Иммунология. Иммунология 1 лекция. Введение в иммунологию Иммунология
 Скачать 29.61 Kb.
|
|
Введение в иммунологию Иммунология-медико-биологическая дисциплина изучающая механизмы и способы защиты организма от генетически чужеродных объектов (антигенов) Предмет: иммунитет Иммунитет-комплекс процессов и механизмов направленных на поддержание генетического гомеостаза и его защиту от веществ и живых тел несущих на себе признаки генетически чужеродной информации Иммунная система на ряду с нервной и эндокринной относятся к интегративным (регуляторным) системам компоненты которых присутствуют практически во всех органах и тканях заставляя функционировать как единое целое. Эти системы тесно взаимосвязаны и в настоящее время их объединяют термином нейроиммуноэндокринная система, основная функция которой заключается в поддержании постоянства внутренней среды организма. Основная функция иммунной системы поддержания генетического гомеостаза организма. Генетический гомеостаз-каждый живой организм конкретного биологического вида характеризуется определенным набором генов (геном). Если функционирование генов (экспрессия) постоянно изменяется в ходе онтогенеза, то структура и количество должны оставаться постоянными. На организм человека одновременно действует комплекс повреждающих факторов: 1) химические ( химические мутагены, канцерогены, ксенобиотики) 2) физические ( ионизирующая радиация ( Альфа Бета Гамма излучение и рентгеновское) не ионизирующая радиация ( ультрафиолетовые лучи, электромагнитные волны) 3) биологический ( вирусы ( некоторые способны выстраивать свою нуклеиновую кислоту в генетический аппарат клеток хозяина модифицируя его) Под действием комплекса этих факторов в организме могут появляться мутантные и опухолевые клетки, что может привести к опухолевым заболеваниям. История развития иммунологии Древний мир и Средние века Миазматическая теория возникновения заболеваний Гиппократа (предполагал, что причина инфекционных заболеваний- миазмы- зловонные испарения исходящие от больных и погибших) 1546г.- Джиромало Фракосторо ( книга "Зараза") Создание первых вакцин Начало 18 века- распространение метода вариоляции (прививания от оспы) 1796г.- Английский врач Э. Дженнер ( внедрение метода вакцинации) Иммунологическая революция Луи Пастер- 1880г.- создание вакцины для профилактики холеры; заложен основной принцип вакцинации; разработка способов ослабления возбудителей заболеваний Луи Пастер-1881г. - испытание вакцины от сибирской язвы Луи Пастер- 1885 г. - успешное испытание вакцины для профилактики бешенства Мечников 1883 г. - создании первой теории иммунитета- фагоцитарной Эрлих- 1891г.- создание гуморальной теории иммунитета Мечников и Эрлих- 1908 год- Нобелевская премия по физиологии и медицине Беринг и Китазато- 1890г.- открытие антитоксических сывороток ( Нобелевская премия в 1901 г.) Ландштейнер - 1900 г. - открытие групп крови по системе AВ0 ( Нобелевская премия в 1930 г.) Прорыв в теоретической иммунологии Бернет-"Главная задача иммунитета- отличить своё от чужого" Бернет- экспериментальное доказательство существования иммунологической толерантности Бернет- создание клонального-селекционной теории иммунитета Портер и Эдельман- расшифровка структуры иммуноглобулинов ( Нобелевская премия в 1972 г.) Кёхлер и Мильштейн- 1975 г.- создание гибридомной биотехнологии Лидер и Тонегава- конец 70х гг- определение генетической природы многообразие антител (Нобелевская премия в 1987 г.) 60-80е гг. - период выделения всевозможных секреторных продуктов иммунокомпетентных клеток (супернатантов) Догерти и Цинкернагель- 1996 г. - Нобелевская премия за изучение механизмов распознавания в клеточном иммунном ответе. Открытие механизма с помощью которого т-лимфоциты распознают и уничтожают клетки заражённые проникшим в организме вирусом. Вначале 1970 годов была выдвинута гипотеза Red Queen, в соответствии с которой между патогенными макроорганизмами происходит "эволюционная гонка": чем более сложным и совершенным становится иммунная защита хозяина, тем жёстче отбор паразитов, и наоборот. Иммунная система организована в виде многоуровневой защиты, многократно эшелонирована и дублирована. Органы иммунной системы 1. Центральные (первичные): Красный костный мозг Тимус 2. Периферические ( вторичные) Лимфатические узлы Селезёнка Кровь MАЛТ ( мукозоассоциированная лимфоидная ткань) : -Одиночные или солитарная лимфоидные фолликулы -Групповые лимфоидные фолликулы (Пейеровы бляшки) -Миндалины -Аппендикс -Отдельные и моноциты и слизистых оболочек ( неструктурированные) диффузно рассеяны на базальной мембране между эпителиоцитами, а также собственной пластинки слизистых оболочек и в слизи. Отделы МАЛТ Носо-ассоциированная лимфоидная ткань (НАЛТ) Бронхо-ассоциированная лимфоидная ткань (БАЛТ) Гастро-ассоциированная лимфоидная ткань (ГАЛТ) Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками генитоуретрального тракта (ГеАЛТ) МАЛТ, ассоциированная с глазом МАЛТ, ассоциированная с молочной железой Механизмы иммунной защиты Врожденные: Анатомический барьер Физиологические барьеры: Антиколонизационный Микробоцидный Клеточный Приобретенный: В-звено иммунитета (гуморальный иммунитет): В-лимфоциты В-клетки памяти Плазмоциты Антитела (иммуноглобулины) Т-звено иммунитета (клеточный иммунитет): Т-лимфоциты Т-хелперы Т-киллеры Общие механизмы: Цитокины Белки системы комплимента Фагоциты Дендритные клетки Антиген-представляющие клетки Барьеры: Анатомический барьер: Кожа Слизистые оболочки Гистогематические барьеры Создают механические препятствия на пути попадания антигенов в организм Антиколонизационный барьер: Препятствует заселению кожи и слизистых оболочек патогенными микроорганизмами В его состав входят: Белки-муцины Постоянное слущивание клеток эпителия кожи и слизистых оболочек Перистальтика кишечника Кислая рН желудочного сока Омывание глаза слезной жидкостью Мерцание ресничек бронхиального эпителия (мукоцилиарный эскалатор) Микробоцидный барьер: Его компоненты напрямую или опосредованно разрушают клетки микроорганизмов и вирусные частицы В его состав входят: Лизоцим Лакто и трансферрин Эластаза Катепсины Дефенсины Коллектины Серпроцидины Клеточный барьер (Клетки врожденного иммунитета): Фагоцитирующие клетки Нейтрофилы Эозинофилы Базофилы Моноциты\макрофаги Нефагоцитирующие клетки Натуральные(естественные) киллеры Взаимодействие клеток иммунной системы Контактные (межрецепторные) Дистантные- посредством растворимых факторов(цитокинов и тд) Взаимодействия с эндокринной и нервной системами Виды иммунитета Врожденный Включает накопленные и закрепленные в ходе эволюции механизмы устойчивости к патогенам, характерные для всего биологического вида Действует немедленно, при первом контакте с патогеном Механизмы неспецифические (одна клетка действует на широкий круг патогенов) Не имеет иммунологической памяти ( не сохраняет информацию об антигенах) Приобретенный Индивидуален и формируется в течение жизни в результате контакта с антигенами, хотя сама способность к нему не наследуется Развитие требует времени (96часов), работает при повторной встрече с антигеном Механизмы специфические ( одна клетка действует на конкретный патоген) Имеет иммунологическую память (информация об антигенах сохраняется в Т и В-клетках памяти) Антигены -генетически чужеродные для организма органические вещества (белки, нуклеопротеиды, полисахариды) на введение которых организм отвечает образованием антител или другой формой иммунного ответа К ним относятся: Любые клетки чужеродного организма Микроорганизмы в том числе и патогенные (бактерии, вирусы, простейшие и тд) ВМС, поступившие из внешней среды Опухолевые клетки Мутантные клетки Поврежденные клетки Забарьерные органы (головной мозг, хрусталик глаза, стекловидное тело, коллоид фолликулов щитовидной железы, семенные канальцы) – секвестрированные антигены Особенности забарьерных органов: Ограничены от системного кровотока плотными гистогематическими барьерами => Иммунные клетки не попадают на территорию забарьерных структур => Иммунная система не знакома с этими органами Ограничиваются от системного кровотока на ранних стадиях эмбриогенеза, еще до формирования иммунной системы Медицинское значение забарьерных органов: - при травме забарьерных органов разрушаются гистогематические барьеры и иммунные клетки попадают в забарьерные структуры, распознают как чужеродные и начинают атаковать. => Первичная травма забарьерного органа отягощается вторичным его поражением собственной иммунной системой (аутоиммунные раекции) Классификация антигенов: Так как антигены индуцируют развитие иммунного ответа-иммуногены Антигены, которые при повторном введении в организм вызывают снижение силы иммунного ответа – толерогены Иммунная толерантность - состояние иммунной системы, характеризующееся отсутствием ее реакции на введение антигена (собственные клетки организма) Антигены вызывающие при попадании в организм чрезмерную активацию иммунной системы – аллергены По природе: Природные (чаще ВМС, белки, нуклеопротеиды) Модифицированные (гаптены) Гаптены- низкомолекулярные соединения не являются антигенами, но способны после связывания с собственными белками организма (альбумины) приобретать свойства полноценных антигенов. Гаптены являются некоторыми лекарственными препаратами. Синтетические антигены полученные путем искусственного синтеза из низкомолекуляных соединений (поли альфа аминокислоты) По сторению: Полные (иммуногенные) Неполные (гаптены) По количеству антигенных детерминантов: Моновалентные (1 антигенный детерминант) Поливалентные (2 и более) По силе иммунного ответа: Сильные (выраженная реакция) Слабые (слабый иммунный ответ) По происхождению: Экзогенные (из внешней среды) микроорганизмы и трансплантаты Эндогенные ( присутствуют в организме, но иммунная система не контактирует, образуются из собственных клеток под действием повреждающих факторов) мутантные, опухолевые клетки Строение антигена Высокомолекулярный носитель (шлеппер) Детерминантные группы (эпитопы) ВМ-носитель: Представлен ВМ белком или полисахаридом Основная роль-стабилизация стереохимической структуры детерминанты в положении выгодном для соединения с FAB- фрагментом антитела Антигенность и иммуногенность Эпитопы: Поверхностная область молекулы антигена, комплементарная активному центру антител или рецептору лимфоцита Специфичность антигена Валентность антигена- количество одинаковых эпитопов на молекуле антигена (определяет количество одинаковых молекул антител, которые могут к ней присоединиться) Свойства антигенов: Иммуногенность Антигенность (чужеродность) Специфичность Иммуногенность Способность антигенов вызывать иммунный ответ, степень иммуногенности антигена зависит от факторов: Химическая природа АГ Молекулярная масса АГ Сложность строения АГ Чужеродность АГ Вида животного и его генетической конституции Растворимости АГ Дозы АГ Способа введения Действия адьювантов Антигенность Чужеродность АГ к иммунной системе Специфичность Способность АГ избирательно реагировать с АТ или с сенсибилизированными лимфоцитами, которые появляются в результате иммунизации Иммунизация- целенаправленное введение АГ для получения иммунного ответа За специфичность отвечают детерминанты Факторы специфичности: Химическая природа антигенной детерминанты Строение антигенной детерминанты (вид и последовательность аминокислот в первичной полипептидной цепи) Пространственная конфигурация антигенной детерминанты Характеристики антигена: Химическая природа Наиболее иммуногенны высокомолекулярные белки, полисахариды, нуклеопротеиды, липопротеиды Липиды и нуклеиновые кислоты не иммуногенны Молекулярная масса Для проявления иммуногенности молекула антигена должна обладать определенной молекулярной массой Вещества до 1 кДа не иммуногенны (мономеры) Около 10 кДа слабоиммуногенны ВМС с молекулярной массой в миллионы кДа – высокоиммуногенны Химическая неоднородность Чем больше разных мономеров входит в состав молекулы полимера, тем более иммуногенна ВМС полученные полимеризацией 1 разновидностью аминокислоты иммуногенность не обладают Чужеродность Чем больше филогенетическое различие между донором и реципиентом, тем более выраженная иммунная реакция на вводимый антиген и наоборот Именно поэтому в транслантологии стараются искать доноров среди близких родственников Растворимость Чем более растворим антиген тем больше проникает в органы и ткани, является более иммуногенными Способность переходить в коллоидное состояние Чем в большей степени антиген способен переходить в коллоидное состояние, тем он более иммуногенен Дозы Малые доза вводимых антигенов вызывают выработку малого количества антител, но с высокой степенью активности Увеличение дозы прямопропорционально интенсивности иммунного ответа Максимальные дозы вызывают иммунологическую толлерантность Способ введения При парентеральном введении интенсивность иммунного ответа больше, чем при энтеральном Внутривенное введение активирует преимущественно иммуноциты селезенки Внутрикожное, подкожное, внутримышечное – клетки лимфоузлов Через слизистые оболочки вызывает активацию иммунных клеток МАЛТ Применение адьювантов Иммунологические адьюванты- это вещества различного происхождения вводимые вместе с антигенами и повышающие иммуногенность последних Они позволяют добиваться максимального иммунного ответа, при введении небольших доз антигенов. Входят в состав многих современных вакцин. (соединения алюминия, квасцы, полиоксидоний) Адьювант Фрейнда –эмульсия, состоящая из жидкого минерального масла, эмульгатора и маловирулентных микроорганизмов) Механизмы действия адьювантов: Изменение физических свойств антигенов-осуществляют перевод АГ из состояния мономера в коллоидное состояние, что усиливает его иммуногенность Индукция воспаления в тканях- образование гранулем, микроабсцессов, такие адьюванты повышают активность иммунных клеток и создают в тканях депо препарата Гранулема- образование в тканях в центре АГ, с которым не может справится иммунная система, а по периферии концентрически расположены валы иммунных клеток Адресное действие адьювантов Липополисахариды активируют преимущественно В-звено иммунитета (гуморальный иммунитет) Адьювант Фрейнда- Т-звено иммунитета Аутоантигены: Забарьерные органы + жировая клетчатка, волосяные луковицы, рубцовая ткань, эмбриональные белки Приобретенные АГ (ожоговые, лучевые) Перекрестнореагирующие АГ-общие для человека и микроорганизмов МНС Главный комплекс гистосовместимости Подразделяют на 3 класса: МНС1, МНС2, МНС3 Функции МНС: Взаимодействие всех иммунных клеток организма (компоненты МНС- мембранные рецепторы) Регуляция иммунного ответа Распознавание своих и чужеродных клеток Запуск и реализация иммунного ответа Гены МНС подразделяются на области АВСД Молекула МНС 1 класса Белки Находятся на поверхности всех ядросодержащих клеток организма Являются мембранными рецепторами Состоят из 2х полипептидных цепей: тяжелой альфа и легкой бетта Альфа цепь заякорена в мембране клетки носителя Бетта цепь нековалентно связанна с альфа Альфа цепь имеет 3 домена, в этих участках молекула изменчива Домены – участки полимерной молекулы, характеризующиеся, более компактным характером ее укладки в пространстве МНС- антигены 1 класса кодируются генами локусов АВС Молекула МНС 2 класса Находятся на мембранах иммунокомпитентных клеток (дендритных клеток, моноцитов) Состоит из 2х разных полипептидных цепей: тяжелой альфа и легкой бетта Каждая цепь образует по 2 домена и каждая заякорена в мембране клетки носителя МНС АГ 2 класса кодируются генами локусов DR, DQ, DP Участвуют во взаимодействии иммуноцитов, распознавании АГ, функционировании иммунной системы, контролирует силу иммунного ответа Молекула МНС 3 класса Являются компонентами системы комплимента, цитокины, белками теплового шока и находятся в плазме крови и в тканевой жидкости в растворенном виде. |