduzmu radnju za zadovoljenje potrebe.

Izvodi se na osnovu aferentne sinteze odlučivanje. Izvlačeći iz memorije informacije o vlastitom ili tuđem iskustvu zadovoljavanja potrebe u sličnom okruženju, mozak bira jedan od mnogih načina za postizanje cilja. U ovom slučaju selektivno se pobuđuju nervni centri koji osiguravaju provođenje odabrane bihevioralne reakcije. Aktivnost nervnih struktura, koji ometa izvođenje ove reakcije, je inhibiran.

Nakon odluke formira se poseban aparat za predviđanje budućih rezultata - akceptor rezultata i istovremeno se proizvodi eferentni program akcije. Akceptor rezultata akcije je neuronski model predviđenog rezultata do kojeg bi akcija trebala dovesti. Predviđanje budućih rezultata nastaje uslijed sekvencijalne ekscitacije kortikalno-subkortikalnih struktura mozga, koja je ispred stvarnih događaja i događa se čak i prije primanja aferentnih signala od radnog organa (povratne informacije) o izvršenju radnje. Informacije o redoslijedu ekscitacije nervnih centara vjerovatno su pohranjene u dugotrajnoj memoriji.

Eferentni program akcije predstavlja određeni slijed skupa nervnih komandi koje stižu do izvršnih organa – efektora. U svakom konkretnom slučaju to mogu biti različite kombinacije organa iz različitih anatomskih sistema tijela. Ali oni su ujedinjeni živčanim i endokrinim utjecajima i neko vrijeme funkcioniraju međusobno i zajednički kako bi postigli koristan adaptivni rezultat. Često različiti funkcionalni sistemi mogu koristiti iste organe za postizanje različitih adaptivnih rezultata. Na primer, srce je neophodna komponenta kako u funkcionalnom sistemu za održavanje konstantnog nivoa krvnog pritiska, tako i u funkcionalnim sistemima za obezbeđivanje razmene gasova, termoregulacije itd.

Zahvaljujući prijemniku rezultata akcije, izvršna tijela funkcionalnog sistema se brzo uključuju u skladu sa programom i akcija se izvršava.

Izvođenje akcije dovodi do stvarnog rezultata, informacije o kojima se koriste reverzna aferentacija(feedback) ulazi u akceptor akcije, gdje se upoređuje sa programiranim rezultatom. Ako rezultirajući učinak odgovara programiranom, tada osoba doživljava pozitivne emocije. Program koji vodi uspješnom izvršenju ponašanja i korisnom adaptivnom rezultatu fiksira se u dugoročno pamćenje, a formira se funkcionalni sistem prestaje da postoji, jer potreba je zadovoljena i odgovarajuća motivacija prestaje da bude dominantna.

U nedostatku očekivanog rezultata nastaju negativne emocije i može se javiti jedna od opcija: 1) ponovljeni pokušaj izvođenja istih refleksnih reakcija po istom programu; 2) uz upornu motivaciju vrši se restrukturiranje akcionog programa i dopuna njegovog sprovođenja; 3) kod nestabilne motivacije izostanak očekivanog rezultata može dovesti do promjene same motivacije ili do njenog nestanka.

Dakle, složeni bihevioralni akti organizma nisu izgrađeni prema tipu receptorske stimulacije - efektorski odgovor, već prema principu refleksnih prstenastih interakcija, što je jedan od glavnih mehanizama aktivnosti funkcionalnih sistema.

Možemo dati sljedeći primjer formiranja i djelovanja funkcionalnog sistema u organizaciji ponašanja u svakodnevnom životu. Približavanje praznika 8. marta izaziva društvenu potrebu tinejdžera da čestita majci, usled čega nastaje dominantno motivaciono uzbuđenje. Sin razmišlja koji poklon da pokloni majci i sjeća se da ona voli cvijeće gladiola, roman M. Mitchella „Prohujalo s vihorom“, priče V. Bykova i francuske parfeme.

Situaciona aferentacija pokazuje da početkom marta nema rascvetanih gladiola, a parfem je skup i tinejdžer nema dovoljno novca za njega. Pristupačnost knjiga čini ovu aferentnu informaciju pokretačkom. Donosi se odluka da se kupi jedna od knjiga koje mama voli, po mogućnosti roman „Prohujalo sa vihorom“, jer... dugo ga je željela imati. Student se prisjeća da je nedavno u dvije prodavnice vidio knjigu koja mu je bila potrebna.

Sastavlja se program izvršenja - pogledajte i kupite roman u najbližoj knjižari. Međutim, u trgovinama tinejdžer saznaje da je traženi roman već rasprodan. Ova informacija je negativna povratna informacija. Ide do akceptora rezultata akcije.

S obzirom da se dobijeni rezultat (roman nije kupljen) ne poklapa sa programiranim, akceptor rezultata akcije vrši dopunu akcionog programa: idite na pijacu knjiga i ako nema romana „Prohujalo sa vihorom“ , zatim kupiti knjigu priča V. Bykova. Na pijaci knjiga tinejdžer pronalazi priče V. Bykova i kupuje ih. Koristan rezultat postignuto. Potreba učenika je zadovoljena, motivacija nestaje i ovaj funkcionalni sistem prestaje da postoji.

KONCEPT ADAPTACIJE. NASTAVA O GENERALNOM

ADAPTACIJSKI SINDROM. STRES. ULOGA SISTEMA

HIPOTALAMUS – HIPOFIZA – NADBUBREŽNE ŽLEZDE U ADAPTACIJI

U opštem biološkom smislu, adaptacija je skup urođenih i stečenih anatomskih, morfoloških, fizioloških, bihejvioralnih i drugih karakteristika organizma, koji osiguravaju njegovu adaptaciju na uslove sredine i stvaraju mogućnost specifičnog načina života. Adaptacija održava homeostazu i nastaje kao rezultat procesa koji se odvijaju na molekularnom, ćelijskom, organskom, sistemskom i nivou organizma.

C. Darwin je pokazao da su adaptivne adaptacije fiksirane kao rezultat djelovanja prirodne selekcije. Kao rezultat duge evolucije i ontogeneze, organizmi su prilagođeni svojim adekvatnim životnim uslovima. Na primjer, ribe su prilagođene životu u vodi, ptice su prilagođene letu itd. Adaptacija na periodične fluktuacije takvih adekvatnih uslova odvija se uglavnom uz pomoć gotovih specifičnim adaptivnim mehanizmima. Razlikovati opšte adaptacije I privatne adaptacije(specijalizacije). Organizmi mogu postići potpunu adaptaciju na neke faktore okoline, a samo djelomičnu adaptaciju na druge.

U prvoj fazi adaptacije na fluktuacije u adekvatnim uslovima sredine aktivira se uslovljena refleksna aktivnost organizma, a zatim, uprkos stalnom izlaganju nadražajima, tokom procesa adaptacije indikativna reakcija bledi i „navikne“ se na dejstvo stimulusa. . U ovom slučaju, termin „adaptacija“ se koristi u užem smislu i označava smanjenje osjetljivosti receptora, kao i adaptaciju. centralno odjeljenje odgovarajući analizator na adekvatan stimulus koji stalno radi. Adaptacija receptora se razlikuje od zamora receptora po tome što se javlja brzo nakon početka stimulacije. Kada prestane dejstvo stimulusa, adaptacija brzo nestaje i povećava se osetljivost receptora.

Sa izraženim promjenama okruženje Nastaju neprikladni uslovi za život tela. Ovo uključuje akciju nespecifične adaptivne mehanizme. Kanadski naučnik G. Selye je 1936. godine u eksperimentima na životinjama ustanovio da kada je tijelo izloženo jakim i dugotrajnim podražajima nastaje kompleks nespecifičnih zaštitnih reakcija. G. Selye je nazvao ovaj kompleks opći adaptacijski sindrom. On je nazvao stanje organizma tokom perioda izloženosti štetnim faktorima stres(od engleskog stress - napetost), a faktori koji uzrokuju stanje stresa - stresori.

Svaki stresor izaziva karakteristične promjene u tijelu. Na primjer, virus gripe dovodi do specifične bolesti - gripe. Ali zajedno sa specifičnim promjenama u tijelu, svaki stresor uzrokuje niz nespecifičnih, stereotipnih reakcija svojstvenih svim vrstama stresa. Ovaj skup reakcija usmjerenih na mobilizaciju obrambenih snaga tijela i očuvanje njegovog života je opći adaptacijski sindrom. To je mehanizam opšte adaptacije organizma.

Kao rezultat općeg adaptacionog sindroma, to je osigurano: 1) mobilizacija energetskih resursa tijelo i snabdijevanje funkcijama energijom; 2) mobilizacija plastičnih rezervi organizma i sinteza enzima i proteina neophodnih za zaštitu organizma od stresora; 3) mobilizacija zaštitnih sposobnosti organizma.

Važan aspekt mehanizma opšte adaptacije je da, kao rezultat adaptivne sinteze proteina, dolazi do prelaska na dugotrajna adaptacija , koji se zasniva na promeni i poboljšanju ćelijskih struktura. Primjer prelaska kratkoročnih adaptivnih reakcija u dugotrajnu adaptaciju je tjelesni trening, koji je praćen povećanjem funkcionalnih sposobnosti tijela.

Razvoj sindroma opšte adaptacije je nemoguć bez sudjelovanja hipofiza I kore nadbubrežne žlijezde. Kada se uklone, životinje ne razvijaju ovaj sindrom i brzo umiru pod utjecajem stresora.

G. Selye je identifikovao tri faze u razvoju sindroma opšte adaptacije: stadij anksioznosti, stadij otpora (stabilnosti) i stadij iscrpljenosti.

Faza alarma počinje od trenutka kada jak iritant – stresor – počne djelovati na tijelo. Stresor uzrokuje povećana funkcionalna aktivnost hipotalamusa, koji se može izvesti Različiti putevi. prvo, refleksivno, jer mnogi stresni podražaji, djelujući na eksteroreceptore i interoreceptore, uzrokuju protok impulsa od njih do hipotalamusa. Drugo, većina stresora izaziva uzbuđenje simpatička podjela nervni sistem i pojačano lučenje adrenalina moždina nadbubrežne žlijezde. Adrenalin, ulazeći u hipotalamus kroz krv, značajno pojačava njegovu aktivnost. Treće, aktivacija hipotalamusa također može biti uzrokovana humoralni put kao rezultat direktne izloženosti metaboličkim produktima i razgradnji tkiva koji se mogu pojaviti u cirkulirajućoj krvi pod utjecajem jakog stresora. Četvrto, povećana funkcija hipotalamusa može biti rezultat izlaganja impulsi koji dolaze iz korteksa velikog mozga sa mentalnim stresom.

Povećanje funkcionalne aktivnosti hipotalamusa dovodi do povećanja proizvodnje kortikoliberin, koji ulazi prednja hipofiza i tu pomaže u povećanju stvaranja adrenokortikotropnog hormona ( ACTH). ACTH ulazi u krvotok kore nadbubrežne žlijezde i izaziva pojačano lučenje glukokortikoidi. Glukokortikoidi imaju protuupalno i antialergijsko djelovanje, aktiviraju sintezu mnogih enzima, povećavaju propusnost ćelijskih membrana za vodu i jone i povećavaju ekscitabilnost centralnog nervnog sistema.

Glukokortikoidi snažno djeluju na metabolizam proteina, masti i ugljikohidrata. Oni pospješuju razgradnju proteina na aminokiseline, što povećava količinu početnog "građevnog" materijala za sintezu drugih proteina i enzima neophodnih u uslovima stresa. Osim toga, pod utjecajem glukokortikoida u jetri, iz ostataka aminokiselina nastaju ugljikohidrati. Glukokortikoidi pospješuju mobilizaciju masti iz masnih depoa i njeno korištenje u procesima energetskog metabolizma. Pod uticajem glukokortikoida povećavaju se rezerve glikogena u jetri i koncentracija glukoze u krvi.

Kao rezultat ovog višestrukog djelovanja glukokortikoida na metabolizam, poboljšava se opskrba energijom fizioloških funkcija i povećava otpornost organizma na faktore stresa.

Druga faza je faza otpora(rezistencija), karakterizira povećanje aktivnosti prednje hipofize i nadbubrežne žlijezde, pojačano lučenje ACTH i glukokortikoida. Povećan sadržaj glukokortikoida u krvi povećava otpornost organizma na djelovanje stresora i normalizira se opće stanje organizma, tj. tijelo se prilagođava stresoru.

Međutim, svaka adaptacija ima svoje granice. Uz produženo ili prečesto ponavljanje izloženosti jakom stresoru ili uz istovremeno djelovanje više stresora na organizam, faza otpornosti prelazi u treća faza – faza iscrpljenosti. U ovoj fazi, kora nadbubrežne žlijezde nije u stanju proizvoditi još više glukokortikoida, koje G. Selye naziva adaptivnim hormonima. Zbog toga se odbrana i otpor tijela više ne mogu u potpunosti oduprijeti efektima stresora. Stanje organizma se pogoršava, može doći do bolesti i smrti.

Glukokortikoidi takođe igraju važnu ulogu u prilagođavanju organizma mišićna opterećenja. S pojačanim fizičkim radom povećava se aktivnost kore nadbubrežne žlijezde i povećava se sadržaj glukokortikoida u krvi. To dovodi do mobilizacije energetskih resursa tijela i ono je u stanju izdržati ovaj fizički ili mentalni stres dugo vremena bez štetnog djelovanja. Međutim, kod dugotrajnog zamornog vježbanja, nakon početnog povećanja, dolazi do smanjenja proizvodnje glukokortikoida. Opskrba energijom za rad postaje nedovoljna i tijelo smanjuje njegov intenzitet ili potpuno prestaje. U suprotnom dolazi do preopterećenja i iscrpljenosti organizma, što može uzrokovati bolesti.

HUMORALNA REGULACIJA FUNKCIJA. FAKTORI

HUMORALNA REGULACIJA. POJAM HORMONA I NJIHOVI

NEKRETNINE. ODNOS NERVNOG I HUMORALNOG

REGULACIJA FUNKCIJA

Postoje dva glavna mehanizma za regulaciju funkcija – nervni i humoralni, koji su međusobno povezani i čine jedinstvenu neurohumoralnu regulaciju.

Humoralni (od latinskog humor– tečnost), ili hemijski mehanizam regulacija je filogenetski starija. Izvodi se zbog hemikalija prisutnih u tečnostima koje kruže u tijelu, tj. u krvi, limfi i tkivna tečnost. Faktori humoralna regulacija funkcije mogu biti: I) fiziološki aktivne supstance – hormoni koju proizvode endokrine žlijezde i neki drugi organi i ćelije tijela (npr. hormon adrenalin proizvodi endokrina žlijezda - medula nadbubrežne žlijezde, kao i hromafinske stanice koje se nalaze u nervni čvorovi, zid krvnih sudova i drugih organa); 2) neke specifični proizvodi metabolizamćelije, uključujući medijatore (acetilholin, norepinefrin, itd.); 3) neke nespecifičnih metaboličkih proizvodaćelije (na primjer, CO 2 ima uzbudljiv učinak na stanice respiratornog centra produžene moždine); 4) neke supstance, dolazi sa hranom, prilikom disanja, kroz To Budim se(npr. nikotin koji se udiše kroz duvanski dim smanjuje ekscitabilnost nervnih ćelija i negativno utiče na aktivnost mnogih ćelija i tkiva).

Najvažnija vrsta humoralne regulacije funkcija je hormonska regulacija sprovedeno kroz hormoni, koje proizvode endokrine žlijezde. Osim toga, tvari slične hormonima luče i neki drugi organi i stanice tijela koje pored endokrine obavljaju još jednu specijaliziranu funkciju (bubrezi, posteljica, stanice sluznice probavnog trakta itd.). Ove supstance se nazivaju tkivni hormoni. Endokrine žlijezde (od grč. endon- unutra, crino- ističem) nemaju izvodne kanale i luče hormone u unutrašnju sredinu tijela, zbog čega su dobili drugo ime - endokrine žlijezde.

TO endokrine žlezde ljudi i viših životinja uključuju: hipofizu (prednji, srednji i zadnji režnjevi), štitaste žlezde, paratireoidne žlezde, nadbubrežne žlijezde (medula i korteks), gušterača, gonade (jajnici i testisi), epifiza, timusna žlijezda. Gonade i gušterača obavljaju, uz intrasekretornu i egzokrinu funkciju, tj. su žlezde mešovitog sekreta. Dakle, spolne žlijezde ne proizvode samo spolne hormone, već i zametne stanice – jajašca i spermu, a neke od stanica gušterače proizvode pankreasni sok, koji se kroz kanal izlučuje u duodenum, gdje sudjeluje u probavi.

Endokrine žlijezde provode humoralnu regulaciju putem hormona koje proizvode. Termin hormon (od grč. hormao– pokrenuti, uzbuditi) predstavili su V. Baylis i E. Starling. By hemijska struktura Hormoni viših životinja i ljudi mogu se podijeliti u tri glavne grupe: 1) proteini i peptidi; 2) derivati ​​aminokiselina; 3) steroidi. Biosinteza hormona je programirana u genetskom aparatu specijalizovanih endokrinih ćelija.

Prema svom funkcionalnom djelovanju, hormoni se dijele na efektor, koji utiču direktno na ciljni organ, i tropic, čija je glavna funkcija regulacija sinteze i oslobađanja efektorskih hormona. Osim toga, neuroni hipotalamusa proizvode neurohormone, od kojih je jedan liberini stimulišu lučenje hormona prednje hipofize, dok drugi inhibiraju ovaj proces - statini.

Hormoni imaju veliki regulatorni učinak na različite tjelesne funkcije. Postoje tri glavne funkcije hormona: 1) regulacija metabolizma, zbog čega se osigurava adaptacija tijela na životne uvjete i održava homeostaza; 2) obezbeđivanje razvoja organizma, jer hormoni utiču na reprodukciju tijela, rast i diferencijaciju stanica i tkiva; 3) korekcija fizioloških procesa u telu, tj. Hormoni mogu izazvati, ojačati ili oslabiti funkcionisanje nekih organa za obavljanje fizioloških reakcija, čime se osigurava i adaptacija i homeostaza organizma.

Djelovanje hormona na ciljne stanice vrši se putem uticaj na aktivnost enzima, on permeabilnost ćelijske membrane i dalje genetski aparat ćelije. Mehanizam djelovanja steroidnih hormona razlikuje se od mehanizma djelovanja hormona proteinsko-peptidnih i aminokiselinskih grupa. Hormoni proteinsko-peptidne i aminokiselinske grupe ne prodiru u ćeliju, već se vežu za specifične receptore na ćelijskoj membrani na njenoj površini. Receptor vezuje enzim adenilat ciklaza i u neaktivnom je obliku. Hormon, djelujući na receptor, aktivira adenilat ciklazu, koja razgrađuje ATP da bi se formirao ciklički adenozin monofosfat (cAMP). Uključujući se u složeni lanac reakcija, cAMP izaziva aktivaciju određenih enzima, što određuje konačni učinak hormona.

Steroidni hormoni imaju relativno male molekularne veličine i mogu prodrijeti kroz ćelijsku membranu. U citoplazmi, hormon stupa u interakciju sa specifičnom supstancom, koja je njegov receptor. Kompleks hormon-receptor se transportuje do jezgra ćelije, gde reverzibilno stupa u interakciju sa DNK. Kao rezultat ove interakcije, aktiviraju se određeni geni na kojima se formira glasnička RNK. Messenger RNA ulazi u ribozom, gdje se odvija sinteza enzima. Rezultirajući enzim katalizira određene biohemijske reakcije, koji utiče na fiziološke funkcije ćelija, tkiva i organa. Zbog činjenice da steroidni hormoni ne aktiviraju gotove enzime, već izazivaju sintezu novih molekula, djelovanje steroidnih hormona se ispoljava sporije, ali traje duže od djelovanja hormona proteinsko-peptidne i aminokiselinske grupe. .

Hormoni imaju niz karakterističnih svojstava:

1. Visoka biološka aktivnost. To znači da hormoni u vrlo niskim koncentracijama mogu uzrokovati veće promjene u fiziološkim funkcijama. Tako je 1 g adrenalina dovoljan da pojača rad izolovanih srca 10 miliona žaba, 1 g insulina je dovoljan da snizi nivo šećera kod 125.000 zečeva. Hormoni se u krvi transportuju ne samo u slobodnom obliku, već iu vezanom obliku s proteinima krvne plazme ili njegovim formiranim elementima. Stoga, aktivnost hormona u ovom slučaju ne ovisi samo o njegovoj koncentraciji u krvi, već io brzini njegovog cijepanja od transportnih proteina i formiranih elemenata.

2. Specifičnost djelovanja. Svaki hormon ima svoju specifičnu hemijsku strukturu. Dakle, u organizmu hormon, iako krvotokom dospeva u sve organe i tkiva, ali deluje samo na one ćelije, tkiva i organe koji imaju specifične receptore koji mogu da stupe u interakciju sa hormonom. Takve ćelije, tkiva i organi nazivaju se ciljne ćelije, ciljna tkiva, ciljni organi.

3. Udaljenost akcije. Hormoni, sa izuzetkom tkivnih hormona, prenose se krvlju daleko od mjesta nastanka i djeluju na udaljene organe i tkiva.

4. Steroidni hormoni i, u manjoj mjeri, tiroidni hormoni relativno lako prodiru u ćelijske membrane.

5. Hormoni se relativno brzo uništavaju u tkivima, a posebno u jetri.

6. Hormoni grupe steroida i aminokiselina nemaju specifičnost vrste i stoga se mogu koristiti za liječenje ljudi hormonalni lekovi dobijene od životinja.

Intenzitet sinteze i lučenja hormona od strane žlezde reguliše se u skladu sa količinom potrebe organizma za ovim hormonom. Čim promjene uzrokovane bilo kojim hormonom dostignu optimalnu vrijednost, formiranje i oslobađanje ovog hormona se smanjuje. Regulacija nivoa lučenja hormona vrši se na nekoliko načina: 1) direktnog uticaja na stanice žlijezde tvari čiji nivo kontrolira ovaj hormon (na primjer, s povećanjem koncentracije glukoze u krvi koja teče kroz gušteraču, povećava se lučenje inzulina, koji smanjuje razinu glukoze); 2) hormoni koje proizvode neke žlijezde utiču na lučenje hormona od strane drugih žlijezda (npr. hormon hipofize koji stimulira štitnjaču stimulira lučenje hormona štitne žlijezde); 3) neuronske regulacije stvaranje hormona se odvija uglavnom kroz hipotalamus promjenom razine lučenja liberina i statina od strane neurona hipotalamusa, koji ulaze u prednji režanj hipofize i utječu na oslobađanje hormona tamo; 4) proizvodnja hormona u ćelijama medule nadbubrežne žlijezde i epifize se povećava kada nervni impulsi direktno uđu u njih. Nervna vlakna, inervirajući druge endokrine žlijezde uglavnom regulišu tonus krvnih žila i dotok krvi u žlijezdu, čime utječu na lučenje hormona.

Različiti hormoni koje proizvode različite žlijezde mogu međusobno komunicirati. Ova interakcija se može izraziti u sinergija akcije, antagonizam akcije i u omogućavanje akcije hormoni. Primjer sinergističkog ili jednosmjernog efekta je djelovanje adrenalina (hormona srži nadbubrežne žlijezde) i glukagona (hormona pankreasa), koji aktiviraju razgradnju glikogena jetre u glukozu i povećavaju razinu glukoze u krvi. Primjer hormonskog antagonizma: adrenalin povećava razinu glukoze u krvi, a inzulin (hormon pankreasa) smanjuje razinu glukoze.

Omogućavajuće dejstvo hormona se izražava u tome što hormon, koji sam po sebi ne utiče na dati fiziološki pokazatelj, stvara uslove za bolje delovanje nekog drugog hormona. Na primjer, sami glukokortikoidi (hormoni kore nadbubrežne žlijezde) ne utječu na tonus vaskularnih mišića, ali povećavaju njihovu osjetljivost na adrenalin.

Aktivnost endokrinih žlijezda kontrolira nervni sistem, koji ima vodeću ulogu u neurohumoralnoj regulaciji funkcija. Odnos između nervne i humoralne regulacije posebno se jasno očituje u interakciji regije mozga - hipotalamusa i vodećeg endokrine žlezde– hipofiza. Jedna od najvažnijih funkcija hipotalamusa je regulacija aktivnosti hipofize. Postoje dva regulatorna sistema: 1) hipotalamus-adenohipofiza, koji se sastoji od nekih jezgara srednje grupe hipotalamusa, funkcionalno povezanih sa adenohipofizom; 2) hipotalamus-neurohipofizni, koji se sastoji od nekih jezgara prednje grupe hipotalamusa povezanih sa zadnjim režnjem hipofize, tj. neurohipofiza.

Otkriveno je da lučenje hormona iz adenohipofize regulišu neurohormoni hipotalamusa, koji su kao hormoni hormona. Neurohormone proizvode neurosekretorne ćelije uključene u srednju grupu jezgara hipotalamusa. Neurohormoni se luče dva tipa: 1) liberini ili oslobađajući faktori koji pojačavaju lučenje hormona adenohipofizom; 2) statini(inhibitori) koji imaju inhibitorni efekat na oslobađanje određenih hormona adenohipofizom. Neurohormoni koji nastaju u neurosekretornim stanicama ulaze u krv duž aksona ovih stanica i transportuju se kroz krvne žile od hipotalamusa do adenohipofize, gdje djeluju na stanice koje luče jedan ili drugi hormon. Regulisano je lučenje samih liberina i statina zasnovano na principu negativne povratne informacije.

Hipotalamus-neurohipofizni sistem počinje od neurosekretornih ćelija nekih jezgara prednje grupe jezgara hipotalamusa. Hormoni se proizvode u ovim ćelijama oksitocin I vazopresin(antidiuretski hormon), koji se transportuju duž svojih dugih aksona do neurohipofize, gdje ulaze u krv.

Zahvaljujući vezama između hipotalamusa i hipofize, jednostruka neurohumoralna regulacija funkcija.

STRUKTURNA ORGANIZACIJA MIŠIĆA. STRUKTURA

MIŠIĆNA VLAKNA. SARCOPLASMIC

RETICULUM. MIOFIBRILI. MIŠIĆNI MEHANIZAM

SKRAĆENICE. UGOVORI PROTEINI. ENERGIJA

KONTRAKCIJA MIŠIĆA

Strukturna jedinica skeletnih mišića je prugasto mišićno vlakno, prečnika od 10 do 100 mikrona i dužine 2-3 cm.Svako vlakno je multinuklearna formacija koja nastaje u ranoj ontogenezi od fuzije ćelija mioblasta. Sa vanjske strane, vlakno je prekriveno omotačem - sarcolema. Unutra se nalazi citoplazma tzv sarkoplazma. Nalazi se u sarkoplazmi sarkoplazmatski retikulum i kontraktilni aparat mišićnih vlakana - miofibrili. Miofibrili izgledaju kao tanki filamenti promjera oko 1 mikrona, smješteni u sarkoplazmi duž vlakna. U jednom mišićno vlakno može sadržavati

Limfoidne ćelije organizma obavljaju glavnu funkciju u razvoju imuniteta – imuniteta, ne samo prema mikroorganizmima, već i prema svim genetski stranim ćelijama, na primer prilikom transplantacije tkiva. Limfoidne ćelije imaju sposobnost razlikovanja “sebe” od “stranog” i eliminacije “stranog” (eliminacije).

Predak svih ćelija imunog sistema je hematopoeza matične ćelije. Nakon toga se razvijaju dvije vrste limfocita: T i B (ovisni o timusu i zavisni od burze). Ćelije su dobile ova imena u vezi sa svojim porijeklom. T ćelije se razvijaju u timusu (timus, ili timusna žlijezda) i, pod utjecajem supstanci koje luči timus, u perifernom limfoidnom tkivu.

Naziv B-limfociti (zavisni od burze) dolazi od riječi “bursa” – vrećica. Ptice razvijaju ćelije slične ljudskim B limfocitima u Fabriciusovoj burzi. Iako nijedan organ sličan Fabricijevoj burzi nije pronađen kod ljudi, ime je povezano s ovom burzom.

Kada se B limfociti razviju iz matične ćelije, prolaze kroz nekoliko faza i transformišu se u limfocite koji mogu formirati plazma ćelije. Plazma ćelije zauzvrat formiraju antitijela i na njihovoj površini postoje tri klase imunoglobulina: IgG, IgM i IgA.

Dolazi do imunološkog odgovora u obliku proizvodnje specifičnih antitijela na sledeći način; strani antigen, nakon što je prodro u tijelo, primarno fagocitiraju makrofagi. Makrofagi, obrađujući i koncentrirajući antigen na svojoj površini, prenose informacije o njemu do T-ćelija, koje se počinju dijeliti, “zreti” i luče humoralni faktor, koji uključuje B-limfocite u proizvodnji antitijela. Potonje također „sazrevaju“ i razvijaju se u plazma ćelije, koje sintetiziraju antitijela određene specifičnosti.

Tako, zajedničkim naporima, makrofagi, T i B limfociti provode imunološke funkcije tijela - zaštitu od svega genetski stranog, uključujući i patogene zaraznih bolesti. Zaštita uz pomoć antitijela provodi se na način da se imunoglobulini sintetizirani za dati antigen, spajajući se s njim (antigenom), pripremaju, čine osjetljivim na uništavanje i neutralizaciju raznim prirodnim mehanizmima: fagocitima, komplementom itd.

Teorije imuniteta. Važnost antitijela u razvoju imuniteta je neosporna. Koji je mehanizam njihovog formiranja? Ovo pitanje je predmet rasprave i rasprave već duže vrijeme.

Stvoreno je nekoliko teorija nastajanja antitijela, koje se mogu podijeliti u dvije grupe: selektivne (selekcija – selekcija) i instruktivne (uputiti, uputiti, voditi).

Selektivne teorije pretpostavljaju postojanje u tijelu gotovih antitijela na svaki antigen ili ćelije sposobne da sintetiziraju ova antitijela.

Tako je Ehrlich (1898) pretpostavio da ćelija ima gotove „receptore” (antitela) koja se povezuju sa antigenom. Nakon spajanja s antigenom, antitijela se stvaraju u još većim količinama.

Istog su mišljenja bili i tvorci drugih selektivnih teorija: N. Erne (1955) i F. Vernet (1957). Tvrdili su da već u tijelu fetusa, a zatim i u tijelu odrasle osobe, postoje stanice sposobne za interakciju s bilo kojim antigenom, ali pod utjecajem određenih antigena, određene stanice proizvode "potrebna" antitijela.

Teorije instrukcija [Gaurowitz F., Pauling L., Landsteiner K., 1937-1940] razmatraju antigen kao “matricu”, pečat na kojem se formiraju specifične grupe molekula antitijela.

Međutim, ove teorije nisu objasnile sve fenomene imuniteta, a trenutno je najprihvaćenija teorija klonske selekcije F. Burneta (1964). Prema ovoj teoriji, u embrionalnom periodu, fetus ima mnogo limfocita - ćelija prekursora, koji se uništavaju kada naiđu na sopstvene antigene. Stoga, u tijelu odrasle osobe više nema stanica koje bi proizvodile antitijela na vlastite antigene. Međutim, kada odrasli organizam naiđe na strani antigen, dolazi do selekcije (selekcije) klona imunološki aktivnih ćelija i one proizvode specifična antitijela usmjerena protiv tog „stranog” antigena. Kada se ponovo susreću sa ovim antigenom, ima više ćelija „odabranog“ klona i one brzo formiraju veću količinu antitela. Ova teorija najpotpunije objašnjava osnovne fenomene imuniteta.

Mehanizam interakcije između antigena i antitijela ima različita objašnjenja. Tako je Ehrlich uporedio njihovu kombinaciju sa reakcijom između jake kiseline i jake baze sa stvaranjem nove supstance kao što je so.

Bordet je vjerovao da se antigen i antitijela međusobno adsorbiraju poput boje i filter papira ili joda i škroba. Međutim, ove teorije nisu objasnile glavnu stvar - specifičnost imunoloških reakcija.

67 Šematski prikaz interakcije antitela i

antigen. d - prema Marrek šemi; B - prema Paulingovoj shemi. Struktura kompleksa: a - pri optimalnim odnosima; b - sa viškom antigena; c - sa viškom antitela.

Mehanizam povezanosti antigena i antitijela najpotpunije je objašnjen hipotezom Marreka (teorija rešetke) i Paulinga (teorija farme) (slika 33). Marrek razmatra kombinaciju antigena i antitijela u obliku rešetke, u kojoj se antigen izmjenjuje s antitijelom, formirajući rešetkaste konglomerate. Prema Paulingovoj hipotezi (vidi sliku 33), antitijela imaju dvije valencije (dvije specifične determinante), a antigen ima nekoliko valencija - polivalentan je. Kada se antigen i antitijela spoje, formiraju se aglomerati koji podsjećaju na "farme" zgrada.

Sa optimalnim omjerom antigena i antitijela nastaju veliki, jaki kompleksi, vidljivi golim okom. Sa viškom antigena, svaki aktivni centar antitela je ispunjen molekulom antigena, nema dovoljno antitela da se kombinuju sa drugim molekulima antigena i formiraju se mali kompleksi nevidljivi oku. Sa viškom antitijela, nema dovoljno antigena za formiranje rešetke, determinante antitijela su odsutne i nema vidljive manifestacije reakcije.

Na osnovu navedenih teorija, specifičnost reakcije antigen-antitelo danas se predstavlja kao interakcija determinantne grupe antigena i aktivni centri antitela. Pošto se antitela formiraju pod uticajem antigena, njihova struktura odgovara determinantnim grupama antigena. Determinantna grupa antigena i fragmenti aktivnih centara antitijela imaju suprotnost električnih naboja i kada se kombinuju, formiraju kompleks, čija snaga zavisi od odnosa komponenti i okruženja u kojem deluju.

Proučavanje imuniteta - imunologija - postiglo je veliki uspjeh u proteklim decenijama. Otkrivanje obrazaca imunološkog procesa omogućilo je rješavanje različitih problema u mnogim područjima medicine. Razvijene su i unapređuju se metode za prevenciju mnogih zaraznih bolesti; liječenje infektivnih i niza drugih (autoimunih, imunodefinitivnih) bolesti; sprečavanje smrti fetusa u situacijama rezus konflikta; transplantacija tkiva i organa; borba protiv maligne neoplazme; imunodijagnostika - upotreba imunoloških reakcija u dijagnostičke svrhe.

Imunske reakcije su reakcije između antigena i antitijela ili između antigena i senzibiliziranih limfocita koje se javljaju u živom organizmu i mogu se reproducirati u laboratoriju.

Imunološke reakcije su ušle u praksu dijagnosticiranja zaraznih bolesti krajem 19. i početkom 20. stoljeća. Zbog svoje visoke osjetljivosti (hvataju antigene u vrlo velikim razrjeđenjima) i, što je najvažnije, stroge specifičnosti (omogućuju razlikovanje antigena sličnog sastava), našli su široku primjenu u rješavanju teorijskih i praktičnih pitanja medicine i biologije. . Ove reakcije koriste imunolozi, mikrobiolozi, specijalisti za infektivne bolesti, biohemičari, genetičari, molekularni biolozi, eksperimentalni onkolozi i doktori drugih specijalnosti.

Reakcije antigena sa antitijelom nazivaju se serološke (od latinskog serum - serum) ili humoralne (od latinskog humor - tekućina), jer se antitijela koja su u njima uključena (imunoglobulini) uvijek nalaze u krvnom serumu.

Reakcije antigena sa senzibiliziranim limfocitima nazivaju se stanične reakcije.

Slika 68 Interakcija antigena sa antitelima

Sl.69 Dijagram imunog odgovora.

Imuni odgovor je proces ćelija imunološkog sistema koji je induciran antigenom i dovodi do stvaranja AT ili imunih limfocita. U ovom slučaju, specifične reakcije su uvijek praćene nespecifičnim: kao što su fagocitoza, aktivacija komplementa, NK ćelije itd.

Na osnovu mehanizma formiranja, postoje 2 tipa imunološkog odgovora: humoralni i ćelijski.

Humoralni imuni odgovor– osnova je antitoksičnog, antibakterijskog i antifungalnog imuniteta. B-LF učestvuju u njegovom razvoju: to su plazma ćelije koje sintetišu antitela; i memorijske B ćelije.

Ćelijski imuni odgovor formira se uglavnom na Ag virusima, tumorskim ćelijama i transplantiranim stranim ćelijama. Njegove glavne efektorske ćelije su T limfociti: CD8+ -citotoksični T-LF i T ćelije sa fenotipom CD4+, odgovorne za preosjetljivost odgođenog tipa - T HRT -LF, kao i memorijske T ćelije.

Razvoj jedne ili druge vrste imunološkog odgovora usmjeravaju T-pomoćni citokini. U zavisnosti od izlučenih citokina, T pomoćne ćelije se dijele na T pomoćne tipove 1, 2 i 3.

T pomoćne ćelije1 th tip lučiti IL - 2 , 7, 9, 12, 15, γ-IFN i TNF-α. Ovi citokini su glavni induktori ćelijski imunološki odgovor i odgovarajuća upala.

T pomoćne ćelije2 th tip izlučuju IL – 2, 4 ,5 , 6,10 , 13, 14 itd., koji se aktiviraju humoralni imuni odgovor.

T pomoćne ćelije3 th tip luče transformirajući faktor rasta-β (TGF-β) - ovo je glavni supresor imuni odgovor - njihovo ime je T-supresori (ne prepoznaju svi autori postojanje posebne populacije Th-3).

dr. humoralni faktori supresije - vidi regulaciju od njih. odgovori.

T-pomoćne ćelije sve 3 vrste razlikuju se od naivnog CD4+ T-limfocita (Th-0), čije sazrijevanje u jednu ili drugu vrstu T-pomoćnih stanica (1., 2. ili 3.) ovisi o:

od prirode antigena;

prisustvo određenih citokina u okruženju koje okružuje ćeliju.

Limfociti primaju signale citokina od APC, NK ćelija, mastocita, itd.: za stvaranje Th-1 im je potreban IL-12, 2.18, IFN –γ,TNF-α/β; za formiranje Th-2 je potrebno IL-4.

Mehanizam imunološkog odgovora

Za sprovođenje imunološkog odgovora potrebne su tri vrste ćelija - makrofagi (ili dendritične ćelije), T-limfociti i B-limfociti (sistem saradnje od tri ćelije).

Main faze imunološkog odgovora su:

1. Endocitoza antigena, njegova obrada i prezentacija LF;

2. Prepoznavanje antigena od strane limfocita;

3. Aktivacija limfocita;

4. Klonalna ekspanzija ili proliferacija limfocita;

5. Sazrevanje efektorskih i memorijskih ćelija.

6. Uništavanje antigena.

Humoralni imuni odgovor.

1 .Faza apsorpcije, obrade i prezentacije antigena.

Ćelija koja predstavlja antigen (APC - makrofag, dendritična ćelija ili B-LF) fagocitira Ag i šalje se u limfne čvorove; usput, ćelija obrađuje (katalizuje) antigen uz pomoć enzima u peptide. Kao rezultat toga, antigenska determinanta se oslobađa iz Ag (ovo je imunoaktivni peptid ili dio informacija), koji se učitava na molekulu HLA-2 i donosi na površinu ćelije radi prezentacije. U limfnom čvoru, APC predstavlja rascijepljeni antigen limfocitu. Ovaj proces uključuje naivni CD4+ limfocit, koji dolazi u kontakt sa nosiocem antigena (i takođe prima citokinski signal - IL-4 od APC, dendritskih ćelija, itd.) i diferencira se u T-pomoćnik tipa 2.

2 .Faza prepoznavanja.

U srži moderne ideje O ovoj fazi leže sljedeći postulati:

Na LF membrani postoje specifični receptori za vezivanje antigena, a njihova ekspresija ne zavisi od toga da li je organizam prethodno naišao na dati antigen ili ne.

Jedan limfocit sadrži receptor samo jedne specifičnosti (vidi gore).

Limfociti sa receptorima određene specifičnosti čine klon (odnosno, potomci su jedne roditeljske ćelije).

Limfociti mogu prepoznati strani antigen na površini makrofaga samo na pozadini vlastitog HLA antigena (tzv. dvostruko prepoznavanje) neophodna je kombinacija antigena sa HLA molekulom.

B-LF prepoznaje antigen (na APC membrani na pozadini HLA-2) uz pomoć Tx-2 (ekstracelularni virusi) ili bez njega (bakterijski antigeni).

U ovom slučaju, B-LF prepoznaje informacijski dio antigena uz pomoć BCR-a (to su površinski IgM i D povezani sa CD molekulima (19, 21, 79 ili 81).

T-pomagač noseći, uz pomoć TCR povezanog sa CD4, neke T-nezavisne bakterijske antigene prepoznaje BCR receptor bez pomoći T-pomoćnih ćelija).

3 .Faza aktivacije.

Čak i tokom prepoznavanja, V-lf prima signale:

A) specifični – podaci o Ag iz Th-2 (h/w antigenski most ili lučenjem rastvorljivog dela Ag)

b) nespecifični aktivacijski signali:

Kroz IL-1 koji luči makrofag,

Preko T-pomoćnika tipa 2 citokina (npr. IL-2), čije lučenje također indukuje makrofag IL-1.

Transdukcija signala uključuje složene stanične reakcije: tirozin kinaze (povezane sa CD-79), fosfolipaza C-, protein kinaza C se aktiviraju, intracelularni Ca je mobiliziran i uključena je transkripcija gena koji kodira IL-2 (ovaj citokin je ključ faktor rasta za LF u imunološkom odgovoru). Metabolizam arahidonske kiseline se također mijenja i transkripcija gena za strukturne proteine ​​koji osiguravaju uključenje mitoze.

4 .Faza klonalne proliferacije. Nakon prepoznavanja i aktivacije antigena, B limfociti počinju da se razmnožavaju (proliferiraju). Ovaj proces se odvija u limfnim čvorovima i reguliše ga T-pomoćni citokini tipa 2: IL-2, 4, 5, 6, 10, 13, 14, itd.

5 .Faza diferencijacije. nakon proliferacije, B limfociti sazrijevaju i pretvaraju se u plazma ćelije, koje migriraju u koštanu srž i sluznicu, gdje sintetiziraju antitijela koja ulaze u krv (ovo je IgM - već prvog dana kliničke manifestacije infekcije i IgG - na dana 5-7; rano pojavljivanje IgG u krvnom serumu ukazuje na već postojeću imunološku memoriju na ovu infekciju) ili u sluzokože (ovo je IgA). Neki aktivirani B-LF se ne diferenciraju u plazma ćelije, ali ostaju kao dugovječni Memorijske B ćelije. Oni pružaju brži i efikasniji sekundarni imuni odgovor nakon ponovnog izlaganja antigenu. Nakon završetka imunološkog odgovora formiraju se i dugovječne plazma ćelije koje podržavaju sintezu Ig bez antigenske stimulacije1,5 godina. U ovoj fazi: limfni čvorovi, krajnici, slezina.

6 Faza destrukcije antigena javlja se uz uključivanje nespecifičnih zaštitnih faktora.

Mehanizmi uništavanja antigena:

Komplement zavisna liza imunih kompleksa AG+AT;

Fagocitoza i razgradnja rastvorljive IR od strane makrofaga;

Ćelijska citotoksičnost zavisna od antitijela (ADCC) – Aps opsoniziraju ciljne stanice, a zatim se ćelije ubice vežu za Fc fragment antitijela i uništavaju ciljnu ćeliju. Ćelije ubice mogu biti NK ćelije, monociti/makrofagi, granulociti.

Ćelijski imuni odgovor implementira se na sličan način. Reakcije uključuju 2 tipa T-limfocita - CTL ili T HZT-LF, koji prepoznaju Ag na površini APC (dendritične ćelije ili m/f) na pozadini HLA-1. Tx-1 je uključen u prepoznavanje. Prepoznavanje antigena od strane T ćelija odvija se uz pomoć TCR receptora, koji je, kao što je već pomenuto, povezan sa CD8 molekulom (koreceptorom) na CTL-ovima, i sa CD4 na T H3 limfocitima.

T-pomoćne ćelije tipa 1 luče citokine - (IL-2, 7, 9, 12, 15, IF-, TNF), koji stimulišu proliferaciju i sazrevanje T-LF (CTL ili T HCT ćelija) u limfnim čvorovima i zrele ćelije slezene.

CD8+-CTL klonovi rastu brzo, CD4+-T HZT-lf klonovi rastu sporo.

Neke T ćelije se pretvaraju u Memorijske T ćelije sa fenotipom (odnosno) CD4+ ili CD8+, morfološki se, za razliku od B-LF, ne mijenjaju.

Završna faza ćelijskog imunološkog odgovora je uništavanje antigena na nekoliko načina:

 citoliza ciljane ćelije limfociti uz pomoć proteina - perforina, koji formiraju pore u stanične membrane. Perforini se nalaze u granulama NK ćelija i CTL-a, u prisustvu Ca 2+ formiraju transmembranski kanal na membrani ciljne ćelije, njihova struktura je slična C9.

indukcija apoptoze(od CTL granula - granzima, to su serin esteraze koje prodiru u ciljne ćelije kroz „perforinske“ pore, aktiviraju gene koji kodiraju E za fragmentaciju DNK ili dezintegraciju sadržaja ćelije).

fagocitozaćelije - mete (uz učešće u imunološkom odgovoru upalnih ćelija - T HST i, shodno tome, reakcija HRT). T HST -lf h/w izlučeni citokini (IF-γ i MIF) privlače m/f i neutrofile u leziju imunološka upala i aktivirajte ih. Aktivirani makrofagi i neutrofili fagocitiraju ciljne stanice.

Vrste imunološkog odgovora. Imunološki odgovor je reakcija tijela na uvođenje makromolekula stranih za njega. Supstanca koja može izazvati specifičan imuni odgovor naziva se antigen.

Imunogenost antigena, odnosno sposobnost izazivanja imunološkog odgovora, ne zavisi samo od njegove stranosti, već i od njegove molekularne težine (molekule manje od 5000 obično nisu imunogene), strukturne heterogenosti, otpornosti na uništavanje enzimima, i životinjske vrste.

U prirodi postoji ogromna raznolikost antigena životinjskih, biljnih i mikrobnog porekla. Mogu se klasifikovati prema različiti znakovi, uključujući prirodu specifičnosti (vrsta, grupa, heterogena, specifična faza u ontogenezi, itd.). Primjeri antigena uključuju, posebno, antigene histokompatibilnosti, koji su uključeni u prepoznavanje i eliminaciju abnormalnih tjelesnih ćelija ili transplantiranih tkiva; alergeni životinjskog i biljnog porijekla (pelud, ljuspice kože, kosa, perje i dr.), uzrokujući povećanu osjetljivost tijela; Antigeni krvne grupe su glukoproteini koji, iako ne izazivaju stvaranje antitijela u tijelu, s njima reagiraju in vitro.

Postoje dvije glavne vrste imunoloških odgovora tijela na antigen - humoralni i ćelijski. Humoralni odgovor se sastoji od proizvodnje antitijela koja cirkuliraju u krvi i specifično se vežu za molekule strane tijelu. Ćelijski imuni odgovor uključuje formiranje specijalizovanih ćelija koje reaguju sa antigenom tako što ga vezuju i potom ga uništavaju. Ćelijski imunitet je uglavnom usmjeren protiv ćelijskih antigena - bakterija, patogenih gljivica, stranih ćelija i tkiva (transplantiranih ili tumorskih).

Dvije glavne vrste imunoloških reakcija posredovane su različitim klasama limfocita: B-limfociti su odgovorni za humoralni imunitet, a T-limfociti su odgovorni za ćelijski imunitet. Međutim, kod životinja kojima je timus uklonjen u ranoj dobi, ne samo da su poremećene ćelijske imunološke reakcije, već je smanjena i sposobnost proizvodnje antitijela. To je zbog činjenice da neke T ćelije „sarađuju“ sa B ćelijama u procesu formiranja humoralnog imuniteta.

Mehanizam imunološkog odgovora. Prije stimulacije antigenom (“u mirovanju”), T- i B-limfociti se morfološki ne razlikuju. Mogu se razlikovati ili identifikacijom imunoglobulina - receptora na površini B-limfocita, ili identifikacijom receptora za ovčije eritrocite na površini T-limfocita (reakcija stvaranja "rozeta eritrocita").

Rice. Šema učešća T- i B-limfocita u ćelijskom i humoralnom imunitetu.

Pod uticajem antigena dolazi do proliferacije i diferencijacije obe ćelije. Aktivirane T ćelije transformišu se u limfoblaste, koji stvaraju nekoliko subpopulacija ćelija (Sl. 159). Među njima su aktivni T-limfociti – “ubice” („ubice”), T-limfociti-supresori, koji suzbijaju imuni odgovor, T-limfociti-pomagači, integrišu imuni odgovor saradnjom sa B-limfocitima u proizvodnji antitela ili stimulacijom ubica T-ćelija. Sve ove partnerske T ćelije imaju iste receptore za antigene i iste antigene glavnog kompleksa histokompatibilnosti (MHC). Potonji su membranski glikoproteini stanica koji osiguravaju njihovu imunološku kompatibilnost.

Aktivirani T-limfociti svih populacija luče i rastvorljive faktore (limfokine) koji regulišu ispoljavanje ćelijskog imuniteta (supresija, saradnja, sticanje specifičnih svojstava T-limfocita) i aktiviraju fagocitnu aktivnost makrofaga. Primjeri limfokina uključuju glukoprotein interleukin, koji stimulira rast i proliferaciju T-limfocita, i protein interferon, koji potiskuje proliferaciju virusa i istovremeno pojačava fagocitozu.

Sve manifestacije funkcionalnih karakteristika pojedinih subpopulacija T-limfocita mogu se uočiti in vitro, utječući na njih posebnim proteinskim supstancama - lekginima, koji imaju mitogenu aktivnost.

B limfociti aktivirani antigenom tada postaju proizvođači antitijela. Pri prvom kontaktu sa antigenom dolazi do njihove početne aktivacije, odnosno senzibilizacije. Neke od ćelija kćeri pretvaraju se u ćelije imunološke memorije, druge se naseljavaju u perifernim limfnim organima. Ovdje se pretvaraju u plazma ćelije s dobro razvijenim granularnim endoplazmatskim retikulumom. Plazma ćelije, uz sudjelovanje T-pomoćnih limfocita, počinju proizvoditi antitijela koja se oslobađaju u krvnu plazmu.

Ćelije imunološke memorije ne daju primarni imunološki odgovor, ali se pri ponovnom kontaktu s istim antigenom lako pretvaraju u stanice koje luče antitijela. Na slici je prikazan dijagram eksperimenta koji potvrđuje odgovornost limfocita za prepoznavanje stranih antigena. Zračenje životinja gama zracima dovodi do smrti limfocita; Ne postoji imuni odgovor na uvođenje antigena kod takvih životinja. U ozračenoj životinji koja je dobila limfocite od normalnog donora iste inbred linije, reakcija na antigen se obnavlja. Kod ozračene životinje koja je primila druge (nelimfocitne) ćelije od normalnog donora, imunološki odgovor se ne obnavlja.

Kao što je poznato, tokom imunološkog odgovora nastaje fizičko-hemijska veza između stranog antigena i (specifičnog) antitela koje reaguje samo sa njim, što doprinosi neutralizaciji i razgradnji antigena. Postavlja se pitanje: kako tijelo može formirati specifično antitijelo za svaki od stotina hiljada antigena koji potiču iz vanjskog okruženja. Nedavno su učinjeni pokušaji da se imunološki odgovor objasni pomoću dvije kontradiktorne teorije: teorijom instrukcija i selektivnom teorijom.

I. Teorija nastave: antigen, dajući uzorak, uzrokuje stvaranje specifičnog antitijela koje reagira samo s njim (ova teorija u ovom obliku može se smatrati opovrgnutom.)

II. Izborna teorija: kao rezultat genetskog istraživanja i pojašnjenja hemijske strukture imunoglobulina, selektivna teorija se može smatrati dokazanom. Na površini antigena postoje determinantne grupe (bočni lanci); tijelo ima naslijeđenu sposobnost, ugrađenu u DNK ćelijskog jezgra, da formira specifična antitela koja reaguju sa antigenima. Ako tijelo naiđe na određeni antigen, kao rezultat stimulacije, limfociti koji posjeduju reaktivni protein selektivno se razmnožavaju; populacija limfocita sposobna za proizvodnju tako specifičnog antitijela naziva se klon.

Rezultirajuće antitijelo, prema postojećem iskustvu, samo je djelomično specifično, jer srodne vrste ili proteini sa sličnom funkcijom daju unakrsna reakcija, au nekim slučajevima čak i sistemski udaljeni antigeni mogu dati reakciju (na primjer, Forsman antigen). To je zbog činjenice da se tokom imunizacije jedan ili više složenih proteinskih molekula s brojnim svojstvima gotovo uvijek unose u tijelo. karakteristične grupe(determinante). U proučavanju kristalnih i sintetičkih proteina, međutim, otkriveno je da jedna molekula imunoglobulina može reagirati s najviše dvije determinante.

U odnosu na antigensku determinantu, prema Lewinovom istraživanju, kao rezultat genetske regulacije, na imunološki odgovor se primjenjuje zakon "sve ili ništa". Prema našim istraživanjima, isto pravilo vrijedi i za alergene: dijete osjetljivo na sintetički lizin-vazopresin ne daje nikakvu alergijsku reakciju na oksitocin, iako se ovaj drugi od vazopresina razlikuje po samo jednoj cikličnoj aminokiselini, pored lizina, koji je biološki efektivno.

Imunotolerancija. Ovo stanje je suprotno imunitetu: tijelo reaguje na uvođenje strani antigen ne daje imuni odgovor, koji, kao što slijedi iz gore navedenog, može nastati kao rezultat genetske karakteristike: u ove osobe ne postoji klon limfocita koji bi mogao da formira odgovarajuće antitelo. Pod uticajem veoma velike količine (zasićenog) antigena ili se često ponavlja niske doze antigena, može prestati već postojeći imunološki odgovor i može se javiti tolerancija na određeni antigen, odnosno tijelo će privremeno ili trajno izgubiti sposobnost sintetiziranja ili oslobađanja imunoloških supstanci u odnosu na dati antigen. Tolerancija je specifična kao i imuni odgovor: odnosi se samo na specifični antigen.

Mehanizam stečene tolerancije:

1. Prevlast antigena blokira antitela koja se nalaze na površini B limfocita i sprečavaju proliferaciju odgovarajućih ćelijskih klonova. Inhibicija ćelijskih funkcija upotrebom citotoksičnih agenasa doprinosi nastanku tolerancije.

2. Antitijelo, kada se primjenjuje u visokim koncentracijama, također može dovesti do tolerancije vezivanjem za antigen prije nego što stigne do specifičnih reaktivnih limfocita.

3. Prema većini novih studija, stimulacija inhibitornih (supresorskih) T ćelija je veoma važna u razvoju tolerancije.

Hibridizacija. Prema najnovije istraživanje Zajedničkim uzgojem dvije vrste limfocita sposobnih za različite imunološke odgovore u kulturi tkiva, mogu se dobiti monoklonske ćelije (tvoreći jednu vrstu antitijela). To otvara novu mogućnost pasivne zaštite, a u budućnosti će biti moguće proizvoditi ljudska antitijela u velikim količinama.

Hemijska struktura molekula imunoglobulina poznata je iz Edelmanovog istraživanja. Već je ranije otkriveno da se molekul imunoglobulina, cijepanjem disulfidnih mostova, može podijeliti na dva H lanca (teški) i dva L lanca (laki). Varenjem papaina, molekul se može fragmentirati na drugi način: tada se dva dijela, nazvana Fab, i jedan dio, nazvan Fc, odvajaju.

Fab fragment. Formira mjesto vezivanja za specifični antigen. Fragment sadrži kompletan L lanac i dio lanca H. Vanjski (amino-terminalni) dio ili N segment dva lanca je varijabilni V region. Sadrži 111 aminokiselina, čije je specifično vezivanje određeno sekvencijom i stereo konfiguracijom koja varira među pojedinačnim antitijelima. Redoslijed aminokiselina (sekvenca) drugog dijela je nezavisan od sposobnosti da reaguje sa specifičnim antigenom: ovo je C segment (konstanta). Ovo posljednje je individualno različito, pa su opisane mnoge varijante u pogledu kvaliteta IgG.

Molekularna težina lanaca L:20000. Što se tiče antigenosti, postoje dvije vrste lakih lanaca: kapa i lambda (ali postoji samo jedan tip po molekulu).

Fragment Fc. Predstavlja dio lanca H. Sam po sebi se ne vezuje za antigen, ali u slučaju fizičko-hemijske reakcije između Fab i antigena izaziva lanac bioloških reakcija.

Klasifikacija imunoglobulina je moguća na osnovu različite antigenosti H lanaca; Trenutno se razlikuje pet vrsta imunoglobulina. L lanac u svakom slučaju može biti dvostruk: kapa i lambda.