рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИММУНИТЕТА

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИММУНИТЕТА - раздел История, ПРЕДМЕТ, МЕТОДЫ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИКИ. ЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕТИКИ ДЛЯ ПРАКТИКИ. Понятие Об Иммунитете И Иммунной Системе Организма....

Понятие об иммунитете и иммунной системе организма. Мы живем в потенциально враждебном мире, наполненном огромным множеством инфекционных агентов, которые имеют различные размеры форму, строение и разрушительную способность. Они были бы рады использовать нас для размножения своих генов, если бы мы в свою очередь не выработали целый ряд защитных механизмов, обеспечивающих возникновение иммунитета (от лат.immunias-свободный от чего-либо).

Иммунитет- это невосприимчивость организма к инфекционным агентам и генетически чужеродным веществам антигенной природы. Главная функция иммунитета – иммунологический надзор за внутренним состоянием организма. Следствием этой функции является распознание специфическое блокирование нейтрализация или уничтожение генетически чужеродных веществ и клеток (бактерий, вирусов, раковых клеток и т.д.). За сохранение ге­нетически обусловленной биологической индивидуальности отвечает иммун­ная система организма. Она включает совокупность всех лимфоидных орга­нов и скоплений лимфоидных клеток, обеспечивающих реакцию иммунитета. Иммунная система состоит из центральных и периферических органов. Центральные органы иммунной системы включают тимус (у млекопитающих), сумку Фабриция (у птиц), костный мозг, пейеровы бляшки и миндалины. К периферическим органам относят лимфатические узлы, селезенку и кровь. Иммунная - система и ее главные исполнители - лимфоциты обеспечивают специфическую реакцию организма на чужеродные антигены.

Кроме этой системы, существуют механизмы, обеспечивающие первичную ступень неспецифической сопротивляемости организма паразитам (бактери­я, вирусам, гельминтам и т.д.).

Неспецифические факторы защиты. Сопротивляемость организма инфекциям зависит не только от иммунно­го ответа, но определяется и неспецифическими факторами. К неспецифи­ческим факторам защиты относят кожные и слизистые покровы, секреты же­лез пищеварительного тракта, фагоциты, естественные иммуноглобулины, систему комплемента, пропердин, лизоцим, интерферон, температуру и др.

Простейший путь избежать инфецирования - это предотвратить проник­новение возбудителя в организм. Главной линией обороны служит, конеч­но, кожа, которая, будучи неповрежденной, непроницаема для большинства инфекционных агентов. Когда целостность кожного покрова нарушена, нап­ример, при ожогах, инфекция становится главной проблемой. Вдобавок большинство бактерий не способно существовать на поверхности кожи из-за губительного действия молочной кислоты и жирных кислот, содержа­щихся в поте и секрете сальных желез.

Слизь, выделяемая стенками внутренних органов, действует как защит­ный барьер, препятствующий прикреплению бактерий к эпителиальным клет­кам. Микробы и другие чужеродные частицы, захваченные слизью, удаляются механическим путем - за счет движения ресничек эпителия, с кашлем и чиханием. К другим механическим факторам, способствующим защите по­верхности эпителия, можно отнести вымывающее действие слез, слюны и мочи.

Секреты желез пищеварительного тракта (слюна, желудочный сок, желчь) обладают бактерицидным и бактериостатическим действием. Лизоцим слюны действует против кокковой микрофлоры, кислотность желудочного сока задерживает развитие многих видов бактерий, желчь действует про­тив сибиреязвенной палочки, разрушает вирусы чумы и инфекционной анемии.

Фагоциты могут захватывать и переваривать многие чужеродные ве­щества и клетки. Макро- и микрофаги, по мнению И.И. Мечникова, являются основными исполнителями клеточного иммунитета.

Неспецифические факторы защиты действуют в широком спектре, хотя ряд из них может быть в большей или меньшей степени направлен против некоторых групп микроорганизмов. Система комплемента включает более 10 белков присутствующих сыворотке крови. Комплемент действует на мембрану - клетки, которая становится проницаемой выводит аллергены, мобилизует лейкоциты из костного мозга, принимает участие в иммунном ответе.

Система пропердина может нейтрализовать ряд вирусов, действует против грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов.

Лизоцим вызывает лизис некоторых микроорганизмов, к нему более чувствительны грамположительные бактерии. Так, при заболевании коров маститом концентрация лизоцима в их молоке возрастает в 3-7 раз. Ин­терферон задерживает внутриклеточное размножение разных вирусов, он синтезируется макро- и микрофагами.

Уровень содержания комплемента, пропердина, лизоцима, интерферона контролируется генетически и наследуется, по-видимому, по типу полиме­рии. Так, например, коэффициент наследуемости концентрации лизоцима равен 0,18.

Специфический иммунитет. Главными исполнителями иммунитета являются лимфоциты. Различают две системы иммунитета: клеточную и гуморальную. Основные положения клеточной теории иммунитета были разработаны И. Мечниковым, который открыл явление фагоцитоза - уничтожения чужеродных микробов особыми клетками - фагоцитами. Захват и переваривание микроорганизмов осущест­вляется двумя типами клеток – макро - и микрофагами. Макрофаги образуются из клеток костного мозга и присутствуют во всех тканях и органах, осуществляя функции фагоцитоза. Следует отметить, что явление фагоци­тоза довольно сложное; в нем участвуют механизмы распознавания чуже­родного, система комплемента активирует эти процессы, а заключенный в цитоплазматическую мембрану микроорганизм подвергается действию целого ряда бактерицидных систем.

В 1982 году Р.Гудом и Дж. Миллером была разработана операция по удалению у новорожденных мышей тимуса. В результате этой операций у бестимусных животных резко снижалось число лимфоцитов, а вместе с ними исчезали все формы иммунитета. Эти опыты показали главенствующую роль тимуса в реакциях иммунитета. В дальнейшем было установлено, что стволовые лимфоидные клетки мигрируют в тимус, где превращаются в Т - лимфоциты (тимус - зависимые). Именно Т–лимфоцитам принадлежат все ключевые посты иммунитета от распознавания чужеродного антигена, проникшего в организм, до его полного уничтожения. Кроме Т-лимфоцитов, в иммунных процессах участвуют В-лимфоциты, которые формируются в сумке Фабриция (у птиц) или ее аналоге у млекопитающих. В-лимфоциты ответственны за гуморальную форму иммунитета.

На мембранах Т - и В-лимфоцитов находятся молекулы-рецепторы. Рецепторы - это молекулярные структуры клеточной поверхности, с помощью которых клетки узнают антигены. Антигены – это вещества чаще всего белковой природы или микроорганизмы, которые способны вызвать при про­никновении их в организм выработку антител. Т-лимфоциты состоят из трех субпопуляций: Т-хелперов, Т-супрессоров и Т - киллеров. Первые из них способствуют превращению В-лимфоцитов в плазматические клетки, уз­нают и стимулируют компоненты иммунной системы. Т-киллеры разрушает свои мишени - клетки чужеродных трансплантантов, раковые клетки и т. д. Т-супрессоры выполняют регуляторные функции.

Т-система ответственна за реакции клеточного иммунитета - гипер­чувствительность замедленного типа, отторжение трансплантанта, участ­вует в противораковой защите и иммунитете против вирусных инфекций.

В-система ответственна за гуморальный иммунный ответ, определяет иммунитет при многих бактериальных инфекциях, антитоксический иммуни­тет, аллергию немедленного типа, некоторые аутоиммунные заболевания.

Реакция антиген - антитело. Антитела представляют собой белки из класса иммуноглобулинов. Они синтезируются в плазматических клетках, образовавшихся из В-лимфоцитов. У большинства млекопитающих иммуноглобулины разделяют на пять классов: IgG, IgA, IgM, IgD, JgE. У всех ви­дов, животных и человека молекулы Ig построены из двух длинных тяжелых (H) и двух коротких легких (L) полипептидных цепей. N-концевые участки тяжелых и легких цепей состоят из вариабельных (V) областей, а С-концевые участки тяжелых легких цепей являются константным. Главная биологическая функция антител - это быстрая специфическая реакция их с антигенами. Эти взаимодействия могут проявляться в виде реакций агглю­тинации (склеивание), преципитации, лизиса и нейтрализации. Антитела могут усиливать фагоцитарную активность макрофагов. Специфичность им­мунитета проявляется в том, что антитела действуют только на тот антиген, под влиянием которого они образовались. Организм, имеющий антите­ла, может оставаться в течение длительного времени иммунным против данного антигена. Следовательно, гуморальный, как и клеточный иммуни­тет, обладает иммунологической памятью - способностью при повторном контакте с антигеном узнавать и отвечать на него иммунологической ре­акцией.

Генетика иммуноглобулинов. Гены иммуноглобулинов автосомны, кодоминантны. Иммуноглобулины контролируются тремя семействами генов, рас­положенных в разных хромосомах. Одно семейство генов кодирует синтез всех классов, тяжелых цепей (Н), другое - синтез лёгких цепей n-цепей, а третье - синтез легких λ-цепей. Вариабельная область тяжелых цепей (Vн.) кодируется одной группой локусов, а константная область этих цепей (Сн.) - другой. Гены вapиабельного участка тяжелой цепи могут соединяться с любыми генами константных участков этой цепи. Общее число генов, контролирующих синтез разных цепей иммуноглобулинов, более 200. При сборке молекул иммуноглобулинов эти цепи могут комбинироваться в разных сочетаниях, что и обуславливает разнообразие их молекул.

Разнообразие антител. Организмы в течение жизни могут встречаться с десятками тысяч антигенов и должны отличать "чужие" антигены от "своих". На каждый антиген организм способен вырабатывать антитела. Чем же обеспечивается такое разнообразие антител? Установлено, что разнообразие антител может быть обеспечено:

- наличием большого числа гаметных генов;

- сборкой и экспрессией генов в соматических клетках из ограничённого набора зародышевых сегментов;

- соматическими мутациями генов антител.

Количество вариантов сборки гена иммуноглобулина, например одной из легких цепей, равно произведений чисел V, D и I-сегментов. Соедине­ние этих сегментов может произойти более 10 тыс. способами. Таким об­разом, число вариантов формирования активного центра Ig участками легкой и тяжелой цепи превышает 10 млн.

Генетический контроль иммунного ответа. Иммунный ответ, или имму­нологическая реактивность, - высокоспецифическая форма реакции организма на чужеродные вещества (антигены). При иммунном ответе происхо­дит распознавание чужеродного агента и его элиминация. При введении антигена возникает первичный иммунный ответ - приблизительно через 2 дня в крови образуются антитела, титр которых возрастает, достигая максимума к 4-6 дню. Вторичный иммунный ответ возникает при повторном введении того же антигена и характеризуется более высоким и быстрым нарастанием титра антител. Подобная реакция более сильного образования антител на повторное введение антигена называется иммунологической памятью, которая обусловлена наличием клеток иммунологической памяти и может сохраняться в течение многих лет. Установлено, что сила иммунно­го ответа зависит от генотипа организма. Эксперименты по иммунизации инбредных линий мышей синтетическими антигенами выявили линии с силь­ным и слабым иммунным ответом. Сила иммунного ответа контролируется несколькими парами генов. Во многих случаях иммунный ответ против ан­тигенов наследуется полигенно.

Учеными выполнено много работ на лабораторных животных по изучению межлинейных различий в образовании антител. Так, при иммунизации лептоспирами мышей 12 инбредных линий установлено, что титры антител у одних линий были в 2 раза выше, чем у других. При скрещивании конт­растных линий обнаружено доминирование высокого иммунного ответа. Про­водя отбор по силе иммунного ответа на эритроциты барана о течение 10 поколений, удалось получить 30 кратные различия по титру антител между высоко- и низкореагирующими группами. Необходимо подчеркнуть, что жи­вотные различались по силе иммунного ответа ко многим, но не ко всем антигенам. Иммунологическая реактивность на некоторые антигены у осо­бей этих линий оказалась одинаковой. Отсюда следует важный вывод о том, что общей иммунологической реактивности не существует, а есть конкретный иммунный ответ. Поэтому невозможно создать линии или породы животных, которые были бы одновременно резистентны ко всем болезням.

Теории иммунитета. Выдвинуто много теорий для объяснения механизма образования антител. Из многих теорий иммунитета наибольшее признание получила клонально-селекционная теория Бернета. Она основана на четы­рех принципах: 1) в организме имеется большое число лимфоидных клеток; 2) популяция лимфоидных клеток гетерогенна и в результате интенсивного деления клеток образуется большое число клонов сходных между собой клеток; 3) небольшое количество антигена стимулирует клон клеток к размножению; 4) большое количество антигена элиминирует соответствую­щий клон. Согласно этой теории антиген, взаимодействуя с рецептором В-лимфоцита, вызывает его деление, в результате чего образуется клон, синтезирующий антитела одной специфичности. Все клетки клона имеют один и тот же генотип.

Сетевую теорию регуляции иммунитета предложил Н.Эрне. Согласно этой теории антитела не только узнают антиген, но и сами являются ан­тигенами. Такая ситуация возникает потому, что в период дифференцировки организм с антителами не встречался, поэтому они и выступают в роли антигена, на который вырабатываются анти-антитела.

Главный комплекс гистосовместимости (МНС). При первой пересадке сердца человека, сделанной К. Бернаром в 1967 году, и последующих операциях хирурги столкнулись с проблемой отторже­ния трансплантанта. Оказалось, что главная трудность заключается не в технике операции, а в несовместимости тканей, обусловленной иммунологическими механизмами. При пересадке органов и тканей от донора к ге­нетически неидентичному реципиенту возникают иммунные реакции, вызыва­ющие отторжение трансплантанта. Это происходит благодаря наличию на поверхности клеток антигенов, называемых трансплантационными антигена­ми, или антигенами гистосовместимости. Большинство трансплантационных антигенов расположено на лейкоцитах, но они имеются и на других ядерносодержащих клетках. Гены, кодирующие эти антигены, называют генами тканевой совместимости. Система генов, контролирующая трансплантацион­ные антигены лейкоцитов названа главным комплексом гистосовместимости (МНС). Гены гистосовместимости кодоминантны. Различают два класса бел­ков МНС. Белки МНС класса I- находятся на поверхности почти всех клеток. Белки МНС класса II имеются на поверхности некоторых клеток (В-лимфоциты, макрофаги, эпителиальные клетки). Эти белки имеют некоторое сходство с иммуноглобулинами. Основная роль белков МНС состоит не в тторжении чужой ткани, а в направление Т-лимфоцитов на антиген.

Впервые главную систему гистосовместимости у мыши Н-2 открыл П. Горер в 1936 году. Кроме этой системы, найдено много локусов тканевой совместимости локализованных в других хромосомах. Комплекс Н-2 включа­ет несколько тесно сцепленных локусов, расположенных в 17-й хромосоме. Главный комплекс гистосовместимости открыт у многих видов животных и человека. У крупного рогатого скота этот комплекс обозначается BoLA и контролируется серией кодоминантных аллелей.

Врожденные иммунодефициты. Нарушения в различных звеньях иммунной системы приводят к многооб­разным патологическим иммунным реакциям. Причем обычно поражение одно­го звена не затрагивает функционирование других. Первичные иммунодефициты - это генетически обусловленная неспособность организма реализо­вать то или иное звено иммунного ответа. Вторичные иммунодефициты яв­ляются приобретенными при индивидуальном развитии организма. Они воз­никают при нарушении в кормлении животных, в результате вирусных забо­леваний, при воздействии на организм ионизирующего излучения и в др. случаях.

У человека описано много врожденных иммунодефицитов, тогда как у сельскохозяйственных животных эти вопросы исследованы недостаточно. Но здесь как и для других признаков, применим закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова, на основании которого можно предвидеть наследственные иммунодефициты у животных, подобные тем, ко­торые уже открыты у человека.

Комбинированный иммунодефицит(CID).Он известен у человека, жере­бят арабской породы и длинношерстной таксы. Этот дефект связан с гене­тическим нарушением образования и функционирования Т - и В-лимфоцитов. Наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Это подтверждается тем, что у пораженных жеребят матери и отцы здоровы, однако ни один жеребе­нок не доживает до репродуктивного возраста без трансплантации костного мозга.

Болезнь встречается у самок и самцов. У новорожденных жеребят очень мало или нет циркулирующих лимфоцитов, а в сыворотке крови почти отсутствую иммуноглобулины. Наблюдается недоразвитие тимуса. Животные не способны отвечать на иммунизацию. Жеребята остаются здоровыми до 2-месячного возраста, а после уменьшения количества материнских Ig погибают от различных инфекций. У жеребят арабской породы СID встречается с частой 2, 3-3, 7%.

Агаммаглобуления. Это дефект гуморальной системы (В-лимфоцитов), встречается у человека и лошадей. Признак наследуется сцепленно с по­лом. Животные с этим дефектам не способны синтезировать иммуноглобулины всех классов, но функция Т-лимфоцитов нормальная. Больные особенно восприимчивы к бактериальным инфекциям, но чувствительность к вирусным инфекциям не повышена. Жеребята доживают до 17-18 месяцев.

Летальный фактор А-46. Известен у скота черно-пестрой и других по­род. Наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Телята рождаются нор­мальными, а к 4-8 неделям у них наблюдается поражение кожи, сыпь, вы­падение волос и другие дефекты. Животные особенно чувствительны к ви­русным инфекциям вследствие снижения клеточного иммунитета. Синтез им­муноглобулинов не нарушен. Без лечения животные погибают в 4-месячном возрасте.

СПИД. В США в начале 80-х годов было обнаружено новое заболевание иммунной системы - СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита). Бо­лезнь вызывается вирусом (LAV), поражающим Т-лимфоциты (хелперы). Бо­лезнь характеризуется длительным инкубационный периодом - более 5 лет. Роль наследственности в реакции организма на СПИД отчасти выражается в том, что только 10% носителей вируса заболевают.

 

Лекция 12

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ПРЕДМЕТ, МЕТОДЫ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИКИ. ЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕТИКИ ДЛЯ ПРАКТИКИ.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ... ФЕДЕРАЦИИ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИММУНИТЕТА

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ШМАЙЛОВ В.В.
  КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ ПО ГЕНЕТИКЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ   Белгород 2006   УДК 575 (075.8)    

Генетика, как биологическая наука. Связь генетики с другими науками.
Биология – это наука о живых организмах. По мере своего развития биология накопила очень много информации. Всю эту массу научной информации не в состоянии осмыслить и проанализировать один исследов

ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
Строение клетки. После того как был сконструирован микроскоп учёные установили, что все организмы растений и животных состоят из мельчайших частиц- клеток. Клетка явл

ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ ПРИ ПОЛОВОМ РАЗМНОЖЕНИИ
Вопрос наследования признаков у различных видов растительных и животных организмов интересовал ученых и практиков с давних времен. В многочисленных работах гибридизаторы 18-го и первой половины 19-

ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
Сцепленное наследование признаков. Как мы отмечали в прошлой лекции, независимое наследование призна­ков при ди- и полигибридном скрещивании бывает в случае, если

ГЕНЕТИКА ПОЛА
Теории определения пола.Одной из важнейших проблем в биологии всегда была загадка рождения организмов разного пола. Сотни гипотез о природе этого явления бы­ли опубли

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
Доказательства роли ДНК в наследственности. После того как было установлено, что гены находятся в хромосомах и расположены там в определенном порядке, возник вопрос о

ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ
Термин «биотехнология» прочно вошёл в современный лексикон биологов. Этим термином определяют технологию получения разнообразных продуктов и веществ с помощью живых клеток различного происхождения.

МУТАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
  1. Понятия о мутациях и их классификация. Изменчивость организмов является одним из главных факторов эволюции. Биологи различают наследственную и ненасле

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОНТОГЕНЕЗА
Онтогенез – непрерывный процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме в течение всей жизни при постоянном взаимодействии генотипа и условий среды. Термин

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ.
Понятие о популяции и чистых линиях. Эффективность отбора в чистых линиях и популяциях. Популяция– это группа организмов одного вида, своб

ИММЛУНОГЕНЕТИКА
  Группы крови человека и животных. В пределах вида особи различаются не только по морфологическим признакам, но и по ряду биохимических, которые могут быт

НАСЛЕДОВАНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ
Все признаки у животных разделяются на две группы – качественные и количественные. К качественным признакам относятся: масть животных, пол, тип конституции, устойчивость к заболеваниям и другие. О

ГЕНЕТИКА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА, СВИНЕЙ, ОВЕЦ И ПТИЦЫ
Генетика крупного рогатого скота. Скотоводство представляет в нашей стране главную отрасль животноводства. Дальнейшее его развитие связано с увеличением генетичес

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги