5. Биосинтез антител. Фазы синтеза антител. Динамика антителообразования и ее
особенности при первичном и вторичном иммунном ответе. Иммунологическая память.
Механизм образование антител
Установлено, что антитела вырабатываются плазматическими клетками, находящимися в селезенке, лимфатических узлах, костном мозге, пейеровых бляшках. Плазматические клетки
(антитело-продуценты) происходят из предшественников В-клеток, подвергшихся контакту с антигеном. В-клетки и их потомки функционируют по клепальному принципу: по мере развития иммунного ответа они дифференцируются, пролиферируют и созревают. Механизм синтеза антител не отличается от синтеза любых белков. Синтез молекул антител происходит на полирибосомах. Легкие и тяжелые цепи, из которых состоит молекула антител, синтезируются раздельно, затем соединяются на полирибосомах, и окончательная сборка происходит в пластинчатом комплексе. Одна плазматическая клетка может переключаться с синтеза IgM на синтез IgG.
При первичном иммунном ответе в антителообразовании различают две фазы: индуктивную
(латентную) и продуктивную. Индуктивная фаза—от момента парентерального введения антигена до появления лимфоидных антиген-реактивных клеток. Продолжительность этой фазы не более суток. В этот период происходит пролиферация и дифференцировка лимфоидных клеток в направлении синтеза иммуноглобулина класса IgM. Вслед за индуктивной фазой наступает про-
дуктивная фаза антителообразования. В этот период, примерно до 10—15-го дня, кривая антител резко возрастает, уменьшается число клеток, синтезирующих IgM, начинает нарастать продукция
IgG.
В случае повторной иммунизации спустя 2—4 нед и даже несколько месяцев и лет организм может ответить усиленной выработкой иммуноглобулинов на гомологичный и даже гетерологичный антигены. Эта реакция получила название вторичного иммунного ответа; она базируется на иммунологической памяти
Динамика антителообразования. Скорость образования антител ( АТ ). Первичный иммунный ответ. Вторичный иммунный ответ. На скорость образования антител ( АТ ) влияет ряд факторов: доза Аг (сила Аг-воздействия), частота Аг-стимуляции и состояние иммунной системы индивида (то есть его иммунный статус).
Если организм впервые встречается с Аг, то развивается первичный иммунный ответ, а при повторном контакте — вторичный ответ .
Первичный иммунный ответ Появлению антител ( АТ ) предшествует латентный период продолжительностью 35 сут. В это время происходит распознавание Аг и образование клонов плазматических клеток. Затем наступает логарифмическая фаза, соответствующая поступлению
антител ( АТ ) в кровь; её продолжительность — 7-15 сут. Постепенно титры
антител ( АТ ) достигают пика и наступает стационарная фаза, продолжительностью 15-30 сут. Её сменяет фаза снижения титров AT, длящаяся 1-6 мес. В основу пролиферации клеток-продуцентов AT заложен принцип селекции. В динамике антителообразования титры высокоаффинных AT постепенно нарастают: после иммунизации аффинность AT к Аг постоянно увеличивается. Первоначально образуются IgM, но постепенно их образование уменьшается и начинает преобладать синтез IgG. Так как переключение синтезов от IgM к IgG не меняет идиотипа AT (то есть его специфичность по отношению к конкретному Аг), то оно не связано с клональной селекцией. Особенности первичного ответа — низкая скорость антитело -образования и появление сравнительно невысоких титров AT.
Вторичный иммунный ответ После антигенной стимуляции часть В- и Т-лимфоцитов циркулирует в виде клеток памяти.
Особенности вторичного иммунного ответа — высокая скорость антителообразования, появление максимальных титров антител ( АТ ) и длительное (иногда многолетнее) их циркулирование.
Основные
характеристики вторичного иммунного ответа:
•
образование антител ( АТ ) индуцируется значительно меньшими дозами Аг;
•
индуктивная фаза сокращается до 5-6 ч;
•
среди антител ( АТ ) доминируют IgG с большой аффинностью, пик их образования наступает раньше (3-5 сут);
•
Антитела ( АТ ) образуются в более высоких титрах и циркулируют в организме длительное время.
Иммунологическая память: общая характеристика Иммунологическая память - это способность иммунной системы отвечать более быстро и эффективно наантиген (патоген), с которым у организма был предварительный контакт.
Такая память обеспечивается предсуществующими антигенспецифическими клонами как В- клеток , так и Т-клеток , которые функционально более активны в результате прошедшей первичной адаптации к определенному антигену.
В результате первой встречи запрограммированного лимфоцита с определенным антигеном образуются две категории клеток: эффекторные, которые немедленно выполняют специфическую функцию - секретируют антитела или реализуют клеточные имунные реакции , и клетки памяти, которые циркулируют длительное время. При повторном поступлении данного антигена они быстро превращаются в лимфоциты-эффекторы, которые вступают в реакцию с антигеном. При каждом делении запрограммированного лимфоцита после его встречи с антигеном количество клеток памяти увеличивается.
Пока неясно, устанавливается ли память в результате формирования долгоживущих специализированныхклеток памяти или же память отражает собой процесс рестимуляции лимфоцитов постоянно присутствующим антигеном, попавшим в организм при первичной иммунизации.
6. Реакция преципитации, сущность и варианты (кольцепрепипитация, иммунодиффузия в
геле, иммуноэлектрофорез).
Реакция преципитации (РП) - это формирование и осаждение комплекса растворимого молекулярного антигена с антителами в виде помутнения, называемого преципитатом. Он образуется при смешивании антигенов и антител в эквивалентных количествах; избыток одного из них снижает уровень образования иммунного комплекса.
РП ставят в пробирках (реакция кольцепреципитации), в гелях, питательных средах и др. Широкое распространение получили разновидности РП в полужидком геле агара или агарозы: двойная иммунодиффузия по Оухтерлони, радиальная иммунодиффузия, иммуноэлектрофорез и др.
Механизм. Проводится с прозрачными коллоидными растворимыми антигенами, экстрагированными из патологического материала, объектов внешней среды или чистых культур бактерий. В реакции используют прозрачные диагностические преципитирующие сыворотки с высокими титрами антител. За титр преципитирующей сыворотки принимают то наибольшее разведение антигена, которое при взаимодействии с иммунной сывороткой вызывает образование видимого преципитата — помутнение.
Реакция кольцепреципитации ставится в узких пробирках (диаметр 0,5 см), в которые вносят по
0,2
—0,3 мл преципитирующей сыворотки. Затем пастеровской пипеткой медленно наслаивают
0,1
—0,2 мл раствора антигена. Пробирки осторожно переводят в'вертикальное положение. Учет реакции производят через 1—2 мин. В случае положительной реакции на границе между сывороткой и исследуемым антигеном появляется преципитат в виде белого кольца. В контрольных пробирках преципитат не образуется.
Радиальная иммунодиффузия по Манчини – метод, позволяющий количественно определять антигены и антитела. Антитела смешивают с агаровым гелем, затем полученную смесь наносят на предметные стекла и оставляют для застывания. В застывшем геле вырезают лунки, вносят в них раствор антигена в различных концентрациях и оставляют не менее чем на 24 ч. Антиген диффундирует в гель, связывается с антителами, и при достижении точки эквивалентности происходит осаждение комплексов антиген – антитело в виде кольца, диаметр которого прямо пропорционален концентрации антигена. Таким способом получают калибровочную кривую, с помощью которой можно количественно определить исследуемый антиген.
Иммуноэлектрофорез представляет собой сочетание метода электрофореза и иммунопреципитации. Смесь антигенов вносится в лунки геля и разделяется в геле с помощью элекрофореза, затем в канавку параллельно зонам элекрофореза вносят иммунную сыворотку, антитела которой диффундируют в гель и образуют в месте встречи с антигеном линии преципитации.
Применение. Реакции преципитации используются для определения антигенов бактерий, тканей человека и животных; диагностики некоторых инфекционных заболеваний; определения видовой принадлежности белка в судебной медицине; выявления примесей в мясных, рыбных, мучных изделиях в санитарной практике
7. Реакции иммунного лизиса: бактериолиз, гемолиз, Реакция связывания комплемента, сущность и практическое применение. Реакции иммунного лизиса Антиген (эритроциты или бактерии),
соединившись со специфическими антителами, образует иммунный комплекс, к которому присоединяется комплемент (С1), и происходит активация комплемента по классическому пути. Активированный комплемент лизирует эритроциты
(гемолиз) или бактерии (бактериолиз). Реакция бактериолиза применяется для идентификации холерного вибриона.
Реакция гемолиза. Антигеном в реакции служат эритроциты, антитела (гемолизины) содержатся в гемолитической сыворотке. Гемолизины присоединяются к эритроцитам, происходит активация комплемента, который лизирует эритроциты. Мутная взвесь эритроцитов превращается в прозрачную ярко-красную жидкость - «лаковую кровь». Поскольку реакция гемолиза происходит только в присутствии комплемента, ее применяют как индикаторную для обнаружения комплемента.
Реакция локального гемолиза в геле (реакция Ерне) - вариант реакции гемолиза. Служит для определения количества антителообразующих клеток (АОК) в селезенке и лимфатических узлах.
Растопленный агаровый гель смешивают с суспензией клеток селезенки и эритроцитами и после застывания агара добавляют комплемент. Вокруг каждой клетки, продуцирующей гемолизины, образуется зона гемолиза. По числу таких зон определяют количество клеток, продуцирующих гемолизины.
Реакция связывания комплемента Реакция связывания комплемента (РСК) ставится в две фазы: в первой фазе антиген соединяют с исследуемой сывороткой, в которой предполагают наличие антител, и добавляют комплемент, инкубируют в термостате 30 минут или 18-20 часов в холодильнике.
Вторая фаза: добавляют гемолитическую систему (эритроциты барана + гемолитическая сыворотка). После инкубации в термостате в течение 30 минут учитывают результат.
При положительной РСК антитела сыворотки, соединившись с антигеном, образуют иммунный комплекс,
который присоединяет к себе комплемент, и гемолиза не произойдет. Если реакция отрицательная (антител в исследуемой сыворотке нет), комплемент останется свободным, и произойдет гемолиз.
РСК применяется для серологической диагностики сифилиса, гонореи, сыпного тифа и других заболеваний.
РСК можно применять и для определения антигена, например, вируса. В этом случае в качестве антител применяется диагностическая иммунная сыворотка.
В качестве комплемента для РСК применяется сыворотка крови морской свинки.
Гемолитическую сыворотку получают из крови кроликов, иммунизированных эритроцитами барана.
Применение реакции иммунного ответа для диагностики вирусных заболеваний (реакция нейтралиациии вирусов, гемагглютинации, торможения гемагглютинации, гемадсорбции). ИФА, иммуноблоттинг.
8. Реакция нейтрализации токсина антителами в организме животных и ее практическое применение. В основе этой реакции лежит способность специфической антитоксической сыворотки нейтрализовать экзотоксин.
Антитела иммунной сыворотки способны нейтрализовать повреждающее действие микробов или их токсинов на чувствительные клетки и ткани, что связано с блокадой микробных антигенов антителами, т. е. их нейтрализацией.
Реакцию нейтрализации (РН) проводят путем введения смеси антиген—антитело животным или в чувствительные тест-объекты (культуру клеток, эмбрионы). При отсутствии у животных и тест- объектов повреждающего действия микроорганизмов или их антигенов, токсинов говорят о нейтрализующем действии иммунной сыворотки и, следовательно, о специфичности взаимодействия комплекса антиген—антитело.
Для проведения реакции исследуемый материал, в котором предполагается наличие экзотоксина, смешивают с антитоксической сывороткой, выдерживают в термостате и вводят животным (морским свинкам, мышам). Контрольным животным вводят фильтрат исследуемого материала, не обработанный сывороткой. В том случае, если произойдет нейтрализация экзотоксина антитоксической сывороткой, животные опытной группы останутся живыми. Конт- рольные животные погибнут в результате действия экзотоксина.
9.Реакция Кумбса, ее сущность и практическое применение. Реакцию агглютинации для определения антирезусных антител (непрямую реакцию Кумбса) применяют у больных при внутрисосудистом гемолизе. У некоторых таких больных обнаруживают антирезусные антитела, которые являются неполными, одновалентными. Они специфически
взаимодействуют с резус-положительными эритроцитами, но не вызывают их агглютинации.
Наличие таких неполных антител определяют в непрямой реакции Кумбса. Для этого в систему антирезусные антитела + резус-положительные эритроциты добавляют антиглобулиновую
сыворотку (антитела против иммуноглобулинов человека), что вызывает агглютинацию эритроцитов. С помощью реакции Кумбса диагностируют патологические состояния, связанные с внутрисосудистым лизисом эритроцитов иммунного генеза, например гемолитическую болезнь новорожденных: эритроциты резус-положительного плода соединяются с циркулирующими в крови неполными антителами к резус-фактору, которые перешли через плаценту от резус-отрицательной матери.
Механизм
Сложность выявления неполных (моновалентных) антител связана с тем, что эти антитела, связываясь с эпитопами специфического антигена, не образуют структуру решетки и реакция между антигенами и антителами не выявляется ни агглютинацией, ни преципитацией, ни другими тестами. Для выявления образовавшихся комплексов антиген — антитело приходится использовать дополнительные тест-системы. Для выявления неполных антител, например к резус- антигену эритроцитов в сыворотке крови беременной женщины, реакция ставится в два этапа:
1) к двукратным разведениям испытуемой сыворотки добавляют эритроциты, содержащие резус- антиген, и выдерживают при 37 °С в течение часа;
2) к тщательно отмытым после первого этапа эритроцитам добавляют кроличью античеловеческую анти-глобулиновую сыворотку (в заранее оттитрованном рабочем разведении).
После инкубации в течение 30 мин при 37 °С результаты оценивают по наличию гемагглютинации
(положительная реакция).
Необходимо ставить контроль ингредиентов реакции:
1) антиглобулиновая сыворотка + заведомо сенсибилизированные специфическими антителами эритроциты;
2) обработанные нормальной сывороткой эритроциты + антиглобулиновая сыворотка; 3) обработанные исследуемой сывороткой резус-отрицательные эритроциты + антиглобулиновая сыворотка.
15 тема.
Учение об иммунитете. Клетки иммунной системы. Иммунный статус организма человека и методы его оценки. Современные иммунологические методы.
1.Иммунная система организма человека. Центральные и периферические
органы иммунной системы.
Иммунная система представлена совокупностью органов и тканей, среди которых принято выделять центральные , где происходит созревание лимфоцитов, и периферические , где находятся зрелые лимфоциты.
К центральным органам иммунной системы относятся тимус и костный мозг , во внутриутробном периоде - также печень .
Периферические органы иммунной системы - это лимфоузлы , селезенка , лимфатические фолликулы ЖКТ . Эти органы связаны между собой кровеносными и лимфатическими сосудами. Перемещаясь по этим сосудам, лимфоциты получают информацию об антигене и передают ее во все органы иммунной системы.
Далее общая характеристика
лимфоузлов , селезенки , лимфатических фолликулов
ЖКТ
Лимфатические узлы: общие сведения Лимфатические узлы , как и тимус , являются истинно лимфоидными образованиями. Они располагаются в виде зерен по ходу лимфатических сосудов (обычно в местах разветвления сосудов). Размеры узлов у человека в условиях нормы колеблются от 3 до
30 мм.
В эмбриогенезе лимфатические узлы возникают в конце 2-го - начале 3-го месяца развития. Они образуются в результате накопления мезенхимных клеток вокруг кровеносных сосудов. Наружный слой мезенхимы дифференцируется в соединительнотканную капсулу, от которой внутрь узла отходят трабекулы - перегородки.
Непосредственно под капсулой находится краевой синус, куда поступает лимфа по афферентным (приносящим) лимфатическим сосудам. Из краевого синуса лимфа поступает в промежуточные синусы, пронизывающие всю толщу узла, и собирается в эфферентном (выносящем) лимфатическом сосуде, который в конце концов выносит ее в грудной проток. Место выхода сосуда называют воротами узла. Через ворота в узел проходят кровеносные сосуды.
Как и в тимусе, в лимфатическом узле различают корковый слой, расположенный по периферии и организованный в первичные и вторичные фолликулы, и мозговое вещество, находящееся в центре узла. Корковый слой узла является местом концентрации В-клеток . Это так называемая тимуснезависимая зона, или В-зона.
Мозговое вещество представлено относительно слабо упакованными лимфоцитами , плазмоцитами , свободными макрофагами и ретикулярными клетками стромы.
Область между корой и мозговым веществом (паракортикальная территория) - место концентрации Т-клеток . В силу этого она получила название тимусзависимой зоны, или
Т-зоны. Т-лимфоциты этой зоны являются зрелыми тимуспроизводными клетками с ярко выраженной способностью к киллерной функции. Около 70% клеток лимфатических узлов представлено Т-клетками , среди которых около 30% составляют T-киллеры (CD8+) и около 40% - T-хелперы (CD4+) На долю В-клеток приходится около 28% от общего количества всех лимфоцитов узла.
Защита от антигенов в лимфатических узлах (иммунный ответ) складывается из секреции антителв кровоток и из местных клеточных реакций. В центрах размножения помимо В-лимфоцитов различной степени зрелости хорошо представлены дендритные клетки , входящие в состав стромы, и свободные макрофаги с выраженной фагоцитарной активностью. Подобная близость всех трех типов функционально зрелых клеток создает реальные условия для успешного их взаимодействия при развитии иммунного ответа.
Скачать 0.88 Mb.