Курслекций по дисциплине в. Од. 1 Ветеринарная микробиология, вирусология
 Скачать 1.08 Mb.
|
|
Свойства антител. Специфичность антител – это способность антител отличать один антиген от другого. Серологические реакции более специфичны и чувствительны, чем хи- мические. Антитела, за очень редким исключением, реагируют только с теми антигенами, против которых они выработаны и подходят к ним как отпечаток к пальцу. Это так назы- ваемая комплементарность антител – дополнение к детерминанте антигена. Аффинность (сродство) – активность антител в расчете на активный центр антигена вне зависимости от числа активных центров на молекулу. Авидитет – способность антител связывать антигены. Он зависит от аффинности и числа активных центров антитела. При равной аффинности авидность IgM больше, чем авидность IgG, поскольку IgM функционально пятивалентен, а IgG двухвалентен. Антитела различных классов иммуноглобулинов обладают различными физическими, хи- мическими, биологическими и антигенными свойствами. Иммуноглобулин М первым появляется после заражения или вакцинации животного, обладает выраженной способностью агглютинировать, преципитировать или лизировать антигены, а также связывать комплемент. Находится в плазме крови, у человека 1,0 г/л, при инфекционных заболеваниях количество его значительно повышается. Иммуноглобу- лин не участвует в аллергических реакциях, не переходит через плаценту. К классу IgM относят антитела группы крови человека – А, В, О. Иммуноглобулин IgG – наиболее изученный класс антител, содержится в сыворотке крови 12 г/л, составляет от 70 до 85 % всех иммуноглобулинов. Ig играет ведущую роль в 28 защите от многих вирусных и бактериальных инфекций (оспа, бешенство, столбняк и др.), обладает выраженным свойствами нейтрализации токсинов. Иммуноглобулины класса А делят на два вида: сывороточный и секреторный. Сы- вороточный IgA масса 170000, содержится в сыворотке крови составляет 15-20 % общего количества иммуноглобулинов, не обладает способностью преципитировать растворимые антигены, не связывает комплемент, принимает участие в реакции нейтрализации токси- нов, термоустойчив, синтезируется в селезенке, лимфоузлах и в слизистых оболочках и поступает в секреты – слюну, слезную жидкость, бронхиальный секрет, молозиво. Секреторный IgA представляет собой полимер, синтезируется в слизистых оболоч- ках. Биологическая функция – в местной защите слизистых оболочек желудочно- кишечного тракта и дыхательных путей. Иммуноглобулин D. Молекулярная масса 10000, 7S. В сыворотке крови человека со- держится до 1% от общего количества иммуноглобулинов, является одним из основных иммуноглобулинов, входящих в состав рецепторов В-лимфоцитов; термостабилен, обла- дает антивирусной активностью, не связывается с тканями. Иммуноглобулин Е молекулярная масса 19000, 8,5S. Содержится в сыворотке крови 0,25 мг/л, термостабилен, инактивируется при 56°С в течении 1 часа, не связывает ком- племента, быстро связывается с клетками тканей. Играет защитную роль при гельминто- зах и протозойных заболеваниях, способствует усилению фагоцитарной активности мак- рофагов и эозинофагов. Моноклональные антитела. Иммунная система организма вырабатывает специ- альные антитела на огромном множестве антигенов. В основе этой способности лежит наличие разнообразия клонов лимфоцитов, каждый из которых вырабатывает антитела одного типа с узкой специфичностью. Общее число клонов у мышей, например, достигает 10 7 -10 10 степени. В ответ на данный антиген в реакцию вовлекается множество клонов, что обусловливает высокую гетерогенность получаемых антител. Поэтому при использо- вании антисывороток для идентификации и количественно определения антигенов боль- шой проблемой является неспецифическое связывание и перекрестная реакция антител. В 1975г. Д. Кохлер и Ц. Мильстейн предложили метод получения гомогенных антител – ме- тод гибридом. С его помощью проиводят слияние плазмацитомы (опухолевой клетки, возникшей из антинбелокобразующих клеток) с клетками селезенки иммунизированного животного. Таким образом получают гибридные клетки (гибридомы), способные неогра- ниченно размножаться и синтезировать антитела узкой специфичности (моноклональные антитела). Моноклональные антитела, получили широкое распростронение при диагностике инфекционных болезней сельскохозяйственных животных и человека. Например, получе- ны такие антитела против возбудителя сибирской язвы, бруцеллеза, листериоза, ящура, бешенства, классической чумы свиней, болезни Ауески и т.д. Таким образом, самым надежным при диагностике различных инфекционных болез- ней является использование лабораторных методов исследований. Методы лабораторной диагностики инфекционных болезней При лабораторной диагностике инфекционных болезней, вызываемых бактериями, применяются основные методы исследований: 1. Бактериоскопический - приготовление мазков, окраска по Граму, специальными методами и микроскопирование под иммерсионной системой микроскопа. 2. Бактериологический - посев на обычные, специальные питательные среды для вы- деления, изучения культуральных и биохимических свойств чистой культуры воз- будителя болезни. 3. Биологический - определение патогенности выделенных микроорганизмов (поста- новка биопробы), заражение лабораторных животных. 4. Серологический - идентифицирование бактерий по сыворотке крови, взятой от больных животных и переболевших животных в различных серологических реак- 29 циях:реакция агглютинации (РА), реакция преципитации (РА), реакция гемагглю- тинации (РГА), реакция диффузной преципитации (РДП), реакция иммунофлюа- рисценции (РНФ), реакция пассивной гемагглютинации (РПГА), реакция нейтрали- зации и др. Для диагностики вирусных болезней животных используют различные методы ла- бораторных исследований. Все методы лабораторной диагностики вирусных болезней животных делят на три группы: 1. Экспресс-методы. 2. Вирусологические методы. 3. Методы ретроспективной диагностики. 1. Экспресс-методы основаны главным образом на быстром обнаружении в пат- материале гемагглютининов в реакции гемагглютинации, вируса или его антигенов с по- мощью: 2. Серологических тестов: реакций иммунофлуоресценции (РИФ), связывания комплемента (РСК), иммуноферментного анализа (ИФА), диффузионной преципитации в геле (РДП). 3. Световой микроскопии. 4. Электронной микроскопии. 5. Вирусологические методы основаны на изоляции активных форм вирусов из патматериала и их идентификации в серологических реакциях. Вирусологические методы длительны и трудоемки, но дают точный ответ о возбудителе болезни. Для выделения вируса приготовленной из патматериала суспензией заражают чувстви- тельные объекты, в качестве которых используют восприимчивых и лабораторных живот- ных, куриные эмбрионы, культуры клеток. Выбор чувствительной системы и методы ее заражения зависят от ее чувствительности к выделяемому вирусу и его тропизма. Идентификация вируса. Она основывается главным образом на реакциях антиген- антитело. В них используются известные специфические диагностические сыворотки, ка- ждая из которых нейтрализует только определенный вирус. Выбор серологической реакции для окончательной идентификации вируса определя- ется в основном свойствами самого вируса. При наличии у вируса гемагглютинирующих свойств его идентифицируют в реакции торможения гемагглютинации (РТГА), если вирус проявил гемадсорбирующие свойства в культуре клеток – в РТГАд (реакция торможения гемадсорбции). При отсутствии названных свойств у выделенного вируса его надежно идентифицируют в РН (реакция нейтрализации), РСК (реакция связывания комплемента), РДП (реакция диффузионной преципитации в геле). Результаты вирусологических исследований считают положительными при наличии клинических проявлений у животных того же вида, от которого был взят исследуемый ма- териал. При экспериментах в куриных эмбрионах или культуре клеток проводится доказа- тельство этиологической роли выделенного вируса. Установление нарастания титра анти- тел к выделенному вирусу в парных сыворотках от животных, послуживших источником получения патологического материала, является доказательством этиологической роли выделенного вируса. Лекция №4 Противобактериальный и противовирусный иммунитет Иммунитет – защита организма от генетически чужеродных веществ (антигенов) экзогенного или эндогенного происхождения с целью сохранения и поддержания гомео- стаза, структурной и функциональной целостности организма, а также биологической (ан- тигенной) индивидуальности и видовых различий. Противоинфекционный иммунитет подразделяют на естественный или видовой и приобретенный. 30 Естественный иммунитет представляет собой невосприимчивость одного вида животных или человека к микроорганизмам, вызывающим заболевания у других видов. Приобретенный иммунитет – невосприимчивость организма человека или жи- вотных к возбудителям инфекционных болезней, которая формируется в процессе его ин- дивидуального развития и характеризуется строгой специфичностью. Приобретенный противоинфекционный иммунитет подразделяется на естествен- ный и искусственный. Каждый из них в свою очередь делится на активный и пассивный. В зависимости от объекта действия приобретенный иммунитет делят на антитокси- ческий, антибактериальный, противовирусный, противогрибной, противопротозойный. Естественный активно приобретенный иммунитет возникает после переболевания, а искусственно приобретенный – после вакцинации. Пассивно приобретенный естествен- ный иммунитет передается через молозиво или плаценту благодаря наличию и переходу иммуноглобулинов. Пассивно приобретенный иммунитет возникает после введения готовых антител. Иммунная система – это совокупность иммунных органов, иммунокомпетентных клеток и их продуктов. Органы иммунной системы делятся на центральные и периферические. В цен- тральных органах происходит преимущественно созревание, дифференцировка и приоб- ретение ими иммунокомпетентности. К центральным органам относятся костный мозг, тимус (у позвоночных), сумка Фабрициуса (у птиц). К периферическим органам относятся лимфатические узлы, селезенка лимфоидные фолликулы кожи, слизистых оболочек, же- лудочно-кишечного и респираторного тракта. Стволовая клетка костного мозга является родоначальником всех иммунокомпе- тентных клеток, расселяющимся по различным органам. Стволовые клетки дифференци- руются в Т- и В-лимфоциты, моноциты, мегакариоциты, сегментоядерные лейкоциты. Предшественники Т-клеток мигрируют в тимус, где под влиянием его гормонов происходит дифференцировка и обучение Т-лимфоцитов. Сумка Фабрициуса является источником В-клеток. У млекопитающих функцию данного органа выполняют лимфоидные образования кишечника. Вторичные органы иммунной системы отвечают за развитие клеточного и гумо- рального иммунитета. В развитии антиинфекционного иммунитета участвуют все основные группы им- мунокомпетентных клеток. Каждая из этих групп делится на субпопуляции, обеспечи- вающие многообразие проявлений иммунитета. Клетки, способные перерабатывать и представлять антиген лимфоцитам, носят на- звание вспомогательных. К этой группе, помимо циркулирующих и оседлых макрофагов относятся Т- и В-лимфоциты и даже эндотелиальные клетки. Функцию антиген- презентующих клеток могут выполнять клетки, несущие на своей поверхности антигены главного комплекса гистосовместимости (МНС). Макрофаги играют центральную роль в антиинфекционном иммунитете. Они фа- гоцитируют и расщепляют инфекционный материал, оказывают цитостатическое действие навозбудитель, вырабатывают медиаторы иммунитета. Одной из важных функций макро- фагов является расщепление (процессинг) и представление (презентация) антигена лим- фоцитам. Защитную роль макрофаги начинают выполнять еще до взаимодействия с дру- гими иммунокомпетентными клетками. Активация макрофага происходит после разруше- ния фагоцитируемого микроба, его процессинга и презентации антигена Т-лимфоцитам (через антиген главного комплекса гистосовместимости и Т-клеточный рецептор). В за- ключительную стадию иммунного ответа Т-лимфоциты выделяют цитокины, анктиви- рующие макрофаги. Активированные макрофаги вместе с антителами и активированным комплементом (С3 в ) осуществляют более эффективный фагоцитоз, разрушая фагоцитиро- ванные микробы. 31 Иммунная система содержит около 2 триллионов (2*10 12 ) лимфоцитов . Различают 3 основных класса лимфоцитов: Т-клетки, В-клетки и О-клетки. Т-лимфоциты – наиболее многочисленная популяция. Их содержание в крови со- ставляет 55-60%. Дифференцируются в тимусе. На своей поверхности имеют специфиче- ские молекулярные структуры, позволяющие дифференцировать их не только от В- клеток, но и между собой. Все Т-лимфоциты имеют такой маркер дифференцировки как СД3. СД4 – маркер субпопуляции Т-хелперов, СД8 – маркер субпопуляции супрессорных, а СД56 – цитотоксических Т-лимфоцитов. Кроме того, у Т-лимфоцитов имеется рецептор к эритроцитам барана. Различают 2 класса Т-хелперов: Т х1 и Т х2 Т х1 направлены против внутриклеточных возбудителей инфекции, они образуют интерлейкин-2, интерферон-γ, фактор некроза опухолей и др. Т х2 – активно участвуют в защите от внеклеточных возбудителей инфекций, они обеспечивают развитие гуморального иммунитета, стимулируют развитие немедленной гиперчувствительности. Т х2 образуют ИЛ3,4,5,6,9,10,13, колонестимулирующий фактор. Т-хелперы подразделяются также на подгруппы, каждая из которых усиливает формирование определенной субпопуляции эффекторных клеток: антителообразующих, Т-хелперов, Т-эффекторов. Т-супрессоры участвуют в регуляции повышенной чувствительности замедленно- го типа, явлениях иммунобиологической толерантности и др. каждый вид Т-супрессоров секретирует свой растворимый фактор, сохраняющий биологическую активность клеток- продуцентов. Т с1 и их суперессорный фактор подавляют индукцию иммунной реакции, а остальные клетки и медиаторы действуют в эффекторной фазе иммунного ответа. Эффекторные Т-клетки участвуют в формировании гиперчувствительности замед- ленного типа. Т-киллеры обладают цитотоксическими свойствами, разрушают генетически чуже- родные для данного организма клетки в реакциях клеточного иммунитета. В_лимфоциты. Содержание в крови составляет 25–30%. Дифференцируются в ко- стном мозге. На своей поверхности имеют маркеры СД19 СД20, маркеры СД21, СД22, СД23 – появляются при активации. У В-лимфоцитов имеются рецепторы к Fc фрагменту иммуноглобулина, комплементу и эритроцитам мыши. Из костного мозга В-клетки миг- рируют в лимфоидные органы, где через ряд промежуточных форм превращаются в плаз- матические клетки. Основная функция плазматических клеток – синтез и секреция анти- тел. Следовательно, основная роль В-лимфоцитов – участие в гуморальном иммунном от- вете. Предполагается, что для превращения В-клетки в плазматическую, секретирую- щую Ig, требуется 3 сигнала: сигнал активации (антиген, ил – 4), сигнал пролиферации (ил – 5) и сигнал дифференцировки (ил – 6). О-лимфоциты не имеют маркеров, характерных для Т- и В-лимфоцитов. Содержа- ние в крови 10-20%.. Фракция О-лимфоцитов неоднородна, предполагается, что в нее мо- гут входить Т- и В- лимфоциты, находящиеся на различных стадиях дифференциации. Развитие гуморального и клеточного иммунного ответа можно разделить на 4 ста- дии: 1. Стадия индукции включает момент поступления антигена в организм, про- цессинг антигена и его презентацию Т-клеткам. В этой стадии участвуют вспомогатель- ные клетки, которые обеспечивают процессинг и презентацию. Сущность процессинга за- ключается в ферментативной переработке антигена, пептидные детерминанты которого становятся доступными для распознавания их Т-клетками. Нативный антиген взаимодей- ствует с поверхностью вспомогательной клетки за счет рецепторов Ig, Fc, С3 и неспеци- фичного связывания с мембраной клетки. Пептидные антигены возбудителя после пере- работки связываются с антигенами гистосовместимости 2-го класса, которые образуются в той же клетке. Комплекс антигена гистосовместимости 2 класса с фрагментами антигена 32 с помощью экзоцитоза транспортируется на поверхность клетки, где распознаётся Т- хелперами. Переработка антигена в макрофагах и экспрессия комплекса антигена гистост- совместимости 2 класса с антигеном (МНС2 – а) на клетках являются процессами относи- тельно независимыми. Макрофаги, содержащие МНС2 – а, и фагоцитирующие макрофаги не обязательно должны быть одними и теми же клетками. Расщепление антигена может происходить в одной клетке, а фрагменты антигена могут быть презентованы МНС2-а другой клетке. Эндоцитоз, процессинг и презентация антигена происходят быстро: для захвата антигена макрофагами достаточно 5 мин., для контакта Т-клетки с макрофагами и меж- клеточной передачи иммунологической информации – 20-30 мин. Антигенное распознавание осуществляется при непосредственном контакте вспомогательной клетки с Т-хелпером, при этом необходимо не только специфическое взаимодействие рецептора Т-клетки с комплексом МНС2- пептидный антиген, но и чтобы маркер СД4 клетки-хелпера связался с этим комплексом и IL1 подействовал на лимфо- цит. Т-супрессоры, в отличие от Т-хелперов, могут реагировать на антиген, не ассо- циированный с МНС2. Большие дозы микробного антигена, недостаточно активный его процессинг, низкий уровень экспрессии МНСИ-а на вспомогательных клетках, могут вы- звать раннее появление Т-супрессоров и подавление антиинфекционного иммунитета. 2. Стадия иммунорегуляции характеризуется пролиферацией, дифференциров- кой иммунорегуляторных клеток и действием иммунорегуляторных медиаторов клеточ- ного взаимодействия. Важное значение имеют Т-хелперы, способствующие достижению напряженного иммунитета. 3. Эфекторная стадия заключается в активации эффекторных клеток, в резуль- тате происходит выделение неспецифических эффекторных медиаторов, развитие клеточ- ных реакций или образование циркулирующих антител. При первичном контакте с антигеном на 3-6 день появляются антитела класса IgМ, затем IgG, а на 15-21 день IgА. При вторичном иммунном ответе подъем уровня IgМ не- заметен, антителообразование начинается практически с резкого повышения концентра- ции Ig6. 4. Иммунологическая память характерна как для клеточного, так и для гумо- рального иммунитета. Клетками памяти могут быть Т- и В-лимфоциты. Однако память Т- лимфоцитов наиболее стойкая и может сохраняться многие годы. При некоторых инфек- циях антитела в сыворотке крови также присутствуют на протяжении десятилетий. Вместе с тем, полупериод жизни самого устойчивого иммуноглобулина составляет в среднем 25 дней. Длительность постинфекционного иммунитета зависит от свойств возбудителя, ин- фицирующий дозы, состояния иммунной системы. Рассмотрим теперь, как развивается антибактериальный и противовирусный имму- нитет. |