IMMUNA REAKTIONER

MODERNA BEGREPP OM MEKANISMER

IMMUNITET. SPECIFIK OCH ICKE-SPECIFIK

IMMUNITET. TYPER AV IMMUN. BROTT

IMMUNA REAKTIONER

En av grundarna av vetenskapen om mekanismerna för immun (skyddande) reaktioner i kroppen är den franske vetenskapsmannen Louis Pasteur, som utvecklade och använde vaccination som en metod för att bekämpa infektionssjukdomar. Den ryska vetenskapsmannen I.I. Mechnikov utvecklades cellteori immunitet, efter att ha etablerat mekanismen för cellulär immunitet, enligt vilken kroppens immunitet bestäms av leukocyternas fagocytiska aktivitet. Den tyske vetenskapsmannen Paul Ehrlich skapade humoristisk teori immunitet, som förklarade kroppens immunitet genom produktion av skyddande humorala ämnen i blodet - antikroppar. Enligt moderna begrepp immunitet kallas kroppens förmåga att svara med försvarsreaktioner på allt som är genetiskt främmande för den, d.v.s. på mikrober, virus, främmande celler och vävnader, på sina egna, men genetiskt modifierade celler, samt på vissa gifter och toxiner. Dessa skadliga medel har fått det vanliga namnet antigener. Som ett resultat av utvecklingen av immunitet förvärvar kroppen motstånd mot upprepad exponering för samma antigener, som snabbt neutraliseras.

Skydd mot antigener utförs genom ospecifika och specifika mekanismer, som i sin tur är uppdelade i humorala och cellulära.

Icke-specifika mekanismer används för att neutralisera även de antigener som kroppen inte tidigare har stött på alls. ospecifika humoral immunitet skapa skyddande proteiner lysozym, interferon, etc., ständigt närvarande i blodplasman. Ospecifik cellulär immunitet beror på den fagocytiska aktiviteten hos eosinofiler, basofiler, neutrofiler och monocyter, som upptäcktes av I.I. Mechnikov. Ospecifik humoral och ospecifik cellulär immunitet ärftlig immunitet.

I närvaro av ärftlig immunitet är kroppen inte mottaglig för infektion från födseln. Skilja på specifik ärftlig immunitet och individuell ärftlig immunitet. Människan är till exempel inneboende i arternas ärftliga immunitet mot mul- och klövsjuka. För varje 1,5 miljoner fall av mul- och klövsjuka hos husdjur finns det bara ett fall av mänsklig sjukdom. Hajar lider nästan inte av infektionssjukdomar, deras sår är inte föremål för suppuration.

Till skillnad från de ospecifika mekanismerna bakom ärftlig immunitet, specifika mekanismer förse förvärvad immunitet. Specifika mekanismer bygger på att man "kommer ihåg" antigenet vid första kontakten med organismen, "känner igen" det vid upprepad kontakt och snabb destruktion med hjälp av en speciell typ av T-lymfocyter (T-dödare) och speciellt syntetiserade antikroppar, främst immunoglobuliner.

Förvärvad immunitet är uppdelad i aktivt förvärvat bildas efter vaccination eller överföring denna sjukdom, Och passivt förvärvad y, som bildas som ett resultat av införandet av blodserumet från organismen som har genomgått denna sjukdom. För undervisning aktiv immunitet för att förebygga infektionssjukdomar, vaccinationer, dvs. vacciner administreras. Vaccin består av dödade eller levande men försvagade mikrober eller virus. Aktiv immunitet varar i månader, år och till och med årtionden. Skilja på aktivt förvärvat naturligtvis immunitet(efter sjukdom) och aktivt förvärvad immunitet(efter vaccinationer). Med båda typerna av aktiv immunitet i kroppen bildas antikroppar i blodet efter införandet av ett vaccin eller överföringen av en sjukdom. Med passiv immunitet finns färdiga antikroppar i blodserum som injiceras i kroppen.

Lymfocyter spelar huvudrollen i utvecklingen av kroppens skyddsreaktioner. Lymfocyter bildas av benmärgsstamceller. Lämnar benmärgen, en del av stamcellerna med blod kommer in i tymuskörteln eller bräss där de förökar sig och blir tymusberoende lymfocyter, eller T-lymfocyter. En annan del av stamcellerna passerar inte genom tymus, utan omvandlas till lymfocyter i andra organ. Hos fåglar är detta organ tygpåse (Bursa), så denna typ av lymfocyter kallas B-lymfocyter. Hos däggdjur och människor mognar B-lymfocyter i lymfkörtlar . B-lymfocyter lever i flera dagar och börjar sedan föröka sig och producerar identiska dotterceller.

T-lymfocyter ger cellulär immunitet. Olika typer av T-lymfocyter utför olika funktioner. Så, T-lymfocyter-mördarceller (mördarceller)) binder till främmande celler och dödar dem. Receptorproteiner är inbyggda i mördarmembranet, som är antikroppar, eventuellt fixerade immunglobuliner. Det är dessa receptorer som kontaktar lymfocyter med främmande antigener och neutraliserar dem. Denna process kräver medverkan av sk T-hjälpare (hjälparlymfocyter). T-hjälpare hjälper också B-lymfocyter att syntetisera antikroppar. Den tredje gruppen av T-lymfocyter är de så kallade immunminnes T-celler. Dessa celler, som lever i mer än 10 år, cirkulerar i blodet och efter den första kontakten med antigenet "minns" det i många år. Vid upprepad kontakt med samma antigen "känner" immunminnescellerna det och säkerställer dess snabba neutralisering. Den fjärde typen av T-lymfocyter - T-dämpare, kan undertrycka produktionen av antikroppar av B-lymfocyter och aktiviteten hos andra T-lymfocyter.

B-lymfocyter ger humoral immunitet. När ett antigen kommer in i kroppen förvandlas B-lymfocyter först till plasmablaster, som till följd av en rad på varandra följande indelningar ger plasmaceller. Cytoplasman hos plasmaceller är rik på ribosomer som aktivt producerar antikroppar, eller immunglobuliner. T-hjälpare är involverade i produktionen av antikroppar, men den exakta mekanismen för deras deltagande är ännu inte känd. Plasmaceller är strikt specifika för vissa antigener - varje cell syntetiserar bara en typ av antikropp.

Antikroppar, eller immunglobuliner, är komplexa proteiner- glykoproteiner. De binder specifikt till främmande ämnen - antigener. Enligt molekylens struktur är immunglobuliner monomera och polymera. Varje molekyl har konstanta (COOH-terminala) och variabla (föränderliga) (NH 2 -terminala) delar i sina kedjor. De variabla delarna bildas aktivt centrum(en hålighet med en speciell konfiguration, motsvarande antigenets storlek och struktur), som bestämmer antikroppens förmåga att specifikt binda till antigenet. Som ett resultat av denna bindning bildas ett starkt antigen-antikroppskomplex.

Sjukdomen AIDS (förvärvat immunbristsyndrom) som uppträdde under andra hälften av 1900-talet orsakas av HIV-retroviruset, som selektivt infekterar T-hjälparlymfocyter i kroppen, vilket resulterar i att immunsystemets specifika mekanismer upphör att fungera. Patienten blir praktiskt taget försvarslös mot alla mest ofarliga infektioner. Förutom T-hjälpare infekterar HIV monocyter, mikrofager och CNS-celler som har en T 4-receptor på sin yta, genom vilken viruset kommer in i cellen.

Immuniteten undertrycks också av joniserande strålning.

CELLENS IRRITABILITET OCH EXCITABILITET.

BIOELEKTRISKA FENOMEN I VILA OCH

CELLAKTIVITETER. BETYDELSEN AV BIOELEKTRISKA FENOMEN I PROCESSER FÖR INFORMATIONSÖVERFÖRING I

ORGANISM

Irritabilitet kallas förmågan hos levande celler, vävnader eller hela organismen att svara på yttre påverkan genom att förändra dess struktur, samt uppkomsten, förstärkningen eller försvagningen av dess aktivitet. Dessa yttre påverkan kallas irriterande ämnen, reaktioner på dem från celler, vävnader och hela organismen - biologiska reaktioner. Processen för exponering för en stimulans kallas irritation.

Till sin natur kan stimuli vara kemiska, elektriska, mekaniska, temperatur, strålning, ljus, biologiska etc. På sitt sätt biologisk betydelse för varje cell delas alla stimuli in i lämplig Och otillräcklig. Tillräckliga är de stimuli som, med en minimal styrka av irritation, orsakar excitation i en given typ av cell som har utvecklat en speciell förmåga att svara på dessa stimuli i evolutionsprocessen. Cellkänsligheten för adekvat stimuli är mycket hög. Alla andra stimuli kallas otillräckliga.

I en eller annan grad kan alla levande celler och vävnader reagera på irritation. Men nervös, muskulär och körtelvävnad, till skillnad från andra, kan utföra snabba reaktioner på irritationer. Dessa tyger kallas exciterande vävnader. Excitabla celler inkluderar även specialiserade receptorceller, såsom stavar och kottar i näthinnan.

Förmågan hos nerv-, muskel- och körtelceller och vävnader samt receptorceller att snabbt reagera på irritation med förändringar i deras fysiologiska egenskaper och uppkomsten upphetsning kallad excitabilitet. Excitation är en vågliknande process som visar sig i en specifik vävnadsrespons (muskulär - drar ihop sig, körtel - utsöndrar en hemlighet, nervös - genererar en elektrisk impuls) och ospecifik (förändring i t °, metabolism, etc.). Ett obligatoriskt tecken på upphetsning är förändring i elektrisk laddning cellmembran.

Den minsta styrkan av stimulansen som är nödvändig för uppkomsten av ett minimalt svar från cellen och vävnaden kallas irritationströskel. Det mäts i olika fysiska kvantiteter, som kännetecknar stimulansens storlek (i grader, kilogram, decibel, etc.). Den minsta stimulans som krävs för att excitera en cell och generera en aktionspotential kallas excitationströskel. Excitationströskeln mäts i millivolt.

Varje levande cell är täckt med ett semipermeabelt membran genom vilket passiv och aktiv selektiv överföring av positivt och negativt laddade joner utförs. På grund av denna överföring mellan den yttre och inre ytan av cellmembranet, finns det en elektrisk potentialskillnad - membranpotential. Det finns tre olika manifestationer av membranpotentialen - vilomembranpotentialen, den lokala potentialen och aktionspotentialen.

Om cellen inte påverkas yttre stimuli, då förblir membranpotentialen konstant under lång tid. Membranpotentialen hos en sådan vilande cell kallas vilomembranpotential. För den inre miljön i cellen är vilopotentialen alltid negativ och lika med -50 till -100 mV för nervös och tvärstrimmig muskelvävnad, från -20 till -30 mV för epitel- och glatt muskelvävnad.

Anledningen till uppkomsten av vilopotentialen är den olika koncentrationen av katjoner och anjoner utanför och inuti cellen och den selektiva permeabiliteten hos cellmembranet för dem. Cytoplasman av vilande nervös och muskelcell innehåller cirka 20-100 gånger fler kaliumkatjoner, 5-15 gånger mindre natriumkatjoner och 20-100 gånger mindre kloridanjoner än den extracellulära vätskan.

Cellmembranet innehåller specifikt natrium, kalium, klorid och kalcium kanaler, som selektivt hoppar över, respektive, endast Na+, K+, C1- och Ca2+. Dessa kanaler är gated och kan vara öppna eller stängda. I vila är nästan alla natriumkanaler i cellmembranet stängda, och de flesta kaliumkanaler är öppna. Närhelst kaliumjoner möter en öppen kanal, diffunderar de över membranet. Eftersom koncentrationen av K+-joner inuti cellen är mycket högre lämnar mycket fler av dem cellen än de kommer in, vilket ökar den positiva laddningen. yttre ytan membran. Detta utflöde av K+-joner skulle snart utjämna det osmotiska trycket (eller koncentrationen) av den jonen, men detta förhindras av den elektriska repulsiva kraften hos de positiva K+-jonerna från den positivt laddade yttre ytan av membranet. K+-jonerna kommer att lämna cellen tills den elektriska repulsionskraften blir lika med kraften osmotiskt tryck K+. Vid denna nivå av membranpotential kommer K+-jonernas utträde och inträde genom cellmembranet att balanseras.

Eftersom nästan alla natriumkanaler i membranet är stängda i vila, kommer Na+-joner in i cellen liten mängd och kan därför inte kompensera för förlusten av den positiva laddningen i cellens inre miljö, orsakad av frisättningen av K+-joner. Ett överskott av Na+-joner på membranets yttre yta, tillsammans med K+-joner som lämnar cellen, skapar en positiv potential utanför den vilande cellens membran.

Membran i vila nervceller permeabiliteten är något sämre, och muskelcellpermeabiliteten är något bättre för Cl - anjoner än för K + katjoner. Anjoner Cl - , som är mer utanför cellen, diffunderar in i cellen och har en negativ laddning med sig. Utjämningen av koncentrationerna av Cl-joner förhindras av den elektriska repulsionskraften från liknande laddningar.

Cellmembranet är praktiskt taget ogenomträngligt för stora organiska anjoner, i synnerhet proteinmolekyler, anjoner av organiska syror. Därför förblir de inne i cellen och ger tillsammans med Cl-jonerna som kommer in i cellen en negativ potential på den inre ytan av membranet i den vilande cellen.

När olika stimuli verkar på cellen, vars styrka är ungefär 1,5-2 gånger mindre än tröskeln för irritation, börjar vilomembranpotentialen att minska, d.v.s. pågår membrandepolarisering celler. Med en ökning av styrkan på stimuleringen ökar depolariseringen av membranet. Men om styrkan av irritation inte har nått tröskeln, leder upphörande av irritation till snabb återhämtning vilande potential. I muskel- och nervvävnader med subtröskelstimulering är minskningen av membranpotentialen begränsad till ett litet område på platsen för irritation och kallas lokal kapacitet eller lokal respons.

När tröskelkraften för stimulering uppnås sker en snabb kortvarig förändring av cellmembranladdningens storlek och polaritet, vilket kallas agerande potential(Termen "våg av excitation" används också, för nervceller - "nerveimpuls"). Aktionspotentialer uppstår alltid när membranet i nerven och de tvärstrimmiga muskelcellerna depolariseras till cirka -50 mV.

Anledningen till uppkomsten av en lokal potential, och sedan en aktionspotential, är öppningen av natriumkanaler och inträdet av Na+-joner i cellen. Med en ökning av styrkan av irritation till tröskeln fortsätter denna process långsamt och en lokal potential uppstår. När den kritiska nivån av membrandepolarisering nåtts (ungefär -50 mV), ökar permeabiliteten för membranets natriumkanaler som en lavin. Na+-joner kommer in i cellen, vilket inte bara leder till snabb neutralisering av den negativa laddningen vid membranets inre yta, utan också till uppkomsten av en positiv laddning (potentiell inversion).

Så snart antalet Na+-joner utanför och inuti cellen är lika, stannar den riktade strömmen in i Na+-cellen och inversionen slutar vid ett värde på ungefär +30 till +40 mV (Figur 1).

Bild 1 - Utvecklingen av en aktionspotential i en neuron som svar på stimulering:

1 – vilopotentialnivå; 2 - lokal potential; KUD - kritisk nivå av membrandepolarisering; 3 - toppen av aktionspotentialen; 4 – inversionsvärde (överskridande); 5 - repolarisering; 6 - spår depolariseringspotential; 7 - spår hyperpolariseringspotential.

Vid denna tidpunkt ökar membranets permeabilitet för K+-joner kraftigt, vilket lämnar cellen i stora mängder. Som ett resultat skapas återigen en negativ laddning vid den inre ytan av membranet, och en positiv laddning skapas på den yttre ytan, dvs. pågår membranrepolarisering. Snabba förändringar i storleken och polariteten hos membranladdningen kallas aktionspotentialtoppen. Efter toppen av aktionspotentialen observeras spårpotentialer för depolarisering och hyperpolarisering, på grund av trögheten i processerna för rörelse av Na+- och K+-joner genom cellmembranet. Varaktigheten av aktionspotentialen är cirka 1 ms i nerver, 10 ms i skelettmuskulaturen och mer än 200 ms i hjärtmuskeln.

Att upprätthålla skillnaden i koncentrationerna av Na + och K + joner mellan cellcytoplasman och extracellulär vätska i vila och återställa denna skillnad efter cellirritation säkerställs genom arbetet med den s.k. natrium-kalium membranpump. Natrium-kaliumpumpen utför aktiv överföring av joner mot deras koncentrationsgradienter, och pumpar kontinuerligt Na + ut ur cellen i utbyte mot K +. Pumpen drivs av ATP energi. För att pumpen ska fungera är det nödvändigt att ha Na+-joner i cellen och K+-joner i den extracellulära vätskan.

Utbredningen av en aktionspotential genom vävnad, i synnerhet en nervimpuls genom nerver, är det snabbaste och mest exakta sättet att överföra information i kroppen. Hastigheten för överföring av en nervimpuls i snabbledande fibrer i motoriska nerver (typ A α ) når 120 m/s. Andra sätt att överföra information är mycket långsammare: humoral överstiger inte 0,5 m/s (blodflödeshastighet i aorta), axontransport av ämnen från neuronkroppen till axonändarna överstiger inte 40 cm per dag.

Överföringen av information i kroppen genom att leda aktionspotentialer sker längs nervfiberns membran. När en irritation av tillräcklig styrka appliceras på nervfibern uppstår en excitationszon vid irritationspunkten (Figur 2). Denna zon har en positiv laddning på den inre ytan av membranet och en negativ laddning på den yttre. Närliggande oexciterade sektioner av nervfibermembranet har ett omvänt laddningsförhållande. Mellan de exciterade och oexciterade sektionerna av membranet uppstår elektriska strömmar. De fick namnet lokala strömningar.

Dessa strömmar irriterar närliggande oexciterade delar av membranet. Som ett resultat förändras jonkanalernas permeabilitet i dem, depolarisering utvecklas och en aktionspotential uppstår. Dessa områden blir upphetsade. Processen upprepas och på så sätt fortplantar sig nervimpulsen längs nerven i båda riktningarna från den initiala irritationsplatsen. Detta är mekanismen för ledning av excitation längs en icke-köttig nervfiber, där den utförs med låg hastighet, gradvis försvagas.

I de pulpya nervfibrerna uppstår aktionspotentialer endast vid Ranviers noder, där det inte finns någon myelinskida, som är en elektrisk isolator. Som ett resultat överförs excitation i den pulpya nervfibern i hopp, från en avlyssning av Ranvier till en annan. Överföringshastigheten för excitation i den är högre än i en icke-köttig fiber, och den överförs praktiskt taget utan dämpning.

ANALYSATORERS BETYDELSE FÖR UPPFINNINGEN AV FENOMEN I DEN YTTRE OCH INRE MILJÖN. KONCEPTET RECEPTORER,

SENSORER, ANALYSATORER OCH SENSORER

SYSTEM. AVDELNINGAR FÖR ANALYSER. ALLMÄNNA EGENSKAPER HOS ANALYSATORER

Den mänskliga och djuriska organismen kan fungera normalt endast med konstant mottagande av information om tillstånd och förändringar yttre miljön där den är belägen, liksom tillståndet i den inre miljön, alla delar av kroppen. Utan information som kommer in i hjärnan kan enkla och komplexa reflexer inte utföras upp till en persons mentala aktivitet.

Komplexa handlingar av mänskligt beteende i den yttre miljön kräver konstant analys av den yttre situationen, såväl som medvetenhet om nervcentra om tillståndet inre organ. Särskilda strukturer i nervsystemet som säkerställer införandet av information i hjärnan och analysen av denna information, I.II. heter Pavlov analysatorer.

Med hjälp av analysatorer genomförs kunskap om omvärlden. När receptorer stimuleras i hjärnbarken, Känna, som speglar enskilda fastigheter föremål och fenomen. På grundval av förnimmelser bildas koncept och idéer, som återspeglar sambanden och beroenden mellan dessa objekt och fenomen, slutsatser och slutsatser dras, adekvat beteende i den yttre miljön och praktisk mänsklig aktivitet utförs.

Analysatorer kl normal funktion inom känsligheten hos deras receptorer ger de en korrekt uppfattning om den yttre miljön, vilket bekräftas av praktiken. Detta gör det möjligt för en person att lära sig om världen omkring honom, att uppnå framsteg inom områdena kunskap, vetenskap och teknik.

Information som kommer från olika receptorer till centrala nervsystemet är nödvändig för att upprätthålla det aktiva tillståndet i centrala nervsystemet och hela organismen som helhet. Konstgjord avstängning av de flesta sinnesorganen i speciella experiment på djur ledde till en kraftig minskning av tonus i cortex och ett sömnigt tillstånd hos djuret. Det gick att väcka honom endast genom att påverka de sinnesorgan som inte var avstängda. Särskilda experiment på människor placerade i kammare som utesluter flödet av visuella, auditiva och andra stimuli har visat att en kraftig minskning av flödet av sensorisk information negativt påverkar förmågan att koncentrera sig, tänka logiskt och utföra mentala uppgifter. I vissa fall uppträdde visuella och auditiva hallucinationer.

Informationen som överförs till CNS från receptorerna i den interoceptiva analysatorn som finns i de inre organen fungerar som grunden för processerna självreglering. Så, till exempel, om blodtrycket förändras, sker excitation i baroreceptorerna i blodkärlens väggar. Det överförs till det vasomotoriska centrumet av medulla oblongata, impulser från vilka orsakar vasodilatation och återställande av blodtrycket till normala värden.

Förutom den primära insamlingen av information om miljön och kroppens inre tillstånd är en viktig funktion hos analysatorerna att informera nervcentra om resultatet av reflexaktivitet, d.v.s. genomförande respons. Till exempel för det exakta utförandet av svaret motorisk reaktion Som svar på varje stimulering bör CNS ta emot information från motor- och vestibulära analysatorer om styrkan och varaktigheten av muskelsammandragningar, hastigheten och noggrannheten av kroppsrörelser, kroppens position i rymden, förändringar i rörelsehastigheten, etc. . Utan denna information är det omöjligt att bilda och förbättra motoriska färdigheter, inklusive arbete och sport.

Uppfattningen av all information om den yttre och inre miljön börjar med irritation av receptorerna. Receptor– Det här är en nervända eller en specialiserad cell som kan uppfatta irritation och omvandla irritationsenergin till en nervimpuls. Receptorer är indelade i exteroreceptorer, uppfatta stimuli från den yttre miljön, och interoreceptorer, signalerar tillståndet hos inre organ. En mängd olika interoreceptorer är proprioreceptorer informera om tillståndet och aktiviteten i rörelseapparaten. Beroende på arten av de stimuli som receptorn har selektiv känslighet för, delas receptorer in i flera grupper: mekanoreceptorer, termoreceptorer, fotoreceptorer, kemoreceptorer, smärtreceptorer och så vidare.

Omvandlingen av stimulans energi till excitationsprocessen, eller en nervimpuls, sker på grund av metabolismen av själva receptorerna. Stimulansen, som verkar på receptorn, orsakar depolarisering av dess membran och utseende receptor eller generatorpotential, som i sina egenskaper liknar den lokala potentialen. När receptorpotentialen når det kritiska potentialvärdet, orsakar det uppkomsten av en afferent impuls i nervfibern som kommer från receptorn.

Ett vidare begrepp än en receptor är begreppet känselorgan, vilket förstås som en formation som inkluderar receptorer, såväl som andra celler och vävnader som bidrar till bättre uppfattning receptorer för en specifik stimulans. Till exempel är synreceptorer (fotoreceptorer) näthinnans stavar och koner. Tillsammans med brytningssystemet utgör membran, muskler, ögonglobens blodkärl, fotoreceptorer sinnesorgan - öga.

För uppkomsten av känsel räcker det dock inte med ett sinnesorgan. Det är nödvändigt att excitation från sinnesorganet överförs längs afferenta vägar till det centrala nervsystemet till motsvarande projektionszoner i hjärnbarken. Detta fastställdes av den ryska forskaren I.P. Pavlov, som introducerade konceptet i fysiologi analysator, som förenar alla anatomiska formationer, som ett resultat av vilket en känsla uppstår. Analysatorn består av perifera avdelningen(motsvarande sinnesorgan), konduktörsavdelningen(afferenta vägar) och kortikal, eller centrala avdelningen(ett visst område i hjärnbarken). Till exempel kringutrustning visuell analysator representeras av ögat, den ledande sektionen är synnerven, den kortikala sektionen är den visuella zonen i hjärnbarken.

Det bör noteras att begreppet sinnesorgan för närvarande ofta har samma koncept som analysatorn.

Ytterligare studier av mekanismerna för uppfattning och analys av information, såväl som kroppens reaktion på den, ledde till uppkomsten av ett mer allmänt koncept än analysatorn. sensoriska system. Det sensoriska systemet innefattar inte bara ett komplext flernivåsystem för att överföra information från receptorer till hjärnbarken och analysera den, vilket I.P. Pavlov kallade analysatorn, men inkluderar också processerna för syntes av olika information i cortex och den reglerande påverkan av cortex till de underliggande nervcentra och receptorer. Sensorsystem har en komplex struktur. Excitation från receptorer leds till hjärnbarken genom den sk specifik Och ospecifika sätt.

Specifik pu t inkluderar: 1) receptor; 2) den första sensoriska neuronen, alltid belägen utanför det centrala nervsystemet i spinalganglierna eller i kranialnervernas ganglier; 3) den andra neuronen, belägen i ryggraden eller förlängd medulla eller mellanhjärnan; 4) den tredje neuronen, belägen i synknölarna diencephalon; 5) den fjärde neuronen, belägen i projektionsområde denna analysator i hjärnbarken.

Från de andra neuronerna i en specifik väg, dvs. i ryggmärgen, medulla oblongata och mellanhjärnan det sker också en överföring av sensorisk excitation på väg till andra avdelningar hjärnan, inklusive retikulär bildning. Från den retikulära formationen kan excitation riktas längs den så kallade ospecifika vägar till alla delar av hjärnbarken.

Analysatorer har följande allmänna egenskaper. jag) Hög känslighet för adekvat stimuli. Till exempel i klartext mörk natt det mänskliga ögat kan urskilja ljuset från ett ljus på ett avstånd av upp till 20 km. 2) Analysatoranpassning, dvs. förmågan att anpassa sig till en konstant intensitet av en långtidsverkande stimulans. Under inverkan av en stark stimulans minskar analysatorns excitabilitet och irritationströskelvärdena ökar; under inverkan av en svag stimulans ökar analysatorns excitabilitet och irritationströsklarna minskar. Alla analysatorer har inte samma anpassningsförmåga. Lukt-, temperatur-, taktila analysatorer anpassar sig bra, vestibulära, motoriska och smärtanalysatorer anpassar sig väldigt lite.

Hastighet och anpassningsgrad för olika analysatorer till olika stimuli är också olika. Till exempel utvecklas mörkeranpassning under övergången från starkt ljus till mörker inom en timme, och ljusanpassning under övergången från mörker till ljus sker inom en minut. Den fysiologiska betydelsen av anpassning är att fastställa det optimala antalet signaler som kommer in i CNS och begränsa flödet av impulser som inte bär ny information.

3) Bestrålning och induktion i analysatorneuroner. Bestrålning är spridningen av excitation till andra neuroner i den kortikala delen av samma analysator. Det kan observeras när man överväger rutor av samma storlek på annan bakgrund. Således verkar en vit fyrkant på en svart bakgrund vara större än en svart fyrkant av samma storlek på en vit bakgrund.

Induktion Det händer samtidig Och sekventiell.Samtidig induktionär en process motsatsen till bestrålning. Dess väsen är att, samtidigt med utvecklingen av excitation i vissa neuroner i analysatorn, induceras inhibering i angränsande neuroner. Sekventiell induktion består i det faktum att efter upphörande av excitation utvecklas inhiberingsprocessen i analysatorns nervcentra, och efter upphörande av inhibering utvecklas excitationsprocessen. Processerna med samtidig och successiv induktion ligger till grund för kontrastfenomenen. Till exempel verkar surt efter sött ännu surare; varmt vatten verkar varmt efter kallt vatten osv.

4) Spåra processer i analysatorer. Efter att stimuleringen av receptorerna upphört fortsätter de fysiologiska processerna i analysatorn under en tid i form av positiv Och negativa spår. Positiva spårprocesser är så att säga en kortsiktig fortsättning på de processer som ägde rum i analysatorerna under inverkan av en stimulans. De där. känsla (visuell, hörsel, smak etc.) fortsätter en tid efter att stimulansen har upphört att verka på receptorerna. På grund av de positiva spårningsfenomenen är en kontinuerlig uppfattning av separata bildrutor i en film möjlig.

5) Interaktion mellan analysatorer. Alla analysatorer fungerar inte isolerat, utan i interaktion med varandra. Deras interaktion kan förstärka eller vice versa försvaga känslor. Till exempel uppfattas ljudstimuli lättare när de kombineras med lätta, som lätt musik bygger på.

SYSTEMKONTROLLPRINCIP

FYSIOLOGISKA FUNKTIONER SOM GRUNDEN FÖR KOMPLEX

BETEENDE. KONCEPTET ETT FUNKTIONELLT SYSTEM

BEHAVIORAL ACT (P.K. ANOKHIN). KOMPONENTELEMENT I ETT FUNKTIONELLT SYSTEM

En organism är en självexisterande enhet i den organiska världen. Det är ett självreglerande system som som helhet reagerar på olika förändringar i den yttre miljön. I kroppen är särskilda fysiologiska processer föremål för funktionslagarna för ett komplext integrerat system.

Till exempel orsakar en förändring i metabolismen och funktionerna hos alla celler, vävnader, organ och organsystem förändringar i metabolismen av andra celler, vävnader, organ och organsystem. Därför är hanteringen av vitala processer i kroppen baserad på principen om systemisk hierarki, d.v.s. elementära processer är underordnade mer komplexa.

Den ledande rollen i de fysiologiska mekanismerna för komplexa beteendehandlingar tillhör nervsystem. Det centrala nervsystemet reglerar och koordinerar fysiologiska funktioner, bestämmer deras rytm och allmänna riktning. I sin tur påverkar särskilda former av fysiologiska funktioner, på grund av återkoppling, den högre kontrollapparaten. Denna form av kontroll och ömsesidig påverkan av fysiologiska funktioner ligger till grund för systemisk kontroll i hela organismen.

PC. Anokhin var den första som uppmärksammade det faktum att system i en levande organism inte bara anatomiskt förbinder de individuella elementen som ingår i dem, utan också kombinerar dem för att implementera individuella vitala funktioner. viktiga funktioner organism. Genomförandet av någon mental eller fysiologisk process är förknippad med bildandet av funktionella system i kroppen som säkerställer uppnåendet av de önskade resultaten och bestämmer målmedvetet beteende.

Under funktionellt system P.K. Anokhin förstod den tillfälliga självreglerande föreningen av receptorer, olika hjärnstrukturer och verkställande organ, interagerar tillsammans för att uppnå adaptiva resultat som är användbara för kroppen.

Till skillnad från traditionella anatomiska och fysiologiska system, som består av en viss konstant uppsättning organ, kombinerar funktionella system selektivt olika organ i olika kombinationer från olika anatomiska system för att uppnå adaptiva resultat som är användbara för kroppen. Samma organ som ingår i olika funktionssystem kan utföra olika funktioner.

Det funktionella systemet för en holistisk beteendehandling (Figur 3) inkluderar följande mekanismer: I) afferent syntes; 2) beslutsfattande; 3) en accepterande av resultaten av en åtgärd och ett efferent handlingsprogram; 4) utföra en handling; 5) inhämta resultaten av åtgärden och jämföra dem på grundval av bakåtstörningar med åtgärdsprogrammet.

Skede afferent syntes består av motiverande excitation, situationell afferentation, användning av minnesapparaten, start av afferentation.

Det funktionella systemets arbete syftar till att få ett användbart adaptivt resultat för att möta det biologiska eller sociala behov som uppstått. Efter att ha orsakat aktivitet i vissa hjärnstrukturer leder behovet till uppkomsten av motivation. Mycket mångsidig information kommer hela tiden in i kroppen och flera motiv kan existera samtidigt. I varje ögonblick i tiden blir motivationen, som utgår från det viktigaste behovet, dominerande. dominerande motiverande upphetsning bestämmer alla efterföljande stadier av hjärnaktivitet i bildandet av beteendeprogram.

För korrekt programmering av ytterligare beteende måste kroppen bedöma miljön och dess position i den. Detta uppnås tack vare situationell afferentation, dvs. mottagande från receptorerna av flödet av impulser som bär information om de förhållanden under vilka det är tänkt att utföra en beteendehandling som syftar till att tillfredsställa det behov som uppstått.

En obligatorisk komponent som upprepade gånger används i ett funktionellt system är den neurofysiologiska apparaten. minne. Tack vare minnet jämförs situationell afferentation med de förhållanden i det förflutna under vilka den aktivitet som organismen ska utföra var framgångsrik.

Afferent

Figur 3 - Ett förenklat diagram över en beteendehandling med huvudmekanismerna för ett funktionellt system:

OA - situationell afferentation; PA - start afferentation; MB, motiverande upphetsning; OS - feedback.

Om miljön och organismens tillstånd är gynnsamma för den föreslagna beteendehandlingen, blir informationen som kommer från receptorerna en trigger ( starta afferentation) för att besluta om genomförandet av åtgärder för att möta behovet.

Baserat på afferent syntes, beslutsfattande. Genom att hämta information från minnet om sin egen eller någon annans erfarenhet av att tillfredsställa ett behov i en liknande miljö, väljer hjärnan ett av många sätt att nå målet. I detta fall exciteras nervcentra selektivt, vilket säkerställer genomförandet av det valda beteendesvaret. Aktivitet nervstrukturer, som stör implementeringen av denna reaktion, hämmas.

Efter beslutet bildas en speciell apparat för att förutsäga framtida resultat - åtgärdsresultat accepterare och produceras samtidigt efferent handlingsprogram. En handlingsutfallsacceptor är en neural modell av det avsedda resultatet som en handling ska leda till. Förutsägelsen av framtida resultat uppstår på grund av den sekventiella exciteringen av de kortikala-subkortikala strukturerna i hjärnan, som ligger före verkliga händelser och inträffar redan innan mottagandet av afferenta signaler från arbetsorganet (feedback) om utförandet av åtgärden. Information om sekvensen av excitation av nervcentra lagras troligen i långtidsminnet.

Efferent handlingsprogram representerar en viss sekvens av en uppsättning nervkommandon som anländer till de verkställande organen - effektorer. I varje specifikt fall kan dessa vara olika kombinationer av organ från olika anatomiska system i kroppen. Men de förenas av nervösa och endokrina influenser och fungerar under en tid ömsesidigt och gemensamt för att uppnå ett användbart adaptivt resultat. Ofta kan olika funktionella system använda samma organ för att uppnå olika adaptiva resultat. Till exempel är hjärtat en nödvändig komponent både i det funktionella systemet för att upprätthålla en konstant blodtrycksnivå, och i de funktionella systemen för att säkerställa gasutbyte, termoreglering etc.

Tack vare mottagaren av resultatet av åtgärden utförs en snabb aktivering i enlighet med programmet för det funktionella systemets verkställande organ och åtgärden utförs.

Vidta åtgärder leder till ett verkligt resultat, information om vilken med hjälp av tillbaka afferentation(feedback) kommer in i åtgärdsacceptorn, där den jämförs med det programmerade resultatet. Om den erhållna effekten motsvarar den programmerade, upplever personen positiva känslor. Programmet som leder till ett framgångsrikt genomförande av en beteendehandling och ett användbart adaptivt resultat fixeras i långtidsminnet, och det bildas funktionellt system upphör att existera, eftersom tillfredsställelsen av behovet har inträffat och motsvarande motivation upphör att vara dominerande.

I avsaknad av det förväntade resultatet uppstår negativa känslor och ett av alternativen kan uppstå: 1) ett andra försök att utföra samma reflexreaktioner enligt samma program; 2) med ihållande motivation omstruktureras handlingsprogrammet, ändringar görs i dess genomförande; 3) med instabil motivation kan frånvaron av det förväntade resultatet leda till en förändring av själva motivationen eller till att den försvinner.

Således byggs kroppens komplexa beteendehandlingar inte enligt typen av receptorirritation - effektorns svar, utan enligt principen om reflexringinteraktioner, som är en av huvudmekanismerna för aktiviteten hos funktionella system.

Vi kan ge följande exempel på bildandet och aktiviteten av ett funktionellt system i organisationen av beteende i vardagen. Tillvägagångssättet för semestern den 8 mars orsakar ett socialt behov för en tonåring att gratulera sin mamma, som ett resultat av vilket en dominerande motiverande excitation uppstår. Sonen funderar på vilken present han ska ge till sin mamma och minns att hon gillar gladiolusblommor, M. Mitchells roman "Borta med vinden", V. Bykovs berättelser och franska parfymer.

Situationsmässig afferentation visar att det inte finns några blommande gladioler i början av mars, och parfymer är dyra och tonåringen har inte tillräckligt med pengar för dem. Böckers prisvärdhet gör denna afferenta information till en trigger. Ett beslut tas – att köpa en av de böcker som mamma gillar, gärna romanen "Borta med vinden", eftersom. hon hade velat ha honom länge. Eleven minns att han nyligen såg rätt bok i två butiker.

Ett avrättningsprogram håller på att utarbetas - att se och köpa en roman i närmsta bokhandel. Men i butikerna får tonåringen veta att den nödvändiga romanen redan är slutsåld. Denna information är negativ feedback. Det går in i accepteraren av resultatet av åtgärden.

Eftersom det erhållna resultatet (romanen inte köptes) inte sammanfaller med det programmerade, ändrar accepteraren av resultatet av åtgärden åtgärdsprogrammet: gå till bokmarknaden igen och, om det inte finns någon roman "Borta med vinden ", köp sedan en bok med berättelser av V. Bykov. På bokmarknaden hittar en tonåring berättelser av V. Bykov och köper dem. Användbart resultat uppnått. Elevens behov tillfredsställs, motivationen bleknar och detta funktionella system upphör att existera.

BEGREPPET ANPASSNING. GENERALENS doktrin

ANPASSNINGSSYNDROM. PÅFRESTNING. SYSTEMETS ROLL

HYPOTHALAMUS - HYPOFYS - BJYREGAS I ANPASSNING

I allmän biologisk mening är anpassning en kombination av medfödda och förvärvade anatomiska, morfologiska, fysiologiska, beteendemässiga och andra egenskaper hos kroppen, vilket säkerställer dess anpassning till miljöförhållanden och skapar möjligheten till ett specifikt sätt att leva. Anpassning upprätthåller homeostas och sker som ett resultat av processer som sker på molekyl-, cell-, organ-, system- och organismnivå.

C. Darwin visade att anpassningar fixeras som ett resultat av naturligt urval. Som ett resultat av lång evolution och ontogenes är organismer anpassade till sina adekvata levnadsförhållanden. Till exempel är fiskar anpassade till livet i vatten, fåglar är anpassade för att flyga och så vidare. Anpassning till den periodiska fluktuationen av sådana adekvata förhållanden sker huvudsakligen med hjälp av färdiga specifika adaptiva mekanismer. Skilja på gemensamma anpassningar Och privata anpassningar(inriktningar). Organismer kan uppnå fullständig anpassning till vissa miljöfaktorer och endast delvis anpassning till andra.

I det första stadiet av anpassning till fluktuationer i adekvata miljöförhållanden aktiveras organismens betingade reflexaktivitet. Senare, trots upprepad exponering för stimuli, i anpassningsprocessen bleknar den orienterande reaktionen och "beroende" till verkan av stimulans uppstår. I det här fallet används termen "anpassning" i en snävare mening och betyder en minskning av receptorernas känslighet, samt anpassning centrala avdelningen av motsvarande analysator till en konstant verkande adekvat stimulans. Anpassning av receptorer skiljer sig från deras trötthet genom att den sker snabbt efter att stimuleringen har börjat. När stimulansens verkan upphör försvinner anpassningen snabbt och receptorernas känslighet ökar.

Med uttalade förändringar miljö det finns otillräckliga förutsättningar för organismens liv. Detta inkluderar åtgärder ospecifika adaptiva mekanismer. 1936 fann den kanadensiske vetenskapsmannen G. Selye, i experiment på djur, att när starka och långvariga stimuli verkar på kroppen uppstår ett komplex av ospecifika skyddsreaktioner. G. Selye kallade detta komplex allmänt anpassningssyndrom. Kroppens tillstånd under perioden av exponering för skadliga faktorer, kallade han påfrestning(från engelskan stress - tension), och de faktorer som orsakar stresstillståndet - stressfaktorer.

Varje stressfaktor orsakar karaktäristiska förändringar i kroppen. Så till exempel leder influensaviruset till en specifik sjukdom - influensa. Men tillsammans med specifika förändringar i kroppen, orsakar varje stressfaktor ett antal icke-specifika, inneboende i alla typer av stress, stereotypa reaktioner. Detta komplex av reaktioner som syftar till att mobilisera kroppens försvar, att bevara dess liv, är ett allmänt anpassningssyndrom. Det är en mekanism för allmän anpassning av organismen.

Som ett resultat av det allmänna anpassningssyndromet,: 1) mobilisering energiresurser organism och energiförsörjning av funktioner; 2) mobilisering av kroppens plastiska reserv och syntesen av enzymer och proteiner som är nödvändiga för att skydda kroppen från stressor; 3) mobilisering av kroppens skyddande förmågor.

En viktig aspekt av mekanismen för allmän anpassning är att som ett resultat av den adaptiva syntesen av proteiner sker en övergång till långsiktig anpassning , som är baserad på förändring och förbättring av cellulära strukturer. Ett exempel på övergången av kortsiktiga adaptiva reaktioner till långvarig anpassning är fysisk träning, som åtföljs av en ökning av kroppens funktionella förmågor.

Utvecklingen av ett allmänt anpassningssyndrom är omöjligt utan deltagande hypofys Och binjurebarken. När de tas bort utvecklas inte detta syndrom hos djur, och de dör snabbt under påverkan av en stressfaktor.

G. Selye identifierade tre stadier i utvecklingen av det allmänna anpassningssyndromet: stadiet av ångest, stadiet av motstånd (stabilitet), stadiet av utmattning.

Stadium av ångest börjar från det ögonblick som kroppen börjar agera på kroppen av en stark stimulans - en stressfaktor. Stressorn orsakar ökad funktionell aktivitet hos hypotalamus, som kan genomföras olika sätt. För det första, reflexväg, därför att många stressstimuli, som verkar på exteroreceptorerna och interoreceptorerna, orsakar ett flöde av impulser från dem till hypotalamus. För det andra orsakar de flesta stressfaktorer upphetsning. sympatisk avdelning nervsystemet och ökad utsöndring av adrenalin binjuremärgen. Adrenalin, som verkar med blod i hypotalamus, ökar dess aktivitet avsevärt. För det tredje kan aktivering av hypotalamus också orsakas humoristiskt som ett resultat av direkt exponering för metaboliska produkter och vävnadsnedbrytning, som kan uppträda i det cirkulerande blodet under påverkan av en stark stressfaktor. För det fjärde kan en ökning av funktionen hos hypotalamus resultera från exponering för impulser från hjärnbarken med psykisk stress.

En ökning av den funktionella aktiviteten hos hypotalamus leder till en ökning av produktionen av kortikoliberin, som går in hypofysens främre körtel och där främjar det bildandet av adrenokortikotropt hormon ( ACTH). ACTH kommer in i blodomloppet binjurebarken och orsakar ökad sekretion glukokortikoider. Glukokortikoider har antiinflammatoriska och antiallergiska effekter, aktiverar syntesen av många enzymer, ökar cellmembranens permeabilitet för vatten och joner och ökar excitabiliteten i det centrala nervsystemet.

Glukokortikoider har en stark effekt på metabolismen av proteiner, fetter och kolhydrater. De bidrar till nedbrytningen av proteiner till aminosyror, vilket ökar mängden initialt "byggmaterial" för syntesen av andra proteiner och enzymer som behövs under stress. Dessutom, under verkan av glukokortikoider i levern, bildas kolhydrater från aminosyrarester. Glukokortikoider förbättrar mobiliseringen av fett från fettdepåer och dess användning i energimetabolismens processer. Under påverkan av glukokortikoider ökar glykogenlagren i levern och koncentrationen av glukos i blodet.

Som ett resultat av en så mångfacetterad effekt av glukokortikoider på ämnesomsättningen förbättras energitillförseln av fysiologiska funktioner och kroppens motståndskraft mot stressfaktorer ökar.

Det andra steget är motståndsstadiet(resistens), kännetecknas av en ökning av aktiviteten hos de främre hypofysen och binjurarna, ökad utsöndring av ACTH och glukokortikoider. Ett ökat innehåll av glukokortikoider i blodet ökar kroppens motståndskraft mot verkan av en stressfaktor och kroppens allmäntillstånd normaliseras, d.v.s. Kroppen anpassar sig till stressfaktorn.

Men varje enhet har sina gränser. Vid långvarig eller för frekvent upprepning av exponering för en stark stressor eller med samtidig verkan av flera stressorer på kroppen, övergår motståndsstadiet till det tredje steget - utmattningsstadiet. I detta skede kan binjurebarken inte producera ännu mer glukokortikoider, som G. Selye kallade adaptiva hormoner. Därför kan kroppens försvar och dess motstånd inte längre helt motstå inverkan av stressorer. Kroppens tillstånd förvärras, dess sjukdom och död kan inträffa.

Glukokortikoider spelar också en viktig roll i kroppens anpassning till muskelbelastningar. Med ett ökat fysiskt arbete ökar aktiviteten i binjurebarken och halten av glukokortikoider i blodet ökar. Detta leder till mobilisering av kroppens energiresurser och den kan utföra denna fysiska eller mentala belastning under lång tid utan att skada sig själv. Men med långvarig tröttande belastning, efter den initiala ökningen, sker en minskning av produktionen av glukokortikoider. Arbetets energitillförsel blir otillräcklig och kroppen minskar sin intensitet eller stannar helt. Annars uppstår överansträngning och utmattning av kroppen, vilket kan orsaka sjukdomar.

HUMORAL REGERING AV FUNKTIONER. FAKTORER

HUMORAL REGERING. KONCEPT OM HORMONER OCH DEM

EGENSKAPER. FÖRHANDLING AV NERVÖSA OCH HUMORELLA

FUNKTIONSFÖRESKRIFTER

Det finns två huvudmekanismer för reglering av funktioner - nervös och humoral, som är sammankopplade och bildar en enda neurohumoral reglering.

Humoral (från latin humör vätska), eller kemisk mekanism regleringen är fylogenetiskt äldre. Det utförs på bekostnad av kemikalier som finns i vätskorna som cirkulerar i kroppen, d.v.s. i blod, lymf och vävnadsvätska. Faktorer humoral reglering funktioner kan vara: I) fysiologiskt aktiva substanser - hormoner produceras av de endokrina körtlarna och vissa andra organ och celler i kroppen (till exempel, hormonet adrenalin produceras av den endokrina körteln - binjuremärgen, såväl som kromaffinceller som finns i ganglioner, vägg av blodkärl och andra organ); 2) några specifika produkterämnesomsättning celler, inklusive mediatorer (acetylkolin, noradrenalin, etc.); 3) några ospecifika metaboliska produkter celler (till exempel har CO 2 en stimulerande effekt på cellerna i andningscentrumet i medulla oblongata); 4) några ämnen, kommer med mat, vid andning, genom Till oju(till exempel minskar nikotin som inandas med tobaksrök nervcellernas excitabilitet och har en negativ effekt på aktiviteten hos många celler och vävnader).

Den viktigaste typen av humoral reglering av funktioner är hormonell reglering genomförts igenom hormoner som produceras av de endokrina körtlarna. Dessutom utsöndras hormonliknande ämnen av vissa andra organ och celler i kroppen som, förutom den endokrina funktionen, utför en annan specialiserad funktion (njurar, moderkaka, celler i slemhinnan i matsmältningskanalen, etc.). Dessa ämnen kallas vävnadshormoner. Endokrina körtlar (från grekiska. endon- inuti, crino- Jag fördelar) inte har utsöndringskanaler och utsöndrar hormoner i den inre miljön i kroppen, som ett resultat av vilket de fick ett andra namn - endokrina körtlar.

TILL endokrina körtlar människor och högre djur inkluderar: hypofysen (främre, mellanliggande och bakre loberna), sköldkörteln, bisköldkörtlar, binjurar (medulla och cortex), bukspottkörteln, gonader (äggstockar och testiklar), tallkottkörteln, tymuskörteln. Gonaderna och bukspottkörteln utför, tillsammans med intrasekretoriska och exokrina sekretoriska funktioner, d.v.s. är körtlar med blandat sekret. Så könskörtlarna producerar inte bara könshormoner, utan också könsceller - ägg och spermier, och en del av cellerna i bukspottkörteln producerar bukspottkörteljuice, som utsöndras genom kanalen in i tolvfingertarmen, där den deltar i matsmältningen.

Endokrina körtlar utför humoral reglering genom de hormoner de producerar. Termen hormon (från grekiskan. hormao– I set in motion, excite) introducerades av V. Beilis och E. Starling. Förbi kemisk struktur hormoner från högre djur och människor kan delas in i tre huvudgrupper: 1) proteiner och peptider; 2) aminosyraderivat; 3) steroider. Biosyntesen av hormoner programmeras i den genetiska apparaten hos specialiserade endokrina celler.

Enligt deras funktionella verkan delas hormoner in i effektor, som direkt påverkar målorganet, och tropisk, vars huvudfunktion är regleringen av syntesen och frisättningen av effektorhormoner. Dessutom produceras neurohormoner av hypotalamiska neuroner, varav en är liberaler stimulera utsöndringen av hormoner i den främre hypofysen, medan andra hämmar denna process - statiner.

Hormoner har en stor reglerande effekt på olika funktioner i kroppen. Det finns tre huvudfunktioner hos hormoner: 1) reglering av ämnesomsättningen, som ett resultat av vilket anpassningen av organismen till existensvillkoren säkerställs och homeostas upprätthålls; 2) säkerställa kroppens utveckling, därför att hormoner påverkar kroppens reproduktion, tillväxt och differentiering av celler och vävnader; 3) korrigering av fysiologiska processer i kroppen, dvs. hormoner kan orsaka, stärka eller försvaga vissa organs arbete för att utföra fysiologiska reaktioner, vilket också säkerställer anpassning och homeostas av kroppen.

Hormoner verkar på målceller genom effekter på enzymaktivitet, på cellmembranpermeabilitet och igen cellens genetiska apparat. Verkningsmekanismen för steroidhormoner skiljer sig från verkningsmekanismen för protein-peptid- och aminosyrahormoner. Hormoner från protein-peptid- och aminosyragrupperna tränger inte in i cellen, utan är fästa på dess yta till specifika receptorer i cellmembranet. Receptorn binder enzymet adenylatcyklas och den är inaktiv. Hormonet, som verkar på receptorn, aktiverar adenylatcyklas, som bryter ner ATP med bildning av cykliskt adenosinmonofosfat (cAMP). Eftersom cAMP ingår i en komplex kedja av reaktioner, orsakar cAMP aktiveringen av vissa enzymer, vilket bestämmer den slutliga effekten av hormonet.

Steroidhormoner är relativt små molekyler och kan penetrera cellmembranet. I cytoplasman interagerar hormonet med ett specifikt ämne som är en receptor för det. Hormon-receptorkomplexet transporteras till cellkärnan, där det reversibelt interagerar med DNA. Som ett resultat av denna interaktion aktiveras vissa gener, på vilka budbärar-RNA bildas. Messenger-RNA kommer in i ribosomen, där enzymet syntetiseras. Det resulterande enzymet katalyserar vissa biokemiska reaktioner som påverkar de fysiologiska funktionerna hos celler, vävnader och organ. På grund av det faktum att steroidhormoner inte aktiverar färdiga enzymer, utan orsakar syntesen av nya molekyler, manifesterar effekten av steroidhormoner sig långsammare, men varar längre än effekten av hormoner i proteinpeptid- och aminosyragrupperna. .

Hormoner har ett antal karakteristiska egenskaper:

1. Hög biologisk aktivitet. Detta innebär att hormoner i mycket låga koncentrationer kan orsaka betydande förändringar i fysiologiska funktioner. Så 1 g adrenalin räcker för att öka arbetet i de isolerade hjärtan hos 10 miljoner grodor, 1 g insulin räcker för att sänka sockernivån hos 125 000 kaniner. Hormoner transporteras av blodet inte bara i fri form, utan också i en bunden form med blodplasmaproteiner eller dess bildade element. Därför beror hormonets aktivitet i detta fall inte bara på dess koncentration i blodet, utan också på graden av dess klyvning från transport av proteiner och bildade element.

2. Handlingens specificitet. Varje hormon har sin egen specifika kemiska struktur. Därför, i kroppen, verkar hormonet, även om det når alla organ och vävnader med blodomloppet, endast på de celler, vävnader och organ som har specifika receptorer som kan interagera med hormonet. Sådana celler, vävnader och organ kallas målceller, målvävnader, målorgan.

3. Handlingsavstånd. Hormoner, med undantag för vävnadshormoner, bärs av blodet långt från sin bildningsplats och har en effekt på avlägsna organ och vävnader.

4. Hormoner från steroidgruppen och i mindre utsträckning sköldkörtelhormoner penetrerar relativt lätt genom cellmembranen.

5. Hormoner förstörs relativt snabbt i vävnaderna och speciellt i levern.

6. Hormoner av steroid- och aminosyragrupper har inte artspecificitet och därför är det möjligt att använda för mänsklig behandling hormonella läkemedel erhållits från djur.

Intensiteten av syntesen och utsöndringen av hormonet av körteln regleras i enlighet med storleken på kroppens behov av detta hormon. Så snart förändringarna som orsakas av något hormon når det optimala värdet, minskar bildningen och frisättningen av detta hormon. Reglering av nivån av hormonutsöndring utförs på flera sätt: 1) direkt inflytande på cellerna i ämnets körtel, vars nivå styrs av detta hormon (till exempel med en ökning av koncentrationen av glukos i blodet som strömmar genom bukspottkörteln, ökar utsöndringen av insulin, vilket minskar nivån av glukos); 2) hormoner som produceras av vissa körtlar påverkar utsöndringen av hormoner från andra körtlar (till exempel stimulerar sköldkörtelstimulerande hormon i hypofysen utsöndringen av hormoner sköldkörtel); 3) nervös reglering bildandet av hormoner utförs huvudsakligen genom hypotalamus genom att ändra nivån av utsöndring av liberiner och statiner av hypotalamiska neuroner, som kommer in i den främre hypofysen och påverkar frisättningen av hormoner där; 4) produktionen av hormoner av cellerna i medulla i binjurarna och epifysen ökar med direkt mottagande av nervimpulser till dem. Nervfibrer, som innerverar andra endokrina körtlar, reglerar främst tonen i blodkärlen och blodtillförseln till körteln, vilket påverkar utsöndringen av hormoner.

Olika hormoner som produceras av olika körtlar kan interagera med varandra. Denna interaktion kan uttryckas i synergi handlingar, antagonism handlingar och in möjliggör åtgärd hormoner. Ett exempel på en synergistisk eller enkelriktad effekt är verkan av adrenalin (hormon från binjuremärgen) och glukagon (hormon i bukspottkörteln), som aktiverar nedbrytningen av leverglykogen till glukos och ökar blodsockernivåerna. Ett exempel på hormonell antagonism: adrenalin höjer blodsockernivåerna och insulin (ett bukspottkörtelhormon) sänker glukosnivåerna.

Hormonernas tillåtande verkan uttrycks i det faktum att ett hormon, som i sig inte påverkar en given fysiologisk indikator, skapar förutsättningar för bättre verkan av något annat hormon. Till exempel påverkar glukokortikoider i sig (hormoner i binjurebarken) inte vaskulär muskeltonus, men ökar deras känslighet för adrenalin.

Aktiviteten hos de endokrina körtlarna styrs av nervsystemet, som spelar en ledande roll i den neurohumorala regleringen av funktioner. Förhållandet mellan nervös och humoral reglering manifesteras särskilt tydligt i samspelet mellan hjärnavdelningen - hypotalamus och den ledande endokrin körtel- hypofysen. En av hypotalamus huvudfunktioner är reglering av hypofysen. Det finns två regleringssystem: 1) hypotalamus-adenohypofys, bestående av några kärnor i mellangruppen av hypotalamus, funktionellt associerade med adenohypofysen; 2) hypotalamus-neurohypofyseal, bestående av några kärnor av den främre gruppen av hypotalamus, associerade med den bakre hypofysen, dvs. neurohypofys.

Man fann att utsöndringen av adenohypofyshormoner regleras av hypotalamiska neurohormoner, som så att säga är hormoner av hormoner. Neurohormoner produceras av neurosekretoriska celler som ingår i den mellersta gruppen av kärnor i hypotalamus. Neurohormoner utsöndras i två typer: 1) liberaler, eller frisättande faktorer som förstärker utsöndringen av hormoner av adenohypofysen; 2) statiner(inhibitorer), som har en hämmande effekt på frisättningen av vissa hormoner av adenohypofysen. De neurohormoner som bildas i de neurosekretoriska cellerna kommer in i blodet längs dessa cellers axoner och transporteras genom blodkärlen från hypotalamus till adenohypofysen, där de verkar på cellerna som utsöndrar ett visst hormon. Utsöndringen av själva liberiner och statiner är reglerad på principen om negativ feedback.

Hypothalamo-neurohypophyseal system startar från de neurosekretoriska cellerna i vissa kärnor i den främre gruppen av kärnor i hypotalamus. Dessa celler producerar hormoner oxytocin Och vasopressin(antidiuretiskt hormon), som transporteras längs sina långa axoner till neurohypofysen, där de kommer in i blodet.

Tack vare anslutningarna av hypotalamus med hypofysen, en enda neurohumoral reglering av funktioner.

STRUKTURELL ORGANISATION AV MUSKLER. STRUKTURERA

MUSKELFIBER. SARKOPLASMATISK

RETIKULUM. MYOPIBRILER. MUSKELMEKANISM

FÖRKORTNINGAR. KONTRAKTERBARA PROTEINER. ENERGI

MUSKELSAMMANDRAGNING

Strukturell enhet skelettmuskelär en tvärstrimmig muskelfiber med en diameter på 10 till 100 mikron och en längd på 2-3 cm Varje fiber är en multinukleär formation som uppstår i tidig ontogeni från fusion av myoblastceller. Utanför är fibern mantlad - sarcolemma. Inuti kallas cytoplasman sarkoplasma. Ligger i sarkoplasman sarkoplasmatiskt retikulum och muskelfiberns kontraktila apparat myofibriller. Myofibriller har formen av tunna filament med en diameter på cirka 1 μm, belägna i sarkoplasman längs fibern. I ett muskelfiber kan innehålla

Lymfoida celler i kroppen utför huvudfunktionen i utvecklingen av immunitet - immunitet, inte bara i förhållande till mikroorganismer, utan också till alla genetiskt främmande celler, till exempel under vävnadstransplantation. Lymfoidceller har förmågan att skilja "jag" från "främmande" och eliminera "främmande" (eliminera).

Förfadern till alla celler i immunsystemet är den hematopoetiska stamcell. I framtiden utvecklas två typer av lymfocyter: T och B (tymus-beroende och bursa-beroende). Dessa cellnamn härrör från deras ursprung. T-celler utvecklas i tymus (struma eller tymus) och under påverkan av ämnen som utsöndras av tymus i perifer lymfoid vävnad.

Namnet B-lymfocyter (bursa-beroende) kommer från ordet "bursa" - en påse. I bursa av Fabricius utvecklar fåglar celler som liknar mänskliga B-lymfocyter. Även om inget organ som är analogt med Bag of Fabricius har hittats hos människor, är namnet förknippat med denna påse.

Under utvecklingen av B-lymfocyter från en stamcell går de igenom flera stadier och omvandlas till lymfocyter som kan bilda plasmaceller. Plasmaceller bildar i sin tur antikroppar och på deras yta finns tre klasser av immunglobuliner: IgG, IgM och IgA.

Immunsvaret i form av produktion av specifika antikroppar uppstår på följande sätt; främmande antigen, som har trängt in i kroppen, fagocyteras i första hand av makrofager. Makrofager, som bearbetar och koncentrerar antigenet på sin yta, överför information om det till T-celler, som börjar dela sig, "mogna" och utsöndrar en humoral faktor som inkluderar B-lymfocyter i antikroppsproduktionen. De senare "mognar också", utvecklas till plasmaceller, som syntetiserar antikroppar med en given specificitet.

Så, genom de kombinerade ansträngningarna av makrofager, utför T- och B-lymfocyter kroppens immunfunktioner - skydd mot allt genetiskt främmande, inklusive patogener av infektionssjukdomar. Skydd med antikroppar utförs på ett sådant sätt att immunglobuliner syntetiseras till ett givet antigen, ansluter till det (antigen), förbereder det, gör det känsligt för förstörelse, neutralisering av olika naturliga mekanismer: fagocyter, komplement, etc.

Teorier om immunitet. Antikropparnas betydelse för utvecklingen av immunitet är obestridlig. Vad är mekanismen för deras bildande? Denna fråga har varit föremål för kontroverser och diskussioner under lång tid.

Flera teorier om antikroppsbildning har skapats, som kan delas in i två grupper: selektiv (selektion - selektion) och instruktiv (instruct-instruct, direct).

Selektiva teorier antyder att det finns färdiga antikroppar i kroppen mot varje antigen eller celler som kan syntetisera dessa antikroppar.

Således föreslog Ehrlich (1898) att cellen har färdiga "receptorer" (antikroppar) som är kopplade till antigenet. Efter kombination med antigenet bildas antikroppar i ännu större mängder.

Samma åsikt delades av skaparna av andra selektiva teorier: N. Jerne (1955) och F. Wernet (1957). De hävdade att det redan i fostrets kropp, och sedan i den vuxna kroppen, finns celler som kan interagera med vilket antigen som helst, men under påverkan av vissa antigener producerar vissa celler de "nödvändiga" antikropparna.

Instruktiva teorier [Gaurowitz F., Pauling L., Landsteiner K., 1937-1940] betraktar antigenet som en "matris", en stämpel på vilken specifika grupper av antikroppsmolekyler bildas.

Dessa teorier förklarade dock inte alla immunitetsfenomen, och för närvarande är den mest accepterade teorin om klonselektion av F. Burnet (1964). Enligt denna teori finns det många lymfocyter i fostrets kropp i embryonalperioden - progenitorceller, som förstörs när de möter sina egna antigener. Därför finns det i en vuxen organism inte längre celler för produktion av antikroppar mot dess egna antigener. Men när en vuxen organism möter ett främmande antigen sker ett urval (selektion) av en klon av immunologiskt aktiva celler och de producerar specifika antikroppar riktade mot detta "främmande" antigen. När man möter detta antigen igen är cellerna i den "utvalda" klonen redan större och de bildar snabbt en större mängd antikroppar. Denna teori förklarar mest fullständigt de grundläggande fenomenen av immunitet.

Mekanismen för interaktion mellan antigen och antikroppar har olika förklaringar. Så Ehrlich liknade deras koppling till reaktionen mellan en stark syra och en stark bas med bildandet av ett nytt ämne som ett salt.

Borde trodde att antigen och antikroppar ömsesidigt adsorberar varandra som färg och filterpapper eller jod och stärkelse. Dessa teorier förklarade dock inte det viktigaste - specificiteten hos immunreaktioner.

Fig. 67 Schematisk representation av interaktionen mellan antikroppar och

antigen. e - enligt Marrek-schemat; B - enligt schemat, Pauling. Komplexets struktur: a - vid optimala förhållanden; b - med ett överskott av antigen; c - med ett överskott av antikroppar.

Den mest kompletta mekanismen för att koppla ett antigen och en antikropp förklaras av hypotesen om Marrek ("gitter"-teorin) och Pauling ("gårds"-teorin) (Fig. 33). Marrek betraktar kombinationen av antigen och antikroppar i form av ett gitter, där antigenet alternerar med antikroppen och bildar gitterkonglomerat. Enligt Paulings hypotes (se fig. 33) har antikroppar två valenser (två specifika determinanter), och ett antigen har flera valenser - det är polyvalent. När antigen och antikroppar kombineras bildas agglomerat som liknar "gårdar" av byggnader.

Med det optimala förhållandet mellan antigen och antikroppar bildas stora starka komplex, synliga med ett enkelt öga. Med ett överskott av antigen fylls varje aktivt centrum av antikroppar med en antigenmolekyl, det finns inte tillräckligt med antikroppar för att kombineras med andra antigenmolekyler, och små, osynliga komplex bildas. Med ett överskott av antikroppar finns det inte tillräckligt med antigen för att bilda ett gitter, antikroppsdeterminanter saknas och det finns ingen synlig manifestation av reaktionen.

Baserat på ovanstående teorier representeras specificiteten hos antigen-antikroppsreaktionen idag som interaktionen mellan antigenets determinantgrupp och aktiva centra antikroppar. Eftersom antikroppar bildas under inverkan av ett antigen, motsvarar deras struktur antigenets determinantgrupper. Determinantgruppen för antigenet och fragmenten av antikroppens aktiva centra har motsatsen elektriska laddningar och när de kombineras bildar de ett komplex, vars styrka beror på förhållandet mellan komponenterna och miljön i vilken de interagerar.

Läran om immunitet - immunologi - har nått stora framgångar under de senaste decennierna. Avslöjandet av immunprocessens mönster har gjort det möjligt att lösa olika problem inom många områden av medicinen. Metoder för att förebygga många infektionssjukdomar har utvecklats och håller på att förbättras; behandling av infektionssjukdomar och ett antal andra (autoimmuna, immunodefinita) sjukdomar; förebyggande av fosterdöd i Rh-konfliktsituationer; transplantation av vävnader och organ; slåss mot maligna neoplasmer; immundiagnostik - användningen av immunitetsreaktioner för diagnostiska ändamål.

Immunitetsreaktioner är reaktioner mellan ett antigen och en antikropp, eller mellan ett antigen och sensibiliserade lymfocyter, som sker in vivo och kan reproduceras i laboratoriet.

Immunitetsreaktioner började användas för att diagnostisera infektionssjukdomar i slutet av 1800-talet och början av 1900-talet. På grund av deras höga känslighet (de fångar antigener i mycket höga utspädningar) och, viktigast av allt, deras strikta specificitet (de gör det möjligt att särskilja antigener som är lika i sammansättning), har de funnit bred tillämpning för att lösa teoretiska och praktiska problem inom medicin och biologi. Dessa reaktioner används av immunologer, mikrobiologer, specialister på infektionssjukdomar, biokemister, genetiker, molekylärbiologer, experimentella onkologer och läkare av andra specialiteter.

Antigen-antikroppsreaktioner kallas serologiska (från lat. serum - serum) eller humorala (från lat. humor - flytande), eftersom de antikroppar (immunoglobuliner) som är involverade i dem alltid finns i blodserumet.

Antigenreaktioner med sensibiliserade lymfocyter kallas cellulära.

Fig. 68 Interaktion mellan antigener och antikroppar

Fig. 69 Schema för immunsvaret.

immunsvar är en process av immunsystemets celler som induceras av ett antigen och leder till bildandet av antikroppar eller immunlymfocyter. Samtidigt åtföljs specifika reaktioner alltid av ospecifika: såsom fagocytos, aktivering av komplement, NK-celler, etc.

Enligt mekanismen för bildning särskiljs två typer av immunsvar: humoral och cellulär.

Humoralt immunsvarär grunden för antitoxisk, antibakteriell och svampdödande immunitet. B-LF deltar i dess utveckling: de finns i plasmaceller som syntetiserar antikroppar; och minnes B-celler.

Cellulärt immunsvar Det bildas huvudsakligen på AG av virus, tumörceller och transplanterade främmande celler. Dess huvudsakliga effektorceller är T-lymfocyter: CD8+-cytotoxiska T-LF och T-celler med CD4+-fenotypen som ansvarar för överkänslighet av fördröjd typ - T DTH-LF, såväl som minnes-T-celler.

Utvecklingen av en viss typ av immunsvar regisserad av T-hjälparcytokiner. Beroende på de utsöndrade cytokinerna delas T-hjälpare in i T-hjälpare av 1:a, 2:a och 3:e typen.

T-hjälpare1 th typ utsöndra IL - 2 7, 9, 12, 15, y-IFN och TNF-a. Dessa cytokiner är de huvudsakliga inducerarna cellulär immunsvar och tillhörande inflammation.

T-hjälpare2 th typ utsöndrar IL-2, 4 ,5 , 6,10 , 13, 14, etc., som aktiveras humoristisk immunsvar.

T-hjälpare3 th typ utsöndrar transformerande tillväxtfaktor-β (TGF-β) - detta är det viktigaste undertryckare immunsvar - deras namn är T-suppressorer (inte alla författare känner igen förekomsten av en separat population av Tx-3).

Dr. humorala undertryckande faktorer - se reglering av dem. svar.

T-hjälpare av alla tre typerna är differentierade från en naiv CD4+-T-lymfocyt (Tx-0), vars mognad till en eller annan typ av T-hjälpare (1:a, 2:a eller 3:a) beror på:

på arten av antigenet;

förekomsten av vissa cytokiner i cellens miljö.

Lymfocyter tar emot cytokinsignaler från APC, NK-celler, mastceller etc. IL-12, 2,18, IFN-y, TNF-a/p; för bildandet av TX-2 behövs IL-4.

Mekanism för immunsvaret

För att implementera immunsvaret behövs tre typer av celler - makrofager (eller dendritiska celler), T-lymfocyter och B-lymfocyter (samarbete med tre celler).

Main stadier av immunsvaretär:

1. Antigenendocytos, dess bearbetning och presentation av LF;

2. Antigenigenkänning av lymfocyter;

3. Aktivering av lymfocyter;

4. Klonal expansion eller proliferation av lymfocyter;

5. Mognad av effektor- och minnesceller.

6. Destruktion av antigenet.

humoralt immunsvar.

1 .Antigenupptagning, bearbetning och presentationsstadium.

Den antigenpresenterande cellen (APC - makrofag, dendritisk cell eller B-LF) fagocyterar AG och går till lymfkörtlarna, längs vägen bearbetas (katalyseras) antigenet i cellen med hjälp av enzymer till peptider. Som ett resultat frisätts en antigen determinant (detta är en immunoaktiv peptid eller informationsdel) från AG, som laddas på HLA-2-molekylen och visas på cellytan för presentation. I lymfkörteln presenterar APC det kluvna antigenet till lymfocyten. Denna process involverar en naiv CD4+-lymfocyt, som kommer i kontakt med bärardelen av antigenet (och även tar emot en cytokinsignal - IL-4 från APC, dendritiska celler etc.) och differentierar till en typ 2 T-hjälpare.

2 .Igenkänningsstadiet.

I kärnan samtida idéer Detta steg är baserat på följande postulat:

Det finns specifika AG-bindande receptorer på LF-membranet, och deras uttryck beror inte på om organismen tidigare har stött på denna AG eller inte.

På en lymfocyt finns en receptor med endast en specificitet (se ovan).

Lymfocyter med receptorer av en viss specificitet utgör en klon (dvs. de är ättlingar till en föräldercell).

Lymfocyter kan bara känna igen främmande AG på makrofagytan mot bakgrund av sitt eget HLA-antigen (den så kallade dubbeligenkänningen) koppling av antigenet till HLA-molekylen är nödvändig.

B-LF känner igen antigenet (på APC-membranet mot bakgrund av HLA-2) med hjälp av Th-2 (extracellulära virus) eller utan det (bakteriell AG).

Samtidigt känner V-LF igen den informativa delen av antigenet genom att använda BCR (dessa är yt-IgM och D associerade med CD-molekyler (19, 21, 79 eller 81).

T-hjälpare bärare, med hjälp av TCR associerad med CD4, känner man igen vissa T-oberoende bakterieantigener av BCR-receptorn utan hjälp av T-hjälpare).

3 .Aktiveringsstadiet.

Även under igenkänning tar V-lf emot signaler:

A) specifik - information om AG från Th-2 (via antigen brygga eller genom utsöndring av den lösliga delen av AG)

b) ospecifika aktiveringssignaler:

Genom IL-1 som utsöndras av makrofager,

Genom T-hjälpare typ 2 cytokiner (t.ex. IL-2), vars utsöndring också induceras av makrofag IL-1.

Signaltransduktion inkluderar komplexa cellulära svar: tyrosinkinaser (associerade med CD-79), fosfolipas C-, proteinkinas C aktiveras, intracellulärt Ca mobiliseras och transkription av genen som kodar för IL-2 aktiveras (detta cytokin är en nyckel tillväxtfaktor för LF i immunsvaret). Utbytet av arakidonsyra förändras också och transkriptionen av gener för strukturella proteiner som ger mitoser aktiveras.

4 . Stadium av klonal spridning. Efter antigenigenkänning och aktivering börjar B-lymfocyter föröka sig (proliferera). Denna process äger rum i lymfkörtlarna och regleras av typ 2 T-hjälparcytokiner: IL-2, 4, 5, 6, 10, 13, 14, etc.

5 .Differentieringsstadiet. efter proliferation mognar B-lymfocyter och förvandlas till plasmaceller som migrerar till benmärgen och slemhinnorna, där de syntetiserar antikroppar som kommer in i blodet (detta är IgM - redan den första dagen av den kliniska manifestationen av infektion och IgG - på dagar 5-7; tidigt uppträdande av IgG i blodserum indikerar ett redan existerande immunminne för denna infektion) eller i slemhinnor (detta är IgA). En del av det aktiverade B-LF differentierar inte till plasmaceller, utan bevaras som långlivat Minnes B-celler. De ger ett snabbare och mer effektivt sekundärt immunsvar vid upprepad kontakt med antigenet. Efter slutet av immunsvaret bildas även långlivade plasmaceller som stödjer syntesen Ig utan antigen stimulering1,5 år. I detta skede - lymfkörtlar, tonsiller, mjälte.

6 . Stadium av antigenförstörelse sker med inblandning av icke-specifika skyddsfaktorer.

Antigenförstöringsmekanismer:

Komplementberoende lys av immunkomplex AG+AT;

Fagocytos och klyvning av lösliga IC:er av makrofager;

Antikroppsberoende cellulär cytotoxicitet (ADCC) - Abs opsoniserar målceller och sedan fäster mördarceller till Fc-fragmentet av antikroppen och förstör målcellen. Mördare kan vara NK-celler, monocyter/makrofager, granulocyter.

Cellulärt immunsvar genomförs på liknande sätt. Reaktionerna involverar 2 typer av T-lymfocyter - CTL eller T DTH -LF, som känner igen AG på ytan av APC (dendritisk cell eller m/f) mot bakgrund av HLA-1. Th-1 är involverad i erkännande. Antigenigenkänning av T-celler sker med hjälp av TCR-receptorn, som, som redan nämnts, är associerad med CD8-molekylen (co-receptor) på CTL, och med CD4 på T DTH-lymfocyter.

T-hjälpare av 1:a typen utsöndrar cytokiner - (IL-2, 7, 9, 12, 15, IF-, TNF), som stimulerar reproduktion och mognad av T-LF (CTL eller T DTH-celler) i lymfan noder och mjälte i mogna celler.

Kloner av CD8+-CTL växer snabbt, kloner av CD4+-T HRT-lf växer långsamt.

Några av T-cellerna förvandlas till minne T-celler med fenotypen (respektive) CD4+ eller CD8+, morfologiskt, till skillnad från B-LF, förändras de inte.

Slutstadiet av det cellulära immunsvaretär förstörelsen av antigenet på flera sätt:

 cytolys målceller av lymfocyter med hjälp av proteiner - perforiner, som bildar porer i cellmembranet. Perforiner finns i granuler av NK-cl och CTL, i närvaro av Ca 2+ bildar de en transmembrankanal på målcellens membran, de liknar strukturen C9.

apoptosinduktion(från CTLgranzyme-granulat är dessa serinesteraser som tränger in i målceller genom "perforin"-porer, de aktiverar gener som kodar E för DNA-fragmentering eller sönderdelning av cellinnehåll).

fagocytos kl-k - mål (med deltagande i immunsvaret hos inflammatoriska celler - T HRT och följaktligen reaktionen av HRT). T HRT -lf h/z utsöndrade cytokiner (IF-y och MYTH) attraherar m/f och neutrofiler till fokus immuninflammation och aktivera dem. Aktiverade makrofager och neutrofiler fagocyterar målceller.

Typer av immunsvar. Immunsvaret är kroppens reaktion på införandet av främmande makromolekyler. Ett ämne som kan framkalla ett specifikt immunsvar kallas antigen.

Immunogeniciteten hos ett antigen, d.v.s. förmågan att framkalla ett immunsvar, beror inte bara på dess främmande karaktär, utan också på dess molekylvikt (molekyler som väger mindre än 5000 är vanligtvis inte immunogena), strukturell heterogenitet, motståndskraft mot nedbrytning av enzymer, och djurarter.

I naturen finns det ett stort utbud av antigener från djur, växter och mikrobiellt ursprung. De kan klassificeras enligt olika funktioner, inklusive typen av specificitet (art, grupp, heterogen, stadiumspecifik i ontogeni, etc.). Exempel på antigener inkluderar i synnerhet histokompatibilitetsantigener involverade i igenkännandet och elimineringen av onormala kroppsceller eller transplanterade vävnader; allergener av animaliskt och vegetabiliskt ursprung (pollen, hudflingor, hår, fjädrar, etc.) som orsakar ökad känslighet i kroppen; blodgruppsantigener är glukoproteiner, som, även om de inte orsakar bildning av antikroppar i kroppen, reagerar med dem in vitro.

Det finns två huvudtyper av kroppens immunsvar mot antigenet - humoral och cellulär. Responsen av den humorala typen består i produktionen av antikroppar som cirkulerar i blodet och specifikt binder till molekyler främmande för kroppen. Ett immunsvar av celltyp involverar bildandet av specialiserade celler som reagerar med ett antigen genom dess bindning och efterföljande förstörelse. Cellulär immunitet riktar sig främst mot cellulära antigener - bakterier, patogena svampar, främmande celler och vävnader (transplanterade eller tumörer).

Två huvudtyper av immunsvar förmedlas av olika klasser av lymfocyter: B-lymfocyter är ansvariga för humoral immunitet, T-lymfocyter är ansvariga för cellulär immunitet. Hos djur med tymus borttagen i tidig ålder störs dock inte bara cellulära immunsvar, utan också förmågan att producera antikroppar minskar. Detta beror på det faktum att vissa T-celler "samarbetar" med B-celler i bildandet av humoral immunitet.

Mekanismen för immunsvaret. Före stimulering med ett antigen ("i vila") är T- och B-lymfocyter morfologiskt något särskiljbara. De kan differentieras antingen genom att detektera immunglobuliner - receptorer på ytan av B-lymfocyter, eller genom att bestämma receptorer för fårerytrocyter på ytan av T-lymfocyter (reaktionen av bildandet av "erytrocytrosetter").

Ris. Schema för deltagande av T- och B-lymfocyter i cellulär och humoral immunitet.

Under påverkan av antigenet sker proliferation och differentiering av både dessa och andra celler. Aktiverade T-celler omvandlas till lymfoblaster, som ger upphov till flera subpopulationer av celler (fig. 159). Bland dem finns aktiva T-lymfocyter - "mördare" ("mördare"), T-lymfocyt-dämpare som undertrycker immunsvaret, T-lymfocyter-hjälpare, integrerar immunsvaret genom att samarbeta med B-lymfocyter i produktionen av antikroppar eller genom att stimulera T-cellsdödare. Alla dessa partner T-celler har samma antigenreceptorer och samma major histocompatibility complex (MHC) antigener. De senare är membranglykoproteiner av celler som säkerställer deras immunologiska kompatibilitet.

Aktiverade T-lymfocyter av alla populationer utsöndrar också lösliga faktorer (lymfokiner), som reglerar manifestationen av cellulär immunitet (undertryckning, samarbete, förvärv av specifika egenskaper av T-lymfocyter) och aktiverar makrofagernas fagocytiska aktivitet. Exempel på lymfokiner är interleukin-glukoproteinet, som stimulerar tillväxt och proliferation av T-lymfocyter, och interferonproteinet, som hämmar reproduktionen av virus och samtidigt förstärker fagocytos.

Alla manifestationer av de funktionella egenskaperna hos individuella subpopulationer av T-lymfocyter kan observeras in vitro och verkar på dem med speciella proteinämnen - lekgins, som har mitogen aktivitet.

Antigenaktiverade B-lymfocyter blir då antikroppsproducenter. Vid den första kontakten med antigenet sker deras initiala aktivering eller sensibilisering. En del av dottercellerna förvandlas till immunologiska minnesceller, andra sätter sig i de perifera lymfatiska organen. Här förvandlas de till plasmaceller med ett välutvecklat granulärt endoplasmatiskt retikulum. Plasmaceller, med deltagande av T-lymfocyter-hjälpare, börjar producera antikroppar som släpps ut i blodplasman.

Immunologiska minnesceller ger inget primärt immunologiskt svar, men vid upprepad kontakt med samma antigen förvandlas de lätt till antikroppsutsöndrande celler. Schemat för experimentet som bekräftar lymfocyternas ansvar för igenkännandet av främmande antigener visas i figuren. Bestrålning av djur med gammastrålar leder till lymfocyternas död; det finns inget immunsvar på antigenadministrering hos sådana djur. I ett bestrålat djur som fått lymfocyter från en normal donator av samma inavlade linje återställs reaktionen mot antigenet. Hos ett bestrålat djur som fått andra (icke-lymfocyt-) celler från en normal donator återställs inte immunsvaret.

Som bekant uppstår under ett immunsvar mellan ett främmande antigen och en (specifik) antikropp som endast reagerar med det en fysikalisk-kemisk bindning, som bidrar till neutralisering och klyvning av antigener. Frågan uppstår: hur kan kroppen bilda en specifik antikropp för var och en av de hundratusentals antigener som kommer från den yttre miljön. Nyligen har försök gjorts att förklara immunsvaret med två motstridiga teorier: instruktiv och selektiv teori.

jag. Instruktionsteori: ett antigen, efter att ha gett ett prov, orsakar bildandet av en specifik antikropp som endast reagerar med den (denna teori i denna form kan anses vederlagd.)

II. Valteori: som ett resultat av genetiska studier och klargörande av immunglobulins kemiska struktur kan den selektiva teorin anses bevisad. På ytan av antigener finns determinantgrupper (sidokedjor); organismen har en ärftlig förmåga, inbäddad i cellkärnans DNA, att bilda specifika antikroppar som reagerar med antigener. Om organismen möter ett specifikt antigen, resulterar stimuleringen i selektiv replikation av lymfocyter med reaktivt protein; en lymfocytpopulation som kan producera en sådan specifik antikropp kallas en klon.

Den resulterande antikroppen, enligt erfarenhet, är endast delvis specifik, eftersom besläktade arter eller proteiner med liknande funktion ger korsreaktion, och i vissa fall kan även systemiskt avlägsna antigener ge en reaktion (till exempel Forsmans antigen). Detta beror på det faktum att en eller flera komplexa proteinmolekyler nästan alltid införs i kroppen under immuniseringen, som har många karaktäristiska grupper(determinanter). I studien av kristallina och syntetiska proteiner fann man dock att en immunglobulinmolekyl kan reagera med inte mer än två determinanter.

När det gäller den antigena determinanten gäller enligt Lewins forskning, som ett resultat av genetisk reglering, lagen om "allt eller inget" för immunsvaret. Enligt vår forskning gäller samma regel för allergener: ett barn som är känsligt för syntetiskt lysin-vasopressin ger ingen allergisk reaktion mot oxytocin, även om det senare skiljer sig från vasopressin i endast en cyklisk aminosyra, förutom lysin, som är biologiskt effektiv.

Immuntolerans. Detta tillstånd är motsatsen till immunitet: kroppen för introduktionen främmande antigen ger inte ett immunsvar, vilket, enligt ovan, kan uppstå som ett resultat av en genetisk egenskap: i denna person det finns ingen lymfocytisk klon som kan bilda motsvarande antikropp. Under påverkan av en mycket stor mängd (mättande) antigen eller ofta upprepad liten dos ett antigen kan ett redan existerande immunsvar upphöra och tolerans mot ett visst antigen kan uppstå, dvs kroppen kommer tillfälligt eller permanent att förlora förmågan att syntetisera eller frisätta immunsubstanser i förhållande till detta antigen. Tolerans är lika specifik som ett immunsvar: det hänvisar endast till ett specifikt antigen.

Mekanism för förvärvad tolerans:

1. Övervägandet av antigener blockerar antikropparna som finns på ytan av B-lymfocyter och förhindrar reproduktionen av motsvarande cellkloner. Hämning av cellulära funktioner av cytotoxiska medel bidrar till uppkomsten av tolerans.

2. Antikroppen, när den administreras i höga koncentrationer, kan också leda till tolerans genom att binda till antigenet innan den når specifika reaktiva lymfocyter.

3. Enligt det mesta av den nya forskningen är stimulering av hämmande (suppressor) T-celler mycket viktig för utvecklingen av tolerans.

Hybridisering. Enligt senaste forskningen genom gemensam odling av två typer av lymfocyter med förmåga till olika immunsvar, kan monoklonala (bildande en typ av antikropp) celler erhållas i vävnadsodling. Detta öppnar för en ny möjlighet till passivt skydd och i framtiden kommer det att vara möjligt att få humana antikroppar i stora mängder.

Den kemiska strukturen hos immunglobulinmolekylen är känd från Edelmans forskning. Det har redan visat sig att immunglobulinmolekylen kan delas i två H-kedjor (tung - tung) och två L-kedjor (lätt - lätt) genom att dela disulfidbryggor. Genom nedbrytning av papain kan molekylen fragmenteras på ett annat sätt: då klyvs två delar, som kallas Fab, och en del som kallas Fc.

Fab Fragment. Det bildar bindningsstället för ett specifikt antigen. Fragmentet innehåller hela kedjan L och en del av kedjan H. Den yttre (aminoterminala) delen eller segmentet N av de två kedjorna är den variabla - V - regionen. Den innehåller 111 aminosyror, vars specifika bindning bestäms av sekvensförändringen för individuella antikroppar, stereokonfigurationen. Sekvensen av aminosyror (sekvens) i den andra delen är oberoende av förmågan att reagera med ett specifikt antigen: detta är segment C (konstant). Det senare varierar individuellt och därför har många varianter beskrivits vad gäller IgG-kvalitet.

Molekylvikt för kedjor L:20000. När det gäller antigenicitet finns det två typer av lätta kedjor: kappa och lambda (men det finns bara en typ i en molekyl).

Fc-fragment. Det är en del av H-kedjan. Det binder sig inte till antigenet, men i fallet med en fysikalisk-kemisk reaktion mellan Fab och antigenet inducerar det en kedja av biologiska reaktioner.

Klassificering av immunglobuliner är möjlig på basis av olika antigenicitet hos H-kedjor; fem typer av immunglobuliner urskiljs för närvarande. Kedjan L kan i varje fall vara tvåfaldig: kappa och lambda.