Микра. Инфекция и иммунитет_методичка. инфекция. Врожденный иммунитет (семинар)
 Скачать 1.47 Mb.
|
|
D. Капсулы Микроскопическое исследование окрашенных простым методом инкапсулированных бактерий позволяет выявить неокрашенные капсулы, которые содержат красные бактериальные клетки на розовом фоне (при окраске фуксином). Задание: ♦Изучить демонстрационные препараты 1. Streptococcus pneumoniae в тканях (окрашивание фуксином). Бактерии располагаются попарно, имеют форму кокков, каждая пара которых окружена капсулой (бесцветным ореолом). 2. Klebsiella pneumoniae в тканях (окрашивание фуксином). Бактерии расположены попарно или беспорядочно, представляют собой инкапсулированные палочки среднего размера. ♦ Зарисовать демонстрационные препараты в рабочей тетради Фагоцитоз (завершенный фагоцитоз и незавершеный фагоцитоз). Задание: ♦Изучить демонстрационные препараты: • Staphylococcus aureus в гное (окраска по Граму). Стафилококки расположены внутри цитоплазмы лейкоцитов и между лейкоцитами в мазке. • Neisseria gonorrhoeae в гное (окрашивание метиленовым синим; незавершенный фагоцитоз). Материал (гной) для микроскопического исследования взят из мочеиспускательного канала пациента с гонореей. Neisseria gonorrhoeae проявляется в виде бобовидных диплококков, расположенных в цитоплазме лейкоцитов. ♦Зарисовать демонстрационные препараты в рабочей тетради СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ: ЗАДАЧА №1 Среди бактерий, способных проникать и существовать внутри клетки хозяина, различают цитозольные и вакуолярные паразиты. Объясните различия между ними. Какие бактериальные системы принимают участие в формировании внутриклеточного бактериального паразитизма ЗАДАЧА №2 Назовите, в чем заключается особенность строения белковых экзотоксинов. Объясните механизм защитного действия антитоксических сывороток, применяемых при лечении токсикоинфекций. ЗАДАЧА №3 Для профилактики токсикоинфекций (дифтерия, столбняк) используют препараты анатоксинов. Объясните, что собой представляет анатоксин. Какой иммунитет он создает. ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ: 1. Факторы патогенности бактерий: 1. Спора 2. Гиалуронидаза 3. Капсула 4. Нейраминидаза 2. Экзотоксины бактерий: 1. Синтезируются грамположительными и грамотрицательными бактериями 2. Выделяются в окружающую среду в процессе жизнедеятельности бактерий 3. Липополисахарид клеточной стенки 4. Обладают специфичностью действия 3. Размножение возбудителя в крови: 1. Бактеремия 2. Сепсис 3. Рецидив 4. Токсинемия 4. Периоды в развитии инфекционного заболевания: 1. Продромальный 2. Реконвалесценция 3. Инкубационный 4. Суперинфекция 5. Патогенность микроба 1. Видовой признак 2. Способность вызывать инфекционное заболевание 3. Индивидуальный, признак штамма 4. Обеспечивает неспецифическую защиту макроорганизма ЗАНЯТИЕ- Тема: «АДАПТИВНЫЙ ИММУНИТЕТ. ИММУНОДИАГНОСТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ: РЕАКЦИИ АГГЛЮТИНАЦИИ (РПГА, РЕАКЦИЯ КУМБСА И ДРУГИЕ); РЕАКЦИИ ПРЕЦИПИТАЦИИ АНТИГЕНЫ Вещества, несущие признаки чужеродной генетической информации и способные при попадании во внутреннюю среду организма вызывать специфические иммунологические реакции направленные на удаление этих веществ из организма, получили название АНТИГЕНОВ. Существует несколько признаков, которыми должно обладать вещество, чтобы выступать в качестве антигена: чужеродность, иммуногенность, специфичность. ЧУЖЕРОДНОСТЬ заключается в том, что молекулы данного типа должны отсутствовать во внутренней среде организма. В тоже время требование чужеродности не является абсолютным – об этом свидетельствует возможность образования аутоантител, т.е. антител к собственным компонентам организма. ИММУНОГЕННОСТЬ определяет способность антигена вызывать иммунный ответ. Иммуногенность зависит: 1) от пути и режима введения антигена в организм; 2) от структурно-химической природы антигена; Антигены – это преимущественно белки и углеводы. Липиды и нуклеиновые кислоты слабоиммуногенны. 3) от молекулярной массы вещества; С повышением молекулярной массы молекулы увеличивается иммуногенность антигена. Существует пороговый уровень размера молекулы определяющий появление иммуногенности, т.е. вещество может обладать специфичностью, но не вызывать иммунный ответ, если это низкомолекулярное соединение. Такие вещества называются гаптенами. Гаптены могут приобретать иммуногенные свойства только после конъюгирования с высокомолекулярными носителями, например, белками. К гаптенам относится широкий круг природных соединений: пептидные и стероидные гормоны, различные лекарственные препараты, витамины и т.д. 4) от генотипа реципиента, т.е. от состава генов, контролирующих силу иммунного ответа. СПЕЦИФИЧНОСТЬ иммунного ответа обусловлена наличием в молекуле антигенных детерминант или эпитопов – небольших участков молекулы иммуногена, которые обладают четкой структурной индивидуальностью и которые комплементарны к активному центру антител или антигенраспознающих рецепторов лимфоцитов. Для углеводов характерны повторяющиеся однотипные детерминанты. Для белков свойственны разнообразные детерминанты, против каждой из них может быть индуцирована выработка антител. Размер эпитопов небольшой: 5-20 аминокислотных остатков или около 6 моносахаридных остатков. Размер детерминанты (эпитопа) определяется размерами паратопа или активного центра антигенсвязывающих рецепторов. В формировании антигенной детерминанты существенную роль играют 1) линейная последовательность аминокислотных остатков и 2) пространственная структура молекулы. На поверхности молекулы формируются несколько одинаковых эпитопов – их количество определяет валентность антигена. Перекрестно-реагирующие антигены: если на двух различных молекулах антигенов имеются одинаковые или сходные антигенные детерминанты, то антитела вырабатывающиеся на один антиген будут реагировать и со вторым антигеном, такие антигены и называются перекрестно-реагирующие. КЛАССИФИКАЦИЯ АНТИГЕНОВ По происхождению различают экзогенные (возникшие вне организма) и эндогенные (возникшие внутри организма) антигены. По природе: биополимеры белковой и небелковой (полисахариды, липиды, липополисахариды, нуклеиновые кислоты и др.) природы. По молекулярной структуре: глобулярные (молекула имеет шаровидную форму) и фибриллярные (форма нити). По степени иммуногенности: полные и неполные. По степени чужеродности: ксено-, алло- и изоантигены. По необходимости вовлечения Т-лимфоцитов в индукцию иммунного ответа, выделяют Т-зависимые и Т-независимые антигены. Суперантигены -антигены, которые вызывают поликлональную активацию лимфоцитов, а не клоноспецифическую, как обычные антигены. Антигены гистосовместимости- это гликопротеиды цитоплазматических мембранах практически всех клеток макроорганизма. Большая часть из них относится к системе главного комплекса гистосовместимости, или MHC (от англ. Main Hystocompatibility Complex). Гены МНС локализованы в нескольких локусах короткого плеча 6 хромосомы и содержат гены 3 классов: I, II, III класса. Антигены гистосовместимости играют ключевую роль в осуществлении специфического распознавания «свой-чужой» и индукции приобретенного иммунного ответа, определяют совместимость органов и тканей при трансплантации в пределах одного вида и другие эффекты. АНТИГЕНЫ БАКТЕРИИ В структуре бактериальной клетки различают несколько видов антигенов: соматический O-антиген (LPS = липополисахарид), капсульный K-антиген (полисахаридом или белком) и флагеллярным H-антиген (белок), Vi-антиген. Жгутиковые, или Н-антигены, локализуются в их жгутиках и представляют собой эпитопы сократительного белка флагеллина. Соматический, или О-антиген, связан с клеточной стенкой бактерий. Его основу составляют липополисахариды. Капсульные, или К-антигены, встречаются у бактерий, образующих капсулу. Как правило, К-антигены состоят из кислых полисахаридов. АНТИГЕНЫ ВИРУСОВ В структуре вирусной частицы различают ядерные, капсидные и суперкапсидные антигены. Антигены вирусов различаются по происхождению, часть из них вирусоспецифические, кодируются в нуклеиновой кислоте вируса. Другие, являющиеся компонентами клетки хозяина (углеводы, липиды), формируют суперкапсид вируса при его выходе из клетки путем почкования. Антигены многих вирусов отличаются высокой степенью изменчивости, что связано с постоянными мутациями в генетическом материале вирусов. Примером могут служить вирус гриппа, ВИЧ и др АНТИТЕЛА Генетически чужеродные вещества, попадая в организм человека, способны вызывать образование специфических белков крови – антител (иммуноглобулинов). Биологическая функция антител заключается в защите организма от проникновения чужеродных веществ путем образования прочных специфических иммунных комплексов с соответствующими антигенами и последующего удаления их из организма. В организме антитела вырабатываются В-лимфоцитами, каждый из которых имеет на своей поверхности до 100 000 рецепторов одинаковой специфичности, способных узнавать любой чужеродный антиген. Антиген, встречаясь в кровотоке с комплементарным ему рецептором, проводит отбор (селекцию) соответствующего В-лимфоцита, который затем пролиферирует и дифференцируется в плазматическую клетку, образуя клон клеток. Каждый клон плазматических клеток секретирует гомогенные по своей структуре антитела. Структура антител. Хотя существуют некоторые структурные вариации среди антител, типичная молекула антитела состоит из четырех белковых цепей, связанных вместе дисульфидными связями в том, что обычно иллюстрируется как Y-образная структура. Две более короткие цепи, называемые легкими (L) цепями, ковалентно связаны с ветвями более длинных (H) цепей. Каждая цепь имеет вариабельные и постоянные области. Обе цепи H и L делятся на области константные (обозначенные CH и CL) и области вариабельные (обозначенные VH и VL) Специфичность объединяющих сайтов антитела для антигена определяется аминокислотной последовательностью в вариабельных областях как Н, так и L цепей. Аминокислотная последовательность в константной области определяет другие характерные свойства антитела, такие как его способность проникать через тканевые барьеры цепи, активировать систему комплемента или активировать фагоциты Паратоп- участок антигенсвязывающего центра молекулы антитела, который связывается с эпитопом. Паратоп находится на дистальной части вариабельной области антитела и сможет связываться с одним эпитопом. По своим антигенным, эффекторным свойствам и структурным особенностям иммуноглобулины подразделяются на пять основных классов: IgA, IgD, IgE, IgG и IgM. РЕАКЦИИ ИММУНИТЕТА Иммунодиагностические или серологические (от лат. Serum- сыворотка) реакции - это реакции специфического взаимодействия между антителами и антигенами или между антителами и сенсибилизированными лимфоцитами, которые имеют визуальные или детектируемые проявления и могут быть учтены/оценены непосредственно или с использованием специальных приборов (спектрофотометр и пр). Реакция антиген – антитело высокоспецифическая. В основе реакции антиген– антитело лежит взаимодействие между эпитопом антигена и активным центром антитела (паратопом), основанное на их пространственном соответствии (комплементарности или принцип «ключ - замок» ). Образовавшийся комплекс носит название «иммунный комплекс» (ИК). Межмолекулярными силами, удерживающими антигены и антитела в составе иммунных комплексов, являются: электростатические; водородные; гидрофобные; силы Ван-дер-Ваальса. Эти реакции происходят в живом организме и могут быть воспроизведены в лабораторных условиях (in vitro) для идентификации одного компонента с помощью другого. Принцип комплементаности или принцип «ключ - замок» Цели постановки серологических реакций: 1) идентифицировать «неизвестный антиген» (бактерии, вирус, токсин и т.д. в образце) с помощью «известного антитела» (диагностическая иммунная сыворотка содержащая антитела), то есть для серологической идентификации (сероидентификация, серотипирование); 2) для определения «неизвестного антитела» (в сыворотке крови пациента) с помощью «известного антигена» (диагностикум), то есть для серологической диагностики (серодиагостики) инфекционного заболевания. Таким образом, неизвестный компонент определяют по известному, то есть один компонент в серологических реакциях всегда должен быть известен. Общие принципы постановки серологических реакций: 1. Постановка реакций происходит преимущественно in vitro 2. Проявляются при высокой специфичности (иммунологическом соответствии или комплементарности) и эквивалентом соотношении антигена и антитела в оптимальных температурных условиях и pH среды. 3. Протекают в две фазы: специфическая и неспецифическая Специфическая фаза- происходит связывание антитела с антигеном в результате чего образуется иммунный комплекс (АГ+АТ), который стабилизирован нековалентными связями: водородные связи, вандерваальсовы силы, гидрофобные взаимодействия и пр. Эта фаза развивается быстро, но ее визуальная детекция невозможна. Индикаторная фаза - происходит более медленно и проявляет результат реакции, который либо визуализируется непосредственно (видимый результат), либо считывается при помощи специальных устройств и приборов (спектрофотометр, цитометр и пр) Серологические реакции характеризуются двумя важными параметрами: Специфичность - способность антигенов или антител реагировать только с гомологичными (высокоспецифичными, комплементарными) антителами, содержащимися в сыворотке крови, либо с гомологичными антигенами соответственно. Чем выше специфичность, тем меньше ложноположительных и ложноотрицательных результатов. Чувствительность - определяется минимальным количеством АГ (или АТ) в образце, которое возможно выявить с помощью данной реакции. Чем меньше это количество, тем более чувствительной считается реакция. Хотя большинство серологических реакций построены на одном и том же теоретическом принципе, методы обнаружения специфических реакций между антителом и антигеном различаются: 1. Реакция агглютинации - склеивание и выпадение в осадок цельноклеточных (корпускулярных) антигенов под действием антител в присутствии электролита 2. Реакция преципитации - осаждение мелкодисперстных (молекулярных) антигенов эквивалентным количеством антител в присутствии электролита 3. Реакция связывания комплемента – активация и связывание комплемента образовавшимся иммунным комплексом АГ+АТ 4. Реакция нейтрализации – взаимодействие между АГ и АТ, приводящее к потере или снижению биологической активности антигена. 5. Реакции с использованием меченых антител и антигенов (реакция иммунофлюоресценции, иммуноферментный анализ и радиоиммунный анализ) РЕАКЦИЯ АГГЛЮТИНАЦИИ (РА) В реакции агглютинации используют антигены в виде частиц. Антигены в виде частиц представляют собой относительно клеточные антигены, такие как бактерии, грибы и т.д., или некоторые растворимые антигены, адсорбированные на частицах (латекс, эритроциты, уголь и т.д.). Они могут быть связаны вместе специфическими антителами с образованием видимых агрегатов. Этот процесс называется агглютинацией. Реакции агглютинации очень чувствительны, относительно легко читаются и доступны в большом разнообразии. Цели постановки РА: 1. Для идентификации видов и сероваров бактерий с помощью диагностических агглютинирующх сывороток (серотипирование) 2. Для обнаружения антител в сыворотке крови больного (серодиагностика) Компоненты реакции агглютинации: 1) корпускулярный антиген (агглютиноген); 2) антитело (агглютинин); 3) электролит (изотонический раствор). Агглютинирующие сыворотки содержат известные антитела (агглютинины). Они могут быть неадсорбированными (нативными) и адсорбированными. Неадсорбированные сыворотки (нативные)- содержат групповые антитела к близкородственным видам антигенов. Адсорбированные сыворотки - содержат антитела к одному (монорецепторная или моновалентная сыворотка) или нескольким (поливалентная сыворотка) антигенам одного вида микроба. Для получения адсорбированных сывороток используют метод адсорбции по Кастеллани. Титр агглютинирующей сыворотки - это наибольшее разведение сыворотки, при котором еще обнаруживается визуальный результат/эффект реакции агглютинации (осадок, хлопья, агглютинаты). Агглютинация с О-диагностикумом (бактерии, убитые нагреванием, но сохранившие О-антиген) происходит в виде мелкозернистой агглютинации, которая учитывается через 18-22 часа Агглютинация с Н-диагностикумом (бактерии, убитые формалином, но сохранившие жгутиковый Н-антиген) происходит в виде крупнохлопчатой агглютинации и протекает быстро ( минуты) Виды агглютинации Методы постановки реакции агглютинации: 1. Реакция агглютинации на стекле (ориентировочная) 2. Развернутая реакция агглютинации (в пробирках) Реакция агглютинации на стекле. Последовательность действий Контроль антигена - это капля физ р-ра+ антиген (ч.к. бактерий). Должен быть равномерно мутным Контроль сыворотки - это капля сыворотки. Должен быть прозрачным. Опыт - капля сыворотки+ антиген (ч.к. бактерий) Учет результата: 1. возможен ТОЛЬКО при безупречных контролях сыворотки и антигена. 2. Результат считают положительным, если в опытной капле ( капля сыворотки+ антиген - ч.к. бактерий) появился осадок в виде хлопьев (агглютинат, состоящий из комплексов АТ+АГ). 3. Результат считают |