Шпаргалки к экзаменам и зачётам

 Краткий исторический очерк развития иммунологии
Древний мир и Средние Века

1000 г. до н.э. – первые инокуляции содержимого оспенных папул здоровым людям с целью их защиты от острой формы заболевания проводились в Китае, а затем распространились в Индию, Европу, Малую Азию, на Кавказ.

Первые вакцины

С 1701 г. вариоляция (прививание от оспы) получает распространение в Константинополе, откуда распространяется в Европу. В 1722 г. принц и принцесса Уэльские привили оспу двум своим дочерям, чем подали монарший пример жителям Англии. В Лондоне в 1746 г. был открыт специальный госпиталь Святого Панкраса, в котором всем желающим прививали оспу. 12 октября 1768 г. один из лучших врачей – инокуляторов Томас Димсдейл произвел оспопрививание императрице Екатерине II и ее сыну Павлу. В 1796 г. после тридцати лет исследований Эдвард Дженнер опробовал метод прививания людей коровьей оспой на 8-летнем мальчике, а затем еще на 23 людях. В 1798 г. он опубликовал результаты своих исследований. Дженнер разработал врачебную технику оспопрививания, которую назвал вакцинацией (от лат. vaccus — корова).

Иммунологическая революция

В 1880 г. выходит в свет статья Луи Пастера о защите кур от холеры путем их иммунизации патогеном со сниженной вирулентностью.

В 1881 г. Пастер проводит публичный эксперимент по прививке 27 овцам сибиреязвенной вакцины, а в 1885 г. успешно испытывает вакцину от бешенства на мальчике, укушенном бешеной собакой. Эти события знаменуют собой зарождение инфекционной иммунологии и начало эры вакцинации. В 1890 г. немецкий врач Эмиль фон Беринг совместно с Сибасабуро Китасато показал, что в крови людей, переболевших дифтерией или столбняком, образуются антитоксины, которые обеспечивают иммунитет к этим болезням как самим переболевшим, так и тем, кому такая кровь будет перелита. В том же году на основе этих открытий был разработан метод лечения кровяной сывороткой. Работы этих ученых положили начало изучению механизмов гуморального иммунитета. В 1883 г. русский биолог – иммунолог Илья Мечников сделал первое сообщение по фагоцитарной теории иммунитета. Именно Мечников стоял у истоков познания вопросов клеточного иммунитета. Мечников показал, что в организме человека присутствуют особые амебоидные подвижные клетки – нейтрофилы и макрофаги, которые поглощают и переваривают патогенные микроорганизмы. Именно им он отдавал первичную роль в защите организма.

В 1891 г. выходит статья Пауля Эрлиха, в которой он термином "антитело" обозначает противомикробные вещества крови. Параллельно с Мечниковым Эрлих разрабатывал свою теорию иммунной защиты организма. Эрлих заметил, что основным свойством антител является их ярко выраженная специфичность. Две теории – фагоцитарная (клеточная) и гуморальная – в период своего возникновения стояли на антагонистических позициях. В 1908 г. Мечников и Эрлих разделили Нобелевскую премию в области медицины, а позже выяснилось, что их теории дополняют друг друга.

В 1900 г. австрийский врач – иммунолог Карл Ландштейнер открыл группы крови человека.мВ 1904 г. известный химик Сванте Аррениус доказал обратимость взаимодействия антиген – антитело и заложил основы иммунохимии. В 1913 г. была организована Американская ассоциация иммунологов. Прорыв в теоретической иммунологии Вирусолога Фрэнк Макфарлейн Бернет стал автором клонально-селективной теории иммунитета и первооткрывателем явления иммунотолерантности.

Изучение иммуноглобулинов началось с работы по электрофорезу белков крови Арне Тиселиуса 1937 года. Затем в течение 40х -60х гг. были открыты классы и изотипы иммуноглобулинов, а в 1962 г. Родни Портер предложил модель структуры молекул иммуноглобулинов, которая оказалась универсальной для иммуноглобулинов всех изотипов и совершенно верной и по сегодняшний день наших знаний.

60-е — начало 80-х годов — этап выделения всевозможных факторов - гуморальных медиаторов иммунного ответа из супернатантов клеточных культур. С середины 80-х годов и по настоящее время в иммунологию вошли методы молекулярного клонирования, трансгенные мыши и мыши с удалением заданных генов (knokout).

В работах Джеймса Гованса 60-х годов XX в. показана роль лимфоцитов в организме. В середине XX в. команда во главе с американским генетиком и иммунологом Джорджем Снеллом проводила опыты с мышами, которые привели к открытию главного комплекса гистосовместимости и законов трансплантации.

В 2011 г. Нобелевскую премию в области физиологии и медицины получил французский иммунолог Жюль Хоффманн за работу «по исследованию активации врожденного иммунитета».

В XXI веке основными задачами иммунологии стали: изучение молекулярных механизмов иммунитета — как врождённого, так и приобретённого, разработка новых вакцин и методов лечения аллергии, иммунодефицитов, онкологических заболеваний.

 

 Предмет, цели и задачи иммунологии

 

В зависимости от способа и объекта познания иммунологию можно разделить на общую и частную. Общая иммунология изучает процессы "иммунитета на молекулярном, клеточном и организменном уровнях, генетику и эволюцию иммунитета, регуляцию иммунитета на всех уровнях. Частная иммунология изучает способы и методы профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней (иммунопрофилактика, вакцинология); злокачественных опухолей (иммуноонкология); условия, способствующие пересадке чужеродных органов и тканей (трансплантационная иммунология); извращенные реакции на антигены (аллергология, иммунопатология); влияние на иммунную систему факторов окружающей среды (экологическая иммунология).

Задачи иммунологии:

1. изучение иммунной системы здорового человека;

2. изучение роли ИС в патогенезе инфекционных и неинфекционных заболеваний

3. разработка унифицированных и информативных методов оценки иммунного статуса

4. разработка новых высокоэффективных иммуноактивных препаратов и оптимальных схем их применения.

Основным предметом исследований в иммунологии является познание механизмов формирования специфического иммунного ответа организма ко всем чужеродным и антигенном отношении соединиениям.

Наиболее характерными признаками иммунной системы, отличающими ее от иных систем организма, является следующие:

1.Способность дифференцировать все «свое» от всего «чужого»;

2. Создание памяти от первичного контакта с чужеродным антигенным материалом;

3. Клональная организация иммунокомпетентных клеток, проявляющаяся в способности отдельного клеточного клона реагирования только на одну из множества антигенных детерминант.

 

 Общая характеристика иммунной системы млекопитающих

 

Органы иммунной системы принято делить на центральные (или первичные) и периферические (или вторичные), исходя не столько из их расположения в организме, сколько из степени их значимости в поддержании нормального состояния этой системы. Красный костный мозг и тимус (вилочковую железу) относят к первичным органам иммунной системы вследствие того, что именно в них возникают и проходят основные этапы развития составляющие иммунную систему клетки. Те же органы, в которых эти клетки осуществляют лишь некоторые этапы своего развития и временно локализуются в ходе присущей этим клеткам циркуляции по организму, считают вторичными. Таковыми в иммунной системе являются селезенка, лимфатические узлы и не отделенные от окружающих тканей соединительно-тканными оболочками лимфоидные скопления: миндалины и аденоиды носоглотки, а также специфические лимфоидные образования в стенках кишечника, называемые пейеровыми бляшками.

Иммунная система благодаря подвижности составляющих ее клеток распространена по всему телу. Относимые к ней клетки, изначально являющиеся клетками крови, способны проникать через стенки капилляров и перемещаться между клетками других тканей, что и делает внутреннюю среду практически в любой точке организма доступной для воздействия иммунной системы. Конкретно клетками иммунной системы принято считать все лейкоциты крови, условно разделяемые на 5 групп: моноциты, нейтрофилы, эозинофилы, базофилы и лимфоциты. При нормальных физиологических состояниях способностью перемещаться из кровотока в ткани обладают базофилы (после проникновения в ткань они получают название тучные клетки) и моноциты, превращающиеся в ходе таких перемещений в так называемые тканевые макрофаги. Во вторичных лимфоидных органах из крови в ткани способны проходить и лимфоциты, часть из которых затем вновь может возвращаться в кровоток. Лимфоциты принято разделять исходя из мест их первичного формирования на Т-лимфо-циты (проходят основные этапы созревания в тимусе) и В-лимфоциты (у млекопитающих в основном созревают в красном костном мозге).

Третьим компонентом иммунной системы являются секретируемые ее клетками молекулы, поскольку часть из них способны функционировать в ходе реализации защитных реакций как самостоятельно действующие агенты. Характерным примером таких молекул являются выделяемые В-лимфоцитами иммуноглобулины (называемые также антителами), способные специфически взаимодействовать с конкретными чужеродными антигенами без какого-либо влияния других составляющих иммунной системы. Помимо иммуноглобулинов присущими именно иммунной системе молекулами принято считать и вещества, регулирующие деятельность как клеток иммунной системы, так и некоторых других клеток организма, наиболее часто их называют: цитокины, лимфокины и интерлейкины.

 

Строение и характеристика центральных и периферических органов иммунной системы

Костный мозг (центральные) локализован во внутренней полости трубчатых костей и представляет собой тканевое объединение ретикулярной стромы, плотно упакованных гемопоэтических и лимфоидных клеток, а также разветвленной сети капилляров.Основное назначение-продукция клеток крови и лимфоцитов. Развитие клеточных элементов костного мозга начинается от стволовой кроветворной клетки (СКК), которая дает начало шести росткам дифференцировки:
1) мегакариоцитарному, заканчивающемуся образованием тромбоцитов;
2) эритроидному, с формированием безъядерных, переносящих кислород эритроцитов крови; 3) гранулоцитарному,из которого образуются: базофилы, эозинофилы, нейтрофилы; эти клетки принимают непосредственное участие в процессах воспаления и фагоцитоза и являются участниками формы защиты от патогенов; 4) моноцитарно-макрофагалъному-образование моноцитов, мигрирующих в кровь; окончательные зрелые формы-тканевые макрофаги локализуются в различных органах и тканях;
5) Т-клеточному-формирование предшественника Т-клеток;
6) В-клеточному; В-клеточная дифференцировка характеризуется практически полной завершенностью.

Тимус (вилочковая железа) — лимфоэпителиальный орган, расположенный у большинства млекопитающих в верхней части грудной полости над сердцем; состоит из двух долей, делящихся на более мелкие дольки. Орган в целом и отдельные дольки заключены в соединительнотканную капсулу, внутренняя полость которой включает эпителиальную сеть, заполненную лимфоцитами (тимоциты). Долька - два слоя: кора с плотной упаковкой малых тимоцитов и мозговое вещество (медуллярный слой), где количество тимоцитов снижено.
Особенность организации тимуса-наличие двух элементарных структурно-гистологических единиц: фолликулов Кларка (как бы отдельные «кирпичики», из которых построен корковый слой; плотно упакованные лимфоциты и расположенные среди них макрофаги и дендритные клетки окружены эпителиальными клетками, что вместе и создает элементарную структурно-гистологическую единицу) и телец Гассаля (в медуллярной зоне свободные от лимфоцитов округлые скопления эпителиальных клеток; функциональное назначение телец неясно).

Сумка Фабрициуса у птиц выполняет роль центрального органа иммунитета, являясь поставщиком В-клеток для периферии, является местом активного образования антитело продуцентов. Это лимфоэпителиальный орган, расположенный в области задней части клоаки. Просвет сумки выстлан цилиндрическим эпителием. За эпителиальным слоем располагаются узелки (дольки). Кора представлена в основном плотным скоплением малых лимфоцитов. Более светлое мозговое вещество включает большие лимфоциты, плазматические клетки, макрофаги, гранулоциты, ретикулярные клетки.

Селезенка(перифер) — крупный орган, расположенный в верхней, левой части брюшины. Снаружи орган окружен соединительнотканной капсулой, от которой внутрь органа отходят поддерживающие перегородки — трабекулы. Характерная черта строения-наличие двух участков — красной (место локализации большого количества эритроцитов, а также макрофагов, мегакариоцитов, гранулоцитов, лимфоцитов) и белой пульпы (скопление лимфоцитов вокруг эксцентрично расположенного артериального канала). Четких границ между белой и красной пульпой нет, и между ними происходит частичный клеточный обмен. В белой пульпе локализуются Т- и В-лимфоциты. Т-клетки располагаются вокруг артериол, образуя периартериальные муфты. В-клетки входят в состав зародышевых центров, которые расположены в пограничной зоне. В красной пульпе также встречаются лимфоциты и плазмоциты. Однако они не образуют в этой зоне морфологически оформленных скоплений.
Лимфатические узлы являются истинно лимфоидными образованиями. Они располагаются в виде зерен по ходу лимфатических сосудов; образуются в результате накопления мезенхимных клеток вокруг кровеносных сосудов. Наружный слой мезенхимы дифференцируется в соединительнотканную капсулу, от которой внутрь узла отходят перегородки. Непосредственно под капсулой находится краевой синус, куда поступает лимфа по приносящим лимф сосудам. Из краевого синуса лимфа поступает в промежуточные синусы, пронизывающие всю толщу узла, и собирается в выносящем лимф сосуде, который в конце концов выносит ее в грудной проток. Место выхода сосуда называют воротами узла. Через ворота в узел проходят кровеносные сосуды. В лимфатическом узле различают корковый слой и мозговое вещество, находящееся в центре узла. Корковый слой узла есть место концентрации В-клеток. Мозговое вещество представлено относительно слабо упакованными лимфоцитами, плазмоцитами, свободными макрофагами и ретикулярными клетками стромы. Область между корой и мозговым веществом место концентрации Т-клеток.
Лимфоидная ткань локализуется в стенках пищеварительного, респираторного и урогенитального трактов. Ее обозначают как лимфоидную ткань, ассоциированную со слизистыми покровами. Ткань представлена либо в виде диффузной инфильтрации, либо в форме узелковых скоплений, лишенных замкнутого соединительнотканного футляра. Функции: концентрирует антиген, обеспечивает контакт с антигеном различных видов клеток, транспортирует клеточные структуры лимфоидной ткани в необходимые участки организма и элиминирует чужеродные антигены. Различают рыхлую лимфоидную ткань – в которой доминируют ретикулярные волокна , ретикулярные клетки и фиксированные макрофаги; и плотную – лимфоциты , плазматические клетки и свободные макрофаги.

 

Понятие об иммунитете. Естественный иммунитет. Активная и пассивная формы иммунитета.

Иммунитет – это невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям, а так же агентам и веществам, обладающим чужеродными для организма, антигенными свойствами.

Иммунные реакции носят защитный, приспосо­бительный характер и направлены на освобожде­ние организма от чужеродных антигенов, поступа­ющих в него извне и нарушающих постоянство его внутренней среды. Защитные по своей природе, ре­акции иммунитета, в силу тех или иных причин могут быть извращены и направлены на некоторые собственные, нормальные, неизмененные компонен­ты клеток и тканей, в результате чего возникают аутоиммунные болезни. Иммунные реакции могут быть причиной повышенной чувствительности орга­низма к некоторым антигенам — аллергия, анафи­лаксия. Различают следующие виды иммунитета: Естественный и искусственный. Естественный иммунитет может быть врожденный и приобретенный. При естественном врожденном иммунитете человек оказывается от рождения невосприимчивым к той или иной болезни. Приобретенным естественным называется иммунитет, который появляется после перенесения какой-либо инфекционной болезни. Дети, перенесшие корь, свинку, коклюш, приобретают естественный иммунитет против этих болезней, то есть не заболевают ими вторично. В крови человека после заражения возбудителями какой-либо болезни появляются особые защитные вещества, которые называются антителами или иммунными веществами. Они или разрушают возбудителей этой болезни, или резко ослабляют их действие, чем и создают благоприятные условия для фагоцитоза. Приобретенный естественный иммунитет действует в течение нескольких месяцев или лет.

Активно приобретенный естественный иммунитет возникает после перенесенного инфекционного забо­левания. Это наиболее прочный, продолжительный иммунитет, который поддерживается иногда всю жизнь. Активно приобретенный искусственный им­мунитет возникает в результате вакцинации живы­ми ослабленными или убитыми вакцинами (микроб­ными препаратами). Такой иммунитет возникает через 1—2 недели после вакцинации и поддержива­ется относительно долго — годами и десятками лет. Пассивно приобретенный естественный иммуни­тет -это иммунитет плода или новорожденного, ко­торый получает антитела от матери через плацен­ту или с грудным молоком. Пассивно приобретенный искусственный имму­нитет создают путем введения в организм иммуно­глобулинов, полученных от активно иммунизиро­ванных людей или животных. Такой иммунитет ус­танавливается быстро — через несколько часов после введения иммунной сыворотки или иммуно­глобулина и сохраняется непродолжительное вре­мя  в течение 3—4 недель, т. к. организм стре­мится освободиться от чужеродной сыворотки. Все виды иммунитета, связанные с образованием антител, носят название специфического, т. к. ан­титела действуют только против определенного вида микроорганизмов или токсинов.

К неспецифическим защитным механизмам от­носятся кожа и слизистые оболочки, которые практически непроницаемы для микробов, лизоцим (бактерицидное вещество кожи и слизистых оболочек), реакция воспаления, бактерицидные свойства крови тканевой жидкости, реакции фагоцитоза.

Искусственный иммунитет и его роль в борьбе с инфекционными заболеваниями. Понятие о вакцинах и сыворотках, применяемых для профилактики инфекционных болезней

Искусственный иммунитет — это иммунитет, который создан в результате активации иммунной системы или искусственной иммунизации. Различают пассивный и активный искусственный иммунитет. Пассивный иммунитет возникает вследствие введения в организм специфических сывороток, интерферонов и их смесей, интерлейкинов, иммуноглобулинов, клеток костного мозга, моноцитов, лимфоцитов, которые искусственно активированы in vitro. Пассивный иммунитет создают при первичном или тяжёлом вторичном иммунодефиците. Активный иммунитет создают за счет активации механизмов иммунного ответа. Для этого применяют вакцины, индукторы интерлейкинов, интерферонов, активаторы систем фагоцитоза и комплемента, механизмов натуральных киллеров. При активной иммунизации происходит выработка самим организмом интерферонов, антител, интерлейкинов и других факторов иммунитета. Вакцина содержит ослабленные или убитые вирусы или бактерии. Развивается первичный иммунный ответ, а после попадания неослабленного возбудителя обеспечивается и вторичный ответ, который способствует легкому течению болезни и быстрому выздоровлению.
Вакцины и сыворотки используются в качестве иммуностимуляторов активного или пассивного действия. Такие препараты особенно эффективны, если применять их не только для лечения, но и для профилактики инфекционных заболеваний. Вакцины производятся непосредственно из микроорганизмов, вызывающих инфекции, или из их антигенов. Вакцина помогает организму самостоятельно вырабатывать антитела для борьбы с вирусами или инфекциями.В зависимости от происхождения вакцины делят на:

· корпускулярные вакцины (такие препараты производят из убитых микробов-возбудителей заболевания),

· аттенуированные вакцины (производятся на основе ослабленных микроорганизмов),

· химические вакцины, в которых антигены созданы в условиях лаборатории химическим путем (в частности, вакцины против гепатита В).

Сыворотки представляют собой плазму крови без фибриногена. Сыворотку получают при естественном свертывании плазмы или с помощью ионов кальция, которым осаждается фибриноген. При введении сыворотки также происходит формирования иммунной системы. Обычно сыворотку изготавливают из животной крови, однако наиболее эффективна в некоторых случаях сыворотка на основе человеческой крови – иммуноглобулины (или гамма-глобулины). γ-глобулины не вызывают аллергических реакций. Сыворотки содержат в себе уже готовые антитела, которые применяются, в случае, если организм не может выработать их самостоятельно в силу сильного иммунодефицита, для лечения и профилактики вирусных или бактериальных инфекций (но не в острой форме). Сыворотки могут применяться после пересадки органов, чтобы предотвратить их возможное отторжение организмом. Сыворотки также используют для формирования у человека невосприимчивости к инфекции, если ему приходится контактировать с уже болеющими людьми или носителями тех или иных вирусов.

 

 Конститутивные и индуцибельные защитные механизмы организма млекопитающих от инфекции.

 

Отличительными чертами конститутивных (врожденных) за-

щитных механизмов являются их постоянное присутствие в организме

вне зависимости от действия дестабилизирующих факторов и отсутствие

выраженной специфичности, т. е. сходность проявления при действии

различных факторов. Такого рода защитные механизмы способны одно-

временно защищать организм от целого ряда факторов практически сра-

зу после рождения. В то же время индуцибельные защитные реакции

отсутствуют в организме изначально, возникают в течение жизни в ре-

зультате контакта с конкретным дестабилизирующим фактором и обла-

дают ярко выраженной специфичностью, т. е. защищают только от того

фактора, который и вызвал проявление этого механизма.

Можно считать, что конститутивные защитные механизмы являются первым барьером или эшелоном защиты от биологической агрессии, а индуцибельные – вторым, поскольку они, как правило, включаются только тогда, когда первый барьер в той или иной степени преодолевается.

К конститутивным защитным барьерам традиционно относят не-

проницаемость покровов, лизоцим, гидролитические ферменты и

соляную кислоту желудочно-кишечного тракта, интерферон, воспа-

ление, фагоцитоз, систему комплемента и другие присутствующие в

крови гуморальные факторы конститутивной защиты.

Индуцибельные защитные механизмы – это все формы иммунного

ответа, основанные на специфическом распознавании чужеродных анти-

генов. Как правило, для их реализации требуется гораздо больше време-

ни, чем для проявления конститутивных факторов защиты, а также обя-

зательным является участие иммунокомпетентных клеток. Основными и

наиболее изученными среди них являются: ответ на тимусзависмые

антигены, приводящий к появлению специфических антител и соот-

ветствующих клеток иммунной памяти; действие Т-киллеров, огра-

ниченных по молекулам главного комплекса гистосовместимости;

гиперчувствительность замедленного типа; гиперчувствительность

немедленного типа.

 

 Защитная функция кожи и слизистых оболочек млекопит-х.

 

Собственно кожа (дерма) представлена плотной волокнистой со-

единительной тканью, отличительной чертой которой является наличие

большого количества плотного межклеточного вещества. Основными

компонентами этого вещества являются белки коллаген и эластин, обра-

зующие волокна, и заполняющий пространство между этими волокнами

полисахарид гиалуроновая кислота. Такое сочетание создает прочный

плотный и в то же время растяжимый механический барьер на пути

стремящихся проникнуть внутрь микроорганизмов. Имеющиеся в коже потовые железы помимо выполнения своей основной терморегулирующей функции играют существенную роль и в формировании защитных свойств кожи. Присутствие в составе потовой жидкости небольших количеств низкомолекулярных органических соединений (молочной кислоты, некоторых аминокислот, мочевой кислоты и мочевины) и ее кислотность (рН 5,5) являются неблагоприятным для бактерий и грибов фактором. Совместное действие этих секретов в целом придает поверхности кожи бактерицидные св-ва, что экспериментально подтверждается гибелью помещенных на поверхность чистой кожи сапротрофных бактерий в течение 1 часа после нанесения. Следует также подчеркнуть значение секрета сальных желез как водоотталкивающего средства, поскольку попадающие с водой на поверхность кожи микроорганизмы (например, при купании в естественных водоемах) удал.при стекании воды с несмачиваемой кожи.В то же время этот же жировой секрет предохраняет кожу от иссушения и последующего растрескивания, которое бы резко снижало ее защитн.в-ва.Слизистые оболочки обеспеч. защиту организма несколько иным путем. Из-за почти полного отсутствия в составе образующих слизистые оболочки эпителиальных тканей межклет. ве-ва механическая прочность слизистых оболочек крайне невелика и клетки слизистых довольно легко повреждаются при воздействии внешних факторов. Однако их высокая регенеративная способность позволяет компен-

сировать возникающие повреждения, а слой выделяемой этими клетками

слизи препятствует непосредственному воздействию микро-мов на клетки. Постоянное удаление выделяемых секретов в результате пас-

сивного стекания или активности имеющихся в некоторых слизистых

оболочках ресничных клеток способствует и удалению попавших на по-

верхность частиц. Поскольку процесс такого удаления, как правило, растянут во времени, большинство секретов слизистых имеют в своем составе бактерицидные вещества. Наиболее ярко это выражено в слизистых оболочках дыхательных путей и глаз, где в составе выделяемой слизи присут.значит. кол-о лизоцима –ацетилмурамидазы, субстратом

для которой явл.один из основных компонентов клет. стенки

бактерий –пептидогликан муреин. Кроме того, присутствующие в слизи

носа полисахаридные субстанции обладают некоторым противовирус-

ным действием.

 

Роль нормальной микрофлоры человека в защите от инфекции.

 

Нормальная микрофлора играет важную роль в защите организма от патогенных микробов, например стимулируя иммунную систему, принимая участие в реакциях метаболизма. В то же время эта флора способна привести к развитию инфекционных заболеваний. Роль нормальной микрофлоры в инфекциях Большая часть инфекций, вызываемых представителями нормальной микрофлорой, носит оппортунистический характер. В частности, кишечные анаэробы (например, бактероиды) могут вызывать формирование абсцессов после проникновения в кишечную стенку в результате травм или хирургических вмешательств; основными возбудителями часто регистрируемых постгриппозных пневмоний считают микро-мы, обитающие в носоглотке любого человека. Число подобных поражений настолько велико, что возникает впечатление, что врачи чаше имеют дело с эндогенными, а не экзогенными инфекциями, то есть с патологией, индуцированной эндогенной микрофлорой. Отсутствие чёткого разграничения между условно-патогенными микробами и комменсалами даёт основание полагать, что неограниченная колонизация любым видом бактерий, способным выживать в организме человека, может приводить к развитию инфекционной патологии. Но это положение относительно — различные члены микробных сообществ проявляют патогенные свойства разного порядка (некоторые бактерии чаще вызывают поражения, чем другие). Например, несмотря на многообразие кишечной микрофлоры, перитониты, обусловленные прорывом бактерий в брюшную полость, вызывают лишь несколько видов бактерий. Ведущую роль в развитии подобных поражений играет не вирулентность самого возбудителя, а состояние защитных систем макроорганизма; так,у лиц с иммунодефицитами слабовирулентные или авирулентные микроорганизмы (кан-диды, пневмоцисты) могут вызывать тяжёлые, часто фатальные поражения. Нормальная микрофлора составляет конкуренцию для патогенной; механизмы подавления роста последней достаточно разнообразны. Основной механизм — избирательное связывание нормальной микрофлорой поверхностных рецепторов клеток, особенно эпителиальных. Эти свойства особенно ярко выражены у бифидобактерий и лактобацилл; антибактериальный потенциал формируется секрецией кислот, спиртов, лизоцима, бактериоцинов и других веществ. Нормальная микрофлора — неспецифический стимулятор («раздражитель») иммунной системы; отсутствие нормального микробного биоценоза вызывает многочисленные нарушения в иммунной системе. Нормальная кишечная микрофлора играет огромную роль в метаболических процессах организма и поддержании их баланса. Кишечные бактерии принимают участие в инактивации токсичных продуктов эндо- и экзогенного происхождения. Кислоты и газы, выделяющиеся в ходе жизнедеятельности кишечных микробов, оказывают благоприятное действие на перистальтику кишечника и своевременное его опорожнение.

 

Развитие и характеристика фагоцитирующих клеток млекопитающих

Фагоци́ты — клетки иммунной системы, которые защищают организм путём поглощения (фагоцитоза) вредных чужеродных частиц, бактерий, а также мёртвых или погибающих клеток. Основные фагоцитирующие клетки организма млекопитающих разделены на микро- и макрофаги.

Монобласты, при воздействии таких гуморальных факторов, как моноцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (М-КСФ) и частично интерлейкин-6 (ИЛ-6), превращаются в промоноциты, а те – в моноциты. Этот этап развития имеет среднюю продолжительность 50–60 часов, но в кровоток моноциты попадают еще через 13–26 часов. Считается, что моноциты непосредственно в крови находятся не более 4-х суток и большая их часть уже на вторые сутки перемещается через стенки капилляров, превращаясь в тканевые макрофаги. Продолжительность жизни макрофагов различается в зависимости от мест их локализации, но в большинстве случаев они существуют около 40 дней. Зрелые макрофаги отличаются наличием на своей поверхности специфических молекул, необходимых для проявления свойственных макрофагам функций. Поскольку одной из основных их функций является фагоцитоз, макрофаги обладают связывающими бактериальные липополисахариды рецепторами, наиболее выраженным из которых является молекула СD14. Отличительной чертой макрофагов является их способность к активному движению, что обусловлено особыми свойствами их цитоскелета и наличием на их поверхности еще одной группы специализированных молекул – рецепторов для хемокинов. Главными фагоцитирующими клетками среди микрофагов являются нейтрофилы - самая многочисленная группа из всех лейкоцитов, у взрослого здорового человека их количество составляет около 70 % от общего числа белых кровяных телец. Продолжительность их жизни не велика – 2–3 дня, причем после выхода из красного костного мозга они только 8–10 часов пребывают в кровотоке, а затем перемещаются в ткани, где погибают либо в процессе борьбы с чужеродными агентами, либо по механизму апоптоза. Эозинофилов в организме значительно меньше – от 0,5 до 2 % от общего числа лейкоцитов. Развиваются они аналогично нейтрофилам, но их развитие наиболее чувствительно к ИЛ-5, известному как фактор роста и дифференцировки эозинофилов. Базофилы представляют собой самую малочисленную группу гранулоцитов – их количество у млекопитающих оценивают как 0,2–0,5 % от общего числа лейкоцитов. Это сильно гранулированные клетки, имеющие окрашивающиеся основными красителями гранулы с различным содержимым. Превращение базофилов в тучные клетки происходит вследствие проникновения первых через стенки капилляров как во вторичных лимфоидных органах, так и в контактирующем с окружающей средой эпителии и подстилающих его слоях или же в собственно коже. Тучные клетки по сравнению с базофилами имеют большие размеры, в них увеличивается количество гранул, а их поверхность приобретает ворсинчатое строение.

 

Процесс фагоцитоза. Механизмы инактивации микроорганизмов фагоцитами. Незавершенный фагоцитоз, его значение в развитии инфекционного процесса

Условно весь процесс принято делить на несколько этапов. Первым из них считается хемотаксическое перемещение фагоцитирующей клетки к объекту фагоцитирования. Аттрактантами для фагоцитов могут являться как вещества, выделяемые проникшим во внутреннюю среду чужеродным агентом, так и вещества, появившиеся в тканевой жидкости в результате воздействия чужеродного агента на клетки организма. В ча­стности, при разрушении клеток бактерий в тканевой жидкости появля­ется состоящий из формил-метионина, лейцина и фенилаланина короткий пептид, являющийся у прокариот инициатором синтеза белка и абсолютно несвойственный эукариотическим клеткам. Среди наиболее типичных хемоаттрактантов собственного происхожде­ния можно назвать медиаторы воспаления, продукты активации системы комплемента (С3а и С5а), образую­щиеся при запуске системы свертывания крови вещества (тромбин, фиб­рин), выделяемые различными клетками крови цитокины. Для этих веществ на поверхности фагоцитирующих клеток имеются специфические рецепторы, присоединение к которым действующего агента вызывает изменение связанного с рецепторами белка G, что и приводит к запуску целого ряда процессов. В частности, повышается восприимчивость клеток к различного рода активирующим факторам, повышается секреторная активность фагоцитов, но главным примени­тельно к хемотаксису является перестройка цитоскелета и, как следствие этого, поляризация клетки. Клетка из округлой становится треугольной, в обращенной в сторону движения части цитоплазмы уменьшается коли­чество органелл и появляется сеть состоящих из F-актина микрофиламентов, сокращение которых и определяет движение всей клетки в нуж­ном направлении. На мембране в этой части клетки появляются в боль­шем количестве интегрины - специфические молекулы для усиления ад­гезии движущейся клетки на стенках капилляров кровеносной системы, а также усиливается продукция фагоцитом катепсинов, коллагеназы и эластазы, способствующих проникновению через подстилающие эпителий базальные мембраны. Именно благодаря таким изменениям фагоцити­рующие клетки и могут достаточно быстро перемещаться из крови к месту повреждения тканей, т. е. потенциального проникновения чуже­родных агентов. Некоторые патогенные микроорганизмы приобрели в ходе совместной с хозяином эволюции способность противостоять инактивирующему воздействию фагоцитов и сохранять жизнеспособность, находясь в фаголизосомах - незавершенный фагоцитоз. Механизмы, способствующие такому выживанию, не одинаковы у разных видов патогенов, но точно показано, что некоторые бактерии способны продуцировать каталазу, снижая тем самым бактерицидный эффект кислородзависимых путей инактивации.

 

 Характеристика воспаления как защитной реакции организма
Воспаление — защитная и приспособительная местная реакция целостного организма, возникающая в ответ на воздействие вредного агента. Воспаление несет защиту от воздействия вредных факторов в виде образования своеобразного барьера. Благодаря воспалительной реакции происходит отграничение очага повреждения от всего организма; к нему устремляются белые клетки крови, осуществляющие фагоцитоз. Воспаление включает в себя три важнейших компонента: альтерацию — изменение вплоть до повреждения клеток и тканей, экссудацию — выход жидкости и клеток крови из сосудов и пролиферацию — размножение клеток и разрастание ткани. В зависимости от преобладания одного из них различают три основные формы воспалений: альтеративную, экссу дативную и пролиферативную. Альтеративное - когда преобладает повреждение клеток, возникает чаще в сердце, печени, почках. Экссудативное воспаление - при нем преобладают изменения сосудов в очаге воспалния, что ведет к резкому повышению проницаемости стенок сосудов, жидкая часть крови и лейкоциты выходят из сосудов в окружающую ткань; жидкость, накапливающаяся в очаге называется экссудатом. Пролиферативное - характеризуется преобладанием размножения клеточных элементов, что проявляется образованием узелков (гранулем), утолщений в ткани.

 

Система комплемента, пути ее активации и механизм действия.

 

Комплемент — собирательный термин для системы примерно из 20 белков, многие из которых являются предшественниками ферментов (проферментами). Главными действующими факторами этой системы являются 11 белков, обозначаемых С1-С9, В и D. Все они присутствуют в норме среди белков плазмы крови, как и среди белков, просочившихся из капилляров в тканевые пространства. Проферменты в норме не активны, но они могут активироваться так называемым классическим путем. Комплемент является основным гуморальным компонентом врождённого иммунного ответа. У человека этот механизм активируется путём связывания белков комплемента с углеводами на поверхности микробных клеток, либо путём связывания комплемента с антителами, которые прикрепились к этим микробам. Сигнал в виде прикрепленного к мембране клетки комплемента запускает быстрые реакции, направленные на разрушение такой клетки. Скорость этих реакций обусловлена усилением, возникающим вследствие последовательной протеолитической активации молекул комплемента, которые сами по себе являются протеазами. После того, как белки комплемента прикрепились к микроорганизму, запускается их протеолитическое действие, что, в свою очередь, активирует другие протеазы системы комплемента, и так далее. Существуют три пути активации комплемента: классический, лектиновый и альтернативный. За неспецифическую реакцию врождённого иммунитета без участия антител отвечают лектиновый и альтернативный пути активации комплемента. У позвоночных комплемент также участвует в реакциях специфического иммунитета, при этом его активация обычно происходит по классическому пути. Классический путь активации комплемента - это иммунологически обусловленный процесс, инициированный антителами. Иммунологическая специфичность обеспечивается взаимодействием антител с антигенами бактерий, вирусов и клеток. Реакция антиген-антитело связана с изменением конфигурации иммуноглобулина, что приводит к формированию места связывания для Clq на Fc-фрагменте вблизи шарнирного участка. Связываться с С1 могут иммуноглобулины. Активация С1 происходит исключительно между двумя Fc-фрагментами. Поэтому каскад активации может быть индуцирован даже одной молекулой IgM. В случае антител IgG необходимо соседство двух молекул антител, что накладывает жесткие ограничения на плотность эпитопов антигенов. В связи с этим IgM является гораздо более эффективным инициатором цитолиза и иммунной опсонизации, чем IgG. Сам процесс активации комплемента можно разделить на определенные этапы: 1- распознавание иммунных комплексов и образование С1; 2 - образование С3-конвертазы и С5-конвертазы; 3 - образование термостабильного комплекса С5b, 6,7; 4 - перфорация мембраны. Классический путь действует более точно, поскольку так уничтожается любая чужеродная клетка. При альтернативном пути активации системы комплемента антитела не участвуют. Функциональное основное отличие альтернативной реакции состоит в скорости ответной реакции на патоген. Если классическому пути активации комплемента требуется время для накопления специфических антител, то альтернативный путь развивается сразу после проникновения патогена. Инициатором процесса является ковалентносвязанный с поверхностью клетки С3b . Последовательность реакций, вызываемая непосредственно микроорганизмами, приводящая к расщеплению C3 и регулируемая фактором I и фактором H , носит название " альтернативный путь активации комплемента". Компонент комплемента С3, обильно представленный в плазме, постоянно расщепляется на С3а и С3b . Внутренняя тиоэфирная связь в нативной молекуле C3 чувствительна к спонтанному гидролизу. Эта постоянная, происходящая на низком уровне самопроизвольная активация C3 в плазме назвается "холостой", и она поддерживает в плазме крови небольшую концентрацию C3b. В сыворотке большая часть С3b инактивируется в результате гидролиза, однако некоторое количество C3b ковалентно связывается с клетками хозяина или проникшими патогенами. Связь С3b с патогеном особенно существенна, так как контакт с чужеродной поверхностью определяет комплекс реакций, которые приводят к дальнейшему накоплению С3b: в клеточно-связанном состоянии С3b способен нековалентно взаимодействовать на поверхности с фактором В . Образовавшийся C3bB становится субстратом для сывороточной протеазы - сериновой эстеразы ( фактора D ). Фактор D отщепляет от фактора B мелкий фрагмент Ва . Крупный фрагмент Вb остается связанным с С3b . Образовавшийся в результате этого на поверхности патогена комплекс C3bBb~ весьма быстро диссоциирует, если не будет стабилизирован связыванием с пропердином (фактором P) и образованием комплекса C3bBbP~ , который является связанной с поверхностью C3-конвертазой альтернативного пути . Поскольку конвертаза локализована на поверхности патогена, образующиеся молекулы C3b будут связываться именно там. Результатом цепочки реакций альтернативного пути активации комплемента является накопление двух существенных факторов неспецифической защиты: опсонина С3b и факторов воспаления: С3а и С5b. Комплекс СЗbВb стабилизируется пропердином , в отсутствие последнего комплекс СЗbВb быстро разрушается. Активацию альтернативного пути комплемента инициируют клетки, инфицированные некоторыми вирусами, многие грам-положительные и грам-отрицательные бактерии, трипаносомы, лейшмании, многие грибы, гетерологичные эритроциты, полисахариды, декстрансульфат, а также комплексы IgG , IgA или IgE с антигеном. Лектиновый (маннозный) путь активации системы комплемента использует лектин, связывающий маннозу, (MBL) — белок, подобный C1q классического пути активации, который связывается с маннозными остатками и другими сахарами на мембране, что позволяет распознавать разнообразные болезнетворные микроорганизмы. MBL — сывороточный белок, принадлежащий к группе белков коллектинов, который синтезируется преимущественно в печени и может активировать каскад комплемента, непосредственно связываясь с поверхностью патогена. В сыворотке крови MBL формирует комплекс с MASP-I и MASP-II (Mannan-binding lectin Associated Serine Protease, связывающие MBL сериновые протеазы). MASP-I и MASP-II весьма схожи с C1r и C1s классического пути активации. Когда несколько активных центров MBL связываются определенным образом c ориентированными маннозными остатками на фосфолипидном бислое болезнетворного микроорганизма, MASP-I и MASP-II активируются и расщепляют белок C4 на C4a и C4b, а белок С2 на C2a и C2b. Затем C4b и C2a объединяются на поверхности болезнетворного микроорганизма, формируя C3-конвертазу, а C4a и C2b действуют как хемоаттрактанты для клеток иммунной системы.

 

 Общая характеристика иммунного ответа на тимусзависимые антигены, его этапы и конечный результат.

 

Как правило, для запуска иммунного ответа (для большинства антигенов) требуется активация Т-хелперов — Th. Антигены, ответ на которые развивается с помощью Th, получили название тимусзависимых, а сам ответ — тимусзависимым иммунным ответом.

Тимусзависимыми называют антигены, образование антител против которых требует сложной кооперации макрофагов, Т- и B-лимфоцитов.

Иммунный ответ на эти антигены характеризуется следующими этапами.

1) восприятие и переработка заключенной в антигене информации клетками макрофагальной системы;

2) передача этой информации клеткам лимфоцитарной системы, а именно Т-лимфоцитам-помощникам (Т-хелперам);

3) активация воспринявших информацию Т-хелперов и их пролиферация;

4) передача информации об антигене третьей группе иммунокомпетентных клеток (либо специализированным макрофагам – так называемый клеточный тип иммунного ответа, реализуемый Т-хелперами подтипа 1, либо В-лимфоцитам – тип иммунного ответа, приводящий к продукции специфических по отношению к вызвавшему иммунный ответ антигену антител и реализующийся за счет Т-хелперов подтипа 2);

5) активация воспринявших информацию клеток третьей группы и либо уничтожение активированными макрофагами измененных воздействием антигена собственных клеток (иммунный ответ клеточного типа), либо образование активированными В-лимфоцитами множества специфически взаимодействующих с вызвавшим иммунный ответ антигеном антител (иммунный ответ антителопродуцирующего типа).

 

 Развитие и характеристика антигенпредставляющих клеток, их локализация в организме

Антигенпредставляющие (презентирующие) клетки (АПК) - захватывают антигены, перерабатывают их и представляют соответствующие антигенные детерминанты другим иммунокомпетентным клеткам. Выделяют два типа антигенпрезентирующих клеток: «профессиональные» и «непрофессиональные». «Профессиональные» антигенпредставляющие клетки очень эффективно захватывают антиген путём фагоцитоза или рецептор-опосредованного эндоцитоза и затем представляют фрагмент этого антигена на своей мембране в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости II класса. Т-клетки распознают этот комплекс на мембране и взаимодействуют с ним. После этого антигенпредставляющие клетки продуцируют дополнительные ко-стимуляторные молекулы, что приводит к активации Т-клетки. Экспрессия этих ко-стимуляторных молекул является характерной чертой «профессиональных» антигенпрезентирующих клеток. Существует несколько основных типов «профессиональных» антигенпрезентирующих клеток: дендритные клетки, которые, являются наиболее важными антигенпредставляющими клетками. Активированные дендритные клетки являются особенно эффективными активаторами Т-хелперов, потому что на их поверхности присутствуют ко-стимуляторные молекулы, такие как белок B7. Макрофаги, которые являются CD4-положительными клетками и потому могут быть инфицированы вирусом иммунодефицита человека. B-лимфоциты, которые несут на своей поверхности (как В-клеточный рецептор) и секретируют специфичные антитела, а также могут захватывать антиген, связавшийся с В-клеточным рецептором, процессировать его и представлять в комплексе с молекулами главного комплекса гистосовместимости II класса. По отношению к другим видам антигенов В-лимфоциты неактивны как антигенпрезентирующие клетки. Некоторые активированные эпителиальные клетки. Дендритные клетки, как и макрофаги и лимфоциты, имеют гемопоэтическое происхождение. Дендритные клетки локализованы в эпителии кишечника, урогенитального тракта, воздухоносных путей, легких, в эпидермисе кожи (клетки Лангерганса) и интерстициальных пространствах. «Непрофессиональные» антигенпредставляющие клетки в норме не содержат молекул главного комплекса гистосовместимости II класса, а синтезируют их только в ответ на стимуляцию определёнными цитокинами, например, γ-интерфероном. К «непрофессиональным» антигенпредставляющим клеткам относятся:

· фибробласты кожи

· эпителиальные клетки тимуса

· эпителиальные клетки щитовидной железы

· клетки глии

· β-клетки поджелудочной железы

· клетки эндотелия сосудов

Антигенпредставляющие клетки присутствуют преимущественно в коже, лимфатических узлах, селезёнке и тимусе.

 

Процессинг антигена, его значение в развитии иммунного ответа

Процессинг антигенов. Экспрессию молекул HLA I и II классов, презентирующих антиген, регулируют три генетических локуса HLA - TAP, DM и LMP, определяющих их взаимодействие с антигенами. Первыми в системупроцессинга различных экзогенных антигенов включаются молекулы HLA-LMP₂ и HLA-LMP₇,которые экспрессируются под влиянием gamma-интерферона. Они запускают протеолиз в протеосомах и регулируют размер и специфичность пептидов для связывания с молекулами HLA. Протеосома представляет собой ферментный комплекс из 24 белковых субъединиц. Две цепи молекул HLA II класса синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме, временно соединяются с третьей, инвариантной Ii(CD74) цепью, которая предотвращает связывание их с аутопептидами. Затем этот комплекс переносится в эндосомы, где связывается с соответствующим пептидом-антигеном длиной 9-25 аминокислот, вытесняющим инвариантную Ii цепь. Путем слияния эндосомы с мембраной, молекулы HLA-DR экспрессируются с антигеном-пептидом на поверхности клетки. Вытеснение пептида инвариантной цепи и замену его специфическим пептидом-антигеном осуществляют особые белки локуса HLA-DM, катализирующие этот процесс. Молекулы МНС I класса постоянно синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме клетки и стабилизируются белком калнексином. Эндогенные и вирусные антигены предварительно расщепляются в протеосоме на пептиды размером 8-11 аминокислотных остатков. При связывании с антигеном-пептидом калнексин отщепляется, а молекулы МНС переносятся с помощью транспортных белков HLA-TAP (transporter of antigen processing) на поверхность клетки, где этот комплекс представляется Т-супрессорам/киллерам. Особенности структуры молекул МНС II класса в отличие от МНС I класса таковы, что обеспечивают связывание более полиморфных пептидов-антигенов. Стабильную трехмерную форму на клетках молекулы ГКГС приобретают только после связывания их складками-сайтами соответствующих пептидов. Презентируемый комплекс "молекула ГКГС -пептид" остается на клетке (макрофаге и др.) несколько недель, что позволяет другим клеткам, в частности Т-лимфоцитам, взаимодействовать с ним. В связь с конкретным пептидом-антигеном вступают конкретные аллельные специфичности молекул ГКГС, что и обеспечивает распознавание антигена. Так, например, пептид вируса герпеса связывается с гаплотипом HLA-DQA 1*0501/DQВ 1*2001, но не с другим, отличающимся только на 15 аминокислотных остатков.

 

Т-лимфоциты, их развитие и локализация. Т-хелперы и их роль в развитии иммунного ответа на тимусзависимые антигены

В тимусе обеспечены оптимальные условия для развития всех субпопуляций Т-лимфоцитов из костномозговых предшественников до зрелых форм с полноценными TCR. Ключевая роль в микроокружении Т-лимфоцитов в тимусе отводится эпителиальным клеткам. Именно они и обеспечивают необходимые условия для дифференцировки Т-лимфоцитов. Существующие в организме очаги внетимического развития Т-клеток (например, в кишечнике) не обеспечивают подобного эффекта в полной мере. С возрастом уменьшается пул наивных Т-лимфоцитов, покидающих тимус. В это время иммунная система «использует» сформировавшиеся в организме Т-клетки памяти. Одна из ключевых проблем адаптивной иммунной системы в пожилом возрасте — способность адекватно отвечать на новые антигены, с которыми организм ранее не встречался (например, «новые» инфекционные заболевания протекают более тяжело, чем в молодом возрасте, и чаще приводят к осложнениям и летальному исходу). Определены основные этапы развития Т-лимфоцитов в тимусе (Т-клеточный иммунопоэз) в соответствии с генетически обусловленной программой и в отсутствие антигенной стимуляции: • формирование клоноспецифичных антигенраспознающих рецепторов, способных распознавать антигенные пептиды в комплексе с аутологичными молекулами HLA; • выбраковка Т-клеток, специфичных к аутоантигенам; • экспрессия корецепторных молекул CD4 или CD8 с формированием субпопуляций Т-хелперов и ЦТЛ, а также естественных (природных) регуляторных Т-клеток (Treg).Дифференцировка в тимусе сопровождается сменой поверхностных маркеров Т-лимфоцитов. Она включает следующие стадии: • миграцию предшественников Т-клеток из костного мозга; • перегруппировку генов TCR и формирование полноценного рецептора; • положительную и отрицательную селекцию Т-клеток; • формирование зрелых субпопуляций CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитов; • эмиграцию зрелых Т-клеток из тимуса. Ранние лимфоидные предшественники (CD34, CD38, CD45RA, CD117, CD7, CD44), образующиеся в печени плода и позже в костном мозге, поступают в паренхиму тимуса путем диапедеза через посткапиллярные венулы с высоким эндотелием, расположенные в кортико-медуллярном соединении, и перемещаются в наружные слои коры, а потом вновь мигрируют в зону кортикомедуллярного соединения. При миграции клеток происходит их дифференцировка.

Если способный вызвать пролиферацию (увеличение численности) В-клеток антиген добавляли к клеточной суспензии, состоящей из макрофагов, Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов, то в результате наблюдался хорошо выраженный пролиферативный ответ со стороны В-клеток. Если суспензия клеток состояла только из Т - и В-лимфоцитов, пролифератив-ный ответ последних не фиксировался. Если антиген добавляли к суспензии, состоящей только из макрофагов, выдерживали какое-то время, а затем, освободив суспензию от избытка антигена, смешивали ее с Т - и В-лимфоцитами, наблюдалась четко выраженная пролиферация В-клеток.

Более детальные исследования роли макрофагов в этих процессах не только подтвердили их инициирующую роль, но и позволили описать механизм их участия в формировании иммунного ответа. Полученные таким образом сведения легли в основу ныне общепринятой схемы трёхкооперативного клеточного взаимодействия в ходе развития иммунного ответа на тимусзависимые антигены.

Согласно этой схеме в отвечающем на проникновение антигена организме происходит:

1) восприятие и переработка заключенной в антигене информации клетками макрофагальной системы;

2) передача этой информации клеткам лимфоцитарной системы, а именно Т-лимфоцитам-помощникам (Т-хелперам);

3) активация воспринявших информацию Т-хелперов и их пролиферация;

4) передача информации об антигене третьей группе иммунокомпетентных клеток (либо специализированным макрофагам -так называемый клеточный тип иммунного ответа, реализуемый Т-хелперами подтипа 1, либо В-лимфоцитам - тип иммунного ответа, приводящий к продукции специфических по отношению к вызвавшему иммунный ответ антигену антител и реализующийся за счет Т-хелперов подтипа 2);

5) активация воспринявших информацию клеток третьей группы и либо уничтожение активированными макрофагами измененных воздействием антигена собственных клеток (иммунный ответ клеточного типа), либо образование активированными В-лимфоцитами множества специфически взаимодействующих с вызвавшим иммунный ответ антигеном антител (иммунный ответ антителопродуцирующего типа).

В-лимфоциты, их развитие и локализация. Плазматические клетки и продукция антител

Развитие В-лимфоцитов в течение всего постэмбрионального периода протекает в костном мозге. Под воздействием клеточного костномозгового микроокружения и гуморальных факторов костного мозга из стволовой лимфоидной клетки формируются В-лимфоциты. Ранние этапы развития В-лимфоцитов зависят от прямого контактного взаимодействия со стромальными элементами. Более поздние этапы развития В-лимфоцитов протекают под воздействием гуморальных факторов костного мозга. Взаимодействие наиболее ранних предшественников В-клеток (ранних про-В-лимфоцитов) со стромальными элементами осуществляется с помощью поверхностных адгезивных молекул CD44, c-kit и SCF. В результате этих контактов происходит усиление пролиферации В-лимфоцитов и переход их на следующую стадию развития – поздних про-В-клеток. На поверхности поздних про-В-клеток экспрессируется рецептор к ИЛ-7. Под влиянием ИЛ-7, продуцируемого стромальными элементами, про-В-лимфоциты пролиферируют и дифференцируются в ранние пре-В-клетки, характеризующиеся наличием в их цитоплазме m-полипептидной цепи иммуноглобулина. Эти клетки имеют морфологию крупных лимфоидных клеток. В дальнейшем эти клетки трансформируются в малые пре-В-лимфоциты, у некоторых из которых в цитоплазме помимо m-тяжелой полипептидной цепи выявляются легкие цепи иммуноглобулинов. На следующей стадии развития В-лимфоцитов происходит экспрессия поверхностных мономерных иммуноглобулинов М. Эти структуры и являются антиген-распознающими рецепторами В-клеток. Антигенная специфичность рецепторов генетически детерминирована. На последующем этапе развития В-лимфоцитов происходит ориентация клеток на синтез антител определенного класса. Появляются В-лимфоциты, которые экспрессируют наряду с IgМ молекулы класса IgA или IgG. Далее происходит экспрессия на клетках IgD. С экспрессией на лимфоцитах иммуноглобулинов D завершается этап антиген-независимого созревания В-клеток. Таким образом, на зрелых В-лимфоцитах поверхностные Ig-молекулы могут быть представлены следующими классами: 1) IgM, IgD; 2) IgM, IgA, IgD; 3) IgM, IgG, IgD. При этом все иммуноглобулины, представленные на одной В-клетке, имеют одинаковый идиотип, так как кодируются одними и теми же генами VH и VL. Экспрессия молекул ГКГ на В-лимфоцитах наблюдается, начиная со стадии про-В-клеток. Эти антигены экспрессированы на всех зрелых В-клетках. Рецепторы к СЗ компоненту комплемента (RC3b) и Fc- фрагменту Ig(RFc) впервые обнаруживаются в небольшом количестве на незрелых В-клетках. На зрелых клетках эти молекулы имеют большую плотность и легко выявляются. Зрелые В-лимфоциты характеризуются наличием поверхностного IgD, высокой плотностью рецепторов к СЗ компоненту комплемента и Fc- фрагменту Ig, способностью трансформироваться в бластные формы под влиянием В-митогенов (ЛПС, PWM) и способностью трансформироваться под влиянием антигенов в антителообразующие клетки.

 

 Иммунологическая память. Первичный и вторичный иммунный ответ

 

Иммунологическая память - это способность иммунной системы отвечать более быстро и эффективно на антиген (патоген), с которым у организма был предварительный контакт.

Иммунная система обладает двумя поистине удивительными свойствами : специфическим распознаванием и иммунной памятью . Под последней понимают способность развивать качественно и количественно более эффективный иммунный ответ при повторном контакте с тем же патогеном . Согласно этому различают первичный и вторичный иммунный ответ . Первичный иммунный ответ реализуется при первом контакте с незнакомым антигеном , а вторичный - при повторном . Вторичный иммунный ответ является более совершенным , так как осуществляется на качественно более высоком уровне из - за наличия преформированных иммунных факторов , отражающих генетическую адаптацию к патогену ( уже имеются готовые гены специфических иммуноглобулинов и антиген - распознающих рецепторов Т - клеток ) . Действительно , здоровые люди не болеют дважды многими инфекционными заболеваниями , так как при повторном заражении реализуется вторичный иммунный ответ , при котором отсутствует длительная воспалительная фаза , а в работу сразу же вступают иммунные факторы - специфические лимфоциты и антитела .

Вторичный иммунный ответ характеризуется следующими признаками :

1 . Более ранним развитием , иногда - даже молниеносным .

2 . Меньшей дозой антигена , необходимой для достижения оптимального иммунного ответа .

3 . Увеличением силы и продолжительности иммунного ответа за счёт более интенсивной продукции цитокинов ( ТД 1 или че 2 профиля , в зависимости от природы патогена ) .

4 . Усилением клеточных иммунных реакций за счёт более интенсивного образования специфических Т - хелперов 1 типа и цитотоксических Т - лимфоцитов .

5 . Усилением образования антител за счёт формирования большего количества Т - хелперов 2 типа и плазматических клеток .

6 . Повышением специфичности распознавания иммуногенных пептидов Т - лимфоцитами за счёт увеличения аффинности их антиген - специфических рецепторов .

7 . Повышением специфичности синтезируемых антител за счёт изначальной продукции IgG высокой аффинности / авидности .

Следует отметить , что невозможность формирования эффективной иммунной памяти является одним из характерных симптомов иммунодефицитных заболеваний человека . Так , у пациентов с гипоиммуноглобулинемией наблюдается феномен множественных эпизодов т.н. детских инфекций , так как после перенесённых инфекционных болезней не формируется защитный титр антител . Больные с дефектами клеточного иммунитета также не формируют иммунную память на Т - зависимые антигены , что проявляется отсутствием сероконверсии после инфекций и вакцинаций , однако общие концентрации иммуноглобулинов в их сыворотке крови могут быть нормальными .

 

Характер взаимодействий антигенпредставляющих клеток, Т- и В-лимфоцитов в ходе развития иммунного ответа на тимусзависимые антигены, роль поверхностных антигенов (белков главного комплекса гистосовместимости и других) в этих взаимодействиях

Антигенпредставляющие клетки присутствуют преимущественно в коже, лимфатических узлах, селезёнке и тимусе. К ним относятся макрофаги, дендритные клетки, фолликулярные отростчатые клетки лимфоузлов и селезёнки, клетки Лангерганса, М-клетки в лимфатических фолликулах пищеварительного тракта, эпителиальные клетки вилочковой железы. Эти клетки захватывают, перерабатывают и представляют Аг (эпитоп) на своей поверхности другим иммунокомпетентным клеткам, вырабатывают цитокины, секретируют простагландин Е2, угнетающий иммунный ответ. Дендритные клетки происходят из костного мозга и образуют популяцию долгоживущих клеток, которые запускают и модулируют иммунный ответ. В костном мозге их предшественники образуют субпопуляцию СD34+-клеток, которые способны дифференцироваться в клетки Лангерганса для эпителия и дендритные клетки для внутренней среды. Незрелые и неделящиеся предшественники дендритных клеток заселяют многие ткани и органы. Дендритные клетки имеют звёздчатую форму и в состоянии покоя несут на поверхности относительно небольшое количество молекул МНС. В отличие от клеток Лангерганса, интер-стициальные дендритные клетки способны стимулировать синтез Ig В-лимфоцитами. Разновидности ДК: - миелоидные - происходят из моноцитов. Их можно рассматривать как разновидность макрофагов, специализирующихся на представлении Аг Т-лимфоцитам; - лимфоидные происходят от общей лимфоидной клетки-предшественницы, из которой развиваются также Т- и В-лимфоциты. Взаимодействие Т- и В-лимфоцитов. При первичном иммунном ответе единственные эффективные АПК для Т-лимфоцитов — ДК. Но в случае активации Т-лимфоцита Аг, представленным ДК, в иммунный ответ будут вовлекаться и рядом расположенные В-лимфоциты. При этом возможны два варианта взаимодействия Т- и В-лимфоцитов:

• В-лимфоциты своим иммуноглобулиновым рецептором связывают растворимый Аг, поглощают его эндоцитозом, подвергают внутри себя процессингу и экспонируют на поверхность фрагменты Аг в составе комплексов с молекулами MHC-II и MHC-I. TCR Т-лимфоцита связывает Аг на поверхности В-лимфоцита, выступая в качестве АПК; кроме того, устанавливаются все необходимые и достаточные корецепторные взаимосвязи между Т- и В-лимфоцитами. Такое взаимодействие происходит в Т-зависимых зонах периферической лимфоидной ткани в начале развития иммунного ответа.

• В-лимфоцит распознаёт свой Аг, но недалеко окажется Т-лимфоцит, распознавший Аг на другой АПК и активированный взаимодействием с этой другой АПК. В таком случае Т-В-взаимодействие может быть ограничено взаимодействием цитокинов Т-лимфоцита с рецептором для этих цитокинов на В-лимфоците, а взаимодействие мембранных молекул между ними может в какой-то мере наступать или не наступать (по крайней мере в первичном иммунном ответе). Но при вторичном иммунном ответе обязательно происходит взаимодействие мембранной молекулы В-лимфоцита CD40 с мембранной молекулой Т-лимфоцита CD40L, так как без этого взаимодействия не происходит переключение класса иммуноглобулинов с IgM на другие, а вторичный ответ В2-лимфоцитов характеризуется обязательным переключением класса иммуноглобулинов с IgM на IgG, IgA или IgE. Эти Т-В-взаимодействия происходят уже на территории В-клеточных зон — в фолликулах лимфоидных органов. Антигены главного комплекса гистосовместимости (MHC) - это группа поверхностных белков различных клеток организма, играющих ключевую роль в опосредованных клетками иммунных реакциях. Молекулы, кодируемые MHC, связываются с пептидными антигенами, вследствие чего эти антигены узнаются специфичными рецепторами T- и B-лимфоцитов. Цитотоксические T-лимфоциты (Т-киллеры) распознают клетки-мишени лишь при наличии на их поверхности антигенов MHC класса I собственного генотипа. В том случае, когда взаимодействующие в иммунном ответе клетки несут различные аллели MHC, иммунный ответ развивается не против представляемого чужеродного антигена (например, вирусного или бактериального), а против отличающихся антигенов MHC. Данный феномен лежит в основе того, что антигены MHC обеспечивают распознавание в организме "своего" и "чужого".

 

 

 

 

Понятие об антигенах. Общие свойства антигенов. Полные и неполные антигены.

Антигенами называются структурно чужеродные для данного конкретного организма вещества (высокомолекулярные соединения - белки и полисахариды), способные вызвать иммунный ответ.

Основные свойства антигенов:

- чужеродность. Понятие об антигенах нельзя отделить от понятия чужеродности. Мы употребляем термин антиген, имея в виду его чужеродность по отношению к данному организму. Например, для человека будет антигеном белок животного или другого человека.

Чужеродность определяется молекулярной массой, размерами и строением биополимера, его макромолекулярностью и жесткостью структуры.

- антигенность. Антигенность белков является проявлением их чужеродности, а ее специфичность зависит от аминокислотной последовательности белков, вторичной, третичной и четвертичной (т.е. от общей конформации белковой молекулы) структуры, от поверхностно расположенных детерминантных групп и концевых аминокислотных остатков. Коллоидное состояние и растворимость- обязательные свойства антигенов.

- иммуногенность. Иммуногенность – это способность вызывать иммунный ответ с образованием антител, то есть формировать иммунитет. Понятие иммуногенности относят в основном к микробным антигенам, которые обеспечивают формирование иммунитета, то есть невосприимчивости к инфекциям.

Иммуногенность зависит от ряда причин (молекулярного веса, подвижности молекул антигена, формы, структуры, способности к изменению).

- специфичность. Понятие специфичности антигена обозначает особенности, которые отличают одни антигены от других.

Антиген как первопричина развития иммунного процесса интересовал иммунологов с тех давних пор, когда зародилась иммунология. Однако только благодаря исследованиям Карла Ландштейнера в 20-30-х годах сложились условия для изучения тонкой природы специфичности антигена. В качестве антигенного материала были взяты простые органические соединения - гаптены. Сами по себе эти соединения не способны вызвать иммунологической реакции. Наличие чужеродности при низкой молекулярной массе лишает их иммуногенности. При этом комплекс гаптена с белком-носителем иммуногенен.

Иначе гаптены известны как неполные Антигены. Как правило, они имеют небольшую молекулярную массу и не распознаются имму некомпетентным и клетками. Гаптены могут быть простыми и сложными; простые гаптены взаимодействуют с антителами в организме, но не способны реагировать с ними in vitro; сложные гаптены взаимодействуют с антителами in vivo и in vitro. Гаптены могут стать иммуногенными при связывании с высокомолекулярным носителем, обладающим собственной иммуногенностью.

 

 Классификация антигенов по происхождению. Типы антигенной специфичности

 

В зависимости от происхождения, антигены классифицируют на экзогенные, эндогенные и аутоантигены.

Экзогенные антигены попадают в организм из окружающей среды, путем вдыхания, проглатывания или инъекции. Такие антигены попадают в антиген-представляющие клетки путем эндоцитоза или фагоцитоза и затем процессируются на фрагменты. Антиген-представляющие клетки затем на своей поверхности презентируют фрагменты Т-хелперам (CD4⁺) через молекулы главного комплекса гистосовместимости второго типа (MHC II).

Эндогенные антигены образуются клетками организма в ходе естественного метаболизма или в результате вирусной или внутриклеточной бактериальной инфекции. Фрагменты далее презентируются на поверхности клетки в комплексе с белками главного комплекса гистосовместимости первого типа MHC I. В случае, если презентированные антигены распознаются цитотоксическими лимфоцитами, Т-клетки секретируют различные токсины, которые вызывают апоптоз или лизис инфицированной клетки. Для того, чтобы цитотоксические лимфоциты не убивали здоровые клетки, аутореактивные Т-лимфоциты исключаются из репертуара в ходе отбора по толерантности.

Аутоантигены —это нормальные белки или белковые комплексы, которые распознаются иммунной системой у пациентов с аутоиммунными заболеваниями. Такие антигены в норме не должны узнаваться иммунной системой, но, ввиду генетических факторов или условий окружающей среды, иммунологическая толерантность к таким антигенам у таких пациентов может быть утеряна.

Типы антигенной спецефичности.

1) видовая специфичность – имеется в виду наличие антигенов, характерных для всех особей вида и нехарактерных для организмов других видов;

2) гетероспецифичность – антигенная специфичяность, обусловленная наличием общих для представителей разных видов антигенов.

3) групповая специфичность – различия по антигенам групп особей внутри вида, например разделение людей по антигенам эритроцитов на так называемые группы крови;

4) типоспецифичность – понятие, практически совпадающее с групповой специфичностью, но применяемое для видов микроорганизмов;

5) функциональная специфичность – сходство по антигенным детерминантам молекул, выполняющих одинаковую функцию у разных организмов. такие молекулы имеют не только сходные детерминанты, но и те, по которым проявляет себя видовая или групповая специфичность, благодаря чему и удается отличать, например, ферменты с одинаковой субстратной специфичностью, образованные в организмах животных разных видов;

6) стадиоспецифичность – понятие, относимое к эмбриогенезу: речь идет о молекулах, появляющихся только на определенной стадии эмбрионального развития и отсутствующих, на других стадия онтогенеза. Выявление таких антигенов позволяет с высокой точностью определить стадию развития, особенно тогда, когда морфологическая и анатомическая дифференциация стадий затруднена или невозможна;

7) патологическая специфичность – наличие антигенов, нехарактерных для организма в норме и появляющихся только при патологии. их обнаружение открывает новые возможности диагностики ряда болезней (например, злокачественных изменений) и контроля за состоянием пациентов при терапии;

8) гаптеноспецифичность – свойства комплексных антигенов, определяемые конкретным гаптеном. Имеет значение при развитии иммунных ответов на низкомолекулярные вещества, в частности на антибиотики или анилиновые красители, на которые у людей определенных профессий может возникать аллергия. Для выявления антигенной специфичности любого из типов применяются соответствующие суспензии антител или иммуноглобулинов.

 

Гаптены – это антигены органической природы, относящиеся к липидам и полисахаридам.

 

 

 Зависимость антигенных свойств от молекулярной структуры.

 

Антигенность молекулы определяется ее способностью вызывать иммунный ответ в конкретном организме. Антигенность подразумевает способность молекул быть распознанными рецепторами иммунокомпетентных клеток индивидуально, т.е. это свойство определяет специфичность иммунного ответа. Большинство антигенов (преимущественно белковой природы) способно вызывать формирование иммунологической памяти. Это важно в отношении антигенов микроорганизмов, обусловливающих невосприимчивость к инфекции, — насколько иммуногенна та или иная вакцина.

Степень антигенности зависит от ряда факторов. Большое значение имеет размер и молекулярная масса антигена. Чем больше молекулярный вес молекулы, тем сильнее ее антигенные свойства.

 

 Антигенная детерминанта

Антигенная детерминанта (antigenic determinant) [греч. anti — против и genes — порождающий; лат. determinantis — ограничивающий, определяющий] — структурная часть антигена, с которой связывается антитело. А.д. состоит из нескольких аминокислот (обычно из 6—8), образующих пространственную структуру, характерную для данного белка. В одном белке, состоящем из нескольких сот аминокислот, имеется несколько (5—15) разных А.д. Разработаны специальные программы, предназначенные для предсказания локализации белковых А.д., узнаваемых в ходе гуморального иммунного ответа, что позволяет использовать для иммунизации не целые белки, а короткие пептиды, которые содержат А.д.

Детерминанты могут бьть чрезвычайно разнообразны по форме и распределению зарядов и способствовать развитию достаточно разнообразных реакции гуморального иммунного ответа.

Антигены: валентность

Валентность антигена - это число участков связывания с антителами . Эта величина может существенно варьировать в зависимости от структуры антигена, его размеров, а также вида животного, от которого были получены антитела.

Антигены, как правило, несут множество детерминант. Чем больше молекула антигена, чем больше содержит детерминант, тем выше её валентность. Антигены обычно несут детерминанты разной специфичности. Вследствие этого на введение большинства антигенов происходит образование антител разной специфичности.

 

 Классификация антигенов по происхождению. Типы антигенной специфичности

 

Антитела — специфические гамма-глобулины сыворотки крови, образующиеся в ответ на введение антигенов или в результате естественного контакта организма с веществами антигенной природы (бактерии, токсины, белки различного происхождения, полисахариды, полисахаридно-белковые комплексы и др.). Для выработки значительного количества антител достаточно попадания в организм небольшого количества антигена. Основная структурная единица (мономер) иммуноглобули­на любого класса состоит из двух одинаковых легких (L - от англ. light) и двух одинаковых тяжелых (Н - от англ. heavy) полипептид­ных цепей, удерживаемых вместе дисульфидными связями. Лег­кие цепи содержат 2 гомологичных участка, а тяжелые, в зави­симости от класса иммуноглобулина, 4-5 гомологичных участков, состоящих примерно из 110 аминокислотных остатков и имею­щих глобулярные структуры, скрепленные дисульфидной связью и обладающие автономными функциями. Такие структуры назы­вают доменами. Антигенсвязывающие центры иммуноглобулинов обра­зованы N-концевыми последовательностями легких и тяжелых цепей, т.е. вариабельными доменами этих цепей (V-доменами). Внутри V-доменов выделяют несколько (3-4) гипервариабельных участков. Структура остальных доменов постоянна, поэтому они называются константными, или С-доменами. В легких цепях со­держится один С-домен, в тяжелых - 3-4 С-домена. Под воздействием папаина молекулы иммуноглобулинов (мономеры) расщепляются с образованием двух фрагментов Fab (fragment antigen binding), связывающих антиген, и одного фрагмента Fc (fragment crystallizable, constant), представляюще­го собой С-концевую часть молекулы, легко образующего крис­таллы. Fc-фрагменты в пределах одного класса идентичны (кон­стантны), независимо от специфичности иммуноглобулинов. Они обеспечивают взаимодействие комплексов антиген-антитело с белками комплемента, фагоцитами, эозинофилами, базофилами и тучными клетками. Молекулы IgG, IgD и IgE представлены моно­мерами, IgM - пентамерами; молекулы IgA в крови - мономеры, в слюне и секретах слизистых оболочек – димеры. Иммуноглобулин М (lgM) образуется на ранней стадии иммунного ответа и сви­детельствует об остром инфекционном процессе. В молекуле IgM пять субъединиц соединены J-цепью (от англ. joining - связываю­щий), в результате чего молекула имеет 10 антигенсвязывающих центров..

Иммуноглобулин A (lgA) обнаружен на поверхности слизистых оболочек, в молози­ве, молоке, слюне и слезной жидкости. Он содержит секреторный компонент, который синтезируется в эпителиальных клетках и пре­дохраняет его от расщепления протеолитическими ферментами. Иммуноглобулин Е (lgE) имеет вид мономера (L—Н)₂-субъединицы и молекулярную массу около 190000. В сыворотке крови содержится в следовых количествах. Обладает высокой гомоцитотропной активностью, т.е. прочно связывается с тучными клетками соединительной ткани и базофилами крови. Взаимодействие связанных с клетками lgE с родственным антигеном вызывает дегрануляцию тучных клеток, высвобождение гистамина и других вазоактивных субстанций, что приводит к развитию гиперчувствительности немедленного типа. Ранее антитела lgE-класса назывались реагинами. Иммуноглобулин D (lgD) существует в виде мономерного антитела с молекулярной массой около 180000. Концентрация его в сыворотке крови 0,03—0,04 г/л. lgD в качестве рецептора присутствует на поверхности В-лимфоцитов.

 

 Функции Fаb- и Fс-частей молекулы иммуноглобулина

Молекулы иммуноглобулинов всех пяти классов состоят из полипептидных цепей: двух одинаковых тяжелых цепей Н и двух одинаковых легких цепей — L, соединенных между собой дисульфидными мостиками. Соответственно каждому классу иммуноглобулинов, т.е. М, G, A, E, D, различают пять типов тяжелых цепей: μ (мю), γ (гамма), α (альфа), ε (эпсилон) и Δ (дельта), различающихся по антигенности. Легкие цепи всех пяти классов являются общими и бывают двух типов: κ (каппа) и λ (ламбда); L-цепи иммуноглобулинов различных классов могут вступать в соединение (рекомбинироваться) как с гомологичны­ми, так и с гетерологичными Н-цепями. Однако в одной и той же молекуле могут быть только идентичные L-цепи (κ или λ). Как в Н-, так и в L-цепях имеется вариабельная — V область, в которой последовательность аминокислот непостоянна, и константная — С область с постоянным набором аминокислот. В легких и тяжелых цепях различают NH2- и СООН-концевые группы.

При обработке γ -глобулина меркаптоэтанолом разрушаются дисульфидные связи и молекула иммуноглобулина распадается на отдельные цепи полипептидов. При воздействии протеолитическим ферментом папаином иммуноглобулин расщепляется на три фрагмента: два не кристаллизующихся, содержащих детерминантные группы к антигену и названных Fab-фрагментами I и II и один кристаллизующий Fc-фрагмент. FabI- и FabII-фрагменты сходны по свойствам и аминокислотному составу и отличаются от Fc-фрагмента; Fab-и Fc-фрагменты являются компактными образованиями, соединенными между собой гибкими участками Н-цепи, благодаря чему молекулы иммуноглобулина имеют гибкую структуру.

Папаин расщепляет молекулу иммуноглобулина на два одинаковых Fab - фрагмента ( Fragment antigen binding ), каждый из которых имеет один антигенсвязывающий центр и Fc -фрагмент ( Fragment crystallizable ), неспособный связывать антиген.

Пепсин расщепляет молекулу в другом месте, отсекая pFc' -фрагмент от большого 5S -фрагмента, названного F(ab')2 , поскольку он, как и исходное антитело, бивалентен в отношении связывания антигена. pFc' - фрагмент представляет собой C-концевую часть Fc -области, участок тяжелой цепи в составе Fab-фрагмента обозначают Fd .

Исследования показали, что одна часть антитела ( Fab-фрагмент ) предназначена для связывания с антигеном, а другая часть ( Fc-фрагмент ) взаимодействует с клетками иммунной системы: нейтрофилами , макрофагами и другими мононуклеарными фагоцитами , несущими на своей поверхности рецепторы для Fc-фрагмента. Следовательно, если антитела связались с патогенными микроорганизмами, они могут своим Fc-фрагментом взаимодействовать и с фагоцитами. Благодаря этому клетки возбудителя будут разрушены этими фагоцитами. Фактически антитела действуют в данном случае как молекулы-посредники.

27. Классы иммуноглобулинов млекопитающих. Структурные и функциональные отличия иммуноглобулинов различных классов
(IgG) составляют около 80% сывороточных иммуноглобулинов, с мол. массой 160 000. Они образуются на высоте первичного иммунного ответа и при повторном введении антигена (вторичный ответ). IgG обладают высокой скоростью связывания с антигеном, особенно бактериальной природы. Этим обусловливается способность IgG участвовать в защитных реакциях бактериолиза. IgG является единственным классом антител, проникающим через плаценту в организм плода. Через некоторое время после рождения ребенка содержание его в сыворотке крови падает и достигает минимальной концентрации к 3—4 мес, после чего начинает возрастать за счет накопления собственных IgG, достигая нормы к 7-летнему возрасту. Из всех классов иммуноглобулинов в организме больше всего синтезируется IgG. Около 48 % IgG содержится в тканевой жидкости, в которую он диффундирует из крови. IgG, так же как и иммуноглобулины других классов, подвергается катаболическому распаду, который происходит в печени, макрофагах, воспалительном очаге под действием протеиназ.

(IgM) первыми начинают синтезироваться в организме плода и первыми появляются в сыворотке крови после иммунизации людей большинством антигенов. Они составляют около 13% сывороточных иммуноглобулинов при средней концентрации 1 г/л. По молекулярной массе они значительно превосходят все другие классы иммуноглобулинов. Это связано с тем, что IgM являются пентамерами, т. е. состоят из 5 субъединиц, каждая из которых имеет молекулярную массу, близкую к IgG. К IgM принадлежит большая часть нормальных антител — изогемагглютининов, которые присутствуют в сыворотке крови в соответствии с принадлежностью людей к определенным группам крови. Эти аллотипические варианты IgM играют важную роль при переливании крови. Они не проходят через плаценту и обладают наиболее высокой авидностью. При взаимодействии с антигенами in vitro вызывают их агглютинацию, преципитацию или связывание комплемента. В последнем случае активация системы комплемента ведет к лизису корпускулярных антигенов.

(IgA) встречаются в сыворотке крови и в секретах на поверхности слизистых оболочек. В сыворотке крови присутствуют мономеры IgA с константой седиментации 7S в концентрации 2,5 г/л. Данный уровень достигается к 10 годам жизни ребенка. Сывороточный IgA синтезируется в плазматических клетках селезенки, лимфатических узлов и слизистых оболочек. Они не агглютинируют и не преципити-руют антигены, не способны активировать комплемент по классическому пути, вследствие чего не лизируют антигены.

Секреторные иммуноглобулины класса IgA(SlgA) отличаются от сывороточных наличием секреторного компонента он синтезируется кл. секреторного эпителия и может ф-ть в качестве их рецептора, а к IgA присоединяется при прохождении последнего через эпителиальные клетки.Секреторные IgA играют существенную роль в местном иммунитете, поскольку препятствуют адгезии микроорганизмов на эпителиальных клетках слизистых оболочек рта, кишечника, респираторных и мочевыводящих путей.

IgD Не выясненная. Находятся на поверхности В-лимфоцитов и в сыворотке.

IgE Реализуют гиперчувствительность немедленного типа путём выделения тучными клетками и базофилами медиаторов после присоединения антигена. Основная защита от глистной инвазии путем выделения энзимов из эозинофилов. Не фиксируют комплемент.

IgG Основные антитела при вторичном иммунном ответе. Опсонизируют бактерии, способствуют активизации фагоцитоза. Фиксируют комплемент, способствуя лизису бактерий. Нейтрализуют бактериальные токсины и вирусы. Проходят через плаценту.

IgA Секреторные IgA предупреждают адгезию бактерий и вирусов на слизистых оболочках. Не фиксируют комплемент.

IgM Первыми синтезируются при попадании антигена. Фиксируют комплемент.Не проходят через плаценту. Антигенные рецепторы на поверхности В-лимфоц.

 

 Генетические механизмы формирования специфичности иммуноглобулинов и переключения клеток на синтез иммуноглобулинов определенного класса

Для структуры молекул Ig характерно уникальное генетическое кодирование. Методами молекулярной генетики было доказано, что структура молекулы Ig контролируется большим числом генов, которые имеют фрагментарную организацию, образуют три группы, располагаются в трех различных хромосомах и наследуются независимо. Первая группа генов кодирует первичную структуру легкой цепи λ-типа, вторая - легкой цепи κ-типа, а третья - всех типов тяжелых цепей (α, δ, ε, γ и μ). Гены, относящиеся к каждой группе, находятся на соответствующей хромосоме в непосредственной близости друг от друга, располагаются последовательно и разделены интронами. Участок ДНК, кодирующий строение легкой цепи λ-типа, содержит 2 V-сегмента (контролируют структуру V-доменов) и 4 C-сегмента (контролируют структуру C-доменов). Между C- и V-сегментами располагается J-сегмент (от англ. join - соединяющий). Легкая цепь κ-типа кодируется несколькими сотнями V-сегментов ДНК, 4 J-сегментами и одним C-сегментом. Группа генов, контролирующая структуру тяжелых цепей, имеет еще более сложное строение. Наряду с V-, C- и J- сегментами ДНК в их состав входят 20 D-сегментов (от англ. divercity - разнообразие). Кроме того, имеется M-сегмент, который кодирует биосинтез мембраноассоциированного участка молекулы рецепторного Ig. Созревание пре-В-лимфоцитов сопровождается перестройками в их генетическом аппарате. Происходят произвольное сближение отдельных фрагментов ДНК и сборка в пределах соответствующих хромосом единых функциональных генов. Этот процесс называется сплайсинг (от англ. splicing - сращивание, состыковывание). Пропущенные участки ДНК исключаются из дальнейшего считывания. С функциональных генов в дальнейшем транскрибируется про-мРНК, а затем окончательная мРНК, кодирующая первичную аминокислотную последовательность L- и H-цепей молекулы Ig. Параллельно со сплайсингом в отдельных участках V-сегментов генов иммуноглобулинов могут происходить точечные мутации и нематричная достройка олигонуклеотидов. Эти участки ДНК получили название гипермутабельных областей. Сплайсинг и мутационный процесс в генах Ig носят случайный характер. Они происходят в каждом лимфоците независимо друг от друга и уникальны, что в бесконечное количество раз повышает разнообразие V-доменов и в конечном счете структуры паратопов и идиотипических антигенных детерминант молекулы Ig. Поэтому в организме всегда существуют или в любой момент могут появиться В-лимфоциты, специфичные практически к любому антигену. Этот тезис составляет основу молекулярно-генетической теории происхождения многообразия специфичностей антител. В процессе первичного иммунного ответа размножение В-лимфоцитов также сопровождается рекомбинационными перестройками в пределах иммуноглобулиновых генов, но уже в пределах С-сегментов. Это проявляется последовательной сменой класса Ig: на ранних этапах дифференцировки В-лимфоциты синтезируют Ig классов М и D, на более поздних - классов G, A или E (редко).

 

 Паратоп и эпитоп. Характер взаимодействия антиген-антитело. Аффинитет и авидность

 

Эпитоп, или антигенная детерминанта — часть макромолекулы антигена, которая распознаётся иммунной системой (антителами, B-лимфоцитами, T-лимфоцитами). Часть антитела, распознающая эпитоп, называется паратопом. Хотя обычно эпитопы относятся к чужеродным для данного организма молекулам (белкам, гликопротеинам, полисахаридам и др.), участки собственных молекул, распознаваемые иммунной системой, также называются эпитопами.

Антиген — антитело реакция — специфическое взаимодействие антител с соответствующими антигенами, в результате которого образуются комплексы антиген — антитело (иммунные комплексы). Часто конечным результатом этой реакции является связывание токсинов, обездвиживание вирулентных бактерий, нейтрализация вирусов.

Реакция а\г— а\т протекает в две фазы, которые различаются между собой по механизму и скорости. 1. специфическое соединение активного центра антитела с соответствующими группами антигена или гаптена. 2.неспецифическая фаза,— визуально наблюдаемая реакция.

Соединение антигена с антителом обратимо; прочность соединения, называемая аффинитетом, может быть количественно измерена с помощью определения константы ассоциации. Существует также термин авидности антител, который употребляется для описания суммарной силы взаимодействия поливалентного антитела с полидетерминантным антигеном.

Авидность IgM и IgG очень важна в диагностике и позволяет провести ретроспективный анализ вирусных заболеваний. Так, например, высокая авидность первичных IgM, свидетельствует об острой фазе заболевания и недавнем — от одного до полутора месяцев — инфицировании. Следовые концентрации IgM могут сохраняться в организме, в отдельных случаях, до двух лет.

30. Получение сывороток для иммунологических реакций invitro. Моноклональные антитела
Антитоксические сыворотки получают путем многократной иммунизации (гипериммунизации) лошадей, от которых можно получить достаточно большое количество крови. Иммунизацию проводят сначала анатоксином, затем токсином. Сыворотку крови подвергают очистке от балластных белков методом ферментирования и диализа (противодифтерийная, противосто лбнячная, противоботулиническая, противогангренозная.)

Антибактериальные сыворотки получают гипериммунизацией лошадей соответствующими вакцинами. Применение антибактериальных сывороток ограничено ввиду их малой эффективности.

*материалом для получения гетерологичных иммуноглобулинов служит сыворотка или плазма крови гипериммунизированных животных.

* материалом для приготовления гомологичных иммуногло булинов служит плазма крови человека.

Агглютинирующие сыворотки, полученные путем иммунизации животных микробами, могут содержать антитела против родственных микробов, то есть являются поливалентными. Для повышения специфичности сывороток из них удаляют групповые антитела методом адсорбции по Кастелляни, с помощью групповых антигенов. Полученные сыворотки называют адсорбированными. Оставляя антитела только к одному антигену, получают монорецепторные сыворотки.

Моноклональные антитела — а/т, вырабатываемые иммунными клетками, принадлежащими к одному клеточному клону, то есть произошедшими из одной плазматической клетки-предшественницы. МА могут быть выработаны против почти любого природного антигена (в основном белки и полисахариды), который антитело будет специфически связывать. Они могут быть далее использованы для детекции (обнаружения) этого вещества или его очистки. МА широко используются в биохимии, молекулярной биологии и медицине. использующийся для лечения меланомы, рака молочной железы.

 

Агглютинация и преципитация. Реакции агглютинации и преципитации, применяемые в биологии и медицине

Реакции агглютинации
В этих реакциях принимают участие антигены в виде частиц (микробные клетки, эритроциты и другие корпускулярные антигены), которые склеиваются антителами и выпадают в осадок.Для постановки реакции агглютинации (РА) необходимы три компонента: 1) антиген(агглютиноген); 2) антитело (агглютинин) и 3) электролит (изотонический раствор натрия хлорида).положительный результат - наличие хлопьев агглютината,
отрицательный - отсутствие хлопьев агглютината   

Развернутая реакция агглютинации ( РА ). Для определения AT в сыворотке крови больного ставят развёрнутую реакцию агглютинации ( РА ). Для этого к серии разведений сыворотки крови добавляют диагностикум — взвесь убитых микроорганизмов или частицы с сорбированными Аг. Максимальное разведение, дающее агглютинацию Аг, называют титром сыворотки крови.

Ориентировочная реакция агглютинации ( РА )Для идентификации выделенных микроорганизмов ставят ориентировочную РА на предметных стёклах. Для этого к капле стандартной диагностической антисыворотки (в разведении 1:10, 1:20) добавляют культуру возбудителя. При положительном результате ставят развёрнутую реакцию с увеличивающимися разведениями антисыворотки. Реакцию считают положительной, если агглютинацию наблюдают в разведениях, близких к титру диагностической сыворотки.

Реакции прямой гемагглютинации. Простейшая из подобных реакций — агглютинация эритроцитов, или гемагглютинация, применяемая для определения групп крови в системе AB0. Для определения агглютинации (или её отсутствия) используют стандартные антисыворотки с анти-А и анти-В-агглютининами. Реакция называется прямой, так как исследуемые Аг — естественные компоненты эритроцитов.

Реакция преципитации –это формированиеи осаждение комплекса растворимого молекулярного антигена с антителами в виде помутнения, называемого преципитатом. Он образуется при смешивании антигенов и антител в эквивалентных количествах. Реакцию преципитации ставят в пробирках (реакция кольцепреципитации), в гелях, питательных средах и др

Реакция преципитации позволяет определить в исследуемом материале присутствие неизвестного  антигена путем добавления известного антитела или при помощи известного антигена — неизвестное антитело. Преципитация регистрируется лучше, если антиген наслаивать в пробирке на антитело. При этом наблюдается появление преципитата в виде кольца — кольцепреципитация. Кольцепреципитацию проводят в специальных пробирках Преципитация в агаре позволяет определять токсигенность дифтерийных культур.
В судебно-медицинских исследованиях преципитация служит для установления видовой принадлежности крови, органов и тканей с помощью специфических преципитирующих сывороток.

 

 Иммуноэлектрофорез, его основные разновидности

 

Иммуноэлектрофорез (ИЭФ) — метод исслед-я антигенного состава биологических материалов, сочетающий электрофорез и иммунодиффузию. Впервые описан Грабаром и Уильямсом в 1953 году, в 1965 году метод был модифицирован.

Образец антигенного материала разделяют электрофорезом в геле (агарозном), в рез-те чего форм характерные зоны. Далее параллельно зонам электрофореза вносится преципитирующая антисыворотка, антигены и антисыворотка диффундируют навстречу друг к другу, и в месте встречи антисыворотки с антигеном появляются линии преципитации, им форму дуги. После провед-я иммунодиффузии и элюирования непреципитировавших молекул из геля гель окрашивают специальными красителями (амидочёрным 10В, азокармином В и др красителями,окраш белки в случае белковых антигенов или суданом чёрным В в случае липопротеиновыхантигенов). Сущ также ряд модификаций метода ИЭФ (при пом чистого антигена, при пом моноспец антисыворотки, метод по Оссерману, метод ИЭФ по Геремансу.С пом данного метода в клинической иммунологии определяют концентрацию Ig и идентифиц миеломные белки.

Встречный иммуноэлектрофорез может примен для опред антигенов, мигрирующих в агаре к положительнозаряж электроду. Его применяют для идентификации антигенов вируса гепатита В и соответствующих антител, антител к ДНК при системной красной волчанке, аутоантител к растворимым ядерным антигенам при коллагенозах, а также антител (преципитинов) к Aspergillus при аллергическом бронхолегочном аспергиллезе.

Ракетный электрофорез-это колич метод, предусматривающий внесение антигена в гель, содерж антитела. Линия преципитации имеет форму ракеты , длина которой определяется концентрацией антигена. Как и встречный электрофорез, это-быстрый метод, но и здесь антиген должен перемещаться к положительно заряженному электроду. Таким образом, ракетный электрофорез подходит для белков, например альбумина, трансферрина и церулоплазмина, в то время как концентрацию иммуноглобулинов обычно определяют методом простой радиальной иммунодиффузии.

Один из наиболее удачных вариантов ракетного электрофореза - двухмерный или перекрестный иммуноэлектрофорез Лорелла. При этом на первом этапе смесь антигенов электрофоретически разделяют в геле агарозы.Затем разделенные белки вновь заставляют диффундировать в геле под влиянием электрического поля в другом

Виды иммуноэлектрофореза А- простой иммуноэлектрофорез; Б- встречный иммуноэлектрофорез; В - ракетный иммуноэлектрофорез; Г - двумерный иммуноэлектрофорез.

 

 Методы иммунофлюоресценции

Иммунофлюоресценциязаключается в использовании меченных флюорохромом антител, точнее, иммуноглобулиновой фракции антител lgG. Меченное флюорохромом антитело образует с антигеном комплекс антиген — антитело, который становится доступным наблюдению под микроскопом в УФ-лучах, возбуждающих свечение флюорохрома. Реакцию прямой иммунофлюоресценции используют для изучения клеточных антигенов, выявления вируса в зараженных клетках и обнаружения бактерий и риккетсий в мазках. Так, для диагностики бешенства отпечатки кусочков мозга животных, подозреваемых на вирусоносительство, обрабатывают люминесцирующей антирабической сывороткой. При положительном результате в цитоплазме нервных клеток выявляются глыбки ярко-зеленого цвета. На обнаружении антигенов вирусов в клетках отпечатков со слизистой оболочки носа основана экспресс-диагностика гриппа, парагриппа и аденовирусной инфекции.

Более широко применяют метод непрямой иммунофлюоресценции. основанный на выявлении комплекса антиген — антитело с помощью люминесцирующей иммунной сыворотки против lgG-антител и используемой для обнаружения не только антигенов, но и титрования антител. Метод нашел применение в серодиагностике герпеса, цитомегалии, лихорадки Ласса. Препараты с наслоенной исследуемой сывороткой крови помещают в термостат при t° 37° для образования иммунных комплексов, а затем после отмывания несвязавшихся реагентов выявляют эти комплексы меченой люминесцирующей сывороткой против глобулинов человека. Применяя меченые иммунные сыворотки против lgM- или lgG-антител, можно дифференцировать тип антител и обнаруживать ранний иммунный ответ по наличию lgM-антител.

Иммунофлюоресценцию широко используют не только в бактериологии, вирусологии, паразитологии, но и в иммунопатологии для обнаружения антител к тканевым антигенам человека.

 

Радиоиммунологический анализ

Радиоиммунологический метод основан на применении радиоизотопной метки антигенов или антител. Является наиболее чувствительным методом определения антигенов и антител, используется для определения гормонов, лекарственных веществ и антибиотиков, для диагностики бактериальных, вирусных, риккетсиозных, протозойных заболеваний, исследования белков крови, тканевых антигенов. Первоначально он был разработан как специфический метод измерения уровня циркулирующих в крови гормонов. Тест-системой являлись меченный радионуклидом гормон (антиген) и антисыворотка к нему. Если к такой антисыворотке добавить материал, содержащий искомый гормон, то он свяжет часть антител, при последующем внесении меченого титрованного гормона с антителами свяжется уменьшенное по сравнению с контролем его количество. Результат оценивают по сопоставлению кривых связанной и несвязанной радиоактивной метки. Эта разновидность метода носит название конкурентной реакции. Существуют и другие модификации радиоиммунологического метода.

Радиоиммунологический анализ. Принцип радиоиммунологического анализа (РИА) основан на выявлении комплекса антиген-антитело, в котором один из иммунореагентов был мечен радиоактивным изотопом. Обычно используют изотопы йода (I-125 и I-131). Учет реакции проводят по убыванию или по возрастанию радиоактивности (в зависимости от методики РИА) с помощью специальных счетчиков ионизирующего излучения. Метод высокочувствителен, но постепенно вытесняется иммуноферментным анализом, учитывая не безопасность работы с радиоактивными изотопами и необходимость в сложном регистрирующем оборудовании.

Разновидностью иммуноэлектрофореза является радиоиммунофорез В этом случае после электрофоретического разделения антигенов в канавку, вырезанную параллельно движению антигенов в геле, наливают сначала меченную радиоактивным йодом иммунную сыворотку против определяемых антигенов, а затем иммунную сыворотку против lgG-антител, которая преципитирует образовавшиеся комплексы антитела с антигеном. Все несвязавшиеся реагенты вымывают, а комплекс антиген — антитело обнаруживают методом авторадиографии.

Иммуноферментный анализ

 

Иммуноферментные, или энзим-иммунологические, методы основаны на использовании антител, конъюгированных с ферментами, главным образом пероксидазой хрена или щелочной фосфатазой. Чтобы обнаружить соединение меченых антител с антигеном, добавляют субстрат, разлагаемый присоединенным к lgG ферментом, с окрашиванием в желто-коричневый (пероксидаза) или желто-зеленый (фосфатаза) цвет. Используют также ферменты, разлагающие не только хромогенный, но и люмогенный субстрат. В этом случае при положительной реакции появляется свечение. Подобно иммунофлюоресценции иммуноферментный метод применяют для обнаружения антигенов в клетках или титрования антител на антигенсодержащих клетках.

    Наиболее популярной разновидностью иммуноферментного метода является иммуносорбция. На твердом носителе, которым могут быть целлюлоза, полиакриламид, декстран и различные пластмассы, сорбируют антиген. Чаще носителем служит поверхность лунок микропанелей. В лунки с сорбированным антигеном вносят исследуемую сыворотку крови, затем меченную ферментом антисыворотку и субстрат. Положительные результаты учитывают по изменению цвета жидкой среды. Для обнаружения антигенов на носитель сорбируют антитела, затем вносят в лунки исследуемый материал и проявляют реакцию меченной ферментом антимикробной сывороткой. Повышению чувствительности иммунофлюоресцентного и иммуноферментного методов способствует введение в систему реакции авидина и биотина.

Иммуноферментный анализ (ИФА). В методах иммуноферментного анализа используют иммунореагенты, меченные ферментами. Наиболее широко используется твердофазный ИФА. В качестве твердой фазы используют полистироловые или поливиниловые планшеты или шарики, на которых адсорбированы антигены или антитела. Для выявления антител известный антиген адсорбируют в лунках полистироловой пластины. Затем вносят исследуемую сыворотку, в которой хотят обнаружить антитела к данному антигену. После инкубации лунки промывают для удаления несвязавшихся белков и вносят в них антииммуноглобулиновые антитела, меченые ферментом. После инкубации и отмывания в лунки добавляют специфичный для фермента субстрат и хромоген для регистрации конечных продуктов расщепления субстрата. О наличии и количестве антител судят по изменению цвета и интенсивности окраски раствора. Методы ИФА обладают высокой чувствительностью и специфичностью и получили наиболее широкое распространение среди иммунологических методов клинико-лабораторной диагностики. 

 Иммуноблотинг

Иммуноблоттинг применяют для выявления антител к отдельным антигенам или «узнавания» антигенов по известным сывороткам. Метод состоит из 3 этапов: разделения биологических макромолекул (например, вируса) на отдельные белки с помощью электрофореза в полиакриламидном геле; переноса разделенных белков из геля на твердую подложку (блот) путем наложения пластины полиакриламидного геля на активированную бумагу или нитроцеллюлозу (электроблоттанг); выявления на подложкеискомых белков с помощью прямой или непрямой иммуноферментной реакции. Как диагностический метод иммуноблоттинг используют при ВИЧ-инфекции. Диагностическую ценность имеет обнаружение антител к одному из белков внешней оболочки вируса.

Иммуноблоттинг

После разделения сложной смеси белков методом электрофореза в полиакриламидном или агарозном геле их можно перенести из геля на микропористую нитроцеллюлозную мембрану. Далее неспецифически связанные с мембраной антигены могут быть идентифицированы с помощью меченых антител. Данный метод получил широкое распространение. Например, он используется для идентификации компонентов нейрофиламентов, которые предварительно разделяют в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия (ДСН). Разумеется, если антиген необратимо денатурируется ДСН, то такая методика использоваться не может. Если белки антисывороткк разделить изоэлектрофокусированием, а затем перенести (это и называется блоттингом)на мембрану, то с помощью меченого антигена можно установить и так называемый спектротип антисыворотки, т.е. определить изотип антител, взаимодействующих с данным антигеном.

 

реакции с участием комплимента.

 

Система комплемента — комплекс сложных белков, постоянно присутствующих в крови. Это каскадная система протеолитических ферментов, предназначенная для гуморальной защиты организма от действия чужеродных агентов, она участвует в реализации иммунного ответа организма.

Комплемент — система белков, включающая около 20 взаимодействующих компонентов: С1 (комплекс из трех белков), С2, СЗ, …, С9, фактор В, фактор D и ряд регуляторных белков. Все эти компоненты — растворимые белки, циркулирующие в крови и тканевой жидкости. Белки комплемента синтезируются в основном в печени. Большинство из них неактивны до тех пор, пока не будут приведены в действие или в результате иммунного ответа (с участием антител), или непосредственно внедрившимся микроорганизмом.

Реакции с участием комплемента основаны на активации комплемента в результате присоединения его к комплексу антиген-антитело. Если комплекс антиген-антитело не образуется, то комплемент присоединяется к комплексу эритроцит-антиэритроцитарное антитело, вызывая тем самым гемолиз (разрушение) эритроцитов (реакция радиального гемолиза). Применяется для диагностики инфекционных болезней, в частности, сифилиса.

РСК относится к сложным серологическим реакциям, в которых, кроме антигена, антитела и комплемента, участвует еще и гемолитическая система, выявляющая результаты реакции.

РСК протекает в две фазы:

первая — взаимодействие антигена с антителом при участии комплемента и

вторая — выявление степени связывания комплемента при помощи гемолитической системы. Эта система состоит из эритроцитов барана и гемолитической сыворотки. Эритроциты обрабатывают — сенсибилизируют, присоединяя к ним сыворотку при температуре 37°С, в течение 30 мин. Лизис сенсибилизированных эритроцитов барана наступает только в случае присоединения к гемолитической системе комплемента. В отсутствие его эритроциты не изменяются. Результаты РСК зависят от наличия в исследуемой сыворотке антител. Если сыворотка содержит антитела, гомологичные антигену, используемому в реакции, то образующийся комплекс антиген — антитело присоединяет, связывает комплемент. При добавлении гемолитической системы в этом случае гемолиза не произойдет, так как весь комплемент расходуется на специфическую связь комплекса антиген — антитело. Эритроциты остаются не измененными, поэтому отсутствие гемолиза в пробирке регистрируют как положительную РСК. При отсутствии в сыворотке антител, соответствующих антигену, специфический комплекс антиген — антитело не образуется и комплемент остается свободным. При добавлении гемолитической системы комплемент присоединяется к ней и вызывает гемолиз эритроцитов. Разрушение эритроцитов, их гемолиз характеризует отрицательную реакцию.

Реакция гемолиза. Под влиянием антител и комплемента мутная взвесь эритроцитов превращается в ярко-красную прозрачную жидкость — лаковую кровь вследствие выхода гемоглобина. Реакция широко применяется в лабораторной серологической практике в качестве показателя адсорбции комплемента при постановке диагностической реакции связывания комплемента (РСК). Реакция локального гемолиза в геле (реакция Ерне). Эта реакция является одним из вариантов гемолиза. Она позволяет определить число антителообразующих клеток в лимфоидных органах. Присутствие клеток, секретирующих гемолитические антитела — гемолизины, определяют по бляшкам гемолиза, возникающим в агаровом геле, содержащем эритроциты, при добавлении к ним исследуемой лимфоидной ткани и комплемента. Образование бляшек наблюдается только вокруг тех клеток, которые секретируют антитела к эритроцитам или к тому антигену, который был предварительно адсорбирован на них.

Реакция бактериолиза. Реакция бактериолиза состоит в том, что при соединении специфической иммунной сыворотки с соответствующими гомологичными ей живыми бактериями в присутствии комплемента происходит лизис микробов. Реакцию бактериолиза можно наблюдать как в пробирке (in vitro), так и в организме животного (in vivo). Эту реакцию используют при диагностике холеры. При постановке реакции бактериолиза в пробирках соединяют выделенную у больного культуру вибриона, специфическую иммунную противохолерную сыворотку и комплемент. Результаты учитывают после двухчасового выдерживания в термостате при 37°С путем посева материала, взятого из пробирки, на мясо-пептонный агар.

 

Реакции нейтрализации, реакция опсонизации

Нейтрализа́ция (от лат. neuter — ни тот, ни другой) — взаимодействие кислот с основаниями, в результате которого образуются соли и вода. Часто реакции нейтрализации экзотермичны. К примеру, реакция гидроксида натрия и соляной кислоты:

НСl + NaOH = NaCl + Н₂О

В ионном виде уравнение записывают так:

Н⁺ + ОН⁻ = Н₂О.

Тем не менее, существуют также и эндотермические реакции нейтрализации, например, реакция бикарбоната натрия (пищевой соды) и уксусной кислоты. Опсонизация означает облегчение фагоцитоза микроорганизмов и других материалов после прикрепления к ним опсонинов. Опсонизация. Это иммунологическая реакция, изменяющая поверхностные свойства патогенных микроорганизмов таким образом, что они становятся более подверженными фагоцитозу. Специфические опсонины представляют собой антитела, направленные против поверхностных антигенов бактерий, которые содействуют фагоцитозу, покрывая бактериальную клетку. Активность специфических опсонинов усиливается некоторыми компонентами комплемента, хотя соответствующие антитела сами по себе также могут проявлять небольшую опсонизирующую активность. Способность соединяться с тканевыми клетками, видимо, весьма выражена у IgE, которые у человека ответственны за различные реакции повышенной чувствительности; возможно, эта способность определяется активностью фрагмента Fc в молекуле.

 

Анафилаксия, анафилактический шок, сывороточная болезнь. Механизм возникновения гиперчувствительности немедленного типа. Аллергия и аллергены

Анафилаксия - угрожающая жизни системная реакция гиперчувствительности на аллерген (аллергическая реакция немедленного типа). Проявления анафилаксии: дыхательный дистресс - синдром, зуд, крапивница, отек слизистых оболочек, расстройства функции ЖКТ (тошнота, рвота, боль, диарея), сосудистый коллапс. Любой аллерген может вызвать анафилактическую реакцию, но наиболее значимы следующие: антисыворотка, гормоны, экстракты пыльцы, яд Hymenoptera (перепончатокрылые насекомые), пища, лекарственные препараты, особенно антибиотики; диагностические средства. Клинические формы анафилактических реакций: анафилактический шок, отек Квинке, крапивница, генерализованная эритема. Симптомы болезни: озноб, головокружение, страх смерти, чувство тяжести в груди, тахикардия, снижение АД, одутловатость лица, зуд кожи, сыпь по типу крапивницы, отёк гортани, бронхоспазм, тошнота, рвота, боли в животе, жидкий стул.

Анафилакти́ческий шок или анафилакси́я — аллергическая р-ция замедлен. типа, состояние резко повышенной чувствительности организма, развивающееся при повторном введении аллергена. Первопричиной анафилактического шока было проникновение яда в организм человека. В основе патогенеза лежит реакция гиперчувствительности немедленного типа. Общий и наиболее существенный признак шока — остро наступающее уменьшение кровотока с нарушением периферического, а затем и центрального кровообращения под влиянием гистамина и других медиаторов, обильно секретируемых клетками. Кожные покровы становятся холодными, влажными и цианотичными. В связи с уменьшением кровотока в головном мозге и других органах появляются беспокойство, затемнение сознания, одышка, нарушается мочеотделение. Сывороточная болезнь — это состояние, развивающееся при лечении иммунными сыворотками животного происхождения. Представляет собой иммунную реакцию на введение чужеродных белков сыворотки, заключающуюся в образовании большого количества связывающих их антител плазмоцитами орг-ма чел-ка. Данная р-ция явл. частным случаем гиперчувствительности III типа. Антитела чел-ка связывают чужеродные белки, образуя иммунные комплексы. При этом фагоцитоз и комплемент-зависимый лизис комплексов антиген-антитело происходит медленно, позволяя им оказывать повреждающее действие на организм. Аллергия – это неадекватная реакция организма на различные вещества, проявляющаяся при непосредственном контакте с ними. Об аллергии говорят тогда, когда в действие вступает иммунная система и организм отвечает бурной реакцией и преувеличенной защитой на вещества, которые сами по себе вполне безобидны. То есть аллергия — это повышенная чувствительность, измененный ответ организма человека на воздействие определенных факторов — аллергенов.

 

 Гиперчувствительность замедленного типа и механизмы ее развития

 

В настоящее время по механизму развития принято выделять 4 типа аллергических реакций (гиперчувствительности). Все эти типы аллергических реакций, как правило, редко встречаются в чистом виде, чаще они сосуществуют в различных сочетаниях или переходят из одного типа реакций в другой тип. При этом I, II и III типы обусловлены антителами, являются и относятся к реакциям гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ). Реакции же IV типа обусловлены сенсибилизированными Т-клетками и относятся к реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). Четвёртый (IV) тип реакций — гиперчувствительность замедленного типа или клеточно-опосредованная гиперчувствительность. Реакции замедленного типа развиваются в сенсибилизированном организме через 24-48 часов после контакта с аллергеном. При IV типе реакций роль антител выполняют сенсибилизированные Т-лимфоциты. Аг, контактируя с Аг-специфическими рецепторами на Т-клетках, приводит к увеличению количества этой популяции лимфоцитов и их активации с выделением медиаторов клеточного иммунитета — воспалительных цитокинов. Цитокины вызывают скопление макрофагов и других лимфоцитов, вовлекают их в процесс разрушения АГ, в результате чего возникает воспаление. Клинически это проявляется развитием гиперергического воспаления: образуется клеточный инфильтрат, клеточную основу которого составляют мононуклеары — лимфоциты и моноциты. Клеточный тип реакции лежит в основе развития вирусных и бактериальных инфекций (контактный дерматит, туберкулез, микозы, сифилис, лепра, бруцеллез), некоторых форм инфекционно-аллергической бронхиальной астмы, реакции отторжения трансплантата и противоопухолевого иммунитета.