ответы на вопросы по иммунологии. Исторические этапы взаимодействия человека с инфекцией
 Скачать 445.09 Kb.
|
|
Оценка гуморального звена иммунитета · определение уровня иммуноглобулинов классов A,M, G в сыворотке крови и секретах · определение циркулирующих иммунных комплексов ЦИК) РБТЛ(р-ция бласттраннсформации) используется для определения физиологической активности (пролиферативного потенциала) клеток на неспецифические активаторы (митогены) и специфические антигены. Принцип реакции - активация лимфоцитов под влиянием стимулов с последующей трансформацией их в бласты. В качестве активаторов чаще всего используют ФГА (фитогемагглютинин) и конканавалин А (Кон-А). В пробирку с питательной средой №199 помещают исследуемые лимфоциты и добавляют ФГА. Инкубируют 72-96 часов при 37оС. Пробирку без добавления ФГА используют как контроль. Пробирки центрифугируют. Из осадка готовят мазки, окрашивают по Романовскому- Гимзе. Оценка результатов. В контрольной пробирке бластных клеток нет, а в опытной должно быть 60-80% бластных клеток. Сниженное количество бластов свидетельствует о снижении пролиферативной активности лимфоцитов. 16) Механизмы активации и дифференцировки В-лимфоцитов. В-клеточный рецептор, молекулярные компоненты, функции Оставшая после отрицательной селекции на аутореактивность популяция реактивных незрелых В-клеток на завершающем этапе антигеннезависимой дифференцировки подвергается дальнейшему превращению в зрелые В-клетки. При этом в зрелых В-лимфоцитах, кроме поверхностного мономерного IgM, выступающего в роли антигенраспознающего рецептора и экспрессирующегося еще у незрелых В-лимфоцитов, начинает экспрессироваться и IgD, служащий для взаимодействия между лимфоцитами. Сам процесс превращения незрелых В-клеток, имеющих на своей поверхности IgM определенной специфичности в зрелые, экспрессирующие IgM и IgD, занимает несколько дней. По завершении этого процесса образуются зрелые, но еще наивные (пока еще не способные к синтезу антител на экспорт) В-лимфоциты, которые покидают красный костный мозг и мигрируют по кровеносным сосудам в периферические лимфоидные органы, формируя лимфоидные фолликулы в соединительной ткани, лимфатических узлах и селезенке. При этом в неинкапсулированных лимфоидных фолликулах слизистых оболочек полых органов концентрируются преимущественно В-клетки, которые после активации антигеном соотвествующей специфичности продуцируют секреторный IgА, тогда как в лимфатических узлах и селезенке – В-клетки, продуцирующие после активации антигеном IgM (при первичном ответе) и IgG (при вторичном и последующих контактах с данным антигеном). Мигрирующие на периферию В-клетки не остаются на месте постоянно и по истечении определенного времени пребывания в тех или иных лимфоидных структурах в случае необнаружения антигена, возвращаются вновь в сосудистое русло (вступают в процесс рециркуляции) и заносятся в другие лимфоидные структуры, где могут встретиться с соотвествующим антигеном, пройти процесс антигензависимой дифференцировки и превратиться в неподвижные, активно продуцирующие антитела определенной специфичности "на экспорт" плазматические клетки. Среди зрелых В-клеток, заселяющих периферические лимфоидные структуры и рециркулирующих в сосудистом русле, имеется субпопуляция, отличающаяся от остальных наличием на своей поверхности рецептора CD5. Эти клетки возникают в эмбриональный период и сохраняются в постнатальном периоде (в том числе и во взрослом организме) благодаря способности к самообновлению. Вместе с тем, в постнатальном периоде формирование этих В-лимфоцитов из стволовой кроветворной клетки не происходит, а их присутствие у взрослых особей является своеобразной формой "онтогенетического атавизма". Одной из наиболее важных функциональных особенностей этих клеток, в отличие от остальных В-лимфоцитов, является низкая специфичность их антигенраспознающих иммуноглобулиновых рецепторов и способность реагировать в основном с общими полисахаридными антигенами бактерий. Реакция на общие бактериальные антигены, в свою очередь, имеет значение в раннем периоде формирования иммунитета как один из способов срочной мобилизации антибактериальной защиты. Как уже было отмечено ранее, вторичный лимфоцитопоэз В-лимфоцитов для полноценного своего развития требует стимуляции В-клетки двумя сигналами: специфическим антигеном, вступающим во взаимодействие с антигенраспознающим поверхностным рецептором В-лимфоцита. В качестве такого рецептора выступает мономерная форма IgМ, встроенная в мембрану наивного В-лимфоцита и ассоциированная со специальными вспомогательными белками (Igαиβ) цитокинами, продуцируемыми CD4-Т-хелперами. При этом необходимо непосредственное взаимодействие В-лимфоцита с Т-хелпером соответствующей специфичности. Достигается такое взаимодействие между В-клеткой и Т-хелпером благодаря частичному преобразованию патогена внутри В-лимфоцита и последующей презентации его в иммуногенной форме Т-хелперу. Так, антигенраспознающий рецептор В-лимфоцита, образованный мономернымIgМ, с одной стороны, служит для распознавания специфического антигена и передачи сигнала о встрече с антигеном непосредственно внутрь клетки (в передаче сигнала об антигене внутрь клетки принимают участие вспомогательные белки –Igαиβ, активирующие цитоплазматические тирозинкиназы), а, с другой, – выступает в качестве молекулярного фактора захвата антигена и переноса его в цитоплазму В-лимфоцита. Внутри В-лимфоцита антиген подвергается частичному расщеплению до отдельных пептидов, которые объединяются с молекулами МНС II класса и в комплексе с ними выводятся на поверхность В-клетки. Иммуногенный комплекс «молекула МНСII класса – антигенная детерминанта» распознается специфическими рецепторами определенной наивной CD4-Т-клетки и обуславливает последующую дифференциацию этой клетки в Т-хелпер (тогда как распознаваниеCD4-Т-клеткой такого иммуногенного комплекса, ассоциированного с макрофагами или дендритными клетками, обуславливает ее дифференциацию в Т-клетку воспаления). Дифференцирующийся в результате стимуляции иммунным комплексом «молекула МНСII класса – антигенная детерминанта», расположенным на поверхности В-лимфоцита, Т-хелпер обеспечивает второй сигнал для активации В-клеток. Вместе с тем, некоторые патогены могут самостоятельно индуцировать полноценный вторичный лимфоцитопоэз наивных В-лимфоцитов без участия Т-хелперов. Такие антигены получили название тимуснезависимых (T-independingantigens,TIantigens) и отличаются от остальных наличием в своем составе: либо специального митогенного участка, заменяющего сигнал от Т-хелперов, либо многократно повторяющихся одинаковой специфичности эпитопов, способных в результате многократного связывания с антигенраспознающими рецепторами наивного В-лимфоцита (многоточечного взаимодействия антигена с антигенраспознающими рецепторами наивного В-лимфоцита соответствующей специфичности) самостоятельно индуцировать его антигензависимый лимфоцитопоэз. Тимуснезависимые антигены, в свою очередь, подразделяются на 2 класса, каждый из которых активирует В-клетки определенным «своим» способом. В частности, тимуснезависимые антигены первого класса имеют в своем составе митогенный участок, заменяющий сигнал от Т-хелперов, благодаря чему они способны непосредственно стимулировать пролиферацию В-клеток. Причем в случае высокой их концентрациив организме они индуцируют пролиферацию и дифференцировку всех В-клеток,независимо от специфичности их антигенраспознающих рецепторов. В связи с этим тимуснезависимые антигены первого класса получили название поликлональных активаторов, или В-клеточных митогенов. Примером таких антигенов могут служить липополисахариды бактерий. В случае высоких их концентраций в зараженном организме, когда не возникает конкуренции за специфическое взаимодействие между рецепторнымIgМ и специфическим эпитопомTI-антигенов первого класса, наблюдается поликлональный ответ. В условиях, когда концентрация антигена незначительна, преимущество остается за клетками, способными к двойному распознаванию – как митогенного участка, так и антигенного эпитопа, что обуславливает клональную экспансию антигенспецифических наивных В-клеток. В случае обычного инфекционного процесса концентрация TI-антигенов первого класса незначительна, что обуславливает активацию только лишь тех наивных В-лимфоцитов, антигенраспознающие рецепторы которых проявляют специфичность в отношении эпитопных участков данных антигенов. В результате продуцируемые потомками таких В-лимфоцитов антитела будут взаимодействовать только сTI-антигеном первого класса. Такой ответ развивается к ряду внеклеточных инфекционных агентов, и формируется он быстрее, чем Т-зависимый иммунный ответ, поскольку не требует времени на созревание антигенспецифических Т-хелперов. Большая скорость такого ответа сопряжена с некоторым его несовершенством: он напоминает «скорую помощь» в самом начале развития инфекции. Несовершенство такого ответа, прежде всего, состоит в том, что TI-антигены первого класса, действуя самостоятельно, не способны индуцировать переключение синтеза антител с одного изотипа на другой, не оказывают влияния на повышение аффинности антител к антигенам, не создают клеток памяти, поскольку все эти процессы требуют участия Т-хелперов. Тимуснезависимые антигены второго класса представлены молекулами, имеющими часто повторяющиеся идентичные эпитопные участки. К этому классу антигенов относятся полисахариды бактериальной стенки, высокополимерные высокомолекулярные белки (например, гемоцианин). Механизм активации наивных В-клеток такими антигенами связан с перекрестным сшиванием между повторяющимися эпитопами одинаковой специфичности и поверхностными рецепторнымиIgМ лимфоцита. До настоящего времени точно не выяснено является ли ответ наивных В-лимфоцитов на тимуснезависимые антигены второго класса полностью независимым от Т-хелперов. Вместе с тем, показано, что удаление из культуры клетокin vitroвсех Т-клеток приводит к подавлению ответа на данные антигены, тогда как введение незначительного количества Т-клеток значительно усиливает иммунный ответ к данным антигенам. Вероятнее всего, наиболее ранний ответ к тимуснезависимым антигенам второго класса, проявляющийся в синтезеIgМ, формируется без помощи Т-хелперов, тогда как более поздний, характеризующийся переключением на синтезIgG, требует включения Т-хелперов. 17) Иммуноглобулины. Химическая структура и организация молекулы иммуноглобулина. Типы цепей. Принцип доменной структуры антител. Формы существования антител в организме. Антитела (иммуноглобулины) – это белки, которые синтезируются под влиянием антигена и специфически с ним реагируют. Они состоят из полипептидных цепей. В молекуле иммуноглобулина различают четыре структуры: 1) первичную – это последовательность определенных аминокислот. Она строится из нуклеотидных триплетов, генетически детерминируется и определяет основные последующие структурные особенности; 2) вторичную (определяется конформацией полипептидных цепей); 3) третичную (определяет характер расположения отдельных участков цепи, создающих пространственную картину); 4) четвертичную. Из четырех полипептидных цепей возникает биологически активный комплекс. Цепи попарно имеют одинаковую структуру. Большинство молекул иммуноглобулинов составлено из двух тяжелых (H) цепей и двух легких (L) цепей, соединенных дисульфидными связями. Легкие цепи состоят или из двух k-цепей, или из двух l-цепей. Тяжелые цепи могут быть одного из пяти классов (IgA, IgG, IgM, IgD и IgE). Каждая цепь имеет два участка: 1) постоянный. Остается постоянным в последовательности аминокислот и антигенности в пределах данного класса иммуноглобулинов; 2) вариабельный. Характеризуется большой непостоянностью последовательности аминокислот; в этой части цепи происходит реакция соединения с антигеном. Каждая молекула IgG состоит из двух соединенных цепей, концы которых формируют два антигенсвязывающих участка. На вариабельном участке каждой цепи имеются гипервариабельные участки: три в легких цепях и четыре в тяжелых. Разновидности последовательности аминокислот в этих гипервариабельных участках определяют специфичность антитела. При определенных условиях эти гипервариабельные области могут также выступать в роли антигенов (идиотипов). В молекуле иммуноглобулина меньше двух антигенсвязывающих центров быть не может, но один может быть завернут внутрь молекулы – это неполное антитело. Оно блокирует антиген, и тот не может связаться с полными антителами. При энзиматическом расщеплении иммуноглобулинов образуются следующие фрагменты: 1) Fc-фрагмент содержит участки обеих постоянных частей; не обладает свойством антитела, но имеет сродство с комплементом; 2) Fab-фрагмент содержит легкую и часть тяжелой цепи с одним антигенсвязывающим участком; обладает свойством антитела; 3) F(ab)Т2-фрагмент состоит из двух связанных между собой Fab-фрагментов. Другие классы иммуноглобулинов имеют такую же основную структуру. Исключение – IgM: является пентамером (состоит из пяти основных единиц, связанных в области Fc-концов), а IgA – димер. Классы иммуноглобулинов и их свойства Существует пять классов иммуноглобулинов у человека. 1. Иммуноглобулины G – это мономеры, включающие в себя четыре субкласса (IgG1; IgG2; IgG3; IgG4), которые отличаются друг от друга по аминокислотному составу и антигенным свойствам. Антитела субклассов IgG1 и IgG4 специфически связываются через Fc-фрагменты с возбудителем (иммунное опсонирование), а благодаря Fc-фрагментам взаимодействуют с Fc-рецепторами фагоцитов, способствуя фагоцитозу возбудителя. IgG4 участвует в аллергических реакциях и неспособен фиксировать комплемент. Свойства иммуноглобулинов G: 1) играют основополагающую роль в гуморальном иммунитете при инфекционных заболеваниях; 2) проникают через плаценту и формируют антиинфекционный иммунитет у новорожденных; 3) способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент, участвовать в реакции преципитации. 2. Иммуноглобулины М включают в себя два субкласса: IgM1 и IgM2. Свойства иммуноглобулинов М: 1) не проникают через плаценту; 2) появляются у плода и участвуют в антиинфекционной защите; 3) способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент; 4) играют важную роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, активации фагоцитоза; 5) образуются на ранних сроках инфекционного процесса; 6) отличаются высокой активностью в реакциях агглютинации, лизиса и связывания эндотоксинов грамотрицательных бактерий. Иммуноглобулины А – это секреторные иммуноглобулины, включающие в себя два субкласса: IgA1 и IgA2. В состав IgA входит секреторный компонент, состоящий из нескольких полипептидов, который повышает устойчивость IgA к действию ферментов. Свойства иммуноглобулинов А: 1) содержатся в молоке, молозиве, слюне, слезном, бронхиальном и желудочно-кишечном секрете, желчи, моче; 2) участвуют в местном иммунитете; 3) препятствуют прикреплению бактерий к слизистой; 4) нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и комплемент. Иммуноглобулины Е – это мономеры, содержание которых в сыворотке крови ничтожно мало. К этому классу относится основная масса аллергических антител – реагинов. Уровень IgE значительно повышается у людей, страдающих аллергией и зараженных гельминтами. IgE связывается с Fc-рецепторами тучных клеток и базофилов. Свойства иммуноглобулинов Е: при контакте с аллергеном образуются мостики, что сопровождается выделением БАВ, вызывающих аллергические реакции немедленного типа. Иммуноглобулины D – это мономеры. Функционируют в основном в качестве мембранных рецепторов для антигена. Плазматические клетки, секретирующие IgD, локализуются преимущественно в миндалинах и аденоидной ткани. Свойства иммуноглобулинов D: 1) участвуют в развитии местного иммунитета; 2) обладают антивирусной активностью; 3) активируют комплемент (в редких случаях); 4) участвуют в дифференцировке В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа; 5) участвуют в аутоиммунных процессах. 18) Биологическая активность различных участков молекул иммуноглобулинов. Понятие об аффинности и авидности антител. Аффинность (лат. affinitas — родственность) — термодинамическая характеристика, количественно описывающая силу взаимодействия веществ (например, антигена и антитела). Авидность антител — характеристика общей стабильности комплекса антигена и антитела. Авидность определяется аффинностью антитела к антигену, количеством антигенсвязывающих центров в молекуле антитела и особенностями пространственной структуры антигена, создающими стерические препятствия для создания комплекса.[1] Авидность антитела следует отличать от аффинности, так как аффинность является термодинамическим параметром, количественно описывающим силу единственного взаимодействия антигена и антитела, в то время как авидность описывает силу кооперативных аффинных взаимодействий. 19)в 17) написано. 20) Иммуноглобулины. IgM как фактор гуморального иммунитета. Особенности организации молекулы. Биологическая роль. Рецепторы для IgM IgM. Молекула этого иммуноглобулина представляет собой полимерный Ig из пяти субъединиц, соединенных дисульфидными связями и дополнительной J- цепью, имеет 10 антиген- связывающих центров. Филогенетически это наиболее древний иммуноглобулин. IgM- наиболее ранний класс антител, образующихся при первичном попадании антигена в организм. Наличие IgM- антител к соответствующему возбудителю свидетельствует о свежем инфицировании (текущем инфекционном процессе). Антитела к антигенам грамотрицательных бактерий, жгутиковым антигенам- преимущественно IgM- антитела. IgM- основной класс иммуноглобулинов, синтезируемых у новорожденных и младенцев. IgM у новорожденных- это показатель внутриутробного заражения (краснуха, ЦМВ, токсоплазмоз и другие внутриутробные инфекции), поскольку материнские IgM через плаценту не проходят. Концентрация IgM в крови ниже, чем IgG- 0,5- 2,0 г/л, период полураспада- около недели. IgM способны агглютинировать бактерии, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент, активизировать фагоцитоз, связывать эндотоксины грамотрицательных бактерий. IgM обладают большей, чем IgG авидностью (10 активных центров), аффинность (сродство к антигену) меньше, чем у IgG. |