ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛГОРОДСТКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(НИУ «БелГУ»)
Медицинский институт
Курс иммунологии
Возрастные особенности функционирования иммунной системы ребенка
Выполнил:
Студент 3 курса, группы № 03011503
Медицинского института
Сериков П.В.
Проверил:
Преподаватель
Лебедев Т.Ю.
Белгород 2018
Введение
У человека иммунная система начинает свое формирование еще до его рождения. С момента появления на свет до завершения периода полового созревания формируются структура и функции иммунной системы. Основной клеткой иммунной системы является лимфоцит. Кроме того, в обеспечении иммунного ответа участвуют также тканевые макрофаги, нейтрофилы, естественные киллеры. Развитие иммунной̆ системы организма продолжается на протяжении всего периода детства. В процессе развития иммунной̆ системы ребенка выделяют «критические» периоды, т.е. периоды максимального риска развития инфекционных заболеваний, связанных с недостаточностью функций иммунной̆ системы.
Иммунитет ребенка подразделяют на врожденный и приобретенный. Врожденный иммунитет обеспечивается факторами естественной резистентности. Некоторые механизмы борьбы с инфекцией являются врожденными, то есть присутствуют в организме до встречи с любым инфекционным агентом и их активность не зависит от предыдущей встречи с микроорганизмами. Внешним барьером, предотвращающим проникновение микроорганизмов в организм человека, являются кожа и слизистые оболочки. Защитные свойства кожи - это ее непроницаемость (физический барьер) и наличие на поверхности ингибиторов микроорганизмов (молочная кислота и жирные кислоты в поте и секрете сальных желез, низкий pH на поверхности).
Строение иммунной системы у ребенка
У ребенка органы иммунной системы принято разделять на центральные и периферические. К центральным органам иммуногенеза относятся костный мозг и тимус (вилочковая железа). К периферическим органам - селезенка, лимфатические узлы и особые скопления лимфатической ткани (пейеровы бляшки, групповые фолликулы).
В центральных органах иммуногенеза происходит непосредственно созревание иммунных клеток (иммуноцитов), у детей раннего возраста развита вилочковая железа, где активно происходит иммуногенез. В костном мозге происходит образование и созревание всех клеток иммунной системы, а так же идет гемопоэз.
В периферических органах иммунной системы происходит дальнейший рост иммунных клеток и их дифференцировка на субпопуляции. В лимфатических узлах, которые располагаются вдоль крупных кровеносных сосудов и внутренних органов содержатся зрелые лимфоциты, которые осуществляют иммунный контроль. Лимфатические узлы одни из первых реагируют на проникновение чужеродного агента и возникновение воспалительного процесса, они увеличиваются в размерах и становятся болезненными, что регистрируется лечащим врачом во время осмотра ребенка. У детей до 3-х летнего возраста может быть в норме увеличены лимфатические узлы 1-2 групп. Если это не является признаком наличия хронического очага инфекции в этой области тела, то не требуется никаких лечебных мероприятий.
Формирование иммунной системы в эмбриогенезе
Процесс закладки органов иммунной системы начинается на 4-6 неделе беременности, образуется фетальная печень, которая выполняет иммунную функцию на внутриутробном этапе жизни. Затем происходит закладка всех органов иммунной системы: костного мозга, тимуса, селезенки и лимфатических узлов. В первом триместре беременности формируется подавляющее большинство органов иммунитета, основные органы начинают свое формирование в самом начале гестации, когда женщина еще не подозревает о наступившей беременности. Поэтому в этот период будущей маме чрезвычайно важно избегать воздействия негативных факторов: рентгеновского излучения, вирусных и бактериальных инфекций, необоснованного приема лекарственных препаратов.
Тимус формируется в конце 1-го месяца внутриутробного развития, и на 7—8-й неделе его эпителий начинает заселяться стволовыми клетками крови, которые дифференцируются в лимфоциты тимуса. Увеличивающееся число лимфоцитов тимуса дает начало T-лимфоцитам, заселяющим T-зоны периферических органов иммунопоэза.
Закладка селезенки происходит в конце 1-го месяца эмбриогенеза. Селезенка в эмбриональном периоде представляет собой универсальный кроветворный орган. Образование эритроцитов и гранулоцитов в селезенке достигает максимума на 5-м месяце эмбриогенеза. После этого в ней начинает преобладать лимфоцитопоэз.
Первые закладки лимфоузлов человека появляются на 7—8-й неделе эмбрионального развития. Большинство лимфатических узлов развивается на 9—10-й неделе. В этот же период начинается проникновение в лимфатические узлы стволовых клеток крови, из которых на ранних стадиях дифференцируются эритроциты, гранулоциты и мегакариоциты. Однако формирование этих элементов быстро подавляется образованием лимфоцитов, составляющих основную часть лимфатических узлов.
Появление единичных лимфоцитов происходит уже в течение 8—15-й недели развития, однако массовое «заселение» лимфатических узлов предшественниками T- и B-лимфоцитов начинается с 16-й недели. Из клеток-предшественников дифференцируются сначала лимфобласты (или большие лимфоциты), а далее средние и малые лимфоциты. Дифференцировка T- и B-лимфоцитов происходит, соответственно, в T- и B-зависимых зонах лимфатических узлов.
Развитие зрелых В-клеток в крови плода
Стволовые СD34-клетки из печени заселяют костный мозг ключиц на 8-й неделе внутриутробной жизни, а на 10-й неделе появляются и в костном мозге длинных костей. Антигеннезависимые стадии созревания В-лимфоцитов различают по характеру перестройки генов иммуноглобулинов и поверхностным белкам этих клеток. Первым потомком полипотентной стволовой клетки, из которой развиваются В-лимфоциты, является про-В-лимфоцит, который идентифицируют по наличию на его поверхности как CD34, так и CD 10; гены иммуноглобулинов в нем остаются в зародышевом состоянии. Для следующей стадии (пре-пре-В-лимфоциты) характерна перестройка генов иммуноглобулинов, но еще непроисходит экспрессии тяжелых цепей иммуноглобулинов (u) в цитоплазме и поверхностные (секреторные) IgM (slgM) еще отсутствуют. Кроме CD34 и CD 10, на поверхности таких клеток появляются CD 19 и CD40, а несколько позднее — CD73, CD22, CD24 и CD38. В цитоплазме пре-В-лимфоцитов (следующая стадия) возникают тяжелые цепи u, но slgM все еще отсутствует, поскольку не синтезируются легкие цепи иммуноглобулинов. На этой стадии клетки продолжают экспрессировать все те молекулы CD, который имелись ранее, за исключением CD34 и CD 10, и появляется еще один поверхностный маркер CD21. На стадии незрелых В-лимфоцитов происходит перестройка генов легких цепей иммуноглобулинов, появляются slgM (но не slgD). Экспрессия CD38 прекращается, но все другие молекулы CD сохраняются. Антигеннезависимые стадии созревания завершаются образованием зрелых, или девственных, В-лимфоцитов, на поверхности которых присутствует и slgM, и slgM. Появляется и новый поверхностный маркер — CD23. Пре-В-лимфоциты обнаруживаются в печени 7-недельного плода, В-лимфоциты с sIgM+ и sIgG+ — между 7-й и 11-й неделей, а В-лимфоциты с sIgD+ и sIgA+ — на 12-13-й неделе. На 14-й неделе процент лимфоцитов в периферической крови, несущих на slgM и slgD, не отличается от такового в пуповинной крови и несколько превышает их долю в крови взрослого человека.
Антигензависимая дифференцировка зрелых В-лимфоцитов начинается после их стимуляции антигеном. Эта стимуляция осуществляется через рецепторы, роль которых выполняют поверхностные иммуноглобулины. Под действием антигенов В-лимфоциты и их потомки дифференцируются в СD27+-клетки памяти (для каждого конкретного антигена) и плазматические клетки, которые синтезируют и секретируют антигенспецифические иммуноглобулины, т. е. антитела. Активация В-лимфоцитов индуцирует синтез цитидиндезаминазы, при недостаточности которой (как это имеет место при одной из форм аутосомно-рецессивного синдрома гиперпродукцииIgM) не происходит переключения синтеза классов иммуноглобулинов и образуются только антитела класса IgM.
Хотя В-лимфоциты относительно рано приобретают способность синтезировать и секретировать иммуноглобулины, отдельные плазматические клетки появляются в лимфоидной ткани плода только после 20-й недели беременности. Это объясняется стерильностью среды в матке. На 5-м месяце внутриутробной жизни можно обнаружить большое количество пейеровых бляшек, а плазматические клетки находят в lamina propria у 25-недельного плода.
Система комплемента плода
Общая активность системы комплемента плода в эмбриональном периоде по классическому пути выявляется уже на 6–8-й неделе и составляет около 60% таковой взрослого человека, а активность альтернативного пути -примерно 35–50%. Соответственно выявляется и гемолитическая активность отдельных компонентов — С1–С9, а также факторов альтернативного пути данной системы — В, I, Р, Н. Основную роль в биосинтезе компонентов комплемента играет печень.
Белки системы комплемента не переходят через плацентарный барьер. Отдельные компоненты комплемента зарегистрированы в тканях плода уже на 6-й неделе внутриутробной жизни, в крови — на 10-й неделе. Одним из первых синтезируется ключевой компонент классического пути — СЗ; компоненты С2, С4, С5 синтезируются на 8-й неделе, С7 и С9 — на 16-й неделе. К 19-й неделе внутриутробной жизни кровь плода содержит все компоненты комплемента. Содержание компонентов СЗ и С4 в крови плода к моменту родов достигает 50—75% уровня, определяемого у матери. То же самое установлено в отношении гемолитической активности СН50 и содержания фактора В. Наряду с этим уровень компонентов мембраноатакующего комплекса С8 и С9 едва достигает у новорожденного 10% нормальных показателей такового у взрослых. Низкое содержание факторов СЗ и В крови новорожденных определяет недостаточную опсоническую активность плазмы, что служит одним из существенных условий чувствительности организма новорожденного по отношению к инфекции.
Примерно к 3-му месяцу постнаталыюй жизни содержание основных компонентов классического пути активации комплемента достигает величин, определяемых у взрослых. При развитии воспалительных процессов у новорожденных в защитные реакции включается альтернативный каскад реакций комплемента (не вовлекающий специфические антитела), а позднее активируется классический путь.
Однако к моменту рождения система активации комплемента по альтернативному пути остается незрелой.
Особенности фагоцитарных клеток плода
Фагоцитарные клетки - это гранулоциты, моноциты, макрофаг. Во внутриутробном периоде гранулоциты появляются в печени плода на 2-м месяце беременности, а к 5-му месяцу главным их продуцентом становится костный мозг. Внутриутробные инфекции ведут к быстрому истощению пула нейтрофилов. В функциональном отношении гранулоциты плода (по данным исследований пуповинной крови и крови недоношенных) отличаются низким хемотаксисом, а также ограниченной способностью к адгеренции (прилипанию). Весьма недостаточны миграция и необходимая для нее деформобильность клетки, что обусловлено более жесткой, чем у взрослых, мембраной клеток.
Последнее обстоятельство связывается с повышенным содержанием насыщенных жирных кислот в мембранных липидах новорожденных и более низким количеством ненасыщенных жирных кислот, которые придают мембранам свойство текучести. К конце беременности нейтрофилы способны генерировать токсические радикалы кислорода, т.е. генерировать дыхательный «взрыв» фагоцитов. Однако образуемый лейкоцитами супероксид-анион слабо преобразуется в энергичные бактерицидные формы — перекись водорода, гидроксильный радикал, синглетный кислород. Цепные реакции перекисного окисления быстро угасают, а недостаточная реакция высвобождения лизосомных ферментов и катионных белков раскрывает причину незавершенности фагоцитоза.
Критический период во внутриутробном развитии плода
Во внутриутробном периоде можно выделить критический этап развития органов иммунной системы с 8 до 12 недели, когда происходит дифференци-ровка органов и клеток иммунной системы.
Лимфоциты на ранних этапах кроветворения образуются в желточном мешке. Затем, на 4—5-й неделе внутриутробного развития, их основным источником становится печень, а еще позже — костный мозг. B-лимфоциты проходят антигеннезависимую дифференцировку в костном мозге. Здесь на их поверхности появляются IgM. Затем они покидают костный мозг и заселяют периферические органы иммунной системы. Контакт с антигеном стимулирует антигензависимую дифференцировку B-лимфоцитов в плазматические клетки, способные к выработке антител. Плазматические клетки плода начинают секретировать IgM примерно на 10-й, IgG - на 12-й и IgA — на 30-й неделе внутриутробного развития. У новорожденного антитела представлены в основном материнскими IgG, уровни IgM и IgA, если не было внутриутробной инфекции, незначительны. Предшественники T-лимфоцитов на 6—8-й неделе внутриутробного развития заселяют тимус, где происходят рост, антигеннезависимая дифференцировка и гибель T-лимфоцитов, направленных против собственных антигенов. Активность этих процессов возрастает, становясь максимальной в период полового созревания.
Фагоциты так же, как и лимфоциты, на ранних этапах кроветворения образуются в желточном мешке.
Время наступления и особенности иммунной системы критических периодов постнатального развития
Первый критический период приходится на возраст до 30 дней жизни.
Первый критический период характеризуется тем, что иммунная система ребенка подавлена. Иммунитет имеет пассивный характер. Новорожденный проявляет слабую резистентность к условно–патогенной, гноеродной, грамотрицательной флоре. Характерна склонность к генерализации микробно-воспалительных процессов, к септическим состояниям. Очень высока чувствительность ребенка к вирусным инфекциям, против которых он абсолютно не защищен материнскими антителами. Примерно на пятые сутки жизни осуществляется первый перекрест в формуле белой крови и устанавливается абсолютное и относительное преобладание лимфоцитов. Отмечают низкую активность фагоцитов. Лимфоциты способны отвечать на антиген и митогены; гуморальные реакции обусловлены материнскими IgG.
Второй критический период приходится на возраст 3-6 месяцев.
Этот период обусловлен разрушением материнских антител. Первичный иммунный ответ на проникновение инфекции развивается за счет синтеза иммуноглобулинов класса М и не оставляет иммунологической памяти. Такой тип иммунного ответа наступает также при вакцинации против инфекционных заболеваний, и только ревакцинация формирует вторичный иммунный ответ с продукцией антител класса IgG. Недостаточность системы местного иммунитета проявляется повторными ОРВИ, кишечными инфекциями и дисбактериозом, кожными заболеваниями. Дети отличаются очень высокой чувствительностью к респираторному синцитиальному вирусу, ротавирусу, вирусам гриппа, аденовирусам (высокая подверженность воспалительным процессам органов дыхания, кишечным инфекциям). Атипично протекают коклюш, корь, не оставляя иммунитета. Дебютируют многие наследственные болезни, включая первичные иммунодефициты.
Третий критический период приходится на 2-ой год жизни.
Именно в это время значительно расширяются контакты ребенка с внешним миром (свобода передвижения, социализация). Сохраняется первичный иммунный ответ (синтез IgM) на многие антигены. Вместе с тем, начинается переключение иммунных реакций на образование антител класса IgG. Система местного иммунитета остается незрелой. Поэтому дети остаются чувствительными к вирусным и микробным инфекциям. В этот период впервые проявляются многие первичные иммунодефициты, аутоиммунные и иммунокомплексные болезни (гломерулонефрит, васкулиты и др.). Дети склонны к повторным вирусным и микробно–воспалительным заболеваниям органов дыхания, ЛОР–органов. Становятся более четкими признаки иммунодиатезов (атопический, лимфатический, аутоаллергический). Проявления пищевой аллергии постепенно ослабевают. По иммунобиологическим характеристикам значительная часть детей второго года жизни не готова к условиям пребывания в детском коллективе.
Четвертый критический период приходится на 4-6-ой годы жизни.
Этот критический период отличается тем, что средняя концентрация IgG и IgM в крови соответствует уровню взрослых, однако уровень IgA в крови еще не достигает окончательных значений. Содержание IgE в плазме крови отличается максимальным уровнем в сравнении с другими возрастными периодами, что отчасти обусловлено довольно частыми в это период паразитарными инфекциями – лямблиозом, гельминтозами. При этом уровень сывороточного IgА остается ниже нормы. Это нередко рассматривается как фактор риска формирования многих хронических заболеваний полигенной природы. Может нарастать аллергическая реакция.
Пятый критический период приходится на 12-15-ые года жизни.
Пятый критический период происходит на фоне бурной гормональной перестройки (приходится на 12–13 лет у девочек и 14–15 лет – у мальчиков). На фоне повышения секреции половых стероидов уменьшается объем лимфоидных органов. Секреция половых гормонов ведет к подавлению клеточного звена иммунитета. Содержание IgE в крови снижается. Окончательно формируются сильный и слабый типы иммунного ответа. Нарастает воздействие экзогенных факторов (курение, ксенобиотики и др.) на иммунную систему. Повышается чувствительность к микобактериям. После некоторого спада отмечается подъем частоты хронических воспалительных, а также аутоиммунных и лимфопролиферативных заболеваний.
Общие закономерности развития иммунной системы у детей
Становление иммунной системы не коррелирует с антропометрическими и функциональными характеристиками организма
Абсолютный и относительный лимфоцитоз в крови детей до препубертатного возраста отражает процесс «обучения» множества клонов Т- и В-лимфицитов распознавать чужеродные антигены.
Морфология лимфоидных клеток и их фенотип не определяют возрастной динамики их функций.
Заключение
У детей иммунитет имеет ряд особенностей и недостатков, делающих их более восприимчивыми по отношению ко многим инфекциям. Повышение иммунитета необходимо во всех случаях иммунодефицита. Для стимуляции иммунитета у детей проводят коррекцию питания, закаливание, лечение поливитаминными и иммуностимулирующими препаратами.
Иммунитет детей имеет ряд особенностей делающих их более уязвимыми по отношению к большинству инфекций. Поэтому нужно соблюдать правила укрепления иммунитета ребенка, чтобы сделать его способным бороться с инфекционными болезнями.
Список литературы
1) Кокряков В. Н. Очерки о врожденном иммунитете. РАМН, Науч.-исслед. ин-т эксперимент. медицины. – СПб: Наука, 2006;
2) Комаровский Е.О. Здоровье ребенка и здравый смысл его родственников. – СПб: Наука, 2002;
3) Бурместер Г.Р., Пецутто А. Наглядная иммунология. М., 2007.
4) http://medic.social/allergologiya-immunologiya/immunitet-detskogo-organizma-immunnoe.html
9
