Лекции по микре
.pdf |
V-антигены – поверхностные антигены сложноустроенных |
вирусов, представленные гемагглютининами, нейроминидазой и F-белком суперкапсида. |
|
2. |
Неструктурные – антигены, не входящие в состав вируса, а |
образующиеся в инфицированных клетках на различных этапах репродукции вируса.
Антигены человека и животных.
Органы, ткани, клетки организма человека и животных содержат большое количество
различных антигенов. |
|
1. |
Аллоантигены и изоантигены – в эритроцитах, лейкоцитах, |
тромбоцитах, а также в плазме крови людей открыто несколько десятков алло- и изоантигенов. |
|
|
Антигены главного комплекса гистосовместимости (Major |
Histocompatibiliti Complex – МНС-антигены), МНС-антигены впервые были обнаружены на лейкоцитах и поэтому имеют другое название HLA (Human leukocyte antigens) – обуславливают внутривидовые различия клеток и тканей, причем каждый организм обладает уникальным набором антигенов, свойственных только ему (по химической природе – это гликопротеиды клеточных мембран).
Антигены гистосовместимости МНС (HLA)
I класс |
|
|
II класс |
HLA – A,B,C (классические) |
HLA – DR, DQ, DP |
||
Экспрессия |
на любых |
ядерных |
Экспрессия на АГ-представляющих клетках |
клетках |
|
|
(моноциты, тканевые макрофаги, В-лимфоциты, |
|
|
|
дендритные клетки, клетки Лангерганса и др.) |
Выступают в качестве рецепторов для |
Выступают в качестве рецепторов для антигенов |
||
вирусных, |
опухолевых |
и |
бактерий и прочих молекулярных антигенов и |
трансплантационных антигенов |
|
гаптенов |
|
Представляют антигены CD8+ |
Представляют антигены CD4+ |
||
Индуцируют клеточный иммунитет |
Индуцируют гуморальный иммунитет |
||
В третий класс МНС-антигенов входят компоненты комплемента (С2 и С4), ФНО, белки |
|||
теплового шока. |
|
|
|
|
|
Антигены эритроцитов человека – на сегодняшний день |
|
известно более 250 различных эритроцитарных антигенов: |
|||
|
|
антигены системы АВ0 (впервые в 1900 г. К. Ландштейнер |
описал изоантигены АВ на поверхности наружной мембраны эритроцитов у человека, выделив соответственно этому IV группы крови);
|
резус-антигены (Rh); |
|
кроме антигенов АВ и Rh эритроциты человека могут |
обладать и другими изоантигенами (М¹, |
М², N¹, N², Даффи, Кел-Келана) и др. |
2. |
Аутоантигены – собственные антигены организма, которые |
при определенных условиях распознаются как чужеродные и вызывают выработку иммунного ответа.
|
Врожденные аутоантигены: |
|
антигены «забарьерных» органов, синтез которых начался |
после |
созревания иммунной системы, но в здоровом организме не вызывают аутоиммунных |
реакций, т. к. окружены плотной капсулой и не контактируют с ИКК (головной мозг, передняя камера глаза, роговица, хрусталик, сетчатка, стекловидное тело, семенные канальца яичек, фолликулы щитовидной железы, подкожная жировая клетчатка, волосяные луковицы, рубцовая ткань); при повреждении барьера антигены вступают в контакт с ИКК, что вызывает развитие аутоиммунных реакций (например, иммунологическая слепота при травме хрусталика).
|
эмбриональные |
белки, возобновившие |
при определенных |
условиях синтез. |
|
|
|
|
Приобретенные |
аутоантигены – это |
ткани, изменившие |
антигенные свойства под действием различных факторов (вирусные, бактериальные инфекции, переохлаждение, ожог, излучение и др.) и обладающие способностью запускать аутоиммунные реакции.
3. |
Перекрестнореагирующие |
антигены |
(гетеро- |
или |
ксеноантигены) – общие для человека и микроорганизмов. |
|
|
|
|
4. |
Суперантигены – антигены, способные без предварительной |
переработки АГ-представляющими клетками взаимодействовать с молекулами МНС II класса. Антитела (термин предложил в 1890 г. Бейли) – белки (гликопротеины) сыворотки крови,
образующиеся в ответ на введение антигена и обладающие способностью специфически взаимодействовать с антигенами, которые вызвали их образование (в соответствии с Международной классификацией совокупность сывороточных белков, несущая антительную активность, и относящаяся к γ-глобулинам, получила название иммуноглобулинов и символ Ig).
Функции антител: |
|
|
|
|
Распознавание |
и связывание антигена |
с целью его |
нейтрализации и последующей элиминации. |
|
|
|
|
Антитоксический |
эффект (связывают и |
инактивируют |
бактериальные токсины). |
|
|
|
|
Цитотоксический эффект (стимулируют разрушение |
||
антигенов цитотоксическими клетками). |
|
|
|
|
Активация комплемента. |
|
|
|
Опсонизация фагоцитоза. |
|
|
|
Участие в развитии аллергических реакций. |
|
|
|
Обеспечение иммунологической памяти и толерантности. |
||
|
Обеспечение кооперации иммунокомпетентных клеток. |
||
|
Иммунорегулирующие свойства. |
|
Строение молекул антител стало известным в 1959 г., когда Р. Портер (Англия) и Г. Эдельман (США) расшифровали и построили пространственную модель молекулы Ig, за что им была присуждена Нобелевсая премия.
Структура молекулы иммуноглобулина (на примере Ig G).
Молекула имеет форму Y или рогатки. Основной структурной единицей является мономер, представляющий собой 4-цепочечный полипептидный комплекс: 2 идентичные «легкие» цепи – L- цепи (Light – легкий) с молекулярной массой 25000 дальтон (≈212-220 аминокислотных остатков каждая) и 2 идентичные «тяжелые» цепи – H-цепи (Heavy – тяжелый) с молекулярной массой 50000 дальтон (≈550-660 аминокислотных остатков). Тяжелые и легкие цепи соединены между собой дисульфидными связями (мостиками), расположенными между их С-концами. Участки полипептидной цепи, обладающие сходной структурой называют доменами (≈110 аминокислотных остатков каждый). В мономерной молекуле Ig всего 12 доменов: по 4 на тяжелых и по 2 – на легких цепях. Домены, имеющие постоянную аминокислотную последовательность называют константными (С-домены), домены, имеющие непостоянную последовательность называют вариабельными (V-домены). Первые домены составлены из вариабельных участков легких и тяжелых цепей, остальные – из константных. Молекулы Ig имеют участки, на которые избирательно действуют ферменты (папаин, пепсин), которые делят молекулу Ig в поперечном направлении на 3 фрагмента: 2 фрагмента идентичны и называются Fab-фрагментами (fragments antigen binding) – фрагменты, связывающие антигены. На концах Fab-фрагментов находятся активные центры антител – паратопы. Активные центры взаимодействуют с антигенными детерминантами, антигенсвязывающий центр комплементарен эпитопу антигена (принцип «ключ – замок»). 3-й фрагмент – Fc (fragments crystallizable) – кристаллический фрагмент (связывает и активирует комплемент, связывается с рецепторами на ИКК). В месте соединения Fab- и Fc-фрагментов расположена шарнирная область, позволяющая антигенсвязывающим фрагментам разворачиваться для более тесного контакта с антигеном.
Свойства антител: |
|
1. |
Валентность – количество активных (антигенсвязывающих) |
центров антител. |
|
|
полные антитела – как минимум 2-валентны, вызывают |
агрегацию антигенов, видимую невооруженным глазом; |
|
|
неполные антитела – содержат один антиген-связывающий |
центр, функционально дефектны, могут связывать эпитопы антигенов, препятствуя контакту с ними полных антител, поэтому их также называют блокирующими антителами.
2. Аффинность – сродство антигенной детерминанты с активным центром антитела, определяется физико-химическими свойствами взаимодействующих молекул и зависит от степени комплементарности структуры антигенсвязывающего центра и антигенной детерминанты.
3. Авидность – скорость и прочность связывания антитела с соответствующим антигеном, зависит от валентности и аффинности.
Иммуноглобулины сами обладают антигенными свойствами, что определяет их разнообразие. Антигенная специфичность антител (молекулы Ig имеют 3 типа антигенных детерминант,
по которым они делятся на изо-, алло- и идиотипы):
|
Изотипические детерминанты (изотипы) – структуры |
характерные для |
антител индивидуумов одного вида (по изотипам Ig делятся на 5 классов: μ-мю, γ- |
гамма, α-альфа, δ-дельта, ε-эпсилон). |
|
|
Аллотипические детерминанты (аллотипы) – структуры, |
характерные для |
антител некоторых индивидуумов внутри вида, для других индивидуумов вида эта |
структура иммуногенна. |
|
|
Идиотипические детерминанты (идиотипы) – структуры, |
характерные только для определенных Ig одного индивидуума, определяют специфичность взаимодействия данного иммуноглобулина с определенным антигеном.
В зависимости от структуры и свойств все Ig разделены на 5 классов. Ig G, E, D, сывороточный Ig A – мономеры, Ig M – пентамер (5 мономеров соединены J-цепью, joining – связанный), секреторный Ig A – димер.
Классы иммуноглобулинов, их свойства и строение.
|
|
|
Классы Ig |
|
|
|
|
Свойства |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ig |
Ig |
Ig A |
Ig |
Ig |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
G |
M |
|
E |
D |
Молекулярная масса, D |
|
16 |
95 |
170000 / |
190 |
16 |
|
|
|
|
0000 |
0000 |
350000 |
000 |
0000 |
Удельный вес в сыворотке крови, |
70- |
5- |
10-15% |
0,00 |
0, |
||
% |
|
|
80% |
10% |
|
2% |
2% |
Содержание в |
сыворотке |
крови, |
12 |
1 |
2,5 |
0, |
0,0 |
г\л |
|
|
|
|
|
00025 |
3 |
Число мономеров |
|
1 |
5 |
1 / 2 (3) |
1 |
1 |
|
Валентность |
|
|
2 |
5(1 |
2 / 4 (6) |
2 |
2 |
|
|
|
|
0) |
|
|
|
Прохождение через плаценту |
+ |
- |
- |
- |
- |
||
Содержание в молозиве |
|
+ |
+ |
+ |
- |
- |
|
Активация |
комплемента |
по |
+ |
+ |
- |
- |
- |
классическому пути |
|
|
|
|
|
|
|
Иммуноглобулины класса G (субклассы G1, 2, 3, 4) – основной класс антител, имеет молекулярную массу около 160000 дальтон. На его долю приходится 70-80% всех сывороточных иммуноглобулинов. Среднее содержание Ig G в сыворотке крови здорового взрослого человека составляет 12 г/л, этот уровень достигается к 7-10 летнему возрасту. Ig G – мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра. Период полураспада Ig G равен 21 дню. Ig G легко проходит через плацентарный барьер и обеспечивает пассивный гуморальный иммунитет новорожденного в первые 6-8 месяца после рождения, способен также выделяться в секрет слизистых оболочек путем диффузии, поэтому передается ребенку и с грудным молоком матери. Ig G участвует в активации комплемента по классическому пути. Основная функция – формирование постинфекционного иммунитета.
Иммуноглобулины класса М – это наиболее крупная молекула из всех иммуноглобулинов (950000 дальтон). На долю Ig М приходится 5-10% всех сывороточных иммуноглобулинов. Среднее содержание Ig М в сыворотке крови здорового взрослого человека около 1 г/л, этот уровень достигается уже к 2-4-летнему возрасту. Ig М – пентамер, его валентность равна 10, но половина антигенсвязывающих центров не работает из-за пространственной близости. Период полураспада Ig М составляет 5 дней. Ig М не проходит через плаценту, но определяется в грудном молоке, участвует
в активации комплемента по классическому пути. Ig М первыми начинают синтезироваться в организме новорожденного и первыми вырабатываются в ответ на внедрение антигена.
Иммуноглобулины класса А – существуют в сывороточной и секреторной формах. Молекулярная масса сывороточного Ig А около 170000 дальтон, а секреторного 350000 дальтон и более. На долю сывороточного Ig А приходится около 10-15% всех сывороточных иммуноглобулинов. В сыворотке крови здорового взрослого человека содержится около 2,5 г/л Ig А, этот уровень достигается к 10-летнему возрасту. Сывороточный Ig А – мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра; секреторный Ig А чаще существует в форме ди- и триммера (4- или 6- валентный). Ig А обладает α-цепью. Период полураспада Ig А составляет 6 дней. Но около 60% всех Ig А содержится в секретах слизистых оболочек, присутствует в слюне, слезной жидкости, молоке, обеспечивая местный иммунитет.
Иммуноглобулины класса Е (реагины) – имеют молекулярную массу около 190000 дальтон. На его долю приходится 0,002% всех циркулирующих иммуноглобулинов, содержание Ig Е в сыворотке крови крайне невысоко – примерно 0,00025 г/л, этот уровень достигается к 10-15 годам. Обнаружить Ig Е можно специальными высокочувствительными методами. Ig Е – мономер, 2хвалентный, обладает ε-цепью. Период полураспада – 2 дня. Ig Е обладает выраженной тропностью к тучным клеткам и базофилам, участвует в развитии аллергической реакции I типа.
Иммуноглобулины класса D – сведений об Ig D не много, имеет молекулярную массу 160000, Ig D практически полностью содержится в сыворотке крови в концентрации около 0,03 г/л (0,2% общего количества циркулирующих иммуноглобулинов), 2-х валентный мономер с δ-цепью и периодом полураспада – 3 дня. На определенных стадиях дифференцировки выполняет роль рецептора В-лимфоцитов.
Виды антител: |
|
|
|
|
1. |
Изоантитела |
– антитела к |
изоантигенам |
(например, |
антитела к АВ антигенам эритроцитов человека – α и β). |
|
|
||
2. |
Нормальные |
(естественные) |
антитела – |
антитела, |
обнаруживаемые в сыворотке крови без предварительного воздействия антигена (титры их низкие, а вопрос об их происхождении до конца не решен).
3. |
Аутоантитела – антитела к антигенам собственных клеток |
||||
и тканей организма. |
|
|
|
|
|
4. |
Гетероантитела |
– антитела, |
образующиеся в |
ответ на |
|
введение гетероантигена. |
|
|
|
|
|
5. |
Моноклональные |
антитела |
– |
антитела |
одной |
специфичности, синтезируемые искусственно полученным клоном плазмоцитов.
Метод получения моноклональных антител (разработан в 1975 г. Г. Келлером и К. Мильштейном) состоит в слиянии сенсибилизированных лимфоцитов с клетками миеломы для получения клеточных гибридов (гибридом). Гибридомы обладают способностью синтезировать
антитела и, |
в то же время, они представляют собой опухолевые клетки, способные к непрерывной |
||||
пролиферации. |
|
|
|
|
|
Этапы получения гибридом: |
|
|
|
|
|
1) |
получение миеломной линии; |
|
|
||
2) |
получение селезеночных клеток от иммунизированного |
||||
организма (плазмоциты, синтезирующие Ig определенной специфичности); |
|
||||
3) |
создание условий для слияния клеток; |
|
|||
4) |
выделение слившихся клеток; |
|
|
||
5) |
отбор интересующего клона, его накопление (in vitro или в |
||||
организме животного) и использование. |
|
|
|
|
|
Использование моноклональные антител: |
|
|
|
||
|
В научных целях для анализа структуры, генетики Ig, для |
||||
изучения рецепторов лимфоцитов и их субпопуляций. |
|
|
|
||
|
В диагностике многих инфекционных и неинфекционных |
||||
заболеваний. |
|
|
|
|
|
|
В лечении некоторых, в т. ч. онкогенных, заболеваний. |
||||
|
В |
качестве |
носителей |
лекарственных |
веществ, |
доставляющих их в определенные органы и ткани (в стадии разработки).
Виды антител по действию на антиген:
|
Антитоксические |
– |
нейтрализуют или |
флоккулируют |
микробные токсины. |
|
|
|
|
|
Агглютинирующие – склеивают антигены. |
|
||
|
Преципитирующие |
– |
образуют комплекс |
с антигенами |
только в растворах или гелях. |
|
|
|
|
|
Лизирующие – вызывают разрушение клеток-мишеней. |
|||
|
Опсонизирующие – взаимодействуя с антигенами, |
|||
способствуют их поглощению фагоцитами. |
|
|
|
|
|
Нейтрализующие – инактивируют антигены, лишая их |
|||
возможности проявлять патогенное действие. |
|
|
|
Динамика образования антител.
Синтез Ig происходит в зрелых В-лимфоцитах и плазматических клетках в соответствии с общими закономерностями биосинтеза белков на рибосомах.
Синтез антител начинается после внедрения антигенов. Если антиген вводится впервые, то возникает первичный ответ.
Динамика образования антител при первичном иммунном ответе.
Название |
|
Продолжительн |
Краткая характеристика |
периода |
|
ость |
|
Латентный |
|
3-5 дней |
Скрытые процессы восприятия антигенного |
|
|
|
раздражения (переработка и представление |
|
|
|
антигена ИКК, что запускает пролиферацию В- |
|
|
|
лимфоцитов в плазмациты и их переключение на |
|
|
|
синтез Ig), завершаюшиеся поступлением в кровь |
|
|
|
Ig М |
Логарифмическ |
7-15 дней |
Переключение синтеза Ig M на Ig G, титры Ig |
|
ий (продуктивный) |
|
|
M и G достигают максимума |
Стационарный |
|
15-30 дней |
Поддерживается максимальный стабильный |
(максимума |
и |
|
уровень Ig M и G в крови |
стабилизации) |
|
|
|
Снижения |
|
14 дней и более |
Концентрация антител в крови постепенно |
|
|
(индивидуально) |
снижается (первым начинает снижаться Ig M) |
Вторичный иммунный ответ развивается при повторной встрече с антигеном. Способность к нему развивается не ранее чем через 2-4 недели после первого внедрения антигена и сохраняется в течение многих месяцев и даже лет.
Особенности вторичного иммунного ответа:
|
Индукция меньшими дозами антигенов. |
|
Укороченный латентный период (от нескольких часов до 1-2 |
дней). |
|
|
Синтезируются сразу Ig G. |
|
Высокая скорость образования антител. |
|
Более быстрый подъем концентрации антител (пик – через 3- |
5 дней). |
|
|
Большие значения максимальной концентрации антител. |
Антителогенез (теории образования антител).
В настоящее время механизм образования антител, в основном, расшифрован, однако относительно отдельных этапов существуют лишь гипотезы.
Теория «боковых цепей» или селективная (П. Эрлих, 1897 г.): антитела – это специфические рецепторы («боковые цепи») на поверхности клеток, образующиеся еще до встречи с антигеном; антиген, попав в организм, соединяется с этими рецепторами, клетки активируются и продуцируют большое количество этих рецепторов, которые попадают в кровь и выполняют функцию антител.
Матричная или инструктивная теория: |
|
|
|
теория |
прямой |
матрицы (Ф. Гауровиц 1930 г., Л. Полинг 1940 г.) |
– антиген проникает в клетку |
и его |
детерминантная группа служит матрицей для синтеза антител (несогласованность с современными представлениями о синтезе белка ДНК–иРНК–белок);
теория непрямой матрицы (Ф. Бернет, Ф. Феннер 1949г.) – антигены связываются с иРНК на рибосомах и контролируют синтез γ-глобулина, специфичного по отношению к данному антигену.
Клонально-селекционная теория или естественной селекции (Н.К. Ерне 1955 г., Ф. Бернет, 1959
г.): |
|
|
|
Антиген |
является |
селективным фактором. |
|
|
|
Связывание |
|
антигена происходит специфическими рецепторами, находящимися на поверхности
иммунокомпетентных клеток (В-лимфоцитов). |
|
|
|
|
При |
встрече |
с |
антигеном В-лимфоциты начинают пролиферировать и превращаться в плазматические клетки, которые синтезируют антитела.
Каждая антителопродуцирующая клетка может синтезировать только один вид антител определенной специфичности.
Теория депрессивных генов или молекулярно-биологическая (Л. Сциллард 1960 г.) – ИКК вырабатывать антитела различной специфичности, однако эта способность репрессирована ферментом; антигены связываются с ферментом и снимают его действие.
ТЕМА ЛЕКЦИИ: «Иммунная система. Формы иммунного ответа.»
В1968 г. Фрэнк Бернет впервые выделил иммунную систему в самостоятельную и поставил ее
вряд важнейших систем жизнеобеспечения, сформулировав концепцию иммунного надзора, осуществляемого иммунокомпетентными клетками.
Иммунная система – это система контроля, представленная совокупностью лимфоидных органов и тканей, обеспечивающих антигенное постоянство внутренней среды организма, сохранение его видовой индивидуальности.
Особенности иммунной системы:
1.Генерализована по всему телу, но функционирует как единое целое.
2.Клетки иммунной системы циркулируют по всему организму через кровоток.
3.Многократно дублирует свои функции.
4.Работает в тесной взаимосвязи с другими системами организма (нервной, эндокринной
идр.).
5.Вырабатывает строго специфический иммунный ответ в отношении каждого антигена.
Главные задачи иммунной системы:
распознавание;
нейтрализация;
элиминация;
запоминание чужеродного агента.
Компоненты иммунной системы:
1.Органы иммунной системы:
центральные;
периферические.
2.Клетки иммунной системы.
3.Биологически активные макромолекулы – цитокины.
Органы и ткани иммунной системы.
Центральные органы иммунной системы:
|
костный мозг; |
|
вилочковая железа (тимус). |
В центральных органах иммунной системы происходит лимфопоэз – антигеннезависимая дифференцировка лимфоцитов от стволовой кроветворной клетки до зрелого неиммунного лимфоцита. Зрелые неиммунные лимфоциты по-английски называют naive (наивные) или virgine (девственные).
Костный мозг (medulla ossea rubra) – локализуется в губчатом веществе костей (эпифизы трубчатых костей, грудина, ребра), это центральный орган кроветворения, место обитания стволовых кроветворных клеток, которые являются родоначальницами всех форменных элементов крови и соответственно иммунокомпетентных клеток. Все клетки крови происходят из общей клеткипредшествественницы – стволовой кроветворной клетки. На территории костного мозга проходит полный «курс» эритропоэза (заканчивается эритроцитами), миэлопоэза (заканчивается лейкоцитами
– нейтрофилами, моноцитами, эозинофилами, базофилами), мегакариоцитопоэза (заканчивается тромбоцитами), а также лимфопоэза – образуется общая клетка-предшественник всех лимфоцитов –
лимфобласт, из которой в костном мозге созревают нормальные киллеры, дендритные клетки и В-
лимфоциты, на поверхности которых появляются Ig-рецепторы (рецепторы к антигенам). В костном мозге происходит также селекция В-лимфоцитов – В-лимфоциты, несущие рецепторы к собственным антигенам уничтожаются путем апоптоза. Четвертый потомок лимфобластов, запрограммированный к дифференцировке Т-лимфоцитов, мигрирует для прохождения поэза из костного мозга в тимус.
Тимус (вилочковая железа, thymus) – специализированный лимфоидный орган, в котором проходит лимфопоэз Т-лимфоцитов. Тимус расположен в переднем верхнем средостении, за грудиной, над сердцем. Тимус состоит из двух больших долей, которые фрагментированы на множество долек, разделенных фиброзными перегородками. В каждой дольке выделяют две гистологические зоны, по периферии – корковая, в центре – мозговая. Пре-Т-лимфоциты из костного мозга поступают в кору тимуса, где эпителиальные клетки своими отростками «обнимают и баюкают» лимфоциты, способствуя их созреванию, поэтому они названы nurse cells (клетки-сиделки, нянечки). Дифференцировка Т-лимфоцитов завершается в мозговом слое долек тимуса формированием их субпопуляций – Т-хелперов и цитотоксических Т-лимфоцитов. В ходе созревания Т-лимфоциты тоже проходят селекцию – клетки с рецепторами для собственных антигенов погибают.
Онтогенез тимуса:
Тимус появляется в период внутриутробного развития и начинает функционировать у шестинедельного эмбриона, к моменту рождения тимус весит 10-15 г. Тимус окончательно созревает к 5 годам и достигает максимального размера и веса (30-40 г) к 9-12 годам. После периода полового созревания начинается инволюция органа – замещение жировой и соединительной. Инволюция тимуса сопровождается снижением продукции Т-лимфоцитов.
К центральным органам иммунной системы у птиц относят сумку Фабрициуса, локализованную в области клоаки. Сумка (бурса) Фабрициуса – орган лимфопоэза птиц, где происходит созревание и полная дифференцировка В-лимфоцитов. До сих пор не удалось обнаружить никакого аналога бурсы у млекопитающих, т.е. такого органа, в котором происходила бы полная дифференцировка В-лимфоцитов. Считается, что у млекопитающих его функции выполняют костный мозг и пейеровы бляшки тонкого кишечника.
Созревшие в костном мозге и тимусе лимфоциты поступают на периферические органы иммунной системы.
Периферические органы иммунной системы:
|
селезенка; |
|
лимфатические узлы; |
|
неинкапсулированная лимфоидная ткань слизистых оболочек и кожи; |
|
печень; |
|
периферическая кровь. |
На территории периферических лимфоидных органов происходит иммуногенез –
антигензависимая дифференцировка лимфоцитов (образуются клоны иммунных или эффекторных лимфоцитов, которые распознают антиген и организуют его деструкцию).
Селезенка – лимфоидную ткань селезенки называют белой пульпой, в белой пульпе имеются тимусзависимые и тимуснезависимые зоны, которые заселяются Т- и В-лимфоцитами соответственно. Селезенка – это лимфоцитарная «таможня» для антигенов, попавших в системную циркуляцию в кровь.
Лимфатические узлы – множественные, симметрично расположенные по телу, инкапсулированные периферические лимфоидные органы бобовидной формы, размером 0,5-1,5 см. У человека насчитывается до 1000 лимфатических узлов. В лимфатических узлах также имеются В- лимфоцитарные и Т-зависимые зоны. Лимфатические узлы – это «таможня» для антигенов, попадающих во внутреннюю среду организма через покровные ткани.
Неинкапсулированная лимфоидная ткань слизистых оболочек и кожи:
лимфоидная ткань, ассоциированная с ЖКТ (GALT – gut-associated lymphoid tissue): глоточное лимфоидное кольцо Пирогова, пейеровы бляшки тонкой кишки, лимфоидные фолликулы аппендикса;
|
лимфоидная ткань, ассоциированная с бронхами и бронхиолами (BALT – |
bronchial-associated lymphoid tissue); |
|
|
лимфоидная ткань других слизистых оболочек (MALT – mucosal-associated |
lymphoid tissue); |
|
|
лимфоидная ткань, ассоциированная с кожей (SALT – skinassociated lymphoid |
tissue). |
|
Основная функция лимфоидной ткани слизистых оболочек и кожи –дифференцировка В-
лимфоцитов в плазмоциты, продуцирующие секреторные иммуноглобулины классов А и Е, обеспечивающие местный иммунитет.
Печень – место локализации большей части нормальных киллеров и половины всех тканевых макрофагов организма. Лимфоциты печени «обслуживают» кровь воротной вены, несущей все внешние, всосавшиеся в кишечнике вещества, обеспечивая поддержание иммунологической толерантности к пищевым веществам.
Периферическая кровь – транспортно-коммуникационный компонент иммунной системы.
Возрастные особенности иммунной системы:
|
Ранняя закладка органов иммунной системы (с 4-5 недели внутриутробного |
периода – закладка центральных органов, с 9-12 недели – периферических). |
|
|
Морфологическая зрелость к моменту рождения. |
|
Весовой максимум органы иммунной системы достигают к 10-14 годам. |
|
Формируется индивидуально в зависимости от антигенного окружения. |
|
Ранняя инволюция органов иммунной системы (к 40-50 годам происходит |
замещение лимфоидной ткани жировой и соединительной).
Клетки иммунной системы:
1.Иммунокомпетентные клетки.
2.Антигенпрезентирующие клетки.
3.Вспомагательные клетки (тучные клетки, базофилы, эозинофилы, тромбоциты) –
участвуют в развитии воспалительной реакции.
Иммунокомпетентные клетки.
По функциональной активности ИКК подразделяют на:
регуляторные – «управляют» функцией иммунной системы путем выработки медиаторов – цитокинов (обуславливают направление, интенсивность и продолжительность иммунной реакции);
эффекторные клетки – непосредственные исполнители иммунного ответа (действуют на антиген либо непосредственно, либо путем биосинтеза иммуноглобулинов).
На поверхности цитоплазматической мембраны ИКК есть особые молекулы, которые служат их маркерами. Они получили название CD-антигенов (от английской аббревиатуры – Cluster of differentiation).
Cluster of differentiation (CD) – это показатель дифференцировки ИКК, маркер, обладающий антигенными свойствами. С помощью спецефических моноклональных антител против CDантигенов ИКК удалось разделить на отдельные субпопуляции.
Центральная клетка иммунной системы – лимфоцит. В периферической крови насчитывается 1-4×109/л лимфоцитов. Выделяют:
|
Т-лимфоциты; |
|
В-лимфоциты; |
Нулевые лимфоциты (ЕК/NK).
В 1969 г. А. Ройтт ввел в иммунологию понятие Т- и В-лимфоцитов, обозначив их первыми буквами места созревания этих клеток в организме: Т-лимфоциты – thymus, В-лимфоциты – bursa Fabricii.
Т-лимфоциты – клетки, отвечающие за клеточный иммунитет (норма – 55-60% всех лимфоцитов крови). Поверхностные рецепторы Т-лимфоцитов:
|
CD3/ТСR (от англ. T-cell receptor – рецепторы к антигенам); |
|
CD2 (рецептор к эритроцитам барана); |
|
FcR (рецептор к Fc-фрагменту иммуноглобулинов); |
|
к белкам системы комлемента (кроме C3b и C3d); |
|
к интерлейкинам. |
Субпопуляции Т-лимфоцитов: |
|
CD2, CD3 (нулевые Т-лимфоциты) – это тимические, незрелые, «наивные» Т-лимфоциты. |
|
CD4: среди них выделяют регуляторные клетки – Т-хелперы (клетки-помощники) – |
|
осуществляют распознавание антигена в комплексе с антигенами гистосовместимости MHC II |
|
класса. |
Т-хелперы стимулируют пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов, выделяя |
интерлейкины. Среди них различают Т-хелперы первого типа (Th1), выделяющие ИЛ-2, ИЛ-3, ИФН-
γ, ФНО-α и другие, в итоге обеспечивающие реакции Т-клеточного иммунитета, Т-хелперы второго типа (Th2), секретирующие ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-9, ИЛ-10, ИЛ-13 и стимулирующие синтез антител, т.е. гуморальное звено иммунной системы.
Кэффекторным CD4 относятся ТГЗТ – эффекторы реакций гиперчувствительности замедленного типа.
CD8: цитотоксические Т-лимфоциты (Т-киллеры) распознают антиген в комплексе с антигенами гистосовместимости MHC I класса. Название «киллеры» эти клетки получили за способность разрушать, уничтожать, опухолевые клетки, клетки чужеродных трансплантантов, патологически мутированные клетки, клетки, инфицированные вирусами.
КCD8-лимфоцитам также относятся Т-супрессоры, которые регулируют интенсивность иммунного ответа, подавляя активность CD4-лимфоцитов. Т-супрессоры предотвращают развитие аутоиммунных реакций, защищают организм от нежелательных последствий иммунных реакций. Например, эти клетки обеспечивают толерантность матери к чужеродным антигенам вынашиваемого плода. Однако в настоящие время наличие Т-супрессоров считается сомнительным, хотя сам супрессорный эффект существует.
Т-лимфоциты памяти (CD18, 44, 45, 58) – это потомки Т-лимфоцитов, встречавшихся с антигенами и сохранившие к ним рецепторы.
Т.о., Т-хелперы и Т-супрессоры являются регуляторными клетками, а Т-киллеры и эффекторы ГЗТ – эффекторными.
В-лимфоциты – отвечают за развитие гуморального иммунитета и представлении антигена Т- лимфоцитам (норма – 15-20% всех лимфоцитов периферической крови). Поверхностные рецепторы В-лимфоцитов:
|
Ig-рецепторы/ВСR (от англ. В-cell receptor – рецепторы к антигенам); |
|
к эритроцитам мышей; |
|
к C3b и C3d компонентам комплемента; |
|
к антигенам главного комплекса гистосовместимости (МНС) I и II классов; |
|
FcR (рецептор к Fc-фрагменту иммуноглобулинов); |
|
к цитокинам. |
Субпопуляции В-лимфоцитов:
В-1 субпопуляция (CD5) – в онтогенезе они появляются первыми; локализуются на слизистой оболочке серозных полостей (брюшной и плевральной полостях, сальнике, миндалинах); продуцируют нормальные антитела – (Ig М и А).
В-2 субпопуляция (CD19, 20, 21, 22) – обычные В-лимфоциты, заселяют тимуснезависимые зоны лимфоидных органов, имеют на поверхности рецепторы для распознавания антигена и при стимуляции антигенами созревают в плазмоциты, секретирующие антитела.
Плазматические клетки – результат конечной дифференцировки В-лимфоцитов, не имеют на наружной мембране рецепторов для антигенов, осуществляют интенсивный синтез иммуноглобулинов (один плазмоцит синтезирует примерно 1 млн. молекул иммуноглобулина в час);
относятся к короткоживущим клеткам (живут не более 2-3 суток) – после завершения продукции антител плазмоциты прекращают свое существование.
В-лимфоциты памяти – эффекторы вторичных иммунных реакций.
Нулевые лимфоциты (0-клеки, ни В-, ни Т-лимфоциты) составляют 10-20% лимфоцитов периферической крови, не имеют основных маркеров Т- и В-лимфоцитов. К нулевым лимфоцитам относятся натуральные киллеры.
Естественные/натуральные киллеры (CD16, 56) – самостоятельно распознают клетки,
генетически чужеродные организму, и оказывают на них цитотоксическое действие. Нулевые лимфоциты осуществляют главнейшую функцию иммунной системы – сохранение генетического гомеостаза организма путем киллинга всех клеток, несущую генетическую чужеродность: мутанты (в основном опухолевые клетки), клетки, зараженные вирусом, или клетки трансплантанта.
Антигенпрезентирующие клетки:
|
дендритные клетки (отросчатые клетки селезенки, лимфоузлов и других |
органов, в т.ч. клетки Лангерганса); |
|
|
моноциты периферической крови; |
|
тканевые макрофаги; |
|
В-лимфоциты. |
Макрофаги (CD14) – первые встречают чужеродные антигены.
Поверхностные рецепторы макрофагов:
|
FcR (рецептор к Fc-фрагменту иммуноглобулинов); |
|
к С3-фракции комплемента; |
|
к антигенам главного комплекса гистосовместимости (МНС) II класса. |
Основные функции макрофагов: |
|
|
процессинг (расщепление) и представление ИКК чужеродных антигенов в |
комплексе МНС II класса; |
|
|
синтез биологически активных веществ (интерлейкины, простагландины, ряд |
фракций комплемента – C2-C5, лизоцим, интерферон и другие, более 50); |
|
|
фагоцитоз (киллинг и переваривание чужеродных веществ); |
|
разрушение собственные поврежденные, дефектные, состарившиеся клетки |
(клетки-«мусорщики»).
Иммунный ответ – высокоспециализированная специфическая реакция живого организма на генетически чужеродные структуры (антигены).
Основные формы иммунного ответа в соответствии с ведущим механизмом элиминации антигена:
ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ → элиминация антигена происходит посредством антител (антигены – внеклеточные паразиты, в основном, бактерии, различные молекулярные антигены, например, бактериальные токсины, и гаптены)
|
первичный иммунный ответ (Ig M); |
|
вторичный иммунный ответ (Ig G, A, E); |
|
секреторный иммунный ответ (секреторный Ig A); |
|
гиперчувствительность немедленного типа (Ig E, G). |
КЛЕТОЧНЫЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ → элиминация антигена происходит при участии лимфоцитов с цитотоксическими свойствами (антигены – внутриклеточные паразиты, в том числе и вирусы, опухолевые клетки и клетки трансплантантов)
|
естественная цитотоксичность (NK); |
|
антиген-индуцированная цитотоксичность (Т-киллеры); |
|
гиперчувствительность замедленного типа (ТГЗТ). |
ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ТОЛЕРАНТНОСТЬ → элиминации антигена не происходит
|
естественная (врожденная) толерантность; |
|
искусственная (приобретенная) толерантность; |
|
регуляторная толерантность. |
Межклеточная кооперация ИКК при иммунном ответе.
В любом иммунном ответе условно выделяют 3 фазы.
Фазы иммунного ответа
Названи Характеристика