Честнова т. В., Смольянинова о. Л. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология
 Скачать 1.58 Mb.
|
|
Тема 9. Иммунология. 9.1. Понятие об иммунитете. Виды иммунитета. Неспецифические факторы защиты. Иммунология – это наука, предметом изучения которой является иммунитет. Инфекционная иммунология изучает закономерности иммунной системы по отношению к микробным агентам, специфические механизмы противомикробной защиты. Под иммунитетом понимают совокупность биологических явлений, направленных на сохранение постоянства внутренней среды и защиту организма от инфекционных и других генетически чужеродных для него агентов. Иммунитет может быть инфекционным, противоопухолевым, трансплантационным. Иммунитет обеспечивается работой иммунной системы, в основе его лежат специфические механизмы. Виды инфекционного иммунитета: антибактериальный, антитоксический, противовирусный, противогрибковый, антипротозойный. Инфекционный иммунитет может быть стерильным (возбудителя в организме нет, а устойчивость к нему есть); нестерильный (возбудитель находится в организме). Различают врожденный и приобретенный, активный и пассивный, видовой и индивидуальный иммунитет. Врожденный иммунитет к инфекционным заболеваниям имеется с рождения. Может быть видовым и индивидуальным. Видовой иммунитет – невосприимчивость одного вида животных или человека к микроорганизмам, вызывающим заболевания у других видов. Он генетически детерминирован у человека как биологического вида, т.е. человек не болеет зоонозными заболеваниями. Видовой иммунитет всегда активный. Индивидуальный врожденный иммунитет пассивный, так как обеспечивается передачей иммуноглобулинов плоду от матери через плаценту. Таким образом, новорожденный защищен от инфекций, которыми переболела мать. Приобретенным иммунитетом называют такую невосприимчивость организма человека к инфекционным агентам, которая формируется в процессе его индивидуального развития и характеризуется строгой специфичностью. Он всегда индивидуальный. Он может быть естественным и искусственным. Естественный иммунитет может быть активным и пассивным. Активный формируется послеперенесенной инфекции; постинфекционный иммунитет может сохраняться в течение длительного времени, иногда в течение всей жизни. Пассивный – ребенку с молоком матери передаются иммуноглобулины класса А и I. Искусственный иммунитет можно создавать активно и пассивно. Активный формируется введением антигенных препаратов, вакцин, анатоксинов. Пассивный иммунитет формируется введением готовых сывороток и иммуноглобулинов, т.е. готовых антител. Создание иммунитета лежит в основе специфической иммунопрофилактики инфекционных заболеваний. К неспецифическим факторам противоинфекционной защиты относятся: 1) кожа и слизистые оболочки; 2) лимфатические узлы; 3) лизоцим и другие ферменты полости рта и ЖКТ; 4) нормальная микрофлора; 5) воспаление; 6) фагоцитирующие клетки; 7) естественные киллеры; 8) система комплемента; 9) интерфероны. Неповрежденная кожа и слизистые оболочки являются барьером, препятствующим проникновению микроорганизмов внутрь организма. В результате слущивания эпидермиса удаляются многие транзиторные микроорганизмы. Бактерицидными свойствами обладает секрет потовых и сальных желез. При наличии травм, ожогов кожа формирует входные ворота для инфекции. Секреты, выделяемые слизистыми оболочками, слюнными и пищеварительными железами, слезы смывают микроорганизмы с поверхности слизистых, оказывают бактерицидное действие. Лизоцим – белок, содержащийся в тканевых жидкостях, плазме, сыворотке крови, лейкоцитах, материнском молоке. Он вызывает лизис бактерий, неактивен в отношении вирусов. Представители нормальной микрофлоры могут выступать в качестве антагонистов патогенных микроорганизмов, препятствуя их внедрению и размножению. Воспаление – защитная функция организма. Оно ограничивает очаг инфекции на месте входных ворот. Ведущим звеном в развитии воспаления является фагоцитоз. Завершенный фагоцитоз – защитная функция организма. Различают следующие стадии фагоцитоза: 1) аттракцию; 2) адгезию; 3) эндоцитоз; 4) киллинг; 5) элиминацию. Если отсутствуют последние две стадии, то это незавершенный фагоцитоз. При этом процесс теряет защитную функцию, бактерии внутри макрофагов разносятся по организму. Естественные киллеры – популяция клеток, обладающая естественной цитотоксичностью по отношению к клеткам-мишеням. Морфологически представляют собой большие гранулосодержащие лимфоциты. Являются клетками с эффекторной противоопухолевой, противовирусной и противопаразитарной активностью. Комплемент – это система неспецифических белков сыворотки крови, состоящая из девяти фракций. Активация одной фракции активирует последующую фракцию. Обладает бактерицидным действием, так как имеет сродство с поверхностными структурами бактериальной клетки и совместно с лизоцимом может вызывать цитолиз. Интерфероны – белки, обладающие противовирусным, противоопухолевым, иммуномодулирующим действием. Интерферон действует посредством регуляции синтеза нуклеиновых кислот и белков, активируя синтез ферментов и ингибиторов, блокирующих трансляцию вирусных и РНК. Как правило, он не спасает клетку, уже пораженную вирусом, но предохраняет соседние клетки от вирусной инфекции. 9.2. Центральные и периферические органы иммунной системы. Клетки иммунной системы. Формы иммунного ответа. Органы иммунной системы делят на: 1) первичные (центральные) – вилочковая железа, костный мозг – являются местами дифференцировки популяций лимфоцитов; 2) вторичные (периферические) – селезенка, лимфатические узлы, миндалины, ассоциированная с кишечником и бронхами лимфоидная ткань заселяются В- и Т-лимфоцитами из центральных органов иммунной системы. После контакта с антигеном в этих органах лимфоциты включаются в рециркуляцию. Вилочковая железа (тимус) играет ведущую роль в регуляции популяции Т-лимфоцитов. Тимус поставляет лимфоциты, в которых для роста и развития лимфоидных органов и клеточных популяций в различных тканях нуждается эмбртон. Дифференцируясь, лимфоциты благодаря освобождению гуморальных веществ получают антигенные маркеры. Корковый слой густо заполнен лимфоцитами, на которые воздействуют тимические факторы. В мозговом слое находятся зрелые Т-лимфоциты, покидающие вилочковую железу и включающиеся в циркуляцию в качестве Т-хелперов, Т-киллеров, Т-супрессоров. Костный мозг поставляет клетки-предшественники для различных популяций лимфоцитов и макрофагов, в нем протекают специфические иммунные реакции. Он служит основным источником сывороточных иммуноглобулинов. Селезенка заселяется лимфоцитами в позднем эмбриональном периоде после рождения. В белой пульпе имеются тимусзависимые и тимуснезависимые зоны, которые заселяются Т- и В-лимфоцитами. Попадающие в организм антигены индуцируют образование лимфобластов в тимусзависимой зоне селезенки, а в тимуснезависимой зоне отмечаются пролиферация лимфоцитов и образование плазматических клеток. Лимфоциты поступают в лимфатические узлы по афферентным лимфатическим сосудам. Перемещение лимфоцитов между тканями, кровеносным руслом и лимфоузлами позволяет антиген-чувствительным клеткам обнаруживать антиген и скапливаться в тех местах, где происходит иммунная реакция, а распространение по организму клеток памяти и их потомков позволяет лимфоидной системе организовать генерализованный иммунный ответ. Лимфатические фолликулы пищеварительного тракта и дыхательной системы служат главными входными воротами для антигенов. В этих органах наблюдается тесная связь между лимфоидными клетками и эндотелием, как и в центральных органах иммунной системы. Клетки иммунной системы. Иммунокомпетентными клетками организма человека являются Т- и В-лимфоциты. Т-лимфоциты возникают в эмбриональном тимусе. В постэмбриональном периоде после созревания Т-лимфоциты расселяются в Т-зонах периферической лимфоидной ткани. После стимуляции (активации) определенным антигеном Т-лимфоциты преобразовываются в большие трансформированные Т-лимфоциты, из которых затем возникает исполнительное звено Т-клеток. Т клетки участвуют в: 1) клеточном иммунитете; 2) регулировании активности В-клеток; 3) гиперчувствительности замедленного четвертого типа. Различают следующие субпопуляции Т-лимфоцитов: 1) Т-хелперы – запрограммированы индуцировать размножение и дифференцировку клеток других типов. Они индуцируют секрецию антител В-лимфоцитами и стимулируют моноциты, тучные клетки и предшественники Т-киллеров к участию в клеточных иммунных реакциях. Это субпопуляция активируется антигенами, ассоциируемыми с продуктами генов МНС класса II- молекулами класса II, представленными преимущественно на поверхности В-клеток и макрофагов; 2) супрессорные Т-клетки генетически запрограммированы для супрессорной активности, отвечают преимущественно на продукты геномов МНС класса I. Они связывают антиген и секретируют факторы, инактивирующие Т-хелперы; 3) Т-киллеры. Узнают антиген в комплексе с собственными МНС-молекулами класса I. Они секретируют цитотоксические лимфокины. Основная функция В-лимфоцитов заключается в том, что в ответ на антиген они способны размножаться и дифференцироваться в плазматические клетки, продуцирующие антитела. В-лимфоциты разделяют на две субпопуляции: В1 и В2. В1-лимфоциты проходят первичную дифференцировку в пейеровых бляшках, затем обнаруживаются на поверхности серозных полостей. В ходе гуморального иммунного ответа способны превращаться в плазмоциты, которые синтезируют только IgM. Для их превращения не всегда нужны Т-хелперы. В2 – лимфоциты проходят дифференцировку в костном мозге, затем в красной пульпе селезенки и лимфоузлах. Их превращение в плазмоциты идет с участием Т-хелперов. Такие плазмоциты способны синтезировать все классы Ig человека. В-клетки памяти – это долгоживущие В-лимфоциты, произошедшие из зрелых В-клеток в результате стимуляции антигеном при участии Т-лимфоцитов. При повторной стимуляции антигеном эти клетки активируются гораздо легче, чем исходные В-клетки. Они обеспечивают (при участии Т-клеток) быстрый синтез большого количества антител при повторном проникновении антигена в организм. Макрофаги отличаются от лимфоцитов, но также играют важную роль в иммунном ответе. Они могут быть: 1) антигенобрабатывающими клетками при возникновении ответа; 2) фагоцитами в виде исполнительного звена. Формы иммунного ответа. Иммунный ответ – это цепь последовательных сложных кооперативных процессов, идущих в иммунной системе в ответ на действие антигена в организме. Различают: 1) первичный иммунный ответ (возникает при первой встрече с антигеном); 2) вторичный иммунный ответ (возникает при повторной встрече с антигеном); Любой иммунный ответ состоит из двух фаз: 1) индуктивной; представление и распознавание антигена. Возникает сложная кооперация клеток с последующей пролиферацией и дифференцировкой; 2) продуктивной; обнаруживаются продукты иммунного ответа. При первичном иммунном ответе индуктивная фаза может длиться неделю, при вторичном – до 3 дней за счет клеток памяти. В иммунном ответе антигены, попавшие в организм, взаимодействуют с антигенпредставляющими клетками (макрофагами), которые экспрессируют антигенные детерминанты на поверхности клетки и доставляют информацию об антигене в периферические органы иммунной системы, где происходит стимуляция Т-хелперов. Далее иммунный ответ возможен в виде одного из трех вариантов: 1) клеточный иммунный ответ; 2) гуморальный иммунный ответ; 3) иммунологическая толерантность. Клеточный иммунный ответ – это функция Т-лимфоцитов. Происходит образование эффекторных клеток – Т-киллеров, способных уничтожать клетки, имеющие антигенную структуру путем прямой цитотоксичности и путем синтеза лимфокинов, которые участвуют в процессах взаимодействия клеток (макрофагов, Т-клеток, В-клеток) при иммунном ответе. В регуляции иммунного ответа участвуют два подтипа Т-клеток: Т-хелперы-усиливают иммунный ответ; Т-супрессоры оказывают противоположное влияние. Гуморальный иммунитет – это функция В-клеток. Т-хелперы, получившие антигенную информацию, передают ее В-лимфоцитам. В-лимфоциты формируют клон антителопродуцирующих клеток. При этом происходит преобразование В-клеток в плазматические клетки, секретирующие иммуноглобулины (антитела), которые имеют специфическую активность против внедрившегося антигена. Образующиеся антитела вступают во взаимодействие с антигеном с образованием комплекса АГ-АТ, который запускает в действие неспецифические механизмы защитной реакции. Эти комплексы активируют систему комплемента. Взаимодействие комплекса АГ-АТ с тучными клетками приводит к дегрануляции и выделению медиаторов воспаления – гистамина и серотонина. При низкой дозе антигена развивается иммунологическая толерантность. При этом антиген распознается, но в результате этого не происходит ни продукции клеток, ни развития гуморального иммунного ответа. Иммунный ответ характеризуется: 1) специфичностью (реактивность направлена только на определенный агент, который называется антигеном); 2) потенцированием (способностью производить усиленный ответ при постоянном поступлении в организм одного и того же антигена); 3) иммунологической памятью (способностью распознавать и производить усиленный ответ против того же самого антигена при повторном его попадании в организм, даже если первое и последующие попадания происходят через большие промежутки времени). 9.3. Комплемент, его структура, функции, пути активации. Роль в иммунитете. Комплимент является одним из важных факторов гуморального иммунитета, играющим роль в защите организма от антигенов. Он был открыт в 1899г. французским иммунологом Борде, назвавшим его «алексином». Современное название комплементу дал Эрлих. Комплемент – сложный комплекс белков сыворотки крови, находящийся обычно в неактивном состоянии и активирующийся при соединении антигена с антителом. В состав комплемента входят 20 белков, 9 из которых являются основными компонентами комплемента: С1, С2, С3…..С9. Важную роль играют также факторы В, Д и Р. Функции комплемента многообразны: 1) участвует в лизисе микробных и других клеток (цитотоксическое действие); 2) обладает хемотаксической активностью; 3) принимает участие в анафилаксии; 4) участвует в фагоцитозе. Следовательно, комплемент является компонентом многих иммунологических реакций, направленных на освобождение организма от микробов и других чужеродных клеток и антигенов. Механизм активации комплемента очень сложен и представляет собой каскад ферментативных протеолитических реакций. Известны три пути активации комплемента: классический, альтернативный и лектиновый. По классическому пути процесс начинается с присоединения к комплексу АГ+АТ компонента С1, который распадается на субъединицы. Далее в реакции участвуют последовательно активированные компоненты комплемента в такой последовательности: С4, С2, С3. Компонент комплемента С3 активирует компонент С5, который обладает свойством прикрепляться к мембране клетки. На компоненте С5 образуется литический или мембраноатакующий комплекс из компонентов С6, С7, С8, С9, который нарушает целостность мембраны (образует в ней отверстие), и клетка погибает в результате осмотического лизиса. Альтернативный путь проходит без участия антител. Этот путь характерен для защиты от грамотрицательных микробов. Реакция при альтернативном пути начинается с взаимодействия антигена с протеинами В, Д и пропердином (Р) с последующей активацией компонента С3, далее по классическому пути. Лектиновый путь активации происходит также без участия антител. Он инициируется особым маннозосвязывающим белком сыворотки крови, который после взаимодействия с остатками маннозы на поверхности микробных клеток катализирует С4-С2-С3-мембраноатакующийкомплекс (С5, С6, С7, С8,С9). В процессе активации комплемента образуются продукты протеолиза его компонентов, которые обладают высокой биологической активностью. 9.4. Антигены: определение, основные свойства. Антигены бактериальной клетки. Антиген – это биополимер органической природы, генетически чужеродный для макроорганизма, который при попадании в последний распознается его иммунной системой и вызывает иммунные реакции, направленные на его устранение. Свойства антигенов: 1) антигенность – способность вызывать образование антител; 2) иммуногенность – способность создавать иммунитет, степень которой зависит: а) от молекулярных особенностей АГ (природы АГ, химического состава, размера и молекулярной массы, пространственной структуры, растворимости); б) клиренс АГ в организме (от способа введения АГ, количества АГ); в) реактивности макроорганизма (наследственные факторы, чувствительность к АГ, функциональное состояние макроорганизма-психоэмоциональный и гормональный фон, интенсивность обменных процессов); 3) специфичность – способность АГ индуцировать иммунный ответ к строго определенному эпитопу. Классификация антигенов: По происхождению: 1) экзогенные (возникающие вне организма) и 2)эндогенные (возникшие внутри организма) АГ – аутоантигены (АГ собственного организма) и неоантигены (возникают в организме в результате мутаций). По природе: 1) биополимеры белковой природы (протеиды); 2) небелковой природы (полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты и пр.). По молекулярной структуре: 1) глобулярные (молекула имеет шаровидную форму); 2) фибриллярные (форма нити). По степени иммуногенности: 1) полноценные- обладают выраженной антигенностью и иммуногенностью; 2) неполноценные или гаптены –низкомолекулярные соединения - обладают низкой иммуногенностью, но свойство антигенности не утратили. По степени чужеродности: 1) ксеногенные АГ (антигены Форсмана) – общие для организмов, стоящих на разных ступенях эволюционного развития, например относящиеся к разным родам, видам; 2) аллогенные АГ (групповые)-общие для генетически неродственных организмов, но относящихся к одному виду (антигены групп крови системы АВО, серогруппы сальмонелл); 3) изогенные – общие только для генетически идентичных организмов, например для однояйцевых близнецов, инбредных линий животных. |