Филогенез иммунной системы — Лекции Пашкова — Цель изучения биологии в медицинском вузе

Филогенез иммунной системы

Иммунная система осуществляет защиту организма от проникновения в организм генетически чужеродных тел: микроорганизмов, вирусов, чужих клеток, инородных тел. Ее действие основано на способности отличать собственные структуры от генетически чужеродных, элиминируя их.

В эволюции сформировалось три главных формы иммунного ответа:

Фагоцитоз, или неспецифическое уничтожение чужеродного материала;

Клеточный иммунитет, основанный на специфическом распознавании и уничтожении такого материала Т-лимфоцитами;

Гуморальный иммунитет, осуществляемый путем образования потомками В-лимфоцитов, так называемыми плазматическими клетками, иммуноглобулинов (антител) и связывания ими чужеродных антигенов.

В эволюции выделяют три этапа формирования иммунного ответа:

Квазииммунное (лат наподобие) распознавание организмом своих и чужеродных клеток. Этот тип реакции наблюдается от кишечнополостных до млекопитающих. Эта реакция не связана с выработкой иммунных тел, и при этом не формируется иммунной памяти, то есть еще не происходит усиления иммунной реакции на повторное проникновение чужеродного материала.

Примитивный клеточный иммунитет обнаружен у кольчатых червей и иглокожих. Он обеспечивается целомоцитами – клетками вторичной полости тела, способными уничтожать чужеродный материал. На этом этапе появляется иммунологическая память.

Система интегрального клеточного и гуморального иммунитета. Для нее характерны специфические клеточные и гуморальные реакции на чужеродные тела, наличие лимфоидных органов иммунитета, образование антител. Такого типа иммунная система не характерна для беспозвоночных.

Круглоротые способны формировать антитела, но вопрос о наличии у них вилочковой железы, как центрального органа иммуногенеза, является пока открытым. Впервые тимус обнаруживается у рыб.

Эволюционные предшественники лимфоидных органов млекопитающих – тимус, селезенка, скопление лимфоидной ткани обнаруживаются в полном объеме у амфибий. У низших позвоночных (рыбы, амфибии) вилочковая железа активно выделяет антитела, что не характерно для птиц и млекопитающих.

Особенность иммунного ответа птиц состоит в налиции особоги лимфоидного органа – фабрициевой сумки. В этом органе образуются В-лимфоциты, которые после антигенной стимуляции способны трансформироваться в плазматические клетки, вырабатывающие антитела.

У млекопитающих органы иммунной системы разделяют на два типа: центральные и периферические. В центральных органах созревание лимфоцитов происходит без существенного влияния антигенов. Развитие периферических органов, наоборот, непосредственно зависит от антигенного воздействия – лишь при контакте с антигеном в них начинаются процессы размножения и дифференциации лимфоцитов.

Центральнымиорганами иммуногенеза у млекопитающих являютсятимус, где происходит образование и размножение Т-лимфоцитов, а такжекрасный костный мозг, где образуются и размножаются В-лимфоциты.

На ранних стадиях эмбриогенеза из желточного мешка в тимус и красный костный мозг мигрируют стволовые лимфатические клетки. После рождения источником стволовых клеток становится красный костный мозг.

Периферическими лимфоидными органами являются: лимфоузлы, селезенка, миндалины, лимфоидные фолликулы кишечника. К моменту рождения они еще практически не сформированы и образование в них лимфоцитов начинается только после антигенной стимуляции, после того, как они заселяются Т- и В-лимфоцитами из центральных органов иммуногенеза.

Таким образом, иммунная система возникла на ранних этапах эволюции и в ее основе сложились механизмы узнавания чужеродных антигенов, их разрушение и удаление, что совершенно необходимо для выживания организмов.

С эволюционной точки зрения самой древней из иммунных реакций стал фагоцитоз, который имеет место у всех животных – от одноклеточных и до самых высокоорганизованных многоклеточных организмов. Для них это одна из форм неспецифической защиты от внедрения генетически чужеродных тел. По мере эволюции сложились и более сложные формы защиты – клеточный и гуморальный иммунитет, которые четко различают «свое» и «не свое» и защищают организм от последних, в том числе и от злокачественно перерожденных собственных клеток.

Эволюция иммунитета. Филогенез иммунной системы. Развитие иммунологической реактивности в онтогенезе

Иммунитет – это способ защиты организма от всех антигенно чужеродных веществ как экзогенной, так и эндогенной природы.Биологический смысл подобной защиты – обеспечение генетической целостности вида в течении индивидуальной жизни.

1. Фагоцитоз и аллогенная ингибиция — первичные реакции на чужеродные субстанции, присущи всем многоклеточным организмам. Свойствене6н губкам( фагоциты-клетки мезоглеи(амебоциты)), кишечнополостные(содержат эти клетки в примитивной соединительной ткани, наблюдается отторжение ксеногенных трансплантатов).

2. Появление многих видов диффиренцированных лейкоцитоподобных клеток у кишечнополостных, кольчатых червей, моллюсков, членистоногих и иглокожих. Кольчатые черви, моллюски и иглокожие имеют зернистые и незернистые лейкоциты и лимфоподобные клетки. Начинается развиваться лимфотическая система. Появляется клеточный иммунитет, псевдоиммуноглобулена способные к агглютинации чужеродных электроцитов, гуморальные факторы с появлением циркуляции и поддержание гомеостаза.

Читайте также:  Сыпь подмышками у ребенка красная

3. Появление у круглоротых (миноги) примитивного тимуса, Т-лимфоциты, истинной иммунной памяти. Нет дифф-го тимуса, селезенки и костного мозга, но есть гемопоэтические очаги. В них фагоцитирующие и антигенреактивные клетки. Есть иммунная память. У рыб возникают лимфоидные органы – тимус, селезенка и плазматические клетки и антитела класса М. Усиленные реакции клеточного иммунитета, острое отторжение трансплантата.

4. Появление у амфибий лимфоузлов для генерации лимфоцитов переферических лимфоидных органах и генетических системах антигенной гистосовместимости. У хвостатых амфибий лимфоциты проявляют свойство как Т так и В лимфоцитов. У более организованных бесхвостых появляются лимфоидные образования, похожие на лимфотические узлы, лимфопоэтический костный мозг генетической системы антигенной гистосовместимости. Появляются антитела. У рептилий не возникают новые лимфоидные органы. Хорошо развит тимус, лимфотические узлы, лимфотическая ткань клеток и селезенки.

5. Кооперированный иммунитет Т и В клеток, появление сумки Фабрициуса и очагов размножения лимфоцитов (зародышевые центры) у птиц. Сумка Фабрициуса – центральный орган гуморального иммунитета. Антитела синтезируются быстро, аллергические реакции немедленного типа.

Млеки: возрастает гетерогенность Т и В лимфоцитов. Реакция клеточного иммунитета становиться разнообразнее, интенсивнее и быстрее. Появление IgD, IgE и атопическая реактивность у человека. Т и В лимфоциты полностью интегрируются, а кооперативные взаимодействия Т и В лимфоцитов усложняется.

В онтогенезе: оплодотворение в настоящее время тоже рассматривается как иммунная реакция: взаимодействие яйцеклетки со сперматозоидом весьма напоминает взаимодействие антитела с антигеном. Если поверхностные антигены гамет очень различны (когда самец и самка принадлежат к разным видам), оплодотворения чаще всего не наблюдается; если указанные антигены очень похожи (когда скрещивающиеся животные являются близкими родственниками), тоже чаще всего не удается зачать эмбрион; если же эти антигены различаются, но не слишком сильно, возникает зигота (когда родители принадлежат к одному виду животных, но не являются близкими родственниками). Если образовался эмбрион, иммунная система матери подавляется Т-супрессорами и специально синтезируемыми веществами, чтобы новый антиген (эмбрион) не был подвергнут сильной иммунной атаке. Поэтому организм беременных женщин (в силу этой и многих других причин) является крайне ослабленным, требует максимум внимания, заботы и осторожности. Более того, показано, что и плод через плаценту передает своей матери специальные белки, подавляющие ее иммунитет.

Дата публикования: 2015-02-03 ; Прочитано: 2712 | Нарушение авторского права страницы

Филогенез иммунной системы.

ЛЕКЦИЯ № 24

ТЕМА: ЭВОЛЮЦИЯ ОРГАНОВ И СИСТЕМ.

Цель: Знать сущность современных взглядов на происхождение Земли и появление жизни на ней.

1. Эволюция пищеварительной системы.

2. Эволюция иммунной системы.

3. Эволюция эндокринной системы.

4. Эволюция дыхательной системы.

Пищеварительная система.

С 1880 по 1950г господствовала теория Мечникова. Она была дополнена Иордановым. Пищеварение эволюционирует от внутриклеточного (простейшие) до полостного неклеточного (высшие животные). Пищеварительная первичная кишка формируется у кишечнополостных животных – гаструляция. Кишечнополостные относятся к первичноротым, бластопор у них функционирует всю их жизнь.

Иглокожие и хордовые относятся к вторичноротым. Бластопор у них зарастает, а через некоторое время на противоположном конце появляется впячивание, превращающееся в дальнейшем в ротовую бухту и вторичный рот. Чуть позднее на месте бластопора прорывается анальное отверстие.

У кишечнополостных внутриполостное пищеварение замещается внутриклеточным. Пища поступает в рот, выделяются ферменты, пища измельчается, и клетки энтодермы захватывают питательные вещества.

Плоские черви. У трематод есть рот с глоткой и 2 кишечные ветви (в виде трубочек или разветвленные), состоящие из переднего (эктодермальное происхождение) и среднего отделов (энтодермальное происхождение). Есть внутриклеточное и полостное пищеварение. Кишечник замкнут слепо.

Круглые черви. Появляется задний отдел (впячивание эктодермы). На заднем конце тела появляется анальное отверстие. Пища передвигается в одном направлении, что обеспечивает более качественное переваривание.

Кольчатые черви. В стенке кишки появляются мышечные структуры, возможна перистальтика.

Членистоногие. Кишечная стенка более дифференцирована. Появляются челюсти, исполняющие функцию измельчения пищи. Возникают также и пищеварительные железы, выделяемые ими ферменты, способствуют более качественному перевариванию пищи.

Круглоротые (миксины и миноги) – полупаразиты. Отсутствуют челюсти, вместо ротовой полости – ротовая воронка, на дне которой находится рот: язык с зубами на нем. Пищеварительная трубка не дифференцирована. Глотка пронизана жаберными щелями. Кишечник является непосредственным продолжением глотки. Печень возникает из выроста начального отдела средней кишки. Печень представляет собой ветвистую трубчатую железы. Возникает зачаток поджелудочной железы.

Рыбы. Ротовая полость, по краю которой располагаются зубы, зубная система — гомодонтная (все зубы имеют одинаковое строение и функции). Зубы гомологичны плакоидной чешуе хрящевых рыб. Есть примитивный язык – двойная складка. Желез в ротовой полости нет. За ротовой полостью располагается глотка, далее – пищевод, желудок и кишечник, заканчивающийся анальным отверстием. Кишечник есть тонкий и толстый. Кишечник образует многочисленные петли. Есть печень, поджелудочная железа и желчный пузырь.

Читайте также:  Классификация видов отклоняющего поведения

Амфибии. Ротовая полость и глотка перестают быть отдельными образованиями, образуется единая ротоглоточная полость. Имеются слюнные железы, секрет которых служит только для смачивания пищи, химическое же воздействие на пищу не оказывается. Гомодонтная зубная система. Имеются евстахиевы трубы, гортань, хоаны. Кишечник состоит из 2 отделов. Толстый кишечник открывается клоакой. Есть большая печень и поджелудочная железа.

Рептилии. Гомодонтная система зубов. Однако у некоторых представителей появляется дифференцировка зубов. Ротовые слюнные железы хорошо развиты, особенно подъязычные, губные, зубные. У ядовитых змей задняя пара зубных желез преобразована в ядовитые зубы. Строение пищевода и кишечника сохраняется то же. На границе тонкого и толстого кишечника есть небольшой слепой вырост. Длина кишечника гораздо больше, чем у амфибий, поэтому он образует многочисленные петли. Кишечник заканчивается клоакой.

Пищеварительный тракт млекопитающих начинается преддверием полости рта, предротовой полостью. Мясистые губы служат для захвата пищи, зубная система гетеродонтная. Для млекопитающих характерны хорошо развитые слюнные железы, наиболее крупными из которых являются околоушная, поднижнечелюстная, подъязычная.

1958г – после работ Уголева добавлено мембранное пищеварение. Расщепление пищи происходит под действием ферментов, выбрасываемых в полость их клеток – экзоцитоз. Ферменты расщепляют крупные молекулы и надмолекулярные комплексы, обеспечивая начальные этапы пищеварения. В тонком кишечнике полостное, мембранное и внутриклеточное пищеварение идут одновременно. Внутриклеточное пищеварение реализуется следующим образом: вн6утри клетки питательные вещества гидролизуются ферментами в цитоплазме. В клетку обычно проникают ди — и олигомеры.

Мембранное пищеварение имеет место на всех этапах развития живой природы. Оно происходит в тонкой кишке человека и связано с ферментами и мембранами клеток. Активные центры ферментов обращены в сторону кишки (водной фазы).

Филогенез иммунной системы.

Эволюция живого мира состояла в образовании таких форм жизни, которые активно взаимодействуют с другими живыми организмами. Биологические организмы существуют в биотическом окружении. Они взаимодействуют с другими организмами, в биоценозе существует круговорот.

Абиотические факторы менее сильно воздействуют на организм. Эволюция живой материи привела к возникновению динамической системы взаимозависимых организмов, не могут существовать без биотического взаимодействия. Такие взаимодействия проявляются в питании и обмене веществ. Существует тенденция к усложнению связей. Современные многоклеточные организмы во многом утратили возможность синтезировать даже простые органические вещества, но научились добывать их в готовом виде. Это консументы (в том числе человек). Жизнь основана на питании продуктами биосинтеза, создание которых осуществляется продуцентами (зеленые растения). Жизнь консументов напрямую зависит от биологической продуктивности растений и от развитости растениеводства. Растениеводство- источник пищи и сырья для промышленности (в том числе фармацевтической промышленности). 40% лекарственных средств в мировой фармацевтической промышленности растительного происхождения, снижение продуктивности растений приводит к голоданию, недоеданию, ухудшению качества жизни, снижению производства и уровня общественного здоровья. Важнейший фактор, понижающий урожайность растений – микроорганизмы, грибы, бактерии. Они приспособлены к паразитизму на разных растениях, животных и человеке. Пандемия гриппа – «испанки» унесла жизни 20 млн. человек. Жертвы микробного паразитизма — все живые организмы, в том числе и сами микробы.

Почему земле до сих пор не населена одними микроорганизмами?

Почему жестокий антагонизм между живыми существами не привел к гибели живой материи еще на заре эволюции?

Почему эволюция не остановилась?

Ответы на эти и многие другие вопросы дает иммунология.

Иммунитет – невосприимчивость, устойчивость, резистентность, толерантность – способность организма противостоять агрессии со стороны других биологических видов.

1902 г. Мечников и Зильбер основали учение об иммунитете.

«Иммунитет – это совокупность всех наследственных полученных и индивидуально приобретенных организмом свойств, которые препятствуют проникновению и размножению микроорганизмов, вирусов и других патогенных объектов и действию выделяемых ими продуктов».

Наследственный иммунитет – свойства невосприимчивости, полученные от предков. Он определяется генотипом.

Индивидуальный иммунитет — приобретенный иммунитет, который вырабатывается на протяжении жизни организма.

Выделяют следующие группы факторов иммунитета:

Лимфоидные факторы – наследственная способность организмов создавать иммунитет.

Конституциональные – имеют общебиологическое значение. Они присутствуют у всех организмов независимо от таксономического положения.

Читайте также:  Идиопатический генерализованный амилоидоз; Практика гистолога

У беспозвоночных и позвоночных существует система фагоцитоза. У растений и простейших подобная система отсутствует. Растения защищены только наследственными свойствами. Грибы и вирусы тоже не защищены. Только у позвоночных существует приобретенная невосприимчивость благодаря наличию лимфоидной системы. При этом защитные функции лимфатической системы осуществляются специфической активностью антител и иммуноглобулинов.

Антигены – любые вещества, удовлетворяющие требованиям:

— индицируют образование соответствующих антител при введении в организм;

— вступают в реакцию с молекулой комплементарного иммуноглобулина.

Наибольшей антигенной активностью обладают белки, меньшей – полисахариды и нуклеиновые кислоты. Существует большое количество антител.

Антитела вырабатываются комплексом органов:

— пейеровы бляшки тонкого кишечника;

— сумка Фабрициуса (у птиц).

Изучение иммунитета производится на растениях. Восприимчивость генетически детерминирована (доминантные и рецессивные признаки). Более 50 лет изучается иммунитет иммуногенетикой.

Эндокринная система.

В любом организме вырабатываются соединения, разносящиеся по всему организму, имеющие интегративную роль. У растений есть фитогормоны, контролирующие рост, развитие плодов, цветов, развитие пазушных почек, деление камбия и др. Фитогормоны есть у одноклеточных водорослей.

Гормоны появились у многоклеточных организмов, когда возникли специальные эндокринные клетки. Однако химические соединения, играющие роль гормонов, были и раньше. Тироксин, трийодтиронин (щитовидная железа) обнаружены у цианобактерий. Гормональная регуляция у насекомых изучена плохо.

В 1965 году Вильсон выделил инсулин из морской звезды.

Оказалось, что дать определение гормону очень трудно.

Гормон – это специфическое химическое вещество, выделяемое особыми клетками в определенном участке тела, которое поступает в кровь и затем оказывает специфическое действие на определенные клетки или органы-мишени, расположенные в других областях тела, что приводит к координации функций всего организма в целом.

Известно большое количество гормонов млекопитающих. Они делятся на 3 основные группы.

Феромоны. Выделяются во внешнюю среду. С их помощью животные принимают и передают информацию. У человека запах 14 — окситететрадекановой кислоты четко различают только женщины, достигшие половой зрелости.

Наиболее просто организованные многоклеточные организмы – например, губки тоже имеют подобие эндокринной системы. Губки состоят из 2 слоев – энтодермой и экзодермой, между ними располагается мезенхима, в которой содержатся макромолекулярные соединения, характерные для соединительной ткани более высокоорганизованных организмов. В мезенхиме есть мигрирующие клетки, некоторые клетки способны секретировать серотонии, ацетилхолин. Нервная система у губок отсутствует. Вещества, синтезируемые в мезенхиме, служат для связи отдельных частей организма. Координация осуществляется за счет перемещения клеток по мезенхиме. Есть также и перенос веществ между клетками. Заложена основа химической сигнализации, которая характерна для остальных животных. Самостоятельных эндокринных клеток нет.

У кишечнополостных имеется примитивная нервная система. Первоначально нервные клетки выполняли нейросекреторную функцию. Трофическую функцию, осуществляли контроль роста, развития организма. Затем нервные клетки стали вытягиваться и образовали длинные отростки. Секрет выделялся около органа-мишени, без переноса (т.к. не было крови). Эндокринный механизм возник раньше проводникового. Нервные клетки были эндокринными, а потом получили и проводниковые свойства. Нейросекреторные клетки был первыми секреторными клетками.

Первичноротые и вторичноротые вырабатывают одинаковые стероидные и пептидные гормоны. Принято считать, что в процессе эволюции из одних полипептидных гормонов могут возникнуть новые (мутации, дупликации генов). Дупликации менее подавляются естественным отбором, чем мутации. Многие гормоны могу синтезироваться не в одной железе, а в нескольких. Например, инсулин вырабатывается в поджелудочной железе, подчелюстной железе, 12-перстной кишке и других органах. Существует зависимость генов, контролирующих синтез гормонов от положения.

Дыхательная система.

Большинство животных – аэробы. Диффузия газов из атмосферы посредством водного раствора осуществляется при дыхании. Элементы кожного и водного дыхания сохраняются даже в высших позвоночных животных. В ходе эволюции у животных возникли разнообразные дыхательные приспособления – производные кожи и пищеварительной трубки. Жабры и легкие – производные глотки.

ВОПОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Роль и происхождение систем органов.

2. Закономерности эволюции покровов тела, скелета, нервной, кровеносной, выделительной, пищеварительной, дыхательной и мочеполовой систем органов.

3. Черты рекапитуляций филэмбриогенеза в эмбриональном развитии основных систем органов и связанные с этим пороки развития.

4. Разнообразие нарушений, возникающих во время эмбриогенеза, причины их возникновения и возможности медицины в исправлении этих нарушений.

1. Беляев Д. К., Дымшиц Г. М., Бородин П. М. и др./ Под ред. Беляева Д. К., Дымшица Г. М. Биология, 11 класс, Базовый уровень, 2017 г

Ссылка на основную публикацию
ФЕМОФЛОР-16 Сдача анализов
Анализ фемофлор скрин у женщин и мужчин: что это такое, какие инфекции входят? Весь контент iLive проверяется медицинскими экспертами, чтобы...
Успокоительные средства для нервной системы взрослого, подростка и ребенка без рецептов, растительно
Седативные препараты для детей (детские успокоительные средства) Очень часто родители сталкиваются с капризами, беспокойством, плаксивостью или гиперактивностью у своих детей....
Успокоительные средства после инсульта народные и традиционные
От инсульта защитят почечный, печеночный и успокаивающий травяные сборы Мозг просит поддержки Инсульт — вторая причина смертности от сердечно–сосудистых заболеваний....
Феназепам® (Phenazepamum) — инструкция по применению, состав, аналоги препарата, дозировки, побочные
Феназепам® (1 мг) Инструкция русский қазақша Торговое название Международное непатентованное название Лекарственная форма Таблетки 0,5мг, 1мг, 2,5мг Состав Одна таблетка...
Adblock detector