REACȚII IMUNE

CONCEPTE MODERNE DESPRE MECANISME

IMUNITATE. SPECIFICE ȘI NESPECIFICE

IMUNITATE. TIPURI DE IMUNĂ. ÎNCĂLCĂRI

REACȚII IMUNE

Unul dintre fondatorii științei mecanismelor reacțiilor imune (de protecție) ale organismului este omul de știință francez Louis Pasteur, care a dezvoltat și pus în practică vaccinarea ca metodă de combatere. boli infecțioase. Omul de știință rus I.I. Mechnikov s-a dezvoltat teoria celulei imunitate, având stabilit mecanismul imunității celulare, conform căruia imunitatea organismului este determinată de activitatea fagocitară a leucocitelor. Omul de știință german Paul Ehrlich a creat teoria umorală imunitate, care a explicat imunitatea organismului prin producerea de substanțe umorale protectoare în sânge - anticorpi. Conform conceptelor moderne se numește imunitatea capacitatea organismului de a răspunde cu reacții defensive la tot ceea ce îi este străin genetic, adică. asupra microbilor, virusurilor, celulelor si tesuturilor straine, pe cont propriu, dar celule modificate genetic, precum si asupra unor otravuri si toxine. Acești agenți dăunători au primit numele comun antigene. Ca urmare a dezvoltării imunității, organismul dobândește rezistență la expunerea repetată la aceleași antigene, care sunt rapid neutralizate.

Protecția împotriva antigenelor se realizează prin mecanisme nespecifice și specifice, care la rândul lor sunt împărțite în umoral și celular.

Mecanisme nespecifice sunt folosite pentru a neutraliza chiar și acele antigene pe care organismul nu i-a întâlnit deloc anterior. nespecific imunitate umorală creează proteine ​​protectoare lizozimă, interferon etc., prezente în mod constant în plasma sanguină. Imunitatea celulară nespecifică se datorează activității fagocitare a eozinofilelor, bazofilelor, neutrofilelor și monocitelor, care a fost descoperită de I.I. Mechnikov. Imunitatea umorală nespecifică și imunitatea celulară nespecifică ereditar imunitate.

În prezența imunității ereditare, organismul nu este susceptibil la infecție de la naștere. Distinge specifice ereditare imunitatea și ereditare individuală imunitate. Omenirea este inerentă, de exemplu, imunitatea ereditară a speciilor la febra aftoasă. Pentru fiecare 1,5 milioane de cazuri de febră aftoasă la animalele de fermă, există un singur caz de boală umană. Rechinii aproape că nu suferă de boli infecțioase, rănile lor nu sunt supurate.

Spre deosebire de mecanismele nespecifice care stau la baza imunității ereditare, mecanisme specifice oferi imunitatea dobândită. Mecanismele specifice se bazează pe „reamintirea” antigenului la primul contact cu organismul, „recunoașterea” acestuia la contactul repetat și distrugerea rapidă cu ajutorul unui tip special de limfocite T (T-killers) și a anticorpilor special sintetizați, în principal imunoglobuline.

Imunitatea dobândită este împărțită în dobândite în mod activ format după vaccinare sau transfer această boală, Și dobândit pasiv y, care se formează ca urmare a introducerii serului sanguin al organismului care a suferit această boală. Pentru educație imunitate activă pentru prevenirea bolilor infecțioase, vaccinari, adică se administrează vaccinuri. Vaccinurile constau din microbi sau viruși uciși sau vii, dar slăbiți. Imunitatea activă durează luni, ani și chiar zeci de ani. Distinge dobândite în mod activ natural imunitate(după boală) și imunitatea dobândită activ(dupa vaccinari). Cu ambele tipuri de imunitate activă în organism, anticorpii se formează în sânge după introducerea unui vaccin sau transferul unei boli. Cu imunitate pasivă, anticorpii gata preparate sunt conținute în serurile de sânge injectate în organism.

Limfocitele joacă rolul principal în dezvoltarea reacțiilor de protecție ale organismului. Limfocitele sunt formate din celule stem din măduva osoasă. Ieșind din măduva osoasă, o parte a celulelor stem cu sânge intră în glanda timus sau timus unde se înmulțesc și devin limfocite dependente de timus, sau limfocitele T. O altă parte a celulelor stem nu trece prin timus, ci este transformată în limfocite în alte organe. La păsări, acest organ este geanta de stofa (Bursa), deci se numește acest tip de limfocite limfocitele B. La mamifere și oameni, limfocitele B se maturizează în noduli limfatici . Limfocitele B trăiesc câteva zile, apoi încep să se înmulțească, producând celule fiice identice.

Limfocitele T asigură imunitate celulară. Diferite tipuri de limfocite T îndeplinesc funcții diferite. Asa de, limfocitele T-celule ucigașe (celule ucigașe)) se leagă de celule străine și le omoară. Proteinele receptorilor sunt încorporate în membrana ucigașă, care sunt anticorpi, eventual imunoglobuline fixate. Acești receptori sunt cei care contactează limfocitele cu antigene străine și le neutralizează. Acest proces necesită participarea așa-numitelor T-helper (limfocite helper). T-helpers ajută, de asemenea, limfocitele B să sintetizeze anticorpi. Al treilea grup de limfocite T sunt așa-numitele celulele T cu memorie imună. Aceste celule, care trăiesc mai mult de 10 ani, circulă în sânge și, după primul contact cu antigenul, „îl amintesc” mulți ani. La contactul repetat cu același antigen, celulele de memorie imună îl „recunosc” și asigură neutralizarea lui rapidă. Al patrulea tip de limfocite T - T-supresoare, sunt capabili să suprime producția de anticorpi de către limfocitele B și activitatea altor limfocite T.

Limfocitele B asigură imunitate umorală. Când un antigen intră în organism, limfocitele B se transformă mai întâi în plasmablaste, care, ca urmare a unei serii de împărțiri succesive, dau celule plasmatice. Citoplasma celulelor plasmatice este bogată în ribozomi care produc activ anticorpi, sau imunoglobuline. Ajutoarele T sunt implicate în producerea de anticorpi, cu toate acestea, mecanismul exact al participării lor nu este încă cunoscut. Celulele plasmatice sunt strict specifice pentru anumiți antigeni - fiecare celulă sintetizează un singur tip de anticorp.

Anticorpii sau imunoglobulinele sunt proteine ​​complexe- glicoproteine. Se leagă în mod specific de substanțe străine - antigene. În funcție de structura moleculei, imunoglobulinele sunt monomerice și polimerice. Fiecare moleculă are părți constante (COOH-terminal) și variabile (schimbătoare) (NH 2 -terminal) în lanțurile sale. Părțile variabile se formează centru activ(o cavitate cu o configurație specială, corespunzătoare ca dimensiune și structură antigenului), care determină capacitatea anticorpului de a se lega în mod specific de antigen. Ca rezultat al acestei legături, se formează un complex puternic antigen-anticorp.

Boala SIDA (sindromul imunodeficienței dobândite) care a apărut în a doua jumătate a secolului al XX-lea este cauzată de retrovirusul HIV, care infectează selectiv limfocitele T-helper din organism, drept urmare mecanismele specifice ale sistemului imunitar încetează să mai funcționeze. Pacientul devine practic lipsit de apărare împotriva oricărei infecții cele mai inofensive. Pe lângă ajutoarele T, HIV infectează monocitele, microfagele și celulele SNC care au pe suprafața lor un receptor T4, prin care virusul pătrunde în celulă.

Imunitatea este, de asemenea, suprimată de radiațiile ionizante.

IRITABILITATEA ȘI EXCITABILITATEA CELULEI.

FENOMENE BIOELECTRICE ÎN REPOS ȘI

ACTIVITĂȚI CELULARE. IMPORTANȚA FENOMENELOR BIOELECTRICE ÎN PROCESELE DE TRANSFER DE INFORMAȚII ÎN

ORGANISM

Iritabilitate numită capacitatea celulelor vii, țesuturilor sau a întregului organism de a răspunde la influențele externe prin modificarea structurii sale, precum și apariția, întărirea sau slăbirea activității sale. Aceste influențe externe sunt numite iritanti, răspunsurile la acestea ale celulelor, țesuturilor și întregului organism - reactii biologice. Procesul de expunere la un stimul se numește iritație.

Prin natura lor, stimulii pot fi chimici, electrici, mecanici, de temperatura, radiatii, lumina, biologici etc. In felul lor semnificație biologică pentru fiecare celulă, toți stimulii sunt împărțiți în adecvatȘi inadecvat. Adecvați sunt acei stimuli care, cu o intensitate minimă de iritare, provoacă excitare într-un anumit tip de celulă care a dezvoltat o capacitate specială de a răspunde la acești stimuli în procesul de evoluție. Sensibilitatea celulelor la stimuli adecvati este foarte mare. Toți ceilalți stimuli sunt numiți inadecvați.

Într-o măsură sau alta, toate celulele și țesuturile vii sunt capabile să răspundă la iritație. Cu toate acestea, țesuturile nervoase, musculare și glandulare, spre deosebire de altele, sunt capabile să efectueze reacții rapide la iritații. Aceste țesături se numesc țesuturi excitabile. Celulele excitabile includ, de asemenea, celule receptoare specializate, cum ar fi bastonașe și conuri din retină.

Capacitatea celulelor și țesuturilor nervoase, musculare și glandulare, precum și a celulelor receptorilor de a răspunde rapid la iritație cu modificări ale acestora. proprietăți fiziologiceși apariția excitare numit excitabilitate. Excitația este un proces ondulatoriu care se manifestă într-un răspuns specific al țesutului (muscular - contractă, glandular - secretă un secret, nervos - generează un impuls electric) și nespecific (modificarea t°, metabolismul etc.). Un semn obligatoriu de excitare este modificarea sarcinii electrice membranele celulare.

Se numește puterea minimă a stimulului necesară pentru apariția unui răspuns minim al celulei și țesutului pragul de iritație. Se măsoară în diverse mărimi fizice, care caracterizează magnitudinea stimulului (în grade, kilograme, decibeli etc.). Se numește stimulul minim necesar pentru a excita o celulă și a genera un potențial de acțiune pragul de excitație. Pragul de excitație este măsurat în milivolți.

Orice celulă vie este acoperită cu o membrană semi-permeabilă prin care se realizează transferul selectiv pasiv și activ al ionilor încărcați pozitiv și negativ. Datorită acestui transfer între suprafața exterioară și interioară a membranei celulare, există o diferență de potențial electric - potențial de membrană. Există trei manifestări diferite ale potențialului de membrană - potențialul de membrană de repaus, potențialul local și potențialul de acțiune.

Dacă celula nu este afectată stimuli externi, atunci potențialul membranei rămâne constant pentru o lungă perioadă de timp. Potențialul de membrană al unei astfel de celule de repaus se numește potențial de repaus al membranei. Pentru mediul intern al celulei, potențialul de repaus este întotdeauna negativ și egal cu -50 până la -100 mV pentru țesutul nervos și muscular striat, de la -20 până la -30 mV pentru țesutul epitelial și muscular neted.

Motivul apariției potențialului de repaus este concentrația diferită de cationi și anioni în exteriorul și în interiorul celulei și permeabilitatea selectivă a membranei celulare pentru aceștia. Citoplasma nervoase în repaus şi celula musculara conține de aproximativ 20-100 de ori mai mulți cationi de potasiu, de 5-15 ori mai puțini cationi de sodiu și de 20-100 de ori mai puțini anioni de clorură decât lichidul extracelular.

Membrana celulară conține sodiu, potasiu, clorură și calciu specific canale, care omite selectiv, respectiv, numai Na + , K + , C1 - și Ca 2+ . Aceste canale sunt închise și pot fi deschise sau închise. În repaus, aproape toate canalele de sodiu ale membranei celulare sunt închise, iar majoritatea canalelor de potasiu sunt deschise. Ori de câte ori ionii de potasiu întâlnesc un canal deschis, ei difuzează prin membrană. Deoarece concentrația de ioni K + în interiorul celulei este mult mai mare, mult mai mulți dintre ei părăsesc celulă decât intră, ceea ce crește sarcina pozitivă. suprafata exterioara membranelor. Acest flux de ioni K+ ar egaliza în curând presiunea osmotică (sau concentrația) acelui ion, dar acest lucru este împiedicat de forța electrică de respingere a ionilor K+ pozitivi de pe suprafața exterioară încărcată pozitiv a membranei. Ionii K + vor părăsi celula până când forța electrică de repulsie devine egală cu forța presiune osmotica K + . La acest nivel al potențialului de membrană, ieșirea și intrarea ionilor K + prin membrana celulară va fi echilibrată.

Deoarece aproape toate canalele de sodiu ale membranei sunt închise în repaus, ionii Na + intră în celulă cantitate micăși, prin urmare, nu poate compensa pierderea sarcinii pozitive a mediului intern al celulei, cauzată de eliberarea de ioni K +. Un exces de ioni Na + pe suprafața exterioară a membranei, împreună cu ionii K + care părăsesc celula, creează un potențial pozitiv în afara membranei celulei în repaus.

Membrană în repaus celule nervoase permeabilitatea este oarecum mai slabă, iar permeabilitatea celulelor musculare este puțin mai bună pentru anionii Cl - decât pentru cationii K +. Anionii Cl - , care sunt mai mult în afara celulei, difuzează în celulă și poartă o sarcină negativă cu ei. Egalizarea concentrațiilor de ioni de Cl - este împiedicată de forța electrică de repulsie a sarcinilor similare.

Membrana celulară este practic impermeabilă la anioni organici mari, în special moleculele de proteine, anionii acizilor organici. Prin urmare, ei rămân în interiorul celulei și, împreună cu ionii de Cl care intră în celulă, oferă un potențial negativ pe suprafața interioară a membranei celulei în repaus.

Atunci când asupra celulei acționează diverși stimuli, a căror putere este de aproximativ 1,5-2 ori mai mică decât pragul de iritare, potențialul membranei de repaus începe să scadă, adică. merge mai departe depolarizarea membranei celule. Odată cu creșterea puterii de stimulare, depolarizarea membranei crește. Cu toate acestea, dacă puterea iritației nu a atins pragul, atunci încetarea iritației duce la recuperare rapida potenţial de odihnă. În țesuturile musculare și nervoase cu stimulare sub prag, scăderea potențialului membranei este limitată la o zonă mică la locul iritației și se numește capacitatea locală sau răspunsul local.

Când este atinsă forța de prag de stimulare, are loc o schimbare rapidă pe termen scurt a mărimii și polarității sarcinii membranei celulare, care se numește potenţial de acţiune(Sunt folosiți și termenii „undă de excitație”, pentru celulele nervoase – „impulsul nervos”). Potențialele de acțiune apar întotdeauna când membrana celulelor nervoase și musculare striate este depolarizată la aproximativ -50 mV.

Motivul apariției unui potențial local și apoi a unui potențial de acțiune este deschiderea canalelor de sodiu și intrarea ionilor de Na + în celulă. Odată cu creșterea intensității iritației până la prag, acest proces decurge lent și apare un potențial local. La atingerea nivelului critic de depolarizare a membranei (aproximativ -50 mV), permeabilitatea canalelor de sodiu ale membranei crește ca o avalanșă. Ionii de Na + intră în celulă, ceea ce duce nu numai la neutralizarea rapidă a sarcinii negative la suprafața interioară a membranei, ci și la apariția unei sarcini pozitive (inversie potențială).

De îndată ce numărul de ioni de Na + în exteriorul și în interiorul celulei este egal, curentul direcționat în celula Na + se oprește și inversarea se termină la o valoare de aproximativ +30 până la +40 mV (Figura 1).

Poza 1 - Dezvoltarea unui potențial de acțiune într-un neuron ca răspuns la stimulare:

1 – nivelul potențialului de repaus; 2 - potenţialul local; KUD - nivelul critic de depolarizare a membranei; 3 - vârful potențialului de acțiune; 4 – valoarea inversării (depășire); 5 - repolarizare; 6 - potenţial de depolarizare în urmă; 7 - potenţial de hiperpolarizare urme.

Până în acest moment, permeabilitatea membranei pentru ionii K + crește brusc, ceea ce lasă celula în număr mare. Ca rezultat, o sarcină negativă este din nou creată la suprafața interioară a membranei, iar o sarcină pozitivă este creată pe suprafața exterioară, de exemplu. merge mai departe repolarizarea membranei. Modificările rapide ale mărimii și polarității sarcinii membranei se numesc vârf de potențial de acțiune. În urma vârfului potențialului de acțiune se observă potențiale de urme de depolarizare și hiperpolarizare, datorită inerției proceselor de mișcare a ionilor de Na + și K + prin membrana celulară. Durata potențialului de acțiune este de aproximativ 1 ms în nervi, 10 ms în mușchiul scheletic și mai mult de 200 ms în miocardul inimii.

Menținerea diferenței de concentrații de ioni Na + și K + dintre citoplasma celulară și lichidul extracelular în repaus și restabilirea acestei diferențe după iritația celulară este asigurată de munca așa-numitului pompă cu membrană sodiu-potasiu. Pompa de sodiu-potasiu efectuează transportul activ al ionilor împotriva gradienților lor de concentrație, pompând continuu Na + din celulă în schimbul K + . Pompa este alimentată de energie ATP. Pentru ca pompa să funcționeze, este necesar să existe ioni Na + în celulă și ioni K + în lichidul extracelular.

Propagarea unui potențial de acțiune prin țesut, în special a unui impuls nervos prin nervi, este cea mai rapidă și mai precisă modalitate de transmitere a informațiilor în organism. Viteza de transmitere a unui impuls nervos în fibrele conducătoare rapide ale nervilor motori (tip A α ) atinge 120 m/s. Alte modalități de transmitere a informațiilor sunt mult mai lente: umoralul nu depășește 0,5 m/s (viteza fluxului sanguin în aortă), transportul axonal al substanțelor din corpul neuronului la terminațiile axonale nu depășește 40 cm pe zi.

Transmiterea informațiilor în organism prin conducerea potențialelor de acțiune se realizează de-a lungul membranei fibrei nervoase. Când o iritație suficient de puternică este aplicată fibrei nervoase, în punctul de iritare apare o zonă de excitare (Figura 2). Această zonă are o sarcină pozitivă pe suprafața interioară a membranei și o sarcină negativă pe exterior. Secțiunile învecinate neexcitate ale membranei fibrei nervoase au un raport de polaritate inversă a sarcinii. Între secțiunile excitate și neexcitate ale membranei apar curenti electrici. Au primit numele curenti locali.

Acești curenți irită secțiunile vecine neexcitate ale membranei. Ca urmare, permeabilitatea canalelor ionice se modifică în ele, se dezvoltă depolarizarea și apare un potențial de acțiune. Aceste zone devin entuziasmate. Procesul se repetă și astfel impulsul nervos se propagă de-a lungul nervului în ambele direcții de la locul inițial al iritației. Acesta este mecanismul de conducere a excitației de-a lungul unei fibre nervoase necarnoase, în care se desfășoară la o viteză mică, slăbind treptat.

În fibrele nervoase pulpe, potențialele de acțiune apar numai la nodurile lui Ranvier, unde nu există înveliș de mielină, care este un izolator electric. Ca urmare, excitația în fibra nervoasă pulpodă este transmisă în salturi, de la o interceptare a lui Ranvier la alta. Rata de transmitere a excitației în ea este mai mare decât într-o fibră necarnoasă și se transmite practic fără atenuare.

IMPORTANȚA ANALIZATORILOR PENTRU PERCEPȚIA FENOMENLOR MEDIULUI EXTERN ȘI INTERN. CONCEPTUL DE RECEPTORI,

SENZORI, ANALIZOARE SI SENSORI

SISTEME. DEPARTAMENTELE ANALIZATORILOR. PROPRIETĂȚI GENERALE ALE ANALIZORLOR

Organismul uman și animal poate funcționa normal numai cu primirea constantă de informații despre stare și schimbări Mediul externîn care se află, precum și starea mediului intern, toate părțile corpului. Fără informații care pătrund în creier, reflexele simple și complexe nu pot fi efectuate până la activitatea mentală a unei persoane.

Actele complexe ale comportamentului uman în mediul extern necesită o analiză constantă a situației externe, precum și conștientizarea centrilor nervoși despre stare. organe interne. Structuri speciale ale sistemului nervos care asigură intrarea informaţiei în creier şi analiza acestor informaţii, I.II. Pavlov numit analizoare.

Cu ajutorul analizatorilor, se realizează cunoașterea lumii înconjurătoare. Când receptorii sunt stimulați în cortexul cerebral, Simte, care reflectă proprietăți individuale obiecte și fenomene. Pe baza senzațiilor se formează concepte și idei, reflectând interrelațiile și dependențele dintre aceste obiecte și fenomene, se trag concluzii și concluzii, se desfășoară comportamente adecvate în mediul extern și activitate umană practică.

Analizatorii la functionare normalaîn sensibilitatea receptorilor lor, ei oferă o idee corectă a mediului extern, care este confirmată de practică. Acest lucru îi permite unei persoane să învețe despre lumea din jurul său, să obțină progrese în domeniile cunoașterii, științei și tehnologiei.

Informațiile care provin de la diverși receptori către sistemul nervos central sunt necesare pentru a menține starea activă a sistemului nervos central și a întregului organism în ansamblu. Oprirea artificială a majorității organelor de simț în experimente speciale pe animale a dus la o scădere bruscă a tonusului cortexului și la o stare de somnolență a animalului. Era posibil să-l trezești doar influențând organele de simț care nu erau oprite. Experimente speciale pe oameni plasați în camere care exclud fluxul de stimuli vizuali, auditivi și de alți stimuli au arătat că o scădere bruscă a fluxului de informații senzoriale afectează negativ capacitatea de concentrare, gândire logică și îndeplinirea sarcinilor mentale. În unele cazuri, au apărut halucinații vizuale și auditive.

Informațiile transmise SNC de la receptorii analizorului interoceptiv localizați în organele interne servesc drept bază pentru procese. autoreglare. Deci, de exemplu, dacă tensiunea arterială se modifică, atunci excitația are loc în baroreceptori ai pereților vaselor de sânge. Se transmite la centrul vasomotor al medulei oblongate, impulsuri de la care determină vasodilatație și restabilirea tensiunii arteriale la valori normale.

Pe lângă colectarea primară de informații despre mediu și starea internă a corpului, o funcție importantă a analizorilor este de a informa centrii nervoși despre rezultatele activității reflexe, de exemplu. implementare părere. De exemplu, pentru execuția exactă a răspunsului reacție motorie ca răspuns la orice stimulare, sistemul nervos central ar trebui să primească informații de la analizatorii motorii și vestibulari despre puterea și durata contracțiilor musculare, viteza și precizia mișcării corpului, poziția corpului în spațiu, modificările ratei mișcărilor etc. Fără aceste informații, este imposibil să se formeze și să se îmbunătățească abilitățile motorii, inclusiv cele de muncă și cele sportive.

Percepția oricărei informații despre mediul extern și intern începe cu iritarea receptorilor. Receptor- Aceasta este o terminație nervoasă sau o celulă specializată care este capabilă să perceapă iritația și să transforme energia iritației într-un impuls nervos. Receptorii sunt împărțiți în exteroreceptori, perceperea stimulilor din mediul extern, și interoreceptori, semnalând starea organelor interne. O varietate de interoreceptori sunt proprioreceptori informarea despre starea și activitatea sistemului musculo-scheletic. În funcție de natura stimulilor la care receptorul are sensibilitate selectivă, receptorii sunt împărțiți în mai multe grupuri: mecanoreceptori, termoreceptori, fotoreceptori, chemoreceptori, receptorii durerii si etc.

Transformarea energiei stimulului într-un proces de excitare, sau un impuls nervos, are loc datorită metabolismului receptorilor înșiși. Stimulul, acționând asupra receptorului, determină depolarizarea membranei acestuia și aspectul receptor sau potențial generator, care este similar în proprietăți cu potențialul local. Când potențialul receptorului atinge valoarea potențialului critic, determină apariția unui impuls aferent în fibra nervoasă care vine de la receptor.

Un concept mai larg decât un receptor este conceptul organ de simt, care este înțeleasă ca o formațiune care include receptori, precum și alte celule și țesuturi care contribuie la percepție mai bună receptori pentru un anumit stimul. De exemplu, receptorii vizuali (fotoreceptorii) sunt tijele și conurile retinei. Împreună cu sistemul de refracție, membranele, mușchii, vasele de sânge ale globului ocular, fotoreceptorii formează organ de simț – ochi.

Cu toate acestea, pentru apariția senzației, un singur organ de simț nu este suficient. Este necesar ca excitația de la organul de simț să fie transmisă de-a lungul căilor aferente către sistemul nervos central către zonele de proiecție corespunzătoare din cortexul cerebral. Acest lucru a fost stabilit de omul de știință rus I.P. Pavlov, care a introdus conceptul în fiziologie. analizor, care unește toate formațiunile anatomice, în urma cărora ia naștere o senzație. Analizorul este format din departamentul periferic(organul de simț corespunzător), departamentul de dirijor(cai aferente) si cortical, sau departamentul central(o anumită zonă a cortexului cerebral). De exemplu, periferic analizor vizual reprezentată de ochi, secțiunea conductoare este nervul optic, secțiunea corticală este zona vizuală a cortexului cerebral.

De remarcat că în prezent termenul de organ de simț este adesea investit cu același concept ca și analizatorul.

Studiul suplimentar al mecanismelor de percepție și analiză a informațiilor, precum și reacția corpului la aceasta, a condus la apariția unui concept mai general decât analizatorul. sistemelor senzoriale. Sistemul senzorial include nu numai un sistem complex pe mai multe niveluri pentru transmiterea informațiilor de la receptori către cortexul cerebral și analizarea acesteia, ceea ce I.P. Pavlov a numit analizor, dar include și procesele de sinteză a diferitelor informații din cortex și influența reglatoare a cortexului asupra centrilor nervoși și receptorilor de bază. Sisteme de senzori au o structură complexă. Excitația de la receptori este condusă către cortexul cerebral prin așa-numita specificȘi nespecific moduri.

Pu specific t include: 1) receptor; 2) primul neuron senzitiv, situat întotdeauna în afara sistemului nervos central în ganglionii spinali sau în ganglionii nervilor cranieni; 3) al doilea neuron, situat în coloana vertebrală sau medular oblongata sau mezencefal; 4) al treilea neuron, situat în tuberculii vizuali diencefal; 5) al patrulea neuron, situat în zona de proiectie acest analizor în cortexul cerebral.

Din cei doi neuroni ai unei căi specifice, de ex. în măduva spinării, medular oblongata și mezencefal există și un transfer al excitației senzoriale în drum spre alte departamente creier, inclusiv formatiune reticulara. Din formațiunea reticulară, excitația poate fi direcționată de-a lungul așa-numitului căi nespecifice către toate părțile cortexului cerebral.

Analizatoarele au următoarele proprietăți generale. eu) Sensibilitate ridicată la stimuli corespunzători. De exemplu, în clar noapte întunecată ochiul uman poate discerne lumina unei lumânări la o distanță de până la 20 km. 2) Adaptarea analizorului, adică capacitatea de a se adapta la o intensitate constantă a unui stimul cu acţiune prelungită. Sub acțiunea unui stimul puternic, excitabilitatea analizorului scade și pragurile de iritație cresc; sub acțiunea unui stimul slab, excitabilitatea analizorului crește și pragurile de iritație scad. Nu toate analizoarele au aceeași adaptabilitate. Analizatoarele olfactive, de temperatură, tactile se adaptează bine, analizoarele vestibulare, motorii și de durere se adaptează foarte puțin.

Viteza si gradul de adaptare pentru diferiți analizatori la diferiți stimuli este, de asemenea, diferit. De exemplu, adaptarea la întuneric în timpul tranziției de la lumină puternică la întuneric se dezvoltă într-o oră, iar adaptarea la lumină în timpul tranziției de la întuneric la lumină are loc într-un minut. Semnificația fiziologică a adaptării este de a stabili numărul optim de semnale care intră în SNC și de a limita fluxul de impulsuri care nu poartă informații noi.

3) Iradierea și inducția în neuronii analizor. Iradierea este răspândirea excitației către alți neuroni din secțiunea corticală a aceluiași analizor. Se poate observa când se consideră pătrate de aceeași dimensiune pe fundal diferit. Astfel, un pătrat alb pe un fundal negru pare mai mare decât un pătrat negru de dimensiuni similare pe un fundal alb.

Inducţie S-a întâmplat simultanȘi secvenţial.Inducţie simultană este un proces opus iradierii. Esența sa este că, simultan cu dezvoltarea excitației în unii neuroni ai analizorului, inhibiția este indusă în neuronii vecini. Inductia secventiala constă în faptul că, după încetarea excitației, procesul de inhibiție se dezvoltă în centrii nervoși ai analizorului, iar după încetarea inhibiției se dezvoltă procesul de excitare. Procesele de inducție simultană și succesivă stau la baza fenomenelor de contrast. De exemplu, acru după dulce pare și mai acru; apa calda pare fierbinte dupa apa rece etc.

4) Procese de urmărire în analizoare. După încetarea stimulării receptorilor, procesele fiziologice din analizor continuă de ceva timp sub forma pozitivȘi urme negative. Procesele de urme pozitive sunt, parcă, o continuare pe termen scurt a proceselor care au avut loc în analizoare sub acțiunea unui stimul. Acestea. senzația (vizuală, auditivă, gustativă etc.) continuă o perioadă de timp după ce stimulul a încetat să mai acționeze asupra receptorilor. Datorită fenomenelor de urme pozitive, este posibilă o percepție continuă a cadrelor separate într-un film.

5) Interacțiunea analizoarelor. Toate analizoarele nu funcționează izolat, ci în interacțiune unul cu celălalt. Interacțiunea lor poate spori sau invers poate slăbi senzațiile. De exemplu, stimulii sonori sunt perceputi mai usor atunci cand sunt combinati cu cei usori, pe care se bazeaza muzica usoara.

PRINCIPIUL CONTROLULUI SISTEMULUI

FUNCȚIILE FIZIOLOGICE CA BAZĂ A COMPLEXULUI

COMPORTAMENT. CONCEPTUL DE SISTEM FUNCȚIONAL

ACTUL COMPORTAMENTAL (P.K. ANOKHIN). ELEMENTE COMPONENTE ALE UNUI SISTEM FUNCȚIONAL

Un organism este o unitate auto-existentă a lumii organice. Este un sistem de autoreglare care reacționează în ansamblu la diferite schimbări din mediul extern. În organism, anumite procese fiziologice sunt supuse legilor de funcționare ale unui sistem integral complex.

De exemplu, o schimbare în metabolismul și funcțiile oricărei celule, țesut, organ și sistem de organe provoacă modificări în metabolismul altor celule, țesuturi, organe și sisteme de organe. Prin urmare, managementul proceselor vitale din organism se bazează pe principiul ierarhiei sistemice, adică. procesele elementare sunt subordonate unora mai complexe.

Rolul principal în mecanismele fiziologice ale actelor comportamentale complexe îi aparține sistem nervos. Sistemul nervos central reglează și coordonează funcțiile fiziologice, determinând ritmul și direcția generală a acestora. La rândul lor, anumite forme de funcții fiziologice, datorită feedback-ului, influențează aparatul de control superior. Această formă de control și influență reciprocă a funcțiilor fiziologice stă la baza controlului sistemic în întregul organism.

PC. Anokhin a fost primul care a atras atenția asupra faptului că sistemele dintr-un organism viu nu numai că conectează anatomic elementele individuale incluse în ele, ci și le combină pentru a implementa funcțiile vitale individuale. funcții importante organism. Implementarea oricărui proces mental sau fiziologic este asociată cu formarea unor sisteme funcționale în organism care asigură obținerea rezultatelor dorite și determină un comportament intenționat.

Sub sistem functional P.K. Anokhin a înțeles asociația temporară de autoreglare a receptorilor, a diferitelor structuri ale creierului și organele executive, interacționând împreună pentru a obține rezultate adaptative utile organismului.

Spre deosebire de sistemele anatomice și fiziologice tradiționale, care constau dintr-un anumit set constant de organe, sistemele funcționale combină selectiv diverse organe în combinații diferite din diferite sisteme anatomice pentru a obține rezultate adaptative utile pentru organism. Același organ inclus în sisteme funcționale diferite poate îndeplini funcții diferite.

Sistemul funcţional al unui act comportamental holistic (Figura 3) include următoarele mecanisme: I) sinteza aferentă; 2) luarea deciziilor; 3) un acceptor al rezultatelor unei acțiuni și al unui program eferent de acțiune; 4) efectuarea unei acțiuni; 5) obţinerea rezultatelor acţiunii şi compararea acestora pe baza aferentei înapoi cu programul de acţiune.

Etapă sinteza aferenta constă în excitaţie motivaţională, aferentare situaţională, folosirea aparatului de memorie, aferentare de început.

Munca sistemului funcțional are ca scop obținerea unui rezultat adaptativ util pentru a satisface nevoia biologică sau socială care a apărut. După ce a provocat activitate în anumite structuri ale creierului, nevoia duce la apariția motivației. O mulțime de informații diverse intră în mod constant în corp și mai multe motivații pot exista simultan. În fiecare moment, motivația, care se bazează pe cea mai importantă nevoie, devine dominantă. dominant excitare motivațională determină toate etapele ulterioare ale activității creierului în formarea programelor comportamentale.

Pentru programarea corectă a comportamentului suplimentar, organismul trebuie să evalueze mediul și poziția acestuia în el. Acest lucru se realizează datorită aferente situațională, adică primirea de la receptori a fluxului de impulsuri care transportă informații despre condițiile în care se presupune că trebuie să efectueze un act comportamental care vizează satisfacerea nevoii apărute.

O componentă obligatorie care este utilizată în mod repetat într-un sistem funcțional este aparatul neurofiziologic. memorie. Datorită memoriei, aferentarea situațională este comparată cu acele condiții din trecut în care activitatea pe care urmează să o desfășoare organismul a avut succes.

Aferent

Figura 3 - O diagramă simplificată a unui act comportamental cu principalele mecanisme ale unui sistem funcțional:

OA - aferente situațională; PA - aferentatie de inceput; MB, excitare motivațională; OS - feedback.

Dacă mediul și starea organismului sunt favorabile actului comportamental propus, atunci informația care vine de la receptori devine un declanșator ( începerea aferentării) să decidă asupra implementării acțiunilor pentru satisfacerea nevoii.

Pe baza sintezei aferente, luarea deciziilor. Recuperând din memorie informații despre experiența proprie sau a altcuiva în satisfacerea unei nevoi într-un mediu similar, creierul alege una dintre multele modalități de a atinge obiectivul. În acest caz, centrii nervoși sunt excitați selectiv, ceea ce asigură implementarea răspunsului comportamental selectat. Activitate structuri nervoase, interferând cu implementarea acestei reacții, este inhibată.

În urma deciziei, se formează un aparat special pentru prezicerea rezultatelor viitoare - acceptor de rezultat al acțiuniiși produs simultan program de acţiune eferent. Un acceptor de rezultat al acțiunii este un model neuronal al rezultatului dorit la care ar trebui să conducă o acțiune. Predicția rezultatelor viitoare are loc datorită excitării secvențiale a structurilor cortico-subcorticale ale creierului, care este înaintea evenimentelor reale și are loc chiar înainte de primirea semnalelor aferente de la organul de lucru (feedback) despre performanța acțiunii. Informațiile despre secvența de excitare a centrilor nervoși sunt probabil stocate în memoria pe termen lung.

Program de acțiune eferent reprezintă o anumită succesiune a unui set de comenzi nervoase care ajung la organele executive – efectori. În fiecare caz specific, acestea pot fi diferite combinații de organe din diferite sisteme anatomice ale corpului. Dar ele sunt unite de influențe nervoase și endocrine și de ceva timp funcționează interdependent și în comun pentru a obține un rezultat adaptativ util. Adesea, sisteme funcționale diferite pot folosi aceleași organe pentru a obține rezultate adaptative diferite. De exemplu, inima este o componentă necesară atât în ​​sistemul funcțional pentru menținerea unui nivel constant al tensiunii arteriale, cât și în sistemele funcționale pentru asigurarea schimbului de gaze, termoreglare etc.

Datorită acceptorului rezultatelor acțiunii, se efectuează o activare rapidă în conformitate cu programul organelor executive ale sistemului funcțional și se realizează acțiunea.

Luând măsuri conduce la un rezultat real, informații despre care cu ajutorul aferente spate(feedback) intră în acceptorul de acțiuni, unde este comparat cu rezultatul programat. Dacă efectul obținut corespunde celui programat, atunci persoana experimentează emoții pozitive. Programul care duce la implementarea cu succes a unui act comportamental și a unui rezultat adaptativ util este fixat în memoria pe termen lung, iar forma sistem functionalîncetează să mai existe, pentru că satisfacerea nevoii a survenit şi motivaţia corespunzătoare încetează să mai fie dominantă.

În absența rezultatului așteptat, apar emoții negative și poate apărea una dintre opțiuni: 1) o a doua încercare de a efectua aceleași reacții reflexe conform aceluiași program; 2) cu motivație persistentă, programul de acțiune este restructurat, se modifică implementarea acestuia; 3) cu motivație instabilă, absența rezultatului așteptat poate duce la schimbarea motivației în sine sau la dispariția acesteia.

Astfel, actele comportamentale complexe ale organismului sunt construite nu în funcție de tipul de iritație a receptorului - răspunsul efectorului, ci după principiul interacțiunilor inelului reflex, care reprezintă unul dintre principalele mecanisme ale activității sistemelor funcționale.

Putem da următorul exemplu de formare și activitate a unui sistem funcțional în organizarea comportamentului în viața de zi cu zi. Apropierea sărbătorii de 8 martie provoacă o nevoie socială pentru un adolescent de a-și felicita mama, în urma căreia apare o excitație motivațională dominantă. Fiul se gândește la ce cadou să-i facă mamei sale și își amintește că îi plac florile de gladiole, romanul lui M. Mitchell „Dumnezeul vântului”, poveștile lui V. Bykov și parfumurile franțuzești.

Aferentarea situațională arată că la începutul lunii martie nu se găsesc gladiole înflorite, iar parfumurile sunt scumpe, iar adolescentul nu are suficienți bani pentru ele. Accesibilitatea cărților face ca aceste informații aferente să declanșeze. Se ia o decizie - să cumpere una dintre cărțile care îi plac mamei, de preferință romanul „Din vânt”, pentru că. de mult îşi dorise să-l aibă. Studentul își amintește că a văzut recent cartea potrivită în două magazine.

Se întocmește un program de execuție - pentru a vizualiza și cumpăra un roman în cea mai apropiată librărie. Cu toate acestea, în magazine, adolescentul află că romanul necesar s-a epuizat deja. Aceste informații sunt feedback negativ. Intră în acceptorul rezultatelor acțiunii.

Întrucât rezultatul obținut (romanul nu a fost cumpărat) nu coincide cu cel programat, acceptorul rezultatelor acțiunii modifică programul de acțiune: mergi din nou pe piața de cărți și, dacă nu există un roman „Acum vântul”, atunci cumpără o carte de povești de V. Bykov. Pe piața cărților, un adolescent găsește povești de V. Bykov și le cumpără. Rezultat util realizat. Nevoia elevului este satisfăcută, motivația dispare și acest sistem funcțional încetează să mai existe.

CONCEPTUL DE ADAPTARE. DOCTRINA GENERALULUI

SINDROMUL DE ADAPTARE. STRES. ROLUL SISTEMULUI

HIPOTALAMUS - HIPOFIZĂ - GAZ SUPRRENAL ÎN ADAPTARE

În sensul biologic general, adaptarea este o combinație de caracteristici anatomice, morfologice, fiziologice, comportamentale și de altă natură congenitale și dobândite ale corpului, asigurând adaptarea acestuia la condițiile de mediu și creând posibilitatea unui anumit mod de viață. Adaptarea menține homeostazia și are loc ca urmare a proceselor care au loc la niveluri moleculare, celulare, de organe, de sistem și de organism.

C. Darwin a arătat că adaptările sunt fixe ca urmare a selecției naturale. Ca urmare a evoluției îndelungate și ontogenezei, organismele sunt adaptate la condițiile lor adecvate de viață. De exemplu, peștii sunt adaptați vieții în apă, păsările sunt adaptate zborului și așa mai departe. Adaptarea la fluctuația periodică a unor astfel de condiții adecvate are loc în principal cu ajutorul gata făcute mecanisme adaptative specifice. Distinge adaptări comuneȘi adaptări private(specializări). Organismele pot realiza o adaptare completă la unii factori de mediu și doar o adaptare parțială la alții.

În prima etapă de adaptare la fluctuațiile în condiții adecvate de mediu se activează activitatea reflexă condiționată a organismului, Ulterior, în ciuda expunerii repetate la stimuli, în procesul de adaptare, reacția de orientare se estompează și apare „dependența” de acțiunea stimulului. În acest caz, termenul „adaptare” este folosit într-un sens mai restrâns și înseamnă o scădere a sensibilității receptorilor, precum și adaptarea. departamentul central a analizorului corespunzător la un stimul adecvat care acționează constant. Adaptarea receptorilor diferă de oboseala lor prin faptul că apare rapid după debutul stimulării. Când acțiunea stimulului încetează, adaptarea dispare rapid și sensibilitatea receptorilor crește.

Cu modificări pronunțate mediu inconjurator există condiții inadecvate pentru viața organismului. Aceasta include acțiune mecanisme adaptative nespecifice.În 1936, omul de știință canadian G. Selye, în experimente pe animale, a stabilit că atunci când stimuli puternici și prelungi acționează asupra organismului, ia naștere un complex de reacții de protecție nespecifice. G. Selye a numit acest complex sindromul general de adaptare. Starea corpului în perioada de expunere la factori nocivi, a sunat el stres(din engleză stres - tensiune), și factorii care provoacă starea de stres - factori de stres.

Fiecare factor de stres provoacă modificări caracteristice în organism. Deci, de exemplu, virusul gripal duce la o anumită boală - gripa. Dar, împreună cu schimbările specifice din organism, fiecare factor de stres provoacă o serie de răspunsuri stereotipe, nespecifice, inerente tuturor tipurilor de stres. Acest complex de reacții care vizează mobilizarea apărării organismului, păstrarea vieții acestuia, este un sindrom general de adaptare. Este un mecanism de adaptare generală a organismului.

Ca urmare a sindromului general de adaptare,: 1) mobilizare resurse energetice organismul și furnizarea de energie a funcțiilor; 2) mobilizarea rezervei plastice a organismului și sinteza enzimelor și proteinelor necesare pentru a proteja organismul de stresor; 3) mobilizarea capacităţilor protectoare ale organismului.

Un aspect important al mecanismului de adaptare generală este că, ca urmare a sintezei adaptative a proteinelor, există o tranziție către adaptare pe termen lung , care se bazează pe schimbarea și îmbunătățirea structurilor celulare. Un exemplu de tranziție a reacțiilor adaptative pe termen scurt la adaptarea pe termen lung este antrenamentul fizic, care este însoțit de o creștere a capacităților funcționale ale corpului.

Dezvoltarea unui sindrom general de adaptare este imposibilă fără participare glanda pituitarăȘi cortexul suprarenal. Când sunt îndepărtați, acest sindrom nu se dezvoltă la animale și mor rapid sub influența unui factor de stres.

G. Selye a identificat trei etape în dezvoltarea sindromului general de adaptare: stadiul de anxietate, stadiul de rezistență (stabilitate), stadiul de epuizare.

Etapa de anxietate incepe din momentul in care organismul incepe sa actioneze asupra unui stimul puternic – un factor de stres. Cauzele de stres creșterea activității funcționale a hipotalamusului, care poate fi realizat căi diferite. In primul rand, mod reflex, deoarece mulți stimuli de stres, care acționează asupra exteroreceptorilor și interoreceptorilor, provoacă un flux de impulsuri de la aceștia către hipotalamus. În al doilea rând, majoritatea factorilor de stres provoacă excitare. departament simpatic sistemul nervos și secreție crescută de adrenalină medula suprarenală. Adrenalina, care acționează cu sângele din hipotalamus, își sporește semnificativ activitatea. În al treilea rând, poate fi cauzată și activarea hipotalamusului umoristic ca urmare a expunerii directe la produse metabolice și a defalcării țesuturilor, care poate apărea în sângele circulant sub influența unui factor de stres puternic. În al patrulea rând, o creștere a funcției hipotalamusului poate rezulta din expunerea la impulsuri din cortexul cerebral cu stres mental.

O creștere a activității funcționale a hipotalamusului duce la o creștere a producției de corticoliberină, care intră glanda pituitară anterioară iar acolo promovează formarea hormonului adrenocorticotrop ( ACTH). ACTH intră în fluxul sanguin în cortexul suprarenalși determină creșterea secreției glucocorticoizii. Glucocorticoizii au efecte antiinflamatorii și antialergice, activează sinteza multor enzime, cresc permeabilitatea membranelor celulare pentru apă și ioni și măresc excitabilitatea sistemului nervos central.

Glucocorticoizii au un efect puternic asupra metabolismului proteinelor, grăsimilor și carbohidraților. Ele contribuie la descompunerea proteinelor în aminoacizi, ceea ce crește cantitatea de material inițial „de construcție” pentru sinteza altor proteine ​​și enzime necesare în condiții de stres. În plus, sub acțiunea glucocorticoizilor din ficat, carbohidrații se formează din reziduuri de aminoacizi. Glucocorticoizii sporesc mobilizarea grăsimilor din depozitele de grăsime și utilizarea acesteia în procesele de metabolism energetic. Sub influența glucocorticoizilor, rezervele de glicogen în ficat și concentrația de glucoză în sânge crește.

Ca urmare a unui astfel de efect multifațet al glucocorticoizilor asupra metabolismului, aprovizionarea cu energie a funcțiilor fiziologice se îmbunătățește și crește rezistența organismului la factorii de stres.

A doua etapă este etapa de rezistență(rezistență), se caracterizează printr-o creștere a activității glandelor pituitare și suprarenale anterioare, creșterea secreției de ACTH și glucocorticoizi. Un conținut crescut de glucocorticoizi în sânge crește rezistența organismului la acțiunea unui factor de stres și starea generală a corpului se normalizează, adică. Corpul se adaptează la factorul de stres.

Cu toate acestea, fiecare dispozitiv are limitele sale. Cu repetarea prelungită sau prea frecventă a expunerii la un factor de stres puternic sau cu acțiunea simultană a mai multor factori de stres asupra organismului, stadiul de rezistență trece în a treia etapă – etapa epuizării. În această etapă, cortexul suprarenal nu este capabil să producă și mai mulți glucocorticoizi, pe care G. Selye i-a numit hormoni adaptativi. Prin urmare, apărarea organismului și rezistența acestuia nu mai pot rezista pe deplin acțiunii factorilor de stres. Starea corpului se înrăutățește, poate apărea boala și moartea acestuia.

Glucocorticoizii joacă, de asemenea, un rol important în adaptarea organismului la sarcinile musculare. Odată cu creșterea muncii fizice, activitatea cortexului suprarenal crește și crește conținutul de glucocorticoizi din sânge. Aceasta duce la mobilizarea resurselor energetice ale organismului și este capabil să îndeplinească această încărcătură fizică sau psihică pentru o perioadă lungă de timp fără a se autoafecta. Cu toate acestea, cu sarcini obositoare prelungite, după creșterea inițială, are loc o scădere a producției de glucocorticoizi. Aportul de energie al muncii devine insuficient și organismul își reduce intensitatea sau se oprește complet. În caz contrar, apare suprasolicitarea și epuizarea organismului, ceea ce poate provoca boli.

REGLAREA UMORALĂ A FUNCȚIILOR. FACTORI

REGLARE UMORALĂ. CONCEPT DESPRE HORMONI SI ELE

PROPRIETĂȚI. RELAȚIA CELUI NERVOS ȘI UMORAL

REGULAMENTE DE FUNCȚII

Există două mecanisme principale de reglare a funcțiilor - nervos și umoral, care sunt interconectate și formează o singură reglare neuroumorală.

Umoral (din latină umor lichid), sau mecanism chimic reglarea este filogenetic mai veche. Se efectuează în detrimentul substanțelor chimice care se află în fluidele care circulă în organism, adică. în sânge, limfă și fluid tisular. Factori reglare umorală funcțiile pot fi: I) substanțe active fiziologic – hormoni produs de glandele endocrine și de alte organe și celule ale corpului (de exemplu, hormonul adrenalină este produs de glanda endocrină - medula suprarenală, precum și celulele cromafine situate în ganglionii, peretele vaselor de sânge și al altor organe); 2) unele produse specifice metabolism celule, inclusiv mediatori (acetilcolină, norepinefrină etc.); 3) unele produse metabolice nespecifice celule (de exemplu, CO 2 are un efect stimulator asupra celulelor centrului respirator al medulei oblongate); 4) unele substante, venind cu mâncare, atunci când respiră, prin La oju(de exemplu, nicotina inhalată cu fumul de tutun reduce excitabilitatea celulelor nervoase și are un efect negativ asupra activității multor celule și țesuturi).

Cel mai important tip de reglare umorală a funcțiilor este reglare hormonală efectuat prin hormoni care sunt produse de glandele endocrine. În plus, substanțe asemănătoare hormonilor sunt secretate de alte organe și celule ale corpului care îndeplinesc, pe lângă endocrin, o altă funcție specializată (rinichi, placentă, celule ale membranei mucoase a tractului digestiv etc.). Aceste substanțe se numesc hormoni tisulari. Glandele endocrine (din greacă. endon- interior, crino- aloc) nu au canale excretoare și secretă hormoni în mediul intern al corpului, drept urmare au primit un al doilea nume - glande endocrine.

LA glandele endocrine oamenii și animalele superioare includ: glanda pituitară (lobii anterior, intermediar și posterior), glanda tiroida, glande paratiroide, glandele suprarenale (medulă și cortex), pancreas, glande sexuale (ovare și testicule), glanda pineală, glanda timus. Gonadele și pancreasul îndeplinesc, împreună cu funcțiile secretorii intrasecretorii și exocrine, adică. sunt glande cu secretie mixta. Deci, glandele sexuale produc nu numai hormoni sexuali, ci și celule sexuale - ouă și spermatozoizi, iar o parte din celulele pancreasului produce suc pancreatic, care este secretat prin canal în duoden, unde participă la digestie.

Glandele endocrine realizează reglarea umorală prin hormonii pe care îi produc. Termenul de hormon (din greacă. hormao- Am pus în mișcare, emoționez) a fost introdusă de V. Beilis și E. Starling. De structura chimica hormonii animalelor superioare și ai oamenilor pot fi împărțiți în trei grupuri principale: 1) proteine ​​si peptide; 2) derivați de aminoacizi; 3) steroizi. Biosinteza hormonilor este programată în aparatul genetic al celulelor endocrine specializate.

În funcție de acțiunea lor funcțională, hormonii se împart în efector, care afectează direct organul țintă și tropic, a cărei funcție principală este reglarea sintezei și eliberării hormonilor efectori. În plus, neurohormonii sunt produși de neuronii hipotalamici, dintre care unul este liberali stimulează secreția de hormoni ai glandei pituitare anterioare, în timp ce alții inhibă acest proces - statine.

Hormonii au un mare efect de reglare asupra diferitelor funcții ale corpului. Există trei funcții principale ale hormonilor: 1) reglarea metabolismului, în urma cărora se asigură adaptarea organismului la condiţiile de existenţă şi se menţine homeostazia; 2) asigurând dezvoltarea organismului, deoarece hormonii afectează reproducerea organismului, creșterea și diferențierea celulelor și țesuturilor; 3) corectarea proceselor fiziologiceîn organism, adică hormonii pot determina, întări sau slăbi activitatea unor organe pentru a desfășura reacții fiziologice, ceea ce asigură, de asemenea, adaptarea și homeostazia organismului.

Hormonii acționează asupra celulelor țintă prin efecte asupra activității enzimelor, pe permeabilitatea membranei celulareși pe aparatul genetic al celulei. Mecanismul de acțiune al hormonilor steroizi diferă de mecanismul de acțiune al hormonilor proteino-peptidici și aminoacizi. Hormonii grupelor proteine-peptide și aminoacizi nu pătrund în celulă, ci sunt atașați la suprafața acesteia de receptori specifici ai membranei celulare. Receptorul leagă enzima adenilat ciclazăși este inactiv. Hormonul, acționând asupra receptorului, activează adenilat ciclaza, care descompune ATP cu formarea de adenozin monofosfat ciclic (cAMP). Fiind inclus într-un lanț complex de reacții, cAMP determină activarea anumitor enzime, ceea ce determină efectul final al hormonului.

Hormonii steroizi sunt molecule relativ mici și pot pătrunde în membrana celulară. În citoplasmă, hormonul interacționează cu o substanță specifică care este un receptor pentru acesta. Complexul hormon-receptor este transportat la nucleul celulei, unde interacționează reversibil cu ADN-ul. Ca rezultat al acestei interacțiuni, sunt activate anumite gene, pe care se formează ARN-ul mesager. ARN-ul mesager intră în ribozom, unde este sintetizată enzima. Enzima rezultată catalizează anumite reactii biochimice care afectează funcțiile fiziologice ale celulelor, țesuturilor și organelor. Datorită faptului că hormonii steroizi nu activează enzimele gata preparate, ci provoacă sinteza de noi molecule, efectul hormonilor steroizi se manifestă mai lent, dar durează mai mult decât efectul hormonilor din grupele proteine-peptide și aminoacizi.

Hormonii au o serie de proprietăți caracteristice:

1. Activitate biologică ridicată. Aceasta înseamnă că hormonii la concentrații foarte scăzute pot provoca modificări semnificative ale funcțiilor fiziologice. Deci, 1 g de adrenalină este suficient pentru a crește munca inimilor izolate a 10 milioane de broaște, 1 g de insulină este suficient pentru a scădea nivelul zahărului la 125.000 de iepuri. Hormonii sunt transportați de sânge nu numai într-o formă liberă, ci și într-o formă legată cu proteinele plasmatice ale sângelui sau cu elementele formate ale acesteia. Prin urmare, activitatea hormonului în acest caz depinde nu numai de concentrația sa în sânge, ci și de viteza de scindare a proteinelor și a elementelor formate.

2. Specificitatea acțiunii. Fiecare hormon are propria sa structură chimică specifică. Prin urmare, în organism, hormonul, deși ajunge la toate organele și țesuturile cu fluxul sanguin, acționează doar asupra acelor celule, țesuturi și organe care au receptori specifici care pot interacționa cu hormonul. Astfel de celule, țesuturi și organe sunt numite celule țintă, țesuturi țintă, organe țintă.

3. Distanța de acțiune. Hormonii, cu excepția hormonilor tisulari, sunt transportați de sânge departe de locul lor de formare și au efect asupra organelor și țesuturilor îndepărtate.

4. Hormonii grupului steroizi și, într-o măsură mai mică, hormonii tiroidieni pătrund relativ ușor prin membranele celulare.

5. Hormonii sunt distruși relativ rapid în țesuturi și în special în ficat.

6. Hormonii grupelor de steroizi și aminoacizi nu au specificitate de specie și, prin urmare, este posibil să fie utilizați pentru tratamentul uman medicamente hormonale obtinute de la animale.

Intensitatea sintezei și secreției hormonului de către glandă este reglată în funcție de amploarea nevoii organismului de acest hormon. Imediat ce modificările cauzate de orice hormon ating valoarea optimă, formarea și eliberarea acestui hormon scade. Reglarea nivelului de secreție hormonală se realizează în mai multe moduri: 1) influență directă pe celulele glandei substanței, al cărei nivel este controlat de acest hormon (de exemplu, cu o creștere a concentrației de glucoză în sângele care curge prin pancreas, crește secreția de insulină, ceea ce reduce nivelul de glucoză); 2) hormonii produși de unele glande afectează secreția de hormoni de către alte glande (de exemplu, hormonul de stimulare a tiroidei al glandei pituitare stimulează secreția de hormoni glanda tiroida); 3) reglare nervoasă formarea hormonilor se realizează în principal prin hipotalamus prin modificarea nivelului de secreție de liberine și statine de către neuronii hipotalamici, care intră în glanda pituitară anterioară și afectează eliberarea de hormoni acolo; 4) producția de hormoni de către celulele medularei glandelor suprarenale și epifiza crește odată cu primirea directă a impulsurilor nervoase către acestea. Fibre nervoase, inervând alte glande endocrine, reglează în principal tonusul vaselor de sânge și alimentarea cu sânge a glandei, afectând astfel secreția de hormoni.

Diferiți hormoni produși de diferite glande pot interacționa între ei. Această interacțiune poate fi exprimată în sinergie actiuni, antagonism actiuni si in acţiune de permitere hormoni. Un exemplu de efect sinergic, sau unidirecțional, este acțiunea adrenalinei (hormon al medulei suprarenale) și glucagonului (hormon al pancreasului), care activează descompunerea glicogenului hepatic în glucoză și cresc nivelul de glucoză din sânge. Un exemplu de antagonism hormonal: adrenalina crește nivelul de glucoză din sânge, iar insulina (un hormon pancreatic) scade nivelul de glucoză.

Acțiunea permisivă a hormonilor se exprimă prin faptul că un hormon, care în sine nu afectează un anumit indicator fiziologic, creează o condiție pentru o acțiune mai bună a unui alt hormon. De exemplu, glucocorticoizii înșiși (hormonii cortexului suprarenal) nu afectează tonusul mușchilor vasculari, dar le măresc sensibilitatea la adrenalină.

Activitatea glandelor endocrine este controlată de sistemul nervos, care joacă un rol principal în reglarea neuroumorală a funcțiilor. Relația dintre reglarea nervoasă și cea umorală se manifestă în mod deosebit în mod clar în interacțiunea departamentului creierului - hipotalamus și liderul. glanda endocrina- pituitară. Una dintre funcțiile principale ale hipotalamusului este reglarea glandei pituitare. Există două sisteme de reglementare: 1) hipotalamo-adenohipofizar, format din niște nuclei din grupul mijlociu al hipotalamusului, asociat funcțional cu adenohipofiza; 2) hipotalamo-neurohipofizar, formată din niște nuclei ai grupului anterior al hipotalamusului, asociate cu hipofiza posterioară, i.e. neurohipofiza.

S-a constatat că secreția hormonilor de adenohipofiză este reglată de neurohormonii hipotalamici, care sunt, parcă, hormoni ai hormonilor. Neurohormonii sunt produși de celulele neurosecretoare care fac parte din grupul mijlociu de nuclei ai hipotalamusului. Neurohormonii sunt secretați în două tipuri: 1) liberali, sau factori de eliberare care sporesc secreția de hormoni de către adenohipofiză; 2) statine(inhibitori), care au un efect inhibitor asupra eliberării anumitor hormoni de către adenohipofiză. Neurohormonii formați în celulele neurosecretoare intră în sânge de-a lungul axonilor acestor celule și sunt transportați prin vasele de sânge de la hipotalamus la adenohipofiză, unde acționează asupra celulelor care secretă un anumit hormon. Secreția de liberine și statine în sine este reglementată pe principiul feedback-ului negativ.

Sistemul hipotalamo-neurohipofizar pleacă de la celulele neurosecretoare ale unor nuclee din grupul anterior de nuclee ale hipotalamusului. Aceste celule produc hormoni oxitocinaȘi vasopresină(hormon antidiuretic), care sunt transportați de-a lungul axonilor lungi până la neurohipofiză, unde intră în sânge.

Datorită conexiunilor hipotalamusului cu glanda pituitară, un singur reglarea neuroumorală a funcțiilor.

ORGANIZAREA STRUCTURALA A MUSCHILOR. STRUCTURA

FIBRA MUSCULARA. SARCOPLASMATIC

RETICUL. MIOPIBRILE. MECANISMUL MUSCULUI

ABREVIERI. PROTEINE CONTRACTIBILE. ENERGIE

CONTRACTIE MUSCULARA

Unitate structurală mușchi scheletic este o fibra musculara striata cu un diametru de 10 pana la 100 microni si o lungime de 2-3 cm.Fiecare fibra este o formatiune multinucleara care apare in ontogenie precoce din fuziunea celulelor mioblastice. În exterior, fibra este învelită - sarcolema. În interior se află citoplasma numită sarcoplasmă. Situat în sarcoplasmă reticulul sarcoplasmicși aparatul contractil al fibrei musculare miofibrile. Miofibrilele au forma unor filamente subțiri cu un diametru de aproximativ 1 μm, situate în sarcoplasmă de-a lungul fibrei. Într-una fibra musculara poate conține

Celulele limfoide ale corpului îndeplinesc funcția principală în dezvoltarea imunității - imunitatea, nu numai în raport cu microorganismele, ci și cu toate celulele străine genetic, de exemplu, în timpul transplantului de țesut. Celulele limfoide au capacitatea de a distinge „sine” de „străin” și de a elimina „străin” (elimină).

Strămoșul tuturor celulelor sistemului imunitar este hematopoieticul celulă stem. În viitor, se dezvoltă două tipuri de limfocite: T și B (dependente de timus și dependente de bursă). Aceste nume de celule sunt derivate din originea lor. Celulele T se dezvoltă în timus (gușă, sau timus) și sub influența substanțelor secretate de timus în țesutul limfoid periferic.

Denumirea limfocitelor B (dependente de bursă) provine de la cuvântul „bursă” – o pungă. În bursa lui Fabricius, păsările dezvoltă celule similare cu limfocitele B umane. Deși nu a fost găsit niciun organ analog cu Geanta lui Fabricius la oameni, numele este asociat cu această pungă.

În timpul dezvoltării limfocitelor B dintr-o celulă stem, acestea trec prin mai multe etape și sunt transformate în limfocite capabile să formeze celule plasmatice. Celulele plasmatice, la rândul lor, formează anticorpi și pe suprafața lor există trei clase de imunoglobuline: IgG, IgM și IgA.

Are loc răspunsul imun sub forma producerii de anticorpi specifici în felul următor; antigenul străin, care a pătruns în organism, este în primul rând fagocitat de macrofage. Macrofagele, procesând și concentrând antigenul pe suprafața lor, transmit informații despre acesta celulelor T, care încep să se dividă, să se „matureze” și să secrete un factor umoral care include limfocitele B în producția de anticorpi. Acestea din urmă, de asemenea, „mature”, se dezvoltă în celule plasmatice, care sintetizează anticorpi cu o anumită specificitate.

Deci, prin eforturile combinate ale macrofagelor, limfocitele T și B îndeplinesc funcțiile imune ale organismului - protecție împotriva tot ceea ce este străin genetic, inclusiv agenții patogeni ai bolilor infecțioase. Protecția cu anticorpi se realizează în așa fel încât imunoglobulinele sintetizate la un anumit antigen, conectându-se cu acesta (antigen), îl pregătesc, îl fac sensibil la distrugere, neutralizare prin diferite mecanisme naturale: fagocite, complement etc.

Teorii ale imunității. Importanța anticorpilor în dezvoltarea imunității este incontestabilă. Care este mecanismul formării lor? Această problemă a fost subiect de controverse și discuții de multă vreme.

Au fost create mai multe teorii ale formării anticorpilor, care pot fi împărțite în două grupe: selective (selecție - selecție) și instructive (instruiți-instruiți, direct).

Teoriile selective sugerează existența în organism a anticorpilor gata preparati pentru fiecare antigen sau celule capabile să sintetizeze acești anticorpi.

Astfel, Ehrlich (1898) a sugerat că celula are „receptori” (anticorpi) gata pregătiți care sunt conectați la antigen. După combinarea cu antigenul, anticorpii se formează în cantități și mai mari.

Aceeași părere a fost împărtășită și de creatorii altor teorii selective: N. Jerne (1955) și F. Wernet (1957). Ei au susținut că deja în corpul fătului și apoi în corpul adultului există celule capabile să interacționeze cu orice antigen, dar sub influența anumitor antigene, anumite celule produc anticorpii „necesari”.

Teoriile instructive [Gaurowitz F., Pauling L., Landsteiner K., 1937-1940] consideră antigenul ca o „matrice”, o ștampilă pe care se formează grupuri specifice de molecule de anticorpi.

Cu toate acestea, aceste teorii nu au explicat toate fenomenele imunității, iar în prezent cea mai acceptată este teoria selecției clonale a lui F. Burnet (1964). Conform acestei teorii, în perioada embrionară în corpul fătului există multe limfocite - celule progenitoare, care sunt distruse atunci când își întâlnesc propriile antigene. Prin urmare, într-un organism adult, nu mai există celule pentru producerea de anticorpi împotriva propriilor antigeni. Cu toate acestea, atunci când un organism adult întâlnește un antigen străin, are loc o selecție (selecție) a unei clone de celule active imunologic și acestea produc anticorpi specifici direcționați împotriva acestui antigen „străin”. Când se întâlnesc din nou acest antigen, celulele clonei „selectate” sunt deja mai mari și formează rapid o cantitate mai mare de anticorpi. Această teorie explică cel mai pe deplin fenomenele de bază ale imunității.

Mecanismul de interacțiune dintre antigen și anticorpi are diverse explicații. Deci, Ehrlich a comparat legătura lor cu reacția dintre un acid puternic și o bază puternică cu formarea unei noi substanțe, cum ar fi o sare.

Borde credea că antigenul și anticorpii se absorb reciproc ca vopseaua și hârtia de filtru sau iodul și amidonul. Cu toate acestea, aceste teorii nu au explicat principalul lucru - specificul reacțiilor imune.

Fig. 67 Reprezentarea schematică a interacțiunii anticorpilor și

antigen. e - conform schemei Mark; B - conform schemei, Pauling. Structura complexului: a - la rapoarte optime; b - cu un exces de antigen; c - cu un exces de anticorpi.

Mecanismul cel mai complet de conectare a unui antigen și a unui anticorp este explicat prin ipoteza lui Marrek (teoria „zăbrelei”) și Pauling (teoria „fermei”) (Fig. 33). Marrek consideră combinația de antigen și anticorpi sub formă de rețea, în care antigenul alternează cu anticorpul, formând conglomerate reticulate. Conform ipotezei lui Pauling (vezi Fig. 33), anticorpii au două valențe (doi determinanți specifici), iar un antigen are mai multe valențe - este polivalent. Când antigenul și anticorpii sunt combinați, se formează aglomerate care seamănă cu „ferme” de clădiri.

Cu raportul optim de antigen și anticorpi, se formează complexe mari puternice, vizibile cu un ochi simplu. Cu un exces de antigen, fiecare centru activ de anticorpi este umplut cu o moleculă de antigen, nu există suficienți anticorpi pentru a se combina cu alte molecule de antigen și se formează complexe mici, invizibile. Cu un exces de anticorpi, nu există suficient antigen pentru a forma o rețea, determinanții de anticorpi sunt absenți și nu există nicio manifestare vizibilă a reacției.

Pe baza teoriilor de mai sus, specificitatea reacției antigen-anticorp este astăzi reprezentată ca interacțiunea grupului determinant al antigenului și centre active anticorpi. Deoarece anticorpii se formează sub influența unui antigen, structura lor corespunde grupelor determinante ale antigenului. Grupul determinant al antigenului și fragmentele centrilor activi ai anticorpului au opus sarcini electriceși, atunci când sunt combinate, formează un complex, a cărui rezistență depinde de raportul dintre componente și mediul în care interacționează.

Doctrina imunității - imunologia - a obținut un mare succes în ultimele decenii. Dezvăluirea tiparelor procesului imunitar a făcut posibilă rezolvarea diferitelor probleme în multe domenii ale medicinei. Au fost dezvoltate și sunt îmbunătățite metode de prevenire a multor boli infecțioase; tratamentul bolilor infecțioase și al unui număr de alte boli (autoimune, imunodefinite); prevenirea morții fetale în situații de conflict Rh; transplant de țesuturi și organe; lupta impotriva neoplasme maligne; imunodiagnostic - utilizarea reacțiilor imunității în scopuri de diagnostic.

Reacțiile de imunitate sunt reacții între un antigen și un anticorp, sau între un antigen și limfocitele sensibilizate, care apar in vivo și pot fi reproduse în laborator.

Reacțiile imunității au intrat în practica diagnosticării bolilor infecțioase la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea. Datorită sensibilității lor ridicate (captează antigene în diluții foarte mari) și, cel mai important, specificității lor stricte (fac posibilă distingerea antigenelor care sunt similare ca compoziție), au găsit o largă aplicație în rezolvarea problemelor teoretice și practice ale medicinei și biologiei. Aceste reacții sunt utilizate de imunologi, microbiologi, specialiști în boli infecțioase, biochimiști, geneticieni, biologi moleculari, oncologi experimentali și medici de alte specialități.

Reacțiile antigen-anticorp se numesc serologice (din lat. ser - ser) sau umorale (din lat. umor - lichid), deoarece anticorpii (imunoglobulinele) implicați în acestea se găsesc întotdeauna în serul sanguin.

Reacțiile antigenului cu limfocitele sensibilizate se numesc celulare.

Fig.68 Interacțiunea antigenelor cu anticorpii

Fig.69 Schema răspunsului imun.

răspunsul imun este un proces al celulelor sistemului imunitar care este indus de un antigen și duce la formarea de anticorpi sau limfocite imunitare. În același timp, reacțiile specifice sunt întotdeauna însoțite de unele nespecifice: precum fagocitoza, activarea complementului, celulele NK etc.

În funcție de mecanismul de formare, se disting 2 tipuri de răspuns imun: umoral si celular.

Răspunsul imun umoral stă la baza imunității antitoxice, antibacteriene și antifungice. B-LF participă la dezvoltarea sa: se află în plasmocite sintetizând anticorpi; și celulele B de memorie.

Răspunsul imun celular Se formează în principal pe AG de viruși, celule tumorale și celule străine transplantate. Principalele sale celule efectoare sunt limfocitele T: CD8+-citotoxice T-LF și celulele T cu fenotipul CD4+ responsabil pentru hipersensibilitatea de tip întârziat - T DTH-LF, precum și celulele T de memorie.

Dezvoltarea unui anumit tip de răspuns imun dirijate de citokine T-helper. În funcție de citokinele secretate, T-helpers sunt împărțiți în T-helper de tipul 1, 2 și 3.

T-ajutoare1 th tip secreta IL - 2 , 7, 9, 12, 15, y-IFN și TNF-a. Aceste citokine sunt principalii inductori celular răspunsul imun și inflamația asociată.

T-ajutoare2 th tip secretă IL-2, 4 ,5 , 6,10 , 13, 14 etc., care se activează umoral răspunsul imun.

T-ajutoare3 th tip secretă factor de creștere transformator-β (TGF-β) - acesta este principalul supresor răspuns imun - numele lor este T-supresori (nu toți autorii recunosc existența unei populații separate de Tx-3).

Dr. factori de suprimare umorală - vezi reglementarea de către aceștia. raspuns.

Ajutoarele T de toate cele 3 tipuri sunt diferențiate de un limfocit T CD4+ naiv (Tx-0), a cărui maturare într-unul sau altul tip de T-helper (1, 2 sau 3) depinde de:

asupra naturii antigenului;

prezența anumitor citokine în mediul celulei.

Limfocitele primesc semnale de citokine de la APC, celule NK, mastocite etc. IL-12, 2,18, IFN-y, TNF-a/p; pentru formarea TX-2 este nevoie IL-4.

Mecanismul răspunsului imun

Pentru a implementa răspunsul imun, sunt necesare trei tipuri de celule - macrofage (sau celulă dendritică), limfocitul T și limfocitul B (sistem de cooperare cu trei celule).

Principal etapele răspunsului imun sunt:

1. Endocitoza antigenică, procesarea acesteia și prezentarea LF;

2. Recunoașterea antigenului de către limfocite;

3. Activarea limfocitelor;

4. Expansiunea sau proliferarea clonală a limfocitelor;

5. Maturarea celulelor efectoare și de memorie.

6. Distrugerea antigenului.

răspunsul imun umoral.

1 .Captarea, procesarea și etapa de prezentare a antigenului.

Celula prezentatoare de antigen (APC - macrofag, celula dendritica sau B-LF) fagociteaza AG si merge la ganglionii limfatici, pe parcurs antigenul este procesat (catalizat) in celula cu ajutorul enzimelor la peptide. Ca rezultat, un determinant antigenic este eliberat din AG (aceasta este o peptidă imunoactivă sau o parte informațională), care este încărcat pe molecula HLA-2 și afișat pe suprafața celulei pentru prezentare. În ganglionul limfatic, APC prezintă antigenul scindat la limfocit. Acest proces implică un limfocit CD4+ naiv, care contactează cu partea purtătoare a antigenului (și primește, de asemenea, un semnal de citokină - IL-4 de la APC, celule dendritice etc.) și se diferențiază într-un T-helper de tip 2.

2 .Etapa de recunoaştere.

In nucleu ideile contemporane Această etapă se bazează pe următoarele postulate:

Există receptori specifici de legare a AG pe membrana LF, iar expresia lor nu depinde de dacă organismul a întâlnit anterior acest AG sau nu.

Pe un limfocit există un receptor cu o singură specificitate (vezi mai sus).

Limfocitele cu receptori cu o anumită specificitate formează o clonă (adică sunt descendenți ai unei celule părinte).

Limfocitele pot recunoaște AG străin pe suprafața macrofagelor doar pe fondul propriului antigen HLA (așa-numita recunoaștere dublă) este necesară conectarea antigenului cu molecula HLA.

B-LF recunoaște antigenul (pe membrana APC pe fondul HLA-2) cu ajutorul Th-2 (virusuri extracelulare) sau fără acesta (AG bacterian).

În același timp, V-LF recunoaște partea informațională a antigenului folosind BCR (acestea sunt IgM și D de suprafață asociate cu molecule CD (19, 21, 79 sau 81).

T-helper purtător, cu ajutorul TCR asociat cu CD4, unii antigeni bacterieni T-independenți sunt recunoscuți de receptorul BCR fără ajutorul T-helpers).

3 .Etapa de activare.

Chiar și în timpul recunoașterii, V-lf primește semnale:

A) specific - informații despre AG din Th-2 (prin punte antigenică sau prin secreția părții solubile a AG)

b) semnale de activare nespecifice:

Prin IL-1 secretat de macrofage,

Prin intermediul citokinelor T-helper de tip 2 (de exemplu IL-2), a căror secreție este indusă și de macrofagul IL-1.

Transducția semnalului include răspunsuri celulare complexe: tirozin kinazele (asociate cu CD-79), fosfolipaza C-, protein kinaza C sunt activate, Ca intracelular este mobilizat și transcripția genei care codifică IL-2 este activată (această citokină este un factor cheie de creștere pentru LF în răspunsul imun). Schimbul de acid arahidonic se modifică, de asemenea, și transcrierea genelor pentru proteinele structurale care furnizează mitoze este activată.

4 .Stadiul proliferării clonale. După recunoașterea și activarea antigenului, limfocitele B încep să se înmulțească (prolifera). Acest proces are loc în ganglionii limfatici și este reglat de citokinele T-helper de tip 2: IL-2, 4, 5, 6, 10, 13, 14 etc.

5 .Etapa de diferenţiere. după proliferare, limfocitele B se maturizează și se transformă în celule plasmatice care migrează către măduva osoasă și mucoase, unde sintetizează anticorpi care intră în sânge (aceasta este IgM - deja în prima zi a manifestării clinice a infecției și IgG - în zilele 5-7; apariția precoce a IgG în serul sanguin) indică o memorie imună deja existentă în această infecție. O parte din B-LF activat nu se diferențiază în celule plasmatice, dar este păstrată ca fiind cu viață lungă Celulele B de memorie. Ele oferă un răspuns imun secundar mai rapid și mai eficient la contactul repetat cu antigenul. După sfârșitul răspunsului imun, se formează și celule plasmatice cu viață lungă care susțin sinteza IG fără stimulare antigenică1,5 ani. În această etapă - ganglioni limfatici, amigdale, splină.

6 .Stadiul distrugerii antigenului apare cu implicarea unor factori de protecție nespecifici.

Mecanisme de distrugere a antigenului:

Liza dependentă de complement a complexelor imune AG+AT;

Fagocitoza și scindarea CI solubile de către macrofage;

Citotoxicitate celulară dependentă de anticorpi (ADCC) - Abs opsonizează celulele țintă, iar apoi celulele ucigașe se atașează la fragmentul Fc al anticorpului și distrug celula țintă. Ucigașii pot fi celule NK, monocite/macrofage, granulocite.

Răspunsul imun celular implementate într-un mod similar. Reacțiile implică 2 tipuri de limfocite T - CTL sau T DTH -LF, care recunosc AG pe suprafața APC (celulă dendritică sau m/f) pe fundalul HLA-1. Th-1 este implicat în recunoaștere. Recunoașterea antigenului de către celulele T are loc cu ajutorul receptorului TCR, care, așa cum sa menționat deja, este asociat cu molecula CD8 (co-receptor) pe CTL și cu CD4 pe limfocitele T DTH.

T-helpers de tipul I secretă citokine - (IL-2, 7, 9, 12, 15, IF-, TNF), care stimulează reproducerea și maturarea T-LF (celule CTL sau T DTH) în ganglionii limfatici și splină în celule mature.

Clonele de CD8+-CTL cresc rapid, clonele de CD4+-T HRT-lf cresc lent.

Unele dintre celulele T se transformă în celule T cu memorie cu fenotipul (respectiv) CD4+ sau CD8+, morfologic, spre deosebire de B-LF, nu se modifică.

Etapa finală a răspunsului imun celular este distrugerea antigenului în mai multe moduri:

 citoliza celulele țintă de către limfocite cu ajutorul proteinelor - perforine, care formează pori în membrana celulara. Perforinele sunt conținute în granule de NK-cl și CTL, în prezența Ca 2+ formează un canal transmembranar pe membrana celulei țintă, sunt similare ca structură cu C9.

inducerea apoptozei(din granulele CTLgranzyme, acestea sunt serin-esteraze care pătrund în celulele țintă prin porii de „perforină”, activează genele care codifică E pentru fragmentarea ADN-ului sau dezintegrarea conținutului celular).

fagocitoză kl-k - ținte (cu participare la răspunsul imun al celulelor inflamatorii - T HRT și, în consecință, reacția HRT). Citokinele secretate T HRT -lf h / z (IF-γ și MIT) atrag m / f și neutrofilele în focar inflamație imunăși activează-le. Macrofagele și neutrofilele activate fagocitează celulele țintă.

Tipuri de răspuns imun. Răspunsul imun este reacția organismului la introducerea de macromolecule străine. O substanță care poate provoca un răspuns imun specific se numește antigen.

Imunogenitatea unui antigen, adică capacitatea de a declanșa un răspuns imun, depinde nu numai de caracterul străin, ci și de greutatea sa moleculară (moleculele care cântăresc mai puțin de 5000 de obicei nu sunt imunogene), de heterogenitatea structurală, de rezistența la degradarea de către enzime și de speciile animale.

În natură, există o mare varietate de antigene de animale, plante și origine microbiană. Ele pot fi clasificate după caracteristici diferite, inclusiv natura specificității (specie, grup, eterogen, specific de etapă în ontogenie etc.). Exemple de antigene includ, în special, antigene de histocompatibilitate implicate în recunoaşterea şi eliminarea celulelor corporale anormale sau a ţesuturilor transplantate; alergeni de origine animală și vegetală (polen, fulgi de piele, păr, pene etc.) care determină creșterea sensibilității organismului; antigenele grupelor sanguine sunt glucoproteine, care, deși nu provoacă formarea de anticorpi în organism, reacționează cu acestea in vitro.

Există două tipuri principale de răspunsuri imune ale organismului la antigen - umoral și celular. Răspunsul de tip umoral constă în producerea de anticorpi care circulă în sânge și se leagă în mod specific de molecule străine organismului. Un răspuns imun de tip celular implică formarea de celule specializate care reacționează cu un antigen prin legarea acestuia și distrugerea ulterioară. Imunitatea celulară este îndreptată în principal împotriva antigenelor celulare - bacterii, ciuperci patogene, celule și țesuturi străine (transplantate sau tumorale).

Două tipuri principale de răspunsuri imune sunt mediate de diferite clase de limfocite: limfocitele B sunt responsabile pentru imunitatea umorală, limfocitele T sunt responsabile pentru imunitatea celulară. La animalele cu timus îndepărtat la o vârstă fragedă, totuși, nu numai răspunsurile imune celulare sunt perturbate, dar și capacitatea de a produce anticorpi scade. Acest lucru se datorează faptului că unele celule T „cooperează” cu celulele B la formarea imunității umorale.

Mecanismul răspunsului imun. Înainte de stimularea cu un antigen („în repaus”), limfocitele T și B sunt puțin distinse din punct de vedere morfologic. Ele pot fi diferențiate fie prin detectarea imunoglobulinelor - receptori de pe suprafața limfocitelor B, fie prin determinarea receptorilor pentru eritrocitele de oaie pe suprafața limfocitelor T (reacția de formare a „rozetelor eritrocitare”).

Orez. Schema de participare a limfocitelor T și B în imunitatea celulară și umorală.

Sub influența antigenului are loc proliferarea și diferențierea atât a acestor celule, cât și a altor celule. Celule T activate sunt transformate în limfoblaste, care dau naștere la mai multe subpopulații de celule (Fig. 159). Printre acestea se numără limfocitele T active-„killers” (“killers”), limfocitele T-supresori care suprimă răspunsul imun, limfocitele T-ajutoare, integrând răspunsul imun prin cooperarea cu limfocitele B în producerea de anticorpi sau prin stimularea celulelor T-killer. Toate aceste celule T partenere au aceiași receptori de antigen și aceiași antigene ale complexului major de histocompatibilitate (MHC). Acestea din urmă sunt glicoproteine ​​membranare ale celulelor care asigură compatibilitatea lor imunologică.

Limfocitele T activate ale tuturor populațiilor secretă și factori solubili (limfokine), care reglează manifestarea imunității celulare (suprimarea, cooperarea, dobândirea de proprietăți specifice de către limfocitele T) și activează activitatea fagocitară a macrofagelor. Exemple de limfokine sunt glucoproteina interleukină, care stimulează creșterea și proliferarea limfocitelor T și proteina interferon, care suprimă reproducerea virusurilor și în același timp intensifică fagocitoza.

Toate manifestările caracteristicilor funcționale ale subpopulațiilor individuale de limfocite T pot fi observate in vitro, acționând asupra lor cu substanțe proteice speciale - lekgins, care au activitate mitogenă.

Limfocitele B activate de antigen devin apoi producători de anticorpi. La primul contact cu antigenul are loc activarea sau sensibilizarea lor inițială. Unele dintre celulele fiice se transformă în celule de memorie imunologică, altele se stabilesc în organele limfatice periferice. Aici se transformă în celule plasmatice cu un reticul endoplasmatic granular bine dezvoltat. Celulele plasmatice, cu participarea limfocitelor T-ajutoare, încep să producă anticorpi care sunt eliberați în plasma sanguină.

Celulele de memorie imunologică nu dau un răspuns imunologic primar, dar la contactul repetat cu același antigen, se transformă cu ușurință în celule secretoare de anticorpi. Schema experimentului care confirmă responsabilitatea limfocitelor pentru recunoașterea antigenelor străine este prezentată în figură. Iradierea animalelor cu raze gamma duce la moartea limfocitelor; nu există un răspuns imun la administrarea de antigen la astfel de animale. La un animal iradiat care a primit limfocite de la un donator normal din aceeași linie consangvină, reacția la antigen este restabilită. La un animal iradiat care a primit alte celule (non-limfocitare) de la un donator normal, răspunsul imunitar nu este restabilit.

După cum se știe, în cursul unui răspuns imun între un antigen străin și un anticorp (specific) care reacționează numai cu acesta, apare o legătură fizico-chimică, care contribuie la neutralizarea și scindarea antigenelor. Se pune întrebarea: cum poate organismul să formeze un anticorp specific pentru fiecare dintre sutele de mii de antigeni care provin din mediul extern. Recent, s-au făcut încercări de a explica răspunsul imun prin două teorii contradictorii: teoria instructivă și teoria selectivă.

eu. Teoria instrucțională: un antigen, după ce a dat o probă, determină formarea unui anticorp specific care reacționează numai cu acesta (această teorie în această formă poate fi considerată infirmată.)

II. Teoria electorală: ca urmare a studiilor genetice și a elucidării structurii chimice a imunoglobulinei, teoria selectivă poate fi considerată dovedită. Pe suprafața antigenelor există grupe determinante (lanțuri laterale); organismul are o capacitate moștenită, încorporată în ADN-ul nucleului celular, de a forma anticorpi specifici care reacționează cu antigenele. Dacă organismul întâlnește un antigen specific, stimularea are ca rezultat replicarea selectivă a limfocitelor cu proteină reactivă; o populație de limfocite capabilă să producă un astfel de anticorp specific se numește clonă.

Anticorpul rezultat, conform experienței, este doar parțial specific, deoarece speciile înrudite sau proteinele cu o funcție similară dau reacție încrucișatăși, în unele cazuri, chiar și antigenele la distanță sistemică pot da o reacție (de exemplu, antigenul Forsman). Acest lucru se datorează faptului că, în timpul imunizării, aproape întotdeauna sunt introduse în organism una sau mai multe molecule complexe de proteine, care au numeroase grupuri caracteristice(determinanți). În studiul proteinelor cristaline și sintetice, s-a constatat însă că o moleculă de imunoglobulină poate reacționa cu nu mai mult de doi determinanți.

În ceea ce privește determinantul antigenic, conform cercetărilor lui Lewin, ca urmare a reglării genetice, legea „totul sau nimic” se aplică răspunsului imun. Conform cercetărilor noastre, aceeași regulă se aplică alergenilor: un copil sensibil la lizin-vasopresina sintetică nu dă nicio reacție alergică la oxitocină, deși aceasta din urmă diferă de vasopresină doar într-un singur aminoacid ciclic, pe lângă lizină, care este eficientă din punct de vedere biologic.

Imunotoleranță. Această stare este opusul imunității: organismul pentru introducere antigen străin nu dă un răspuns imun, care, după cum urmează din cele de mai sus, poate apărea ca urmare a unei caracteristici genetice: în această persoană nu există nicio clonă limfocitară capabilă să formeze anticorpul corespunzător. Sub influența unei cantități foarte mari de antigen (saturator) sau repetat frecvent doza mica un antigen, un răspuns imun deja existent poate înceta și poate apărea toleranța la un anumit antigen, adică organismul își va pierde temporar sau permanent capacitatea de a sintetiza sau elibera substanțe imune în legătură cu acest antigen. Toleranța este la fel de specifică ca și un răspuns imun: se referă doar la un antigen specific.

Mecanismul toleranței dobândite:

1. Preponderența antigenelor blochează anticorpii localizați pe suprafața limfocitelor B și împiedică reproducerea clonelor celulare corespunzătoare. Inhibarea funcțiilor celulare de către agenții citotoxici contribuie la apariția toleranței.

2. Anticorpul, atunci când este administrat în concentrații mari, poate duce și la toleranță prin legarea de antigen înainte ca acesta să ajungă la limfocitele reactive specifice.

3. Conform celor mai multe dintre noile cercetări, stimularea celulelor T inhibitoare (supresoare) este foarte importantă în dezvoltarea toleranței.

Hibridizare. Conform ultimele cercetări, prin cultivarea în comun a două tipuri de limfocite capabile de răspunsuri imune diferite, celulele monoclonale (formând un tip de anticorp) pot fi obținute în cultura de țesut. Aceasta deschide o nouă posibilitate de protecție pasivă, iar în viitor va fi posibilă obținerea de anticorpi umani în cantități mari.

Structura chimică a moleculei de imunoglobuline este cunoscută din cercetările lui Edelman. S-a descoperit deja că molecula de imunoglobulină poate fi împărțită în două lanțuri H (grele - grele) și două lanțuri L (ușoare - ușoare) prin scindarea punților disulfură. Prin digestia cu papaină, molecula poate fi fragmentată într-un alt mod: apoi două părți, numite Fab și o parte, numită Fc, sunt scindate.

Fragment Fab. Formează locul de legare a unui antigen specific. Fragmentul conține întregul lanț L și o parte din lanțul H. Partea exterioară (aminoterminală) sau segmentul N al celor două lanțuri este regiunea variabilă - V -. Conține 111 aminoacizi, a căror legare specifică este determinată de schimbarea secvenței pentru anticorpi individuali, configurația stereo. Secvența de aminoacizi (secvența) celeilalte părți este independentă de capacitatea de a reacționa cu un antigen specific: acesta este segmentul C (constant). Acesta din urmă variază individual și astfel au fost descrise multe variante din punct de vedere al calității IgG.

Greutatea moleculară a lanțurilor L:20000. În ceea ce privește antigenicitatea, există două tipuri de lanțuri ușoare: kappa și lambda (dar există un singur tip într-o moleculă).

Fragment Fc. Face parte din lanțul H. Nu se leagă de antigen, dar în cazul unei reacții fizico-chimice între Fab și antigen, induce un lanț de reacții biologice.

Clasificarea imunoglobulinelor este posibilă pe baza diferitelor antigenicități ale lanțurilor H; în prezent se disting cinci tipuri de imunoglobuline. Lanțul L în fiecare caz poate fi dublu: kappa și lambda.