Mecanisme celulare de modificări ale sistemului imunitar în timpul îmbătrânirii. Cauzele și mecanismele de schimbare

Video: Finito și procesul de îmbătrânire

conținut

Video: finito și procesul de îmbătrânire
Cauzele și mecanismele schimbării imunitate în timpul îmbătrânirii
Rolul celulei și a mediului
Rolul hormonilor în schimbarea sistemului imunitar
Mecanisme de functionarea sistemului imunitar
Antigen modificare activare
Violarea proliferării după activarea
Violarea interacțiunilor celulă-celulă

Cauzele și mecanismele schimbării imunitate în timpul îmbătrânirii

Rolul celulei și a mediului

Experimente Răspuns reproducere prin cultivarea celulelor imune in sistem in vitro sau un organism imunologic inert a arătat că principalul factor care cauzează o scădere a răspunsului imun în vârstă sunt celule mature reprezentând răspunsul scădere de aproximativ 90%, mai degrabă decât un mediu în care se dezvoltă răspuns imun (Pret, Makinodan, 1972a, 1972b).

Cu toate acestea, în timpul transferului la celulele iradiate ale beneficiarului pentru o perioadă mai mare de 3 luni, când majoritatea celulelor imunocompetente mature transferate este eliminat, pentru celulele de măduvă exemplu os vechi donator răspuns destinatar tânăr din urmă nu este diferită de răspunsul tânărului animal, deși efectuată după cum se arată cu ajutorul cromozomiala etichete de origine a celulelor donatoare, adică. e. vechi (Harrison et al., 1977- Butenko, Andrianova, 1979).

În același timp, celulele tinere măduvă osoasă, petrec suficient de mult timp în corpul unui maestru vechi, a dat un răspuns la un nivel tipic pentru animal în vârstă (fig. 27).

Fig. 27. Un răspuns imun primar la oi eritrocite tineri și bătrâni recipient iradiat (linia de șoarece CBA) 4-5 luni după refacerea celulelor de măduvă osoasă singenice.
Pe ordonată - numărul de formare a plăcii de celule abscisă selezenki- - animale tinere intacte (1), animalul intact vechi (2), iradiat pentru animale tinere, a redus de celule de măduvă osoasă tinere (3), măduva osoasă vechi (4), vechile animalele iradiate celule de măduvă osoasă tinere recondiționate (5), iradiat pentru animale tinere, celule de splină tinere recuperate (6), splina vechi (7).

Aceste fapte indică faptul că evenimentele care se desfășoară în transformarea celulelor stem din măduva osoasă în celulele sistemului imunitar mature sunt cruciale pentru dezvoltarea în continuare a răspunsului imun.

Se poate presupune că factorii care influențează calea diferențierii celulelor stem, sunt caracteristicile microclimatul organismelor în care aceste celule dezvolta, in special micromediul din măduva osoasă și timusului, precum și nivelul și raportul dintre hormoni organismului sau a altor factori de reglementare necunoscute umorali.

Pentru un număr de parametri ai vechilor celule stem maduvei osoase organism diferă semnificativ de cele ale tinerilor. Ele sunt defecte în capacitatea lor de a recupera de la subletale iradiere fracționată (Chen, 1974), reduce capacitatea lor de a migra și a coloniei endogene (Petrov și colab., 1977), au redus numărul de celule progenitoare T (Tuapa, 1977), precum și capacitatea de a produce celule B redus (Farrar et al., 1973).

De asemenea, au alterat cinetica de reproducere, care se manifestă scade numărul și mărimea coloniilor de celule formate, și nu poate fi inversat prin trecerea printr-un organism tânăr (Albright, Makinodan, 1976). Cu toate acestea, după cum a indicat deja, atunci când sunt transferate către corpul tânăr iradiat ei sunt capabili de a restabili complet răspunsul imun la caracteristica de nivel pentru un animal tânăr, și, prin urmare, nu poate fi considerată ca un element de limitare.

Timusul este supusă celor mai pronunțate schimbări legate de vârstă, care au trasaturi similare in diferite specii de mamifere. Ponderea relativă a timusului cea mai mare la momentul nașterii. Apoi, cu toate că masa sa absolută continuă să crească și atinge maximul la momentul pubertății, greutatea relativă scade datorită creșterii rapide a greutății corporale totale.

Apoi timus masa scade exponențial într-o măsură mai mare de stratul cortical, o mai mică - creier, cu înlocuirea țesutului conjunctiv și adipos. Astfel dispar corpusculii Hassall, a perturbat locația corectă a celulelor epiteliale, scade numărul total de limfocite, macrofage acumulează conținând diferite incluziuni și fragmente de celule, plasmă și celulele mast.

Schimbarea caracterului și ultrastructura celulelor epiteliale secretorii și limfocitele (Bellamy, 1973- Hirokawa, 1977). Această așa-numita involuție vârstă a timusului este însoțită de o scădere a circulant factor timic de sânge - substanțe hormonale care au o influență pronunțată asupra dezvoltării și funcției T și probabil parțial limfocite B, la diferite tipuri de reacții imunologice (Bach, Bach, 1979).

Încălcarea funcției timusului începe, cu toate acestea, înainte de a se determina involuție morfologic. În care diferite funcții sunt pierdute într-o secvență diferită și nu în aceeași măsură. La transplantare timus, luate de la animale de vârste diferite și protejate timectomizat iradiate celule de măduvă osoasă de la șoareci adulți, în urma secventa de pierdere diferite funcții a fost obținut: mai întâi a pierdut capacitatea de a influența repopularea zonelor T-dependente de ganglioni limfatici, apoi - impactul asupra producției receptiv fitohemaglutinină (PHA) și celulele T splenice A-Con, apoi dispare activitatea helper a celulelor T splenice și cel mai redus capacitatea de a influența reactivitatea celulelor de splină la limfocite alogenice.

Dar chiar și țesutul timusului de animale foarte vechi posedă încă anumite potențialități pentru restaurarea funcțiilor de celule T (Hirokawa, Makinodan, 1975). Cu toate acestea, încercările de a restabili funcția imunitar redusă a organismelor vechi transfera timusului lor de animale nou-născuți sau tinere nu au avut succes.

Experimente pentru a studia răspunsul imun în parabiontov diferite vârste au arătat că predomină într-o pereche este influențat corpul vechi Heterochrony, astfel încât să existe o reacție de reducere semnificativă la nivelul animalelor tinere și foarte mică creștere în vechiul (Fig. 28).

Fig. 28. Răspunsul imun primar la celulele roșii din sânge de oaie parabiontov diferite vârste de 3 luni după reticulare.
Pe ordonată - numărul de celule formatoare de plăci din splină (traverse din stânga, bare negre) și log2 hemolizine nivel de sânge (scala din dreapta, bare hașurate) - abscisa - tineri (M), vechile animale (C) și diferite combinații de perechi de vârstă

Acest lucru sugerează că de la vechiul la tineri organismul este un anumit efect inhibitor.

Rolul hormonilor în schimbarea sistemului imunitar

Diferite hormoni poate avea un efect profund asupra proliferării și diferențierii celulelor, și, prin urmare, se poate schimba educația celule ale sistemului imunitar și acționează asupra evenimentelor care au loc după stimulare antigenică.

Este cunoscut faptul că un defect al functiei imune sunt diferite tipuri de dezechilibru hormonal: hipotiroidism, diabet, tulburări ale glandei pituitare, glandele suprarenale, gonade. Anumit echilibru hormonal disponibile în perioadele critice de dezvoltare și este esențială pentru maturarea și activitatea sistemului limfoid, astfel încât eșecul de restaurare a răspunsului imun la animale mai mari, folosind transplanturi de nou-născut timusului poate fi explicat prin faptul că un echilibru hormonal în organism vechi împiedică acțiunea factorilor timice și reconstituire imună (Fabris, 1977).

Experimentele efectuate cu vechiul normale, precum soareci gipopituitarnymi rapid de imbatranire a demonstrat un efect de restaurare marcat al hormonului de creștere și tiroxină. Denkla (Denkla, 1978) sugerează că glanda pituitara secreta două grupe de substanțe care afectează sistemul imunitar.

Hormoni, cum ar fi tiroida și acționează somatotrop favorabil. Dar, pe măsură ce vârsta începe secreția de substanțe care împiedică acest efect favorabil, după cum se poate observa prin efectul de reducere a sistemului imunitar al animalelor mai vechi gipofizektomii, cuplat cu introducerea de tiroxina.

Ar trebui, de asemenea, să ia în considerare acțiunea reciprocă a involuția timusului în glanda pituitară și alte organe endocrine, precum și capacitatea de a schimba celulele limfoide corpului vechi raspunde la influentele hormonale (Roth, 1975).

Mecanisme de functionarea sistemului imunitar

Constatările de mai sus sugereaza ca tulburari de imunitate la o vârstă înaintată, în principal din cauza timpurie antigennezavisimymi, etapa de diferențiere a celulelor imune,. Cu toate că, în acest caz, suma totală și raportul dintre tipurile majore de celule de schimbare este relativ mic, o schimbare în capacitatea lor de activare, proliferarea și interacțiunile celulă-celulă, rezultând într-o încălcare ulterioară, diferențierea antigen-stadiu de celule ale sistemului imunitar.

antigen Modificare activare

Există o doză caracteristică dinamică de antigen necesară pentru stimularea maximă a răspunsului imun: sensibilitate scăzută la antigenul la o vârstă fragedă, ridicând-o la maturitatea și scăderea ulterioară în vârstă (Bosma et al, 1967- Rector, Carter, 1973.).

Se arată că legarea mitogeni etichetate și policlonali (precum PHA și lipopolizaharide) celule unitate de membrană nu scade odată cu vârsta polizaharidic pneumococic, dar pe semnalul stimul corespunde numărului minim de celule (Hung și colab., 1975- Callard, Basten, 1977- Callard și colab. , 1977).

Incetinește formarea de „pete“ și „capace“ de pe suprafața celulară după legarea de mitogen care, potrivit noțiunilor existente, este etapa inițială de activare a celulelor (Woda, Feldman, 1979). etapele ulterioare de activare, de asemenea, încălcate.

Deja în populația de celule limfoide unstimulated scăderea observată cAMP și cGMP creștere, deci este important pentru procesul de proliferare a celulelor, raportul dintre AMPc / GMPc în limfocite de șoareci în vârstă a fost de numai 5% din cea a tinerilor.

După stimularea cu mitogen în limfocitele de animale in varsta perturbat formarea de AMPc și GMPc, astfel încât în locul înregistrate în rândul tinerilor monofazată raportul de recuperare AMPc / GMPc are două faze, caracterizată cantitativ dinamica acestui indice (Tarn, Walford, 1978).

Ca și în nestimulate și stimulate cu limfocite fitohemaglutinină animale în vârstă redus activitatea de fosfatază acidă (Gillissen și colab., 1977), precum și de fosforilare a fenomenului histone care precede schimbările structurale care apar cu cromatină înaintea sintezei ARN și replicarea ADN-ului redus (Lutz, Ermini, 1976).

Violarea proliferării după activarea

Când a fost demonstrat de stimulare care, deși durata minimă a ciclului celular PHA limfocite persoanelor în vârstă rămâne practic aceleași (10,6 ore la tineri la 10 ore mai mari), media și durata maximă este semnificativ crescută (de exemplu, durata maximă de 15,6 ore în tineri și 25 h la vechi).

Celulele vechi sunt mai lente în ciclu, au întins G1 perioadei (Tice și colab., 1979). In cultura limfocitelor din tineri ca urmare a diviziunii succesive a descendenților celulelor separate se observă o creștere exponențială încorporarea de timidină marcată în timp. Limfocitele ale acelorași organisme vechi, această relație este liniară.

Folosind colorația diferențială cu bromodeoxyuridine arătat că peste 72 de ore într-o cultură a limfocitelor de persoane tinere numărul de celule trecut diviziune 1, a fost de 8%; 2 - 24%, și mai mult de 3 - 68%. In schimb, la persoanele in varsta de 30% din celule a partajat 1 ori 42% - de 2 ori, 28% - 3 sau mai multe ori (Weksler, 1978).

Prin diferența în legarea preparatelor fixe D-3H actinomicină de limfocite stimulate cu PHA oameni de toate vârstele pot fi determinate ca ciclul celular Gx-fază, cel puțin în unele limfocite T oameni vechi există blocada (Preumont et al., 1978).

Poate că acest fapt și prezența blocurilor în celelalte faze ale ciclului celular poate fi explicată prin discrepanța dintre valorile răspunsului declin legat de vârstă la mitogene, înregistrate prin diverse metode: prin numărul blastirovannyh celule de numărul de celule marcate cu 3H-timidină pe valoarea etichetării și asupra numărului de mitoză (Barbaruk, Carmella și colab modelul anului 1974., 1977).

Violarea interacțiunilor celulă-celulă

Mecanismul de inițiere a unui răspuns imun la majoritatea antigenelor juca 3 tipuri de celule: macrofage, T și B limfocite. După imunizarea unui organism de îmbătrânire se observă ca o scădere constând din celule-B, înconjurate de limfocite T activate de antigen (Makinodan, 1972), și de a reduce numărul asociațiilor de macrofage-limfocite (Beregi, 1978). Clonală deranjat reglarea proliferării celulare.

Astfel, în cultura de celule, limfocitele au demonstrat o scădere de 100 de ori a inhibitorilor de izolare a diviziunii celulare și de reducere de 6 ori a sensibilității lor (Callard, Basten, 1977), fapt ce poate fi responsabil pentru observate la persoanele în vârstă proliferarea excesivă a celulelor imunocompetente (Beneke et al., Suslov Ehneva modelul anului 1974, 1974) și aspectul disproteinemie monoclonal.

Foarte adesea adăugarea de suspensii de celule ale splinele animalelor în vârstă de la celule tinere conduce la inhibarea marcată a răspunsului imun (Makinodan et al., 1976). Suprimarea acțiune la animale cu varsta poseda T-limfocite (Hirano, Nordin, 1975), limfocite B (Singhal și colab., 1978) și monocite (Duchatean și colab., 1976).

Mai ales o mulțime de atenție acordată studiului modificărilor legate de vârstă de celule T de reglementare. Acesta abordează problema scăderii legată de vârstă a celulelor T-helper (Blankwater, 1978- Kay, 1978). În ceea ce privește T-supresor, obținut a datelor extrem de contradictorii.

Intr-un grup de studii a constatat o creștere a supresor funcția limfocitelor T în timpul îmbătrânirii (Segre, Segre, 1977, 1978- Weksler și colab., 1978), și să încerce să explice mecanismul acestui declin legat de vârstă a răspunsului imun. În alte studii, prin contrast, a fost găsit pentru a reduce activitatea supresorilor-T (Folch, Waksman, Stobo modelul anului 1974, Tomasi, 1975- Boutenko, Andrianov, 1979), cu care este asociat un autoimunitate. Gershon și Mattsler (Gershon, Matzler, 1977), analizând această contradicție, au ajuns la concluzia că poate fi explicat caracteristici ale procedurii de testare și depinde de reducerea piscina imature (Ly 1, 2, 3+) precursori ambivalente.

În plus, există o redistribuire semnificativă a celulelor între diferite subpopulații limfoide. Celulele modificate B (Nordin, Adler, 1979), raportul perturbat între celule este reținută în ganglionii limfatici și splina (Gillete, 1975) de anticorpi și celule de memorie imunologice (Boutenko și colab., 1977), limfocitele de lungă durată și de scurtă durată, diferite în diferite organe limfoide (Ropke, 1977).

Astfel, faptele de mai sus indică faptul că fenomenele de vârstă vechi de imunodeficienta și autoimunitate sunt schimbări complexe și diverse de celule și populații de celule, ca urmare a fenomenelor de reglementare și morfogenetice.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit