Бактериальный геном

Генетический материал прокариот не образует ядра, а находится непосредственно в цитоплазме. В бактериальной клетке нет ядерной мембраны, ДНК сконцентрирована в цитоплазме в виде клубка. Поскольку в эукариотических клетках ДНК обычно находится в ядре, то по аналогии ДНК бактерий назвали нуклеоидом [от лат. nucleus, ядро + греч. eidos, сходство]. Её также называют генофором, или бактериальной хромосомой. Генофор бактерий представлен двойной спиральной, кольцевой, ковалентно замкнутой суперспирализованной молекулой ДНК. Она составляет 2-3% сухой массы клетки (более 10% по объёму). Генофор не содержит гистонов. Объём генетической информации, кодируемой в генофоре, различается в зависимости от вида бактерии (например, геном Escherichia coli кодирует примерно 4000 различных полипептидов) (у микоплазм минимальное число генов). У бактерий может присутствовать дополнительная ДНК в виде включений. Эти включения, или плазмиды, несут ряд различных генов, кодирующих дополнительные свойства бактерий, но информация, содержащаяся в плазмидах, не является абсолютно необходимой для бактериальной клетки.

Бактериальные рибосомы

Бактериальные рибосомы — сложные глобулярные образования, состоящие из различных молекул РНК и связанных с ними белков. Всё образование функционирует как локус синтеза полипептидов. В зависимости от интенсивности роста бактериальная клетка может содержать от 5000 до 50 000 рибосом. Диаметр бактериальных рибосом около 16-20 нм. Скорость их осаждения при ультрацентрифугировании составляет 70 S (единиц Свёдберга), тогда как у эукариотических клеток — 80 S. Рибосомы бактерий состоят из двух субъединиц с коэффициентом седиментации 50 S и 30 S (у эукариотов 40 S и 60 S). Объединение субъединиц происходит перед началом трансляции. Рибосомы прокариот и эукариотов имеют сходную молекулярную структуру и механизмы функционирования, но различаются, помимо размеров, по составу белков и белковых факторов. Эти различия делают рибосомы эукариотов практически резистентными к действию антибиотиков, блокирующих синтез белка у бактерий.

Запасные гранулы бактерии

Запасные гранулы содержат временный избыток метаболитов; наличие и количество гранул изменяется в зависимости от вида бактерий и их метаболической активности. В виде гранул могут запасаться полисахариды (крахмал, гликоген, гранулёза), жиры (триглицериды, сходные с жирами высших животных, запасаются у дрожжей рода Candida), воска — у микобактерий и нокардий; полимеры р-оксимасляной кислоты (например, в клетках Bacillus megaterium), полифосфаты (волютин) у Spirillum volutans и Corynebacterium diphtheriae, сера (у бактерий, окисляющих сульфиды), кристаллизованные белки (например, токсичный для насекомых протоксин у Bacillus thuringiensis).

44. Назвіть недоліки і переваги використання вірусів бактерій як антибактеріальних засобів.

В связи с наблюдаемым снижением терапевтического действия антибиотиков, препараты бактериофагов используются в клинической практике как альтернатива антибиотикам и другим химиотерапевтическим препаратам. Бактериофаги — вирусы бактерий, которые проникают сквозь стенки клеток вредных микроорганизмов и разрушают их изнутри.

Преимущества. Препараты бактериофагов не уступают антибиотикам по эффективности и не вызывают, при этом, побочных токсических и аллергических реакций. осутствие побочных патологических реакций позволяет успешно использовать препараты бактериофагов у новорожденных и детей первого года жизни.

Не имеют противопоказаний к применению.

Препараты бактериофагов могут использоваться в сочетании с любыми другими лечебными препаратами.

Бактеріофаг діє строго індивідуально і здатний вилікувати людину в складних випадках, на відміну від антибіотика, який випалює всю нормальну флору.

Препараты бактериофагов применяются при инфекционных заболеваниях желудочно-кишечного тракта, органов моче-половой системы, систем органов кровообращения, дыхания, опорно-двигательного аппарата, гнойно-септических заболеваний новорожденных, дисбактериозов различной локализации, а также при других заболеваниях, вызванных условно-патогенными возбудителями рода Klebsiella, Escherichiae, Proteus, Pseudomonas, Staphylococcus. Streptococcus.

Бактериофаг стафилококковый

Бактериофаг колипротейный

Бактериофаг псевдомонас аэругиноза (синегнойный)

Бактериофаг протейный

Пиобактериофаг (комплексный

Интести-бактериофаг (проти різних штамів одного і того ж виду бак.)

Недостатком этого метода является то, что чуть ли не для каждого вида болезнетворных микробов нужно подбирать индивидуальный бактериофаг или определённую смесь нескольких фагов.

Для каждого штамма нужно методом проб и ошибок подыскивать свой фаг, который будет эффективно действовать против него. Только некоторые бактериофаги убивают сразу несколько видов патогенных микробов».

Второй недостаток метода заключается в том, что у микробов к бактериофагам может выработаться устойчивость, как и в случае с антибиотиками. Объясняется это следующим образом: на поверхности каждой болезнетворной клетки есть специальный участок, где идёт адсорбция, то есть присоединение фаговых частиц. Если же этот участок изменяется в результате мутаций, адсорбция становится невозможной, и фаги перестают воздействовать на микробы. Поэтому фаговый метод хотя и используется, не является высокоэффективным.

47. Первинна та вторинна імунна відповідь.

Первичный наблюдается при первичном введении АГ . Появлению антител ( АТ ) предшествует латентный период продолжительностью 3~5 сут. В это время происходит распознавание Аг и образование клонов плазматических клеток. Затем наступает логарифмическая фаза, соответствующая поступлению антител ( АТ ) в кровь; её продолжительность — 7-15 сут. Постепенно титры антител ( АТ ) достигают пика и наступает стационарная фаза, продолжительностью 15-30 сут. Её сменяет фаза снижения титров AT, длящаяся 1-6 мес. В основу пролиферации клеток-продуцентов AT заложен принцип селекции. В динамике антителообразования титры высокоаффинных AT постепенно нарастают: после иммунизации аффинность AT к Аг постоянно увеличивается. Антитела, принадлежащие к разным классам иммуноглобулинов , образуются в разные сроки. Первоначально образуются IgM, но постепенно их образование уменьшается и начинает преобладать синтез IgG. Ранние антитела ( IgM ) обычно проявляют низкое сродство к антигену, а поздние ( IgG ) - высокое. Переход от синтеза IgM к синтезу IgG регулируется Т-хелперами ( лимфоцитами CD4 ). Так как переключение синтезов от IgM к IgG не меняет идиотипа AT (то есть его специфичность по отношению к конкретному Аг), то оно не связано с клональной селекцией. Особенности первичного ответа — низкая скорость антитело -образования и появление сравнительно невысоких титров AT.

Таким образом, выделяют 4 стадии первичного иммунного ответа:

- На первой стадии, которая занимает 3-4 суток, антитела к соответствующему антигену в сыворотке отсутствуют.

- На второй стадии появляются IgM , спустя 10-14 суток после контакта с антигеном - IgG .

- На третьей стадии уровень антител остается постоянным.

- Четвертая стадия первичного иммунного ответа обычно растягивается на месяцы. Она характеризуется постепенным снижением уровня антител.

           . Конъюгация с белками превращает полисахариды в Т-зависимые антигены и, следовательно, приводит к образованию клеток памяти при первом контакте с антигеном и усилению иммунного ответа - при повторном. После первичного ИО образуется определенное количесвтво долгоживущих клеток памяти, которые сохраняют информацию об АГ и при повторном попадании в организм обуславливают. вторичный ИО. Вторичный иммунный ответ развивается быстро, обычно в течение 4-5 сут, и сопровождается резким повышением титра IgG . Он опосредуется клетками памяти , образовавшимися после первого контакта с антигеном, и характеризуется интенсивной пролиферацией В-лимфоцитов и цитотоксических Т-лимфоцитов .

Он характеризуется признаками:

            - стимулируется меньшей дозой АГ

            - продукция АТ начинается быстрее (индуктивная фаза 5-6 ч)

            - характеризуется выработкой большего кол-ва АТ (не менее чем в 3 раза чем при первичном ИО)

            - пик синтеза Ig раньше (3-5 день)

            - аффинитет АТ выше

            - вырабатываются АТ большей авидности

            - IgG сразу характеризуются высокой аффинностью (при первичном ИО аффинность их вначале невысокая)

            - синтезированные АТ дольше сохраняются в организме

48. Процеси, що забезпечують проникнення поживних речовин в бактеріальну клітину: пасивна дифузія, полегшена дифузія, активний транспорт та перенос радикалів.

Пассивный транспорт — перенос веществ по градиенту концентрации, без затрат энергии (например, диффузия, осмос). Диффузия — пассивное перемещение вещества из участка большей концентрации к участку меньшей концентрации. Осмос — пассивное перемещение некоторых веществ через полупроницаемую мембрану (обычно мелкие молекулы проходят, крупные не проходят).

При простой диффузии частицы вещества перемещаются сквозь липидный бислой. Направление простой диффузии определяется только разностью концентраций вещества по обеим сторонам мембраны. Путём простой диффузии в клетку проникают гидрофобные вещества (O2,N2,бензол) и полярные маленькие молекулы (CO2, H2O, мочевина). Не проникают полярные относительно крупные молекулы (аминокислоты, моносахариды), заряженные частицы (ионы) и макромолекулы (ДНК, белки).

Облегченная диффузия

Большинство веществ переносится через мембрану с помощью погружённых в неё транспортных белков (белков-переносчиков). Все транспортные белки образуют непрерывный белковый проход через мембрану. С помощью белков-переносчиков осуществляется как пассивный, так и активный транспорт веществ. Полярные вещества (аминокислоты, моносахариды), заряженные частицы (ионы) проходят через мембраны с помощью облегченной диффузии, при участии белков-каналов или белков-переносчиков. Участие белков-переносчиков обеспечивает более высокую скорость облегченной диффузии по сравнению с простой пассивной диффузией. Скорость облегченной диффузии зависит от ряда причин: от трансмембранного концентрационного градиента переносимого вещества, от количества переносчика, который связывается с переносимым веществом, от скорости связывания вещества переносчиком на одной поверхности мембраны (например, на наружной), от скорости конформационных изменений в молекуле переносчика, в результате которых вещество переносится через мембрану и высвобождается на другой стороне мембраны. Облегченная диффузия не требует специальных энергетических затрат за счет гидролиза АТФ. Эта особенность отличает облегченную диффузию от активного трансмембранного транспорта.

Белки-переносчики — это трансмембранные белки, которые специфически связывают молекулу транспортируемого вещества и, изменяя конформацию, осуществляют перенос молекулы через липидный слой мембраны. В белках-переносчиках всех типов имеются определенные участки связывания для транспортируемой молекулы. Они могут обеспечивать как пассивный, так и активный мембранный транспорт.

Активный транспорт — перенос вещества через клеточную или внутриклеточную мембрану (трансмембранный А.т.) или через слой клеток (трансцеллюлярный А.т.), протекающий против электрохимического градиента, т. е. с затратой свободной энергии организма. В большинстве случаев, но не всегда, источником энергии служит энергия макроэргических связей АТФ. Различные транспортные АТФазы, локализованные в клеточных мембранах и участвующие в механизмах переноса веществ, являются основным элементом молекулярных устройств — насосов, обеспечивающих избирательное поглощение и откачивание определенных веществ (например, электролитов) клеткой. Активный специфический транспорт неэлектролитов (молекулярный транспорт) реализуется с помощью нескольких типов молекулярных машин — насосов и переносчиков. Транспорт неэлектролитов (моносахаридов, аминокислот и других мономеров) может сопрягаться с симпортом — транспортом другого вещества, движение которого по градиенту концентрации является источником энергии для первого процесса. Симпорт может обеспечиваться ионными градиентами (например, натрия) без непосредственного участия АТФ.

48. Дайте класифікацію вірусних інфекцій на рівні організму.

В основу класифікації вірусних інфекцій на рівні орг.-му: 1) вогнищева інф-я (гостра або персист-ча)

2) генералізація інфекції (гостра або персист-ча);

На уровне макроорганизма основные формы вирусных поражений принципиально не отличаются от таковых, наблюдаемых при инфицировании вирусами отдельных клеток.

Продуктивная вирусная инфекция с образованием дочерних популяций и характерными клиническими проявлениями возможна лишь при наличии в заражённом организме чувствительных клеток, в которых осуществляется репродуктивный цикл возбудителя. Например, возбудитель полиомиелита может реплицировать только в клетках ЖКТ и ЦНС приматов и человека.

Абортивная инфекция развивается при проникновении возбудителя в нечувствительные клетки (например, при попадании вируса лейкоза коров в организм человека) либо в клетки, не способные обеспечить полный репродуктивный цикл (например, находящиеся в стадии клеточного цикла G0). Способность клеток к поддержанию вирусспецифических репродуктивных процессов также подавляет ИФН, противовирусный эффект которого направлен против самых различных вирусов.

При вогнищевій інфекції патогенна дія вірусу проявляється біля вхідних воріт у зв'язку з його локальною репродукцією. Вогнищева інфекція має короткий інкубаційний період, рідко супроводжується вірусемією, імунітет після перехворювання нетривалий, і основну роль в ньому відіграють секреторні антитіла класу Ig А. Прикладом вогнищевих інфекцій є грип тварин і людини, парагрип - З ВРХ, ротавірусна і коронавірусна інфекції ВРХ, інфекційний гастроентерит свиней.

При генералізованій інфекції вірус після короткочасного розмноження в місці проникнення поширюється в організмі, досягаючи чутливих клітин і тканин, де відбувається його основна репродукція. Генералізованій інфекції властивий тривалий інкубаційний період, вірусемія, формування досить напруженого імунітету, провідна роль в якому належить антитілам класу IgG. Генералізованими інфекціями являються, наприклад, віспа, кір, поліомієліт, сказ, хвороба Ауескі, хвороба Ньюкасла та інші.

Як вогнищева, так і генералізована інфекції характеризуються двома типами взаємодії віруса з організмом: - короткочасне перебування збудника в організмі, що може виражатися в двох формах інфекційного процесу: гостра та інапарантна інфекції; - тривале перебування збудника в організмі - вірусна персистенція, що проявляється в трьох формах інфекційного процесу: латентна, хронічна і повільна інфекції.

Гостра (інпарантна і маніфестна)інфекція характеризується розвитком клінічних ознак, захворювання триває відносно короткочасно, протікає з виділенням вірусу в навколишнє середовище і закінчується загибеллю або видужанням. В процесі реконвалесценції вірус елімінується з організму завдяки імунним механізмам і формується імунітет різного ступеня напруженості. Інапарантна інфекція - це безсимптомна інфекція, що супроводжується нетривалим перебудуванням віруса в організмі і виділенням його в навколишнє середовище. Після звільнення організму від збудника доказом його перебування служить поява або підвищення титрів специфічних антитіл у сироватці крові.

Маніфестна – з явними симптомами.

Для правильного розуміння поняття "персистенція віруса" необхідно уточнити, що таке тривале і нетривале перебування збудника в організмі. Нетривале перебування - це термін, що не перевищує часу знаходження вірусу в організмі при гострій інфекції, виключаючи такі періоди як інкубаційний і неускладненого клінічного прояву хвороби. Тому будь - яке збереження вірусу в організмі господаря після цього терміну вважається вже як тривале перебування, тобто власне персистенція. Всі форми вірусної персистенції - латентна, хронічна і повільна інфекції - характеризуються тривалим вірусоносійством, яке розрізняється за механізмом, проявом і наслідками.

Латентна інфекція - це безсимптомна персистенція віруса, при якій, як правило, порушується повний цикл його репродукції й у клітинах господаря збудник персистує в дефектному стані або у вигляді субвірусних структур (в тому числі - ДНК - провірусу). Репродукція вірусу може порушуватись на будь - якому етапі, і тоді виділення збудника з такої системи потребує спеціальних, часто досить складних лабораторних методів. При латентній інфекції може відбуватись репродукція зрілого вірусу і виділення його в навколишнє середовище.У людей латентні інфекції можуть викликати віруси простого герпесу, кору, червоної висипки, поліомієліту, кліщового енцефаліту, вітряної віспи - оперізуючого лишаю, імунодефіциту, онкогенні ретровіруси.

Під впливом яких-небудь зовнішніх факторів може відбутися активізація персистуючого в організмі вірусу, його інтенсивна репродукція, що часто призводить до розвитку гострої форми інфекційного процесу. Хрестоматійним прикладом служить широко розповсюджена герпетична інфекція людини з її довготривалою, практично довічною персистенцією вірусу в чутливих гангліях трійничного нерву. В результаті переохолодження, перегріву, сильної перевтоми, при різних захворюваннях вірус простого герпесу різко активізується і спричиняє характерні везикулярні ураження на губах і крилах носа. Активація персистуючого вірусу в організмі може призвести до розвитку не тільки гострої, але й хронічної, а також повільної інфекції.

Хронічна інфекція - це персистенція вірусу, що супроводжується появою одного або декількох симптомів захворювання з наступним розвитком патологічного процесу протягом тривалого часу. Перебіг хронічної інфекції характеризується ремісіями, що чергуються з періодами загострень (рецидивів), коли вірус виділяється в навколишнє середовище. У людини в хронічну форму може перейти гепатит В (до 15% випадків), що являється однією з причин первинного раку печінки. Повільна інфекція - це персистенція вірусу, що характеризується багатомісячним і навіть багаторічним інкубаційним періодом, подальшим повільним, прогресуючим розвитком симптомів захворювання і неминуче летальним кінцем. Для повільної інфекції властивим є поява патологічних змін, як правило в одному органі або тканинній системі. Збудниками повільних інфекцій можуть являтися віруси, які здатні викликати й інші форми інфекційного процесу. Повільну інфекцію можуть спричиняти вірус простого герпесу та аденовірус людини ( 7 - і 32 -го серотипів) при внутрішньоутробному зараженні плоду, внаслідок чого у дітей розвивається підгострий енцефаліт. Результатом вертикальної передачі віруса лімфоцитарного хоріоменінгіту у людини є аномалії розвитку плоду - гідроцефалія, і хоріоретініт (зрощенні мозкових оболонок) - і неминуча загибель на 2 -3 -му році життя.

3) Клинически природно-очаговые вирусные инфекции могут проявляться в виде трех основных синдромов.

• Системные лихорадки недифференцированного типа при природно-очаговых инфекциях; они часто сопровождаются высыпаниями на коже н артралгиями; протекают сравнительно легко.

• Геморрагические лихорадки при природно-очаговых инфекциях. В большинстве случаев наблюдают легкие формы с развитием гриппо подобно го синдрома. Тяжёлые формы сопровождаются обширными кровоизлияниями в различные органы, артериальной гипотензией и шоковым состоянием. Поражения почек могут быть тяжёлыми, особенно при инфекциях, вызванных возбудителями, способными вызывать эпидемические вспышки.

• Энцефалиты при природно-очаговых инфекциях. В начальном периоде протекают по типу гриппоподобного синдрома, затем развиваются поражения ЦНС, часто заканчивающиеся летально.

48. Тимус – центральний орган імунітету. Будова та функції.

Тимус — специализированный лимфоидный орган, в котором проходит лимфопоэз большая часть Т-лимфоцитов организма (аббревиатура «Т» от слова «тимусзависимый»).

Тимус расположен в переднем верхнем средостении, за грудиной, над сердцем. Формується раніше інших лимфоїдних структур (5 тиждень в/у розвитку) і до моменту народження дитини є самим великим лімфоїдним органом. У дитини маса вилочкової залози збільшується до початку статевого дозрівання (в середньому до 30 гр.), а в подальшому відбувається її інволюція. Тимус состоит из двух больших долей, которые фрагментированы на множество долек, разделенных фиброзными перегородками. Эти дольки и являются структурными единицами строения тимуса. В каждой дольке четко различимы две гистологические зоны: по периферии — корковая, в центре — медуллярная. Строма тимуса эпителиальная.

Гормоны. Многочисленные растворимые факторы, экстрагированные из тимуса, стимулируют созревание Т-клеток, о чём свидетельствуют функциональные свойства, поверхностные маркёры или оба параметра. Общепринятой терминологии ещё нет, приводимый список далеко не полон: Тимозин a1, b1, b4; Тимопоэтин I, II; Тимозин, В, В4; Тимический гуморальный фактор; Тимостимулин; Сывороточный фактор тимуса (тимулин).

Особенностью тимуса является то, что эпителий разных его зон происходит из различных зародышевых листков. Эпителий корковой зоны эктодермального происхождения. Эпителий мозговой зоны энтодермального происхождения. Есть в тимусе и такие необычные клетки, как(миоидные> Они происходят, вероятно, из нейрального гребешка. В норме их немного. Эти клетки содержат белки, характерные для мышечных клеток (актин, миозин и др.).

Корковый слой — интенсивно окрашиваемый внешний слой, упакованный лимфоцитами, разделёнными удлинёнными эпителиальными клетками. Основное место пролиферации и селекции Т-лимфоцитов.

Медуллярный слой — внутренний, преимущественно эпителиальный, слой, куда перед выходом в кровь и лимфатические сосуды мигрируют лимфоциты из коркового слоя. Возможно, на границе медуллярного и коркового слоев проходят заключительные этапы селекции.

Посткапиллярная венула (ПКВ), через которую лимфоциты поступают в вены тимуса и затем в кровь.

Селекция. Ввиду своей значимости и сложности процесс селекции Т-лимфоцитов вызвал пристальное внимание. На сегодня известно, что он состоит из следующих стадий:

1. СD4-СD8-клетки пролиферируют во внешнем регионе коркового слоя, становятся CD4+ CD8+ и перестраивают гены Т-клеточного рецептора;

2. под влиянием стромальных клеток тимуса Т-лимфоциты, чьи ТКР распознали одну из имеющих «своих» молекул ГКГС, выживают, а все остальные гибнут:

3. клетки, распознавшие молекулу ГКГС класса I, теряют CD4 и сохраняют CD8, а клетки, распознавшие молекулу ГКГС класса II, сохраняют CD4 и теряют CD8 и, таким образом становятся одинарными позитивными;

4. под влиянием макрофагов и дендритных клеток, представляющих «свои» антигены в виде коротких пептидов, элиминируются потенциально аутореактивные Т-клетки;

5. оставшиеся от исходной популяции клетки (около 2%) покидают тимус и образуют кооперацию периферических Т-лимфоцитов.

Эпителиальные клетки тимуса имеют особую морфологию. Эпителиальные клетки коры своими отростками «обнимают и баюкают» лимфоциты тимуса (тимоциты), поэтому они названы клетки-сиделки, медсестры, нянечки. Эпителиальные клетки тимуса продуцируют цитокины IL-1, 3, 6, 77~nF (leukocyte inhibitory factor), GM-CSF. На клетках эпителия тимуса экспрессированы такие молекулы адгезии, как LFA-3 и ICAM-1, которые комплементарны молекулам адгезии на тимоцитах — соответственно CD2 и LFA-1. Эти взаимодействия и удерживают развивающиеся тимоциты на территории тимуса на необходимое для дифференцировки время.

Клетки мезодермального или костномозгового происхождения в тимусе представлены тимоцитами, а также дендритными клетками (DC) тимуса и макрофагами. DC расположены преимущественно в зоне, переходной между корковой и медуллярной. Макрофаги присутствуют в корковой зоне, пограничной и медуллярной.

Тимоциты дифференцируются из общей стволовой кроветворной клетки. На клетках — предшественниках тимоцитов еще вне тимуса у человека экспрессированы известные молекулы клеточных мембран CD7, CD2, CD34 и цитоплазматическая форма CD3.Клетки-предшественники приходят в тимус через стенку больших венул в кортико-медуллярной области и оттуда мигрируют в субкапсулярную зону. В периферические лимфоидные органы выходит около 10⁶ зрелых неиммунных Т-лимфоцитов, т.е. меньше 1 % от общего числа тимоцитов. Остальные 99 % тимоцитов погибают в тимусе по механизму апоптоза и устраняются фагоцитозом макрофагами. Запрограммированные на гибель тимоциты еще живыми уходят из тимуса и, попадают напрямую в органы, специализированные на катаболизме и выведении из организма, — в печень, селезенку, кишечник. Там эти клетки и разрушаются. Таковы закономерности дифференцировки Т-лимфоцитов.

В мозговой зоне долек имеются плотные образования из скрученных эпителиальных клеток — тельца Гассаля. Вероятно, это места компактного скопления дегенерирующих клеток. Тимус интенсивно васкуляризирован. Стенки капилляров и венул — это гематотимический барьер на входе В тимус и, возможно, на выходе из него.

От других лимфоидных органов тимус отличает особая постнатальная динамика его морфогенеза в зависимости от возраста. К моменту рождения тимус полностью сформирован. Он густо заселен лимфоцитами (тимоцитами) в течение всего детства и до момента полового созревания. После пубертатного периода тимус начинает уменьшаться в размерах, сморщиваться. Удивительно, но тимэктомия у взрослых не приводит к серьезным дефектам в иммунитете, как если бы в детстве и подростковом возрасте был создан необходимый и достаточный пул Т-лимфоцитов на всю оставшуюся жизнь.

51. Питома швидкість росту мікроорганізмів і спосіб її визначення.

Швидкість росту м/о розрізняють валову та питому. Питома швидкість росту м/о (µ) визначається як приріст біомаси за одиницю часу на одиницю біомаси.

µ = ∆m / m∆t, ∆m – приріст, m – початкова біомаса.

µ = 0,693 / g, g – час генерації, 0,693 – це log2.

Або µ = 2,32 (logm₁ – logm₀) / g.

Тобто питома швидкість росту визначається, як величина логарифму натурального приросту біомаси в одиницю часу, на відміну від валової швидкості.

Валова (загальна) швидкість – це загальний приріст біомаси за одиницю часу, і як правило це година.

При культивувані на непроточних середовищах притома швидкість росту залишається стабільною лише у експоненційній фазі, по її закінченю ріст культури знижується і це пов’язано зі зміною/нестабільністю умов середовища. Питому швидкість росту можна визначити лище у проточних культуроз, яка при цьому = коєфіциєнту розбавлення.

Моно, Новик, Сциларт незалежно один від одного дійшли висновку, що між залиш. конц. поживних речовини, яка знаходиться в ліміті і питомою швидкість росту м/о існує залежність, яку можна відобразити рівнянням (рівняння Моно):

µ = µ_{max *} S / Ks + S, S – конц. субстрату, Ks – константа насичення (половина питомого росту)(const Моно). Це така концентрація субстрату при який досягається половина max питомої швидкості росту.

В деяких випадках головним фактором, що визначає потому швидкість росту є кінцева концентрація продуктів метаболізму. Рівняння, що описує цю залежність подібне до рівняння Моно і назив. рів. Ієрусалімського:

µ = µ_{0 *} Kp / Kp + P, µ₀ – швидкість росту при повної відсутності продукта, P – концентрація продукта, Kp- константа гальмування, яка визнач. концентрацію продукту при якій швидкість росту подає в 2 рази.

48. Охарактеризуйте типи симетрії вірусів та способи їх проникнення до кл.

Віруси мають два типи симетрії будови капсиду: кубічний і спіральний (трубчастий капсид). Структурними одиницями капсида є білкові субодиниці, що складаються з однієї чи декількох молекул білка. Структурна одиниця вірусу тютюнової мозаїки складається з молекул одного білка, вірусу поліомієліту — з чотирьох молекул білка.

Існують два типи будівлі капсидів віріонів, що забезпечують утворення структури з мінімумом вільної енергії. В одному випадку капсомери асоціюються з геномом і утворюють спіралевидну, гвинтоподібну структуру. Такий тип укладання називається спіральним типом симетрії, а сама структура - нуклеокапсидом. Такий тип симетрії нуклеокапсиду характерний для віріонів тютюнової мозаїки, ортоміксо-, параміксо-, корона-, рабдовірусів.

Віруси з кубічним типом симетрії.

В іншому випадку капсомери утворюють повне ізометричне тіло, у центрі якого знаходиться геном. Таке укладання називається кубічним типом симетрії. Останнє означає, що тіло є симетричним у трьох взаємно перпендикулярних напрямках (осях симетрії).

Багато складних вірусів мають зовнішню ліпопротеїдну оболонку (суперкапсид), що представляє собою ліпідний подвійний шар із убудованими в нього суперкапсидними білками. Форма таких віріонів наближається до сферичних. Суперкапсидні білки є типовими інтрамембранними білками і найчастіше представлені глікопротеїдами. Глікопротеїди формують морфологічні субодиниці, які в електронному мікроскопі мають форму, подібну до форми шипів.

У тогавірусів шипи мають палочковидну форму; у респіраторно-синцитіального вірусу (родини параміксовірусів) — форму пляшки; у коронавірусів — булавовидну форму; у вірусу грипу шипи, утворені гемаглютиніном, мають палочковидну форму, а шипи, утворені нейрамінідазою, — форму барабанної палички.

Деякі віріони, що містять спіральний нуклеокапсид, мають своєрідну форму. Так, віруси везикулярного стоматиту, сказу і деяких хвороб рослин мають форму кулі для вогнепальної зброї. Зовнішній і внутрішній капсиди реовірусів побудовані по кубічному типу симетрії; обоє вони утворюють як би два футляри, один із яких вкладений в інший. Капсомери внутрішнього капсиду досягають зовнішнього капсида, завдяки чому структура віріону нагадує обід колеса. Особливо чітко така форма виражена в представників роду ротавірусів. При дефіциті генетичного матеріалу і при надлишковій продукції білків можуть утворитися порожні вірусні частки, позбавлені нуклеїнової кислоти.

Дуже складну структуру мають віріони вісповакцини.

Серцевина їх, що містить вірусну ДНК у складі нуклеопротеїду, має форму двоввігнутого кільця й оточена двома лінзоподібними латеральними тельцями. Вірус має кілька оболонок, з яких найбільш складну будову має зовнішня.

У деяких складно улаштованих вірусів капсид оточений додатковими внутрішніми структурами (вірусним матриксом), утвореними внутрішніми білками. У цьому випадку внутрішній компонент позначають як серцевина (core), чи нуклеоїд.

У всіх вірусів кубічної чи спіральної симетрії, що не мають зовнішньої оболонки, величини діаметрів нуклеокапсиду і віріону ідентичні, У вірусів, що мають зовнішню оболонку, діаметр віріону значно перевершує діаметр нуклеокапсида. Оболонки віріонів формуються при їх дозріванні на внутрішній стороні клітинної мембрани.

З кристалографії відомі три типи фігур з кубічним типом симетрії: тетраедр (осі симетрії 2:3, мінімальне число структурних одиниць 12), октаедр (осі симетрії 4:3:2, число одиниць 24) і ікосаедр (осі симетрії 5:3:2, число одиниць 60). Останній тип симетрії найбільш економічний.

Установлені фізичні розходження між вірусами зі спіральною і ікосаедричною симетрією. Число капсомерів у різних вірусів з кубічним типом симетрії різний.

Віруси з трубчастими нуклеокапсидами (зі спіральним типом симетрії). Більше, ніж про структуру будь-якого іншого вірусу, відомо про фізичну і хімічну структуру вірусу тютюнової мозаїки. Віріони являють собою прямі стрижні без ліпопротеїдної оболонки, що складаються з 2130 повторюваних хімічних одиниць, що є одночасно і структурними одиницями, і капсомерами. Ці білкові молекули покладені в спіраль таким чином, що стосовно подовжньої осі стрижня всі капсомери (за винятком кінцевих) знаходяться в однаковому положенні. Трубчасті нуклеокапсиди характерні для тих вірусів хребетних, у яких геном представлений односпіральною РНК. Такі нуклеокапсиди не є «голими» віріонами, гнучкі спіральні трубки завжди укладені в ліпопротеїдну оболонку.

Проникнення вірусів у клітину. Історично склалося представлення про два альтернативні механізми проникнення в клітину вірусів тварин — шляхом віропексису (ендоцитозу) і шляхом злиття вірусної і клітинної мембран. Однак обоє ці механізми не виключають, а доповнюють один одного.

Термін «віропексис» означає, що вірусна частка попадає в цитоплазму в результаті інвагінації ділянки плазматичної мембрани й утворення вакуолі, що містить вірусну частку. Рецепторний ендоцитоз. Віропексис являє собою окремий випадок рецепторного чи адсорбційного ендоцитозу. Цей процес є звичайним механізмом, завдяки якому в клітину надходять живильні і регуляторні білки, гормони, ліпопротеїни й інші речовини з позаклітинної рідини. Рецепторний ендоцитоз відбувається в спеціалізованих ділянках плазматичної мембрани, де маються спеціальні ямки, покриті з боку цитоплазми особливим білком з великою мол. масою — клатрином. На дні ямки розташовуються специфічні рецептори. Ямки забезпечують швидку інвагінацію й утворення покритих клатрином внутрішньоклітинних вакуолей. Напівперіод проникнення речовини усередину клітини по цьому механізмі не перевищує 10 хвилин із моменту адсорбції. Кількість утворених вакуолей в одну хвилину досягає більш 2 тис. Таким чином, рецепторний ендоцитоз являє собою добре злагоджений механізм, що забезпечує швидке проникнення в клітину чужорідних речовин. Покриті вакуолі зливаються з іншими більш великими цитоплазматичними вакуолями, утворюючи рецептосоми, які містять рецептори, але без клатрину, а ті, у свою чергу, зливаються з лізосомами. Таким шляхом, прониклі в клітину білки звичайно транспортуються в лізосоми, де відбувається їх розпад на амінокислоти.

Протилежністю рецепторного ендоцитозу є рідинний ендоцитоз, коли інвагінація відбувається не в спеціалізованих ділянках мембрани.Більшість оболонкових і вірусів без оболонки проникає в клітину по механізму рецепторного ендоцитозу. Ендоцитоз забезпечує внутрішньоклітинний транспорт вірусної частки в складі ендоцитарної вакуолі, оскільки вакуоль може рухатися в будь-якому напрямку і зливатися з клітинними мембранами (включаючи ядерну мембрану), звільняючи вірусну частку у відповідних внутрішньоклітинних ділянках. Таким шляхом, наприклад, ядерні віруси попадають у ядро, а реовіруси - в лізосоми. Однак вірусні частки, що проникнули в клітину, знаходяться в складі вакуолі і відділені від цитоплазми її стінками. Їм ще необхідно пройти ряд етапів, перш ніж вони зможуть викликати інфекційний процес в клітині.

Злиття вірусної і клітинної мембран. Для того щоб внутрішній компонент вірусу міг пройти через клітинну мембрану, ряд оболонкових вірусів еволюційно придбав механізм індукції злиття мембран. В оболонкових вірусів злиття обумовлене взаємодією вірусного білка злиття з ліпідами клітинної мембрани, у результаті якого вірусна ліпопротеїдна оболонка інтегрує з клітинною мембраною, а внутрішній компонент вірусу виявляється по іншу її сторону. У вірусів позбавлених оболонки один з поверхневих білків також взаємодіє з ліпідами клітинних мембран, у результаті чого внутрішній компонент проходить через мембрану. Якщо при ендоцитозі вірусна частка є пасивним пасажиром, то при злитті вона стає активним учасником процесу. Білком злиття є один з її поверхневих білків. Цей білок ідентифікований лише у вірусів, що мають суперкапсидну оболонку. В ортоміксо-, параміксо-, рабдо-, бунья-, корона-, тогавірусів (альфа-віруси) відомий конкретний білок, відповідальний за цю функцію. У параміксовірусів цей білок (F-білок) являє собою один із двох глікопротеїдів, що знаходяться на поверхні вірусної частки. Функцію білка злиття у вірусу грипу виконує мала субодиниця гемаглютиніну (НА2). Параміксовіруси викликають злиття мембран при нейтральному рН, і внутрішній компонент цих вірусів може проникати в клітину безпосередньо через плазматичну мембрану. Однак більшість оболонкових і вірусів без оболонки викликають злиття мембран тільки при низькому значенні рН - від 5,0 до 5,75. Якщо до клітин додати слабкі основи (хлорид амонію і ін.), які у ендоцитарних вакуолях підвищують рН до 6,0, злиття мембран не відбувається, вірусні частки залишаються у вакуолях, і інфекційний процес не відбувається. Залежність злиття мембран від значень рН обумовлена конформаційними змінами вірусних білків злиття.

Той же механізм, що лежить в основі злиття вірусних і клітинних мембран, обумовлює індукований вірусами гемоліз і злиття плазматичних мембран сусідніх клітин з утворенням багатоядерних клітин, симпластів і синцитіїв. Віруси викликають два типи злиття кліток: 1) злиття зовні і 2) злиття зсередини. Злиття зовні відбувається при високій множинності інфекції і виявляється протягом перших годин після зараження. Навпроти, злиття зсередини відбувається при низькій множинності інфекції, виявляється на порівняно пізніх стадіях інфекційного процесу й обумовлено знову синтезованими вірусними білками. Цей тип злиття викликають ті ж вірусні глікопротеїди, що забезпечують проникнення вірусу в клітину.

53. Кістковий мозок. Будова та функції.

Кістковий мозок — це центральний кровотворний орган, в якому міститься популяція стовбурових клітин крові, що беруть участь в утворенні формених елементів крові. В організмі дорослої людини розрізняють:

• Червоний кістковий мозок (ЧКМ)

• Жовтий кістковий мозок (ЖоКМ)

• Желатинозний кістковий мозок (ЖеКМ)

Загальна маса кісткового мозку в дорослих 3-3.5 кг, тобто 4.5-4.7 % маси тіла. Майже половина загальної маси припадає на ЧКМ. У системі імуногенезу людини кістковий мозок вважається аналогом сумки Фабріціуса (клітинного скупчення в стінці клоачного відділу кишки птахів). Саме цим в імунології пояснюється термін «бурсозалежні лімфоцити», які розвиваються в кісковому мозку зі стовбурових клітин і диференціюються незалежно від тимуса. Кістковий мозок розміщується у вигляді шнурів циліндрічної форми навколо артеріол, які є відгалуженнями артерій, які постачають кістки кров'ю. Шнури відокремлюються один від одного широкими гемокапілярами.

Червоний кістковий мозок

Формування ЧКМ починається на другому місяці ембріонального розвитку в ключиці зародка. На 5-7 місяці ембреогенезу ЧКМ функціонує як основний кровотвірний орган, при цьому в ньому переважають процеси еритропоезу.

ЧКМ має напіврідку консистенцію, на вигляд він темно-червоного кольору, розташований в епіфізах трубчастих кісток. Трабекули губчастих кісток, що відходять від ендосту, утворюють опору для ретикулярної строми, яка в свою чергу служить каркасом для гемопоетичних клітин еритроцитарного, гранулоцитарного, тромбоцитарного, моноцитарного та лімфоцитарного гістогенетичних рядів. Ретикулярна строма представлена ретикулярними клітинами з великою кількістю довгих відростків та ретикулярними волокнами, які беруть участь у формуванні мікрооточення для дозріваючих клітин. Гемопоетичні клітини гістогенетичних рядів утворюють паренхіму ЧКМ та розташовуються у вигляді острівців.

Скупчення попередники клітин еритроцитарного ряду, гранулоцитарного, тромбоцитарного ряду, Важче виявити клітини моноцитарного та лімфоцитарного гістогенетичних рядів.

ЧКМ добре васкуляризований, він містить багато судин мікроциркуляторного русла. Серед них важливе значення мають синусоїдні каріляри, які забеспечують вибіркову міграцію зрілих форменних елементів в крові в судинне русло. Гемокапіляри мають широкий діаметр просвіту і численні пори в судинній стінці.Відносна кількість у ЧКМ зрілих клітинних елементів та таких, що дозрівають, кожного із джерел кровотворення є важливим показником гемопоезу. За фізіологічних умов із кісткового мозку в судинне русло потрапляють лише зрілі еретроцити та лейкоцити, а також незначна кількість стовбурових попередників, здатних переселятися в інші кровотворні органи, зокрема тимус. Поява незрілих клітин у циркулюючій периферічній крові є показником паталогічного процесу.

Оскільки клітини ЧКМ різноманітніші, ніж формені елементи крові, кількісне співвідношення різних їх форм точніше відображають стан організму, ніж розгорнута гемограма периферійної крові. Тому, в клінічній практиці для підтвердження діагнозу, використовують пунктати кіскового мозку з груднини, п'яткової кістки чи кісток тазу.

Жовтий кістковий мозок

ЖоКМ розташований у діафізах трубчастих кісток. До його складу входять численні жирові клітини, в цитоплазмі яких містяться пігменти типу ліпохромів, що надає кістковому мозку жовтого кольору. У нормі ЖоКМ не несе функції гемопоезу. Однак, при масивній крововтраті в ньому можуть з'являтися центри мієлопоезу за рахунок диверенціації стовбурових і напівстовбурових клітин, які потрапляють з крові.

Желатинозний кістковий мозок

З віком ЧКМ і ЖоКМ набувають драглистої консистенції і називаються ЖеКМ. Має слизоподібну, драглисту консистенцію. Може спостерігатися в хворих з деякими хронічними захворюваннями.

Костный мозг служит и центральным, и в определенной степени периферическим лимфоидным органом. Предшественники В-клеток развиваются у птиц в фабрициевой сумке, а у млекопитающих и человека - в желточном мешке и печени плода в эмбриональном периоде и в костном мозге после рождения. Костный мозг в постнатальный период производит и Т- и В-клетки, по-видимому, из общей полустволовой лимфоидной клетки.

Развитие В-клеток происходит здесь в течение всей постнатальной жизни. Оно не сводится к простой пролиферации. Дифференцировка клонов В-клеток предполагает активное соматическое мутирование и альтернативный сплайсинг генов, кодирующих варианты различных участков антител. Таким образом нарабатывается клональное разнообразие В-клеток. В-лимфоциты выходят из костного мозга достаточно дифференцированными. Один из продуктов стромальных клеток костного мозга - интерлейкин 7 -преимущественно стимулирует процесс созревания В-лимфоцитов из костно-мозговых предшественников. Созреванию В-лимфоцитов способствуют также интерлейкины 3, 4 и 6, а ингибирует их созревание трансформирующий ростовой фактор - TGFβ. Созревание В-лимфоцитов, в отличие от Т-лимфоцитов, завершается в костном мозге и в кровь выходят малые лимфоциты, несущие на своей мембране все структуры, необходимые для участия в специфическом иммунном ответе.

Предшественники Т-лимфоцитов, произведенные в костном мозге и диверсифицированные на множество клонов с различной структурой поверхностных антигенных рецепторов, еще недостаточно дифференцированы и для дальнейшей дифференцировки попадают в тимус, где параллельно созреванию идет положительная и отрицательная селекция их клонов. Костный мозг, как периферический лимфоидный орган, содержит наряду с гемопоэтическими предшественниками и зрелые Т- и В-лимфоциты, а также макрофаги и их предшественники. Гибель клеток-предшественников в костном мозге в результате облучения, воздействия химических мутагенов, вирусов, экспансии злокачественных атипических клеток, аутоиммунного цитолитического или антипролиферативного эффекта - приводит к лимфопениям и иммунодефицитным состояниям. В лимфоидных клетках-предшественниках, из-за постоянного перекомбинирования генов при развитии клонального разнообразия лимфоцитов, нередко происходят соматические мутации, приводящие к экспрессии протоонкогенов. Это может приводить к появлению атипических лимфоидных бластов и обусловливает довольно высокую частоту лимфоидных лейкозов и лимфом

Все клетки крови, в том числе и иммунокомпетентные клетки, происходят из полипотентной стволовой клетки, которая дает начало разным росткам кроветворения, в том числе миело-моноцитарному и лимфоцитарному. Направление дифференцировки ранних предшественников зависит от влияния их микроокружения, от влияния стромальных клеток костного мозга. К стромальным клеткам костного мозга относятся: фибробласты, адипоциты, эндотелиоидные и эпителиоидные клетки, а также клетки, подобные гладкомышечным. Стромальные клетки контролируют гемопоэз либо путем прямых контактов с клетками-предшественниками, или через продукцию и секрецию цитокинов. Цитокины могут влиять на выбор пути дифференцировки или обеспечивать сигналы стимуляции, обеспечивающие дифференцировку по выбранному пути. Действие отдельных цитокинов на клетки-предшественники в условиях in vitro проявляется стимуляцией роста отдельных колоний, состоящих из лейкоцитов определенного типа. Отсюда их название - колониестимулирующие факторы: GM-CSF, G-CSF, M-CSF.

Гранулоцитарно-моноцитарный фактор стимулирует пролиферацию ранних общих клеток-предшественников миело-моноцитопоэза. Гранулоцитарный и моноцитарный факторы стимулируют клетки-предшественники каждого из ростков. Еще более универсальным является так называемый мульти-CSF (интерлейкин-3), который стимулирует все ростки кроветворения. Продуцентами этих ростовых факторов и других цитокинов являются стромальные клетки костного мозга, макрофаги и активированные лимфоциты. Интерлейкин-1 и интерлейкин-6 являются синергистами колониестимулирующих факторов в стимуляции пролиферации клеток-предшественников или индуцируют продукцию ростовых факторов. Наряду с этим макрофаги и лимфоциты продуцируют ряд цитокинов, ингибирующих процессы пролиферации и дифференцировки клеток-предшественников. К таким ингибирующим цитокинам относятся: туморнекротизирующий фактор, интерферон-гамма, трансформирующий ростовой фактор.

Очевидно, часть цитокинов вырабатывается в костном мозге постоянно (конститутивно) и участвует в регуляции функций костного мозга в нормальных условиях. Другая часть цитокинов продуцируется в ответ на индукцию для целенаправленного усиления продукции тех лейкоцитов, которые необходимы для замещения клеток, мобилизованных в очаги воспаления, инфекции или опухолевого роста. Таким образом, основной функцией костного мозга является продукция всех клеток, участвующих как в неспецифической защите организма, так и в специфическом иммунном ответе. При этом часть клеток костного мозга участвуют в продукции регулирующих гемопоэз молекул-цитокинов и все они являются клетками-мишенями действия этих и других цитокинов.

54. Який процес характеризує «час генерації» м/о і як його визначити?

Клітинний цикл – це період подвоєння кл. (ділення або онтогенез). Час за який проход. 1 подвоєння – час генерації. (g)

g = t / n, n – кфлькфсть поділів, t – час генерації (в середньому 15 – 30 хв.).

Знаючи час генерації, можна підрахувать кількість бак., яка утв. за певний проміжок часу:

X = X_{0 *} 2ⁿ, X – кількість бак. за час генерації, X₀ – початкова кількість кл., 2 – бінарний поділ, n – кількість ділень.

Слід пам’ятати, що подвоєння біомаси протягом 1 генерації не означає, що приріст за цей час = 1, якщо у нас 1 поділ на годину. Чим більше поділів, тим більше різниця між абсолютною і відносною біомасою.

Бактеріям притаманний високий темп розмноження, що ха­рактеризується часом генерації, тобто часом, упродовж якого відбу­вається поділ бактеріальної клітини. Час генерації визначається ви­дом бактерій, їхнім віком і умовами довкілля. За сприятливих умов час генерації для багатьох видів бактерій коливається в межах від 15 до 30 хв.

Уявити швидкість розмноження і утворення бактеріальної маси допоможуть такі приклади. Якщо бактерія ділитиметься через кожні 20 хв. то з однієї бактерії за 24 год може утворитися 72 генерації. Це становить 472 • 1019 особин. Холерний вібріон за ЗО год спро­можний дати таке потомство, яке могло б покрити суцільним шаром усю поверхню земної кулі. Академік В.І. Вернадський у своїй праці «Очерки геохимии» наводить приклад, що «за сприятливих умов одна бактерія за 4—5 днів може утворити 1036 особин, об'єм яких . дорівнює океанові».

Насправді ж у природі немає таких ідеальних умов, за яких бакте­рії могли б безперешкодно розмножуватися. Брак поживних речо­вин, несприятливі температурні умови, згубний вплив продуктів об­міну, поїдання бактерій іншими організмами та багато інших чинни­ків — усе це негативно позначається на розмноженні бактерій. Велика швидкість розмноження прокаріотів — еволюційне присто­сування до збереження виду.

Надзвичайно важливою умовою процесу поділу бактерій є реп­лікація ДНК. Поділ клітини починається лише через деякий час по тому, як закінчиться реплікація ДНК. Є дані про те, що сигналом для поділу клітини є початок реплікації молекули ДНК й що подво­єння ДНК і поділ клітин відбуваються зі швидкістю, властивою для кожного виду бактерій.

У бактеріальній популяції постійно відбувається ріст, розмно­ження і відмирання бактеріальних клітин. Спостереження за роз­множенням прокаріотів у замкнених системах на рідких живильних середовищах показують, що швидкість їхнього росту змінюється з часом. У живильному середовищі бактерії ростуть доти, доки вміст у ньому якогось із необхідних їм компонентів не досягне мінімуму; да­лі їхній ріст припиняється. Якщо протягом цього часу не додавати поживних речовин і не видаляти продуктів обміну, то дістанемо так звану статичну бактеріальну культуру.

Ріст бактеріальної популяції в такій «закритій системі» підлягає відповідним закономірностям. Крива, яка описує залежність лога­рифмів числа клітин статичної культури від часу, дістала назву кривої росту. Типова крива росту має 8-подібну форму, яка дає змогу розрізняти кілька фаз росту, що змінюють одна одну у ви­значеній послідовності.

55. Мутації та їх роль в еволюції вірусів. Назвіть фактори противірусного імунітету.

Віруси змінюють свої властивості як у природних умовах розмноження, так і в експерименті. В основі спадкоємної зміни властивостей вірусів можуть лежати два процеси: 1) мутація, тобто зміна послідовності нуклеотидів у визначеній ділянці генома вірусу, що веде до фенотипічної вираженої зміни окремої властивості, і 2) рекомбінація, тобто обмін генетичним матеріалом між двома близькими вірусами, але вірусами що відрізняються між собою по спадкоємних властивостях.

Мутація — мінливість, зв'язана зі зміною самих генів. Вона може мати переривчастий, стрибкоподібний характер і призводить до стійких змін спадкоємних властивостей вірусів. Усі мутації вірусів поділяються на дві групи: спонтанні й індуковані; по протяжності їх поділяють на точкові й абераційні (зміни, що торкаються значної ділянки генома).

Точкові мутації обумовлені заміною одного нуклеотиду (для РНК-вмістимих вірусів) чи однієї пари комплементарних нуклеотидів (для ДНК-вмістимих вірусів). Такі мутації можуть іноді піддаватися реверсії з відновленням вихідної структури генома. Однак мутаційні зміни здатні захоплювати і більш великі ділянки молекул нуклеїнових кислот, тобто декілька нуклеотидів. У цьому випадку теж можуть відбуватися випадання, вставки і переміщення (транслокації) цілих ділянок і навіть повороти ділянок на 1800 (інверсії), зсув рамки зчитування - більш великі перебудови в структурі нуклеїнових кислот, а отже, і порушення генетичної інформації.

Слід зазначити, що не завжди крапкові мутації реалізуються, тобто приводять до зміни фенотипу. Мається ряд причин, у силу яких такі мутації можуть не виявлятися. Одна з них — виродження генетичного коду.

Мутації можуть мати різні наслідки. В одних випадках вони ведуть до зміни фенотипічних проявів у нормальних умовах. В інших випадках мутація є летальною, тому що внаслідок її порушується синтез чи функція життєво важливого вірусоспецифічного білка, наприклад вірусної полімерази. У деяких випадках мутації є умовно летальними, тому що вірусоспецифічний білок зберігає свої функції у визначених, оптимальних для нього умовах і втрачає цю здатність у непермісивних умовах. Морфологічні чи структурні мутації можуть стосуватися розміру віріону, первинної структури вірусних білків, зміни генів, які детермінують ранні і пізні вірусоспецифічні ферменти, що забезпечують репродукцію вірусу.

По своєму механізму мутації можуть бути теж різними. В одних випадках відбувається делеція, тобто випадання одного чи декількох нуклеотидів - дедеція, в інших — відбувається вбудовування одного чи декількох нуклеотидів - інсерції, а в деяких випадках — заміна одного нуклеотиду іншим - інверсії.

Мутації можуть бути прямими і зворотними. Прямі мутації змінюють фенотип, а зворотні (реверсії) — його відновлюють.

Спонтанні мутації. У живій природі мутації виникають надзвичайно рідко і спонтанно, тобто під впливом причин, важко встановлюваних у кожнім окремому випадку. Не може бути абсолютно однорідних популяцій. Однорідність відносна, тому у вірусній популяції в процесі її розвитку спонтанні мутанти виникають з визначеною імовірністю.

Частота мутацій того самого ознаки може бути різної в залежності від штаму. Частота прямих мутацій у вірусів коливається в широких межах. Мутанти, що виникають у популяції, не залишаються генетично чистими лініями, а іноді можуть швидко розмножуватися і практично цілком витиснути інші складові популяції. Частота мутацій у вірусів залежить і від клітинної системи, у якій відбувається розвиток вірусної популяції. Одночасно клітинна система може бути і фактором селекції (добору варіантів).

Спонтанні мутації можуть виникати внаслідок таутомерного перетворення основ, що входять до складу ДНК. Так, наприклад, таутомерні зрушення в положенні атома водню в аденіну призводить до того, що аденін при реплікації спаровується не з тиміном, а з гуаніном. Така помилка при спарюванні основ приводить при наступних реплікаціях до заміни пари AT і ГЦ.

Спонтанні мутації, що виникли в тому самому гені, розподіляються по його довжині нерівномірно. Одні ділянки гена піддаються мутації часто, і їх називають «гарячими» крапками, інші— рідко. Тому імовірність помилок при спарюванні основ у різних ділянках гена різна. Крім того, спонтанні мутації при реплікації можуть бути обумовлені помилками в роботі ферментів – ДНК- чи РНК-полімераз.

У вірусів мутантні популяції можуть виникати й у результаті адаптації їх до незвичайних біологічних систем in vitro (культури клітин) і in vivo (тварини, курячі ембріони).

Деякі організми, наприклад ретровіруси мають таку високу частоту мутацій, що майже кожен їх нащадок буде володіти мутованим геном. Така висока частота мутацій може бути перевагою, оскільки ці віруси еволюціонують дуже швидко, таким чином уникаючи відповідей імунної системи.

Найважливішою роллю таких хромосомних перебудов в еволюції є прискорення дивергенції популяцій з формуванням нових видів за рахунок того, що відбувається менше міжпопуляційних схрещувань.

Послідовності ДНК, які можуть переміщуватись по геному (Мобільні генетичні елементи), такі як транспозони, формують велику частку генетичного матеріалу генетичного матеріалу рослин і тварин і мають важливе значення в еволюції геномів. Інший ефект цих мобільних ДНК полягає в тому, що вони можуть спричинювати мутації існуючих генів, або навіть видаляти їх, збільшуючи таким чином генетичне різноманіття.

. Многие вирусы часто вступают в рекомбинацию как друг с другом, так и с хромосомами клеток-хозяев; при этом они захватывают случайные фрагменты хромосом и переносят их в другие клетки или другие организмы. Кроме того, включившиеся в геном хозяина (интегрированные) копии вирусной ДНК (провирусы) становятся постоянными компонентами генома у большей части организмов. Примеры таких провирусов мы находим в семействе бактериофагов λ и среди так называемых эндогенных ретровирусов, многочисленные копии которых обнаруживаются в геномах позвоночных. Вирусы, следовательно, так же, как и половой процесс, создают возможности для ускорения эволюции, открывая для нее такой путь, как смешение генофондов различных организмов.

Особливість противірусного імунітету

Фактори і механізми противірусного імунітету мають свої особливості, що відрізняють їх від імунних реакцій у відношенні бактерій та інших патогенних агентів тваринного і рослинного походження. Ці особливості визначається природою вірусів. Їх абсолютним внутрішньоклітинним паразитизмом на генетичному рівні. Вірусна інфекція - це перш за все інфекція чутливих клітин. Взаємодія вірусу та сприйнятливих клітин лежить в основі патогенезу вірусного захворювання.

Імунні реакції організму на позаклітинній вірус подібні до реакції на бактерії та їх токсини: спрямовані безпосередньо на патогенний агент, захисні реакції на внутрішньоклітинні стадії морфогенезу вірусу діють опосередковано через клітину, і тільки таким чином гальмується розмноження вірусу з наступним звільненням від нього організму.

Захист клітини від вірусної генетичної інформації та пригнічення репродукції вірусу є кардинальною особливістю противірусного імунітету. Антигени, імунокомпетентні клітини та антитіла лежать в основі специфічної імунної відповіді по відношенню до будь-яких генетично чужорідних агентів, в тому числі і вірусів.

Віруси як антигени принципово не відрізняються від інших повноцінних антигенів, наприклад, бактерій і токсинів, і є стимуляторами клітинних і гуморальних вірусних реакцій.

Антигенна будова вірусів, не дивлячись на відносну простоту їх організації, складна і визначається кількістю структурних білків. Кожний вірусний білок має декілька антигенних детермінант, або епітопів. Це ділянки, здатні взаємодіяти з антитілами. Епітопи складаються звичайно з 10-20 амінокислот, залежить від третинної структури білка і можуть містити ділянки, розміщені в різних областях поліпептидного ланцюга. Антигенні детермінанти розташовані в тих місцях білкової молекули, що доступна для антитіл. Але можуть бути і приховані епітопи, котрі виходять на поверхню при зміні конформації або частковому розщепленні макромолекули. Кількість антигенних детермінант, які одночасно зв’язуються із специфічними антитілами, зумовлює валентність антигену.

В процесі інфекції або імунізації можуть вироблятися антитіла до всіх антигенів, які входять у структуру віріону. Але різні вірусні антигени виграють неоднакову роль в імуногенезі. Першочергове значення для імунітету мають поверхневі антигени, розміщені на зовнішній оболонці віріону (капсидній чи суперкапсидній залежно від складності його організації) і особливо антигени рецепторів, через які відбувається адсорбція вірусу на клітині. Нейтралізація антитілами саме цих антигенів рецепторів позбавляє вірус здатності приєднуватися до чутливої клітини та інфікувати її.

Антигени, не зв’язані з рецепторами віріону, і особливо внутрішні антигени, локалізовані в глибинних структурах віріону, грають значення не стільки для імунітету, скільки для патогенезу вірусної інфекції, будучи чужорідними, алергенними і нерідко токсигенними речовинами. Нейтралізація антитілами внутрішніх антигенів, які звільняються після деструкції віріонів. сприяє усуненню їх патогенної дії. Але антитіла до внутрішніх антигенів не можуть нейтралізувати інфекційну активність цілого віріону, тому вони мають більше діагностичне і прогностичне значення. Вірусні антигени, що спричиняють утворення захисних (віруснейтралізуючих) антитіл, називаються протективними.

Антигенну активність мають і численні ферменти, виявлені у складі віріонів, але тільки вірусоспецифічні. Поверхневі антигени вірусів мінливіші (лабільніші), ніж внутрішні.

У складно організованих вірусів виявляють в структурі суперкапсидної оболонки антигени клітини-господаря, де відбувалася їх репродукція. При цьому клітинні антигени локалізуються в зовнішній оболонці не хаотично, як би це було в разі механічної контамінації віріонів, в конкретному порядку. Таким чином відбувається антигенна мімікрія, що призволить до зниження імунної відповіді. Крім того, деякі віруси (наприклад, вірус грипу і натуральної віспи) мають так звані гетерогенні білки, ідентичні певним білкам господаря. В такому разі вірулентність збудника набагато вища. Явище антигенної мімікрії та гетерогенності знаходиться в основі персистенції вірусів. Воно також пояснює слабкість імунної відповіді при деяких вірусних хворобах.

Вірусні антигени локалізуються в різних структурах клітини залежно він природи вірусів - в ядрі, ядерці, цитоплазмі, на поверхні клітинної мембрани. Вірусні антигени, розташовані на плазматичній мембрані, можуть стати об’єктом дії антитіл та імунокомпетентних клітин, тобто підлягати цитолізу за участю комплементу, фагоцитозу або цитотоксичній дії Т-лімфоцитів. В заражених клітинах можуть виникати так звані нові антигени, не ідентичні ні вірусним, ні клітинним антигенам. Серед нових антигенів, індукованих онкогенними вірусами, розрізняють антигени Т (від лат. tumor - пухлина) і трансплантаційні.

Антигени Т з’являються на початкових стадіях репродукції вірусів. Їх виявляють методом РІФ в ядрі або цитоплазмі інфікованої клітини в залежності від того, який вірус - ДНК чи РНК-геномний – спричинив їх синтез. Клітини, що містить антигени Т, можуть розмножуватися тривалий час, не втрачаючи їх. Поява антигенів Т є ранньою ознакою процесу, що призводить до трансформації клітин.Трансплантаційні антигени з’являються пізніше, коли вже настає трансформація клітин.

Вірусні антигени - віріонні та вірусіндуковані - мають велике значення для імунітету. Будучи чужорідними для організму, вони стимулюють виникнення клітинних і гуморальних захисних реакцій.

Клітинні фактори противірусного імунітету. Противірусний імунітет залежить передусім від функції імунокомпетентних клітин, тобто клітин, які здійснюють імунні реакції. Імунокомпетентні клітини розпізнають вірусні антигени, утворюють по відношенню до них специфічні антитіла та інші речовини, що пригнічують активність вірусів, а також діють безпосередньо на віруси та уражені клітини, спричинюючи їх деструкцію.

Інтерферон — особливий противірусний білок, який продукується зараженими клітинами чи цілим організмом.

Механізм антивірусної дії інтерферону. Інтерферон не впливає на адсорбцію вірусу, віропексис, депротеїнізацію віріонів, звільнення вірусної нуклеїнової кислоти, композицію віріонів і вихід їх із клітини. Він не діє на позаклітинний (екстрацеллюлярний) вірус, він придушує його репродукцію, тобто діє на вірус опосередковано через чуттєві клітини, у яких не порушений синтез клітинної РНК і клітинних білків. Тому актиноміцин Д, що придушує синтез клітинних РНК і білка, придушує і дію інтерферону.

Інтерферон не володіє видоспецифічною антивірусною дією. Наприклад, будучи індукований вірусом ньюкаслської хвороби, він придушує репродукцію не тільки цього вірусу, але і цілого ряду інших. Однак він володіє видотканинною специфічністю, тобто більш активний у тій біологічній системі, у якій був репродукований.

Інтерферон захищає клітини від вірусної інфекції лише в тому випадку, якщо впливає на них до контакту з вірусом. Інтерферон активізує ефекторні клітини імунного захисту, головним чином макрофаги і кілерні клітини, підвищуючи їхню здатність убивати пухлинні клітини. Він гальмує ріст проліферативних клітин, у тому числі пухлинних. Використання інтерферону для терапії вірусних інфекцій обмежується його здатністю захищати тільки неінфекційні клітини, тому необхідно його раннє застосування. Антивірусна дія інтерферону виявляється на дуже ранній стадії вірусної інфекції.

Чутливість репродукції вірусів до інтерферону. Одне з основних властивостей інтерферон-придушувати розмноження багатьох гетерологічних вірусів. До інтерферону чуттєві усі відомі в даний час віруси, однак їх чутливість неоднакова. Найбільш чуттєві віруси, що мають зовнішню оболонку й утримуючі ліпіди (міксовіруси, група вірусів віспи, арбовіруси), тоді як пікорна- і аденовіруси, позбавлені зовнішньої оболонки, більш стійкі до дії інтерферону. Мається і певні виключення: віруси герпесу з добре розвинутою оболонкою стійкі до дії інтерферону. Найбільш чуттєві в тканевих культурах арбовіруси. Тому вони використовуються як модель для перевірки активності інтерферону.

Практичне застосування інтерферону. застосування готового екзогенного гомологічного інтерферону й індукція в організмі ендогенного інтерферону. Однак, з огляду на виражену видову специфічність інтерферону для профілактики і лікування вірусних інфекцій, практично може бути використаний тільки ендогенний інтерферон. При цьому найкращий захисний ефект одержують при меншій кількості введення в організм препарату, що викликає інтерфероноутворення в організмі. Досягається це при аерозольному способі його введення.

56. Селезінка. Будова та функції.

• Паренхима складається з червоної та білої пульпи. В червоній переважають еритроцити, в білій – лімфоцити та макрофаги.

• Функціонує як єдине ціле (разом з лімфатичними вузлами) при гуморальній имунній відповіді.

• Селезенка — лимфоцитарная «таможня» для антигенов, попавших в системную циркуляцию в кровь. Головне джерело циркулюючих лімфоцитів

• Діє як фільлтр для бактерій, найпростіших та чужорідних частинок

• У селезінці існують оптимальні умови для розвитку гуморальної імунної відповіді (свідчить клітинний склад- 40-50% лімфоцитів)

• Місце поетапного дозрівання В-лімфоцитів (І етап – кістковий мозок, ІІ – селезінка).

• В-лімфоцити є попередниками плазматичних клітин (плазмоцитів).

• Плазмоциты – основні продуценти антитіл, специфічність яких аналогічна Ig М.

Селезенка — относительно большой непарный орган. Розміщена у лівій верхній частині черевної порожнини, маса у дорослої людини- 180-250г Вкрита сполучнотканинною капсулою, від якої всередину відходять трабекули, які несуть судини

Паренхіма складається з білої (6-20% маси) та червоної пульпи(70-80% маси).

Лимфоидную ткань селезенки называют белой пульпой. Пердставлена лімфоїдною тканиною, яка у вигляді скупчень лімфоцитів утворює навколо центральних (посттрабекулярних) артеріол - періартеріолярні лімфоїдні муфти (ПАЛМ) з Т- та В-клітинними ділянками. Ділянка, яка оточує артеріолу- тимусзалежна (Т-зона) і містить Т- лімфоцити.

Подекуди на периферії (ближе к краю муфты ) ПАЛМ містяться первинні і вторинні фолікули- основне місце продукування В-лімфоцитів- тимуснезалежна зона.Область В-лимфоцитов, или лимфоидный фолликул, располагается обычно по одну сторону лимфоидной муфты.

Краевая зона расположена между лимфоидной областью и красной пульпой, где лимфоциты поступают главным образом из кровотока в лимфоидную область, а эритроциты и плазматические клетки заселяют красную пульпу.

Артериолы селезенки впадают в синусоиды (это уже красная пульпа). Синусоиды — большие полости, в которых собирается кровь перед поступлением в селезёночную вену.

Синусоиды заканчиваются венулами, которые собираются в селезеночную вену, несущую кровь в портальную вену печени.

червона пульпа пронизана розширеними венозними судинами-синусоїдами, між якими розміщені тяжі губчастої тканини

У селезінкових тяжах у петлях ретикулярної сітки містяться клітини різних типів: осілі макрофаги, циркулюючі клітини крові- еритроцити, тромбоцити, гранулоцити, лімфоцити, а також численні плазматичні клітини, які мігрували з зародкових центрів. Макрофаги в красной пульпе и краевой зоне могут сохранять антиген подобно дендритным клеткам лимфатических узлов. Как и медуллярный слой лимфатических узлов, красная пульпа содержит множество плазматических клеток

Селезенка отличается от лимфатических узлов отсутствием лимфатического дренирования и наличием большого количества эритроцитов. У некоторых животных может быть эритропоэтическим органом или депо крови.

Трабекула — соединительнотканная структура, окружающая сосуды, в основном венозные.

57. Механізми взаємодії бак. з молекулярним киснем. Аеробне дихання при засвоєнні органічних субстратів.

58. Дайте класифікацію вірусних інфекцій на рівні кл.

Маються два основних типи взаємодії вірусу і клітини.

При першому типі вірусний геном функціонує в зараженій клітині більш-менш автономно. Репродукція його відбувається незалежно від репродукції клітинного генома. Віруси, що автономно розмножуються в клітині, відносяться до групи вірулентних. При такому характері взаємодії вірусу і. клітини утворюється нове покоління віріонів. У цьому випадку говорять про продуктивну взаємодію. Коли ж цикл репродукції переривається на якій-небудь проміжній стадії й інфекційного вірусного потомства не утворюється, така взаємодія вірусу і клітини називають абортивною. У тих випадках, коли симбіоз клітинного і вірусного геномів виявляється короткочасним і після утворення нового покоління вірусних часток заражена клітина (клітка-хазяїн) гине, таку реакцію на вірусну інфекцію називають літичною. Клітка гине під впливом вірусної інфекції від ряду незалежних одна від одної причин:

1) неспецифічного необоротного блокування клітинного генома на ранніх стадіях інфекції;

2) неспецифічних ушкоджень клітинного генома в процесі інфекції;

3) переключення метаболічних ресурсів клітини на вірусоспецифічні синтези;

4) специфічного лізису клітини при звільненні дозрілих віріонів у середовище;

5) порушення структури клітинних мембран у результаті інтенсивного виходу вірусних часток у середовище.

Явище, коли клітина, у якій автономно розмножується вірус, довгостроково зберігає свою життєздатність, одержало назву латенції.

Другий тип взаємодії вірусу і клітини властивий пухлинним вірусам, нуклеїнова кислота яких здатна вбудовуватися (інтегруватися) тим чи іншим способом у клітинну хромосому у формі провіруса, викликаючи трансформацію клітин. Границі між вірусами з автономною реплікацією геномів і інтеграційними вірусами дуже умовні, і один і той самий вірус у залежності від виду клітин може поводитися або як інфекційний, або як інтеграційний геном. Результатом такої взаємодії вірусу і клітини є зміна спадкоємних властивостей клітини. Цей тип взаємодії вірусу і клітини називають вірогенією, подібно лізогенії при взаємодії фагів з бактеріями.

Віруси, здатні викликати вірогенію, відносять до групи помірних.

Реакція клітини на вірусну інфекцію. Різні віруси можуть викликати найрізноманітніші клітинні реакції, пов'язаними зі змінами обміну і функції клітини. Клітинні реакції на вірусну інфекцію можуть бути чотирьох типів.

До першої з них відносяться різноманітні патологічні зміни, що проявляються пригніченням синтетичних процесів, порушенням функціональної активності, пошкодженням структури самої клітини і її загибеллю. Такі зміни позначаються як цитопатична реакція на вірусну інфекцію, а здатність вірусів викликати таку реакцію — цитопатогенна дія.

Другий тип клітинних реакцій полягає в синтезі закодованих у клітинному геноме білків (інтерферонів), що володіють антивірусною активністю.

Третій тип реакції виявляється розмноженням вірусу без видимих патологічних змін клітин (латенція).

І, нарешті, можливий четвертий тип, коли наявність вірусу в клітині супроводжується її проліферацією.

Зараження клітини, як правило, супроводжується пригніченням синтезу основних клітинних макромолекул — ДНК, РНК і білків. Однак пригнічення утворення цих трьох класів з'єднань настає не одночасно, а іноді вибірково. Найпоширеніше функціональне порушення зараженої клітини — це втрата здатності до поділу (пригнічення мітозу). По типі дії на мітотичну активність клітин віруси можна розділити на три групи: стимулюючі мітоз, інгібуючі мітоз і не впливають на мітотичну активність. Більшість міксовірусів придушує мітоз.

Хронічна (латентна) інфекція на рівні клітини. Це своєрідний стан рівноваги між вірусом і клітиною, коли не вдається знайти будь яких зовнішніх проявів інфекції. Хронічна інфекція в культурах клітин успішно відтворюється вірусами Сендай, ньюкаслської хвороби, краснухи, кору, грипу і деяких інших.

59. Лімфатичні вузли. Будова та функції.

Лимфатические узлы — множественные, симметрично расположенные по телу, инкапсулированные периферические лимфоидные органы. Лимфатические узлы составляют основную массу организованной лимфоидной ткани. лімфатичні вузли – це різних розмірів (2-10мм) скупчення лімфоїдної тканини, що розміщені по ходу лімфатичних судин в місцях їх злиття. Тут відбувається затримання і елімінація антигенів із тканинної рідини та лімфи на шляхах протікання її від периферії до грудної протоки. Зазвичай лімфатичні вузли округлі або бобоподібні із заглибленнями для входу і виходу судин – воротами. ззовні вузол вкритий сполучнотканинною капсулою, від якої всередину органа відходять перетинки – требекули. Лимфатические узлы расположены регионарно и называются в соответствии с частью тела, которую они «обслуживают»: околоушные, заднешейные, подмышечные, подколенные, паховые, брыжеечные…

В лімфовузлі розрізняють 3 зони: зовнішню – кіркову, внутрішню – мозкову, та пара кортикальну, що їх розмежовує.

кіркова зона – В-зона (тимуснезалежна), сюди мігрують з ЧКМ В-лімфоцити і групуються у вигляді фолікулів – скупчень округлої форми. Корковая зона разделена трабекулами на радиальные сектора. Строма фолликулов содержит уникальные фолликулярные дендритне клетки (FDС).

Лимфоидные фолликулы проходять 3-стадйй развития, которые называют по-разному. Первичный фолликул — мелкий фолликул, состоящий из неиммунных В-лимфоцитов. После того как В-лимфоцит распознает антиген, получит все необходимые костимулирующие сигналы, он вступит в иммуногенез, строго необходимым этапом которого является пролиферация клона В-лимфоцитов. Фолликул, содержащий интенсивно пролиферирующие В-лимфоциты, называют герминативным центром. Первичный фолликул преобразуется в герминативный центр в течение примерно 1 нед после активной иммунизации. После завершения процесса иммуногенеза фолликул существенно уменьшается в размере, в этот период его называют вторичным фолликулом.

Пара кортикальна ділянка – Т-зона (тимусзалежна) являє собою дифузне скупчення Т-лімфоцитів. В Т-зависимой зоне содержится много интердигитальных дендритных клеток. Это совсем другие дендритные клетки, чем фолликулярные дендритные клетки.

Интердигитальные дендритные клетки — это клетки костномозгового происхождения, мигрировавшие в узел с тканевой жидкостью по афферентным лимфатическим сосудам из покровных тканей (в коже эти клетки называют клетками Лангерганса, белыми отросчатыми эпидермоцитами — по новой классификации), они являются антигенпредставляющими для Т-лимфоцитов.

Мозкова ділянка утворена мозковими тяжами – стрічкоподібними утвореннями, витягнутих в напрямку від воріт вузла до лімфатичних фолікулів та мозковими синусами, які забезпечують транспортування в орган лімфи

Афферентный и эфферентный лимфатические сосуды, по которым лимфа поступает из ткани сначала в периферические, а затем в центральные лимфатические узлы.

через Лимфатический синус лимфа поступает из афферентных (приносні) лимфатических сосудов в корковые и медуллярные синусы. Медуллярный синус собирает лимфу для выхода через эфферентный (виносні) лимфатический сосуд. Именно в медуллярном слое происходит образование антител и преобладают плазматические клетки.

Зародышевый центр — зона большого числа клеток, которые развились в фолликуле после антигенной стимуляции. Предполагается, что он является местом генерации В-клеток памяти. Содержит специальные фолликулярные дендритные клетки, способные длительно (недели, возможно, годы) удерживать на своей поверхности связанный антиген. Область Т-лимфоцитов, или паракортикальная зона, содержит в основном Т-лимфоциты, а также В-лимфоциты, мигрирующие в медуллярный слой. Дендритные клетки специализированы для представления антигена Т-лимфоцитам. Возможно, эта зона является наиболее вероятной для Т-В-клеточной кооперации. В других условиях это происходит крайне редко.

Посткапиллярная венула — специализированная венула с высоким кубическим эндотелием, через которую лимфоциты из крови поступают в паракортикальную зону, а затем в эфферентный лимфатический сосуд.

Лимфатические узлы через афферентные лимфатические сосуды (которых несколько на один узел) дренируют тканевую жидкость из всех барьерных тканей.

Афферентные лимфатические сосуды впадают в субкапсулярный синус лимфатического узла. Из анатомических ворот узла параллельно с артерией и веной выходит единственный эфферентный сосуд, несущий лимфу в грудной лимфатический проток, который впадает в нижнюю полую вену и таким образом лимфа вливается в системный кровоток.

60. Анаеробне дихання бак. і процеси одержання ними енергії з органічних сполук.

61. Шляхи розчеплення гексоз.

61. Шляхи розчеплення гексоз.

Гліколіз (фруктозо-1,6-дифосфатний шлях або шлях Ембдена-Мейєргофа-Парнаса)

Гліколіз - процес анаеробного розпаду глюкози, що проходить із вивільненням Е, кінцевим продуктом якого є піровиноградна к-та (ПВК). Гліколіз - загальний спільний етап аеробного дихання і всіх видів бродіння.

Реакції гліколізу протікають у розчинній частині цитоплазми і в хлоро-пластах. В цитозолі гліколітичні ферменти  організовані в мультиензимні комплекси на активних філаментах цитоскелету.

Етапи гліколізу.

Ланцюг реакцій гліколізу можна розбити на три етапи.

1. Підготовчий етап - фосфорилювання гексози і її  розщеплення на дві фосфотріози. 

Глюкоза (гексокінази) → глюкозо-6-фосфат (глюкозофосфатізомеразою) → фруктозо-6-фосфат (фосфофруктокіназою) → фруктозо-1,6-дифосфат (альдолазою) → 3фосфогліцериновий альдегід (3ФГА) + фосфодіоксіацетон (ФДА), які легко перетворюються один в одного (тріозофосфатізомераза).

2. Перше субстратне фосфорилювання, яке починається з 3ФГА і закінчується 3-фосфогліцериновою кислотою (3ФГК). (дегідрогеназа фосфогліцеринового альдегіду)

3. Друге субстратне фосфорилювання. 3ФГК (фосфогліцератмутази) → 2ФГК (енолаза) → фосфоенолпіруват (піруваткінази) → енолпіруват → піруват.

Енергетичний вихід гліколізу

На 2 і 3 етапах утворюється 4 мол. АТФ і 2 мол. НАДН, на першому етапі витрачається 2 мол. АТФ. Окислення 1 мол.  НАДН = синтезу 3-х мол. АТФ. Таким чином,  у процесі гліколізу утворюється 8 мол. АТФ.

Вільна Е гідролізу 1 мол АТФ = 41, 87 кДж/моль (10 ккал), 8 мол. АТФ дають 335 кДж/моль (80 ккал)

Функції гліколізу в клітині:

- здійснює зв'язок між субстратами дихання й циклом Кребса;

- постачає на потреби клітини АТФ і НАДН (в умовах аноксії - основне джерело АТФ);

- продукує інтермедіати, необхідні для синтетичних процесів у клітині;

Шлях Ентнера-Дудорова (КДФГ-шлях) (тільки для м/о)

При його функціонуванні глюкоза → пируват. Має важливе значення коли субстратом є такі сполуки, як глюконат, манолат, гексоролат. Його особливість полягає в тому, що один з інтермедіатів (проміжних продуктів), а саме 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюканова кислота (КДФГ) унікальний, у зв’язку з чим цей шлях ще називають КДФГ-шляхом.

1) глюкоза (гексокіназою). → глюкозо-6-фосфат

2) окиснення глюкозо-6-фосфат (глюкозо-6-фосфатдегідрогенази та альдолази) → 6-фосфоглюконту.

3) 6-фосфоглюконату (ферменти фосфоглюконатдегідратаза та альдолаза) → гліцеральдегід-3-фосфату + пірувату.

Гліцеральдегід-3-фосфат може піддаватися дії ферментів гліколітичного шляху і перетворюватись на другу молекулу пірувату з утворенням двох молекул АТФ і відновленням молекули НАД.

Шлях Центнера-Дудорова досить поширений у аеробних бак., а у анаеробів він зустрічається дуже рідко. Це зумовлено тим, що в анаеробів немає дихального ланцюга, і АТФ утворюється при фосфорилюванні на рівні субстрату. У зв’язку з цим гліколіз для них більш економічний: він дає дві молекули АТФ при перетворені однієї молекули глюкози на дві молекули пірувату.

Переважна більшість м/о окислює пируват до ацетил-коферменту А (ацетил-КоА). Утворення ацетил-КоА з пірувату може здійснюватись у таких реакціях:

Реакція 1 каталізується мультиферментним піруватдегідрогеназним комплексом, що складається з трьох ферментів, одним з яких є піруватдегідрогеназа. Цей комплекс функціонує майже у всіх аеробних мікроорганізмів. У строгих анаеробів піруватдегідрогеназний комплекс відсутній.

пируват + КоА + НАД⁺ = ацетил-КоА + НАДН₂ + СО₂

Реакція 2 каталізує фермент пируват-фередоксин-оксидо-редуктаза. Цей фермент у багатьох анаеробних бак. (наприклад, у клостридій) має особливе значення.

пируват + КоА + 2FD = ацетил-КоА + 2FdH₂ + СО₂

Реакцію 3 каталізує фермент пируват-форміатліаза. Його виявлено у багатьох анаеробних бак., які виділяють мурашину кислоту (здійснюють мурашино-кисле бродіння), зокрема у ентеробактерій, а також у фототрофних бак.

пируват + КоА = ацетил-КоА + форміат

У дріжджів і деяких бак., які утворюють етанол, є четвертий фермент, що окислює пируват:

Фермент піруватдекарбоксилаза розщеплює пируват до ацетальдегіду та вуглекислого газу. Ацетальдегід потім відновлюється до етанолу.

пируват = оцтовий альдегід + СО₂

Пентозо-фосфатний шлях (фосфоглюконатний або гексозо-фосфатний лізит)

Цей шлях особливо активний у тих клітинах, де інтенсивно проходять синтетичні процеси. При ПФШ АТФ не утворюється. ПФШ не є основним шляхои розщеплення глюкози, він служить тільки постачальником НАДФН для р-цій конструктивного метаболізму і рибози – для синтезу нуклеотидів.

Етапи ПФШ

І.  Окислення глюкози - каталізується дегідрогеназнодекарбоксилюючою системою, яка складається з трьох ферментів. глюкозо-6-фосфат → рибульозо-5-фосфат + 2 НАДФН.

ІІ.  Рекомбінація сахарів для регенерації вихідного субстрату. З рибульозо-5-фосфату (епімерази) ксилульозо-5-фосфат (ізомерази) → рибозо-5-фосфат.

Енергетичний вихід ПФШ і його значення

При апотомічному окисленні глюкозо-6-Ф утворюється НАДФН, який окислюється повільніше, чим НАДН. Звичайно атоми водню передаються з НАДФН на НАД⁺, а лише потім на електронтранспортний ланцюг.

Енергетичний вихід ПФШ = 12НАДФН = 12·3 АТФ = 36 АТФ. Однак головне значення ПФШ не в енергетичному, а в пластичному обміні. Тут можна виділити декілька аспектів:

1)ПФШ служить головним немітохондріальним джерелом НАДФН, який використовується переважно в синтетичних реакціях (синтез жирів, ізопреноїдів, відновлення SН-сполук).

2)В ході ПФ циклу синтезуються пентози, які входять до складу нуклеотидів, АТФ, коферментів НАД⁺, ФАД, коферменту А та ін. сполук.

3)ПФШ є джерелом вуглеводів із різним числом вуглецевих атомів – від С₃ до С₇, які є попередниками ароматичних амінокислот, вітамінів, дубильних, ростових та ін.. речовин.

Слід зазначити, що неокислювальні реакції пентозофосфатного циклу беруть участь у розщеплені пентоз у багатьох м/о. Схема катаболізму пентоз така: фосфорилювання пентози у положенні 5, ізомеризація та епімеризація до проміжних продуктів пентозофосфатного циклу, перетворення на фруктозо-6-фосфат і гліеральдегід-3-фосфат, розщеплення за шляхом Ембдена-Мейєргофа-Парнаса (гліколіз).

Цикл три-карбонових кислот (цикл Кребса)

В циклі Кребса при наявності кисню піруват повністю окислюється до СО₂ і Н₂О. Безпосередньо в циклі окислюється не сам піруват, а його похідне – ацетил-СоА. Усі ділянки цього процесу локалізовані в матриксі або на внутрішній поверхні мітохондрій.

Виділяють 8 етапів.

1) перший етап – це утворення активного ацетилу в ході окисного декарбоксилювання. Цей процес здійснюється при участі піруватдегідрогеназного мультиферментного комплексу (входять 3 ферменти і 5 коферментів). В ході складних перетворень через проміжні сполуки з коферментами з ПВК утворюються ацетил-СоА (із високоенергетичним тіоефірним зв'язком), СО₂ і НАДН.

2) ацетил-СоА +ЩОК (цитратсинтази) → лимонна к-та.

3) ферментом аконітатгідратазою - →синтезується ізолимонна кислота.

4)Ізолимонна к-та (НАД-залежної ізоцитратдегідрогенази) → щавлевоянтарну к-ту → a-кетоглутарова к-та

5)a-кетоглутарат (a-кетоглутарат-дегідрогеназний мультиферментний комплекс) —СО₂, + НАДН + сукциніл-СоА

5^/) сукцинілу-СоА (сукциніл-СоА-синтетази) +АДФ + Н₃РО₄ → янтарна к-та + АТФ

6) янтарна к-та (сукцинат) → фумарової.

7)Фумарова к-т + Н₂О → яблучну (малат).

8)Яблучна (малатдегідрогенази) → щавлевооцтову, яка самочинно переходить в енольну форму, реагуючи з черговою молекулою ацетил-СоА і цикл повторюється.

Значення та енергетичний вихід

Цикл Кребса служить кінцевим етапом окислення не лише вуглеводів, але й білків, жирів та ін.. сполук. В ході реакцій циклу звільняється основна кількість енергії, яка міститься в субстраті, і більша її частина утилізується у високоенергетичних фосфатний зв’язках. .

Отже,  при окисленні глюкози в процесі дихання при функціонуванні гліколізу й циклу Кребса  утворюється  38 молекул АТФ, що складає 380 ккал/моль. Це становить 55, 4% від усієї енергії глюкози.

Значення ц. Кребса цим не вичерпується. Багато проміжних продуктів циклу використовується для синтезу різноманітних сполук (амінокислот, жирів, вуглеводів, поліізопренів і т. д. )

Цикл Кребса займає центральне положення в метаболізмі клітини. Через нього встановлюється зв'язок між обміном трьох найважливіших груп сполук  - білків, жирів і вуглеводів.

Гліоксилатний цикл.

Вперше описаний в 1957 р. Г. Корнбергом, Г. Кребсом. Відсутній у тварин. Гліоксилатний цикл можна розглядати як модифікацію циклу Кребса. Функціонує в проростаючому насінні олійних культур і в тих об'єктах, де запасні жири перетворюються в цукри (глюконеогенез).

Гліоксил. ц.  локалізований у спеціальних мікротілах – гліоксисомах.

Схема циклу:

В циклі беруть участь 2 молекули ацетил-СоА і перша використовується для синтезу янтарної к-ти. Янтарна кислота виходить з гліоксисом, перетворюється на ЩОК і бере участь в глюконеогенезі (зворотній гліколіз) та ін..  біохімічних процесах. Цикл містить, як мінімум, 6 реакцій.

 Гліоксилатний цикл дозволяє утилізувати запасні жири, при розпаді яких утворюється велика кількість молекул ацетил-СоА. Крім цього, на кожні 2 молекули ацетил-СоА в  гліоксилатному циклі відновлюється 1 мол-а НАДН.

Главная функция цикла лимонной кислоты - окисление ацетогруппы, включающейся в этот цикл в форме молекул ацетил-СоА.

62. Антигенпрезентуючі кл. Характеристика.

Существенное различие между антигенраспознающими молекулами иммуноглобулинов и антигенраспознающими молекулами рецепторов Т-лимфоцитов состоит в том, что иммуноглобулины (антитела) связывают нашивные молекулы антигенов, тогда как TCRa0 не связывают нативные антигены, но способны «увидеть» и связать только определенные структуры на поверхности клеток своего организма, а именно комплексы молекул МНС с пептидами, т.е. до Т-лимфоцита и для Т-лимфоцита антиген поглощают, перерабатывают и экспрессируют на своей поверхности другие клетки. Эти клетки называют профессиональными антигенпредставляющими клетками (АПК). Таких клеток у человека и млекопитающих 3 типа:

• дендритные клетки костномозгового происхождения;

• В-лимфоциты;

• макрофаги.

Если лимфоцит свяжет рецептором специфический антиген, но не получит одновременно и от той же АПК костимуляторный сигнал «В-7 — CD28», то не просто не начнется активация лимфоцита, а произойдет такое изменение состояния лимфоцита, которое называют анергией. Лимфоцит в состоянии анергии рефрактерен к возможной стимуляции. Эта закономерность лежит в основе так называемой периферической толерантности Т-лимфоцитов к тканям собственного организма. После того как Т-лимфоцит пройдет несколько циклов пролиферации, на его мембране происходит экспрессия еще одного лиганда для тех же молекул В-7. Это молекула CTLA-4. CTLA-4 связывает В-7 с существенно большей (примерно в 20 раз) аффинностью, чем молекула CD28, но CTLA-4 посылает в клетку негативный сигнал и тем самым останавливает пролиферацию антигенспецифичного клона.

63. Основні імуномодулятори і їх характеристика.

Класифікація імуномодуляторів

Імуномодулятори (ІМ) — лікарські засоби різного походження, що мають різнонаправлену дію на імунну систему залежно від її початкового стану. ІМ у терапевтичних дозах відновлюють нормальне функціонування імунної системи (ефективний імунний захист). Існують дві класифікації ІМ: за походженням і за механізмом дії. За механізмом дії можна виокремити ІМ з переважною дією на Т-, В-системи імунітету і фагоцитоз. Разом із тим будь-який ІМ, що переважно впливає на фагоцитоз, гуморальний або клітинний імунітет, крім дії на цей компонент імунітету, справлятиме також тією або іншою мірою ефект на інші компоненти імунної системи. За походженням ІМ поділяють на екзогенні, ендогенні та хімічно чисті.

Імуномодулятори мікробного (бактеріального) походження. Мішенню дії препаратів мікробного походження є клітини моноцитарно-макрофагальної системи, основна функція яких — елімінація мікробів з організму. Препарати даної групи:

— підсилюють функціональну активність цих клітин, стимулюючи фагоцитоз і мікробіцидність. Активовані моноцити й макрофаги синтезують цитокіни: інтерлейкіни (ІЛ-1, ІЛ-3), фактор некрозу пухлини α (ФНП-α) та інші, що спричинюють активацію як гуморальної, так і клітинної ланки імунітету;

— активують цитотоксичну функцію макрофагів, що виявляється їх здатністю руйнувати in vitro сингенні та алогенні пухлинні клітини.

Бактеріальні ІМ поділяють таким чином:

1. ІМ системної дії: бронхомунал, рибомуніл, лікопід.

2. ІМ переважно топічної дії: ІРС 19, імудон, лікопід.

Умовно виокремлюють 3 покоління ІМ мікробного походження. Першим препаратом, що має імуностимулюючу дію, стала вакцина БЦЖ, яка має виражену здатність підсилювати фактори уродженого й набутого імунітету. До мікробних препаратів 1-го покоління також належать пірогенал і продигіозан, що є полісахаридами бактеріального походження і застосовувалися для стимуляції протибактеріального імунітету. Сьогодні пірогенал і продигіозан через побічні ефекти не застосовуються. До препаратів 2-го покоління належать лізати (бронхомунал, ІРС 19, імудон) і рибосоми (рибомуніл) бактерій, які в основному є збудниками респіраторних захворювань. Препарати, що містять бактеріальні лізати, застосовують з метою збільшення продукції специфічних антитіл (секреторних IgА), а також стимуляції неспецифічних факторів захисту (цитокінів, NK-клітин, клітин макрофагально-фагоцитарної системи та ін.). Бактеріальні лізати сприяють профілактиці інфекцій носоглотки та респіраторного тракту, не викликають формування протективного тривалого імунітету. До 3-го покоління належить лікопід — синтезований аналог універсального фрагмента бактеріальних клітинних стінок — глюкозамінілмурамілдипептид, що має імуномодулюючий ефект. Головною мішенню лікопіду є клітини моноцитарно-макрофагальної ланки імунної системи. Під впливом лікопіду підсилюються поглинання та кілінг мікроорганізмів; стимулюються цитотоксичні властивості макрофагів щодо бактерійних і вірус-інфікованих клітин; посилюється синтез цитокінів: ІЛ-1, ФНП-α, інтерферону-β та ін., що стимулює антитілоутворення та проліферацію Т- і В-лімфоцитів.

Отже, бактеріальні ІМ впливають на систему місцевого імунітету носоглотки й респіраторного тракту, підвищують рівень IgA в слині. Низка препаратів системно діє на показники периферичної крові. Препарати можуть призначатися в гострому періоді на фоні базисної терапії, а також із профілактичною метою.

Здатність підсилювати імунні реакції має багато рослинних (ехінацея, женьшень, елеутерокок тощо) і біогенних (муміє, прополіс та ін.) препаратів. Ці засоби, а також вітаміни й мікроелементи (особливо цинк, магній, селен) часто об’єднують у групу адаптогенів

Імуномодулятори ендогенного походження. ІМ ендогенного (фізіологічного або біологічного) походження — це група олігопептидів, що можуть активувати імунну систему шляхом посилення проліферації та функції імунокомпетентних та акцесорних клітин. Мішенями для препаратів даної групи є:

— макрофаги і природні кілери, активація яких стимулює уроджений імунітет;

— Т- і В- лімфоцити, за допомогою яких стимулюється набутий імунітет;

— кістковий мозок, що продукує попередників лімфоцитів і мононуклеарних фагоцитів.

Ендогенні ІМ поділяють на імунорегуляторні пептиди (тимусного й кістково-мозкового походження) і цитокіни. Препарати тимічних пептидів та їх синтетичні аналоги відтворюють дію природних тимічних факторів, що виробляються в організмі і до яких належать родини тимозинів, тимопоетинів і сироватковий тимічний фактор (тимулін).

Імуномодулююча дія пептидів тимусу виявляється в адекватній зміні функціонального стану клітин Т-системи імунітету. На фоні порушених функцій імунної системи організму введення поліпептидів тимусу характеризується тенденцією до відновлення балансу субпопуляцій Т-лімфоцитів і їх функціональної активності. Під впливом препаратів підсилюється продукція альфа- і гамма-інтерферонів. Крім стимуляції Т-системи імунітету, повторно стимулюється В-система і макрофагально-моноцитарна ланка імунітету, активність NК-клітин.

До препаратів 1-го покоління належать природні пептиди: тактивін (комплекс пептидів, екстрагованих із тимусу великої рогатої худоби), тималін, тимоптин, тимостимулін, вілозен та інші. Препарати 2-го і 3-го поколінь є синтетичними аналогами природних гормонів тимусу α₁-тимозину й тимопоетину або фрагментів цих біологічно активних гормонів.

Імуномодулятори кістково-мозкового походження (мієлопептиди). Мієлопід є комплексом біорегуляторних пептидних медіаторів мієлопептидів (МП) із молекулярною масою 500–2000 Да.. Так, МП-1 підвищує функціональну активність Т-хелперів; МП-2 має здатність пригнічувати проліферацію злоякісних клітин та істотно знижує здатність пухлинних клітин продукувати токсичні субстанції; МП-3 стимулює фагоцитарну активність лейкоцитів; МП-4 впливає на диференціювання стовбурових клітин, сприяє їх більш швидкому дозріванню.Мієлопід переважно впливає на В-систему імунітету.

Цитокіни. Центральну роль у регуляції міжклітинних взаємодій при розвитку реакцій клітинного імунітету, а також у морфофункціональній інтеграції імунної системи з іншими системами організму виконують цитокіни — високоактивні пептиди з невеликою молекулярною вагою (до 80 кДа), що поділяються на декілька груп за функціональною активністю.

Інтерлейкіни. Для цитокінових препаратів природного походження — лейкінферону та суперлімфу, що містять досить великий набір цитокінів запалення і першої фази імунної відповіді. Ці препарати діють на клітини, що беруть участь у запаленні, процесах регенерації та імунній відповіді.

Суперлімф стимулює фагоцитоз, вироблення цитокінів (ІЛ-1, ФНП), індукує протипухлинну цитотоксичність макрофагів, викликає загибель внутрішньоклітинних паразитів, регулює міграцію макрофагів і лейкоцитів.

Ронколейкін — лікарська форма рекомбінантного ІЛ-2. Препарат заповнює дефіцит ендогенного ІЛ-2 і відновлює його ефекти як одного з ключових компонентів цитокінової мережі. Основна дія ронколейкіну полягає в активації та індукції проліферації клітин-мішеней — Т-, В- і NK-клітин

Беталейкін є лікарською формою рекомбінантного ІЛ-1β відіграє важливу роль в активації факторів уродженого імунітету, розвитку запалення упродовж перших етапів імунної відповіді.

Інтерферони. Інтерферони (ІФН) є однією з груп цитокінів із безліччю біологічних властивостей, що виявляються у противірусній, протипухлинній та імуностимулюючій дії. Виокремлюють три типи інтерферонів за принципом клітин-джерел: ІФН-α, ІФН-β і ІФН-γ:

— ІФН-α синтезується макрофагами та лейкоцитами периферичної крові;

— ІФН-β — фібробластами та епітеліоцитами;

— ІФН-γ — в основному Т-лімфоцитами (Th1) і природними кілерами.

Інтерферони зв’язуються з мембранними рецепторами, що запускає низку внутрішньоклітинних процесів: індукуються деякі ферменти, пригнічується проліферація, активується фагоцитоз макрофагів, підвищується специфічна цитотоксичність Т-лімфоцитів.

Оскільки інтерферони є важливою ланкою міжклітинної кооперації, вони здатні за допомогою взаємодії з різними цитокінами (ІЛ-2, ІЛ-10, ІЛ-12, ІЛ-18, ІЛ-15) впливати на перебіг багатьох захворювань, що вражають імунну систему (алергічних, онкологічних, аутоімунних).

Індуктори інтерферонів. Виокремлююють синтетичні препарати (аміксин, циклоферон, полудан, неовір) і природні сполуки (мегосин, ридостин та ін.). Найважливіша властивість цієї групи препаратів — їх універсально широкий діапазон противірусної активності. Індуктори ІФН мають неспецифічну дію, що полягає в інгібіції росту клітин, модуляції їх диференціювання та утворенні рецепторів мембран. Крім неспецифічних, індуктори ІФН можуть модулювати також специфічні імунні відповіді організму. Непряма дія індукторів ІНФ на клітини-мішені полягає в активації макрофагів, цитотоксичних Т-лімфоцитів, антитілоутворюючих В-клітин і натуральних кілерів.

Адъюванты — вещества, которые усиливают иммунный ответ на антиген при совместном с ним введении в организм. Точный механизм их взаимодействия неизвестен, но наиболее вероятно, что они улучшают и пролонгируют представление антигена. В число адъювантов входят эмульсии минеральных масел, соли металлов [например, А1(ОН)з], а с недавнего времени липидные везикулы (липосомы) и решётчатые структуры из сапонина (ISCOM). К сожалению, наиболее мощные адъюванты (например, полный адъювант Фрейнда) слишком разрушительны для тканей, что ограничивает их широкое применение у человека.

Заместительная терапия. При некоторых формах тяжёлого комбинированного иммунодефицита удаётся достичь значительного улучшения после пересадки костного мозга. Дефицит аденозиндезаминазы достаточно эффективно восполняется переливаниями крови. Пересадка тимуса эффективна в восстановлении функции Т-клеток при синдроме Ди Джорджа. Тимические гормоны могут оказаться полезными при многих иммунодефицитах, связанных с дефектами Т-лимфоцитов.

64. Положення м/о в системі живих істот. Еу- та прокаріотичні форми. Основні відмінності між ними.

Одну з найскладніших проблем сучасної мікробіології становить питання щодо походження та еволюції мікроорганізмів, місце яких у сист емі живих істот ще досі остаточно не з'ясовано.

У сучасних класифікаціях бактерій виразно простежується два основні напрями. В основу першого покладено ідею побудови єдиної системи, яка б об'єктивно відображала спорідненість між різними групами прокаріотів і історію їхнього еволюційного розвитку. Дру­гий напрям на перший план висуває практичні цілі, суть яких поля­гає в тому, щоб класифікація бактерій насамперед якнайкраще слу­гувала їхній ідентифікації, тобто з'ясуванню належності мікроорганізма до певного таксона.

Основною таксономічною категорією є вид, який визнача­ється на основі морфологічних, культуральних, фізіологічних, біо­хімічних, антигенних та інших ознак. Існують кілька понять стосов­но визначення виду, оскільки дати одне чітке визначення виду у бактерій важко у зв'язку з біологічними особливостями цих мікроор­ганізмів. Вид — це група штамів бактерій, яка виявляє високий ступінь загальної фенотипової подібності і відрізняється за багатьма незалежними ознаками. Види можуть бути представлені кількома підви­дами, які можна розглядати як етап формування виду. Вважають, що повне науково обґрунтоване визначення виду у бактерій можна буде дати тоді, коли буде вивчена їхня еволюція.

У мікробіології часто ще застосовують такі терміни, як штам і клон. Штамом найчастіше називають різні культури мікроорганіз­мів того ж самого виду, які виділені з різних джерел (середовищ, організму, ґрунту, води тощо). Відмінності між штамами не виходять за межі виду. Клон — це культура мікробів, одержана з однієї кліти­ни, а популяція мікроорганізмів, яка складається з особин одного виду, дістала назву чистої культури.

Вид вважається найменшою таксономічною одиницею, яка ре­ально існує в природі. Види об'єднують у роди, роди — в родини, а далі йдуть порядки, класи, відділи і царства. Всі таксономічні катего­рії, за винятком виду, штучно створені систематиками й описуються за допомогою низки ознак: морфологічних, цитологічних, фізіолого-біохімічних, імунологічних тощо.

Отже, щоб віднести мікроорга­нізм до тієї чи іншої таксономічної групи, необхідно ознайомитися з основними характеристиками: визначити його форму, наявність джгутиків, капсул, здатність до спороутворення, забарвлення за Гра­мом, особливості обміну речовин і способи добування енергії; з'ясу­вати, як він впливає на середовище, в якому перебуває, і як середо­вище впливає на його життєдіяльність і виживання; визначити нуклеотидний склад і послідовність нуклеотидів у молекулі ДНК тощо.

Доядерні або прокаріоти (Prokaryotes, від давногрецького перед горіх або ядро,) - організми без ядра клітини, (у більшості випадків також без будь-яких інших мембранних органел та одноклітинні, але є виключення).

Цей набір характеристик відрізняє їх від еукаріотів (ядерних організмів), які мають клітинні ядра і можуть бути як одноклітинними, так і багатоклітинними. Різниця між структурою прокаріотів та еукаріотів найбільша серед груп організмів. Більшість прокаріотів - бактерії, і ці два терміни раніше розглядалися як синоніми. Проте, американський вчений Карл Воуз запропонував поділ прокаріотів на бактерій і архей (Bacteria та Archaea, спочатку Eubacteria і Archaebacteria) через істотні генетичні відмінності між цими групами. Система поділу на еукаріотів, бактерій та архей зараз вважається визнаною та називається Системою трьох доменів.

Эукарио́ты, или Я́дерные (лат. Eucaryota от греч. хорошо ядро) — домен (надцарство) живых организмов, клетки которых содержат ядра. Все организмы, кроме бактерий и археев, являются ядерными.

Животные, растения, грибы, а также группы организмов под общим названием протисты — все являются эукариотическими организмами. Они могут быть одноклеточными и многоклеточными, но все имеют общий план строения клеток. Считается, что все эти столь несхожие организмы имеют общее происхождение, поэтому группа ядерных рассматривается как монофилетический таксон наивысшего ранга. Согласно наиболее распространённым гипотезам, эукариоты появились 1,5—2 млрд лет назад. Важную роль в эволюции эукариот сыграл симбиогенез — симбиоз между эукариотической клеткой, видимо, уже имевшей ядро и способной к фагоцитозу, и проглоченными этой клеткой бактериями — предшественниками митохондрий и хлоропластов.

Строение эукариотической клетки

Эукариотические клетки в среднем намного крупнее прокариотических, разница в объёме достигает тысяч раз. Клетки эукариот включают около десятка видов различных структур, известных как органоиды или органеллы, из которых многие отделены от цитоплазмы одной или несколькими мембранами. В прокариотических клетках всегда присутствуют клеточная мембрана, рибосомы (существенно отличные от эукариотических рибосом) и генетический материал — бактериальная хромосома, или генофор, однако внутренние органоиды, окруженные мембраной, встречаются редко. Ядро — это часть клетки, окружённая у эукариот двойной мембраной (двумя элементарными мембранами) и содержащая генетический материал: молекулы ДНК, «упакованные» в хромосомы. Ядро обычно одно, но бывают и многоядерные клетки.

Отличия эукариот от прокариот

Важнейшая, основополагающая особенность эукариотических клеток связана с расположением генетического аппарата в клетке. Генетический аппарат всех эукариот находится в ядре и защищён ядерной оболочкой. ДНК эукариот линейная (у прокариот ДНК кольцевая и находится в особой области клетки — нуклеоиде, который не отделён мембраной от остальной цитоплазмы). Она связана с белками-гистонами и другими белками хромосом, которых нет у бактерий.

В жизненном цикле эукариот обычно присутствуют две ядерные фазы (гаплофаза и диплофаза). Первая фаза характеризуется гаплоидным (одинарным) набором хромосом, далее, сливаясь, две гаплоидные клетки (или два ядра) образуют диплоидную клетку (ядро), содержащую двойной (диплоидный) набор хромосом. Иногда при следующем делении, а чаще спустя несколько делений клетка вновь становится гаплоидной. Такой жизненный цикл и в целом диплоидность для прокариот не характерны.

Третье, пожалуй, самое интересное отличие, — это наличие у эукариотических клеток особых органелл, имеющих свой генетический аппарат, размножающихся делением и окружённых мембраной. Эти органеллы — митохондрии и пластиды. По своему строению и жизнедеятельности они поразительно похожи на бактерий. Это обстоятельство натолкнуло современных учёных на мысль, что подобные организмы являются потомками бактерий, вступившими в симбиотические отношения с эукариотами. Прокариоты характеризуются малым количеством органелл, и ни одна из них не окружена двойной мембраной. В клетках прокариот нет эндоплазматического ретикулума, аппарата Гольджи, лизосом.

Ещё одно важное различие между прокариотами и эукариотами — наличие у эукариот эндоцитоза, в том числе у многих групп — фагоцитоза. Этот процесс обеспечивает в организме важную защитную функцию. Появление фагоцитоза у эукариот скорее всего связано со средними размерами. Размеры прокариотических клеток несоизмеримо меньше, и поэтому в процессе эволюционного развития эукариот у них возникла проблема снабжения организма большим количеством пищи. Как следствие среди эукариот появляются первые настоящие, подвижные хищники.

Большинство бактерий имеет клеточную стенку, отличную от эукариотической (далеко не все эукариоты имеют её). У прокариот это прочная структура, состоящая главным образом из муреина (у архей из псевдомуреина). Строение муреина таково, что каждая клетка окружена особым сетчатым мешком, являющимся одной огромной молекулой. Среди эукариот клеточную стенку имеют многие протисты, грибы и растения. У грибов она состоит из хитина и глюканов, у низших растений — из целлюлозы и гликопротеинов, диатомовые водоросли синтезируют клеточную стенку из кремниевых кислот, у высших растений она состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина. Видимо, для более крупных эукариотических клеток стало невозможно создавать клеточную стенку из одной молекулы высокую по прочности. Это обстоятельство могло заставить эукариот использовать иной материал для клеточной стенки. Другое объяснение состоит в том, что общий предок эукариот в связи с переходом к хищничеству утратил клеточную стенку, а затем были утрачены и гены, отвечающие за синтез муреина. При возврате части эукариот к осмотрофному питанию клеточная стенка появилась вновь, но уже на другой биохимической основе.

Разнообразен и обмен веществ у бактерий. Вообще всего выделяют четыре типа питания, и среди бактерий встречаются все. Это фотоавтотрофные, фотогетеротрофные, хемоавтотрофные, хемогетеротрофные. Эукариоты же либо сами синтезируют энергию из солнечного света, либо используют готовую энергию такого происхождения. Это может быть связано с появлением среди эукариотов хищников, необходимость синтезировать энергию, для которых отпала.

Ещё одно отличие — строение жгутиков. У бактерий они тонкие — всего 15—20 нм в диаметре. Это полые нити из белка флагеллина. Строение жгутиков эукариот гораздо сложнее. Они представляют собой вырост клетки, окруженный мембраной, и содержат цитоскелет (аксонему) из девяти пар периферических микротрубочек и двух микротрубочек в центре. В отличие от вращающихся прокариотическох жгутиков жгутики эукариот изгибаются или извиваются. Две группы рассматриваемых нами организмов, как уже было сказано, сильно отличаются и по своим средним размерам. Диаметр прокариотической клетки составляет обычно 0,5—10 мкм, когда тот же показатель у эукариот составляет 10—100 мкм. Объём такой клетки в 1000—10000 раз больше, чем прокариотической. У прокариот рибосомы мелкие (70S-типа). У эукариот рибосомы более крупные (80S-типа).

Видимо, различается и время возникновения этих групп. Первые прокариоты возникли в процессе эволюции около 3,5 млрд. лет назад, от них около 1,2 млрд. лет назад произошли эукариотические организмы.

Ознаки	Прокаріоти	Еукаріоти
		рослини	тварини
Розміри клітин	Діаметр у середньому складає 0,5-5 мкм	Діаметр зазвичай складає до 40 мкм; об'єм клітини у 1000-10.000 більше, ніж у прокаріот
Форма	Одноклітинні	Одноклітинні і багатоклітинні
Генетичний матеріал	Кільцева ДНК знаходиться в цитоплазмі і нічим не захищена. Ядра немає, хромосом і ядерця також	Є оформлене ядро, в якому лінійні молекули ДНК зв'язані з білками і РНК і утворюють хромосоми. Всередині ядра знаходиться ядерце
Де відбувається синтез білка	В 70S-рибосомах. Ендоплазматичної сітки немає. (Синтез білка характеризується чутливістю до антибіотиків; наприклад, розвиток прокаріот гальмується стрептоміцином.)	У 80S-рибосомах (більш великих, порівняно з прокаріот, рибосомами). Рибосоми можуть бути прикріплені до ендоплазматичної сітки
Клітинні стінки	Жорсткі (містять полісахариди і амінокислоти). Основний компонент - муреїн. Деякі над клітинною стінкою мають слизову капсулу	Основний структурний полісахарид - целюлоза	Як такої клітинної стінки немає, але є поверхневий шар над плазматичною мембраною, який складається з білків, зв'язаних з вуглеводами і, частково, зі сполук ліпідів з вуглеводами і називається глікокалікс
Джгутики	Прості (мікротрубочки відсутні). Діаметр ? 20 нм	Складні з розташуванням мікротрубочок. Діаметр ?200 нм
Органели	Мало. Жодна з них не має оболонки (подвійної мембрани). Внутрішні мембрани зустрічаються рідко, але якщо вони є, то на них проходять процеси дихання і фотосинтезу	Органел багато. Деякі оточені подвійною мембраною (ядро, мітохондрії, хлоропласти у рослинних клітинах). Велика кількість органел оточена однією мембраною (апарат Гольджі, лізосоми, ендоплазматична сітка ...)
Пластиди	Відсутні	Є	Немає
Вакуолі	Немає (за винятком газових вакуолей у мешканців водойм або капілярів ґрунту)	Є	Немає
Поділ клітин	Амітоз (прямий поділ)	Мітоз (непрямий)	Мітоз (непрямий)
Дихання	Якщо є аеробне дихання, то цей процес відбувається в дихальних (цитоплазматичних) мембранах, а спеціальної органели для даного процесу немає	Аеробне дихання відбувається в мітохондріях
Фотосинтез	Хлоропласти відсутні. А якщо даний процес є, то він відбувається на фосинтетичних мембранах	Процес фотосинтезу відбувається в хлоропластах, які містять спеціальні мембрани, які зазвичай укладені в ламели або грани
Фіксація азоту	Деякі прокаріоти здатні до фіксації азоту	Не здатні до фіксації азоту

65. Шляхи передачі вірусів рослин. Типи реакції рослин на вірусну інфекцію.

Віруси рсл. – більшість РНК-вмісні, з паличко видною чи нитковидною симетрією.

Шляхи передачі вірусів рослин в природі:

1) Механічним контактом (пряма передача).

2) В процесі вегетативного розмноження (пр. щепленні0

3) За допомогою насіння.

4) За допомогою пилку (при запиленні0

5) За допомогою переносників (членистоногі: комахи павукоподібні; нематоди; гриби).

6) За допомогою повитиці (омела).

Прояви фіто вірус-ї інфекції: системна інф-я, гіперчутливість, толерантність. Вірусу найвигідніше розмножуватись в губчастій паренхімі рослин (вона є наймолодш. і більш метаболічноактивною). Рух ВТМ від кл. до кл. відб-ся через плазмодесми. РНК виходить з вібріону і за доп. трансп-го білка, який дещо розширює прохід плазмодесми і переносить РНК до ін..кл. Реакція рослин на вірусну інфекцію: зміна забарвлення листків та інших зелених органів рослин. На ураженій тканині листка чергуються темно-зелені, світло-зелені або жовті плями. Часто спостерігається хлороз, некротизація, деформація листків та інших органів.

66. Надайте визначення поняття „імунітет». Охарактеризуйте основні види імунітету.

Імунітет – спосіб захисту організму від генетично чужорідних речовин – АГ екзогенного і ендогенного походження, направленого на підтримку і збереження гомеостазу, структурної і функціональної цілісності організму, біологічної індивідуальності кожного організму і виду в цілому.

Імунітет буває клітинним (пов'язаний з фагоцитозом – процесом поглинання і перетравлення мікробів,сторонніх тіл) і гуморальним(утворення АТ на сторонні хімічні речовини,організми – АГ).

Розрізняють природний(природжений,набутий) і штучний(активний,пасивний) імунітет.При природженому АТ успадковуються від батьків. Набутий виробляється після перенесеного інфекційного захворювання.Після щеплення виробляється активний імунітет, а при введенні готових АТ виникає пасивний імунітет.

67. Елементарний склад та біополімери мікробної клітини. Зміна хімічного складу мікробних клітин в залежності від віку культури та умов вирощування.

До складу бактерії входять макро- та мікроелементи.Серед макро- є органогени(біогенні елементи),які йдуть як компоненти білків,вуглеводів,жирів,нуклеїнових кислот.

С – 50% - головна складова всіх сполук.

О – 20% - акцептор електронів,складова всіх елементів.

Н – 8% - донор електронів, складова всіх елементів.

N – 10-14% - акцептор електронів,складова частина АК,асиміляторна нітратредукція.Відновлення N+5 до N-3 для включення в АК.Дисиміляторна нітратредукція(відновлення за рахунок розпаду речовин,що використовують м/о).

Р – 3% - складова АК,АТФ,НК,НАДФ,НАД,ФАД,тейхоєві кислоти,фосфоліпіди.

S – 1% - складова АК,бере участь в сульфатредукції,термінальний акцептор електронів при сульфатному диханні.

К – 1% - неорганічна складова клітини,кофактор деяких ферментів.

Ca – кофактор ферментів(амілаз,протеаз),входить до складу спор.

Fe – 0,5% - присутній в цитохромах,кофактор дегідрогеназ.

Мікроелементи

Zn – входить до складу ДНК і РНК-полімерази,алкогольдегідрогенази,фосфатази і альдолази.

Mn – знаходитьсчя в бактеріальнійпероксиддисмутазі,є кофактором фосфоенолпіруваткарбоксикінази.

Na – метаногени та галофіли.

Cl – 5-7% галофілів.

Мо – нітратредуктазі,нітрогеназі,форміатдегідрогенази.

Se – гліцеринредуктаза,форміатдегідрогеназа.

Со – бере участь в глутаматмутазі.

Сu – цитохромоксидазі та оксигеназі.

W – форміатдегідрогеназі.

Ni – в уреазі,характерні для водневих бактерій при автотрофному рості.

Біополімери – білки,ліпіди,полісахариди,ліпопротеїди,а також пептидоглікан,тейхоєві к-ти і ліпополісахаридний комплекс.

Білки – 52,4% - протеїни(прості білки,склад.лише з АК).Протеїди(складні білки,складаються з АК та речовин небілкової природи).Нуклеопротеїди,глікопротеїди,ліпо-,фосфометалопротеїди.Ф-ції в клітині:Ферменти участь у функціонувані,транспорт білків,гормонів,АГ,токсинів.

Нуклеїнові кислоти – РНК – 15,7% - містить рибозу,азотисті основи(АГЦУ),залишок фосфорної к-ти.Одноланцюгова.Ф-ції:беруть участь у синтезі білка.

ДНК – 3,2% - містить дезоксирибозу,азотисті основи(АГЦТ),залишок фосфорної к-ти.Складається з 2 полінуклеотидних ланцюгів,які утворюють подвійну спіраль.Ф-ції:ДНК – носій генетичної інформації.

Вуглеводи – 16,6% - глікоген,крохмаль,целюлоза.Капсульні полісахариди(екзо-,гомо- та гетерополісахариди).Ф-ції:запасаюча,захисна.

Ліпіди – 9,4% - Вищі жирні к-ти(переважно насичені,ненасичені виключно з подвійним зв'язком).Ф-ції:запасаюча.Входять до складу плазмалеми.

Фосфоліпіди(фосфогліцериди,гліцерофосфати,фосфатидна к-та).Ф-ції: входять до складу клітинної стінки.

Нейтральні жири – ефіри вищих жирних кислот(масляна,пальмітинова,лауренова,ліноленова) та гліцерин.Ф-ції: обумовлюють кислотостійкість бактерій.

Воски – складні ефіри вищих жирних кислот та спиртів.Ф-ції: беруть участь в енергетичному обміні та метаболізмі.

Пептидоглікан – основний структурний компонент кліт.мембрани.Ф-ції: надає регідність(пружність,міцність) б/ї,утримує форму б/ї.Може розтягуватись до 4 разів.Протидіє осмотичному тиску,від 2 -25 атм.Зумовлює антигенну специфічність кліт.Створює бар'єр проникності для великих молекул.Визначають поверхневий заряд клітини.

Тейхоєві кислоти – це поліфосфати,які є тільки у грам+ б/й і ковалентно зв'язані з пептидогліканом.Ф-ції: додають додаткову просторову конфігурацію кліт.стінки і надають їй пружності.Це АГ грам+ б\й.Це таксономічний маркер грам+ б\й,визначають заряд поверхні кліт.,є рецептором для бактеріофагів і забезпечуюьб катіонний обмін.

Ліпополісахаридний комплекс(ЛПС) – ф-ції: стабілізація зовнішньої мембрани,бар'єр для антибіотиків і токсичних для клітини речовин,рецептор бактеріофагів,антиген грам- бактерій,є ендотоксином.

68. Шляхи передачі вірусів людини та тварин. Поняття про епідеміологічний ланцюг.

Шляхи передачі вірусів людини та тварин:

• повітряно-крапельний;

• фекально-оральний;

• трансмісійний (комахи);

• парентеральний (ч/з кров);

• статевий;

• через шкіру;

• вертикальний (транс плацентарний)

69. Фагоцитоз та його біологічна роль в імунному захисті.

Фагоцитоз — процесс поглощения и переваривания антигенных веществ, в том числе микроорганизмов, клетками мезодермального происхож­дения — фагоцитами. И. И. Мечников разделил фагоциты на мак­рофаги и микрофаги. В настоящее время макро- и микрофаги объединены в единую систему макрофагов (СМФ). К этой сис­теме относят тканевые макрофаги — эпителиальные клетки, звез­дчатые ретикулоэндотелиоциты (клетки Купфера), альвеолярные и перитонеальные макрофаги, находящиеся в альвеолах и поло­сти брюшины, белые отростчатые эпидермоциты кожи (клетки Лангерганса) и др.

Функции макрофагов чрезвычайно разнообразны. Они первые реагируют на чужеродное вещество, являясь специализирован­ными клетками, поглощающими и уничтожающими в организ-ме чужеродные субстанции (отмирающие клетки, раковые клет­ки, бактерии, вирусы и другие микроорганизмы, антигены, не-метаболизируемые неорганические вещества).

Механизм и стадии фагоцитоза. Одной из основных функций макрофагов является фагоцитоз, который представляет собой эн-доцитоз, осуществляемый в несколько стадий (см. рис. 9.4).

1 — адсорбция частиц на поверхности макрофага за счет электростатических ван-дер-ваальсовых сил и химического срод­ства частиц к рецепторам фагоцита.

2 — инвагина­ция клеточной мембраны, захват частицы и погружение ее в про­топлазму.

3 — образование фагосомы, т. е. вакуоли (пузырька) в протоплазме вокруг поглощенной частицы.

4 — слияние фагосомы с лизосомой фагоцита, содер­жащей десятки ферментов, и образование фаголизосомы. В фа-голизосоме происходит переваривание (деструкция) захваченной частицы ферментами. При поглощении частицы, принадлежащей организму (например, погибшая клетка или ее части, собствен­ные белки и другие вещества), происходит расщепление ее фер­ментами фаголизосомы до неантигенных веществ (аминокисло­ты, жирные кислоты, нуклеотиды, моносахара). Если поглоща­ется чужеродная частица, ферменты фаголизосомы не в состоя­нии расщепить вещество до неантигенных компонентов. В таких случаях фаголизосома с оставшейся и сохранившей чужеродность частью антигена передается макрофагом Т- и В-лимфоцитам, т. е. включается специфическое звено иммунитета. Эта передача не­разрушенной части антигена (детерминанты) Т-лимфоциту осу­ществляется путем связывания детерминанты распознающим антигеном комплекса гистосовместимости, к которому на Т-лим-фоцитах имеются специфические рецепторы. Описанный меха­низм лежит в основе распознавания «своего» и «чужого» на уровне макрофага и явления фагоцитоза.

Роль фагоцитоза. Фагоцитоз является важнейшей защитной ре­акцией. Фагоциты захватывают бактерии, грибы, вирусы и инак-тивируют их посредством набора ферментов и способности сек-ретировать перекись водорода и другие перекисные соединения, образующие активный кислород (завершенный фагоцитоз). Однако в не­которых случаях захваченные фагоцитом микроорганизмы выжи­вают и размножаются в нем (например, гонококки, туберкулез­ная палочка, возбудитель ВИЧ-инфекции и др.). В таких случаях фагоцитоз называют незавершенным.

Фагоцитоз усиливается антителами-опсонинами, так как свя­занный ими антиген легче адсорбируется на поверхности фаго­цита вследствие наличия у последнего рецепторов к этим анти­телам. Такое усиление фагоцитоза антителами названо опсонизацией, т.е. подготовкой микроорганизмов к захвату фагоци­тами.Фагоцитоз играет большую роль в противобактериальной, про­тивогрибковой и противовирусной защите, поддержании резис­тентности организма к чужеродным веществам.

70. Методи культивування мікроорганізмів: періодичне, безперервне та проточне культивування.

Культивирование биологических объектов может осуществляться в периодическом и проточном режимах, полунепрерывно с подпиткой субстратом.

Під час культивування бактерій в замкненій системі вони весь час перебувають в умовах, що постійно змінюються. Таке культивування дістало назву непротокової культури. Спочатку бактерії мають у надлишку всі поживні речовини, а далі поступово починають відчувати їхню нестачу, одночасно відбувається отруєння клітин продуктами обміну. Все це спричинює зниження швидкості росту мікробної популяції. Однак якщо додавати в середовище свіжі поживні речовини і водночас видаляти культуральну рідину, то бактерії можна утримувати в експоненціальній фазі росту будь-який час. Такий метод покладено в основу протокового (безперервного) культивування мікроорганізмів, яке здійснюється в хемостатах, турбідостатах та інших спеціальних культиваторах.

Регуляция условий внутри ферментера –важнейшая задача периодического культивирования микроорганизмов. В ходе периодической ферментации выращиваемая культура проходит ряд последовательных стадий: лаг-фазу, экспоненциальную, замедления роста, стационарную и отмирания. При этом происходят существенные изменения физиологического состояния биообъекта, а также ряда параметров среды. Целевые продукты образуются в экспоненциальной (первичные метаболиты – ферменты, аминокислоты, витамины) и стационарной (вторичные метаболиты – антибиотики) фазах, поэтому в зависимости от целей биотехнологического процесса в современных промышленных процессах применяют принцип дифференцированных режимов культивирования. В результате этого создаются условия для максимальной продукции того или иного целевого продукта. Периодически ферментер опорожняют, производят выделение и очистку продукта, и начинается новый цикл.

Суть методу безперервного культивування бактерій і грибів полягає в тому, що вирощувана культура міститься у спеціальному приладі, в який постійно надходить свіже живильне середовище. З такою самою швидкістю з культиватора витікає культуральна рідина з мікробами. Безперервне культивування бактерій в культиваторах автоматично регулюється, а тому воно дуже перспективне, оскільки забезпечує значне збільшення продуктивності цехів при зменшенні затрат праці. Непрерывный процесс культивирования микроорганизмов обладает существенными преимуществами перед периодическим. Применении непрерывных процессов ферментации создает условия для эффективного регулирования и управления процессами биосинтеза. Системы непрерывной ферментации могут быть организованы по принципу полного вытеснения или полного смешения. При непрерывной ферментации в ферментах полного смешения (гомогенно-проточный способ) во всей массе ферментационного аппарата созда-ются одинаковые условия. Применение таких систем ферментации позволяет эффективно управлять отдельными стадиями, а также всем биотехнологическим процессом и стабилизировать продуцент в практически любом, требуемом экспериментатору или биотехнологу состоянии. Отже, безперервне культивування мікробів широко використовується не тільки для вивчення їх фізіології, біохімії, генетики тощо, а й інтенсивно впроваджується в практику мікробіологічної промисловості. Нині розроблено низку варіантів проточного культивування різних мікроорганізмів: напівбезперервне, багатоциклічне та ін.

71. Що таке генетичні карти вірусів?

володіючи генетичною інформацією можна побудувати карти хромосом з нанесенням на них порядку розташування генів, що успішно здійснив Томас Гент Морган (1866-1945) тчательно вивчивши явище зчеплення і перехреста, що відбувається між гомологічними хромосомами і здійснює рекомбінацію генів.

Генетична карта – порядок розташування генів на хромосомі. Генетична карта хромосоми - схема взаємного розташування генів, що знаходяться в одній групі зчеплення. Для сотавленія генетичних карт хромосом необхідно виявлення безліч мутантних генів і проведення численних схрещувань. Відстань між генами на генетичній карті хромосом визначають за чистотою Кросинговер між ними. Порівняння генетичних карт хромосом, побудованих різними методами в одного й того ж виду, виявляє однаковий порядок розташування генів, хоча расстоуніе між конкретними генами на мейотіческіх і мітотичних генетичних картах хромосом можуть відрізнятися. У бактерій і вірусів генетичні карти хромосом також будують за допомогою рекомбінації. При картуванні генів у бактерій за допомогою кон'югації виходить кільцева генетична карта хромосоми. Значення генетичних карт дозволяє планувати роботу з одержання організмів з певними сполученнями ознак, що використовується в генетичних експериментах селекційній практиці. Порівняння генетичних карт хромосом різних видів сприяє еволюціоонному процесу. На основі ж генетичних карт проводять генетичний аналіз.

- Рекомбінаційна (обмін гомологічних ділянок хр. – кросинговер)

- Хімічна (сіквенс нуклеотидів).

- Фізична.

- Рестрикційна (ріжуть ДНК за доп. фер-в рестриктаз – викор-ть у виявленні рідства між ДНК в-в).

- Реасортаційна.

- Транскрипційна.

- Трансляційна.

72. Характеристика В-лімфоцитів.

Лімфоцити – рухомі мононуклеарні клітини.

В-лімфоцити – це в основному ефекторні імунокомпетентні кліт.,на долю яких приходиться біля 15% всієї чисельності лімфоцитів.Виділяють 2 субпопуляції В-лімф.: «звичайні» В-кл.,які не мають маркер CD5, і CD5+ В1-лімф.

При електронній мікроскопії В-кл. мають шорохувату поверхню,на якій визначаються маркери CD19-22 та деякі інші.Клітини експресують МНС ΙΙ класа,костимулюючі молекули CD40, 80,86,низькоафінні FcR.

Зрілі В-лімф. Та їх потомки – плазматичні клітини(плазмоцити) являються антитілопродуцентами.Їх основним продуктом являються імуноглобуліни.Крім того,В-кл. являються професіональними АПК.Вони приймають участь в формуванні гуморального імунітету,В-кл.імунологічної пам'яті і гіперчутливості негайного типу.

Диференціювання та дозрівання В-кл. відбуваються спочатку в кістковому мозку,а потім в периферичних органах імун.сист.,куди вони потрапляють на стадії попередників.Потомками В-кл. являються кліт.імунологічної пам'яті і плазматичні кліт.Основні морфологічні ознаки останніх – обширна цитоплазма,розвинутий ендоплазматичний ретикулум і апарат Гольджі з великою кількістю рибосом.Активно синтезуючий плазмоцит живе недовго,не більше 2-3 днів.

В1-лімф. Щитають філогенетично найбільш давньою гілкою антитілопродукуючих кліт.Попередники цих кліт.дуже рано мігрують в тканини слизових,де автономно від центральних органів імунної системи підтримують чисельність своєї популяції.Клітини несуть на своїй мембрані маркер CD5.Вони синтезують низбкоафінні IgA і IgM до полісахаридних і ліпідних АГ мікробів і забезпечують імунний захист слизових від умовно-патогенних бактерій.

Функціональною активністю В-лімф. Управляють розчинні АГ та імуноцитокіни Т2-хелпера,макрофага та інших кліт.,наприклад ІЛ-4,5,6.

73. Дезинфекція. Поняття про асептику та антисептику.

Асептика – це комплекс мір,направлених на попередження потрапляння збудника інфекції в рану,органи хворого при операціях,лікувальних і діагностичних процедурах.Методи асептики використовують для боротьби з екзогенною інфекцією,джерелами якої є хворі і бактеріоносії.

Асептика включає: стерилізацію і збереження стерильності інструментів,перев'язувального матеріалу,операційної білизни,рукавичок,і всього,що трапляється при взаємодії з раною.Дезинфекція рук хірурга,операційного поля,апаратури,операційної та інших приміщень, використання спеціального вбрання, масок. До мір асептики відносяться також планування операційних.

Антисептика – комплекс заходів спрямованих на знищення м/о у рані і довкола неї, у патологічному вогнищі, в організмі, зменшення вірулентності м/о та обмеження їх поширення, збільшення імунологічного захисту.

Таким образом, если антисептика уничтожает микроорганизмы в организме пациента, то асептика предупреждает их попадание в рану, организм больного.

Види антисептики: 1) Механічна – обробка ран та джерел інфікування.

2) Фізична – створення у рані умов несприятливих для розвитку б/й.

3)Хімічна – обробка кислотами, хімічними речовинами.

4)Біологічна – заходи спрямовані на підвищення імунітету і захисних сил організму.

5)Змішана – відносять усі види антисептики у поєднанні з обробкою.

Методи застосування антисептики: 1)Поверхнево(при обробці ран,лікуванні,промиванні,ендоскопічних дослідженнях).

2) Глибока – препарат вводять в товщу тканин.

3) Введення у порожнини тіла і суглобів.

4) Ентеральний(усередину ШКТ).

5) Парентеральний,використ.коли сильнодіючі а/с не можна вводити, оскільки вони викликають подразнення слиз.обол.шлунку.

6) Ендоректальний, у вигляді клізм,свічок з антибіотиком.

Вимоги до антисептики: безпечність для хворих,ефективність і бактеріостатична дія, не повинні втрачати ефективності при зіткненні з живими тканинами організму, не повинні бути летучими, повинні бути простими у вживанні та недорогими.

Антисептичні засоби поділяють на: хімічні речовини і хіміотерапевтичні засоби.

Хімічні речовини: похідні йоду і хлору – бактерицидна дія., Сульфохлоантин(хлорка)., Йодинол(2% йоду, калію йоду і полівініловий спирт)., Йодонат, Йодоперон, Йодофор, розчин йоду спиртовий (бактеріостатична дія), розчин Люголя (бактерицидна дія – 1 част.йоду і 2 калій йодиду).

Окислювачі – це а/с, які в основному застосов. при анаеробній і гнилісній мікрофлорі(перекис водню(0,5-3%), Пергідроль(30%), Пергідрит(35%), Кристали перманганату калію.

Кислоти та луги – оцтова, борна, саліцилова к-та, Na-тетрабонат(в гінекології і урологічній практиці), мурашина кислота.

Альдегіди – це бактерицидні а/с – Формальдегід(формалін), Лізоформ(слабий спиртовий розчин формаліну), Глутаральдегід, Сацдекс(замінник йоду у Європі), Гексаметил(Уротропін),використ. у солодких водах, цукерках, печиві.

Спирти – Етиловий(70-95%) – дубильна (висушувальна) дія і дезинфікуюча дія.

Гіпертонічні розчини – NaCl, розчин глюкози(20-40%)

Солі важких металів(ртуть дихлорид, протаргол…), Цинкосульфат і свинець, Нітрат срібла(для полоскання ротової порожнини,цистстах, урологічних проблемах), Протаргол і Коларгол для промивання, при обрізанні,кон'юктивітах, Іхтіол(мазь),використ.як мазь Вишневського, Препарат нафти на основі вуглеводнів і смол.

Барвники – Бриліантовий зелений, Метиленовий синій, Рідина Новікова, Реванол, Фурацилін.

Детергенти – сильнодіючі препарати алеронієвих з'єднань, які володіють бактерицидною і бактеріостатичною дією(Хлоргексидин, Мило зелене(карболовий розчин),Церигель та ін.)

74. Які серологічні методи детекції вірусів вам відом

Пряма детекція вірусів:

- візуальна діагностика( симптоми, огляд);

- електронна мікроскопія;

- світлова мікроскопія;

- атомно-силова мікроскопія.

Опосередковані дослідження вірусу:

- Методи виділення, накопичення вірусів на різних модельних системах.

- Виділення та дослідження нуклеїнової кислоти та білків вірусів.

- Електрофорез білку та нуклеїнової кислоти.

- Ультрацентрифугування.

- Рентгеноструктурний аналіз.

- Гібридизація нуклеїнових кислот.

- Полімеразна ланцюгова реакція.

Серологічні методи досліджень

Класичні методи: метод фіксації комплементу, гальмування, гемаглютинації, імунофлуорисцентні методи, реакція нейтралізації.

Новітні методи: радіоімунний аналіз, імуноферментний аналіз, імуноелектроблотинг.

75. Імунний статус організму. Імунологічні тести І рівня. Їх використання.

Імунний статус – це структурний і функціональний стан імунної сист. індивідуума, що визначається комплексом лабораторних і клінічних показників в певний момент часу. Сила і форма імунної відповіді на один і той же АГ у різних людей різна. Надходження АГ викликає у різних людей: антитілоутворення, розвиток гіперчутливості, формування толерантності.

За імунол. реактивністю один і той же імунол.статус коливається в різні періоди життя. На імун.статус впливають кліматогеографічні, медичні, стрес, екологічні фактори., температура, вологість, сонячна радіація, тривалість дня та ін.фактори.

Напр., максимальна к-сть лімфоцитів опівночі, найменша – при пробудженні.

Фагоцитарна р-ція виражена слабше у жителів північних районів, ніж південних.

Також вплив.на імун.статус соціальні фактори: соціальні фактори, харчування, вид діяльності, місце праці.

Також вплив.лікувальні заходи(операція, стрес призводить до порушення Т-кл.)

Нормальна імун.сист. може функціонувати в спокійному стані і активному(при наявності запального процесу). У клінічно здорових людей, які живуть в екологічно сприятливих умовах вивчають показники і утворюють нормативні таблиці.

До тестів Ι рівня відносять: визначення загальної к-сті лімфоцитів і лейкоцитів, показників фагоцитозу, рівні Т- і В-кл., концентрації Ig різних класів.Тести Ι рівня дозволяють знайти грубі поломки і дефекти імун.сист.

76. Механізми регуляції обміну речовин у бактерій. Конструктивний та енергетичний обмін.

Є декілька типів регуляції метаболічних процесів:

1) Просторова організація.

2) Тип регуляції пов'язаний з ферментами.

3) Шлях зміни каталітичної активності фермента. Є 2 типи ферментів: звичайні і регуляторні. Регуляторні поруч з активним центром мають алостеричні центри, що можуть зв'язуватись з активаторами або інгібіторами.

Энергетический метаболизм — это поток реакций, сопровождающихся мобилизацией энергии и преобразованием ее в электрохимическую или химическую (АТФ) форму, которая затем может использоваться во всех энергозависимых процессах. Конструктивный метаболизм (биосинтезы) — поток реакций, в результате которых за счет поступающих извне веществ строится вещество клеток; это процесс, связанный с потреблением свободной энергии, запасенной в химической форме в молекулах АТФ или других богатых энергией соединений.

Метаболические пути конструктивной и энергетической направленности состоят из множества последовательных ферментативных реакций и могут быть разделены на три этапа. На начальном — воздействию подвергаются молекулы, служащие исходными субстратами. Иногда эту часть метаболического пути называют периферическим метаболизмом, а ферменты, катализирующие первые этапы превращения субстрата, — периферическими. Последующие превращения включают ряд ферментативных реакций и приводят к образованию промежуточных продуктов, или метаболитов, а сама цепь превращений объединяется под названием промежуточного метаболизма. Образующиеся на последних этапах конечные продукты конструктивных путей используются для построения вещества клеток, а энергетических — выделяются в окружающую среду.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРОКАРИОТНОЙ КЛЕТКИ

Химический состав клеток в принципе одинаков у всех организмов. Клетки прокариот содержат от 70 до 90% воды. Основную массу сухих веществ, на долю которых приходятся остальные 10–30%, составляют белки, нуклеиновые кислоты, липиды и полисахариды. Несколько процентов сухого вещества клеток приходится на низкомолекулярные органические вещества и соли

Организмы могут использовать не все виды энергии, существующей в природе. Недоступными для них являются ядерная, механическая, тепловая виды энергии. Часто энергетическими ресурсами служат биополимеры, находящиеся в окружающей среде (полисахариды, белки, нуклеиновые кислоты), а также липиды. Прежде чем быть использованными, биополимеры должны быть гидролизованы до составляющих их мономерных единиц. Этот этап весьма важен по следующим причинам. Белки и нуклеиновые кислоты отличаются исключительным разнообразием. Полимерные молекулы расщепляются до мономеров с помощью ферментов, синтезируемых и выделяемых прокариотами в окружающую среду (экзоферментов). Крахмал и гликоген гидролизуются амилазами, гликозидные связи целлюлозы расщепляются целлюлазой. Многие бактерии образуют пектиназу, хитиназу, агаразу и другие ферменты, гидролизующие соответствующие полисахариды и их производные. Белки расщепляются внеклеточными протеазами, воздействующими на пептидные связи. Нуклеиновые кислоты гидролизуются рибо- и дезоксирибонуклеазами. Образующиеся небольшие молекулы легко транспортируются в клетку через мембрану.

Процесс распада жирных кислот локализован в клетке и включает несколько этапов. На первом из них жирная кислота с помощью соответствующего фермента превращается в КоА-производное, которое окисляется в b-положении с последующим отщеплением ацетил-КоА. Другим продуктом реакции является КоА-производное жирной кислоты, укороченное на два углеродных атома. Ацетил-КоА по катаболическим каналам используется для получения клеткой энергии.

У прокариот известны три способа получения энергии: разные виды брожения, дыхания и фотосинтеза. В процессах брожения в определенных окислительно-восстановительных реакциях образуются нестабильные молекулы, фосфатная группа которых содержит много свободной энергии. Эта группа с помощью соответствующего фермента переносится на молекулу АДФ, что приводит к образованию АТФ. Реакции, в которых энергия, освобождающаяся на определенных окислительных этапах брожения запасается в молекулах АТФ, получили название субстратного фосфорилирования.

77. Наведіть сучасні гіпотези походження вірусів.

Основні гіпотези про походження вірусів зводяться до альтернативи:

1) віруси є нащадками первісних форм життя (Паралельної еволюції);

віруси є нащадками первісних протобіонтів (древніх до клітинних форм життя), що пристосувалися до паразитичного способу життя в первісних клітинних формах, які з’явилися пізніше. Протобіонти дали початок, з одного боку, клітинам, а з другого - вірусам, котрі з часом поселилися в клітинах і пристосува¬лися до існування в них. Очевидно, РНК-вмістні віруси є найдревнішими, а ДНК-вмістні - утворилися пізніше. Майже всі віруси рослин містять РНК, а рослини, як відомо, з’явилися на Землі раніше ніж тварини. В подальшому віруси еволюціонували разом із своїми господарями або змінювали їх. Поява одноклітинних, а потім багатоклітинних тварин супроводжувалося еволюцією їх вірусів, нащадками яких є нині існуючі віруси тварин.

2) віруси мають ендогенне походження і є генами, що відокремилися, чи іншими клітинними структурами, які стали автономними. Гіпотезу ендогенного походження вірусів розділяють більшість вірусологів у зв'язку з нагромадженням фактів про архітектуру і репродукцію вірусів. говорить про те, що віруси - компоненти клітини, які якимось чином відокремилися від компонентів клітини, зокрема генів або клітинних органел, що набули відносної автономності і стали внутрішньоклітинними паразитами. деякі віруси могли виникнути з таких клітинних органел, як хлоропласти і мітохондрії, що, імовірно, самі пішли від бактерій. Ця гіпотеза, котру назвали гіпотезою “блукаючих або оскаженілих генів”, має найбільше прихильників. Різні віруси могли утворитися від нуклеїнових кислот, епісом, хлоропластів, мітохондрій. Але вони виникали і еволюціонували разом з клітинними формами життя.

3) від бактерій (Гіпотеза регресивної еволюції). Згідно третьої гіпотези, віруси є нащадками бактерій, які зазнали регресивної еволюці. Розмножуючись у клітинах господаря і дістаючи го¬тове живильне середовище, бактерії спрощували свою організацію і втрачали як непотрібні окремі ферментні системи та здатність до са¬мостійного обміну речовин. Звільнившись від оболонки, котра перешкоджала подальшій еволюції, утворений вірус міг вільно приєднувати компоненти клітини-господаря і використовувати її ферменти для синтезу потрібних речовин. Рикетсії та хламідії, будучи внутрішньоклітинними паразита¬ми, становлять перехідну ланку між бактеріями і вірусами.

4) Панспермії(з космосу).

5) Креаціонізму.

78. Схема лімфопоезу і мієлопоезу.

Лімфопоез – народження, розмноження(проліферація) і диференціювання лімфоцитів до стадії попередників або неімунни(наївних) клітин, а також їх «навчання».

→ тучна клітина

Базофіл

Еозинофіл

Моноцит/макрофаг

Дендритна клітина

Поліпотентна стовбурова клітина кісткового мозку

Мієлопоез

→

Лімфопоез

→ Про-В-лімф.→ В1-лімф. або Про- В-лімф. → Пре-В-лімф. → В-лімфоцит

→ Про-Т-лімф. → Пре-γδТ-лімф. → γδТ-лімф. або Про-Т-лімф. → Пре-Т-лімф. → Т-хелпер або Т-кіллер

→ Натуральний кіллер.

Мієлоїдний шлях розвитку – стовбурова кровотворна клітина зумовлює утворення гранулоцитів (еозинофілів, базофілів, нейтрофілів, а також моноцитів, еритроцитів і мегакаріоцитів(багатоядерні клітини, які утворюються в разі неповного поділу клітин, під час якого відбувається поділ ядра без поділу цитоплазми, з них утворюються тромбоцити.)) Миелопоэз происходит в миелоидной ткани, расположенной в эпифизах трубчатых и полостях многих губчатых костей.

Лімфоїдний шлях розвитку – утворюються В-лімф., натуральні кіллери і Т-кліт. Лимфопоэз происходит в лимфоидной ткани, которая имеет несколько разновидностей, представленных в тимусе, селезенке, лимфоузлах. Она выполняет функции образования T- и B-лимфоцитов и иммуноцитов (например, плазмоцитов).

79. Перетворення сірки, фосфору та заліза. Збудники цих процесів та їх місце у природі.

. Кругообіг сірки

Близько 99,9% світових запасів сірки знаходяться у літосфері у вигляді сульфідів металів, головним чином,у формі піриту (FеS).

Резервний фонд сірки знаходиться у ґрунті. У біогеохімічному циклі сірки беруть участь такі сполуки сірки: сульфати, сульфіди, вільна сірка. У біогеохімічному циклі сірки (ґрунтові мо здійснюють реакції сульфідогенезу шляхом сульфат- і сірковідновлення, а також зворотні реакції окиснення сполук сірки (сірководню і сульфідів). У біо­геохімічному циклі сірки задіяні такі її сполуки: сульфати (сірчанокислі солі магнію, кальцію, одновалентних катіонів, які містяться у грунті), су­льфіди (у вигляді сульфідів заліза та сірководню), вільна сірка. Проміжні продукти неповного окиснення сірки (тіосульфати, сульфіти) у грунті не накопичуються.

Основними процесами трансформації сполук сірки є такі: 1 - окиснення відновлених сполук; 2 - відновлення сульфатів і органічних сполук сірки до сірководню.

Основні групи бактерій, які беруть участь у кругообігу сірки:

Мікроорганізми, що окиснюють сполуки сірки:

Здатність до окиснення сполук сірки виявляють фото- і хемоліто­автотрофні і хемоорганогетеротрофні бактерії, нитчасті й одноклітинні сіркобактерії, тіонові бактерії, сульфобацили, археї.

Фотолітоавтотрофні бакте­рії (пурпурові, зелені бак­терії), які використовують енергію світла та енергію окиснення. Пурпурові бактерії. За фізіологічними ознаками їх поділяють на дві групи: бактерії, які окиснюють водень, але при цьому сірку в клітинах не нако­пичують (пурпурові несіркові бактерії), і бактерії, які накопичують сірку як проміжний чи кінцевий продукт (пурпурові сіркові бактерії). До пурпу­рових несіркових бактерій належать представники родин Rhodospirillaсеае і Ectothiorhodospiraceae, до пурпурових сіркових бактерій - пред­ставники родини Chromatiaceae.

Хемолітоавтотрофні бактерії, які окисню­ють сірководень та інші неорганічні спо­луки сірки в авто­трофних умовах. 1. Хемолітоавтотрофія - використання сполук сірки при асиміля­ції СО2. Пурпурові сіркобактерії родини Chromatiaceae окиснюють Н2S до сірки S, яка накопичується в мікробних клітинах, а потім окиснюють S до сульфату SO. Акцепторами електронів виступають цитохроми с. Процес окиснення Н2S описується рівняннями:

СО2+ 2 Н2S →(СН2О) + Н2О + 2S°;

З СО2+ 2 S +5Н2О → 3(CH2O)+ 2H2SО

Фотолітоавтотрофія ~ асиміляція СО2 шляхом використання джерела енергіїї - сонячного світла, донора електронів - водню Н2, джерела вуглецевого живлення - СО2.

Основним шляхом асиміляції СО2 в автотрофних умовах є рибулозодифосфатний цикл, який називають циклом Кальвіна. В клітинах пур­пурових бактерій присутні карбоксисоми, що містять фepмент рибулозодифосфаткарбоксилазу (РДФК), за участі якої відбувається фіксація СО2.

Мікроорганізми, що відновлюють сполуки:

Хемолітогетеротрофні анаеробні сульфатвід-новлювальні і сірковід-новлювальні бактерії

Фототрофні зелені бактерії ( родина Chlorobiaceae і Chloroflexaceae) при фотосинтезі використовують сульфід (H2S), тіо­сульфат (Nа2S2О), сульфіт (SО) як донори електронів. Акцепторами електронів виступають цитохроми с. Автотрофна асиміляція СО2 супро­воджується окисненням H2S до S°:

СО2 + 2H2S → (СН2О) + Н2О +2 S °.

Сірка виділяється у середовище і може окиснюватись до сульфатів. Окрім сполук сірки, як донори електронів зелені бактерії можуть ви­користовувати водень.

Безбарвні сіркобактерії Бактерії цієї групи здатні окислювати сір­ководень та інші відновлені сполуки сірки. Широке коло хемоорганогетеротрофних бактерій (Bacillus, Pseudomonas, Arthrobacter, Escherichia), актиноміцетів (Streptomyces), грибів (Fusarium, Aspergillus) здатні окиснювати сірководень, тіосульфат, молукулярну сірку з утво­ренням політіонатів і сульфатів.

Існує група бактерій, які окиснюють сірководень та інші відновлені сполуки сірки і накопичують у клітинах сірку у вигляді окремих гранул. Саме ці мо С.М, Виноградський (1888 р.) назвав безбарв­ними сіркобактеріями, що здатні рости як хемолітотрофи І використову­вати сірководень як джерело енергії.

До безбарвних сіркобактерій, що відкладають у клітинах сірку, від­несені Achromatium, Thiobacterium, Macromonas, Thiovulum, Thiospira, Thioploca, Thiothrix, Thiospinllopsis.

До бактерій, які окиснюють відновлені сполуки сірки до сульфату в автотрофних умовах і не відкладають сірку в клітинах, віднесені пред­ставники родів Thiobacillus, Thiomicrospira, Thiosphaera, термофільні Thermothrix, Sulfobacillus та архебактерії Sulfolobus, Desulfurolobus.

Екологічне значення мікробного окиснення сірки і сірководню по­лягає у важливій ролі у кругообігу сірки у природі, а саме - в окисненні сірководню, який є токсичним для багатьох мікроорганізмів, рослин і тварин. Унаслідок розвитку сіркобактерій у ґрунтах може відбуватися підкислення останніх. Тіобацили сприяють вивітрюванню гірських порід, у той же час вони викликають біокорозію підземних споруд із бетону і металу.

Мікробне відновлення окиснеиих сполук сірки. Відомо більш як 3О родів бактерій, які використовують сульфати замість кисню як акцеп­тор електронів в анаеробних умовах при окисненні водню або органіч­них сполук (сульфатне дихання). Відновлення окиснених сполук сірки можна описати реакціями;

СульФатвідновлювальні і сірковідновлювальні бактерії. Сульфат-редуктори здійснюють відновлення сульфатів дисиміляторним і асимі­ляторним шляхами. При дисиміляторному відновленні сульфат висту­пає акцептором електронів в анаеробних умовах при окисненні органіч­них сполук. В енергетичних реакціях вони використовують окиснення неорга­нічних сполук - сульфатів і молекулярного водню, внаслідок чого утворюються відповідно сірководень і вода. Перенесення електронів здійс­нюється рядом переносників - фередоксинами, у деяких представників виявлені флаводоксини, рубредоксини. Як донор електронів сульфатвідновлювальні міфоорганізми вико­ристовують обмежене число органічних сполук: молочну, піровиноград­ну, фумарову, яблучну, щавлево-оцтову кислоти, гліцерин, етанол. Сульфатвідновлювальні мо: (Desulfovibno, Desulfobacter, Desutfobacterium, Desulfosarcma, Desulfococcus), спороутворюючі Desulfotomaculum, Desulfomicrobium).

Екологічне значення сульфат- і сірковідновлювальних бактерій полягає у тому, що вони є джерелом утворення сірководню, який ініціює цикл сірки на Землі. Сірководень може отруювати повітря, водойми; у ґрунті він взаємодіє з іонами металів, утворюючи важкорозчинні сульфі­ди. Таким чином, здійснюється мікробна детоксикація важких металів при антропогенному забрудненні ґрунтів. Більшість покладів сірки утворилась завдяки тому, що продукт жит­тєдіяльності сульфатвідновлювальних бактерій - сірководень окисню­ється до сірки і таким чином формуються її відкладення. Сульфат- і сірковідновлювальні бактерії відіграють важливу роль завдяки їх геохімічній діяльності, пов'язаної з утворенням сульфідних мінералів, таких як пірит, пірротин (FeS). куприт (CuS), халькозин (CuS).

Висновок: Поглинаючи сульфати з грунту, рослини виробляють сірковмісні амінокислоти (цистин, цистеїн). Відмираючи, органіка розкладається гетеротрофними бактеріями, які виробляють H₂S і з сульфопротеїнів, що містяться в грунті. З іншої сторони є бактерії, які здатні знову окисляти H₂S до сульфатів, що збільшує запас S, доступної продуцентам. Таким чином, сірка знову повертається в грунт.    Остання фаза кругообігу сірки повністю осадова, тобто вона випадає в осадок в анаеробних умовах при наявності Fe. Таким чином, процес закінчується повільним і поступовим накопиченням сірки в осадових породах.

Мікробна трансформація сполук заліза

Залізо бере активну участь у обміні речовин живих організмів. Воно слугує переносником електронів у ферментних системах, є необхідною складовою пігментів, які беруть участь у фотосинтезі. Основне джерело заліза у ґрунті - мінерали. Залізо вступає у біологічний кругообіг після його мо­білізації із мінералів.

Із залізовмісних мінералів (лімоніту і гетиту), в яких залізо знахо­диться у формі Fe мікроорганізми за участю оксидоредуктаз перево­дять його у Fe, який є більш рухомим. Утворення сильних мінеральних кислот нітрифікуючими (азотиста й азотна) і тіоновими (сірчана) бакте­ріями руйнує мінерали ґрунту. Крім того, у руйнуванні мінералів беруть участь продукти розкладу мікроорганізмами органічних решток - органічні кислоти (мурашина, щавлева, лимонна, янтарна, фумарова, уронова, гліцеринова), фенольні сполуки. Ці речовини часто утво­рюють комплексні хелатовані сполуки, які підсилюють розклад мінера­лів. Значну роль у таких процесах відіграють мікробні полісахариди, які утворюють із залізом також комплексні сполуки, що сприяє виходу залі­за із кристалічних решіток. Міграція й акумуляція заліза зумовлюються його зв'язками з гумусовими речовинами. У трансформації сполук заліза певна роль належить утворенню покладів заліза за рахунок руйнування органічних комплексів і сполук заліза з гумусовими кислотами (гуміно­вими і фульвокислотами).

Здатність до відновлення розчинених сполук Fe виявлена у бага­тьох облігатно і факультативно анеробних бактерій, представників родів Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Lactobacillus, a також деяких видів грибів родів Fusarium, Aspergillus, Реnісіllит.

Штам Desulfitobacterium frappieri здатний використовувати кри­сталічний оксид Fe та його розчинні форми як акцептор електронів, донором електронів можуть бути Н2 або органічні субстрати - форміат, ма­лат, лактат, піруват, етанол, бутанол. Відновлення описується реакцією:

Fe +Н2 → 2Н+ Fe

Термофільні архебактерії Sulfolobus acidocaldarium також можуть відновлювати у міфоаерофільних умовах Fe при окисненні сірки. Реа­кція відбувається при температурі 70°С і рН 1,6.

Широко поширені мо, які відновлюють Fe, при цьому використовують Н2 як донор електронів. Такі бактерії виділені також із континентальних терм (Thermoterrabacterium ferrireducens) та нафтових пластів (Defembacter thermopbllus). Такі анаеробні бактерії, як Thermoanaerobacter, а також архебактерія Thermococcus, здатні відновлювати Fe з використанням молекулярного водню або пептону як донорів електронів.

За присутності нітратів відновлення заліза припиня­ється, оскільки мікроорганізм переходить на нітратне дихання, яке в енергетичному відношенні є більш вигідним, порівняно з відновленням заліза. Можливий також шлях відновлення заліза за участю ферменту, названого феріредуктазою.

Окиснення заліза широко поширене явище і може бути здійсненим багатьма мо. Найбільш поширеними бактеріями, що оки­снюють Feдо Fe, є Gallionella, Leptothrix, Ochrobium, Siderococcus, Metallogenium.

У різних мо окиснення заліза має різне біологічне зна­чення. Так, у Thiobacilius ferrooxidans воно може бути єдиним джерелом енергії для росту. У той же час, Т. ferrooxidans окиснює Fe доFe через цитохром с і цитохромоксидазу. АТФ, яка утворюється при цьому окисненні використовується для автотрофної фіксації СО

4Fe + 4Н+ 6S0 + О → 2Fe(SO) +2НО.

Далі відбувається гідроліз сульфату заліза з утворенням гідрату окису заліза і сірчаної кислоти;

Екологічне значення процесів мікробної трансформації заліза за­лежить від багатьох факторів. Якщо грунт знаходиться у стані водонасичення, в ньому розвиваються процеси відновлення заліза, що ство­рює передумови для розвитку оглеювання. Відновлення заліза мо­жуть викликати мо (факультативні анаероби), які при бродінні утворюють відновлені продукти, що потім реагують з окисним залізом.

В затопленому г'рунті спочатку відбувається відновлення нерозчинного Fe до розчинного Fe. Потім під впливом СО2 або хелатутворюючих комплексів залізо переходить в обмінний стан і з'являється у грунтово­му розчині.

Участь мікроорганізмів у трансформації фосфору

Фосфор є складовою нуклеїнових кислот, фосфоліпідів, фосфорних ефірів вуг­леводів, вітамінів, ферментів. Потрібна клітині енергія запасається у макроергічних сполуках аденозинди- і аденозинтрифосфорних кислот (АДФ і АТФ). До складу (НАДФ) і (ФАД), які є активними переносниками електронів, також входить фосфор.

Форми фосфору у ґрунті. У ґрунті фосфор входить до складу неор­ганічних і органічних сполук. Неорганічні фосфати представлені, в осно­вному, солями фосфорної кислоти і можуть бути засвоєні мо і рослинами, коли знаходяться у ґрунтовому розчині.

Більша частина загальних запасів фосфору у ґрунті представлена його органічними формами, які є складовою специфічних гумусових сполук (гуміновими кислотами, фульвокислотами, гуміном), а також органофосфатів (нуклеїнових кислот, фосфоліпідів, інозитфосфатів, фосфопротеїнів, гліцерофосфатів, АТФ тощо).

Мобілізація фосфору мікроорганізмами з його неорганічних сполук. Серед неорганічних сполук фосфору найбільш доступними для рослин є водорозчинні солі одновалентних катіонів ортофосфорної кис­лоти (NaH2P04); менш доступні гідрофосфати двова­лентних металів, які розчиняються в органічних кислотах, тому кисла реакція ґрунту (рН 5,5-6,0) сприяє підвищенню їх­ньої рухомості.

Органічні кислоти, які продукують мікроорганізми, сприяють розчи­ненню мінеральних сполук фосфору. Здатність до перетворення важко­розчинних солей фосфорної кислоти на розчинний стан виявлена у багатьох бактерій, стрептоміцетів, грибів, зокрема у представникків родів Pseudomonas, Bacillus, Mycobacterium, Репісіllит, Aspergillus, Alternaria.

Одним зі шляхів розчинення мінеральних сполук фосфору є виді­лення мікроорганізмами вуглекислого газу. Розчинення нерозчинного фосфату кальцію описується рівнянням:

Саз(Р042)+ 2С02+ 2Н2О → 2СаНР04 + Са(НСОз)2.

Більш активно відбувається розчинення сірчаною кислотою, яку утворюють тіонові бактерії при окисненні сірки:

Сульфатвідновлювальні бактерії у процесі життєдіяльності проду­кують сірководень, який утворює нерозчинні сульфіди металів, при цьо­му фосфор відповідно може вивільнятися зі сполук заліза або алюмінію.

Окрім неорганічних кислот, мікроорганізми при неповному окиснен­ні вуглеводів можуть утворювати органічні кислоти, які здійснюють роз­чинення неорганічних фосфорних сполук.

Мобілізація мікроорганізмами фосфору з його органічних сполук має важливе екологічне значення оскільки фосфорорганічні сполуки складають від 20 до 80% його валових запасів у фунті. Складні молекули органічних сполук фосфору, для того щоб бути переведені у розчинний стан, повинні розкладатися гідролітичними ферментами -фосфатазами, які синтезуються мо, рослинами і тваринами.

Мо, що синтезують фосфатази і мають здатність пере­творювати органофосфати на засвоювану рослинами форму, назива­ють фосфатмобілізуючими. Серед них є представники різних таксоно­мічних груп; бактерії родів Pseudomonas (P. aeniginosa), Bacillus (В. megateaum, В. subtilis), Enterobacter (E. nimipressuralis), гриби родів Peni­cillium, Aspergillus, Rhizopus, Trichotecium, Alternaria; дріжджі родів Rhodatorula, Saccharomyces, Candida, деякі стрептоміцети та інші мо. Активно мобілізують фосфати мікоризні гриби родів Glomus (G. intraradices, G. fasciculatus), Gigaspora, Sclerocystis.

Фосфатази каталізують гідроліз фосфорних ефірів із відщепленням ортофосфату, а також гідроліз АТФ, АДФ, НАДФ і ФАД.

За спорідненістю до субстрату фосфатази поділяють на дві групи: до специфічних фосфатаз відносять ферменти з високою спорідненістю до якогось одного субстрату, до неспецифічних фосфатаз - ферменти, що мають спорідненість до багатьох субстратів. До специфічних фос­фатаз можна віднести рибонуклеази та дезоксирибонуклеази. Мікроорганізми синтезують позаклітинні фосфатази для розщеп­лення органічних сполук фосфору за умов низького вмісту розчинного фосфору у середовищі. Якщо мікроорганізми забезпечені фосфором у необхідних їм кількостях, синтез фосфатаз репресується. Фосфатази продукуються також коренями рослин, деякими твари­нами.

Органічні сполуки фосфору піддаються біодеструкції з різного швид­кістю. Нуклеїнові кислоти та лецитин дефосфорилюються швидко, а фітин - повільно. Для активізації процесу мобілізації неорганічних і органічних фос­фатів застосовують бактеріальні добрива на основі активних культур фосфатмобілізуючих мікроорганізмів.

80. Назвіть типи симетрії вірусів.

Белковый чехол, покрывающий нуклеиновую кислоту вириона и защищающий ее от вредных воздействий окружающей среды, называется капсидом. Капсиды самых мелких и просто устроенных вирусов могут состоять лишь из одного или нескольких видов белковых молекул. Несколько молекул одного или разных белков объединяются в субъединицы, называемые капсомерами. Капсомеры, в свою очередь, образуют правильные геометрические структуры вирусного капсида. У разных вирусов форма капсида является характерной особенностью (признаком) вириона.

Типи симетрії вірусів:

• Спіральний – капсомери розміщені за ходом спіралі геномної нуклеїнової кислоти. Капсид краще захищає геном, а нуклеїнова к-та вивільняється тільки у разі пошкодження капсиду. Такі віріони (нуклеокапсиди) мають паличкоподібну форму. По спиральному типу симметрии построено большинство вирусов, поражающих растения, и некоторые вирусы бактерий, так называемые бактериофаги или просто фаги (наприклад у вірусів грипу, вирус табачной мозаїки, онкогенные РНК-содержащие вирусы).

• Ікосаедричний(кубічний). Вирионы с икосаэдрическим типом симметрии (от греч. eikosi – двадцать, hedra – поверхность), как у полиовируса, имеют сферическую, а точнее, многогранную форму; их капсиды построены из 20 правильных треугольных фасеток (поверхностей) и похожи на геодезический купол. нуклеїнова к-та утворює серцевинну структуру , яка знах.всередині капсидом. Вивільнення нуклеїнової к-ти відбувається без пошкодження капсиду. Такі віріони (нуклеокапсиди) мають сферичну форму. Большая часть вирусов, вызывающих инфекции у человека и животных, имеет кубический тип симметрии. (напр., у віруса герпесу, аденовирусы, реовирусы, вирусы раневых опухолей растений).

• Змішаний тип – Существуют вирусы и с более сложным строением. Некоторые фаги помимо икосаэдрической головки содержащей генетический материал имеют полый цилиндрический отросток, окруженный чехлом из сократительных белков и заканчивающийся шестиугольной площадкой с шестью короткими выростами и шестью длинными фибриллами - нитями. Такая сложная конструкция обеспечивает впрыскивание генетического материала фага внутрь бактериальной клетки. характерний для фагів: головка має кубічний тип симетрії, а хвостик – спіральний. Такі віріони мають форму сперматозоїда (оспенные вирусы)

81. Клітини, які беруть участь в імунних реакціях. (лек.Шичкін)

Попередниками клітин імунної системи є плюріпотентні стовбурові клітини, котрі проходють два основних шляху диференеціювання: лімфопоез – виникнення лімфоцитів

миєлопоез - виникнення фагоцитів (моноцитів, макрофагів і гранулоцитів), а також інших клітин

К клеткам, воплощающим неспецифическую («врождённую») иммунную реакцию, относятся фагоциты (макрофаги, нейтрофилы и дендритные клетки), тучные клетки, базофилы, эозинофилы и естественные киллеры. Клеточный специфический иммунитет обеспечивается сенсибилизированными Т-лимфоцитами (Т-киллерами), а также некоторыми представителями лимфоцитов (NК-клетки, естественные клетки-киллеры).

Лімфоцити: - лейкоцити, які борються з вірусними інфекціями. Знищують чужорідні клітини і змінені власні клітини, виділяють у кров антитіла (імуноглобуліни). Лімфоцити складають 20% ціркулюючих с кровотоком лейкоцитів.

Т-клітини - лимфоциты, развивающиеся у млекопитающих в тимусе из предшественников — претимоцитов, поступающих в него из красного костного мозга. В тимусе T-лимфоциты дифференцируются, приобретая Т-клеточные рецепторы (TCR) и поверхностные маркеры. Играют важную роль в приобретённом иммунном ответе. Обеспечивают распознавание и уничтожение клеток, несущих чужеродные антигены, усиливают действие моноцитов, NK-клеток, а также принимают участие в переключении изотипов иммуноглобулинов (в начале иммунного ответа B-клетки синтезируют IgM, позже переключаются на продукцию IgG, IgE, IgA). В зависимости от типа T-лимфоцита у него на поверхности имеются молекулы CD4 (Т-хелпер) или CD8 (Т-киллер). Т-киллеры, цитотоксические T-лимфоциты, CTL—осуществляют лизис повреждённых клеток собственного организма. Мишени Т-киллеров — это клетки, поражённые внутриклеточными паразитами (к которым относятся вирусы и некоторые виды бактерий), опухолевые клетки. Т-киллеры являются основным компонентом антивирусного иммунитета. Т-хелперы — главной их фукцией является усиление адаптивного иммунного ответа. Активируют Т-киллеры, В-лимфоциты, моноциты, NK-клетки, презентируя им фрагменты чужеродного антигена при прямом контакте, а также гуморально, выделяя цитокины.

В-клітини - (от bursa fabricii птиц, где впервые были обнаружены) — функциональный тип лимфоцитов, играющих важную роль в обеспечении гуморального специфического иммунитета. При контакте с антигеном или стимуляции со стороны T-клеток некоторые B-лимфоциты трансформируются в плазматические клетки, способные к продукции антител. Другие активированные B-лимфоциты превращаются в B-клетки памяти. В-клетки способны поглощать свои мембранные иммуноглобулины вместе со связанным ими антигеном, а затем презентировать фрагменты антигена в комплексе с молекулами МНС класса II. При низкой концентрации антигена и при вторичном иммунном ответе В-клетки могут выполнять роль основных антигенпрезентирующих клеток.

НК-клітини -— большие гранулярные лимфоциты, обладающие цитотоксичностью против опухолевых клеток и клеток, зараженных вирусами. NK выполняют цитотоксические и цитокин-продуцирующие функции. NK являются одним из компонентов клеточного врождённого иммунитета.

Фагоцити:

моноцити/макрофаги (3-11%). - Остаточно знищують чужорідні клітини і білки, вогнища запалення, зруйновані тканини. могут поглощать относительно крупные частицы и клетки или большое количество мелких частиц. Активированные моноциты и тканевые макрофаги

осуществляют противоопухолевый, противовирусный, противомикробный и противопаразитарный иммунитет, производя цитотоксины, интерлейкин (ИЛ-1), фактор некроза опухолей (ФНО), інтерферон. участвуют в регуляции гемопоэза (кроветворения), принимают участие в формировании специфического иммунного ответа организма. Фагоцитируя микробов, погибших лейкоцитов, поврежденные клетки тканей, моноциты очищают место воспаления и подготавливают его для регенерации. Эти клетки образуют отграничивающий вал вокруг неразрушаемых инородных тел. Моноциты также способны, подобно другим макрофагам, выполнять процессинг антигенов и представлять антигены Т-лимфоцитам для распознавания и обучения, то есть являются антигенпрезентирующими клетками иммунной системы.

Моноциты, выходя из кровяного русла, становятся макрофагами, которые наряду с нейтрофилами являются главными «профессиональными фагоцитами».

нейтрофіли - Паличкоядерны — 1-6%; сегменто-ядерны — 47-72%. Нейтрофилы играют очень важную роль в защите организма от бактериальных и грибковых инфекций, и сравнительно меньшую — в защите от вирусных инфекций. В противоопухолевой или антигельминтной защите нейтрофилы практически не играют роли. Нейтрофилы способны к фагоцитозу, причём являются микрофагами, то есть способны поглощать лишь относительно небольшие чужеродные частицы или клетки. После фагоцитирования чужеродных частиц нейтрофилы обычно погибают, высвобождая большое количество биологически активных веществ, повреждающих бактерии и грибы, усиливающих воспаление и хемотаксис иммунных клеток в очаг. Нейтрофилы содержат большое количество фермента миелопероксидазы— сильного антибактериального агента.

базофіли (0-1%)- Базофилы принимают активное участие в развитии аллергических реакций немедленного типа. Попадая в ткани, базофилы превращаются в тучные клетки, содержащие большое количество гистамина — биологически активного вещества, которое стимулирует развитие аллергии. базофилы несут на поверхности IgE-иммуноглобулин и способны к дегрануляции (высвобождению содержимого гранул во внешнюю среду) или аутолизу (растворению, лизису клетки) при контакте с антигеном-аллергеном.

еозинофіли - 0,5—5%. Клітини крові, які відповідають за боротьбу з паразитами і алергією. Алергіях, глистах, злоякісних пухлинах, мієлолейкозі. Эозинофилы способны поглощать и связывать гистамин и ряд других медиаторов аллергии и воспаления. То есть эозинофилы способны играть как про-аллергическую, так и защитную анти-аллергическую роль.

Допоміжні клітини (А-клітини):

антиген-презентуючи клітини (АПК) - Дендритные клетки (Dendritic cells (DCs)) — это гетерогенная популяция антиген-презентирующих клеток костно-мозгового происхождения. Дендритные клетки представляют собой фагоциты в тканях, которые соприкасаются с внешней средой, то есть расположены они, главным образом, в коже, носу, лёгких, желудке и кишечнике. Основными клетками, специализированными для представления антигена В-лимфоцитам в В-клеточных фолликулах считаются дендритные ретикулярные клетки лимфоидных фолликулов, а для Т-лимфоцитов в Т-клеточной зоне - интердигитальные дендритные ретикулярные клетки паракортикальных зон. Дендритные клетки служат связующим звеном между врождённым и приобретённым иммунитетом, поскольку они представляют антиген T-клеткам, одному из ключевых типов клеток приобретённого иммунитета.[

тромбоцити - Клітини, що відповідають за згортання крові. Другая функция тромбоцитов ангиотрофическая — питание эндотелия кровеносных сосудов.

тучні клітини - Тучные клетки (мастоциты, лаброциты) — высокоспециализированные иммунные клетки соединительной ткани позвоночных животных, аналоги базофилов крови. Участвуют в адаптивном иммунитете. Тучные клетки рассеяны по соединительной ткани организма, особенно под кожей, вокруг лимфатических узлов и кровеносных сосудов; содержатся в селезенке и костном мозге. Тучные клетки играют важную роль в воспалительных реакциях, в частности, аллергических реакциях. Так же как и у базофилов поверхность тучных клеток имеет рецепторы для иммуноглобулинов IgE. Тучные клетки содержат большое количество цитоплазматических гранул. Гранулы включают протеогликаны (гепарин), гистамин, интерлейкины и нейтральные протеазы.

ендотеліальні клітини - Ендотеліальні клітки, що вистилають внутрішню поверхню кровоносних судин, мають постійний контакт з циркулюючим пулом клітин крові. Вони забезпечують клітинну проникність, адгезивность і багато інших властивостей ендотелію кровоносних судин. Тісно зв’язані вони і з розвитком імунних реакцій. 1. Секреторно-регуляторна функція: Ендотеліальні клітки секретують в зовнішнє середовище GM-CSF, IL-1, 6, 7, TNFa, хемокины і інші речовини, що грають роль ініціаторів і регулювальників імунних реакцій. 2. Адгезивна функція: Завдяки великій кількості молекул адгезії клітки високого кубовидного ендотелію можуть зупиняти і адгезировать на своїй поверхні лейкоцити циркулюючої крові. Ця здатність грає важливу роль на ранніх етапах запалення, розвитку специфічної імунної відповіді і інших реакцій

81. Процеси поділу бактеріальної клітини. Клітинний цикл.

Відомо два типи поділу бактеріальної клітини: за допомогою перегородки і перешнуровуванням. У разі першого типу поділу посередині бактеріальної клітини починає формуватися поперечна перегородка, яка спочатку складається з цитоплазматичної мембрани і розмежовує цитоплазму материнської клітини на дві дочірні. Далі синтезується оболонка і утворюються дві нові клітини.

Грамнегативні бактерії поділяються переважно перешнуровуванням, тобто звужуванням клітини в місцях поділу, аж доки вона не поділиться на дві. Різновидом бінарного поділу бактерій є брунькування. При цьому розмноженні на одному із полюсів материнської клітини утворюється брунька, яка в процесі росту збільшується до розмірів материнської клітини, а потім відділяється від неї. Під час брунькування оболонка бруньки повністю синтезується заново.

У деяких одноклітинних ціанобактерій виявлено множинний поділ. Йому передує реплікація хромосоми і збільшення розмірів материнської клітини, в якій далі відбувається кілька послідовних бінарних поділів, що приводить до утворення величезної кількості дрібненьких клітин. Ці клітини дістали назву беоцитів. Після розриву оболонки материнської клітини вони виходять назовні.

Період від поділу до поділу клітини називається онтогенезом, або клітинним циклом бактерій. Час, за якийі проходить 1 подвоєння кл. назив. часом генерації .

кл-й цикл:

1. Кл-й цикл починається, коли кл.досягає певної маси.

2. Ініціація реплікації ДНК може тривати у різних бак. різний проміжок часу → кл.цикл може бути короткий або довгий (ініціатори – білки, які взаємодіють з ДНК і переводять її в стан, коли ДНК може зв’язувати ДНК-полімеразу)

3. Реплікація

4. після реплікації всі ДНК копії залиш-ся зв’язаними з ЦПМ. ЦПМ починає рости між точками зв’язування ДНК і т.ч. віддаляє їх, розносячи їх в різні ділянки кл. Розділення дочірніх ДНК – сегрегація.після сегрегації ДНК оформлюється в відокремлену хромосому.

5. Формування перегородки кл-ни, клітинної стінки, у різних бак. відб-сяя по різному. тому виділяють різні типи кл-х циклів:

мономорфний – утвор. лише певний морфол-й тип кл;

диморфний – під час поділу утвор. 2 клітини різного морфол.типу: із джгутиком (рухлива і з стеблинкою (нерух.материнська) – гаулобактер(гр.(-));

поліморфний – утвор. більше 2-х морф-х типів. В залежності від умов культивування утвор.: гіфи і овальні бруньки; кістеподібні кл., від яких відбруньковуються дочірні особини (сер-ще з метиламіном).

Рис. 1. Поділ клітини за допомогою поперечної перегородки

КС — клітинна стінка; ЦМ — цитоплазматична мембрана; Н — нуклеоїд;

ПП — поперечна перегородка

Серед актиноміцетів поширене розмноження фрагментами гіф, а деякі бактерії можуть розмножуватися за допомогою спор, але не ендоспор. Бактеріям притаманний високий темп розмноження, що характеризується часом генерації, тобто часом, упродовж якого відбувається поділ бактеріальної клітини. Час генерації визначається видом бактерій, їхнім віком і умовами довкілля. За сприятливих умов час генерації для багатьох видів бактерій коливається в межах від 15 до 30 хв.

Надзвичайно важливою умовою процесу поділу бактерій є реплікація ДНК. Поділ клітини починається лише через деякий час по тому, як закінчиться реплікація ДНК. Є дані про те, що сигналом для поділу клітини є початок реплікації молекули ДНК й що подвоєння ДНК і поділ клітин відбуваються зі швидкістю, властивою для кожного виду бактерій.

81. Критерії класифікації вірусів за білками та геномом.

за геномом:

1. тип накл.к-ти (РНК чи ДНК)

2. Розмір геному (kb\kbp) вимір-ся в к-ті нуклеотидів-основ) напр. якщо в РНК 1000 нуклеотидів, а в ДНК 1000 пар н/т або основ = 1т.п.н. (kbp=т.п.н., а kp=т.п)

3. Кількість ниток НК: однолацюгова НК чи воланцюгова НК

4. Лінійна чи кільцева НК (кільцева стійка до ф-в, які можуть «різати»)

5. «смисл» НК (+, -, ±),які несуть смислову мРНК, яка несе інфор-ю про структуру білка)

6. к-ть та розмір сегментів НК, якщо є.

7. Нуклеотидна послідовність (повна або часткова)

8. наявність послідовності, що повторюється

9. наявність ізомеризації

10. співвідношення ГЦ пар (чим більше ГЦ пар, тим тим більш вона стійка до температури)

11. присутність (або відсутність) сар на 5`-кінці (5`-кінець – це місце початку зчитування, 3` - кінець зчитування НК; напрямок зчитування завжди 5`→3`, вони означають хім..стр-ру НК) на 5`-кінці завжди модифіковані НК, щоб ферменти не могли порізати

12. присутність/відсутність ковалентнозвязаного білку

13. присутність/відсутність poly A (поліаденіновий кінець) на 3` - кінці, що також захищає його від нарізання

14. організація геному (порядок зчитування геному)

15. стратегія реплікації (копіювання)

16. к-ть та розташування рамок зчитування (к-ть генів і як вони розташовані

17. транскрипційні характеристики (транскр-я – процес синтезу мРНК на основі ДНК чи РНК(віруси), зчитування) на замітку: трансляція – процес синтезу білка рибосомою на основі мРНК., тбт ДНК→мРНК (транскр-я), а мРНК→білок (трансл.)

18. Пост-транкрипційний процесинг (обробка)

За білками:

1. кількість

2. розмір та функ-на активність структурних білків, які входять в стр-ру вірусу)

3. рзмір та функ-на активніст нестр-х білків (ті, які прац-ть всередині клітини, які доп.накопити пож.реч.)

4. деталі спец-ї функціональної акт-ті б-в: транскриптаза, зворотня транскриптаза, гемаглютиніни, нейрамінідаза)

5. АК послідовності (повні або часткові)

6. глікозилювання, фосфорилювання

7. мапування епітопів(виступів на поверхні білка)

8. сайт акумуляції вірусних білків

9. точка ініціації (точка з якої починається зчитування інф-ї з ДНК чи РНК)

81. Характеристика Т-лімфоцитів.

Клетки иммунной системы, на которые возложены ключевые функции по осуществлению приобретённого иммунитета, относятся к лимфоцитам, которые являются подтипом лейкоцитов. Большая часть лимфоцитов отвечает за специфический приобретённый иммунитет, так как могут распознавать возбудителей инфекции внутри или вне клеток, в тканях или в крови.

Как B-, так и T-клетки несут на своей поверхности рецепторные молекулы, которые распознают специфические мишени. Участие Т-клеток в иммунном ответе многообразно. Различные Т-клеточные функции зависят от разных субпопуляций Т-лимфоцитов, имеющих уникальные поверхностные маркеры (CD-антигены) и отличающихся локализацией и путями миграции, благодаря наличию рецепторов к различным органо- и тканеспецифическим адгезивным молекуламадрессинам.

T-клетки распознают чужеродные («не-свои») мишени, такие как патогенные микроорганизмы, только после того, как антигены (специфические молекулы чужеродного тела) будут обработаны и презентированы в сочетании с собственной («своей») биомолекулой, которая называется молекулой главного комплекса гистосовместимости (англ. main histocompatibility complex, MHC).

Т-клетки делятся по подвидам своего лимфоцитарного антигенного Т-клеточного рецептора (TCR) на TCR-1 и TCR-2 подвиды. TCR-2 подвид представляет 90% Т-лимфоцитов (и более половины всех лимфоидных клеток) периферической крови. Он подразделяется на СD4-положительные, ГКГС-2(MHC) регулируемые Т-лимфоциты (Т-хелперы) и CD 8 положительные, МНС-1 регулируемые Т-клетки (Т-киллеры), а также и Регуляторные Т-клетки.

У T-лимфоцитов круг задач весьма широк. Часть из них — регуляция приобретённого иммунитета с помощью специальных белков (в частности, цитокинов), активация B-лимфоцитов для образования антител, а также регуляция активации фагоцитов для более эффективного разрушения микроорганизмов. Эту задачу выполняет группа T-хелперов. позволяют определять тип ответа, который организм окажет на конкретный чужеродный материал.Эти клетки не проявляют цитотоксичности и не участвуют в уничтожении инфицированных клеток или непосредственно возбудителей. Вместо этого, они управляют иммунным ответом, направляя другие клетки на выполнение этих задач. Активация неактивного T-хелпера приводит к высвобождению им цитокинов, которые оказывают влияние на активность многих видов клеток. Цитокиновые сигналы, создаваемые T-хелперами, усиливают бактерицидную функцию макрофагов и активность T-киллеров. Тх1: ІЛ-2 і ІФγ - активують Тц (клітинний імунитет проти пухлин, внутріклітинних вірусів, бактерій, паразитів) Тх2: ІЛ-4, ІЛ-5,ІЛ-6,ІЛ-10 – активують В-клітині та забезпечують гуморальний імунитет (внеклітинних інфекцій)

За разрушение собственных клеток организма путём выделения цитотоксичных факторов при непосредственном контакте отвечают T-киллеры, которые действуют специфически. T-киллеры напрямую атакуют другие клетки, несущие на своей поверхности чужеродные или аномальные антигены. Т-киллеры представляют собой подгруппу T-клеток, функцией которых является разрушение собственных клеток организма, инфицированных вирусами или другими патогенными внутриклеточными микроорганизмами, либо клетки, которые повреждены или неверно функционируют (например, опухолевые клетки). Как и B-клетки, каждая конкретная линия T-клеток распознает только один антиген. T-киллеры активируются при соединении своим T-клеточным рецептором (ТКР) со специфическим антигеном в комплексе с рецептором главного комплекса гистосовместимости I класса другой клетки. Распознавание этого комплекса рецептора гистосовместимости с антигеном осуществляется при участии расположенного на поверхности T-клетки вспомогательного рецептора CD8. после активации T-клетка перемещается по организму в поисках клеток, на которых белок I класса главного комплекса гистосовместимости содержит последовательность нужного антигена. При контакте активированного T-киллера с такими клетками он выделяет токсины, образующие отверстия в цитоплазматической мембране клеток-мишеней, в результате ионы, вода и токсин свободно перемещаются в клетку-мишень и из неё: клетка-мишень погибает.

Кроме того, существуют лимфоциты, неспецифически проявляющие цитотоксичность — естественные киллеры.

85. Будова локомоторного органу ковзних бактерій. Фімбрії (пілі) їх будова та функції.

Локомоторний апарат бактерій відповіда за рух бак. – таксис. Розрізняють: термотаксис, формо таксис, віскозітотаксис, магнето таксис, хемотаксис.

за характером руху бак.: плаваючі і ковзні.

Плаваючі бак. рухаються маючи джгутик.

Типи розташування джгутика:

монотрихіальний – 1 полярний дж. (псевдомонас, тіобацілюс ферооксиданс, ризобіям люпітіум.

лофотрихіальний – 1 або декілька (псевдо.флюоресценс)

амфітрихіальний – 2 поляярні дж.,

перитрихіальний – дж. по периферії (ешеріхія, сальмонела, рід протесу).

Дж. можуть бути прості і складні 9вкриті білковим чохлом). Товщина дж. 3 – 5 мкм, мін. 12-18 нм. Швидкість обертання – 3 тис. об./с.

:Будова дж.: нитка з білка флагеліну (білковий антиген- Н-антиген); гачок - білог з АГ-ю специфічністю; базальна стр-ра – вісь і система. У гр.(-)бак. їх 2 пари (внутр..пара занур. в ц/пл., а зовнішня – на рівні зовн-ї мембр.). У гр.(+)бак. тільки внутр..пара. Внутр.пара найважливіша і забезпечує ф-цію руху. Функціонування внутр.-х пар – флагеліновий мот, Е якому дає протон рушійна сила (різниця концентрацій в сер.мембр. і ззовні).

Ковзні бак. мають стр-ри – ендоджгутики: осьва нитка, навколо якої накруч-ся протоплазматичний циліндр. На кінцях бак-й в базальних тільцях з 1-го і 2-го кінця почин-ся аксіальні фібрили, які закінчуються всередині і перекривають одна одну. Саме вони містять білок міозин, який скороч-сь викликає рух. Ковзним рух-ся спірохети.

К поверхностным структурам бактериальной клетки относятся также ворсинки (фимбрии, пили). Их насчитывается от нескольких единиц до нескольких тысяч на клетку. Эти структуры не имеют отношения к движению бактерий и обнаружены у подвижных и неподвижных форм. Ворсинки построены из одного вида белка - пилина - и представляют собой прямые белковые цилиндры, отходящие от поверхности клетки. Они, как правило, тоньше жгутиков (диаметр - 5-10 нм, длина 0,2-2,0 мкм), расположены перитрихиально или полярно. Больше всего сведений имеется о ворсинках Е. coli .

Ворсинки общего типа придают бактериям свойство гидрофобности, обеспечивают их прикрепление к клеткам растений, грибов и неорганическим частицам, принимают участие в транспорте метаболитов. Через ворсинки в клетку могут проникать вирусы .

Пілі – трубчасті утворення, що як бахрома оточують кл., збільшуючи її площу. Є 2 типи пілей: 1) пілі загального типу (соматичні): здатні до адгезі, і ті що не здатні.

2) F-пили – коньюгативные пили, принимающие участие в половом процессе бактерий. F-пили необходимы клетке-донору для обеспечения контакта между ней и реципиентом и в качестве конъюгационного тоннеля, по которому происходит передача ДНК. Ворсинки нельзя считать обязательной клеточной структурой, так как и без них бактерии хорошо растут и размножаются. Фимбрии (пили) - нитевидные белковые органеллы, покрывающих всю поверхность бактериальной клетки - антигены фактора колонизации . Эти тонкие структуры позволяют бактерии прикрепляться к эпителиальным клеткам и препятствуют ее захвату нейтрофилами

Фимбрии состоят из множества одинаковых белковых субъединиц. Эта субъединица называется пилином (молекулярная масса 17000-30000). Они могут располагаться на одном конце клетки либо более равномерно по всей ее поверхности. У отдельной клетки может быть несколько сотен фимбрий, которые выполняют различные функции. Считается, что главная функция фимбрий - обеспечение фиксации бактерий в тканях. Адгезия микробная: специфичность тканевая и видоваяАдгезия микробная: специфичность тканевая и видовая

86. Дайте визначення „структурним" та „неструктурним" білкам вірусів.

Білки, що складаються тільки з амінокислотних залишків, називаються простими білками — протеїнами. Білки, що складаються з амінокислот і не амінокислотної частини, називаються складними білками— протеїдами.

Вірусні (вірусоспецифічні) білки — білки, що кодуються геномом вірусу, — синтезуються в зараженій клітці. Виходячи з функції, локалізації, структури і регуляції синтезу, вірусні білки поділяють на структурні і неструктурні; ферменти, попередники, гістоноподібні капсидні білки; мембранні, трансмембранні і т.д.

Структурними називають усі білки, що входять до складу зрілих позаклітинних віріонів. Структурні білки у віріоні виконують ряд функцій:

1) захист нуклеїнової кислоти від зовнішніх факторів;

2) взаємодія з мембраною чуттєвих клітин у ході першого етапу їх зараження;

3) взаємодія з вірусної нуклеїновою кислотою в ході і після її упакування в капсид;

4) взаємодія між собою в ході самозбирання капсида;

5) організація проникнення вірусу в чуттєву клітину.

Ці п'ять функцій властиві структурним білкам усіх без винятку вірусів. Усі функції можуть реалізуватися одним білком. Наприклад, у вірусу тютюнової мозаїки є лише один структурний білок, що складається з єдиного поліпептидного ланцюга з молекулярною масою 17—18 КД. В інших вірусів ці функції розділені тим чи іншим способом між різними білками.

6) здатність до руйнування в ході звільнення нуклеїнової кислоти. Ця функція властива білкам усіх вірусів, крім деяких сателітних вірусів, не здатних до самостійної репродукції при відсутності вірусу-помічника;

7) організація виходу з зараженої клітини в ході формування віріону. Цю функцію виконують структурні білки вірусів, віріони яких виходять із зараженої клітки шляхом брунькування;

8) організація «сплавлення» ізлиття клітинних мембран. Ця функція часто іменується F-активністю (фьюжн -активність, від англ. «злиття») і властива білкам вірусів, що проникають у клітини шляхом злиття суперкапсидних оболонок віріонів із клітинними мембранами.

Крім названих вище, структурні білки можуть мати властивості каталізувати ті чи інші біохімічні реакції. Деякі вірусологи виділяють їх в особливу групу, іменовану «ферменти віріонів». Звичайно структурні білки віріонів мають ті види ферментативної активності, що необхідні для репродукції вірусу, але відсутні в клітині. Дві з цих ферментативних активностей так важливі, що їх корисно виділити окремо:

9) РНК - залежна РНК - полімеразна активність. Цю функцію виконують структурні білки усіх вірусів, у віріонах який міститься РНК, яка немає ролі мРНК;

10) РНК - залежна ДНК - полімеразна активність. Цю функцію виконують спеціальні білки ретровірусів, іменовані ревертазами, чи зворотними транскриптазами. Крім цих ферментів у складно організованих віріонах, наприклад, покс-, герпес- і іридовірусів містяться кінази, нуклеази, протеази, фосфорилази, трансферази й ін.;

11) захист і стабілізація вірусної нуклеїнової кислоти після її виходу з капсида в зараженій клітині. Ця функція реалізується ковалентно і нековалентно зв'язаними з нуклеїновою кислотою білками пікорна-, папова-, адено-, орбі-, поксвірусів.

Такий неповний перелік функцій структурних вірусних білків.

Неструктурні вірусні білки - це всі білки, що кодуються вірусним геномом, але не входять у склад зрілих віріонів. Вони вивчені набагато гірше, ніж структурні, що пов'язано з незрівнянно великими труднощами, що виникають при їх ідентифікації і виділенні в порівнянні зі структурними білками.

Неструктурні білки в залежності від їх функцій поділяють на п'ять груп:

1) регулятори експресії вірусного генома: безпосередньо впливають на вірусну нуклеїнову кислоту, перешкоджаючи синтезу інших вірусних білків, чи навпаки, запускаючи їх синтез. Крім того, у ряду вірусів білки, що входять у цю групу, модифікують білоксинтезуючий апарат клітини так, що він починає вибірково синтезувати вірусні, а не клітинні білки.

2) попередники вірусних білків: є попередниками інших вірусних білків, що утворюються із них у результаті складних біохімічних процесів. Сума цих процесів називається процессингом, чи постсинтетичною модифікацією білків.

3) нефункціональні пептиди: (нефункціональні пептиди), утворюються в зараженій клітині двома шляхами: перший – по принципу процессингу попередників; другий полягає в тім, що ряд білків синтезується в неактивній формі, що формально можна також назвати попередниками. Разом з тим на відміну від «звичайних» попередників з них у ході процессингу утворюється не декілька, а лише один білок.

4) інгібітори клітинного біосинтезу й індуктори руйнування клітин: білки, що руйнують клітинні ДНК і мРНК, модифікують клітинні ферменти, додаючи їм вірусоспецифічну активність. Сюди ж відносяться білки вірусів, що не мають стадії брунькування, дестабілізуючі клітинні мембрани, що викликають їхній лізис і вихід сформованих віріонів у позаклітинний простір.

5) вірусні ферменти: До останньої групи неструктурних білків відносяться ферменти, які кодуються вірусним геномом, але не входять до складу віріонів.

86. Характеристика некапсульованої лімфоїдної тканини.

К периферическим органам иммунной системы относится региональная лимфатическая система, включающая неинкапсулированные лимфоидные элементы, в том числе: лимфоэпителиальное глоточное кольцо со своими лимфоцитами и лимфоидными фолликулами. Эти лимфоциты расположены в собственной пластинке слизистой оболочки и в подслизистом слое глотки и верхних дыхательных путей. Сверху они прикрыты базальной мембраной и соответствующими эпителиями, снабженными слизистыми и иными железами и бокаловидными секреторными клетками.

Ηе и н к а п с у л и р о в а н н а я лимфоидная ткань слизистых оболочек.

1. Лимфоидная ткань, ассоциированная с желудочно-кишечным трактом (GALT — gut-associated lymphoid tissues). Это миндалины, аденоиды, аппендикс, пейеровы бляшки. Особой субпопуляцией являются внутриэпителиальные лимфоциты слизистой оболочки кишки (IEL — intra-epitelial lymphocytes).

2. Лимфоидная ткань, ассоциированная с бронхами/бронхиолами (BALT — bronchial-associated lymphoid tissue). IEL слизистой оболочки дыхательной системы.

3. Лимфоидная ткань других слизистых оболочек (MALT — mucosal-associated lymphoid tissue).Лимфоциты MALT формируются в ходе эмбрионального развития аналогично остальным, но их выживание и поддержание мало зависит от центральных органов иммунной системы. Считается, что 50% тканевых лимфоцитов ассоциированы со слизистыми оболочками, что отражает их важную роль как основного места поступления чужеродного материала. По некоторым оценкам, общая площадь слизистых оболочек в 400 раз превышает площадь поверхности тела.

В лимфоидной ткани слизистых оболочек преобладают Т-лимфоциты и содержатся до 30% В-клеток, формирующих зародышевые фолликулы. В собственной пластинке слизистой оболочки преобладают активированные Т-лимфоциты, по преимуществу, хелперы. Здесь же обнаруживаются плазматические клетки, особенностью которых считается специализация на синтез IgA.

В региональных органах MALT системы происходит встреча антигена, проникающего через слизистые оболочки, со зрелыми иммунокомпентентны-ми клетками-лимфоцитами и развитие иммунного ответа.

Ассоциированная со слизистыми оболочками лимфоидная ткань обособлена от остальных периферических лимфоидных органов и способна при иммунных ответах реагировать как целое. Иммуно-компетентные клетки - лимфоциты этой системы постоянно циркулируют через кровоток, т.е. находятся в состоянии рециркуляции. При этом происходит обмен клетками между кровью, лимфой и лимфоидными органами. Благодаря этому, при иммунных ответах данная система реагирует как целое, т.е. местная сенсибилизация лимфоцитов в одном ее участке через некоторое время приводит к иммунному ответу по всей ее площади.

4. Особые субпопуляции лимфоцитов в печени, которые в качестве лимфоидного барьера ≪обслуживают≫ кровь воротной вены, несущей все внешние, всосавшиеся в кишечнике вещества.

5. Лимфоидная подсистема кожи, включающая в себя субпопуляцию особых диссеминированных внутриэпителиальных лимфоцитов кожи (IEL) и регионарные лимфатические узлы и сосуды лимфодренажа.

6. Периферическая кровь — транспортно-коммуникационный компонент иммунной системы.

Основные функции лимфоэпителиального глоточного кольца.

Все компоненты лимфоэпителиального глоточного кольца входят в состав единой иммунной системы, формируя иммунологическую резистентность организма. Ее создание осуществляется с участием следующих основных функций лимфаденоидного глоточного кольца:

защитной барьерной функции и местного иммунитета миндалин;

системного иммуного ответа, запущенного путем сенсибилизации лимфоцитов миндалин.

Защитная барьерная функция и местный иммунитет миндалин формируются за счет следующих факторов: 1) миграции фагоцитов, экзоцитоза и фагоцитоза; 2) выработки защитных факторов широкого спектра действия; 3) секреции антител.

Неспецифические факторы защиты лимфоэпителиального глоточного кольца-это:

фагоциты; секреторные иммуноглобулины; интерфероны; а также естественные антибиотики лейкоцитарного происхождения - катионные белки фагоцитов, обладающие бактерицидным и цитотоксическим эффектом (дефензины, лактоферрин и другие).

86. Пептидоглікан, його структура та функції.

Пептидогликан (также известный как муреин, мукопептид, гликопептид, глюкозамінопептид) — гетерополимер N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, сшитый через лактатные остатки N-ацетилмурамовой кислоты короткими пептидными цепочками. Важнейший компонент клеточной стенки бактерий.. Характерен только для бактерий (в клеточной стенке некоторых архей имеется аналог- псевдопептидогликан). Аминокислотный состав пептидных цепочек является систематическим признаком.

Ф-ції ПГ: надає ригідність (міцність) КС бак. і визначає форму бак.; механические функции, осмотической защиты клетки; выполняет антигенные функции (антигенна специфічність кл); створює барєр проникності для великих молекул(отвір від 1-4х4-5 нм); визначає поверхневий заряд кл. (бо має NH⁺ і COO^- групи)

Структура пептидогликана

ПГ – це поперечно зшитий гетеро полісахарид, що формує замкнутий мішок. ПГ побудований з гліканових ланцюгів, які складаються з димерів (дисахаридів), що повторюються: N-ацетилглюкозамина і N-ацетилмурамовой кислоты, зєднаних β-1,4-гликозидными звязками. Остатки N-ацетилмурамовой кислоты сшиты между собой при помощи коротких пептидов (сшивка производится ферментом транспептидазой).

N-ацетилглюкозамин - похідна глюкози, в мол. якої біля 2-го атома вуглецю приєднана аміногрупаз ацетильним залишком.

N-ацетилмурамова кислота– це N-Ac-Gl з’єднаний змолочною кислотою ефірним зв’язком. До карбоксильної групи мол.к-ти приєднані білкові пептидні ланцюги з 4-х АК – тетрапептиди. Типично пептидная цепочка содержит L-аланин, D-глутаминовую кислоту, мезо-диаминопимелиновую кислоту, L-лизин, D-аланин. Такая трёхмерная структура сообщает клеточной стенке бактерий прочность и защиту от осмотического лизиса.

Товщина 1-го шару ПГ – 1,5-2нм (у гр.(+)бак. 1-2 шари, у гр.(-)бак. 20-40 шарів)

Устойчивость пептидогликана

Пептидогликан характерен только для клеточной стенки бактериальных клеток, и поэтому является мишенью для многих антибактериальных средств.

Фермент лизоцим атакует β-1,4-гликозидные связи между остатками N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, вызывая гидролиз пептидогликана и лизис бактериальной клетки. Муроэндопептидазы разрушают пептидные цепочки, сшивающие нити полимера. β- лактамные антибиотики (напр. пенициллин, цефалоспорин) нарушают синтез пептидогликана, связываясь с транспептидазой. D- циклосерин нарушает синтез D-аланина из L-аланина, тем самым нарушая синтез пептидных цепочек. Механизм защиты от антибиотиков может заключаться в мутации в гене транспептидазы (изменяя сродство пеницилина к транспептидазе), синтез β-лактамаз (расщепляют β-лактамное кольцо антибиотика), мутации, изменяющие проницаемость мембраны для D- циклосерина.

89. Протопласти, сферопласти та L-форми бактерій.

При руйнуванні ПГ утв-ся субклітинні форми (без КС):

Протопласты . бактерии, полностью лишенные клеточной стенки. Протопласты образуются при растворении лизоцимом стенок грамположительных микроорганизмов (стафилококков, микрококков, сарцин, бацилл). Протопласты сохраняются жизнеспособными в гипертонической среде, например в 0,3 М растворе сахарозы. В этих условиях они извлекают энергию, синтезируют нуклеиновые кислоты, аминокислоты, белки и ферменты, а также растут, хотя в 2 раза медленнее целых клеток. Однако по сравнению с целыми клетками у протопластов отмечают и ряд дефектов, связанных с отсутствием клеточной оболочки. К ним не фиксируется бактериофаг, они не реагируют с антиоболочечными сыворотками, не имеют диамннопимелиновой кислоты, редко реверсируют в нормальные палочковидные формы. У палочковидных грамположительных микро-орпшишов после лизиса оболочки часто освобождается сразу не-гмшп.ко протопластов. Этот факт позволил считать, что многие грамположительные палочки шероховатого типа и кокки многоклеточны.

сферопласты - бактерии с частично сохранившейся клеточной стенкой. Сферопласты — сферические структуры, сходные с протопластами, но отличающиеся от них сохранением некоторой части стенки. Поэтому сферопласты способны адсорбировать бактериофаг, размножаться, реагировать с антистеночной сывороткой и реверсировать в исходную форму после устранения факторов, обусловивших образование данных структур. Образуются сферопласты при обработке грамотрицательных бактерий пенициллином, в результате чего утрачивается способность образовывать внутренний слой стенки, содержащий мукопептиды и придающий бактериям ригидность. После удаления ингибитора синтеза клеточной стенки такие измененные бактерии могут реверсировать, т. е. приобретать полноценную клеточную стенку и восстанавливать исходную форму.

Бактерии сферопластного или протопластного типа, утратившие способность к синтезу пептидогликана под влиянием антибиотиков или других факторов и способные к размножению, называются L-формами.

L -формы — микроорганизмы в виде больших телец. L-формы могут возникать и в результате мутаций. Они представляют собой осмотически чувствительные, шаровидные, колбовидные клетки различной величины, в том числе и проходящие через бактериальные фильтры. L-формы могут образовывать многие бактерии -г- возбудители инфекционных болезней.

L -формы образуются в культурах микроорганизмов спонтанно или в средах с пенициллином. И мягком агаре с 10% сыворотки L-формы образуют два типа колоний: ревертирующие (состоят из больших сферических структур размером от 2 до 10 мкм. В отсутствие пенициллина в среде сферические микроорганизмы реверсируют в палочковидные нормально размножающиеся формы) и неревертитующие (имеют форму мелких гранул они не реверсируют лишены оболочки и восстановить ее не могут).

30%-пая желчь резко повышает реверсию L-форм в палочковидное состояние.

90. Охарактеризуйте сучасні типи вакцин.

Живі (атенуйовані) вакцини: представляють собою препарати, які містять живі мікроорганізми. При цьому протективні антигени перебувають у складі цих мікроорганізмів і постійно продукуються ними в процесі паразитування. Вакцинний штам отримують методом аттенуаціі - спрямованого зниження вірулентних властивостей патогенного мікроорганізму. Бактеріальні живі (атенуйовані): Туберкульозна, чумна, Туляремійна, бруцельзна, проти Ку-лихоманки, сибірської виразки та ін. Вірусні: Проти віспи (на основі віспи корів), кору, поліомієліту, проти жовтої лихоманки, грипу, паротиту та ін. Титри антитіл починають реєструватися, як правило, з 8-10 дня і досягають свого максимуму на 25-50 день після вакцинації. Потім титр поступово знижується і може підтримуватися протягом декількох років.

Убиті (корпускулярні) вакцини: представляють собою препарати, в яких основним дієвим компонентом є вбиті мікробні клітини збудника. Cтруктурна одиниця вакцини представляє корпускулу - цільну мікробну клітину або віріон. Якщо мікробна клітина або віріон роздроблені на декілька великих субодиниць, такі вакцини називають убитими субодиничними вакцинами.

Основним діючим початком убитих вакцин служать теж протективні антигени, які перебувають у структурі мікробних клітин або вірусів. Однак, на відміну від живих вакцин, вони не відтворюються в організмі, а надходять в нього одноразово або всього кілька разів. Формується імунна відповідь і імунологічна пам'ять значно нижча, ніж при вакцинації живими вакцинами. Специфічні антитіла можна виявити в крові вакцинованих вже на 6-7-й день, а свого максимуму вони досягають на 15-20-й день. Антитіла можуть реєструватися в крові протягом півтора років, а іноді й довше.

Молекулярні (хімічні) вакцини: Протективні антигени використовуються в них у вигляді окремих, як правило, розчинних молекул. Ці молекули витягуються з мікробної клітини або віріона за допомогою різних хімічних екстрагуючих речовин (рідше використовуються фізичні методи).

В якості молекулярних вакцин можуть розглядатися й анатоксини, що представляють собою інактивовані розчинні токсини бактерій.

Протективні антигени або їх фрагменти, які використовуються для конструювання молекулярних вакцин, можуть бути синтезовані штучно. Динаміка імунної відповіді на молекулярні вакцини характеризується швидким розвитком (пік відповіді на 12-17-й день) і таким же швидким згасанням.

Комплексні вакцини: створюють імунну стійкість відразу до декількох інфекційних хвороб. Для цього в них використовують протективні антигени різної специфічності. Джерелами протективних антигенів можуть служити як живі, так і вбиті корпускули мікроорганізмів. Протективниі антигени можуть бути також використані і в очищеній молекулярній формі.

У більшості випадків живі вакцини комбінують з живими вакцинами, а вбиті (корпускулярні) вакцини можна комбінувати один з одним і з молекулярними вакцинами.

Особливо нераціонально використовувати в одному складі вакцини, які розвивають імунну відповідь до різних типів - клітинного та гуморального. Це пов'язано з тим, що клітини імунної системи, що виділяють при цьому різні цитокіни, можуть супресіювати один одного.

Виробництво саме комплексних вакцин сьогодні є найбільш популярним комерційним напрямком в вакцинології.

Вакцини, отримані нетрадиційними методами:

Днк-вакцини (Основна - чиста ДНК збудника, яка кодує епітопи протективних антигенів. У послідовність її основ включається підходящий промотор. Така структура ДНК може проникати в клітину господаря і вбудовуватися в її геном. У результаті клітина експресує на своїй поверхні епітопи збудника в складі молекул МНС.

Мукозальні вакцини (Ці вакцини мають здатність проникати через слизову оболонку травного тракту.

Вакцини, що містять молекули МНС (молекулярні конструкції, у яких епітопи протективних антигенів вбудовані в комплекс молекул гістосумісності)

Антиідіотипові вакцини (використання препаратів антиідіотипічних антитіл. Цей напрямок залишається більше теоретичним.

Вакцини з рослин (гени, що кодують протективні антигени (або їх фрагменти), вбудовуються в геном рослини. Така трансгенна рослина синтезує у своєму складі протективні антигени збудників. Ці антигени можна виділити, очистити і використовувати як звичайні молекулярні вакцини.

90. Дендритні клітини. Походження. Властивості.

Дендритні клітини (Dendritic cells (DCs)) – це гетерогенна популяція антиген-презентируючих клітин кістково-мозкового походження.

Морфологічно дендритні клітини – великі клітини (15-20 мкм) круглої, овальної або полігональної форми, екцентрично розташованим неправильної форми ядром, численними розгалуженими відростками мембрани, типові клітинні органели. Фагосоми відсутні, оскільки клітки практично не володіють фагоцитарної активністю.

Дендритні клітини належать до унікальних антигенпрезентуючих клітин, які поглинають антигени, процесують їх і представляють разом з молекулами МНС І або ІІ у вторинних лімфоїдних органах для “ознайомлення” “нативних” Т-клітин або активації Т-клітин з властивостями натуральних кілерів і НК-клітин. Дендритні клітини є надзвичайно важливою ланкою між природним імунітетом і адоптивним імунітетом, здатні активувати первинну і вторинну імунну відповідь, індукувати розвиток імунологічної пам’яті. На відміну від інших антигенпрезентуючих клітин, дендритні клітини володіють декількома іншими механізмами, що дозволяють їм представляти антигени в комплексі не тільки з молекулами МНС ІІ класу, але і з МНС І класу, що є ключовим моментом для потужної генерації цитотоксичних лімфоцитів, здатних інактивувати клітини пухлини. Важлива властивість дендритних клітин - їх здатність стимулювати лімфоцитів проліферацію.

Дендритні клітини експресують набір поверхневих молекул, характерних для інших антигенпредставляючих клітин:

* Рецептори для компонентів клітинної стінки і нуклеїнових кислот мікроорганізмів, у тому числі рецептори до компонентів комплементу і toll-like рецептори;

* Молекули II класу гістосумісності (ГКС, MHC);

* Костімуляторні молекули CD40, B7 1 / 2 (CD80, CD86), B7-DC, B7-H1;

* Молекули міжклітинної адгезії (ICAM-1).

У людини виділяють дві субпопуляції дендритних клітин

* Мієлоїдні дендритні клітини (myeloid DCs (mDCs)) – названі так тому, що відбуваються із загального мієлоїдного гомеопатичного попередника. Локалізовані в різних органах і тканинах, де захоплюють мікроорганізми, чужорідні білки шляхом Фаго-і піноцитозу, після чого експресують антигенну детермінанту в комплексі з молекулами MHC II класу. Потім дендритні клітини мігрують в регіональні лімфовузли, де стимулюють проліферацію і диференціювання антигенспециіфчних Т-лімфоцитів, тим самим ініціюючи і стимулюючи імунну відповідь. Специфічними маркерами мієлоїдних дендритних клітин крові є молекули BDCA-1 (CD1c), BDCA-3. Мієлоїдні ДК не експресують маркери інших клітин імунної системи, таких як CD14 (моноцити, макрофаги і нейтрофіли), CD3 (Т-лімфоцити), CD19, CD20 (B-лімфоцити), CD56, CD57 (природні кілери), CD66b (гранулоцити). У відповідь на стимуляцію індукторами дозрівання, мієлоїдні

дендритні клітини продукують переважно цитокіни Th1 спектру, включаючи ІЛ-6, ІЛ-12, ФНП-альфа та ІНФ-гама.

* Плазмоцітоідние дендритні клітини (plasmacytoid DCs (pDCs)), Ці клітини – лімфоїдного походження і морфологічно нагадують плазматичні клітини. pDCs – основна субпопуляція ДК крові. pDCs експресують TRL-9, лігандами якого є CpG-олігонуклеотиди бактеріальної ДНК. ГДК секретують у великих кількостях інтерферони I типу (α і β), а також ІЛ-4 та ІЛ-10, які перемикають диференціювання нульових Т-хелперів в Т-хелпери 2 типу. До маркерів плазмацитоїдних дендритних клітин відносять молекули BDCA-2, BDCA-4.

Дендритні клітини знаходяться в плеврі, міжальвеолярних перегородках, перибронхіальній сполучної тканини, в лім-фоідной тканини бронхів. Дендритні клітини, диференціюючись з моноцитів, досить рухливі і можуть мігрувати в міжклітинній речовині сполучної тканини. У легенях вони з'являються перед народженням.

90. Хімічний склад, ультраструктура та функції цитоплазматичної мембрани у прокаріот.

Цитоплазматическая мембрана является трехслойной структурой и окружает наружную часть цитоплазмы бактерий. Это основной баръер между цитоплазмой и внешне средой. За хим.составом – это белково-липидный комплекс, в котором белки составляют 50-75%, липиды 15-45%, а углеводи до 5%. По структуре она похожа на цитоплазматическую мембрану клеток животных; состоит из двойного слоя липидов, главным образом фосфолипидов: фосфатидилэтаноламин, фосфатидилглицерин, дифосфотилглицерин, но основная часть – это фосфатидная к-та). В слой липдов встроены поверхностные и интегральные белки, как бы пронизывающие насквозь структуру мембраны. Некоторые из них являются пермеазами, участвующими в транспорте веществ. Если клетки теряют первуй фосфолипид (фосфотидилэтаноламин ~50%), то также полностью теряют жизнеспособность. Соотншение других двух фосфолипидов (2-го и 3-го) может изменитбся, но эти изменения существенно не отобразятся на ф-циях ЦПМ.

ЖК у большинства прокаріот в основном ненасыщеные или молонасыщеные и состоят из 16-18 атомов углерода. Полиненасыщеные ЖК бактерій отсутствуют (исключение – цианобак.). Среди уникальных ЖК – циклопропановые ЖК, которые состоят из 1-го или 3-х членних колец. Набор ЖК в мембране – это строго видоспецифический признак.

Білки, якы вмонтовані в ЦПМ, як правило, ферменти. В залежності від хар-ру та розташування зв’язку з ліпідним бішаром, білки умовно поділяють на: 1) інтегральні – повністю занурені в мембр., досить рідко вони здатні пронизувати її наскрізь, міцно зв’язані з ліпідами гідрофобними зв’язками; 2) периферичні – частково занурені в гідрофобну ділянку; 3) поверхневі – розташ. поза тембр-ю, і їх зв'язок зумовлений електростатичними взаємодіями.

Ф-ции ЦПМ:

Цитоплазматическая мембрана является динамической структурой с подвижными компонентами, поэтому ее представляют как мобильную, текучую структуру.

ЦПМ поддержевает целосность клетки.

Является основным баръером, котрый обеспечивает выборочное проникновение в кл. и выход из нее веществ и ионов. Она участвует в регуляции осмотического давления, транспорте веществ и энергетическом метаболизме клетки (за счет ферментов цепи переноса электронов, АТФ-азы и др.).

ЦПМ играет роль в энергетическом обмене кл

На внутр.поверхности ЦПМ локализированы участки, к которым прикрепл-ся ДНК перед делением – ф-ция деления.

В ЦПМ размещ. ферменты, которые катализируют конечные этапы синтеза КС и некоторых веществ.

В ЦПМ локализ-ся рецепторы, которые обеспечивают таксис бак-й.

Нарушить целосность ЦПМ можна с помощью АБ, которые связываются с фосфолипидами и нарушают их проницаемость.

При избыточном росте по сравнению с ростом клеточной стенки Цитоплазматическая мембрана образует инвагинаты, т.е. впячивания в виде сложно закрученных мембранных структур, называемых мезосомами. Менее сложно закрученные структуры называются внутрицитоплазматическими мембранами. Роль мезо-сом и внутрицитоплазматических мембран до конца не выяснена. Полагают, что они участвуют в делении клетки, обеспечивая энергией синтез клеточной стенки, секреции веществ, спорообразовании, т. е. в процессах, сопровождающихся большой затратой энергии. Цитоплазма бактерий занимает основной объем клетки и состоит из растворимых белков.

90. Фактори противірусного імунітету та шляхи його посилення.

На первом этапе инфекции вирусу противостоят неспецифические защитные механизмы . Физическую защиту обеспечивают ороговевающий эпителий кожи и секреты, омывающие поверхность слизистых. После проникновения вируса внутрь клетки важную роль в обеспечении местного иммунитета играют интерфероны и другие цитокины , вырабатываемые зараженными клетками. Вирусные белки, экспрессируемые на клеточной поверхности в комплексе с антигенами HLA , служат мишенью для несущих соответствующие рецепторы Т-лимфоцитов . Гибель зараженных вирусом клеток сопровождается выделением цитокинов , медиаторов воспаления и антигенов, которые вызывают миграцию в очаг первичной инфекции лейкоцитов и развитие воспаления . Особое значение для сдерживания вирусной инфекции в первые дни после заражения имеют интерфероны и NK-лимфоциты . Гранулоциты и макрофаги обеспечивают фагоцитоз и разрушение вирусов, особенно после начала выработки антител .

К концу первой - началу второй недели после заражения наблюдается активация гуморального и клеточного иммунитета : появляются антитела к вирусу; накапливаются специфичные к данному вирусу лимфоциты CD4 ( Т-хелперы ), ограниченные по HLA класса II , и лимфоциты CD8 ( цитотоксические Т-лимфоциты ), ограниченные по HLA класса I .

между второй и третьей неделями происходит переключение синтеза классов иммуноглобулинов (с IgM на IgG ), и на поверхности слизистых появляются специфичные к данному вирусу IgA . Антитела нейтрализуют вирусы, связываясь с их поверхностью и тем самым предотвращая адсорбцию вирусов на клеточной поверхности или их проникновение внутрь клетки. Нейтрализующая способность антител обычно усиливается в присутствии комплемента .

Клетки, зараженные вирусами, имеющими внешнюю оболочку, обычно содержат гликопротеиды внешней оболочки вируса в составе клеточной мембраны. Такие клетки могут лизироваться антителами к вирусным гликопротеидам при участии комплемента. Выработка антител и накопление лимфоцитов CD4 и CD8 обычно продолжаются в течение нескольких месяцев после первичной инфекции, а небольшое количество клеток памяти надолго сохраняется в организме. При повторном контакте с возбудителем клетки памяти начинают быстро пролиферировать, обеспечивая быструю выработку антител и препятствуя заражению тем же вирусом. Т-лимфоциты , вероятно, обеспечивают более кратковременную иммунологическую память, и поэтому вторичный клеточный иммунный ответ развивается медленнее, чем вторичный гуморальный ответ , особенно если между первичной инфекцией и повторным контактом с возбудителем прошло много лет.

Складовою частиною неспециф-х є інтерферон — індуцибельний білок. Інтерферон діє на внутрішньоклітинні етапи репродукції широкого кола РНК і ДНК-вмісних вірусів, пригнічуючи трансляцію вірусних інформаційних РНК та їхній біосинтез. На репродукцію вірусу діє не сам інтерферон, а противірусний білок, синтез якого в клітинах індукується інтерфероном.

На даний час описано 3 класи інтерферонів, які поділяють за антигенною специфічністю: інтерферони альфа, бета та гамма інтерферону (лейкоцитарного, фібробластного й імунного типу відповідно).

За сучасними даними, провідна роль у регуляції противірусного імунітету

належить гамма-інтерферону (ІФН-гамма), який має універсальну імуномодулюючу дію.

У захисті організму від вірусних інфекцій фагоцитоз відіграє важливу роль, але виявляється фагоцитозом не віріонів, а інфікованих ним чуттєвих клітин, еритроцитів, тромбоцитів і інших часток, доступних для фагоцитозу. Звільнення крові від сторонніх часток і бактерій (кліренс) здійснюється макрофагами печінки (купферовські клітини) і червоною пульпою селезінки, причому швидкість очищення крові від вірусів залежить як від біологічних властивостей вірусів (їх розмірів, вірулентності) і величини дози, так і від ступеня резистентності організму, активності його клітинних і гуморальних факторів імунітету. Специфічні противірусні антитіла викликають агломерацію віріонів і їх опсонізацію. Такі нейтралізовані антитілами агломерати віріонів захоплюють макрофаги і перетравлюють їх. Комплемент підвищує міцність зв'язку антитіл з вірусами, сприяє укрупненню агломерату віріонів, їх опсонізації, кліренсу (очищенню) крові і фагоцитозу. Однак на відміну від бактерій віруси більш стійкі до ферментів фагоцитів, тому процес перетравлювання їх фагоцитами відбувається не у всіх випадках. У процесі імунізації організму макрофаги піддаються специфічній перебудові. Вона виражається в їх здатності більш швидко руйнувати вірус, що піддається фагоцитозу.

Нині розроблені методи, що дають змогу створювати штучний імунітет. Активний штучний імунітет виробляється в результаті введення в організм ослаблених або вбитих збудників інфекції. Це викликає легку форму хвороби, під час якої в організмі утворюються специфічні антитіла і людина стає несприйнятливою протягом тривалого часу до того захворювання, проти якого було зроблено щеплення.

Пасивний імунітет створюють введенням в організм лікувальних сироваток, що містять готові антитіла проти збудників хвороб. Цей імунітет зберігається впродовж кількох місяців.

Гуморальні фактори, неспецифічної резистентності. Інгібітори сироваток крові. Крім антитіл — специфічного фактора противірусного імунітету — організм виробляє особливі вірусотропні речовини — інгібітори, здатні взаємодіяти з вірусами і придушувати їх активність. Сироваткові інгібітори мають широкий діапазон дії: одні придушують гемаглютинуючі властивості вірусів, інші — їх цитопатогенну дія, треті — їх інфекційну активність.

94. Макрофаги. Їх характеристика

Макрофáги (от греч. makrós — большой, и греч. phágos (синонимы: гистиоцит-макрофаг, гистофагоцит), полибласты, клетки мезенхимальной природы в животном организме, способные к активному захвату и перевариванию бактерий, остатков погибших клеток и других чужеродных или токсичных для организма частиц.

К макрофагам относят моноциты крови, гистиоциты соединительной ткани, эндотелиальные клетки капилляров кроветворных органов, купферовские клетки печени, клетки стенки альвеол лёгкого (лёгочные макрофаги) и стенки брюшины (перитонеальные макрофаги).

Установлено, что у млекопитающих предшественники Макрофагов образуются в костном мозге. Активными фагоцитарными свойствами обладают также клетки ретикулярной ткани кроветворных органов, объединяемые с макрофагами в ретикуло-эндотелиальную (макрофагическую) систему, выполняющую в организме защитную функцию.

Мононуклеарные фагоциты (макрофаги) составляют наиболее важную группу способных к фагоцитозу долгоживущих клеток.

Тканевые макрофаги и их предшественники - моноциты , промоноциты и монобласты - образуют систему мононуклеарных фагоцитов . Макрофаги имеют много общих функций с нейтрофилами . Кроме того, макрофаги в качестве секреторных клеток участвуют во многих сложных иммунных и воспалительных реакциях, в которых не участвуют нейтрофилы.

Моноциты, как и нейтрофилы, покидают сосудистое русло путем диапедеза , но дольше циркулируют в крови: их период полуциркуляции составляет от 12 до 24 ч. После того как моноциты попадают в ткани, они превращаются в макрофаги, выполняющие специфические функции в зависимости от анатомической локализации. Особенно богаты этими клетками селезенка , печень , костный мозг и легкие , где функция макрофагов состоит в удалении из крови микроорганизмов и других вредных частиц.

Альвеолярные макрофаги , купферовские клетки , клетки микроглии , дендритные клетки , макрофаги селезенки, брюшины, костного мозга и лимфоузлов - все они выполняют специфические функции.

Мононуклеарные фагоцитов выполняет две основные функции, осуществляемые двумя разными типами клеток костномозгового происхождения:

- "профессиональными" макрофагами, главная роль которых - устранение корпускулярных антигенов, и

- антигенпрезентирующими клетками (АПК) , роль которых заключается в поглощении, процессинге и представлении антигена T-клеткам.

Макрофаги образуются из промоноцитов костного мозга , которые после дифференцировки в моноциты крови задерживаются в тканях в виде зрелых макрофагов, где и формируют систему мононуклеарных фагоцитов . Особенно высоко их содержание в печении медулярных синусах лимфатических узлов .

Роль макрофагов в иммунитете исключительно важна - они обеспечивают фагоцитоз , переработку и представление антигена T-клеткам. Макрофаги вырабатывают ферменты, некоторые белки сыворотки , кислородные радикалы , простагландины и лейкотриены , цитокины ( интерлейкины , фактор некроза опухолей и другие). Макрофаги секретируют лизоцим, нейтральные протеазы, кислые гидролазы, аргиназу, многие компоненты комплемента, ингибиторы ферментов ( антиактиватор плазминогена , альфа2-макроглобулин ), транспортные белки ( трансферрин , фибронектин , транскобаламин II ), нуклеозиды и цитокины ( ФНО альфа , ИЛ-1 , ИЛ-8 , ИЛ-12 ).

Макрофаги продуцируют также активные формы кислорода , производные арахидоновой кислоты , фактор активации тромбоцитов , хемокины , колониестимулирующие факторы , факторы, стимулирующие пролиферацию фибробластов и разрастание мелких сосудов. Макрофаги регулируют пролиферацию лимфоцитов, разрушают опухолевые клетки, вирусы и некоторых бактерий ( Mycobacterium tuberculosis , Listeria monocytogenes ). В уничтожении внутриклеточных паразитов макрофагам принадлежит ключевая роль. Для этого они сливаются в гигантские клетки, которые под влиянием провоспалительных цитокинов объединяются в гранулемы. Образование гигантских клеток, возможно, регулирует интерферон гамма .

Основная функция макрофагов сводится к борьбе с теми бактериями, вирусами и простейшими, которые могут существовать внутри клетки-хозяина, при помощи мощных бактерицидных механизмов, которыми обладают макрофаги.

Таким образом, макрофаги являются одним из орудий врожденного иммунитета . Кроме того макрофаги наряду с B - и T-лимфоцитами участвуют и в приобретенном иммунном ответе , являясь "дополнительным" типом клеток иммунного ответа: макрофаги являются фагоцитирующими клетками, чья функция - "проглатывание" иммунногенов и процессирование их для представления T-лимфоцитам в форме, пригодной для иммунного ответа..

В отличие от лимфоцитов, макрофаги не обладают способностью специфичного узнавания. Кроме того, макрофаги, по-видимому, отвечают за индукцию толерантности

При аутоиммунных заболеваниях макрофаги удаляют из крови иммунные комплексы и другие иммунологически активные вещества.

Макрофаги участвуют в заживлении ран , удалении отживших клеток и образовании атеросклеротических бляшек .

95. Центральні та периферичні лімфоїдні органи, їх будова, розташування, функції. Кістковий мозок і його особливості як органа імунної системи. Фабрицієва сумка.

До первинних (центральних) лімфоїдних органів відносять тимус (вилочкову залозу), кістковий мозок, во внутриутробном периоде - также печень; пеєрові бляшки в кишковику, и т.з. фабріцієву сумку у птахів. Знаходячись в цих органах, лімфоцити піддаються певному відбору, і дозрівають тільки ті з них, які реагують на чужорідні речовини (антигени), а не на нормальні тканини організму.

Загруднинна залоза (thymus) ( тимус ) - лимфо-эпителиальный орган - расположен у млекопитающих в грудной полости над сердцем. Он состоит из двух основных долей, которые делятся на мелкие дольки, основа которых образована переплетением эпителиальных клеток. Орган в целом и отдельные дольки заключены в соединительнотканную капсулу, внутренняя полость которой включает эпителиальную сеть, заполненную лімфоцитами. В каждой дольке ясно выявляются два слоя: кора с плотной упаковкой малых тимоцитов (кортекс) и мозговое вещество (медулла), где количество тимоцитов знижено.

Т. належить до центральних органів імунного захисту, кровотворення, в якому відбувається диференціація Т-лімфоцитів, які проникли сюди з током крові з кісткового мозку. Тут виробляються регуляторні пептиди ( тимозин, тимулін, ттмопоетин ), які забеспечують розможення і дозрівання Т-лімфоцитів у центральних і периферійних органах кровотворення, а також низку біологічних активних речовин: інсуліноподібний фактор, який зменшує рівень цукру в крові, кальцитоніноподібний фактор, який знижує рівень кальцію в крові, та фактор росту, що забеспечує ріст тіла.

Костный мозг локализован во внутренней полости трубчатых костей и представляет собой тканевое объединение ретикулярной стромы, плотно упакованных гемопоэтических и лимфоидных клеток, а также разветвленной сети капилляров.

Кардинальная особенность костного мозга состоит в том, что он служит основным источником стволовых кроветворных элементов как для миелоидного (кроветворного), так и для лимфоидного ростков дифференцировки. Все клетки иммунной системы происходят из стволовых клеток костного мозга , которые дифференцируются в лимфоциты , гранулоциты , моноциты , эритроциты и мегакариоциты . В костном мозге происходит раннее, антигеннезависимое созревание и дифференцировка В-лимфоцитов .

Костный мозг оценивается как первичный орган иммунной системы, поскольку является источником В-клеток для вторичных лимфоидных образований периферии - в основном для селезенки и, в меньшей степени, для лимфатических узлов .

Основное назначение костного мозга - продукция клеток крови (кроветворение) и лимфоцитов Кроме развивающихся B-клеток в постнатальном костном мозге присутствуют зрелые плазматические и T-клетки . Следовательно, у человека костный мозг функционирует и как важный вторичный лимфоидный орган .

Печень. У плода образование эритроцитов происходит в печени, но постепенно эту функцию берут на себя клетки костного мозга . После этого печень начинает играть прямо противоположную роль - участвует в разрушении эритроцитов и гемоглобина .

вторинні лімфоїдні органи і включають лімфатичні вузли, селезінку, лімфоїдні тканини кишковика, а також скупчення лімфоцитів, розкидані в багатьох органах і тканинах. Кожен вторинний лімфоїдний орган містить як B-, так і Т-клітки. Периферические органы не вовлечены в клональную селекцию лимфоцитов и мало влияют на их клональное разнообразие, однако в них протекают экспансия и антигензависимая дифференцировка клонов, а также формируются основные функции зрелых клеток, составляющие собственно иммунный ответ. В периферических органах формируются эффекторные клетки иммунного ответа и осуществляется <иммунологическое запоминание>.

Лімфатичні вузли - невеликі залози у формі зерна квасолі, яке складається в основному з лімфоцитів, лімфи та з'єднувальної тканини. Размеры узлов у человека в условиях нормы колеблются от 3 до 30 мм. Лімфатичні вузли знаходяться у різних частинах тіла і необхідні для нормальної роботи імунної системи. Вони пов'язані між собою із іншими органами лімфатичної системи лімфатичними судинами. Как и в тимусе, в лимфатическом узле различают корковый слой, расположенный по периферии и организованный в первичные и вторичные фолликулы, и мозговое вещество, находящееся в центре узла. Корковый слой узла является местом концентрации В-клеток . Это так называемая тимуснезависимая зона, или В-зона. Мозговое вещество представлено относительно слабо упакованными лимфоцитами , плазмоцитами , свободными макрофагами и ретикулярными клетками стромы. Область между корой и мозговым веществом (паракортикальная территория) - место концентрации Т-клеток . Около 70% клеток лимфатических узлов представлено Т-клетками , среди которых около 30% составляют T-киллеры (CD8+) и около 40% - T-хелперы (CD4+) На долю В-клеток приходится около 28% от общего количества всех лимфоцитов узла. Защита от антигенов в лимфатических узлах (иммунный ответ) складывается из секреции антител в кровоток и из местных клеточных реакций. В центрах размножения помимо В-лимфоцитов различной степени зрелости хорошо представлены дендритные клетки , входящие в состав стромы, и свободные макрофаги с выраженной фагоцитарной активностью.

Селезі́нка (lien, splen) — непарний, видовженої форми периферійний орган лімфоїдного кровотворення та імунного захисту, розміщений глибоко в задній частині лівого підребер'я. Довжина селезінки становить 10-12 см, ширина 8-9 см, товщина 4-5 см, маса 150—200 г. Селезінка проектується на грудну клітку між 9 і 11 ребром, довга вісь її розміщена косо і в більшості випадків відповідає напрямку 10 ребра. На свежих срезах селезенки лимфоидная ткань , образующая белую пульпу, представляет собой округлые или удлиненные серые участки среди заполненной эритроцитами красной пульпы, содержащей макрофаги и пронизанной венозными синусоидами. Как и в лимфатических узлах, T- клеточные области и B-клеточные области селезенки разделены.

Основні функції селезінки:

Формирование гуморального иммунного ответа в виде продукции специфических иммуноглобулинов связано, главным образом, с селезенкой.

Селезенка служит резервуаром для эритроцитов , и также, как и печень , удаляет из крови старые эритроциты (елімінація еритроцитів і тромбоцитів, які завершили свій життєвий цикл)

депонування крові та заліза

розмноження і антигензалежна диференціація лімфоцитів та утворення антитіл (образует новые лимфоциты в ответ на попавшие из кровотока чужеродные антигены , особенно корпускулярные. Плазмобласты и зрелые плазматические клетки)

вироблення біологічно активних речовин, які пригнічують еритропоез в червоному кістковому мозку

в ембріональному періоді селезінка є універсальним кровотворним органом, в якому утворюються всі формені елементи крові

Фабрициева сумка (Bursa fabricii) — лимфоэпителиальный орган, расположенный в задней части клоаки у птиц. Представляет собой кожистое мешковидное углубление, открывающееся в самую нижнюю часть клоаки птиц со спинной стороны. Фабрициева сумка хорошо развита у всех молодых птиц до наступления половой зрелости, подвергается редукции у взрослых (в возрасте 8-9 мес) (за исключением нанду). Фабрициева сумка представляет собой кожистое мешковидное углубление, открывающееся в самую нижнюю часть клоаки птиц со спинной стороны. Стенка сумки состоит из перитонеального покрова, слоя неправильно перекрещивающихся гладких мышечных волокон и слизистой оболочки, в толще которой залегают замкнутые фолликулы. Просвет сумки выстлан цилиндрическим эпителием, подобным эпителию кишечника. Непосредственно за эпителиальным слоем располагаются узелки (дольки), общее строение которых напоминает организацию долек тимуса. Кора представлена в основном плотным скоплением малых лимфоцитов. Более светлое мозговое вещество включает большие лимфоциты, плазматические клетки, макрофаги, гранулоциты, ретикулярные клетки. Эпителиальные клетки органа образуют сеть, переходящую в эпителиальные покровы просвета органа. В отличие от тимуса и других лимфоидных органов в узелках сумки корковый слой отделен от медуллярного основной мембраной.

Функции

В середине 60-годов утвердилось мнение, что Фабрициева сумка выполняет роль центрального органа иммунитета, являясь поставщиком В-клеток для периферии. Были предприняты даже попытки найти аналогичный орган у млекопитающих, исключая костный мозг. Действительно, фабрициева сумка является местом активного образования антителопродуцентов. Однако исключительность этого органа для В-системы иммунитета не подтвердилась[источник не указан 373 дня].

96. Загальна схема гемопоезу. Шляхи гемопоезу і основні типи клітин, що утворюються в процесі гемопоезу. Гемопоез в ембріональному періоді розвитку. Гемопоез у новонароджених та дорослих.

В норме скорость образования клеток крови равна скорости разрушения, но в ответ на увеличение потребности один или несколько клеточных ростков гиперплазируются .

поддержание постоянства состава крови требует непрерывного образования новых клеток. Этот процесс называется кроветворением. Он обеспечивается стволовыми кроветворными клетками - небольшой (0,01-0,05%) фракцией костномозговых клеток, из которых возникают все клетки крови.

Гематопоэз это процес генерации зрелых клеток крови , которых за день организм человека производит не много не мало 400 миллиардов. Гематопоэтические клетки происходят от очень небольшого числа тотипотентных стволовых клеток , которые дифференцируются, давая все линии клеток крови. Тотипотентные стволовые клетки наименее специализированы. Более специализированы плюрипотентные стволовые клетки. Они способны дифференцироваться, давая только определенные линии клеток. Образование кровяных клеток (гемопоэз) по необходимости подвергается сложному контролю, при котором количество клеток каждого типа регулируется индивидуально, в соответствии с меняющимися потребностями. Различают две популяции плюрипотентных клеток - лимфоидные и миелоидные.

Лимфоидные плюрипотентные клетки дают при дифференцировке В- и Т-лимфоциты, НК-клетки.

Миелоидные -дают множество клеток, включая эритроциты, нейтрофилы, моноциты, переходящие в макрофаги, дендритные клетки, эозинофилы, базофилы и мегакариоциты, дающие в свою очередь тромбоциты. Эти клетки являются зрелыми. Они уже неспособны к пролиферации. Между плюрипотентными и зрелыми клетками находятся еще более, чем плюрипотентные клетки, специализированные прогениторные клетки (progenitor cells). Однако они также способны к значительной пролиферации.

• У кiстковому мозку можна знайти рiзнi за морфологiчними ознаками типи гемопоетичних клiтин - колонiєутворювальних одиниц (КУО) , якi утворюються з плюропотентної стовбурової кровотворної клiтини (СКК).

• Розрiзняють кiлька типiв КУО залежно вiд напряму та стадій диференцiювання СКК:

• КУО-ГЕММ (гранулоцитарно еритроцитарно-моноцитарно-мегакарiоцитарна КУО) - попередник усього мiєлоїдний ряду:

- КУО-Е — попередники еритроцитiв

- КУО-Т — попередники тромбоцитiв (мегакарiоцити)

- КУО-МГ — попередники моноцитiв i гранулоцитiв:

- КУО-М - попередники моноцитiв i

- КУО-Г - попередники гранулоцитiв

• КУО-Л — попередники лімфоцитів

Схема гемопоезу

ПОЯСНЕННЯ

Развитие клеточных элементов костного мозга начинается от плюрипотентной гемопоэтической стволовой клетки (ГСК) , которая дает начало шести росткам

1) Мегакариоцитарному, заканчивающемуся образованием тромбоцитов .

2) Эритроидному, приводящему к формированию безъядерных, переносящих кислород эритроцитов крови;

3) Гранулоцитарному - с тремя дополнительными направлениями дифференцировки, заканчивающимися образованием трех самостоятельных клеточных типов: базофилов , эозинофилов и нейтрофилов . Эти клетки принимают непосредственное участие в процессах воспаления и фагоцитоза и являются, таким образом, участниками неспецифической формы защиты .

4) Моноцитарно-макрофагальному. На территории костного мозга дифференцировка в данном направлении завершается образованием моноцитов , мигрирующих в кровь; окончательные зрелые их формы в виде тканевых макрофагов локализуются в различных органах и тканях, где они получили специфические названия: гистиоциты соединительной ткани, звездчатые ретикулоциты печени, макрофаги селезенки, макрофаги лимфатических узлов, перитонеальные макрофаги, плевральные макрофаги, клетки микроглии нервной ткани.

5) Т-клеточному. Данный росток дифференцировки на территории костного мозга проходит только самый начальный этап развития: формирование предшественника Т-клеток (пре-Т-клеток) от лимфоидной стволовой клетки; основные события по созреванию различных субпопуляций клоноспецифических Т-клеток разворачиваются в тимусе ;

6) В-клеточному. В отличие от Т-клеточного направления развития В-клеточная дифференцировка характеризуется практически полной завершенностью; в связи с этим не случайно костный мозг относят к центральному органу иммунитета.

Диференцiювання кровотворних клiтин перебуває пiд контролем рiзних факторiв, а саме:

клiтиного мiкрооточення СКК; впливу гематопоетичних ростових факторiв (ГМ-, М-, Г-КСФ, ІЛ-3, -5, -7, еритропоетин. тромбопоетин)

В ембріональний період

В ембрiонах функцію кровотворення виконує: спочатку позазародкова мезодерма жовткового мішка, далі гемопоез переважно відбувається у печінці, кровотворна функція якої до 5-го місяця зростає, а потім поступово зменшується і під час народження дитини майже припиняється. З 4-го місяця внутрішньоутробного розвитку поряд з печінкою кровотворними органами є кістковий мозок, селезінка і лімфатична тканина. У новонародженого основним гомопоетичним органом є червоний кістковий мозок.

Відразу після народження кількість еритроцитів у новонародженого дорівнює 5—10 в 1 л. а рівень гемоглобіну становить 10.55—12.41 ммоль/л (17—20 г%). 3 2-го дня життя ці показники поступово знижуються. 80% гемоглобін)' у новонародженого припадає на фестальну його форму. що має важливе значення під час адаптації організму до нових умов життя. Протягом 3 міс фетальний гемоглобін майже повністю замінюється гемоглобіном А (доросла форма).

97. Антиген-незалежне і антиген-залежне диференціювання Г- і В-лімфоцитів. Поняття, локалізація, кінцеві продукти цих процесів.

В-клітини є ефекторними клітинами ІС, походять від СКК.Начальні етапи свого розвитку в ембріональному періоді, основою якого є формування рецепторного апарату, Т- і В-клітини проходять в жовтковому мішку та печінці. Після народженя вихідні СК переміщають в тимус і КМ, де й відбувається утворення зрілих Т- та В-клітин з повноцінними ТСR та ВСR. Зрілі клітини далі заселяються в лімфатичні вузли та селезінку: В-клітини займають кортикальні зони лімфовузлів, а Т-клітини – паракортикальні зони лімфовузлів та лімфоїдних фолікул селезінки.

АГ-незалежне д. (в центральних органах ІС; в ембріональному періоді), а АГ-залежне д. (в периферичних лімфоїдних органах; після зустрічі з АГ).

АГ-незалежне д. В-кл. відбувається у КМ, а у птахів у сумці Фабриціуса. Основними подіями під час АГ-незалежного д. В-лімфоцитів у КМ є перебудова генів Igів, внаслідок чого на поверхні В-клітини має експресуватися повноцінний Igий рецептор. Залежно від стадії перебудови генів Ig АГ-незалежний розвиток В-клітин у КМ поділяють на 4 стадії:

1. Раннi про-В-клiтини (стадiя А)

2. Пiзнi про-В-клiтини (пре-ВІ) (стадія В)

3. Великi пре-В-клiтини (великi пре-ВІІ) (стадiя С)

4. Малi пре-В-клiтини (малi пре-ВІІ) (стадiя D).

Про-В-лімфоцити перебудовують гени важкого ланцюга Ig, а пре-В – легкого. Під час цих перебудов відбувається перевірка правильності перебудови, тбт позитивний відбір В-л. Підраховано, що на периферію надходить лише 10% утворених у КМ клітин. Всі інші гинуть внаслідок апоптозу завдяки аутореактивності їхніх рецепторів.

Процес АГ-незалежного д. В-клiтин у КМ закiнчується утворенням клiтин з повнiстю сформованим ВкР. Цю стадiю називають стадiєю незрiлих клiтин (стадiя Е). Незрiлi В-клiтини виходять iз КМ і заселяють селезiнку, де завершуються процеси їх дозрiвання, тобто набуття здатностi вiдповiдати на розпiзнавання АГ. Закiнчується цей процес формуванням зрiлих наївних лiмфоцитiв (стадiя F), якi переходять до рециркуляцiї та заселяють вторинні лiмфоїднi органи.

Зрілий В-лімфоцит має 2 рецептори IgМ і IgD, тч виникають клони лімфоцитів, кожний з яких володіє своєю АТ специфічністю і здатен розпізнавати лише «свій» АГ.

Зрілі В-лімфоцити покидають КМ і заселяють селезінку, лімфатичні вузли, де їх д. «заморожується» до зустрічі з відповідним АГ, тбт для реалізації своїх функцій їм потрібна лише зустріч з АГ.

АГ-залежне д. В-кл. відбувається після зустрічі з АГ, призводить до подальшої проліферації, диференціації та перетворення зрілих В-лімфоцитів в АУК і в клітини пам’яті. АГ-залежне д. складається з 3 основних подій: 1)активація В-клітин 2)їх проліферація 3)диференціювання

Біологічний сенс в тому, що В-лімфоцити набувають здатність вступати у взаємодію з ін. клітинами (Т-л.) і сприймати сигнали, які вони їм передають. В якості сигналів активації самої В-клітини виступають різні АГ (сигнал сприймається Ig рецептором), та ІЛ-1,2,4,6. В результаті дії відбувається активація генома клітини, що і обумовлює проліферацію та д. В-клітин в АУК. Але наприклад вірусні і розчинні АГ викликають слабку відповідь В-л, і тому для їх активації потрібна допомого Тх (за доп. білків МНС).

Процес АГ-залежного д. В-кл. знаходиться під контролем ІЛ.

Клітини пам’яті не володіють здатністю до проліферації і секреції молекул АТ, але здатні розпізнавати АГ, що обумовив їх виникнення. При повторній ІВ В-клітини пам’яті розпізнають АГ і в результаті взаємодії з ним активуються і набувають здатність до проліферації та завершення д. в плазматичні клітини (позбавлені специфічних рецепторів до АГ, але здатні до секреції молекулIgG,А,Е, які є АТ вторинної ІВ).

АГ-незалежне д. Т-кл. відбувається в тимусі. В ембріонів попередники Т-клітин потрапляють до тимуса через мезенхімну капсулу. В дорослих організмів клітини-попередники проникають усередину тимуса крізь стінки великих венул у кортикомедулярній ділянці, долаючи гематотимічний бар’єр. Після проникнення всередину тимуса клітини-попередники мігрують до зовн. шару кори – в субкапсулярну ділянку. У міру дозрівання клітини переміщуються у глибший шар кори та в медулярну зону. Розвиток попередників на зрілі Т-лімфоцити відбувається внаслідок багатоетапного диференціювання (під дією гормонів тимуса). На всіх етапах д. в тимусі клітини називають тимоцитами, а процес їх розвитку у тимусі – дозріванням. Процес д. поділяють:

І — подвiйно-негативних (СD4-СD8-)

II — подвiйво-позитиввих (СD4+СD8+)

III — монопозитивних (СD4+ i СD8+) тимоцитiв

В результаті д. Т-л утворюється різноманіття ТкР. Кожен Т-л несе свій ТкР, який розпізнає «свій» АГ тільки в комплексі з МНС. Т-лімфоцити набувають здатність до розпізнавання АГ.

Далі здійснюється відбір Т-клітин, оскільки зрілі Т-кл. мають бути здатні відповідати на чужорідні АГ пептиди в асоціації з власними молекулами МНС (бути МНС-рестриктованими) і не здатні реагувати на власні АГ-нні пептиди в комплексі з власними МНС (бути аутотолерантними). Тому перевірка Т-клітин на МНС-рестрикцiю здiйснюється позитивним вiдбором, а перевiрка на аутотолерантнiсть — у процесi негативного вiдбору. МНС-рестриктованi Т-кл. пiдтримуються позитивним вiдбором, а аутореактивнi елiмiнуються внаслiдок апоптозу. Факторами вiдбору в обох випадках є комплекси власних пептидiв з МНС, якi презентуються тимоцитам АПКлітинами. Близько 98 % тимоцитів гинуть внаслiдок апоптозу, тбт лише 2% утворених у тимусі тимоцитів дозрівають до монопозитивних Т-клітин і виходять у периферію.

АГ-залежне д. Т-кл. Т-л активуються при їх взаємодії з фрагментами АГ, асоційованими з МНС 1 чи 2 класу на поверхні ін.клітин (АПК, власного організму), а саме макрофагів. Тому особливістю Т-л є те, що їх рецептори, на відміну від АТ і рецепторів В-л не розпізнають вільно циркулюючі АГ, а розпізнають лише ті пептидні фрагменти, які представляються їм клітинами організму через АГ МНС. Різні Т-л розпізнають різні власні АГ (білки МНС). цТЛ – розпізнають клітини, які несуть АГ МНС1. Вони за доп. своїх специфічних рецепторів розпізнають чужорідні АГ, асоційовані на мембранах клітин з їх МНС1, атакують і знешкоджують їх. Тх – розпізнають клітини, які мають АГ МНС2 (макрофаги, В-л), тбт зв’язаний за доп. білків МНС2 в макрофагах представляється Тх. Процес диференціювання Т-лімфоцитів у периферійних органах призводить до утворення різних популяцій – кілери, хелпери, супресори, а також Т-клітини пам’яті.

98.Стовбурові кровотворні клітини. Локалізація, властивості, шляхи диференціювання, ідентифікація. Колоніеутворювальні одиниці селезінки.

Джерелом лімфоцитів і всіх ін. клітин ІС є СКК. Стовбурова клiтина має двi важливi ознаки:

- вона здатна до вiдновлення своєї популяцiї шляхом подiлу і

- може давати початок будь-яким популяцiям клiтин кровi. Здатнiсть СКК до диференцiювання в рiзнi типи клiтин кровi називають плюрипотентнiстю.

Завдяки своїй унiкальнiй особливостi — здатностi до самопiдтримання — СКК забезпечують постiйне поповнення втрат у кровотворнiй i лiмфоїднiй тканинi зрiлих клiтин з обмеженим життєвим циклом (здатність швидко компенсовувати можливі втрати різних типів клітин крові, лімфоїдні кл.).

У плодi людини в жовтковому мiшку СКК формуються на З-му тижнi, де знаходяться до 9-го тижня (перша генерацiя СКК), на 5—6-му тижнi заселяють печінку (друга генерацiя СКК), а в кiстковий мозок потрапляють на 10— 11-му тижнi (третя генерацiя СКК).

Кiлькiсть СКК становить 0,01 — 0,05 % усiх клiтин кiсткового мозку людини.

У КМ СКК розмiщуються бiля пристiнної частини кiстки в тiсному контактi зі спецiалiзованими стромальними клiтинами, якi створюють необхiдне для їх розвитку мiкрооточення.

Д. СКК - багатостадійний процес, у ході якого клітина втрачає здатність до самопідтримання і вибирає один з можливих шляхів розвитку. Диференцiювання кровотворних клiтин перебуває пiд контролем рiзних факторiв, а саме:

• клiтиного мiкрооточення СКК

• впливу гематопоетичних ростових факторiв

Стовбурова клiтина спочатку обирає один з двох напрямiв диференцiювання: мiєлоїдний або лiмфоїдний

- Мiєлоїдний шлях диференцiювання зумовлює утворення гранулоцитiв (еозинофiлiв, базофiлiв, нейтрофiлiв), а також моноцитiв, еритроцитiв i мегакарiоцитiв

- Лiмфоїдний — утворення В-лiмфоцитiв, Т-лiмфоцитiв та НК клiтин.

Для того щоб iдентифiкувати фенотип СКК, використовують метод вибiркового вилучення з КМ гемопоетичних клiтин, що активно пролiферують.

Для цього до клiтин кiсткового мозку додають флуоресцентний аналог нуклеотидiв — 5-флуоурацил, який накопичується в клiтинах, що знаходяться у клiтинному циклi.

Далi на клiтинному сортувальнику (цитофлуориметрi) можна видiлити цi клiтини за флуоресценцiєю. Така популяцiя клiтин буде значно збагачена на СКК.

Для їх iдентифiкацiї використовують два критерiї — здатнiсть до самовiдновлення in vitro i вiдсутнiсть поверхневих маркерiв, характерних для всiх вiдомих гемопоетичних лiнiй (СDЗ- СD4- СD8-, СD19-, СD20-, СD56-, СD11b-, СD14-, СD15-). Такий фенотип скорочено позначають Lin- (lineage-).

Для того щоб отримати Lin- клiтини, потрiбно окремо вилучити всi iншi субпопуляцiї клiтин за допомогою антитiл до їх поверхневих маркерiв.

Клiтини, що отримали високу дозу (6,5 Гр) i вижили, як правило, несуть хромосомнi маркери. За цими маркерами можна iдентифiкувати вихiднi клiтини та їх нащадки пiд час карiологiчного аналiзу. У всiх клiтин однiєї колонії виявляється однаковий хромосомний маркер. Це свiдчить про те, що кожна окрема колонiя (складається приблизно з 106 незрiлих клiтин) утворилася внаслiдок розмноження однiєї вихiдної клiтини

Цi вихiднi клiтини, що здатнi утворювати колонiї в селезiнцi, називають колонiєутворювальними одиницями селезенці (КУОс).

99. Т-лімфоцити і їх субпопуляції. Основні етапи диференціювання в центральних лімфоїдних органах. Роль молекул головного комплексу гістосумісності. Міграція і локалізація в периферичних лімфоїдних органах.

Спочатку Т-лімфоцити за своїми функціями поділяються на 3 субпопуляції:

1) Т-хелпери

2) Т-кіллери

3) Т-супресори

Тх стимулюють проліферацію і д. Т і В-лімфоцитів, виділяючи ІЛ. Необхідні також для перетворення В-лімфоцитів в АУК і клітини пам’яті. Тх розпізнають клітини, які мають АГ МНС2 (макрофаги, В-л), тбт зв’язаний за допомогою білків МНС2 в макрофагах АГ представляється Тх. Під дією АГ Тх можуть д в 2 субпопуляції Тх1 і Тх2. Якщо АГ представлений макрофагами (віруси), то Тх→ Тх2, а якщо В-лімфоцитом то в Тх1. Розвитку Тх1 сприяє мікрооточення лімфовузлів, а Тх2 – мікрооточення слизових оболонок.

Т-кіллери за доп. своїх специфічних рецепторів розпізнають АГ, асоційовані на мембранах клітин з їх АГ МНС1, атакують і знешкоджують їх. Руйнують клітини трансплантата, пухлинні клітини, інфіковані вірусами та бактеріями клітини.

Т-супресори пригнічують функції певних ефекторних Т і В-клітин і забезпечують імунологічну толерантність до власних АГ (пригнічують функції Тх).

Д. в центральних лімфоїдних органах Т-кл. Відбувається в тимусі. В ембріонів попередники Т-клітин потрапляють до тимуса через мезенхімну капсулу. В дорослих організмів клітини-попередники проникають усередину тимуса крізь стінки великих венул у кортикомедулярній ділянці, долаючи гематотимічний бар’єр. Після проникнення всередину тимуса клітини-попередники мігрують до зовн. шару кори – в субкапсулярну ділянку(2-). У міру дозрівання клітини переміщуються у кортикомедулярну (2+) та в медулярну зону (моно+). Розвиток попередників на зрілі Т-лімфоцити відбувається внаслідок багатоетапного диференціювання (під дією гормонів тимуса). На всіх етапах д. в тимусі клітини називають тимоцитами, а процес їх розвитку у тимусі – дозріванням. Процес д. поділяють:

І — подвiйно-негативних (СD4-СD8-)

II — подвiйво-позитиввих (СD4+СD8+)

III — монопозитивних (СD4+ i СD8+) тимоцитiв

Якщо 2+ тимоцит (СD4+ СD8+) розпізнає МНС1, то він перетворюється на моно+ (СD8+) тимоцит, а якщо МНС2 - на СD4+ тимоцит. Дозвіл на виживання і подальший розвиток отримують ті тимоцити, які експресують корецептор, здатний зв’язувати ту саму молекулу МНС, що й рецептор до АГ.

В результаті д. Т-л утворюється різноманіття ТкР. Кожен Т-л несе свій ТкР, який розпізнає «свій» АГ тільки в комплексі з МНС. Т-лімфоцити набувають здатність до розпізнавання АГ.

Далі здійснюється відбір Т-клітин, оскільки зрілі Т-кл. мають бути здатні відповідати на чужорідні АГ пептиди в асоціації з власними молекулами МНС (бути МНС-рестриктованими) і не здатні реагувати на власні АГ-нні пептиди в комплексі з власними МНС (бути аутотолерантними). Тому перевірка Т-клітин на МНС-рестрикцiю здiйснюється позитивним вiдбором, а перевiрка на аутотолерантнiсть — у процесi негативного вiдбору. МНС-рестриктованi Т-кл. пiдтримуються позитивним вiдбором, а аутореактивнi елiмiнуються внаслiдок апоптозу. Факторами вiдбору в обох випадках є комплекси власних пептидiв з МНС, якi презентуються тимоцитам АПКлітинами. Близько 98 % тимоцитів гинуть внаслiдок апоптозу, тбт лише 2% утворених у тимусі тимоцитів дозрівають до монопозитивних Т-клітин і виходять у периферію.

Роль молекул МНС Т-л активуються при їх взаємодії з фрагментами АГ, асоційованими з МНС 1 чи 2 класу на поверхні ін.клітин (АПК, власного організму), а саме макрофагів. Тому особливістю Т-л є те, що їх рецептори, на відміну від АТ і рецепторів В-л не розпізнають вільно циркулюючі АГ, а розпізнають лише ті пептидні фрагменти, які представляються їм клітинами організму через АГ МНС. Різні Т-л розпізнають різні власні АГ (білки МНС). цТЛ – розпізнають клітини, які несуть АГ МНС1. Вони за доп. своїх специфічних рецепторів розпізнають чужорідні АГ, асоційовані на мембранах клітин з їх МНС1, атакують і знешкоджують їх. Тх – розпізнають клітини, які мають АГ МНС2 (макрофаги, В-л), тбт зв’язаний за доп. білків МНС2 в макрофагах представляється Тх. Процес диференціювання Т-лімфоцитів у периферійних органах призводить до утворення різних популяцій – кілери, хелпери, супресори, а також Т-клітини пам’яті.

Міграція і локалізація в периферичних л. органах. Після дозрівання в центральних лімфо­їдних органах лімфоцити виходять із них і заселяють периферичні. Перед виходом із тимуса Т-клітини починають експресувати молекyли, не­обхідні для здійснення міжклітинних взає­модій і проникнення у периферичні органи й тканини. Серед них молекула хомінгу - селектин L, і рецептори для хемокінів. Рухаючись по руслу кров - потрапляють до периферичних лімфоїдннх органів і тканин. Лімфатичні вузли заселяють 70 %, а селезінку 30 % лімфоцитів.

У периферичних лімфоїдних органах Т-клітини локалізуються у спеці­алізованих ділянках, які відповідно нази­вають тимусзалежними (Т-клітинними) та тимуснезалежними (В-клітинними) зо­нами. В селезінці Т-зонами є періартеріолярні муфти, а в лім­фовузлах — паракортикальна ділянка. В-зонами в селезінці є біла пульпа, а в лімфовузлах — кортикальна ділянка. Але спочатку Т-л мігрують до Т-зон лімфовузлів. Більшість Т-лімфоцитів залишається у Т-зонах і лише незначна їх частка мігрує безпосередньо до В-зон. У периферичних лімфоїдних органах завершується також процес негативного відбору Т-кл. та їх функціональне дозрівання.

99. Центральна і периферична імунологічна толерантність. Роль молекул головного комплексу гістосумісності в формуванні толерантності Т-лімфоцитів. Експериментальна толерантність.

Можливі ситуації, коли ІС макроорганізму не здатна відповідати на певні АГ. Така її невідповідаємість, терпимість – імунологічна толерантність. Внаслідок і.т власні тканини ІС не відторгає і проти власних АГ в нормі імунних реакцій не здійснює. Тобто відсутність реактивності щодо власних речовин називають природною і.т. А толерантність до чужорідних АГ – набутою (індукованою). Толерантність можна відтворити в експерименті, тому такий тип набутої толерантності називають штучною (експериментальною) т.

Вважають ,що природна толерантність, як і штучна індукована АГ, але не чужорідними, а власними. АГ, що індукують толерантність називають толерогенами. І.т є фізіологічною функцією ІС (відсутність відповіді на певний АГ не позбавляє організм здатності нормально відповідати на ін. АГ). Набута і.т – це вторинна ІВ, яка проявляється не підвищеною, а зниженою реакцією організму на повторне введення чужорідного АГ або її повною відсутністю. Здатність ІС диференціювати «своє» і «чуже» запобігає розвитку аутоімунних реакцій проти компонентів власних тканин.

Експериментальна толерантність є головною експериментальною моделлю для вивчення механізмів природної толерантності. Найефективніше індукує толерантність введення галогенних кровотворних клітин у кров, оскільки це забезпечує надходження АГ в усі лімфоїдні органи. Трансплантовані алогенні лімфоїдні клітини донора, приживаються в організмі реципієнта і проліферують. І чим більша кількість клітин, тим тривалішою є толерантність. Але створити в експериментальних умовах стан толерантності до б/х і вірусних АГ не вдається, ч/з високу антигенність мікробних АГ.

Позитивне значення: формування толерантності сприяє приживанню трансплантата, порушення толерантності є причиною виникнення аутоімунних процесів. При т. до інфекційних агентів знижується резистентність організму до інфекцій. Формування т. до АГ пухлин підсилює ріст цих пухлин.

Толерантність, яка формується під час розвитку лімфоїдних клітин у центральних органах (природна т.) – центральна. Зумовлена елімінацією клонів аутореактивних клітин. Аутореактивні клітини, які виселяються з центральних лімфоїдних органів на периферію підлягають периферичній т. Периферична толерантність забезпечується великою кількістю різних механізмів, головні з яких – запобігання розпізнавання антигену (ігнорування), відсутність активаційних і костимуляторних сигналів, загибель аутореактивних клітин на периферії внаслідок апоптозу.

Попередники Т-лімфоцитів набувають здатності розпізнавати власні молекули МНС 1 і 2 класів, тобто стають рестриктованими за МНС. МНС-рестрикція може призводити до появи клітин з підвищеною ауто реактивністю до власних АГ гістосумісності. Щоб уникнути потрапляння таких аутореактивних клітин на периферію, в тимусі відбуваться їх негативна селекція.

Периферична толерантність. Важливим механізмом, що контролює толерантність до власних тканин, є індукована активацією загибель лімфоцитів. Після активації на Т-лімфоцитах збільшується кількість рецепторів Fas і FasL. Активовані лімфоцити можуть вбивати один одного.

Якщо АГ міститься в організмі в невеликій кількості, то Т – і В- лімфоцити можуть зовсім на нього не реагувати.

101. В- Лімфопоез відбувається у прошарку сполучної тканини навколо дрібних артеріол. Субпопуляції: В1: локалізовані у периферичних л. органах і їх розвиток теж відбувається на периферії. Заселяють черевну і плевральну порожнини, а також великий і малий сальники. Їх 20%. Вони здатні до розмноження без д., є агресивними по відношенню до власних клітин і тканин, тому більшість лімфом є переродженими В1-клітинами, які експресують поверхневий маркер СD5. В2: звичайна локалізація у дорослих (у КМ). В2 далі д. в АУК.

Д. В-кл. відбувається у КМ, а у птахів у сумці Фабриціуса. Основними подіями під час АГ-незалежного д. В-лімфоцитів у КМ є перебудова генів Igів, внаслідок чого на поверхні В-клітини має експресуватися повноцінний Igий рецептор. Залежно від стадії перебудови генів Ig АГ-незалежний розвиток В-клітин у КМ поділяють на 4 стадії:

1. Раннi про-В-клiтини (стадiя А)

2. Пiзнi про-В-клiтини (пре-ВІ) (стадія В)

3. Великi пре-В-клiтини (великi пре-ВІІ) (стадiя С)

4. Малi пре-В-клiтини (малi пре-ВІІ) (стадiя D).

Про-В-лімфоцити перебудовують гени важкого ланцюга Ig, а пре-В – легкого. Під час цих перебудов відбувається перевірка правильності перебудови, тбт позитивний відбір В-л. У раннiх про-В клiтинах вiдбувається реаранжування D-J-сегментів у локусi генiв важкого ланцюга iмуноглобулiнiв, яке не зазнає алельного виключення, тобто може вiдбуватися в обох хромосомах. Кожна В-клітина продукує АТ тільки 1 специфічності внаслідок а.в генів іншої специфічності АТ.

Процес АГ-незалежного д. В-клiтин у КМ закiнчується утворенням клiтин з повнiстю сформованим ВкР. Цю стадiю називають стадiєю незрiлих клiтин (стадiя Е). Незрiлi В-клiтини виходять iз КМ і заселяють селезiнку, де завершуються процеси їх дозрiвання, тобто набуття здатностi вiдповiдати на розпiзнавання АГ. Закiнчується цей процес формуванням зрiлих наївних лiмфоцитiв (стадiя F), якi переходять до рециркуляцiї та заселяють вторинні лiмфоїднi органи.

Як і у Т-клітин, під час розвитку В-л відбувається їхній позитивний і негативний відбір.

+ відбір «контроль якості». Такий відбір зумовлює появу клітин з функціонально активними рецепторами, оскільки клітини, які виявилися нездатними правильно реаранжирувати гени Ig, гинуть під час розвитку. – відбір «контроль безпечності», під час якого знищуються небезпечні і небажані клітини, які несуть специфічні до власних АГ рецептори. Підраховано, що на периферію надходить лише 10% утворених у КМ клітин. Всі інші гинуть внаслідок апоптозу завдяки аутореактивності їхніх рецепторів.

Зрілі В-лімфоцити покидають КМ і заселяють селезінку, лімфатичні вузли, де їх д. «заморожується» до зустрічі з відповідним АГ, тбт для реалізації своїх функцій їм потрібна лише зустріч з АГ.

Зустріч з АГ, призводить до подальшої проліферації, диференціації та перетворення зрілих В-лімфоцитів в АУК і в клітини пам’яті. АГ-залежне д. складається з 3 основних подій: 1)активація В-клітин 2)їх проліферація 3)диференціювання

Біологічний сенс в тому, що В-лімфоцити набувають здатність вступати у взаємодію з ін. клітинами (Т-л.) і сприймати сигнали, які вони їм передають. В якості сигналів активації самої В-клітини виступають різні АГ (сигнал сприймається Ig рецептором), та ІЛ-1,2,4,6. В результаті дії відбувається активація генома клітини, що і обумовлює проліферацію та д. В-клітин в АУК. Але наприклад вірусні і розчинні АГ викликають слабку відповідь В-л, і тому для їх активації потрібна допомого Тх (за доп. білків МНС).

102. В нормі Тх у людини складають 34-35% лімфоцитів крові. Є СD4 молекула адгезії, що є і рецептором для вірусу ВІЧ. Тх необхідні для перетворення В-л в АУК і клітини пам’яті.

Тх розпізнають клітини, що мають АГ МНС2 класу (макрофаги, В-л) і чужорідні АГ, що ними представляються. Тх здійснюють регуляцію ІВ, стимулюючи В-л, а також інші клітини, спеціалізовані до даного АГ.

Під дією АГ Тх можуть д в 2 субпопуляції Тх1 і Тх2. Якщо АГ представлений макрофагами (віруси), то Тх→ Тх2, а якщо В-лімфоцитом то в Тх1. Тому на активованих В-клітинах активуються переважно Тх2, а на макрофагах – Тх1.

Розвитку Тх1 сприяє мікрооточення лімфовузлів, а Тх2 – мікрооточення слизових оболонок.

Тх1 беруть участь в активації реакцій клітинного імунітету, а Тх2 – гуморального. Відрізняються за набором цитокінів, які вони синтезують. Тх1 продукують:ІЛ-2, ФНП, ІНФ-α і γ; а Тх2- ІЛ-4,5,6,10,13. Тх1 забезпечують д. і проліферацію Т-кіллерів. Також активують Тх2 і сприяють цитотоксичній функції макрофагів.

Тх2 викликають проліферацію і д. В-л в АУК і тормозять функцію Тх1. Тх1 стійкі до радіоактивного випромінювання, а ТХ2 – чутливі.

ІНФ-γ (продукт Тх1) може пригнічувати утворення Тх2, а Іл-10 (продукт Тх2) – утворення Тх1.

Виділяючи ІНФ-γ, ІЛ-2,12 Тх1 стимулює імунітет проти вірусів і внутрішньоклітинних бактерій, а Тх2 підсилює вироблення АТ, активує імунітет проти звичайних бактерій, їх токсинів.

Стимуляція високими дозами АГ сприяє д. Тх1, а низькими – Тх2.

103. Цитотоксичність можуть проявляти кілька типів клітин як лімфоїдного, так і мієлоїдного(мф, нейтрофіли, еозинофіли) рядів. Лімфоїдні цитотоксичні клітини мають спільну назву – кіллерні клітини. Виділяють 2 типи цитотоксичних лімфоїдних клітин: Т-кіллери і природні кіллери. Т-кіллери або ЦТЛ активуються АГ і вбивають ті клітини-мішені, що несуть цей самий АГ на своїй поверхні. АГ розпізнаються ними в комплексі з МНС. ~ 90% ЦТЛ розпізнають АГенні пептиди в асоціації з молекулами МНС1, лише незначна частина ЦТЛ – з МНС2.

Т-кіллери руйнують клітини трансплантата, пухлинні клітини і клітини інфіковані вірусними, бактеріальними і ін. АГ. Основне значення ЦТЛ – забезпечення противірусного, протипухлинного і трансплантаційного імунітету. Т-кіллери за доп. своїх специфічних рецепторів розпізнають клітини, що несуть АГ з МНС1, атакують такі клітини і знешкоджують їх.

Т-кіллери після активації АГеном зв’язуються з ним на поверхні клітини і виділяючи цитотоксин (білок перфорин) руйнує їх. При цьому Т-кіллер залишається життєздатним і може руйнувати наступну клітину («серійні вбивці»).

Розпізнавання клітини-мішені ЦТЛ здійснюється за доп. ТкР, який зв’язує на поверхні клітини-мішені комплекс АГенного пептиду з молекулою МНС1. Сам ЦТЛ не бере безпосередньої участі в деструкції клітини-мішені, а лише запускає в ній апоптоз (через утворені перфорином пори запускаючи в них індуктори апоптозу гранзими і гранулізини). І також через пори в клітину потрапляє вода, клітина розбухає і відбувається її лізис.

104. Антитіла – унікальні сироваткові білки-глобуліни (Ig), які виробляються у відповідь на потрапляння в організм АГ і здатні специфічно з ним взаємодіяти.

Структуру антитіл було вивчено Едельманом і Портером у 60-х роках, за що вони у 1972 році отримали Нобелівську премію. Молекула антитіла складається з 4 поліпептидних ланцюгів: 2 важких (Н) і 2 легких (L). Важкі ланцюги сполучені між собою та з легкими ланцюгами дисульфід ними зв’язками. Імуноглобуліни – глікопротеїди, містять до 12% вуглеводів

Важкі ланцюги Ig. У людини відповідно до кожного класу Igів (M, G, A, D, E) розрізняють 5 типів важких ланцюгів: μ, γ, λ, δ(дельта) і ε(епсилон). Кожен тип Н- ланцюгів у молекулі АТ зв’язується з одним із типів L-ланцюга. Важкі ланцюги різняться між собою за АК складом та АГенними властивостями.

Легкі ланцюги. Бувають 2 типів: κ(каппа) і λ(ламбда). Також легкі ланцюги різняться за АГенними властивостями та АК складом у С-кінцеівй ділянці. В 1 молекулі антитіл обидва ланцюги можуть бути однозначними - або κ або λ. Серед Igів одного класу виявляються молекули АТ з легкими ланцюгами обох типів.

Як і у легких, так і у важких ланцюгах існують V (варіабельна),в якій послідовність АК є змінною, і С(константна) ділянки, у якій в усіх ланцюгах цього класу або типу певного виду тварин постійно знаходяться ті самі АК. Варіабельність у послідовності АК ланцюгів Igів забезпечує можливість існування АТ різної специфічності. Сталі частини ланцюгів, спільні для одного класу АТ, зумовлюють спільні властивості: здатність зв’язувати комплемент, фіксуватися на клітинах рецептора.

Особливості структури Igів різних класів:

За складом і послідовністю АК у константній частині важких ланцюгів розрізняють 5 класів Ig: M, G, A, D, E. Молекулу імуноглобуліну побудовано таким чином, що різні її ділянки відповідають за різні функції. Функцією Fab-фрагменту є утворення центру, що зв’язує антиген.

Домени – поліпептидні ланцюги, які формують структурні ділянки. Домени розрізняються своїми біологічними функціями в цілій молекулі Igну. Клас Ig визначається С доменом, тбт 1 V домен може бути в складі як IgМ і IgА, а Ig одного класу можуть мати широкий спектр V-доменів.

Будова активного центру. АЦ – називається ділянка молекули АТ, структура якої комплементарна детермінантній групі антигену (епітопу). АЦ – це щілина, утворена варіабельними ділянками легкого і важкого ланцюгів. Тбт. АЦ це рецепторна зона молекули антитіла, в якій відбувається зв’язування з АГ; у порожнині (паратоп) АЦ відбувається специфічна взаємодія з АГ завдяки силам міжмолекулярного притягання.

МКАТ – АТ, що синтезуються і декретуються одним клоном АУК, тобто клітин генетично ідентичних, які походять від одного й того ж зрілого В-лімфоциту. Тому всі властивості МКАТ: клас Igу, структура поліпептидних ланцюгів і активних центрів – є однаковими. МКАТ розпізнають лише 1 АГ і взаємодіють лише з ним. В організмі МКАТ виявляються в плазмоцидах при розвитку лімфоїдних пухлин. В організмі хворого відбувається розмноження якогось 1 клону лімфоцитів. Мієлоїдні Ig, що ними (лімфоцитами) синтезуються і є МКАТ. Плазмоцитомні клітини (подібно іншим раковим) здатні безкінечно розмножуватися in vitro. Процес отримання моноклональних антитіл був винайдений Келером і Мільштейном в 1975 роках. Але утворення гібридних клітин в звичайних умовах відбувається дуже рідко. Був розроблений спосіб отримання гібридів між лімфоцитами мишей і пухлинними клітинами кісткового мозку (мієломними клітинами). Такі гібридні клітини отримали назву гібридоми. Вони об’єднали в собі здатність лімфоциту утворювати необхідні антитіла (одного типу) і здатність від пухлинних клітин безкінечно довго розмножуватись на штучних середовищах. Культивуючи гібридоми, а потім імунізуючи ними тварин, можна отримати антитіла необхідного типу і в необмежених кількостях.

Застосування:

Найбільш широко використовуються моноклональні антитіла в медичній та лабораторній діагностиці.

- для постановки діагнозів.

- в процесах очищення різних речовин і гормонів.

- широко використовуються як діагностичні реагенти, наприклад для визначення груп крові.

- Якщо отримати антитіла певного типу і імунізувати ними тварину, то утворяться анти-антитіла, які діють на ІС як псевдоантигени і тому можуть бути використані для її стимуляції. На цьому принципі засновано отримання вакцин нового типу.

- З метою імуносупресії у пацієнтів з аутоімунниними захворюваннями.

- застосовуються для визначення імунного статусу пацієнтів, діагностики та контролю ефективності лікування онкологічних захворювань, діагностики бактеріальних і вірусних інфекцій (гепатити А, С, простий герпес, кліщовий енцефаліт, цитомегаловірусна інфекція, ВІЛ), для визначення біологічно активних речовин - білків крові, гормонів, ростових факторів, клітинних рецепторів, медіаторів запалення та ін.

- З МКАТ пов'язані великі перспективи в лікуванні та попередженні злоякісних новоутворень.

- Також МКАТ використовують для дослідження структури і функцій різних частин молекул, а також різних типів клітин, напр. деталей будови рецепторів Т- і В-клітин.

105. Антигени - це речовини, які здатні викликати ІВ: синтез антитіл, активацію клітинного імунітету, підвищену чутливість, імунну пам'ять або імунологічну толерантність. АГми можуть бути практично будь-які макромолекули, особливо білки і поліцукриди.

Повні антигени — сполуки, що здатні самостійно індукувати синтез специфічних антитіл і взаємодіяти з ними.

Неповні антигени (гаптени) – це субстанції, яки не здатні самостійно викликати імунну відповідь, однак набувають цієї здатності після кон'югації з високоМr, наприклад білковими молекулами або в суміші з деякими речовинами.

• Антигенність – це здатність антигену звязуватися с антитілом.

• Імуногенність - це здатність антигену викликати імунну відповідь.

Типи антигенів

- Аутоантигени: Органоспецифічні антигени (щитовидна залоза, кришталик, сім’яники, клітини ЦНС) - аутоімунні захворювання

- Ідіотипічні антигени: Імуноглобулін-специфічні антигени антитіл, синтезованих одним клоном В-клітин) - регулювання синтезу антитіл, переключення класів ИГ

- Алоантигени (ізоантигени): Антигени гістосумісності, груп крові особин одного біологічного виду - реакції трансплантаційного імунітету, гемолітична хвороба новонароджених

- Ендогенні та ксеногенні антигени: Антиген Форсмана, ниркові та серцеві антигени, що реагують перехресно з антигенами бета гемолітичного стрептокока - роль у патогенезі гломерулонефриту, колагенозів

- Антигени різного походження: Мікроби, продукти харчування, пилок рослин, лікарські засоби, тощо - інфекційні та алергічні захворювання

АГ є органічні речовини мікробного, рослинного і тваринного походження. Хімічні елементи, прості та складні неорганічні речовини антигенність не виявляють. АГми можуть бути як шкідливі, так і нешкідливі для організму сполуки. АГми є віруси, б/ї, гриби, найпростіші, клітини й тканини, що потрапили в організм внаслідок інфекції, ін’єкції або трансплантації, а також клітинні стінки, цитоплазматичні мембрани, рибосоми, що входять до їх складу, мікробні токсини, екстракти гельмінтів, отрути змій і комах, природні білкові речовини, рослинні токсини тощо.

Валентність антигену — це кількість детермінант на молекулі антигену або, точніше, кількість молекул антитіл, які можуть з нею сполучатися. Це скільки епітопів (АГ детермінант) містить у своєму складі молекула АГ. АГ-детермінанти – це ділянки молекули Агу, які розпізнаються рецепторною зоною АТ (його АЦ). З 1 молекулою АГ одночасно може сполучатттися кілька молекул АТ. Кількість АЦ здатних реагувати з АГ (моновалентні, тбт неповні АГ не здатні викликати ІВ). В. має пряму залежність від Мr маси антигенної речовини. Чим Мr маса вища, тим вищою є валентність. Чим вищою є валентність, тим менша для нього ймовірність розриву зв’язку з антитілами.

Гаптени – низькоМr речовини, які нездатні самостійно викликати ІВ, однак набувають цієї здатності після кон’югації з високоМr, напр.білковими молекулами або в суміші з деякими речовинами. Структуру до якої кон`югують АГ називають носієм. До Г. відносять більшість лікарських препаратів і хімічних речовин.

Для кон'югації антигенів в якості носіїв використовують білки, синтетичні поліпептиди, глікопротеїни, поліцукриди. У структурному відношенні кон'югований антиген складається з двох частин: високомолекулярного носія і низькомолекулярного детермінантного угруповання. Носієм є білок або поліцукриди, а детермінантами специфічності - різні прості угруповання: радикали кислот, олігопептиди, олігоцукриди та ін. Антиген з невідокремлюваною від носія детермінантою називають однокомпонентним, а з відокремлюваною - двокомпонентним. Роль носія не обмежується здатністю індукувати імунну відповідь до гаптену. Носій бере також участь у реакціях антиген—антитіло. Роль носія полягає ще в тому, що він стабілізує стереохімічну структуру детермінанти в положенні найвигіднішому для зв’язування з рецепторною зоною АТ. Для виконання своїх функцій носій повинен складатися з певної кількості АК. Так, носій, що складається з 12 АК забезпечує стимуляцію В-клітин, синтез АТ і переключення синтезу IgM на IgG, тоді як носій до складу якого входить тільки 9 АК індукує лише клітинну проліферацію без д.

Роль носія має і велике практичне значення, оскільки відкриває нові можливості для досліджень, напр. добір оптимальних носіїв при конструюванні нових вакцин, розробці нових імунодіагностичних препаратів.

106. Взаємодія АТ з АГ грунтується на принципі комплементарності. АТ, що утворюються у відповідь на антигенний стимул, володіють 2-ма активними структурами. З доп. однієї з них (Fab фрагмента) Ig здатні специфічно розпізнавати АГнну детермінанту того АГ, який викликав утворення даних АТ, і зв’язуватися з цією детермінантою. За доп. іншої активної структури (Fc фрагмента) Ig здатні активувати комплемент, вбудовуватися в мембрани Т-лімфоцитів, макрофагів, тучних клітин, тим самим визначаючи місце і тип запускаючої ІВ організму і механізм виведення АГ з організму.

Реакція АГ-АТ є моделлю нековалентного, комплементарного зв’язку. Сполучення АГ з АТ називається імунним комплексом. Сили,що утримують АГ з АТ, теж не відрізняються від тих, що беруть участь у т.з неспецифічних взаємодіях АГ з АТ. Ці міжмолекулярні сили поділяють на такі групи: 1) електростатичні сили 2) водневі зв’язки 3) гідрофобні взаємодії 4) вандерваальсові сили.

Афінність АТ – це ступінь міцності, або величина взаємозв’язку між 1валентним лігандом і одним АГзв`язувальним центром антитіл. Афінність (спорідненість), тбт активність антитіл у розрахунку на активний центр антитіла незалежно від кількості активних центрів у молекулі. Афінність є величиною сили взаємодії між АГом і антитілами. А. виражається у вигляді середньої константи рівноваги.

К=;[Ат] – концентрація вільних АТзвязувальних центрів; [Г] – к. вільних гаптенів; [АтГ] – концентрація їхніх комплексів.

Термін «афіннність» стосується зв’язування АТ з моно валентним гаптеном або з 1 антигенною детермінантою. Але більшість природних АГ не є моно валентними, а несуть декілька антигенних детермінант (полівалентні), тому для опису взаємодії такого типу АГ-АТ використовують термін «авідність».

Авідність – здатність АТіл міцно зв’язуватися з АГом. Авідність залежить як від афінності, так і від кількості активних центрів на 1 молекулу АТ. Якщо молекула IgM має 5-10 АЦ зв’язується з АГ, що має малу кількість детермінант, звідність зв’язку послаблюється. Авідність зростає при надлишку детермінант внаслідок можливості утворення між молекулою антитіла та часточкою АГ великої кількості зв’язків. Висока авідність має переваги над низькою для здійснення багатьох імунних реакцій, зокрема елімінації АГів, нейтралізації вірусів, захисту від б/й тощо.

Пряма та зворотня реакція

Швидкість прямої та зворотної реакції можна розрахувати. Коли реакція досягає рівноваги, v1= v2 і kа може бути розраховано як:

Де k1 – константа асоціації,

а k2 –константа дисоціації

комплексу антиген-антитіло (АГАТ).

Зворотня реакція це коли kа (константа афінності) дорівнює оберненій концентрації вільного антигену, при якій у рівновазі зайнята антигеном половина зв’язуючих центрів антитіл, [AT]=[АГАТ], і виражається у зворотних молях.

Пряма реакція коли швидкість утворення комплексу АГ-АТ перевищує швидкість його розпаду на 5 порядків.

Рівняння Скетчарда

Константа афінності є важливою характеристикою антитіл. Для її розраховування розроблено декілька математичних підходів. Найбільш вживаним є рівняння Скетчарда. Воно оперує такими поняттями як:

• [B] (bound) – концентрація зв’язаного антигену;

• [F] (free) – концентрація вільного антигену;

• n – кількість центрів зв’язування антитіл (ціле антитіло має два центри зв’язування, а Fab фрагмент – один).

Рівняння Скетчарда:

Якщо до розчину антитіл поступово додаватимо антиген, спочатку весь антиген зв’язується і [F] < [B]. По мірі додавання антигену [B] збільшується, але збільшується і [F], тому співвідношення [B]/[F] зменшується.

Преципітація в розчині Класичну преципітацію в розчині можна спостерігати при наявності полівалентного антигену. При поступовому додаванні антигену до антитіл (або навпаки) при певному їх співвідношенні розчин замутнюється утворенням осаду - преципітату. При подальшому додаванні антигену преципітат зникає. Поява преципітату обумовлена утворенням високомолекулярних комплексів. Співвідношення антиген-антитіло, коли спостерігається утворення преципітату, називається точкою еквівалентності.

Преципітація в гелі Преципітат у розчині побачити і зафіксувати не так просто, тому було розроблено методи преципітації у гелі. Суть методу полягає у тому, що реакція АГ-АТ відбувається в агаровому гелі. При досягненні точки еквівалентності в гелі утворюється дуга преципітації, яку легко побачити. При зміні концентрації антигену або антитіл в розчині, що вноситься, положення дуги преципітації змінюється. За формою та положенням дуги можна визначити приблизну концентрацію антитіл чи антигену, їх гомогенність (при наявності декількох антигенів і антитіл утворюється декілька дуг), а також спорідненість різних антигенів.

- Методи визначення Ка використовуються для визначення присутності і кількості антигенів і антитіл у біологічних сумішах. Вони необхідні, наприклад, для діагностики різних фізіологічних станів організму (діагностика вагітності – це часто визначення трофобласт-специфічного глобуліну у крові чи сечі жінки; багатьох ендокринних порушень, що потребують точного визначення рівня того чи іншого гормону).

Аглютинація Якщо антитіла додавати не до розчинного, а до корпускулярного антигену (наприклад, до клітин бактерій), то утворюється не преципітат, а аглютинат. У природних умовах це механізм знищення бактерій, а в експерименті він може бути використаний для визначення у суміші наявних антигенів чи антитіл. Щоб розширити можливості цього методу, еритроцити модифікують бажаним антигеном. Так, методом гемаглютинації можна визначити антитіла до будь-якого розчинного антигену.

107. ВкР - являє собою мембранну форму імуноглобуліну. Ig всіх класів можуть бути в мембранозвязаній формі, але на наївних В-л, що не контактували з АГ, рецептори представлені тільки Igми 2 класів: IgМ і IgD. Також є додаткові компоненти ВкР, які виконують функцію передавання сигналу про зв’язування АГну всередину клітини, вони представлені двома подібними за структурою ланцюгами Igα і Igβ (складають модуль, необхідний для передачі сигналу всередину клітини). Ланцюги Igα і Igβ мають і цитоплазматичні хвости, на яких знаходяться специфічні послідовності ITAM, необхідні для запуску процесів активації клітини.

Функція: розпізнавання АГ, взаємодія з ним, яка запускає процес активації В-клітин, стимулюючи її д. і виконання її ефекторної функції. Функції складових ВкР різні, власне рецептор виконує функцію розпізнавання АГну (епітопу), а додаткові молекули - функцію передавання сигналу всередину клітини.

Корецепторні молекули – це рецептори, що знаходяться поряд з ВкР і розпізнають структури, просторово наближені до АГну. Вони збільшують авідність (здатність АТіл міцно зв’язуватися з АГом) взаємодії рецепторів з АГном, а також підсилюють інтенсивність сигналу про розпізнавання АГну, який передається в клітину. На В-лімфоцитах корецептор представлений комплексом з трьох молекул CD19/CD21/ТАРА-1. Корецепторний комплекс CD19/CD21/ТАРА-1 В-клітин взаємодіє з С3dg-компонентом комплементу, який сорбується на бактеріальних клітинах, циркулюючих комплексах антигенів з антитілами тощо. Отже корецепторні молекули необхідні для розпізнавання додаткових структур, що безпосередньо контактують з антигеном - С3dg.

108.ТкР є білковим гетеродимером, складається з поліпептидних ланцюгів α і β. Кожний із ланцюгів містить у надмембранній частині 1 варіабельний (V, що виступає ззовні мембранної поверхні) і 1 константний (С, прилягає до поверхнв мембрани)-домен, трансмембранний сегмент, короткий цитоплазматичний хвіст, тбт кожен із ланцюгів має надклітинну, трансмембранну і цитоплазматичну частину.

V-домени ТкР подібні до V-доменів Igів, характеризуються різноманітністю АК послідовності і містять гіперваріабельні ділянки з найбільш мінливою послідовністю АК, які утворюють активний центр, що зв’язує АГ. Тбт варіабільні домени містять центр зв’язування антигенного пептиду і МНС.

CD3 комплекс. На клітинній поверхні поряд із поліпептидними ланцюгами розміщуються димери, що утворюють комплекс CD3, який необхідний для передачі сигналу від T-клітинного рецептору всередину клітини. CD3 комплекс нековалентно зв’язаний з С доменами ТкР. До складу комплексу CD3 входить 5 видів поліпептидних ланцюгів (γ , δ і ε – мономери) і (ζ і η – гетеродимери). Поліпептиди CD3- комплексу є трансмембранними білками і мають однакову АК послідовність у всіх Т-клітинах. На ланцюгах CD3- комплексу знаходяться активаційні послідовності ITAM. Складання більшості компонентів ТкР-CD3- комплексу відбувається в ендоплазматичному ретикулумі, однак повністю завершується на мембрані.

Корецепторні молекули. Крім комплексів ТкР- CD3, знаходяться і молекули-корецептори CD4 і CD8, що відіграють допоміжну роль при розпізнаванні АГ пептидів. За їх наявністю виділяють 2 основні популяції Т-лімфоцитів: Тх, що мають CD4 + і Т-кіллери CD8+ . Корецептори Т-клітин мають специфічність до С доменів МНС. Так корецептор Тх CD4 + розпізнає С домен МНС2 (комплекси АГ пептидів на молекулах МНС2 макрофаги, ДК і В-лімфоцити). А корецептор ЦТЛ CD8+ розпізнає С домен МНС1 (корецептор розпізнає пептиди на молекулах МНС1).

Костимуляторні молекули Для повноцінної активації Т-л і (В-л також) що є ключовим процесом імунного розпізнання, потрібно три активаційних сигнали:

- перший сигнал клітина отримує при розпізнаванні АГ за доп. специфічних до АГ рецепторів за участю корецепторних молекул антигену;

- другий сигнал клітина отримує при безпосередньому контакті з ін. клітиною, яка також розпізнала той самий антиген і вже є активованою. Цей сигнал зумовлений взаємодією мембранних костимуляторних молекул обох клітин, і для його отримання необхідний щільний контакт між мембранами клітин, що взаємодіють (АПК і Т-кл.). Костимуляторні молекули визначають зрілість клітин і їх готовність до відповіді;

- третій сигнал клітина отримує від цитокінів, які регулюють рівень експресії костимуляторних молекул.

Потреба в такій 3 сигнальній системі активації зумовлена тим, що костимулятоні молекули експресуються тільки активованими клітинами.

Отже активувати наївний Т-лімфоцит може лише активована АПК, а активувати наївну АПК може лише активований Т-лімфоцит (Тх). Більшість АНів розпізнаються 2 типами клітин- АПК і Т-л.

У процесі взаємодії клітин костимуляторні молекули та їх рецептори утворюють пари, які забезпечують формування міжклітинних контактів і обмін сигналами, що призводять до активації клітин.

На АПК костимуляторними молекулами є CD80 і CD86, на Т-клітинах CD28 і CD40L. CD28 є рецептором до костимуляторних молекул CD80/CD86. Взаємодія CD28 з CD80/CD86 індукує експресію Т-клітиною костимуляторних молекул CD40L, які потрібні для активації АПК. Далі процес залежить від цитокінів.

Так, активовані Тх можуть активувати різні типи неактивованих АПК, а Т-кіллери – знищувати інфіковані клітини.

Отже, експресія костимуляторних молекул визначає зрілість, готовність клітини вступити до контакту, стимульованому антигеном.

109. ГКГС МНС був ідентифікований як система генів, що контролюють синтез АГів, які визначають несумісність клітин, тканин і органів при трансплантації. Відповідно глікопротеїнові молекули, які розміщені на поверхні мембран клітин та індукують реакції відторгнення трансплантатів називають АГ гістосумісності, а гени, що їх кодують – генами гістосумісності.

Головний комплекс гістосумісності є центральним генетичним апаратом для функціонування ІС (насамперед системи клітинного імунітету), його гени контролюють не тільки відповідь на аллотрансплантати, а ле і взаємодію клітин в ІВ, висоту ІВ на той чи інший АГ, синтез деяких компонентів комплементу та ін. молекул. Бенецераф у 1980р Новелівська премія за відкриття ГКГС.

ГКГС у мишей називають системою Н-2, а у людини НLA.

Отже, основною первинною функцією АГ гістосумісності є презентація антигенів для розпізнавання Т-клітинам.

Завдяки цьому МНС кодує здатність розпізнавати «своє» і «чуже», відторгати уражені вірусами або перероджені клітини, відповідати на Т-залежні АГ тощо. Крім того, МНС визначає генетично зумовлений ступінь прояву спадкових хвороб і схильність до інфекційних захворювань.

Продукти генів МНС поділяють на 3 класи. Власне функцію презентації АГ виконують молекули МНС класів 1 і 2. Однак виявилося, що всередині локусі генів гістосумісності знаходяться й інші гени, продукти яких не беруть безпосередньої участі у презентації АГів. МНС 3, їх функції не поаязані з імунним розпізнаванням.

Продукти генів МНС 1 і 2 складаються з 2 субодиниць, є гетеродимерами. На мембрані клітин вони представлені тільки в «зібраному» вигляді. Також АГ гістосумісності мають активний центр – місце зв’язування АГнного пептиду.

Гени МНС по-різному експресовано в клітинах організму.

- МНС І експресуються майже в усіх клітинах і тканинах (за винятком деяких, де рівень експресії дуже низький, наприклад, у рогівці ока; саме тому цю тканину досить легко трансплантувати).

- МНС ІІ експресовано лише в деяких клітинах, тих, що можуть представляти антиген в імунній відповіді. Це перш за все макрофаги, дендритні клітини і В лімфоцити. Експресію МНС ІІ знаходять також в активованих Т лімфоцитах людини.

Продукт генів МНС І – це гетеродимер, що складається із важкого α-ланцюга і β2-мікроглобуліна. Важкий ланцюг складається із трьох доменів: α1, α2, α3, - трансмембранної ділянки і цитоплазматичного С-кінця. α3 домен і β2-мікроглобулін гомологічні доменам імуноглобулінів, а N-кінцеві α1 і α2 домени є поліморфними (тобто саме тут локалізовано амінокислотні заміни, що відрізняють алельні форми білків МНС І).

Продукт генів МНС ІІ – теж гетеродимер, який складається із α і β ланцюгів (34 і 28 КДа, відповідно). Кожен ланцюг має два надклітинні домени з N-кінця, трансмембранну і цитоплазматичну ділянки, і загальна структура нагадує таку для білку МНС І. Поліморфними є α1 і β1 домени.

Функції: зв’язування АГнних пептидів. Виконують функцію презитнації АГ пептидів на поверхні АПК для розпізнавання їх ТкРецепторами. Для представлення АГ різним субпопуляціям Т-клітин потрібні різні молекули МНС.

Продукти генів МНС 1 представляють АГ пептиди для розпізнавання Т-кіллерам. МНС 2 представляють АГ Тх, забезпечують кооперативні взаємодії Т= і В-лімфоцитів, Т-л і макрофагів.

Загальна функція АГ гістосумісності 1 і 2 класі – представлення АГів Т-лімфоцитам.

110. Активація – це процес, що зумовлює перехід клітини із аги спокою у фазу поділу (проліферації). Активація лімфоцитів – це процеси, пов’язані з розпізнаванням АГ, що зумовлюють поділ клітин та їх д. Для успішної активації лімфоцитів, що є ключовим процесом імунного розпізнання, необхідною є наявність трьох активаційних сигналів:

• антигену, належним чином представленого – для Т клітин, і вільного – для В клітин;

• костимуляторних молекул, що визначають зрілість клітин і їх готовність до відповіді;

• цитокінів, що стимулюють експресію костимуляторних молекул

В-клітини активуються АГ, представленим на АПК, напр.макрофагах в присутності ІЛ-2,4.

Т-лімфоцити впізнають антиген тільки у комплексі з білками МНС. В процесі клітинної імунної відповіді (наприклад, для знищення власних клітин, інфікованих вірусом, або трансплантованих алогенних клітин) розпізнається антиген у комплексі з МНС І, а для гуморальної імунної відповіді (антитіла до бактерій і розчинних токсинів) антиген має бути представленим з МНС ІІ.

Для того, щоб зв’язатися з білками МНС, білковий антиген розщеплюється до коротких пептидів, (8-9 амінокислотних залишків для МНС І і 12-15 залишків для МНС ІІ). Цей процес називається процесингом антигену.

Ендогенні(внутрішні) антигени презентуються із МНС І – стимулюють клітинну ІВ, а екзогенні (зовнішні) – з МНС ІІ – стимулюють гуморальну ІВ. Процесинг ендогенних антигенів відбувається в цитоплазмі за участю ферментів протеасоми, а процесинг екзогенних антигенів – в ендосомах за участю ендосомальних ферментів, зокрема катепсинів.

Молекули МНС виконують функцію представлення АГ пептида Т-лімфоцитам.

- Існує декілька загальних каскадів передачі сигналу. Вони складаються із спільних елементів:

1 – рецептор, що сприймає сигнал на зовнішній

поверхні клітини;

2 – система вторинних месенджерів, що передає

сигнал всередину клітини;

3 – каскад реакцій, що призводить до

фосфорилювання внутрішньоклітинних білків;

4 – активація певних генів, що відбувається

внаслідок фосфорилювання і міграції у ядро

активаційних ядерних факторів.

В результаті цього клітина змінює свою генетичну програму, починає синтезувати нові білки, проліферувати або навпаки включає механізм запрограмованої загибелі – тобто реагує на сигнал, що надійшов із-зовні.

Процес активації лімфоцитів перебуває під суворим контролем багатьох сигнальних систем. Щоб запобігти помилковій активації клітин ІС, природа використовує механізм подвійного розпізнавання АГ. Для того, щоб Аг, який потрапив в організм міг зумовити ІВ, його мають розпізнати як ефекторні клітини (ЦТЛ або В-л), так і регуляторні Т-клітини (Тх1 або Тх2). Самі регуляторні клітини активуються внаслідок взаємодії з ДК, які були попередньо активовані АГом. Кооперація всіх типів клітин відбувається у процесі міжклітинної взаємодії. ТкР розпізнає АГнні пептиди та АГ гістосумісності, які є продуктами генів власних клітин організму.

Кожний лімфоцит має сприйняти кілька сигналів для переходу в активований стан. Перший і головний сигнал – це сигнали від АГспецифічних рецепторів, наступні 2 сигнали – костимуляторні, які клітина отримує від мембранних костимуляторних молекул. Що знаходяться на поверхні іншої клітини, та від цитокінів.

Лише за збалансованого надходження всіх сигналів клітина може перейти з G0 у G1-стадію клітинного циклу і пройти точку рестрикції. У разі неадекватності отриманих сигналів відбувається інактивація клітин внаслідок апоптозу. А Активовані клітини проліферують і диференціюються на ефекторні клітини, а за умови нестачі АГ – також на клітини-памяті. Клони, що відпрацювали знижуються апоптозом.

Феномен генетичної рестрикції полягає в тому, що клітини, які розпізнають антиген (Т лімфоцити) і клітини, що його представляють (макрофаги, дендритні клітини, клітини-мішені у випадку цитотоксичної відповіді) повинні бути генетично однаковими, тобто походити із одного організму або із тварин однієї генетичної лінії. Інакше кажучи, Т лімфоцити розпізнають антиген тільки у комплексі з продуктами сингенних МНС (МНС-рестрикція – обмеження за МНС). Завдяки МНС-рестрикції Т-л здатні розрізняти ендо- і екзо АГ і розвивати ефективну ІВ адекватного типу.

Основою всіх активаційних процесів в клітинах еукаріот є універсальний механізм фосфорилювання-дефосфорилювання білків. Розташовані у сигнальному комплексі тирозинові кінази беруть участь у передаванні сигналу від АГ (від рецепторів лімфоцитів) у середину клітини (лімфоцита). Кінази фосфорилюють спеціальні послідовності ІТАМ CD3 або Igα/β комплексу, тбт фосфорилювання ІТАМ необхідне для успішного проходження сигналу. Але при фосфорилюванні кіназа знаходиться ву заскненій формі, є неактивною, тому що субстрат не може потрапити до активного центру кінази. Тому для її активації необхідно щоб відщепився фосфатний залишок за доп. фосфатази (дефосфорилювання).

Цитокіни. Класифікація цитокінів і їх функції. Властивості цитокінів, способи дії на клітини-мишені. Роль в імунної відповіді. Рецептори цитокінів.

Цитокіни- це численна група різних за місцем утворення та біологічною активністю білкових молекул, синтез яких інду­кується екзо- або ендогенними АГ та які регулюють утворення, розвиток, ріст і функціонування різних клітин ІС.

Ц, що синтезувалися лімфо­цитами, називають лімфокінами, моноцита­ми, макрофагами — монокінами. Після де­тального вивчення біологічної активності та визначення первинної структури запро­поновано називати їх інтерлейкінами — медіаторами міжлейкоцитарної взаємодії й надавати їм відповідний номер. Нині відомо понад 30 інтерлейкінів. Однак деякі цитокіни зберегли свою первинну назву (інтерферони, фактор некрозу пухлин, колонієстимулювальні фактори, онкостатин М, фактор росту та іи.). Окрему гру­пу ц. складають речовини, які ре­гулюють міграцію лейкоцитів в організмі, їх називають хемокінами.

Ц. мають широкий спектр біологічної дії: формування та регуляція ІВ, активація або гальмування функцій різних клітин, участь у антиінфекційному і протипухлинному захисті.

Продуценти цитокінів. Ц мо­жуть синтезуватися різноманітними кліти­нами, серед яких виділяють 3 групи клітин-продуцентів, що виробляють основну масу ц.

- стромальні клітини КМ (ендотеліоцити, фібробласти), що продукують переважно ц, які регулюють гемопоез, — ГМ-, Г-, М-КСФ, ІЛ 6, 7, 8, 11, ІНФβ, ТФРβ.

- моноцити/макрофаги, які у відповідь на взаємодію з м/о та їх про­дуктами синтезують ІЛ 1, 6, 10, 12, 15, ФНП-а.

- усі лімфоцити, проте основни­ми виробниками ц. є СD4 Т-лімфоцити — ТхО, Тх1 і Тх2.

Класифікація цитокінів.

Незалежно від того, якими клітинами виробляються ц, вони розділяються на 4 групи: інтерейкіни кооперують взаємодії між лейкоцитами; інтерферони (ІФН) володіють противірусною активністю; фактори некрозу пухлин що руйнують мутантні клітини; колоніє-стимулюючі чинники (КСФ). Окремо виділяють ТФРβ.

Рецептори цитокінів. Взаємодія цито­кінів з клітинами-мішенями опосередко­вується відповідними високоспецифічними мембранними рецепторами, які можуть бути двох типів — високо- і низькоафінними. Роль низькоафінних рецепторів не­відома, оскільки тільки високоафінні ре­цептори здатні за­нурюватися разом з цитокіном усередину клітини й викликати відповідь. Всі рецептори ц. є трансмембранними глікопротеїнами, позаклітинна частина яких зумовлює зв'я­зування певного цитокіну. Виділяють кілька груп рецепторів для цитокінів (суперродина рецепторів ц. 1,2 типу, типу ФНП, Ig-подібних рецепторів, хемокінових рецепторів).

Клітини, що перебувають у спокої, як правило, містять на своїх мембранах неве­лику кількість цитокінових рецепторів і тільки в процесі активації збільшується їх кількість, що зумовлює активну взає­модію клітин з цитокінами.

Деякі рецептори мають спільні субодиниці. Слід зазначити, що в процесі росту і диференціації клітин крові, а також при формуванні ІВ відбуваєть­ся модуляція (індукування, посилення, послаблення) експресії рецепторів, що змінює чутливість клітин до певних ци­токінів. Самі цитокіни можуть змінюва­ти експресію різних рецепторів, і нерідко власних.

Механізми дії цитокінів. Більшість цитокінів, на відміну від гормонів, є моле­кулами ближньої, місцевої (паракринної) дії — вони продукуються, виявляють свою дію і утилізуються клітинами, які близько розміщені. Нерідко виявляють і аутокринну дію, тобто діють на ті клітини, що їх продукують. У поодиноких випадках де­які ц. (ФНП-а, ІЛ-1,6, ГМ-КСФ) здатні впливати на інші клітини ендо­кринним шляхом — мігрувати на деякі відстані від клітин-продуцентів і виклика­ти певні ефекти у віддалених клітинах. Секреція цитокінів має короткостроковий характер.

Роль в ІВ. Ц. відіграють активну роль у формуванні специфічної ІВ шляхом стимуляції експресії молекул МНС класу І і II, які беруть участь у роз­пізнаванні й презентації антигену Т-лімфоцитам (ІНФ а, β й особливо γ ). Ц. також збіль­шують на клітинах ІС експресію адгезивних молекул, стимулюючи міжклітинну взаємодію, активують моноцити/мак­рофаги (так звані запальні цитокіни -ІЛ-1, ІЛ-6, ФНП-а, ГМ-, Г- і М-КСФ).

Ряд ц. стимулюють проліфера­цію Т-клітин — в основному ІЛ-2. ІЛ-2 і ІФН-γ сприяють диференціюван­ню ТхО на Тх1, а ІЛ-4 - на Тх2. Ріст В-лімфоцитів стимулюють інтерлейкіни 1,2, 4, 5, 6, 10.

Ц. беруть активну участь у фор­муванні цТЛ (ІФН-у, ІЛ-2, ІЛ-12). Велике значення для про­яву активності цТЛ і НК мають виділювані ними цитокіни — ФНП-а,β,γ, які здатні інду­кувати апоптоз.

Нині проводяться широкі експеримен­тальні роботи із застосування цитокінів у лікуванні різних захворювань, особливо онкологічних.

113. ІВ – реакція ІС на чужорідні агенти, спрямована на видалення їх з організму.

Вона здійснюється клітинами ІС із залученням ін. клітин організму (тромбо-, еритроцитів, фібробластів), а також розчинних факторів (АТ, білків гострої фази, комплементу, цитокінів), здатних взаємодіяти з АГми або регулювати функцію ін.клітин.

Реакції системи специфічного імунітету (адаптивна ланка ІВ) поділяють на: гуморальну і клітинну, залежно від типу реакцій, спрямованих на елімінацію АГну.

Клітинна ІВ ґрунтується на функціонуванні Т-кіллерів та діяльності активованих Тх1-клітинами макрофагів. Тх1 виділяють багато цитокінів у місце вторгнення АГ і активують макрофаги, роблячи можливим знищення паразитів і м/о. Т-кіллери реалізують захисну функцію вбиваючи інфіковані патогенами клітини-мішені, а активовані Тх1 макрофаги – знищують внутрішньоклітинні патогени, що у них паразитують. Клітинна ІВ здійснюється сенсибілізованими (імунними) Т-лімфоцитами проти клітин, які містять на своїй поверхні вірусні або мікробні АГ, специфічні пухлинні АГ. Здійснюється клітинами проти клітин.

Активація ЦТЛ відбувається в тимусзалежних зонах лімфоїдних органів – паракортикальні зони лімфовузлів та періартеріолярних муфтах селезінки. Утворені ЦТЛ надходять у циркуляцію, звідки можуть мігрувати у місце запалення і знищувати інфіковані клітини. ЦТЛ вбивають лише ті клітини-мішені, які несуть МНС1 з тим АГ пептидом, що знаходився на АПК. Активовані ЦТЛ здійснюють кіллерну функцію після взаємодії ТкР з комплексом АГпептид – МНС1 на поверхні клітини-мішені за участю молекул адгезії, які сприяють встановленню щільного контакту між клітинами.

Гуморальна ІВ процес активації В-клітин і синтез специфічних Igів. АТ здатні зв’язувати АГ запобігаючи його поширенню в організмі, нейтралізувати біологічну активність токсинів.

Активні центри АТ відповідають за специфічне розпізнавання АГу, а Fc-фрагмент – за реалізацію ефекторних реакцій. В1-клітини (заселяють черевну і плевральну порожнини, сальники) відповідають на Т-незалежні, а В2 (звичайна локалізація у дорослих у КМ) на Т-залежні АГ. В2 активуються Тх і для перетворення на АУК потребують їх взаємодії (з Тх). В1 активуються безпосередньо АГми і не потребують допомоги Тх.

Після первинної взаємодії з АГ В-клітина потрапляє в таку зону вторинних лімфоїдних органів, де можливий контакт з активованими Тх. Тх активують лише ті В-клітини, які представляють їм пептидні фрагменти АГ на своїй поверхні у комплексі з МНС2.

Розвиток ІВ регулюється різними механізмами, які спрямовані переважно на її поступове обмеження паралельно з виведенням АГ. У результаті ІВ утворюються Т-і В-клітини пам’яті, які заміщують виснажені клони лімфоцитів та забезпечують розвиток прискореної і ефективної реакції на повторне введення в організм того самого АГну.

Отже, ІВ клітинного і гуморального типу супроводжується утво­ренням ефекторних клітин та клітин па­м'яті. Клітини пам'яті можуть бути окремою лінією диференціювання активованих антигеном клітин, що з'являють­ся паралельно з утворенням ефекторів, але в меншій кількості, бо клітини пам'яті — не повністю зрілі ефектори, диференцію­вання яких припинилося у зв'язку зі змен­шенням кількості антигену в організмі. Розрізняють клітини централь­ної пам'яті, які рециркулюють у лімфі та крові між вторинними лімфоїдними органами, і клі­тини периферичної пам'яті, або ефекторні клітини пам'яті, здатні активуватися на АПК у тканинах.