рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Основные цитокины иммунного ответа

Основные цитокины иммунного ответа - раздел Биология, Микробиология: предмет   Ил-1 Макрофаги, В-Клет...

 

ИЛ-1 Макрофаги, В-клетки, NK-клетки Т-клетки, В-клетки, макрофаги Активация лимфоцитов и макрофагов, гипертермия, острофазная реакция, усиление клеточной адгезии
ИЛ-2 Т-клетки В-клетки, Т-клетки, NK-клетки, макрофаги Активация лимфоцитов и макрофагов, стимуляция секреции лимфокинов
ИЛ-3 Т-клетки Костномозговые клетки-предшественницы Пролиферация
ИЛ-4 Т-клетки В-клетки, макрофаги Пролиферация лимфоцитов, активация макрофагов, влияние на переключение класса синтезируемых AT: способствует продукции IgGI и IgE, подавляет синтез lgG2 и lgG3
ИЛ-5 Т-клетки В-клетки, стволовые клетки Пролиферация, дифференцировка, переключение на синтез IgA, эозинофилия
ИЛ-6 Макрофаги, фибробласты, опухолевые клетки В-клетки, макрофаги, миелоидные предшественники Пролиферация, стимуляция секреции Ig, острофазная реакция
ИЛ-7 Клетки стромы Пре-В-клетки, Т-клетки Пролиферация
а-ФНО Макрофаги, Т-клетки, NK-клетки В-клетки, макрофаги, нейтрофилы Рост и дифференцировка, активация, усиление адгезии, кахексия
у-ФНО (лимфо- токсин) Т-клетки Клетки опухоли Цитотоксичность
МИФ Тгзт Макрофаги Подавление миграции
МАФ Тгзт Макрофаги Активация
ФХМ Тгзт Макрофаги Стимуляция хемотаксиса
ФИЛ Тгзт Нейтрофилы Ингибирование миграции

Сокращения: МИФ — макрофаг-ингибирующий фактор; МАФ — макрофаг-активирующий фактор; ФХМ — фактор хемотаксиса макрофагов; ФИЛ — фактор, ингибирующий миграцию лейкоцитов; ФНО — фактор некроза опухолей; Тгзт — Т-эффекторы ГЗТ; ЦТЛ — Т-цитотоксические клетки; NK— естественные киллеры; Т-х— Т-хелперы.

 

Различают следующие (основные) факторы межклеточного взаимодействия:

а) на поверхности клеток (рецепторы-лиганды):

• молекулы иммуноглобулинового суперсемейства: Ig, TCR, MHC, CD2,3,4,8, адгезины клеток иммунной системы (ICAM);

• селектины;

• интегрины;

• прочие молекулы (например, CD44).

б) факторы дистанционного взаимодействия:

• цитокины;

• интерфероны.

Адгезины клеток иммунной системы (ICAM) — CD-молекулы лейкоцитов и эндотелия сосудов, обеспечивающие неспецифическую адгезию между различными клетками и сопутствующую их стимуляцию (костимуляцию).

Селектины — белки из семейства молекул клеточной адгезии, являются трансмембранными гликопротеинами и состоят из единственной полипептидной цепи.

Интегрины — главные молекулы, опосредующие взаимодействие клеток с межклеточным веществом (связывают цитоскелет клеток с компонентами межклеточного матрикса).

Взаимодействие клеток в иммунном ответе осуществляется с помощью гуморальных медиаторов — цитокинов.

Семейства биологически активных пептидов:

• интерлейкины (ИЛ) 1 -21;

• колониестимулирующие факторы (CSF);

• факторы некроза опухолей (ФНО);

• хемокины;

• интерфероны.

Хемокины (англ. chemokines) — семейство цитокинов небольших размер (от 8 до 10 кДа) и с 4 консервативными цистеинами в молекуле, определяющими трехмерную структуру белка. Хемокины способны вызывать хемотаксис чувствительных к ним клеток (отсюда их название хемотаксические цитокины, сокращенно хемокины).

 

Общая классификация иммунологических методов диагностики

Иммунологическая реакция — это взаимодействие антигена с антителом, которое определяется специфическим взаимодействием активных центров антитела (паратопа) с эпитопами антигенов.

Общая классификация иммунологических реакций:

• серологические реакции — реакции между антигенами (Аг) и антителами (Ig) in vitro;

• клеточные реакции с участием иммунокомпетентных клеток;

• аллергические пробы — выявление гиперчувствительности.

Серологические реакции: цели постановки, общая классификация.

Цели постановки:

а) для идентификации антигена:

• в патологическом материале (экспресс-диагностика);

• в чистой культуре:

 

1) серологическая идентификация (определение вида);

2) серотипирование (определение серовара);

б) для выявления антител (серодиагностика):

• наличия (качественные реакции);

• количества (нарастание титра — метод «парных сывороток»). Общая классификация серологических реакций:

а) простые (2-х компонентные: Аг + Ат):

• реакции агглютинации РА (с корпускулярным антигеном);

• реакции преципитации РП (с растворимым антигеном);

б) сложные (3-х компонентные: Аг + Ат + комплемент);

в) с использованием метки.

 

Варианты реакции агглютинации и преципитации Реакция агглютинации:

а) с корпускулярным антигеном:

• прямая:

1) пластинчатая;

2) объемная;

• непрямая:

1) латекс-агглютинация;

2) ко-агглютинация;

3) реакция непрямой гемагглютинации (РНГА) = пассивной гемагглютинации (РПГА).

Реакция преципитации: а) с растворимым антигеном:

• объемная (например, реакция кольцепреципитации);

• в геле (иммунодиффузия):

 

1) простая (по Манчини);

2) двойная или встречная (по Оухтерлони);

 

• реакция нейтрализации токсина антитоксином (РН) (например реакция флокулляции);

• другие варианты:

 

1) иммуноэлектрофорез;

2) иммуноблотинг.

Сложные серологические реакции (3-х компонентные Аг + Ат + комплемент):

а) видимые:

• иммобилизация;

• иммунного прилипания;

• лизиса (в том числе гемолиза);

б) невидимые:

• реакция связывания комплемента (РСК).

Реакции с использованием метки:

• РИФ — реакция иммунофлюоресценции;

• ИФА — иммуноферментный анализ;

• РИА — радиоиммунный анализ;

• ИЭМ — иммунная электронная микроскопия.

Лекция 10

Антигены. Клеточный иммунный ответ.

 

Антиген: определение, принцип построения. Эпитоп и его количественный состав. Валентность антигена. Факторы, определяющие степень иммуногенности антигена и их характеристика. Адъюванты. Классификация антигенов. Аутоантигены. Суперантигены

Антигены (Аг) — генетически чужеродные для организма вещества, которые осуществляют запуск ИС, приводят ее в функционально активное состояние, проявляющееся различными иммунологическими реакциями, направленными на устранение действия антигенов.

Как чужеродная субстанция именно Аг распознается в качестве маркера клеток или молекул, потенциально опасных для организма.

В отношении химической природы антигенами могут быть любые вещества (как вредные, так и безвредные для организма), способные индуцировать иммунный ответ: белки, ЛПС, полисахариды, гликопротеиды, липопротеиды.

В качестве Аг может выступать любое вещество, поступившее в организм из окружающей среды, если оно соединяется с белками организма.

Способностью вызывать развитие иммунного ответа и определять его специфичность обладает фрагмент молекулы Аг (~ 7-15 аминокислотных остатков или 6 моносахаридных остатков) — эпитоп.

Эпитоп (антигенная детерминанта) — это участок молекулы Аг, избирательно реагирующий с антигенраспознающими рецепторами и АТ.

Антигенные детерминанты могут быть построены двумя способами:

• они могут содержаться в пределах отдельного сегмента первичной последовательности аминокислот — последовательные эпитопы;

• могут быть сформированы остатками аминокислот, находящимися на расстоянии друг от друга, при этом они зависят от конформации молекулы Аг — конформационные эпитопы;

• антиген может иметь скрытые эпитопы, которые не распознаются из-за третичной структуры молекулы соединения. Разрушение молекул ведет к проявлению этих антигенных детерминант — неоантигены.

Количество молекул АТ, связывающих все эпитопы, определяет валентность Аг. Молекула Аг может иметь несколько эпитопов, т.е. может быть поливалентной. Чем сложнее молекула Аг и чем больше у нее эпитопов, тем больше вероятность развития ИО.

Способность Аг вызывать развитие невосприимчивости к инфекционному заболеванию называют иммуногенностью.

Факторы, определяющие степень иммуногенности антигена:

• химическая природа вещества. Высокой иммуногенностью обладают белки и углеводы. Липиды, нуклеиновые кислоты и др. органические вещества слабоиммуногенны и эффективны лишь в составе комплексных соединений;

• доза антигена;

• размер молекулы. С увеличением молекулярной массы полимерных молекул повышается их иммуногенность. Например, при переходе от мономерной формы флагеллина (40 000) к полимерной (20 000 000) титры антител возрастают на два порядка. Размер молекулы имеет значение для:

 

1) процесса фагоцитирования Аг (крупные лучше фагоцитируются);

2) для повышения валентности Аг;

 

• конфигурация молекулы. Имеет значение жесткость структуры, повтор структурных элементов;

• коллоидное состояние. Денатурированные белки неиммуногенны;

• генетическая конституция организма (генотип реципиента), поскольку иммуногенность Аг зависит от эффективности процессов обработки, которой он подвергается в организме. Иммуногенность гомологичных белков возрастает по мере увеличения «эволюционного расстояния» между донором и реципиентом белка. В основе повышения иммуногенности лежит увеличение степени различий в первичной структуре белков.

Иммуногенность антигена можно повысить искусственно введением его с адъювантом. Адъювант — вещество, являющееся неспецифическим стимулятором иммуногенеза и иногда обладающее антигенными свойствами.

Адъювантами могут быть неорганические (гидроксид алюминия, фосфаты алюминия и кальция, хлористый кальций и др.) и органические (агар, масляная кислота, глицерол, протамины и др.) вещества.

Механизм действия адъюванта:

• создание депо препарата в организме;

• стимуляция фагоцитоза;

• митогенное действие - поликлональная стимуляция лимфоцитов. Классификация антигенов

Антигены условно подразделяют на эндогенные и экзогенные. А. Эндогенные Аг — образующиеся внутри организма Аг. Выделяют три основные группы антигенов животных тканей: видовые антигены,

антигены эритроцитов и антигены ядерных клеток. Среди них различают изоантигены и аутоантигены.

Изоантигены (isos — одинаковый, син.: антиген аллогенный, антиген гомологичный, антиген групповой) — общее название антигенов эритроцитов, лейкоцитов и других клеток, а также плазменных белков особей одного биологического вида, обусловливающих развитие иммунологических реакций при гемотрансфузии, трансплантации чужеродных тканей и определяющих индивидуальную специфичность организма:

1) антигены эритроцитов (общая характеристика):

• относятся к 14 системам (более 100 Аг), располагаются на поверхности эритроцитов;

• являются гликопротеинами;

• наиболее важные — изогемагглютинины системы АВ0 групп крови;

• у 85% людей на эритроцитах есть резус-Аг (Rh+).

2) антигены ядерных клеток. На лейкоцитах и лимфоцитах крови
выявлено целая система антигенов, которые также являются
гликопротеинами клеточных мембран. Их называют HLA человеческие
лейкоцитарные антигены (составляют МНС, или ГКГС — главный
комплекс гистосовместимости). На практике для определения антигенной
структуры ткани донора и реципиента при пересадках органов определяют
именно антигены лейкоцитов.

Аутоантигены — собственные нормальные Аг организма, а также Аг, возникающие под действием различных биологических и физико-химических факторов (патологические аутоантигены), по отношению к которым образуются аутоантитела.

Б. Экзогенные антигены — Аг, поступающие извне организма.

Экзогенные антигены делятся на Аг инфекционной и неинфекционной природы:

Аг инфекционной природы — антигены микроорганизмов. Антигенами могут быть бактерии, грибы, простейшие, вирусы, их компоненты — липополисахариды клеточной стенки, капсулы, жгутики, рибосомы, токсины, ферменты. Особую разновидность микробных антигенов представляют суперантигены и толерогены:

1) суперантигены — особая группа антигенов бактерий и вирусов, способная вызывать активацию нескольких различных клонов лимфоцитов — поликлональную активацию, что сопровождается гиперпродукцией цитокинов, апоптозом (запрограммированная гибель) клеток и интоксикацией организма.

К суперантигенам относятся:

• экзотоксины бактерий;

• ряд белковых компонентов микроорганизмов, не подвергающихся переработки;

2) толерогены — микробные вещества, которые в организме одного индивидуума вызывают иммунную толерантность (подавляют иммунные реакции), а у других индивидуумов действуют как иммуногены.

Аг неинфекционной природы — бытовые антигены, промышленные, лекарственные, пылевые.

Экзогенными антигенами также являются:

• гетерологичные белки,

• чужеродные сыворотка и кровь,

• клетки, ткани, органы и доноров.

Антигены животных по отношению к человеку являются ксеногенными Аг.

По иммунногенности различают полноценные антигены и неполноценные антигены (гаптены).

Полноценные (или полные) антигены (или иммуногены) индуцируют иммунный ответ и являются природными или синтетическими биополимерами. Чаще всего это белки и их комплексные соединения (гликопротеиды, липопротеиды, нуклеопротеиды).

Гаптены (неполноценные Аг) — низкомолекулярные вещества, которые в обычных условиях не вызывают иммунную реакцию. К гаптенам относятся лекарственные препараты и большинство химических веществ. Они способны запускать ИО после связывания с белками организма, например с альбумином, а также с белками на поверхности клеток (эритроцитов, лейкоцитов). Выраженный ИО может возникать при введении гаптенов с адъювантами (Аг сорбируется на адьюванте).

Существуют перекрестнореагирующие Аг — Аг, которые могут реагировать с АТ, выработанными против другого Аг (разные естественные антигены микроорганизмов, растений, животных могут иметь как различные так и общие антигенные детерминанты).

Перекрестные реакции обусловлены наличием разных антигенных детерминант в одной молекуле Аг и одинаковых Аг в составе разных микроорганизмов. Перекрестные реакции играют важную роль в иммунитете и должны учитываться при определении вида микроорганизма по его антигенам (серотипировании). В лабораторной практике перекрестные реакции наблюдаются между антисыворотками к некоторым бактериальным Аг и Аг на клетках организма (на эритроцитах). Такие общие антигены известны как гетерофильные Аг.

Антигены, распознающиеся тимоцитами, называются Т-зависимыми (тимус-зависимыми), не распознающиеся ими — Т-независимыми (тимус-независимыми).

Т-зависимых Аг намного больше. Они индуцируют разнообразные иммунные процессы. К Т-независимым Аг относятся бактериальные липополисахариды, сложные полисахариды стрептококков, полимеризованные белки жгутиков бактерий. Они индуцируют лишь антителообразование, происходящее без участия Т-клеток.

 

Антигенпредставляющие молекулы (общая характеристика) Антигенпредставляющие молекулы CD1. Антигены главного комплекса гистосовместимости

Антигенпредставляющие (антигенпрезентирующие) молекулы — молекулы на поверхности антигенпрезентирующих клеток (АПК), ответственные за контакт с Аг:

• главный комплекс гистосовместимости человека (МНС=ГКГС= HLA);

• CD1 (a, b, c, d и e).

Принципы поддержания структурного постоянства организма («антигенной чистоты»») основаны на распознавании «своего-чужого». Для этого на поверхности клеток имеются гликопротеиновые рецепторы (Аг), составляющие главный комплекс гистосовместимости ГКГС (МНС, от анг. major histocompatibility complex). У человека эту систему так же обозначают HLA (система human leucocyte antigens). При нарушении структуры этих Аг, то есть изменении «своего», иммунная система расценивает их как «чужое».

Гены МНС расположены у человека на 6-й хромосомее, включающей многие миллионы пар оснований, что определяет вариабельность их продуктов (антигенов). Локусы генов I-го класса локализуются в периферическом плече хромосомы, II- и Ш-го класса — ближе к центромере.

Спектр молекул HLA-системы уникален для каждого организма и определяет его биологическую индивидуальность. Наборы KLA-Аг совпадают только у однояйцевых близнецов.

Выделяют гены и Аг трех классов МНС (KLA).

Гены I класса МНС определяют тканевые Аг. МНС I-Аг представлены на поверхности всех ядросодержащих клеток.

Гены II класса МНС контролируют ответ к тимусзависимым Аг. МНС II-Аг экспрессируются преимущественно на мембранах ИКК (макрофагов, моноцитов, В-лимфоцитов и активированных Т-клеток)

МНС III-Аг на клеточных мембранах не представлены. Они ответственны за синтез белков комплемента (синтез конвертаз).

Молекулы антигенов МНС I и II классов контролируют иммунный ответ:

• сочетанно распознаются поверхностными CD-Aг клеток-мишеней;

• участвуют в реакциях клеточной цитотоксичности, осуществляемой ЦТЛ.

В распознании внеклеточных липидных антигенов участвуют АПК, несущие CD-1 дифференцировочные молекулы. Подобно МНС I класса, все CD1-Аг являются гетеродимерными структурами ~50 йЗа (а цепь), ассоциированными с (32 микроглобулином. Выявлено целое семейство генов, кодирующих различные антигены — серологические специфичности CD1a, b, c, e, d. Все CD1 гены локализованы вне системы

МНС.

 

Антигены бактерий

Большинство возбудителей инфекционных заболеваний человека, их структуры и токсины - полноценные Аг, вызывающие развитие иммунных реакций.

В бактериальной клетке выделяют соматические О-Аг, жгутиковые H-Аг, капсульные К-Аг. У сальмонелл выделен термолабильный Vi-Аг.

Соматические Аг (О-Аг), хотя и называются антигенами тела микроорганизма, но располагаются в клеточной стенке бактерий. По химической природе они являются липополисахаридами и термостабильны.

Жгутиковые Аг (Н-Аг) — термолабильные образованы белком флагеллином.

Капсульные АГ (К-Аг) большинства бактерий имеют полисахаридную природу.

По иммуногенности микробных Аг выделяют особую группу протективных (от лат. рrotection - защита) антигенов, способных вызывать в организме образование эффективного противоинфекционного иммунитета. Например антигены возбудителей чумы, сибирской язвы, коклюша, бруцеллеза. Некоторые возбудители не содержат активных протективных антигенов, из таких микроорганизмов существующими методами не удается создать эффективную профилактическую вакцину (например — из возбудителя гонореи).

В составе бактерий так же различают Аг:

• групповые — общие для нескольких видов бактерий;

• видовые — характерные только для определенного вида;

• вариантные — по которым группы штаммов различаются внутри вида;

• штаммоспецифические — специфичные только для отдельных штаммов.

Антигенная структура бактерий имеет большое значение в идентификации выделенных чистых культур бактерий, так как определение антигенов бактерий по их реакциям с иммунными сыворотками используется при идентификации выделенной чистой культуры не только до вида, но и до серологического варианта — серовара (серотипирование).

Серовары (серотипы) микроорганизмов — варианты микроорганизмов, различающиеся внутри вида по антигенной структуре. Например, возбудитель ботулизма может быть 7 серологических вариантов (сероваров), причем каждый серовар образует ботулинический токсин, отличающийся по антигенной структуре от других сероваров.

 

Клеточный иммунный ответ: основные этапы, процессинг, презентация антигена, механизм действия ЦТЛ (Т-киллеров)

Клеточный иммунный ответ (КИО) лежат в основе реакции отторжения трансплантанта, аллергической реакции замедленного типа, противопухолевого и противопаразитарного иммунитета.

Т-система иммунитета уничтожает антигены, представленные на клетках, через прямое взаимодействие субпопуляции T-клеток — специфических цитотоксических T-клеток (ЦТЛ = CD8 T-клеток = T-киллеров) с измененными собственными или чужеродными клетками. Т-клетки распознают не собственно антигенный пептид (эпитоп), а его комплекс с молекулами МНС I или МНС II.

Этапы КИО (рисунок 7):

1) поглощение и процессинг Аг

В качестве антигенпрезентирующих клеток в КИО участвуют дендритные клетки или макрофаги. Процессинг сводится к:

• расщеплению исходной молекулы до уровня специфических пептидов,

• активации синтеза в АПК антигенов МНС I или II классов,

• образованию комплекса антигенный пептид + МНС I или II класса и к экспрессии его на мембране АПК.

2) презентация Аг:

• комплекс антигенный пептид + МНС I презентируется для опознания прецитотоксическим Т-лимфоцитам с фенотипом CD8+;

• комплекс антигенный пептид + МНС II презентируется Т-хелперам, имеющим фенотип CD4+.

• узнавание Т-клеточным рецептором (TCR) комплекса антигенный пептид + МНС I или II класса. При этом важную роль играют адгезивные молекулы CD28 на Т-лимфоцитах и CD80 (CD86) — на АПК, выполняющие функцию корецепторов;

• активация Т-лимфоцитов — переход из стадии покоя в стадию G1 клеточного цикла. Условие активации — передача сигнала от клеточной мембраны к ядру. В результате образуется ряд транскрипционных молекул, активирующих гены важнейших цитокинов. Синтезируются ИЛ-2 и рецепторы для него — fflI-2R, гамма-интерферон (уИФН) и ИЛ-4.

 

ОПСОЕНШЫ

 

Рисунок 7 — Схема КИО

3) пролиферация — размножение специфического по отношению к данному антигену клона Т-лимфоцитов (клональная экспансия) под действие ИЛ-2. Лишь размножившийся клон лимфоцитов способен выполнять функции по элиминации антигена.

4) дифференцировка — процесс специализации функций клеток внутри специфического клона:

• под действием уИФН активируется процесс синтеза антигенпрезентирующими клетками ИЛ-12, который воздействует на исходные специфические Т-хелперы нулевые (Th0) и тем самым способствует их дифференцировке в ТЫ;

• Th1 продуцируют уИФН, ИЛ-2 и факторы некроза опухоли альфа-и бета-, а также контролируют развитие клеточного иммунного ответа, и гиперчувствительности замедленного типа.

5) эффекторная фаза — уничтожение клетки-мишени. Происходит активация киллерной функции прецитотоксических лимфоцитов (специфических киллеров), натуральных киллеров, моноцитов, макрофагов и гранулоцитов. Пре-ЦТЛ дифференцируются в ЦТЛ, экспрессируя рецепторы к ИЛ2.

ЦТЛ убивают внутриклеточные бактерии и простейшие, инфицированные вирусами клетки, а также клетки опухоли и аллогенного трансплантата. Каждый ЦТЛ способен лизировать несколько чужеродных клеток-мишеней. Этот процесс осуществляется в три стадии:

• распознавание и контакт с клетками-мишенями;

• летальный удар — перфорины и цитолизины действуют на мембрану клетки-мишени и образуют в ней поры;

• лизис клетки-мишени — через образовавшиеся под влиянием перфоринов и цитолизинов поры проникает вода, разрывающая клетки.

Лекция 11

Гуморальный иммунный ответ. Иммуноглобулины.

Общая схема иммунного ответа. Супрессия иммунного ответа. Кооперативный механизм действия и регуляция иммунной системы

Иммунный ответ (ИО) — это комплексная стадийная реакция иммунной системы организма, индуцированная антигеном и направленная на его элиминацию. По механизмам эффекторного действия различают ИО:

• гуморальный (ГИО) — обеспечивается В- системой иммунитета;

• клеточный (КИО) — обеспечивается Т-системой иммунитета. По контакту с антигеном ИО может быть:

 

• первичным, который развивается в ответ на первичное поступление антигена в организм;

• вторичным, который развивается в ответ на повторное поступление антигена.

Обычными воротами для чужеродных агентов являются барьерные ткани, контактирующие с внешней средой (слизистые оболочки пищеварительного, дыхательного и урогенитального трактов, а так же повреждения кожи). Лишь позже, по мере размножения, микроорганизмы и их антигенные продукты (токсины) проникают в кровоток.

Обычно появление в организме экзогенного чужеродного агента вызывает активацию факторов естественного иммунитета (развитие воспаления). Параллельно с ними запускаются механизмы адаптивной иммунной защиты - антигенспецифического иммунного ответа.

В основе реакции ИС лежит распознавание антигенов, которые несут чужеродные агенты, специфическими клонами лимфоцитов с участием вспомогательных клеток. Иммунный ответ развивается обычно в несколько этапов и включает ряд процессов и явлений:

1) поглощение макрофагами чужеродного Аг. Антиген попадает внутрь А-клетки в результате рецепторопосредованного эндоцитоза;

2) переработка (процессинг) Аг, в результате которой обнажаются и связываются внутри клетки с белками МНС класса II или I пептидные фрагменты антигена;

3) представление (презентация) переработанного Аг в комплексе с молекулами МНС I или II макрофага для распознания Т- и В-клетками посредством их антигенраспознающих рецепторов;

4) активирование Т- и В-лимфоцитов и выделение ими лимфокинов;

5) пролиферация и дифференцировка лимфоцитов как результат
межклеточной кооперации посредством рецепторов, находящихся на
поверхности клетки. В-лимфоциты дифференцируются в плазматические
клетки, обеспечивающие гуморальный иммунный ответ. Т-лимфоциты, дифференцируются в эффекторные Т-лимфоциты, обеспечивающие клеточный иммунный ответ;

6) нейтрализация и уничтожение чужеродного Аг как результат перечисленных событий.

Одновременно с активацией Т-хелперов стимулируются Т-супрессоры, тормозящие иммунный ответ. Поэтому через определенное время в норме иммунная реакция затихает. В организме остается иммунологическая память: Т- и В-клетки памяти.

Деление на клеточный и гуморальный иммунный ответ условно и определяется конечным звеном иммунного ответа: АТ или Т-эффекторы.

Кооперативный механизм действия и регуляция иммунной системы

Антиген сам является важным фактором иммунорегуляции. От природы антигена зависит тип иммунного ответа. На полисахаридные антигены бактерий, как правило, развивается ГИО. На бактериальные белковые антигены — как КИО, так и ГИО. На внутриклеточные инфекты (вирусы, внутриклеточные бактерии и простейшие) возникает КИО.

Доза антигена, кратность и путь его поступления, играют решающую роль в возникновении иммунного ответа. Большие дозы антигена могут индуцировать толерантность.

Антигенпрезентирующие клетки (АПК), процессируя и представляя антиген вместе с молекулами HLA класса II Т-хелперам, обеспечивают активацию Т-хелперов. В этом процессе важным и определяющим является взаимодействие мембранных молекул Т-хелпера и АПК ^D40L — СD40; CD 28 — CD80 и CD86 молекул адгезии). Т-хелперы играют регулирующую роль в выборе гуморального или клеточного иммунного ответа (рисунок 8). Th1, продуцируя интерферон у, подавляют развитие Th2-клеток. И, наоборот, Th2, продуцируя ИЛ-4, ИЛ-10, подавляют Th1. Таким образом, в процессе иммунного ответа преобладает клеточный или гуморальный ответ.

Супрессия иммунного ответа наступает под действием множества факторов. В первую очередь супрессия обусловлена элиминацией антигена, исчезновением антигенной стимуляции и развитием апоптоза простимулированных лимфоцитов. Отсутствие антигена в результате его иммунной элиминации приводит к прекращению активации лимфоцитов через TCR и BСR. Новые не иммунные лимфоциты не активируются, а в проактивированных лимфоцитах снижается эспрессия антиапоптозных генов, которые защищают лимфоциты от апоптоза в период иммунопоэза. На лимфоцитах усиливается экспрессия CD95, рецепторов для глюкокортикоидов и ФНО, что так же приводит к апоптозу.

Генетический контроль иммунного ответа осуществляет ГКГС. В области ГКГС локализованы так называемые Ir (Immune response) гены, определяющие степень интенсивности иммунного ответа на тот или иной антиген. Таким образом, сила иммунного ответа на любой антиген у каждого человека индивидуальна и детерминирована генетически.

Реализуют клеточный Реализуют гуморальный
иммуным ответ иммунным ответ

 

Рисунок 8 — кооперации ИКК в регуляции ИО

 

 

Активация В-лимфоцитов, отличия плазмоцита от В-лимфоцита. Особенности иммунного ответа на Т-независимые антигены. Общая схема гуморального иммунного ответа. Механизм эффекторного действия антител и их характеристика

В процессе формирования В-клеток выделяют антигеннезависимую и антигензависимую стадии.

Антигеннезависимая стадия созревания В-лимфоцитов не определяется контактом с Аг, а зависит от микроокружения пре-В-клеток (появляются под влиянием интерлейкинов ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-6). На этой стадии происходит формирование отдельных пулов генов, кодирующих синтез Ig, и экспрессия этих генов. Однако на цитолемме пре-В-клеток еще нет поверхностных рецепторов — Ig (первичных Ig), компоненты последних находятся в цитоплазме. Значительная часть пре-В-клеток погибает в результате негативной селекции и апоптоза.

Образование В-лимфоцитов из пре-В-лимфоцитов сопровождается появлением на их поверхности первичных Ig, способных взаимодействовать с Аг. Только на этом этапе В-лимфоциты попадают в кровоток и заселяют периферические лимфоидные органы. Сформировавшиеся молодые В-клетки накапливаются в основном в селезенке, а более зрелые — в лимфатических узлах.

Антигензависимая стадия созревания В-лимфоцитов начинается с момента контакта этих клеток с Аг (в том числе — аллергеном). В результате происходит активация В-лимфоцитов, протекающая в два этапа: пролиферации и диффе-ренцировки.

Пролиферация В-лимфоцитов обеспечивает два важных процесса:

• увеличение числа клеток, дифференцирующихся в продуцирующие AT (Ig) В-клетки (плазматические клетки);

• образование В-лимфоцитов иммунологической памяти.

Процесс антигензависимой дифференцировки В-лимфоцитов находится под контролем интерлейкинов и протекает так:

• В-лимфоцит с помощью иммуноглобулиновых рецепторов распознает и связывает антиген. Это стимулирует его переход из покоящегося состояния (G0) в фазу G;

• в фазу G В-клетка увеличивается, на ее мембране образуются новые рецепторы — к фактору роста и к фактору дифференцировки;

• синтезируемые и секретируемые активированным Т-хелпером факторы роста и дифференцировки взаимодействуют с рецепторами В-клетки и переводят ее в следующую стадию клеточного цикла (S-фазу) и в фазу дифференцировки;

• активированная В-клетка претерпевает 8-10 делений и одновременно дифференцируется в антителообразующую клетку — плазмоцит.

По мере созревания В-клеток и их превращения в плазматические клетки происходит интенсивное развитие белоксинтезирующего аппарата, комплекса Гольджи и исчезновение поверхностных первичных Ig. Вместо них продуцируются уже секретируемые (т.е. выделяемые в биологические жидкости — плазму крови, лимфу, СМЖ и др.) антигенспецифические AT. 90-96% всего производимого плазмоцитом белка представляет антитело с одинаковым активным центром против антигена, который вызвал антигензависимую дифференцировку данного В-лимфоцита. Так возникает клон антителообразующих клеток. Каждая плазматическая клетка способна секретировать большое количество Ig — несколько тысяч молекул в секунду.

В-клетки памяти представляют собой долгоживущие рециркулирующие малые лимфоциты. Они не превращаются в плазматические клетки, но сохраняют иммунную «память» об Аг. Клетки памяти активируются при повторной их стимуляции тем же самым Аг. В этом случае В-лимфоциты памяти (при обязательном участии Т-хелперов и ряда других факторов) обеспечивают быстрый синтез большого количества специфических AT и развитие эффективного иммунного ответа или аллергической реакции.

Гуморальный иммунный ответ (ГИО) — это сложная, многокомпонентная реакция иммунной системы организма, индуцированная антигеном (В-клеточными эпитопами) и реализуемая В-системой лимфоцитов в кооперации с макрофагами и Т-хелперами. Это взаимодействие находится под контролем HLA-системы. Кооперация клеток реализуется через клеточные системы, поверхности, клеточные рецепторы и клеточные медиаторы.

Тимуснезависимых антигенов мало. Они являются сильными митогенами и имеют большое количество одинаковых эпитопов. На поверхности В-лимфоцитов очень большое число антигенраспознающих рецепторов одной специфичности. Как только на них действует липополисахарид, происходит агрегация рецепторов (образование «шапочки») — это первый сигнал к активации В-лимфоцитов. Второй сигнал В-лимфоциты получают от макрофага в виде ИЛ1. После этого происходит активация В-лимфоцита и дифференциация их в плазматические клетки, синтезирующие иммуноглобулин малой специфичности IgM.

Особенностью ИО в данном случае заключается в следующем:

• не происходит переключения синтеза IgM на синтез иммуноглобулинов класса G и др. классов;

• тормозится ИО, т. к. не образуются клетки памяти;

• быстро возникает иммунологическая толерантность.

Распознание тимусзависимых антигенов идет в комплексе с молекулами МНС. Схема ГИО приведена на рисунке 9.


Этапы ГИО:

1) поглощение антигена. Макрофаг движется в сторону АГ, реагируя на
положительные раздражители (С3а фрагмент активированного по
альтернативному пути комплемента), т. е. здесь наблюдается
положительный хемотаксис — «захват»;

2) процессинг антигена системой гидролитических ферментов
макрофагов до низкомолекулярных фрагментов;

3) представление антигена. Образовавшиеся комплексы белок МНС II + антигенный пептид (включает 12-25 аминокислотных остатков) экспрессируются на мембране и представляются Т-хелперам (1-й сигнал). Одновременно макрофаг активируется и выделяет фактор (ИЛ-1), который также стимулирует Т-хелперы (2-й сигнал);

4) индуктивная фаза. Т-хелперы, получив два сигнала от макрофагов, выделяют ИЛ-2, который стимулирует пролиферацию Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов. Причем активируются В-лимфоциты, имеющие мономерный IgM в качестве рецептора, который соответствует этому антигену, т.е. наступает селекция и избирательная стимуляция В-лимфоцитов;

5) эффекторная стадия. Активированные Т-клетки экспрессируют рецептор к ИЛ-2 и CD40L. Последний взаимодействует с CD40 рецептором на В-клетках и возникает взаимная стимуляция этих клеток. В-лимфоциты превращаются в плазматические клетки, которые синтезируют антитела, специфичность которых увеличивается у потомков делящихся клеток.

Поглощение антигена, его процессинг, презентация ИКК, активация В-лимфоцитов и Т-лимфоцитов (индуктивная фаза) обычно длится 6-7 дней, продуктивная фаза длится от 4 дней до 4 недель. Пик обычно приходится на 14-21 день. Максимальное продуцирование антител к белковым антигенам (анатоксинам) длится 3 недели.

Механизм действия иммуноглобулинов, продуцируемых плазмоцитами, проявляется через образование иммунных комплексов антиген-антитело (Аг-АТ). Антитела связываются с антигенами нековалентно за счет пространственной комплементарности эпитопа антигена и паратопа антитела, которая обеспечивается межмолекулярными силами и водородными связями.

Антитела осуществляют:

1) антитоксический эффект — нейтрализацию токсинов бактерий и вирусы путем их связывания (антитоксины);

2) нейтрализацию бактерий и вирусов путем взаимодействия с рецепторами клетки, связывающими бактерии или вирусы, препятствуя тем самым их адгезии и проникновению в клетку (вируснейтрализующие антитела);

3) преципитацию антигенов (преципитины);

4) опсонизацию — повышение фагоцитарной активности лейкоцитов (опсонины);

5) блокирование антигенов путем их связывания без каких-либо видимых реакций (блокирующие антитела);

6) активацию комплемента по классическому пути, что приводит к лизису клетки (лизины).

Аг-АТ-комплексы могут инициировать клеточное воспаление и стать добычей макрофагов, которые их поглощают и дезинтегрируют, могут стать добычей ЦТЛ.

 

 

Определение термина «иммуноглобулин». Физическое состояние и формы существования иммуноглобулинов. Структура иммуноглобулинов. Основные функции различных классов иммуноглобулинов, морфофункциональные особенности

Антитела (Ат) — это глобулярные гликопротеиды, называемых иммуноглобулинами (Ig), который вырабатывается под влиянием антигенов и обладает способностью специфически реагировать с ними.

Антитела образуют одну из основных фракций белков крови, составляют 20 % массы общего белка плазмы. Они устойчивы к действию слабых кислот и щелочей, а также к нагреванию до 60оС. Структурная единица АТ — мономер.

Молекула иммуноглобулина имеет форму Y с меняющимся углом между двумя верхними отрезками (рисунок 10).

Рисунок 10 - Строение мономера иммуноглобулина

 

 

Мономерная форма иммуноглобулина состоит из связанных между собой дисульфидными мостиками четырех полипептидных цепей — двух легких (L) (англ. light — легкий) и двух тяжелых (Н) (англ. heavy — тяжелый). Имеется два типа легких (каппа % и лямбда X) и пять типов тяжелых (дельта 8, мю fi, гамма у, альфа а, эпсилон s). Тяжелые цепи определяют принадлежность иммуноглобулинов к соответствующему классу.

По порядку расположения аминокислот в молекуле иммуноглобулина различают константные (С) и вариабельные (V) фрагменты. В вариабельных фрагментах цепей последовательность аминокислот меняется в зависимости от вида антигена, вызвавшего образование антитела.

В структуре молекул иммуноглобулинов выделяют функциональные области — Fab- и Fc-фрагменты, а также шарнирную область. Два Fab-фрагмента (fragment antigen binding — фрагмент, связывающий антиген) обусловливают способность молекулы узнавать и связывать эпитопы антигена. Fc-фрагмент (fragment crystalline - фрагмент кристаллизующийся) обеспечивает связывание молекулы с соответствующим рецептором ИКК. Шарнирная область чувствительна к протеолитическим ферментам (папаину, пепсину, трипсину).

Биологически активные участки цепей иммуноглобулинов получили название доменов. В зависимости от цепи различают CL, CH1, CH2, CH3, VH и VL домены. Вариабельные домены VH и VL формируют активный центр молекулы антитела, который связывает антиген. Часть активного центра Ig, которая непосредственно соединяется с детерминантой антигена (эпитопом) называется паратопом. Паратоп Ig комплементарен эпитопу Аг по принципу «ключ-замок».

В зависимости от строения константных областей тяжелых цепей все иммуноглобулины подразделяют на пять классов: IgG, IgE, IgD, IgM и IgA. При этом в их составе соответственно содержатся у, 8, 8, fi и а Н-цепи, % или X вариант L-цепей. Первые три класса иммуноглобулинов IgG, IgE, IgD являются мономерами и содержат два антигенсвязывающих центра. IgM — полимер, состоит из пяти мономерных молекул, полимеризованных (связанных) в области Fc-фрагментов j-цепями. IgA в сыворотке крови — мономер, а в секретах слизистых оболочек, межтканевой жидкости — полимер, состоящий из двух мономерных молекул IgAS.

Иммуноглобулины класса М содержатся в сыворотке крови. Синтезируются при первичном попадании Аг в организм. Пик образования приходится на 4-5 сутки. Эти АТ низкоаффинны, но высокоавидны из-за большого числа активных центров. К IgM относится значительная часть АТ, вырабатывающихся к антигенам грамотрицательных бактерий.

Иммуноглобины класса G у человека являются наиболее важными. Составляют основную массу иммуноглобулинов сыворотки крови и до 75 % всех Ig. Они неоднородны построению Fc-фрагмента, в связи с этим различают их четыре субкласса: G1, G2, G3, G4. Они в большом количестве появляются при вторичном иммунном ответе. Иммуноглобины класса G обеспечивают противоинфекционную защиту, связывают токсины, усиливают фагоцитарную активность, активируют систему комплемента, вызывают аглютинацию бактерий и вирусов. Они способны переходить через плаценту, обеспечивая новорожденному пассивный иммунитет.

Иммуноглобины класса А делят на две разновидности: сывороточные и секреторные. Сывороточные находятся в крови (15-20% всех Ig) и принимают участие в общем, секреторные находятся в различных секретах и обеспечивает местный иммунитет. IgA нейтрализует токсины и вызывает аглютинацию микроорганизмов и вирусов. Содержание IgA резко возрастает при заболеваниях верхних дыхательных путей, пневмониях, инфекционных заболеваниях желудочно-кишечного тракта и др.

Иммуноглобины класса Е принимают участие в нейтрализации токсинов, опсонизации, аглютинации и бактериолизисе, осуществляемом комплементом. К этому классу также относятся некоторые природные антитела, например к чужеродным эритроцитам. Содержание IgE повышается при инфекционных заболеваниях у взрослых и детей. Защитные свойства направлены преимущественно против гельминтов (нематод).

Иммуноглобины класса D представляют собой антитела, локализующиеся в мембране плазматических клеток, в сыворотке их концентрация невелика. Служат рецептором В-лимфоцитов. Их количество увеличивается при некоторых вирусных заболеваниях. Предполагают, что они участвуют в аутоиммунных процессах.

Кроме различных классов иммуноглобулинов, между молекулами АТ существуют аллотипические, изотипические и идиотипические отличия.

Аллотипы иммуноглобулинов — это вариации в их строении у разных индивидуумов. Их наличие обусловлено различиями небольших аминокислотных последовательностей константных участков тяжелых и легких цепей.

Изотипы иммуноглобулинов — молекулы иммуноглобулинов, у которых константные (С) домены тяжелых цепей генетически и структурно различаются. Примеры — пять классов иммуноглобулинов.

Идиотипы — совокупность антигенных детерминант V-областей антител. Все молекулы Ig, продуцируемые отдельным лимфоцитом и его потомками (т.е. клоном плазматических клеток), несут один и тот же идиотип и обозначаются термином «моноклональные антитела».

 

 

Афинность и авидность антител

Аффинность, или аффинитет (К-константа связывания) — сила связывания отдельной детерминанты (эпитопа) антиген со специфическим к нему активным центром (паратопом) антитела.

Афинность зависит от площади контакта между антителом и эпитопом, межмолекулярных расстояний в области контакта, распределения заряженных и гидрофобных групп, а также от тех конформационных изменений, которые вызваны перекрыванием электронных облаков (если электронные облака двух молекул перекрываются, то возникают мощные силы отталкивания). Следует отметить, что термин аффинность относится к связыванию антитела с моновалентным гаптеном или с одной антигенной детерминантой.

Авидность, или авидитет — прочность связывания всей молекулы иммуноглобулина с антигеном, характеристика общей стабильности комплекса антигена и антитела. Авидность определяется аффинностью антитела к антигену, количеством антигенсвязывающих центров в молекуле антитела и особенностями пространственной структуры антигена.

 

 

Нормальные антитела. Моноклональные антитела и их получение. Неполные антитела и их выявление

Различают нормальные и иммунные антитела. Нормальные (естественные) антитела находятся в организме без предварительного введения Аг (иммунизации). Примеры естественных антител:

1) а- и в-изогемагглютинины сыворотки крови человека I группы;

2) антитела против эритроцитов животных;

3) естественные АТ против микробов;

4) аутолитические антитела.

Иммунные антитела накапливаются в сыворотке крови после предварительной иммунизации антигенами.

Все молекулы Ig, продуцируемые отдельным лимфоцитом и его потомками (т.е. клоном плазматических клеток), несут один и тот же идиотип и обозначаются термином «моноклональные антитела». Моноклональные антитела моноспецифичны и являются исключительно удобным диагностическим средством.

Ц.Мильштейн и Г.Келер в 1975 г. разработали методику получения моноклональных антител, создав бессмертные клоны В-клеток, которые называют гибридомами. Получают гибридомы путем слияния нормальных по продолжительности жизненного цикла лимфоцитов, продуцирующих антитела, с опухолевыми (бессмертными) дефектными линиями В-клеток, не способных к секреции иммуноглобулинов. Для иммунизации антигеном

(имеет 2 и больше детерминант) используют мышей или крыс. Получают лимфоциты селезенки. При слиянии нормальных и опухолевых лимфоцитов разрушают клеточные стенки нормальных лимфоцитов с помощью полиэтиленгликоля.

Путем клонирования гибридом можно получить набор моноклональных антител фактически против любых эпитопов определенного иммуногена. С по-мощью гибридом можно получить неограниченное количество антител, которые сохраняют свою высокую специфичность и чувствительность.

Гибридомы можно создавать на основе Т-лимфоцитов для получения клонов гибридом, избирательно синтезирующие те или иные лимфокины.

Среди иммуноглобулинов-мономеров по функциональной активности различают полные и неполные антитела. Полные антитела — бивалентные антитела (обычно IgG). Неполные антитела — моновалентные АТ, у которых действует один антигенсвязывающий центр из-за пространственной блокировки второго центра.

Для выявления неполных антител используют реакцию (тест) Кумбса. Тест Кумбса используется для выявления антител к резус-фактору у беременных женщин и определения гемолитической анемии у новорожденных детей с резус-несовместимостью, влекущей разрушение эритроцитов. В зависимости от состояния антител (могут быть как в статичном, так и в свободном состоянии в плазме крови) проводится прямая или непрямая реакция Кумбса. Неполные AT предварительно инкубируют с корпускулярным Аг (эритроциты) и вносят антиглобулиновую сыворотку, содержащую антитела к иммуноглобулинам человека (непрямая реакция Кумбса). Одна молекула полных AT взаимодействует с двумя молекулами неполных AT (с Fс-фрагментом), связавших Аг, в результате происходит видимая агглютинация или гемагглютинация. Если есть основания для предположения, что антитела зафиксированы на поверхности эритроцитов, проводится прямой тест Кумбса. В этом случае тест проходит в один этап — добавляется антиглобулиновая сыворотка.

 

 

Динамика антителообразования и характеристика фаз

При попадании антигенов в организм в первые сутки наблюдается антигенемия (циркуляция антигенов в крови). Основное количество антигена исчезает из крови через сутки и накапливается в лимфоузлах. В случаях бактериемии или вирусемии количество антигена может снова увеличиваться.

Первичный иммунный ответ развивается после латентного периода (3-5 дней), во время которого происходит распознание Аг и образование клонов плазматических клеток. Затем наступает логарифмическая фаза, соответствующая поступлению АТ в кровь. Ее продолжительность 7-15 суток. Постепенно титры АТ достигают пика и наступает стационарная фаза, продолжительность которой 15-30 суток. Ее сменяет фаза затухания, характеризующаяся снижением титров АТ, длящаяся 1-6 месяцев.

Первыми синтезируются IgM, а затем IgG (они могут сохраняться в течение всей жизни). Позже всех и не всегда появляются в небольших количествах IgA, E, D. Одновременно нарастает количество уровень иммунных Т-лимфоцитов, образуются комплексы антиген-антитело. В зависимости от вида антигена преобладают или иммунные Т-лимфоциты, или антитела.

Особенность первичного иммунного ответа — низкая скорость антителообразования и появление сравнительно невысоких титров АТ.

Вторичный иммунный ответ. После антигенной стимуляции часть клеток В- и Т-лимфоцитов циркулирует в виде клеток памяти. Иммунологическая, или иммунная, память — способность иммунной системы отвечать на вторичное проникновение Аг быстрым развитием специфических реакций по типу вторичного иммунного ответа. Иммунная память проявляется как в отношении выработки антител, так и в отношении других иммунных реакций (гиперчувствительности замедленного типа, трансплантационный иммунитет и др.). Эффект иммунной памяти составляет основу вакцинопрофилактики многих инфекционных заболеваний.

Особенности вторичного иммунного ответа:

• латентный период очень непродолжительный — несколько часов;

• за счет клеток памяти стимуляция синтеза антител и иммунных Т-клеток наступает быстро (через 1-3 дня);

• образование АТ стимулируется значительно меньшими дозами Аг;

• высокая скорость антителообразования;

• титры АТ достигают максимального значение;

• синтезируются сразу антитела, относящиеся к классу IgG;

• образующиеся антитела циркулируют в организме длительное время.

 

Клонально-селекционная теория антителообразования и объяснение ею феномена естественной иммунологической толерантности, молекулярно-генетическая теория С. Тонегавы

В 1957 г. Макфарлейн Бернет предположил, что основной единицей отбора антигеном является клетка (лимфоцит), и что одна клетка отвечает за образование антител только одного типа. Именно она начинает размножаться и дает клон идентичных клеток, причем все клетки клона продуцируют антитела одной специфичности. Клонально-селекционная теория Бернета давала разумные объяснения механизма аутотолерантности. Если рецептор на поверхности развивающегося незрелого лимфоцита связывается с собственным антигеном, клетка получает «отрицательный» сигнал и уничтожается. Только лимфоциты, прошедшие этот селекционный фильтр (уничтожение запрещенных клонов), достигают зрелости и приобретают способность связываться с чужеродными антигенами.

Мелвил Кон и Элистэр Каннингем (Cunningham) привели доводы в пользу того, что иммунная система имеет способность генерировать соматические мутации генов антител в ответ на внедрение чужеродных антигенов.

Сузуму Тонегава (Япония) открыл генетической основы образования вариационного богатства антител. В стрессовой ситуации, которую создает вторжение антигена, включается механизм перестройки генов иммуноглобулинов: генетическая система по каким-то не вполне еще понятным правилам режет и сшивает фрагменты генов до тех пор, пока не найдет приемлемый вариант — тот, что синтезирует антитело, которое реагирует с вторгшимся антигеном. Найденный вариант клонируется. За открытие этого механизма иммунолог из Японии Сусуму Тонегава получил в 1987 г. Нобелевскую премию. Суть открытия в том, что ген может быть переделан в цитоплазме.

Указанный механизм рекомбинаций поставляет антитела, связывающие антигены довольно слабо. Для улучшения их «качества», для тонкой подстройки, осуществляется следующий этап, соматический (т.е. не связанный с размножением), — гипермутагенез. Гипермутагенез заключается в том, что при клонировании гены «болванки» (первично найденного варианта) мутируют с огромной частотой (каждый тысячный нуклеотид заменяется, тогда как обычно точковый мутагенез в 100 миллионов раз менее интенсивен), а потом с их копий синтезируется масса чуть отличных друг от друга белковых цепей антител, какое-то из которых оказывается подогнанным к антигену наилучшим образом. Этот окончательный вариант снова клонируется и запоминается клетками иммунной памяти, т. е. наследуется на время жизни особи (возникает приобретенный иммунитет).

Лекция 12

Аллергия (гиперчувствительность). Иммунопрофилактика и иммунотерапия инфекционных болезней

 

Аллергия — общее понятие, отличительные особенности аллергенов, алгоритм развития, классификация аллергенов. Фазы протекания аллергических реакций и их характеристика. Лекарственная аллергия: закономерности иммунного ответа на гаптены, особенности иммунного ответа на лекарства-гаптены

Аллергия (греч. аllos — другой, ergow-действие) — состояние повышенной чувствительности организма (гиперчувствительности) к антигенам (аллергенам), обусловленное неадекватно сильной реакцией иммунной системы на повторный контакт с аллергеном.

Аллерген — полноценный антиген или гаптен, индуцирующий аллергическую реакцию.

Аллергию вызывают многочисленные вещества, но в основном аллергенами являются низкомолекулярные вещества с молекулярной массой 5-15 кД (гаптены), легко проникающие через слизистые оболочки и быстро связывающиеся с белками организма.

Классификация аллергенов по способу проникновения в организм:

Экзоаллергены — поступают извне:

• контактные (через кожу);

• ингаляторные (через дыхательный тракт);

• алиментарные (через ЖКТ);

• парентеральные (через кровь).

Эндоаллергены (аутоаллергены) — возникают в организме под действием повреждающих факторов, например «аллергия на свет», ожоги, воспаления.

Основные классы аллергенов:

• пыльцевые;

• аллергены условно патогенных микроорганизмов и грибов (плесеней);

• эпидермальные;

• ингаляционные;

• пищевые;

• аллергены насекомых;

• промышленные;

• бытовые;

• лекарственные.

Алгоритм развития аллергической реакции:

I Стадия сенсибилизации — первичная встреча с аллергеном, результатом которой является возникновение сенсибилизации. Сенсибилизация (лат. sensibilibus — чувствительность) — стадия аллергической реакции, при которой происходит переход от нормальной реактивности организма к какому-либо веществу к повышенной.

Начальные этапы развития аллергической реакции соответствуют формированию иммунного ответа по гуморальному либо клеточному пути.

II Стадия разрешения (собственно аллергическая реакция).

В самой аллергической реакции различают 3 связанные между собой фазы:

1) иммунологическая фаза. Осуществляется взаимодействие аллергена с АТ и/или сенсибилизированными к нему Т-лимфоцитами;

2) патохимическая реакция. После взаимодействия аллергена с Ат или Т-лимфоцитом образуются иммунные комплексы, которые активируют образование и высвобождение медиаторов аллергии;

3) патофизиологическая фаза. Под влиянием комплексов Аг-АТ, медиаторов аллергии происходит повреждение тканей — периферические эффекты. Основными участникам событий при аллергии являются Т- и В-лимфоциты, макрофаги, гранулоциты, система комплемента и другие белки плазмы, ламброциты и другие клетки.

III Стадия десесибилизации (гипосенселизации)
Специфическая десенсибилизация основана на использовании того

аллергена, который вызвал сенсибилизацию, и рассчитана на формирование толерантности организма к этому аллергену. Неспецифическая десенсибилизация основывается на ослаблении основных механизмов развития аллергических реакций и коррекции их регуляции.

Лекарственная аллергия развивается, как правило, у лиц с наследственной предрасположенностью. Аллергенами могут быть все лекарственные вещества. Чаще всего аллергенами являются антибиотики, содержащие в своей структуре в-лактамное кольцо (пенициллины, цефалоспорины). Большинство лекарств являются низкомолекулярными соединениями, т. е. гаптенами. Для образования полноценного антигена они должны связаться с транспортным белком организма, образовать комплекс белок—лекарство. Другой особенностью лекарственных препаратов является наличие у них общих антигенных детерминант, то есть участков, с которыми взаимодействуют антитела или сенсибилизированные лимфоциты. Этим объясняется наличие перекрестных аллергических реакций между различными соединениями (например, антибиотиками из группы пенициллинов и цефалоспоринов).

Аллергические реакции на лекарственные препараты обычно:

• непредсказуемы;

• не связаны с фармакологическим действием;

• дозонезависимы.

Лекарственная аллергия может проявляться поражением кожи и внутренних органов (печени, почек, дыхательной системы и др.). При развитии анафилактического шока, проявляющегося снижением артериального давления и нарушением сознания, возможен смертельный исход.

Скорость развития сенсибилизации (повышенной чувствительности) зависит от пути введения препарата. Местное аппликационное и ингаляционное применение наиболее часто и быстро вызывают сенсибилизацию, но реже приводят к развитию опасных для жизни состояний. Внутривенное введение сенсибилизирует несколько меньше, чем внутримышечное и подкожное. Парентеральный прием в-лактамных антибиотиков с большей частотой вызывает развитие анафилаксии, чем перорально применяемые средства.

В основе патогенеза лекарственной аллергии могут лежать все 4 типа иммунологического повреждения по Gell-Coombs (Джелл-Кумбс), однако четкой специфичности в возникновении определенного типа аллергического повреждения в зависимости от природы лекарственного препарата нет. Практически любое лекарство может вызвать один из 4-х типов реакций или несколько из них.

 

Реакции гиперчувствительности немедленного типа — анафилаксия, цитолитические реакции, реакции с участием иммунных комплексов: аллергены, патогенетические схемы развития, клинические проявления

Выделяют реакции гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ) — развиваются через несколько минут, и реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) — развиваются через 6-10 ч и позднее. По классификации Джелла и Кумбса все аллергические реакции в зависимости от механизмов развития разделяют на четыре типа.

Реакции гиперчувствительности I типа (синонимы: медиаторный, реагиновый, Ig-Е-опосредованный, анафилактический тип).

При первичном контакте с антигеном образуются IgE, или реагины, прикрепляющиеся Fc-фрагментом к базофилам и тучным клеткам. Повторное введение антигена вызывает его связывание с антителами и дегрануляцию клеток с выбросом медиаторов воспаления, прежде всего гистамина. Медиаторы взаимодействуют с рецепторами мышечных, секреторных и многих других клеток, что приводит к сокращению гладкой мускулатуры (например, бронхов), повышению проницаемости сосудов и отеку.

Проявления:

• преимущественно:

- анафилаксия

- атопические заболевания (риниты, конъюнктивиты, бронхиальная астма, отек Квинке);

• реже:

- острая крапивница;

- ангионевротические отеки.

Аллергены: лекарственные, пыльцевые, бактериальные, инсектные антигены.

Реакции гиперчувствительности II типа — цитотоксический.

Расположенный на мембране собственной клетки организма антиген (входящий в ее состав либо адсорбированный) распознается антителами IgG и IgM. После этого происходит разрушение клетки путем:

а) иммуноопосредованного фагоцитоза (в основном макрофагами при
взаимодействии с Fc-фрагментом иммуноглобулина);

б) комплемент-зависимого цитолизиса;

в) антителозависимой клеточной цитотоксичности (разрушение NK-
лимфоцитами при взаимодействии с Fc-фрагментом иммуноглобулина).

Проявления:

• поражения крови (иммунные цитопении);

• поражения легких и почек при синдроме Гудпасчера;

• острые отторжения трансплантатов;

• гемолитическая болезнь новорожденных.

Условия возникновения цитотоксических реакций — много аллергена, аллерген прикрепляется к клеткам (например, к эритроцитам).

Реакции гиперчувствительности III типа — иммунокомплексный тип реакций. Антитела классов IgG, IgM образуют с растворимыми антигенами иммунные комплексы, способными откладываться при недостатке лизирующего их комплемента на стенке сосудов, базальных мембранах (отложение происходит не только механически, но и в силу наличия на этих структурах Fc-рецепторов).

Клинические примеры реакций III типа:

• феномен Артюса — типичное проявление;

• сывороточная болезнь;

• экзогенный аллергический альвеолит;

• системная красная волчанка;

• ревматоидный артрит;

• васкулиты;

• гломерулонефрит.

 

Реакции гиперчувствительности замедленного типа: аллергены, патогенетическая схема развития. Инфекционная аллергия: общее понятие, роль в инфекционном процессе, преимущественный тип аллергии, микробные заболевания, сопровождающиеся развитием ГЗТ, использование в диагностике

Реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) обусловлены взаимодействием антигена с макрофагами и Th1 со стимуляцией клеточного иммунитета. Реакции ГЗТ направленны на изоляцию патогена (или какого- либо иного антигена), завершаются за 24­48 часов (после повторного введения Аг) формированием воспалительного очага. Активация макрофагов лимфоцитами может способствовать ограничению инфекции, но постоянная стимуляция способна приводить к повреждению тканей.

Аллергены: продукты микроорганизмов и гельминтов, природные и неприродные Аг и гаптены (лекарства, косметические красители), собственные измененные клетки.

В целом, известны три типа реакции гиперчувствительности замедленного типа: туберкулиновая, контактная и гранулематозная. Если первые две развиваются в течение 2-3-х суток, то гранулематозная реакция — через 21-28 суток и вызывает наиболее серьезные клинические последствия. Один и тот же антиген может вызывать реакции разных видов, которые могут перекрывать друг друга.

К важнейшим заболеваниям с гранулематозными реакциями гиперчувствительности замедленного типа относятся проказа, туберкулез, шистосомоз, саркоидоз, болезнь Крона.

Инфекционная аллергия — это состояние повышенной чувствительности к повторному контакту с микроорганизмами или продуктами их жизнедеятельности. Она развивается при многих инфекционных болезнях, играет большую роль в их патогенезе и сохраняется длительное время после выздоровления. Инфекционная аллергия наблюдается при туберкулезе, бруцеллезе, сифилисе и др. При инфекционной аллергии образуется гранулема. В центре гранулемы находится микроорганизм, вокруг — вал лейкоцитов и В-лимфоцитарная инфильтрация, на периферии — фибробласты, которые продуцируют коллагеновые волокна. Функция гранулемы — ограничение инфекции.

Специфичность реакций при инфекционной аллергии используют для диагностики многих инфекционных болезней (туберкулез, бруцеллез, туляремия и др.) — применяют кожно-аллергические пробы. Внутрикожно или накожно вводят очень небольшие количества аллергенов — фильтраты или лизаты культур, взвеси бактерий, убитых нагреванием или химическими веществами и т.п. При повышенной чувствительности в месте введения аллергена возникает реакция: покраснение, припухлость, болезненность. Иногда развиваются и общие реакции: слабость, недомогание, обострение общего процесса (например, после введения туберкулина при туберкулезе).

 

Методы диагностики аллергических реакций

Цели аллергодиагностики:

• выявление свободных антител в сыворотке крови и секретах;

• обнаружение антител, связанных с лейкоцитами. Применяемые реакции:

 

- прямой тест дегрануляции базофилов,

- реакция аллергенспецифического повреждения гранулоцитов,

- реакция выброса ионов К+ и др;

 

• определение лимфоцитов, сенсибилизированных к аллергену. Методы диагностики аллергических реакций:

• специальный расспрос больного (аллергологический анамнез). Выясняется наследственная предрасположенность к аллергическим заболеваниям, предположительно определяются аллергены;

• кожные пробы. Варианты постановки:

 

- накожные (аппликационные, patch-tests) пробы;

- скарификационные кожные пробы;

- внутрикожные пробы.

Результаты кожных проб в зависимости от применяемого антигена оценивают через 20 минут, 5-6 час

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Микробиология: предмет

Микробиология предмет задачи объекты изучения исторические этапы развития микробиологии систематика номенклатура классификация.. микробиология от греч micros малый bios жизнь logos учение т е.. микроорганизмы это невидимые простым глазом представители всех царств жизни они играют важнейшую роль в экономике..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Основные цитокины иммунного ответа

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:

Эндотоксины
• продукты жизнедеятельности живых клеток белки термолабильны высокотоксичны действуют спустя латентный период обладают строгой специфичностью действия (пора

Дифференцировка видов стафилоккоков
Признак виды   S. aureus S. epidermidis S. saprophyticus Плазмокоагула

Дифференциальные признаки, отличающие C. diphtheriae от дифтероидов
Виды корине- бактерий глю­коза ферме маль­тоза нтация саха­роза крах­мал уреаза (проба Закса)

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