Учение об инфекции. Факторы патогенности бактерий. Роль микроорганизма, внешней среды и социальных условий в развитии инфекции. Формы инфекции
 Скачать 0.88 Mb.
|
|
Поэтому в настоящее время большинство агглютинирующих сывороток выпускаются адсорбированиими, монорецепторными и адсорбированными поливалентными, содержащими только типовые или видовые антитела и соответствующими или определенному типу или виду микроорганизма. Эти сыворотки не подлежат разведению. Для получения таких сывороток нрименяют метод Кастелляни — метод адсорбции, который состоит в том, что при насыщении агглютинирующей сыворотки родственными гетерогенными бактериями происходит адсорбция группоных антител, а специфические антитела остаются в сыворотке. В зависимости от полноты истощения групповых агглютининов можно получить монорецепторные сыворотки — сыворотки, имеющие антитела только к одному рецептору- антигену или адсорбированные, поливалентные, дающие реакции агглютинации с двумя — тремя родственными бактериями, имеющими общий антиген, в отношении которого проводилась ад- сорбция. Агглютинирующие сыворотки наиболее широко применяются при диагностике заболеваний, вызываемых бактериями семейства Enferobacferiaceae. Так, при идентификации эшерихий используются поливалентные и типовые ОК-сыворотки; при дифференциации сальмонелл — набор сывороток: агглютинирующая адсорбированная поливалентная сальмонеллезная О- сыворотка (групп А, В, С, Д, Е) — для определения принадлежности к роду Salmonella, при положительном результате — определяют отдельно с каждой сывороткой (входящей в смесь) серологическую группу и в заключение определяется серологический тип выделенного возбудителя с моно-рецепторными Н-сыворотками сальмонелл, входящих в данную группу. Диагностикумы - препараты, содержащие взвесь обезвреженных микроорганизмов или определенные антигены. Необходимость использования диагностикумов для серологических реакций связана не только с явным их преимуществом перед живыми культурами микробов (безопасность в работе), но еще и потому, что для приготовления диагностикумов подбираются штаммы микроорганизмов с высокой чувствительностью к антителам и способностью длительно сохранять антигенные свойства. 14 тема. Учение об иммунитете. Серологические реакции. Антигены и их характеристика. 1.Антитела. Определение. Физико-химические, биологические свойства и функции. Авидность и аффинность антител. Антитела – белки, относящиеся к иммуноглобулинам, которые синтезируются лимфоидными и плазматическими клетками в ответ на попадание в организм антигена, обладающими способностью специфически связываться с ним. Антитела составляют более 30% белков сыворотки крови, обеспечивают специфичность гуморального иммунитета благодаря способности связываться только с тем антигеном, который стимулировал их синтез. По своей природе антитела относятся к иммуноглобулинам (Ig) с разными физико-химическими и биологическим свойствами. В зависимости от них различают иммуноглобулины классов IgM, IgG, IgA, IgЕ, IgD. У сельскохозяйственных животных обнаружены только IgM, IgG, IgA. Свойства антител зависят от структуры. Первые данные о ней получены Портером (Porter, 1959) и Эдельманом (Еdеlmаn, 1962) при изучении воздействия фермента папаина, меркаптоэтанола и мочевины на гетерогенные иммуноглобулины кролика. Было установлено, что папаин делит молекулы антител на 3 фрагмента, два из которых идентичны друг другу и способны связывать атигены, 3-ий фрагмент легко кристаллизовался и не обладал антительной активностью. Два первых фрагмента получили обозначение Fаb (англ. Fragment antigen binding,т. е. фрагмент, связывающий антиген), 3-ий обозначили как Fc (англ. Frаgmеnt crystalline, т.е. фрагмент кристаллический). При фракционировании иммуноглобулинов после воздействия меркаптоэтанола и мочевины были получены полипептидные цепи молекулярной массой 55-77 кДа, которые стали называть тяжелыми (Н-цепи, англ. heavy – тяжелый) и легкие полипептидные цепи молекулярной массой 20- 25 кДа (L-цепи, light – легкий). Антительной активностью обе разновидности цепей не обладали. Характерным свойством иммуноглобулинов является их специфичность, т.е. они взаимодействуют только с теми антигенами, которые индуцировали их образование. Специфичность данной реакции обусловлена N- концевой последовательностью L и H-цепей. Антиген, связывающий центр молекулы иммуноглобулина называется антидетерминантой. Важное значение в связывании антигена имеет 3 участка в вариабельных областях L и H-цепей, обозначаемые CDR- 1, CDR-2, CDR-3. Аффинность и авидность антитела Все реакции антиген-антитело обратимы. И мера прочности связи определяется афинностью антитела (величиной связи одного антигенсвязывающего центра с индивидуальным эпитопомантигена) и его авидностью (суммарной силой взаимодействия антитела с антигеном в случае взаимодействия поливалентного антитела с поливалентным антигеном). 2. Иммуноглобулины: классификация, основные классы, структура, свойства. Иммуноглобулинами называются белки, которые синтезируются под влиянием антигена и специфически с ним реагируют. При электрофорезе они локализуются в глобулиновых фракциях. Иммуноглобулины состоят из полипептидных цепей. В молекуле иммуноглобулина различают четыре структуры: • Первичная – это последовательность определенных аминокислот. Она строится из нуклеотидных триплетов, генетически детерминируется и определяет основные последующие структурные особенности. • Вторичная определяется конформацией полипептидных цепей. • Третичная определяет характер расположения отдельных участков цепи, создающих пространственную картину. • Четвертичная характерна для иммуноглобулинов. Из четырех полипептидных цепей возникает биологически активный комплекс. Цепи попарно имеют одинаковую структуру. Любая молекула иммуноглобулина имеет Y-образную форму и состоит из 2 тяжелых (Н) и 2 легких (L) цепей, связанных между собой дисульфидными мостиками. Каждая молекула ИГ имеет 2 одинаковых антигенсвязывающих фрагмента Fab (англ. Fragment antigen binding) и один Fc- фрагмент (англ. Fragment cristalisable), с помощью которого ИГ комплементарно связываются с Fc-рецепторами клеточной мембраны. Концевые участки легких и тяжелых цепей молекулы ИГ достаточно разнообразны (вариабельны), а отдельные области этих цепей отличаются особенно выраженным разнообразием (гипервариабельностью). Остальные участки молекулы ИГ относительно низменны (константны). В зависимости от строения констатных областей тяжелых цепей ИГ разделяются на классы (5 классов) и подвиды (8 подвидов). Именно эти константные области тяжелых цепей, существенно отличаясь по аминокислотному составу у различных классов ИГ, в конечном итоге определяют особые свойства каждого класса антител: lgM активируют систему комплемента; IgE связывается со специфическими рецепторами на поверхности тучных клеток и базофилов с высвобождением из этих клеток медиаторов аллергии; IgA секретируется в различные жидкости организма, обеспечивая секреторный иммунитет; IgD функционирует в основном в качестве мембранных рецепторов для антигена; в IgG проявляет разнообразные виды активности, в том числе способность проникать через плаценту. Классы иммуноглобулинов. Иммуноглобулины G, IgG Иммуноглобулины G – это мономеры, включающие 4 субкласса (IgGl – 77%; IgG2 – 11%; IgG3 – 9%; IgG4 – 3%), которые отличаются друг от друга по аминокислотному составу и антигенным свойствам. Их содержание в сыворотке крови колеблется от 8 до 16,8 мг/мл. период полураспада составляет 20-28 дней, а синтезируется в течение суток от 13 до 30 мг/кг. На их долю приходится 80% от общего содержания ИГ. Они защищают организм от инфекций. Антитела субклассов IgGl и IgG4 специфически связываются через Fc-фрагменты с возбудителем (иммунное опсонирование), а благодаря Fc- фрагментам взаимодействуют с Fc- рецепторами фагоцитов (макрофагов, полиморфноядерных лейкоцитов), способствуя тем самым фагоцитозу возбудителя. IgG4 участвует в аллергических реакциях и не способен фиксировать комплемент. Антитела класса IgG играют основополагающую роль в гуморальном иммунитете при инфекционных заболеваниях, вызывая гибель возбудителя с участием комплемента и опсонизируя фагоцитарные клетки. Они проникают через плаценту и формируют антиинфекционный иммунитет у новорожденных. Они способны нейтрализовать бактериальные экзотоксины, связывать комплемент, участвовать в реакции преципитации. Иммуноглобулины М, IgM Иммуноглобулины М – это наиболее «ранние» из всех классов ИГ, включающие 2 субкласса: IgMl (65%) и IgM2 (35%). Их концентрация в сыворотке крови колеблется от 0,5 до 1,9 г/л или 6% от общего содержания ИГ. За сутки синтезируется 3-17 мг/кг, а период их полураспада составляет 4-8 суток. Они не проникают через плаценту. IgM появляется у плода и участвует в антиинфекционной защите. Они способны агглютинировать бактерий, нейтрализовать вирусы, активировать комплемент. IgM играют важную роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, в активации фагоцитоза. Значительное повышение концентрации IgM в крови наблюдается при ряде инфекций (малярия, трипаносомозе) как у взрослых, так и у новорожденных. Это показатель внутриутробного заражения возбудителя краснухи, сифилиса, токсоплазмоза, цитомегалии. IgM – это антитела, образующиеся на ранних сроках инфекционного процесса. Они отличаются высокой активностью в реакциях агглютинации, лизиса и связывания эндотоксинов грамотрицательных бактерий. Иммуноглобулины A, IgA Иммуноглобулины А – это секреторные ИГ, включающие 2 субкласса: IgAl (90%) и IgA2 (10%). Содержание IgA в сыворотке крови колеблется от 1.4 до 4.2 г/л или 13% от общего количества ИГ; ежедневно синтезируется от 3 до 50 мкг/кг. Период полураспада антител составляет 4-5 суток. IgA содержится в молоке, молозиве, слюне, в слезном, бронхиальном и желудочно- кишечном секрете, желчи, моче. В состав IgA входит секреторный компонент, состоящий из нескольких полипептидов, который повышает устойчивость IgA к действию ферментов. Это основной вид ИГ, участвующих в местном иммунитете. Они препятствуют прикреплению бактерий к слизистой, нейтрализуют энтеротоксин, активируют фагоцитоз и комплемент. IgA не определяется у новорожденных. В слюне он появляется у детей в возрасте 2 месяца., причем первым обнаруживается секреторный компонент SC. И только позднее полная молекула SigA. Возраст 3 мес. Многими авторами определяется как критический период; этот период особенно важен для диагностики врожденной или транзиторной недостаточности местного иммунитета. Иммуноглобулины Е, IgE Иммуноглобулины Е — это мономеры, содержание которых в сыворотке крови ничтожно мало – 0.00005- 0,0003 г/л или 0.002% от общего количества ИГ. За сутки синтезируется 0,02мг/кг, а период их полураспада в сыворотке крови составляет 2-3 дня, а в коже -9-14 дней. К классу IgE 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. 11ри контакте с аллергеном образуются мостики «IgE- aHTHreH- IgE», что сопровождается поступлением ионов кальция в клетку-мишень, активацией в ней биохимических процессов и выделением БАВ. Вызывающих аллергические реакции немедленного типа. Эозинофильный хемотаксичеекий фактор, выделяемый тучными клетками, способствует аккумуляции эозинофилов и деструкции гельминтов. Предполагается также, что IgE, покрывая паразита, аккумулирует макрофаги благодаря Fc-рецепторам этих клеток. Иммуноглобулины D, IgD Иммуноглобулины D – это мономеры; их содержание в крови составляет 0,03-0.04 г/л или 1% от общего количества ИГ; в сутки их синтезируется от 1 до 5 мг/кг, а период полураспада колеблется в пределах 2-8 дней. IgD участвуют в развитии местного иммунитета, обладают антивирусной активностью, в редких случаях активируют комплемент. Плазматические клетки, секретирующие IgD, локализуются преимущественно в миндалинах и аденоидной ткани. IgD выявляются на B-клетках и отсутствуют на моноцитах, нейтрофилах и Т-лимфоцитах. Полагают, что IgD участвуют в дифференцировке В-клеток, способствуют развитию антиидиотипического ответа, участвуют в аутоиммунных процессах. 3. Антигенное строение иммуноглобулинов: изотопическое, аллотипические, идиотипические детерминанты. Антиидиотипические антитела. Антигенные свойства иммуноглобулинов послужили теми фенотипическими признаками, изучение которых позволило установить закономерности генетической регуляции биосинтеза иммуноглобулинов. Любая молекула иммуноглобулина обладает, по-видимому, той или иной антительной специфичностью, т. е. способна взаимодействовать с чужеродными для данного организма веществами — антигенами. Однако и сама молекула иммуноглобулина способна выступать в роли антигена в тех случаях, когда иммуноглобулины одного вида (например, человека) вводятся особям другого вида (например, кролика). Различают три типа антигенных детерминант молекул иммуноглобулина: изотипы, аллотипы, идиотипы. Изотипическими антигенными детерминантами являются те участки молекул иммуноглобулинов, антигенные свойства которых идентичны у всех особей данного вида. Каждый класс иммуноглобулинов имеет свои, характерные только для данного класса, изотипические антигены, которые локализованы на постоянной области тяжелых цепей. Изотипические детерминанты, характерные для легких цепей каппа- и ламбда-типа, также локализованы на постоянной области цепи. Разные классы иммуноглобулинов и разные типы легких цепей не имеют общих антигенных детерминант, несмотря на наличие гомологичных последовательностей. Однако подклассы иммуноглобулинов имеют как общие для разных подклассов антигенные детерминанты, так и детерминанты, специфичные только для данного подкласса. К аллотипическим антигенным детерминантам (аллотипам) относятся те антигенные детерминанты молекул иммуноглобулинов, которые имеются у одних особей данного вида и отсутствуют у других, и эти различия определяются аллельными генами. Наличие аллотипов является отражением внутривидового полиморфизма в антигенном строении молекул иммуноглобулинов. И, наконец, третий тип антигенных детерминант — это идиотипические детерминанты (идиотипы). К идиотипам относятся те индивидуальные антигенные свойства, которые присущи только молекулам антител данной специфичности или индивидуальным миеломным иммуноглобулинам. Антигенная специфичность идиотипов зависит от строения вариабельной области молекулы антитела, и в ряде случаев имеются определенные доказательства, что идиотипы являются отражением антигенных свойств активного центра молекулы антитела. Антитела к изотипическим детерминантам используются для идентификации различных классов и подклассов иммуноглобулинов и типов легких цепей. Антитела же к аллотипам служат для обнаружения генетических вариантов иммуноглобулинов, причем аллотипические маркеры локализованы, как правило, на постоянной части полипептидных цепей иммуноглобулинов. Что же касается идиотипических детерминант, то их локализация на вариабельной части молекулы иммуноглобулина позволяет их использовать в качестве генетических маркеров вариабельной части. Антиидиотипические антитела, антиидиотипы (anti-idiotypic antibodies, anti- idiotypes) [греч. anti — против, idios — собственный, свой, частный, отдельный, своеобразный и typos — отпечаток, образец, тип] — антитела, специфические по отношению к антигенным детерминантам, расположенным на вариабельных участках других антител. Иными словами, А.а. комплементарны определенной конфигурации пептидной цепи в составе другого антитела, в свою очередь комплементарной конфигурации антигена. Тем самым А.а. химически воспроизводят нужную конфигурацию антигена и могут рассматриваться как «имитаторы» или аналоги антигена. Применение А.а. создает принципиально новый подход к получению диагностических и вакцинных препаратов, особенно полезный в тех случаях, когда антигены не удается приготовить на основе нативного вируса. В ряде случаев А.а., полученные к антителам против ферментов, обладают ферментативной активностью. Антиидиотипические антитела - антитела, несущие "внутренний образ" антигена. 4.Полные и неполные антитела, их свойства и методы определения. Полные антитела имеют не менее двух активных центров и при соединении с антигенами in vitro обусловливают видимые реакции: агглютинацию, преципитацию, связывание комплемента; нейтрализуют токсины, вирусы, опсонизируют бактерии, обусловливают визуальный феномен иммунного прилипания, иммобилизации, набухания капсул, нагрузки тромбоцитов. Реакции протекают в две фазы: специфическая (взаимодействие антитела с антигеном) и неспецифическая (тот или иной из вышеуказанных феноменов). Общепризнано, что различные серологические реакции обусловливаются одним, а не множеством А. и зависят от методики постановки. Различают тепловые полные А., реагирующие с антигеном при t° 37°, и холодовые (криофильные), проявляющие эффект при t° ниже 37°. Имеются также А., реагирующие с антигеном при низкой температуре, а видимый эффект проявляется при t° 37°; это двухфазные, биотермические А., к к-рым отнесены гемолизины Доната-Ландштейнера. Все известные классы иммуноглобулинов содержат полные А. Активность и специфичность их определяются титром, авидностью (см. Авидитет), числом антидетерминант. IgM-антитела более активны, чем IgG- антитела, в реакциях гемолиза и агглютинации. Неполные антитела (непреципитирующие, блокирующие, агглютиноиды), как и полные А., способны соединяться с соответствующимн антигенами, но реакция при этом не сопровождается видимым in vitro феноменом преципитации, агглютинации и др. Неполные А. обнаружены у человека в 1944 г. к резус-антигену, их находили при вирусных, риккетсиозных и бактериальных инфекциях по отношению к токсинам при различных патологических состояниях. Существует ряд доказательств двухвалентности неполных А. Бактериальные неполные А. обладают защитными свойствами антитоксическими, опсонизирующими, бактериолитическими; вместе с тем неполные А. обнаружены при ряде аутоиммунных процессов - при заболеваниях крови, особенно гемолитических анемиях. Неполные гетеро-, изо- и аутоантитела способны вызвать повреждение клеток, а также играть определенную роль в возникновении медикаментозных лейко- и тромбоцитопений. Нормальными (естественными) принято считать А., обычно встречающиеся в сыворотке крови животных и человека при отсутствии явной инфекции или иммунизации. Происхождение антибактериальных нормальных А. может быть связано, в частности, с антигенной стимуляцией нормальной микрофлорой организма. Эти взгляды теоретически и экспериментально обоснованы исследованиями на животных-гнотобионтах и новорожденных в обычных условиях обитания. Вопрос о функциях нормальных А. связан непосредственно со специфичностью их действия. Л. А. Зильбер (1958) полагал, что индивидуальная устойчивость к инфекциям и, кроме того, "иммуногенная готовность организма" определяются их наличием. Показана роль нормальных А. в бактерицидности крови, в опсонизации при фагоцитозе. Работами многих исследователей было показано, что нормальные А. в основном являются макроглобулинами - IgM. Нек-рые исследователи находили нормальные антитела в IgA- и IgG-классах иммуноглобулинов. В их составе могут быть как неполные, так и полные А. (нормальные антитела к эритроцитам - см. Группы крови). |