Понятие об инфекционной иммунологии

БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Медицинский факультет

Понятие об инфекционной иммунологии.

Иммунологические реакции.

Учебное пособие

К практическим занятиям по курсу

« Микробиология, вирусология, иммунология»)

Г. Белгород

Введение в иммунологию. Видовой иммунитет. Неспецифические факторы защиты.

Организм каждого человека окружает и вместе с ним сосуществует в тех или иных взаимных отношениях не только мир микробов и другие представители живой природы (насекомые, земноводные, пресмыкающиеся, млекопитающие, растения), но и огромное количество макромолекул, обладающих биологически активным воздействием на организм.

Эти макромолекулы, к которым относятся белки, полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты и их комплексы, имеют как природное происхождение, так и искусственно синтезированные человеком, поскольку они необходимы для обеспечения его жизнедеятельности (лекарственные препараты пищевые белки, ферменты, сахара). Биологически активные вещества, попадая в организм, могут вмешиваться в биологические процессы и нарушать их. Поскольку многочисленные биологически активные молекулы являются чужеродными для организма, они объединены в единую группу, получившую название «антигены». Для защиты от антигенов эволюция создала специальную систему противодействия им. Эта система получила название иммунной, а ее функция защиты от антигенов именуется иммунитетом.

Иммунитет (от латинского immunitas- освобождение, избавление от чего-либо) – защита организма от генетически чужеродных веществ (антигенов) экзогенного или эндогенного происхождения с целью сохранения и поддержания гомеостаза, структурной и функциональной целостности организма, а также биологической (антигенной) индивидуальности и видовых различий.

Иммунитет как общебиологическое и общемедицинское явление, его функцию в организме, анатомические структуры и механизмы, осуществляющие иммунитет, изучает специальная наука - иммунология. Иммунология – наука об органах, клетках и молекулах, составляющих иммунную систему, ответственную за обнаружение и удаление чужеродных веществ.

Иммунология изучает структуру и функцию иммунной системы, ее реакцию на возбудителей заболеваний, последствия иммунного ответа и способы влияния на них. Наиболее опасный чужеродный материал, который необходимо распознать и удалить – это микроорганизмы, вызывающие инфекционные заболевания. Строго говоря, иммунное реагирование начинается после их проникновения в организм, но попасть в него и спровоцировать иммунный ответ микроорганизмы могут, лишь преодолев ряд защитных механизмов, которые можно рассматривать как первую линию обороны иммунной системы.

Защита человека от патогенных агентов осуществляется с помощью разных по своей природе факторов и механизмов, которые могут быть подразделены на две группы.

1.Факторы и механизмы неспецифической защиты, являющиеся филогенетически наиболее древними, передающимися по наследству анатомическими и физиологическими признаками. К ним относятся кожные и слизистые барьеры, микробицидные свойства секретов и сыворотки крови, фагоцитирующие клетки и др. От целостности и эффективности этой первой линии обороны во многом зависит невосприимчивость организма к инфекциям.

2. Факторы специфической иммунной защиты, образование которых индуцируется патогенными микроорганизмами в случае их проникновения и распространения в организме хозяина. Патогенные агенты так же, как и любые генетически чужеродные тела, наделенные соответствующими антигенами, взаимодействуют с клетками иммунной системы организма, индуцируя при этом разные формы иммунного ответа, которые определяются участием соответствующих субпопуляций иммунокомпетентных клеток – Т - и В-лимфоцитов. Факторы и механизмы специфической защиты, связанные с иммунной системой организма хозяина, являются предметом изучения иммунологии. Врожденные и приобретенные дефекты этой системы приводят к развитию иммунопатологических состояний и сопровождаются, как правило, формированием повышенной чувствительности организма к микробным инфекциям.

Иммунная система изучается в курсах различных дисциплин (биология, анатомия, гистология, биохимия), так же как и другие жизненно важные системы организма человека; патологические состояния иммунной системы - в курсах патологической физиологии, анатомии и других клинических дисциплин.

Видовой иммунитет.

Раньше других сформировались неспецифические защитные реакции организма, направленные против любого чужеродного агента. В процессе филогенеза… Специфические факторы защиты, объединенные понятием приобретенный иммунитет,… Естественный или видовой иммунитет представляет собой невосприимчивость одного вида животных или человека к…

Приобретенный иммунитет.

Иммунитет, приобретенный в результате перенесенного инфекционного заболевания, называется постинфекционным, а после введения в организм вакцины -… Приобретенный иммунитет может быть активным и пассивным. Активный иммунитет… Пассивный иммунитет формируется в результате введения в организм готовых антител, взятых из другого, иммунного…

Факторы и механизмы неспецифической противоинфекционной защиты организма.

К врожденным факторам неспецифической противоинфекционной защиты организма относятся: кожные и слизистые покровы, лимфатические узлы, лизоцим и… Кожа и слизистые оболочки. Для большинства микроорганизмов, в том числе и патогенных, неповрежденная кожа и слизистые оболочки являются барьером,…

Фагоцитирующие клетки организма.

Процесс фагоцитоза. Фагоциты направленно перемещаются к объекту фагоцитоза, реагируя на хемоаттрактанты: вещества микробов, активированные… Фагоцитоз может быть завершенным, завершающимся гибелью захваченного микроба,… Все фагоцитирующие клетки организма, по И. И. Мечникову, подразделяются на макрофаги и микрофаги. К микрофагам…

Интерфероны.

Синтез интерферона в клетках организма может быть индуцирован не только вирусами, но и бактериями и продуктами их жизнедеятельности, а также… Интерфероны оказывают не только противовирусное, но и антипролиферативное… В зависимости от происхождения интерфероны различаются также по первичной структуре (аминокислотная…

Антигены и их свойства.

Антиген - это инициатор и движущая сила всех реакций приобретенного иммунитета. Иммунная система возникла для распознавания и разрушения чужеродных… Антигены - вещества различного происхождения, несущие признаки генетической… Свойства антигена определяются комплексом признаков: иммуногенность, антигенность, специфичность.

Антигены микроорганизмов.

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

Антигены бактерий.

О -Аг большинства бактерий представлены термостабильным липополисахаридно -полипептидным комплексом; у грамотрицательных бактерий О -Аг представляет… Н-Аг представлен термолабильным белком флагеллином. К-Аг большинства бактерий имеют полисахаридную природу. По чувствительности к температуре К-Аг подразделяются на А-,…

Иммунная система организма. Т и В-лимфоциты. Формы иммунного ответа: антителообразование, иммунологическая память, иммунологическая толерантность.

Клетки и молекулы иммунной системы обладают способностью распознавать чужеродные антигены инфекционных агентов, отличать их от антигенов собственных… Иммунная система обладает памятью, которая позволяет быстро и эффективно… Понятием «иммунная система» подчеркивается единство разных органов и клеток, связанных общностью происхождения,…

Центральные и периферические органы иммунной системы.

Центральные органы иммунной системы– костный мозг и тимус. В них из стволовых кроветворных клеток лимфоциты дифференцируются в зрелые неиммунные… Кроветворный костный мозг – место рождения всех клеток иммунной системы и… Тимус (вилочковая железа) отвечает за развитие T-лимфоцитов: T-лимфопоэз (реаранжировка, т.е. перестройка генов TCR,…

Общая характеристика Т- и В-лимфоцитов.

В-лимфоциты. Основной функцией В-лимфоцитов является синтез иммуноглобулинов, который начинается после их созревания в плазматических клетках.… Клетки, продуцирующие антитела, увеличиваются в размерах, прекращают… Т-лимфоциты в процессе дифференцировки и пролиферации образуют четыре субпопуляции, отличающиеся друг от друга по…

Презентация антигена, кооперация иммунокомпетентных клеток.

Презентация (представление антигена T-лимфоцитам) осуществляется в результате поглощения антигена антигенпрезентирующей клеткой (АПК), расщепления его внутри клетки ферментами, связывания образующихся антигенных пептидов с молекулами MHC (“загрузка“ антигенных пептидов в желобки собственных молекул MHC I, II класса) и выхода их на поверхность клетки для представления (presentation) T-лимфоцитам.

Антигенрапознающие рецепторы В - и Т –лимфоцитов.

Антигенраспознающий В-клеточный рецептор B-лимфоцитов (BсR – англ. В-cell Receptor) построен из молекулы мембранного иммуноглобулина (mIg, состоящий из двух одинаковых тяжелых H- и двух одинаковых легких - L-цепей) и двух молекул CD79. BсR имеет трансмембранные и внутрицитоплазматические сегменты, передающие внутриклеточные сигналы.

Антигенраспознающий Т-клеточный рецептор T-лимфоцитов (ТсR – англ. Т-cell Receptor) имеет две формы, которые соединены в мембране клетки с комплексом CD3. Димеры также как молекулы иммуноглобулина, имеют V- и C-домены. TсR совместно с корецепторами CD8 или CD4 распознает комплекс пептид-антиген + МНС первого (I) или второго (II) класса.

Антигенпрезентирующая, или антигенпредставляющая, клетка (АПК) захватывает антиген путем эндоцитоза и расщепляет его до пептидных фрагментов, которые связываются внутри клетки с молекулами MHC I или II класса и выставляются на поверхность клетки. Профессиональными АПК для лимфоцитов являются дендритные клетки (DC), B-лимфоциты, макрофаги. Роль АПК могут также выполнять эндотелиальные клетки, фибробласты, кератиноциты и некоторые другие клетки, способные при активации экспрессировать МНС и цитокины.

Дендритные клетки (DC) -отростчатые, ветвистые клетки, основные представители антигенпрезентирующих клеток (АПК).

Дендритные клетки костномозгового происхождения находятся в слизистых оболочках и коже (клетки Лангерганса, или белые отростчатые эпидермоциты). Они более активны, чем макрофаги в индукции имунного ответа. Захватив и переработав антиген, DC перемещаются в регионарные лимфоидные образования, тимусзависимые зоны, (в виде интердигитальных клеток) где с помощью молекул МНС презентируют антиген T-лимфоцитам. В тимусе имеются интердигитальные медуллярные клетки, являющиеся антигенпрезентирующими клетками.

Дендритные клетки некостномозгового происхождения - фолликулярные дендритные клетки (FDC - Follicular Dendritic Cell) находятся в первичных и вторичных фолликулах лимфоузлов, селезенки и лимфоидной ткани слизистых оболочек. Они несут на поверхности иммунные комплексы антиген-антитело (без поглощения) и презентируют антиген R) и рецептора кB-лимфоцитам с помощью антительного Fc-рецептора ( Fc комплементу (CR1, CR2), связанных с мембраной FDC. Фолликулярные дендритные клетки не имеют молекул МНС II.

Недавно во вторичных B-клеточных фолликулах лимфоидной ткани обнаружены дендритные клетки центров размножения. Они имеют молекулы MHC II, могут мигрировать и взаимодействовать с T-лимфоцитами.

T-лимфоциты (тимусзависимые лимфоциты) дифференцируются в тимусе, другие Т- лимфоциты возможно дифференцируются в слизистых оболочках желудочно-кишнчного тракта. Имеют антигенраспознающий рецептор - TcR (T-клеточный антигенраспознающий рецептор ), состоящий из двух форм, TcR распознает антигенный пептид, связанный с MHC антигенпрезентирующих клеток (АПК). В результате, при действии костимулирующих факторов, клетки дифференцируются в T-хелперы или цитотоксические T-лимфоциты. Важными корецепторными взаимодействиями между T-лимфоцитом и антигенпрезентирующей клеткой являются CD28 - CD80, CD154 (CD40L) - CD40.

T-хелперы (Th – от helper – помощник) имеют T-клеточный рецептор (TсR) и корецептор CD4, которые участвуют в распознавании комплекса антигенный пептид + MHC II класса антигенпрезентирующих клеток (АПК). Наивные T-хелперы под действием различных факторов дифференцируются: Th1 лимфоциты отвечают за стимуляцию клеточного иммунитета; Th2–лимфоциты - гуморального иммунитета.

Цитотоксические T-лимфоциты (ЦТЛ, CTL, или T-киллеры) имеют T-клеточный рецептор (TcR) и корецептор CD8, которые участвуют в распознавании комплекса антигенный пептид + MHC I класса. Активированные, дифференцированные цитотоксические T-лимфоциты, вызывают гибель клеток-мишеней в результате контакта и участия перфорина, гранзимов, Fas-рецепторов и факторов некроза опухолей.

NK-клетки (normal killers, или natural killers - нормальные киллеры) в кооперации с цитокинами оказывают неспецифическую цитотоксичность против инфицированных вирусом клеток, стареющих и опухолевых клеток. NK-клетки убивают клетки-мишени на основе лектинового распознавания или антителозависимой клеточной цитотоксичности (АЗКЦ). NK-клетки убивают клетки-мишени, которые (в какой-либо момент) не экспрессируют МНС I. Цитотоксическое действие NK-клеток сходно с действием цитотоксических лимфоцитов. При соединении NK-клетки с Fc-фрагментом антител, прикрепленных к клеткам с чужеродными антигенами, развивается антителозависимая клеточная цитотоксичность.

В-лимфоциты дифференцируются в костном мозге (или в бурсе - фабрициевой сумке, находящейся в клоаке птиц). Выполняют роль антигенпрезентирующей клетки (АПК) и, после преобразований (в результате связывания антигена) B-лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, продуцирующие антитела. В-лимфоциты получают антиген от фолликулярных дендритных клеток (FDC), несущих иммунные комплексы антиген-антитело, а также в результате рецептор-опосредованного поглощения ( рис.5)

B-лимфоциты экспрессируют следующие молекулы: 1)Антигенраспознающий B-клеточный рецептор (BсR) представленный, гл. обр., мембранными иммуноглобулинами – мономерами mIg M, mIg D; 2)Корецепторный комплекс мембранных молекул [CD19/CR2 (CD21)/TAPA-1], связанных с системами внутриклеточного проведения сигналов; 3)BсR-ассоциированные молекулы [Iga (CD79a) и Igb (CD79b)], необходимые для сигнальной трансдукции; 4)Костимулирующие молекулы (CD28, CD40 и др.) для дополнительных стимулов и переключения синтеза разных изотипов антител; 5)Адгезивные молекулы (ICAM-3 и др.) для контакта клеток.

В иммунном ответе клетки взаимодействуют при межклеточном контакте мембранами и с помощью цитокинов. Различают следующие молекулы межклеточной адгезии: селектины, муциноподобные адрессины сосудов, интегрины и молекулы из суперсемейства иммуноглобулинов.

Селектины – молекулы (рецепторы) поверхности лимфоцитов, нейтрофилов, моноцитов, эозинофилов, взаимодействующие с лигандами (муциноподобными молекулами адрессинов CD34, GlyCAM-1 и MAdCAM-1) эндотелия сосудов. Участвуют в остановке клеток для их миграции через эндотелий. Интегрины – молекулы поверхности T-лимфоцитов, моноцитов, макрофагов, дендритных клеток, нейтрофилов, взаимодействующие с молекулами клеточной адгезии, фрагментами комплемента или с компонентами внеклеточного матрикса. Суперсемейство иммуноглобулинов представлено молекулами сходными (по доменам) с иммуноглобулинами: молекулы МНС I и II классов, T-клеточный рецептор, молекулы CD2, CD3, CD4, CD8, ICAM, VCAM и некоторые Fc-рецепторы.

Межклеточная кооперация (взаимодействие клеток) при разных формах иммунного ответа.

Для гуморального иммунного ответа характерна выработка специфических антител (иммуноглобулинов), которые и выполняют основные эффекторные функции. … Клеточный иммунный ответ характеризуется накоплением большого количества… Под иммунологической памятью понимают способность организма отвечать на повторную встречу с антигеном более…

Основой гуморального иммунного ответа является активация В-лимфоцитов и их дифференцировка в антителообразующие клетки -плазмоциты (плазматические клетки).

Рис.6. Схема гуморального иммунного ответа.

 

Клеточный иммунный ответ лежит в основе воспалительных процессов, противоопухолевого, противовирусного и трансплантационного иммунитета. Центральное место при клеточном иммунном ответе принадлежит цитотоксическим лимфоцитам - Т-киллерам, предшественники которых активируются ИЛ-2.

В развитии клеточной реакции иммунного воспаления участвуют не менее трех типов клеток: макрофаги, Т-хелперы и Т-эффекторы реакции ГЗТ. Т-хелперы, продуцирующие ИЛ-2, стимулируют созревание Т-эффекторов реакции ГЗТ.

При повторном попадании того же антигена в организм и его распознавании Т-лимфоцитами происходит накопление в месте контакта с антигеном Т-эффекторов реакции ГЗТ. Последние продуцируют среди прочих лимфокинов сильный хемоаттрактант, вызывающий хемотаксис макрофагов в образующийся очаг иммунного воспаления. В данном очаге происходят задержка и угнетение миграции макрофагов при воздействии фактора, секретируемого Т-зффекторами ГЗТ, и их активация иммунным у-интерфероном . При этом внутриклеточная гибель и переваривание фагоцитированных макрофагами микроорганизмов (микобактерии туберкулеза, бруцеллы и другие факультативные внутриклеточные паразиты) происходят только при активации фагоцитов (завершенный фагоцитоз). В противном случае наблюдается незавершенный фагоцитоз.

Наряду с Т-хелперами, принимающими участие в созревании В-лимфоцитов и эффекторных Т-лимфоцитов, существуют субпопуляции Т-супрессоров, которые подавляют иммунный ответ. Они накапливаются также в результате антигенной стимуляции. Различают антигенспецифические и антигеннеспецифические Т-супрессоры. Первые подавляют иммунный ответ только на антиген, который используется для иммунизации, или на близкородственные антигены. Они несут антигенраспознающие рецепторы и секретируют антигенспецифический супрессирующий фактор, «мишенью» для которого могут служить В-лимфоциты или Т-хелперы. Неспецифические Т-супрессоры секретируют антигеннеспецифический фактор белковой природы, подавляющий иммунный ответ на любой неродственный антиген. Эти клетки отвечают за феномен конкуренции неродственных антигенов, при котором ранее введенный антиген способен индуцировать подавление ответа на любой другой антиген, не имеющий сходства с первым. Т-супрессоры могут подавлять как гуморальный, так и клеточный иммунный ответ. С активностью Т-супрессоров связан в основном феномен иммунологической толерантности.

 

Основой клеточного иммунного ответа является активация Т-лимфоцитов (цитотоксических лимфоцитов), которые узнают и разрушают клетки-мишени. Разновидностью клеточного иммунного ответа является гиперчувствительность замедленного типа с участием Th1-хелпера и активированных макрофагов.

 

 

 

 

Рис.7. Схема клеточного иммунного ответа.

 

Гранзимы –сериновые протеазы, выделяемые T-киллерами и NK-клетками. Гранзимы проникают в клетку через перфориновые поры, запуская апоптоз клетки.

 

Описанные события, возникающие при взаимодействии клеток во время формирования иммунного ответа, происходят в периферических лимфоидных органах (лимфатических узлах и селезенке), куда попадает антиген. После взаимодействия с антигеном количество Т-супрессоров в регионарном лимфатическом узле увеличивается за счет их пролиферации. Кроме того, активированные макрофаги, Т- и В-лимфоциты своими медиаторами способствуют повышению проницаемости сосудов и транссудации плазмы в лимфатический узел (отек). В результате наблюдается увеличение его размера, весьма характерное для многих инфекций. Затем большинство Т- и В-лимфоцитов памяти и эффекторных Т-лимфоцитов рециркулируют с током лимфы, а большинство образовавшихся плазматических клеток остается в лимфатическом узле, где происходит синтез иммуноглобулинов, поступающих в кровяное русло и в ткани организма.

Длительным сохранением Т- и В-лимфоцитов памяти в периферических лимфоидных органах и их циркуляцией объясняется длительное поддержание состояния иммунологической памяти.

 

Регуляция иммунного ответа.

Сила и продолжительность иммунного ответа контролируется и регу-лируется на уровне иммунной системы при участии ряда механизмов. К ним относится… Иммунная система представляет собой комплекс взаимодействующих клеток,… Накопление антител, особенно IgG, и формирование их комплексов с антигеном могут быть причиной подавления иммунного…

АНТИТЕЛА

  Рис.8. Структура иммуноглобулина.

Классы иммуноглобулинов и свойства антител

В зависимости от структуры Н-цепей выделяют 5 разных классов (изотипов) АТ: IgA, IgD, IgE, IgG и IgM (рис.9).

1. IgM - пентамер из 5 субъединиц, соединенных дисульфидными связями, имеет 10 Аг-связывающих участков. IgM - наиболее ранний класс АТ, обнаруживаемый при первичном попадании Аг в организм, т.е. наличие IgM к Аг конкретного возбудителя указывает на наличие острого инфекционного процесса. Молекулы IgM опсонизируют, агглютинируют, преципитируют и лизируют содержащие Аг структуры, а также легко активируют систему комплемента.

2. IgG - Основной класс АТ (до 75% всех Ig), защищающих организм от бактерий, вирусов и токсинов. После первичного контакта с Аг синтез IgM обычно сменяется образованием более дифференцированных IgG. Максимальные титры IgG при первичном ответе наблюдаются на 6-8 сутки. Обнаружение высоких титров IgG к Аг конкретного возбудителя указывает на то, что организм находится на стадии реконвалесценции или конкретное заболевание перенесено недавно.

IgG непосредственно участвуют в реакциях иммунного цитолиза, реакциях нейтрализации, а также усиливают фагоцитоз. Только IgG беременной форсируют плацентарный барьер, проходят через базальную мембрану трофобласта в соединительную ткань плода и попадает в капилляры плода. Транспорт IgG через плаценту обеспечивает формирование пассивного иммунитета у плода.

3. IgA (в сывороточном пуле Ig составляют 15-20%) секретируются на поверхность эпителиев, присутствуют в слюне, слезах, молоке, выделяются на поверхность слизистых оболочек, где взаимодействуют с Аг, усиливая защитные свойства слизистых оболочек пищеварительного тракта, дыхательных, половых и мочевыделительных путей. В сыворотке IgA циркулируют в виде мономеров, а в секретируемых SIgA преобладают четырехвалентные димеры, содержащие одну J-цепь и дополнительную полипептидную цепь (синтезируемых эпителиальными клетками секреторный компонент).

4. IgE специфически взаимодействуют с тучными клетками и базофильными лейкоцитами; эти клетки содержат многочисленные гранулы с биологически активными аминами. Защитные потенции IgE направлены преимущественно против гельминтов (нематод).

5. IgD. Биологическая роль этого Ig не установлена; IgD обнаруживают на поверхности развивающихся В-лимфоцитов; в сыворотке здоровых лиц он присутствует в крайне низкой концентрации.

 

Рис.8. Антитела разных классов иммуноглобулинов.

Защитные механизмы антител (функции).

Опсонизация(иммунный фагоцитоз) - связывание АТ с клеточной стенкой микроорганизма с последующим эффективным поглощением образовавшегося комплекса… Антитоксический эффект. АТ могут связывать и тем самым инактивировать… Активация комплемента. Антитела (IgM и IgG) после связывания с Аг (микроорганизм, опухолевая клетка и др.) могут…

Динамика антителообразования.

Вторичный ответ. После антигенной стимуляции часть В- и Т-лимфоцитов циркулирует в виде клеток памяти. Особенности вторичного иммунного ответа -… образование АТ индуцируется значительно меньшими дозами Аг; индуктивная фаза сокращается до 5-6 ч;

Основные типы реакций гиперчувствительности.

    Рис.10.Анафилактический тип реакции ГНТ.

Реакция гиперчувствительности замедленного типа (ГЧЗ).

Этот тип реакции возникает при многих инфекционных заболеваниях, например: при туберкулезе, бруцеллезе, дизентерии, токсоплазмозе, некоторых… Гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ)относится к IV типу аллергии (по…  

Трансплантационный иммунитет

Трансфер-реакция – это местное проявление реакции “трансплантат против хозяина”- суть реакции в том, что если организму, который был предварительно…    

Тема. Реакции иммунной сыворотки (серологические реакции).

С диагностической целью используют следующие серологические реакции: 1. Реакция агглютинации в ее различных вариантах. 2. Реакция преципитации и ее различные модификации.

Рис.15. Схема реакции агглютинации

Развернутая реакция агглютинации с возбудителем, выделенным от больного. К разведениям агглютинирующей сыворотки добавляют взвесь бактерий, выделенных от больного.

Определение антител в сыворотке крови больного.

Развернутая реакция агглютинации с сывороткой крови больного.

К разведениям сыворотки больного добавляют диагностикум.

Агглютинация с О - диагностикумом (бактерии, убитые нагреванием, сохранившие О-антиген) происходит в виде мелкозернистойагглютинации. Агглютинация с Н – диагностикумом(бактерии, убитые формалином, сохранившие жгутиковый Н-антиген) – крупно-хлопчатая и протекает быстрее.

Рис.16. Развернутая реакция агглютинации

Реакция агглютинации для определения групп крови

Определение групп крови АВ0 Результаты реакции Групповая принадлежность исследуемой крови эритроцитов со… отрицательная РА (–) положительная РА (+) РЕАКЦИЯ НЕПРЯМОЙ (ПАССИВНОЙ) ГЕМАГГЛЮТИНАЦИИ (РНГА, РПГА)

Реакцию коагглютинации применяют для определения антигенов с помощью антител, адсорбированных на белке А клеток стафилококка (антительный диагностикум. Белок А имеет сродство к Fc–фрагменту иммуноглобулинов, поэтому такие бактерии, обработанные иммунной диагностической сывороткой неспецифически адсорбируют антитела сыворотки, которые затем взаимодействуют активными центрами с соответствующими микробами, выделенными от больных. В результате коагглютинации образуются хлопья, состоящие из стафилококков, антител диагностической сыворотки и определяемого микроба.

Рис.20. Схема РКА.

РЕАКЦИЯ ГЕМАГГЛЮТИНАЦИИ (РГА)
РЕАКЦИЯ ТОРМОЖЕНИЯ ГЕМАГГЛЮТИНАЦИИ (РТГА)

Гемагглютинины вирусов склеивают эритроциты. Это свойство используют в реакции гемагглютинации для индикации и титрования вирусов, что необходимо для последующей постановки РТГА ( рис. )

Рис. 21 Схема реакции гемагглютинации.

Реакция торможения гемагглютинацииоснована на блокаде, подавлении антигенов (гемагглютининов) вирусов антителами иммунной сыворотки, в результате чего вирусы теряют свойство агглютинировать эритроциты. РТГА применяют для диагностики многих вирусных болезней, возбудители которых (вирусы гриппа, кори, краснухи, клещевого энцефалита и др.) могут агглютинировать эритроциты различных животных.

Рис. 22. РТГА.

РЕАКЦИЯ ПРЕЦИПИТАЦИИ (РП)

Реакция преципитации-РП (от лат. praecipito осаждать) — это формирование и осаждение комплекса растворимого молекулярного антигена c антителами в виде помутнения, называемого преципитатом. Он образуется при смешивании антигенов и антител в эквивалентных количествах; избыток одного из них снижает уровень образования иммунного комплекса.Реакцию преципитации ставят в пробирках (реакция кольцепреципитации), в гелях, питательных средах и др. Широкое распространение получили разновидности реакции преципитации в полужидком геле агара или агарозы: двойная иммунодиффузия по Оухтерлони, радиальная иммунодиффузия, иммуноэлектрофорез и др.

Реакция кольцепреципитации. Реакцию проводят в узких преципитационных пробирках: на иммунную сыворотку наслаивают растворимый антиген. При оптимальном соотношении антигена и антител на границе этих двух растворов образуется непрозрачное кольцо преципитата. Если в качестве антигенов в реакции используют прокипяченные и профильтрованные экстракты тканей, то такая реакция называется реакцией термопреципитации (реакция Асколи, при которой выявляют сибиреязвенный гаптен).

Рис. 23 Реакция преципитации

Штаммы C.diphtheriae могут быть токсигенными (продуцирующими экзотоксин) и нетоксигенными. Образование экзотоксина зависит от наличия в бактериях профага, несущего tox-ген, кодирующий образование экзотоксина. При заболевании все изоляты тестируются на токсигенность - продукцию дифтерийного экзотоксина.

 

Рис.24 Реакция преципитации для определения токсигенности дифтерийной палочки.

Реакция двойной иммунодиффузии по Оухтерлони. Для постановки реакции растопленный агаровый гель тонким слоем выливают на стеклянную пластинку и после затвердевания в нем вырезают лунки. В лунки геля раздельно помещают антигены и иммунные сыворотки, которые диффундируют навстречу друг другу. В месте встречи в эквивалентных соотношениях они образуют преципитат в виде белой полосы. У многокомпонентных систем между лунками с антигенами и антителами появляется несколько линий преципитата; у идентичных АГ линии преципитата сливаются; у неидентичных АГ - пересекаются.

Реакция радиальной иммунодиффузии. Иммунную сыворотку с расплавленным агаровым гелем равномерно наливают на стекло. После застывания в геле делают лунки, в которые помещают антиген в различных разведениях. Антиген, диффундируя в гель, образует с антителами кольцевые зоны преципитации вокруг лунок. Диаметр кольца преципитации пропорционален концентрации антигена. Реакцию используют для определения в сыворотке крови иммуноглобулинов различных классов, компонентов системы комплемента и др.( рис. 25 )

 

Рис. 25 Реакция радиальной иммунодиффузии.

Иммуноэлектрофорез-сочетание метода электрофореза и иммунопреципитации: смесь антигенов вносится в лунки геля и разделяется в геле с помощью электрофореза, затем в канавку параллельно зонам электрофореза вносят иммунную сыворотку, антитела которой диффундируют в гель и образуют в месте “встречи” с антигеном линии преципитации (рис. 26)

Рис. 26. Иммуноэлектрофорез.

Реакция флоккуляции (по Рамону) {от лат. floccus – хлопья шерсти}— появление опалесценции или хлопьевидной массы (иммунопреципитации) в пробирке при реакции токсин — антитоксин или анатоксин — антитоксин. Ее применяют для определения активности антитоксической сыворотки или анатоксина.

Реакция нейтрализации.

  Рис. 27. Реакция нейтрализации вирусов в культуре клеток: А - цитопатогенный…

Реакция связывания комплемента.

Реакция связывания комплемента (РСК) заключается в том, что при соответствии друг другу антигенов и антител они образуют иммунный комплекс, к которому через Fс-фрагмент антител присоединяется комплемент (С), т.е. происходит связывание комплемента комплексом антиген — антитело. Если же комплекс антиген — антитело не образуется, то комплемент остается свободным. РСК проводят в две фазы: 1-я фаза — инкубация смеси, содержащей антиген + антитело + комплемент; 2-я фаза (индикаторная) — выявление в смеси свободного комплемента путем добавления к ней гемолитической системы, состоящей из эритроцитов барана, и гемолитической сыворотки, содержащей антитела к ним. В 1-й фазе реакции при образовании комплекса антиген — антитело происходит связывание им комплемента, и тогда во 2-й фазе гемолиз сенсибилизированных антителами эритроцитов не произойдет (реакция положительная). Если антиген и антитело не соответствуют друг другу (в исследуемом образце нет антигена или антитела), комплемент остается свободным и во 2-й фазе присоединится к комплексу эритроцит — антиэритроцитарное антитело, вызывая гемолиз (реакция отрицательная). РСК применяют для диагностики многих инфекционных болезней, в частности сифилиса (реакция Вассермана).

Рис.28. Схема РСК

Реакция иммунофлюоресценции (РИФ)

Реакция иммунофлюоресценции =РИФ (метод Кунса). Различают три разновидности метода: прямой, непрямой, с комплементом. Реакция Кунса является методом экспресс-диагностики для выявления антигенов микробов или определения антител.

Прямой метод РИФ основан на том, что антигены тканей или микробы, обработанные иммунными сыворотками с антителами, меченными флюорохромами, способны светиться в УФ-лучах люминесцентного микроскопа

.Непрямой метод РИФ заключается в выявлении комплекса антиген - антитело с помощью антиглобулиновой (против антитела) сыворотки, меченной флюорохромом. Для этого мазки из взвеси микробов обрабатывают антителами антимикробной кроличьей диагностической сыворотки. Затем антитела, не связавшиеся антигенами микробов, отмывают, а оставшиеся на микробах антитела выявляют, обрабатывая мазок антиглобулиновой (антикроличьей) сывороткой, меченной флюорохромами. В результате образуется комплекс микроб + антимикробные кроличьи антитела + антикроличьи антитела, меченные флюорохромом. Этот комплекс наблюдают в люминесцентном микроскопе, как и при прямом методе.

 

Рис. 29 Схема РИФ

Иммуноферментный анализ.

Твердофазный ИФА - вариант теста, когда один из компонентов иммунной реакции (антиген или антитело) сорбирован на твердом носителе, напр., в лунках…   Рис.30. Схема ИФА.