Микробиология Воробьев. Микробиология и ее развитие общая характеристика микроорганизмов. Биосфера заселена огромным числом живых существ
 Скачать 1.78 Mb.
|
|
физиологическую концепцию иммуногенеза . гипоталамо-гипофизадреналовую теорию регуляции иммунитета. Основная идея теории сводилась к тому, что регулирующую роль в образовании антител играют гормоны и нервная система, а продукция антител подчиняется общим физиологическим закономерностям. Однако теория не касается клеточных и молекулярных механизмов иммуногенеза. 9.15. Понятие об иммунном статусе. Иммунологическая недостаточность Функциональное состояние иммунной системы определяется комплексом специфических и неспецифических показателей, характеризующих работу как отдельных звеньев, так и системы в целом. Эти показатели могут быть измерены и выражены в количественной форме, так как известен их уровень при нормальном функционировании иммунной системы и можно наблюдать отклонения при нарушениях ее работы. Показателями, характеризующими состояние специфического звена иммунной системы, являются следующие: уровень иммуноглобулинов всех классов в крови; количество и функциональная активность Т- и В-лимфоцитов и их субпопуляций; выраженность клеточного и гу- морального иммунитета на введение антигенов и митогенов, а также реакции ГЗТ и кожных реакций; состояние системы им-муноцитокинов; активность иммунного фагоцитоза и др. Состояние факторов, определяющих естественную резистентность учитывают путем определения содержания макрофагов и их фагоцитарной способности, функционирования нормальных киллеров, содержания в крови комплемента, интерферона, некоторых ферментов (лизоцим) и ингибиторов. Совокупность показателей специфического и неспецифического характера определяет иммунное состояние организма, т. е. иммунный статус. Иммунный статус организма находится в динамическом равновесии, так как на него постоянно действуют факторы окружающей среды (климатические, социально-биологические, экологические) и эндогенные факторы, влияющие на физиологические и биохимические процессы организма. Поэтому иммунный статус определяется прежде всего физиологическим состоянием организма в целом. Работа иммунной системы, как и любой другой системы организма, может нарушаться под влиянием неблагоприятных воздействий (инфекция, излучение, химические вещества, лекарственные препараты, образование аутоантигенов и аутоантител, нарушение белкового синтеза и др.), а также в результате врожденных генетических дефектов анатомического и функционального характера. Нарушения иммунного статуса, неполноценное функционирование иммунной системы называют иммуноде-фицитами. Иммунодефициты изучает клиническая иммунология, так как они сопровождаются или лежат в основе специфических клинических симптомов и болезней. Иммунодефицитное состояние делят на первичные (врожденные) и вторичные (приобретенные). Как те, так и другие могут зависеть или от дефицита Т- или В-системы иммунитета, т. е. недостаточности клеточного или гуморального звена, или быть комбинированными (недостаточность Т- и В-системы). Примером врожденной недостаточности В-системы является агамма-глобулинемия (неспособность вырабатывать у-глобулины), а недостаточности Т- системы . гипоплазия вилочковой железы (синдром Ди Джорджи). Встречаются врожденные дефекты фагоцитарной системы, комплемента и других звеньев иммунной системы. Вторичные иммунодефициты развиваются при многих бактериальных и вирусных инфекциях, опухолях, воздействии на орга- і низм веществ, обладающих супрессивным действием (некоторые І лекарственные вещества, антибиотики), влиянии профессиональных вредностей и т. д. Первичные и вторичные иммунодефициты являются причи- ной многих болезней, ведут к характерным клиническим проявлениям, чаще всего к возникновению инфекций (пневмонии, желудочно-кишечные заболевания, гнойные и воспалительные заболевания кожи, суставов, нервной, мочеполовой системы и т. д.), а также опухолевых процессов. Наглядным примером являются вторичные инфекции, поражающие организм при ВИЧ-инфекции. Иммунодефицитные состояния, лежащие в основе многих болезней и клинических проявлений, поддаются лечению и коррекции. Для этого применяют иммуностимулирующую и имму- носупрессивную терапию (см. главы 6 и 9). 9.16. Реакции иммунитета Процесс взаимодействия антигена и антитела протекает в две фазы . специфическую и неспецифическую, механизм и скорость протекания которых различны. Специфическая фаза состоит из специфического соединения активного центра антитела с соответствующим антигеном. Она развивается быстро. Затем, более медленно, развивается неспецифическая фаза . внешнее проявление реакции антиген . антитело. Неспецифическая фаза осуществляется обычно в присутствии электролитов, зависит от свойств антигена и проявляется в виде хлопьев, если корпускулярные антигены агрегируются с помощью антител (феномен агглютинации); помутнения (преципитата) в результате взаимодействия растворимых (молекулярных) антигенов с антителами и др. Комплекс антиген . антитело характеризуется прочностью, он стабилизирован нековалентными связями между детерминантами (эпитопами) антигена и аминокислотными остатками, образующими полость активного центра антител (вариабельной части Fab-фрагмента антител). В связывании антигена с активным центром антител участвуют гидрофобные взаимодействия, водородные связи, ван-дер-ва-альсовы силы и др. Таким образом, прочность соединения антитела и антигена обусловлена комплементарностью или пространственной точностью их взаимодействующих участков . активного центра антител и антигенной детерминанты антигена. Прочность соединения активного центра антитела и антигенной детерминанты антигена называется аффинитетом. Суммарная сила взаимодействия поливалентного антитела с несколькими детерминантами антигена (полидетерминантным антигеном) называется авидностью антител. Реакции иммунитета используются при диагностических и иммунологических исследованиях у больных и здоровых людей. С этой целью применяют серологические исследования (от лат. serum . сыворотка + logos . учение) . методы изучения антител и антигенов с помощью реакций антиген . антитело в сы- і воротке крови и других жидкостях, а также тканях организма. Обнаружение в сыворотке крови больного антител к возбудителю инфекционной болезни или соответствующего антигена позволяет установить этиологический фактор заболевания. При выделении микроорганизма от больного проводят идентификацию возбудителя, изучая его антигенные свойства с помощью иммунной диагностической сыворотки (так называемая серологическая идентификация микроорганизмов). Серологические исследования применяют'Также для определения антигенов различ- , ных веществ, групп крови, тканевых антигенов, антженов_опу-холей, а также уровня гуморального звена иммунитета. Для выявления иммунных комплексов, образовавшихся при специфическом взаимодействии антиген . антитело, также используют различные серологические реакции. Различают реакции агглютинации, преципитации, нейтрализации, реакции с участием комплемента, с использованием меченых антител и антигенов (радиоиммунологический, иммуно- ферментный, иммунофлюоресцентный). Перечисленные реакции отличаются по регистрируемому эффекту и технике постановки, однако все они основаны на реакции взаимодействия антигена с антителом и применяются для выявления как антител, так и антигенов. . Реакция агглютинации (РА) . простая по постановке реакция, при которой происходит склеивание корпускулярных антигенов (микроорганизмы, эритроциты, другие клетки, а также индифферентные корпускулярные частицы с адсорбированными на них антигенами) под действием антител, что проявляется образованием осадка или хлопьев. Реакцию агглютинации используют для определения антител в сыворотке крови больных, например при брюшном тифе и паратифах (реакция Видаля), бруцеллезе (реакции Райта, Хеддлсона), туляремии и других инфекционных болезнях, а также для определения возбудителя, выделенного от больного. Эта же реакция применяется для определения групп крови. Реакция агглютинации имеет несколько разновидностей. Развернутую реакцию агглютинации проводят в пробирках. К разведениям сыворотки больного добавляют взвесь убитых микроорганизмов (диагностикум) и через определенное время при 37 .С отмечают наибольшее разведение (титр) сыворотки, при котором произошла агглютинация. Ориентировочную реакцию агглютинации ставят на предметном стекле для определения возбудителя, выделенного от больного. К капле диагностической иммунной сыворотки в разведении 1:10, 1:20 добавляют чистую культуру возбудителя. Если появляется хлопьевидный осадок, ставят развернутую реакцию агглютинации с культурой, выделенной от больного, и с разведениями диагностической сыворотки. Реакцию ставят с увеличивающими разведениями диагностической сыворотки, добавляя в каждую дозу сыворотки 2.3 капли взвеси микроорганизма. Реакцию считают положительной, если агглютинация отмечается в разведении, близком к титру диагностической сыворотки. В контролях (сыворотка, разведенная изотоническим раствором хлорида натрия, или взвесь микроорганизмов в том же растворе) осадок в виде хлопьев должен отсутствовать. Широко применяют диагностические адсорбированные агглютинирующие сыворотки, которые получают в реакции адсорбции и удаления родственных перекрестно реагирующих антител по Кастеллани. Реакция непрямой (пассивной) гемагглютинации (РИГА) основана на использовании эритроцитов с адсорбированными на их поверхности антигенами или антителами (эрит- роцитарный диагностикум), взаимодействие которых с соответствующими антителами или антигенами сыворотки крови больных вызывает выпадение эритроцитов на дно пробирки в виде фестончатого осадка. Реакцию применяют для диагностики инфекционных болезней, определения гонадотропного гормона в моче при установлении беременности, выявления повышенной чувствительности больного к лекарственным препаратам и гормонам. Реакция торможения гемагглютинации (РТГА) основана на способности антител иммунной сыворотки нейтрализовать вирусы, которые в результате этого процесса теряют свойство агглютинировать эритроциты. Реакцию применяют в диагностике многих вирусных болезней, возбудители которых (вирусы гриппа, кори, краснухи, клещевого энцефалита и др.) могут агглютинировать эритроциты различных животных. Реакция агглютинации для определения групп крови и резус-фактора. Антитела к резус- фактору эритроцитов являются неполными, поэтому, связываясь с эритроцитами, эти антитела не могут их агглютинировать. Для их выявления дополнительно в реакцию вводят антиглобулиновую сыворотку, содержащую антитела к иммуноглобулинам человека (реакция Кумбса). Антитела антиглобулиновой сыворотки, взаимодействуя с неполными антителами к резус-фактору, адсорбированными на эритроцитах, агглютинируют эритроциты. С помощью реакции Кумбса выявляют как антитела против резус-фактора, так и резус-фактор; диагностируют гемолитическую болезнь новорожденных, эритроциты которых соединяются с циркулирующими в крови неполными антителами к резус-фактору. Разновидностью реакции агглютинации является реакция коагглютинации . реакция, в которой антигены возбуди-теля определяют с помощью стафилококков, предварительно обработанных иммунной диагностической сывороткой. Стафилококки, содержащие протеин А, имеющий сродство к иммуноглобулинам, неспецифически адсорбируют антимикробные антитела, которые затем взаимодействуют активными центрами с соответствующими микроорганизмами, выделенными от больных. В результате коагглютинации образуются хлопья, состоящие из стафилококков, антител диагностической сыворотки и определяемого микроорганизма. Реакция преципитации (РП) . осаждение комплекса антиген . антитело, образующегося в результате соединения растворимого антигена со специфическими антителами. Осадок комплекса антиген . антитело называется преципитатом. Реакцию ставят в пробирках нанесением (наслоением) раствора антигена на иммунную сыворотку. При оптимальном соотношении антигена и антител на границе этих растворов образуется непрозрачное кольцо преципитата (реакция кольцепреципитации). Избыток антигена не влияет на результат реакции кольцепреципитации в результате постепенной диффузии реагентов к границе жидкостей. Если в качестве антигенов в реакции кольце-преципитации используют прокипяченные и профильтрованные водные экстракты органов и тканей, реакция носит название реакции термопреципитации (реакция Асколи). Широкое распространение получили реакции преципитации в полужидком геле агара или агарозы . двойная иммунодиф-фузия по Оухтерлони, радиальная иммунодиффузия, иммуно- электрофорез и др. Для постановки реакции двойной иммунодиффузии по Оухтерлони растопленный агаровый гель выливают тонким слоем на стеклянную пластинку и после затвердевания вырезают в нем лунки размером 2.3 мм. В лунки раздельно помещают антигены и иммунные сыворотки, которые, диффундируя в агар, образуют в месте встречи преципитат в виде белой полосы. При постановке реакции радиальной иммунодиффузии иммунную сыворотку вносят в агаровый гель. В лунки геля помещают раствор антигена, который, диффундируя в гель, образует кольцевые зоны преципитации вокруг лунок. Диаметр кольца преципитации пропорционален концентрации антигена. Реакцию используют, в частности, для определения содержания в крови иммуноглобулинов различных классов, компонентов системы комплемента. Иммуноэлектрофорез сочетает метод электрофореза и реакцию преципитации; смесь антигенов разделяют в геле с по- мощью электрофореза, затем параллельно зонам электрофореза вносят иммунную сыворотку, антитела которой диффундируют в гель и образуют в месте встречи с антигеном линии преципитации. Разновидностью преципитации является реакция флок-куляции . появление опалесценции или хлопьевидной массы (иммунопреципитация) при реакции токсин -- антитоксин или анатоксин . антитоксин; применяется для определения активности анатоксина или антитоксической сыворотки. Реакция нейтрализации (РН). Антитела иммунной сыворотки способны нейтрализовать повреждающее действие микроорганизмов или их токсинов на чувствительные клетки ткани. Это связано с блокадой микробных антигенов антителами, т. е. их нейтрализацией. При постановке реакции смесь антиген . антитело, полученную in vitro, вводят животным или вносят в культуру клеток. При отсутствии повреждающего действия микроорганизмов или их антигенов и токсинов говорят о нейтрализующем действии иммунной сыворотки и, следовательно, специфичности взаимодействия комплекса антиген . антитело. Реакции с участием комплемента основаны на активации комплемента в результате присоединения его к антителам, находящимся в комплексе с антигеном (реакции связывания комплемента, радиального гемолиза и др.). Реакцию связывания комплемента (РСК) проводят в две фазы: -1-я фаза . инкубация смеси искомого антигена (или антитела) с диагностической сывороткой (или антигеном-диаг- ностикумом) и комплементом; 2-я фаза - - индикаторная -определение наличия в смеси свободного комплемента добавлением гемолитической системы, состоящей из эритроцитов барана и гемолитической сыворотки, содержащей антитела к эритроцитам барана. В 1-й фазе реакции при образовании комплекса антиген . антитело происходит связывание им комплемента, во 2-й фазе гемолиз сенсибилизированных антителами эритроцитов отсутствует (реакция положительная). При отрицательной реакции, если антиген и антитело не соответствуют друг другу, комплемент остается свободным и во 2-й фазе реакции он присоединяется к комплексу эритроцит . антиэритроцитарное антитело гемолитической сыворотки, вызывая гемолиз. РСК применяют для диагностики многих инфекционных болезней, в частности сифилиса (реакция Вассермана). Реакцию радиального гемолиза ставят в геле агара, содержащем эритроциты барана и комплемент. После внесения в лунки геля гемолитической сыворотки вокруг них в результате радиальной диффузии антител образуется зона гемолиза, размеры которой пропорциональны титру сыворотки. Таким образом можно определить активность комплемента и гемолитической сыворотки, а также антитела в сыворотке крови больных гриппом, краснухой, клещевым энцефалитом. Для этого на эритроцитах адсорбируют соответствующие антигены вируса, а в лунки геля с данными эритроцитами добавляют |