ОИ рк1 ответы. Закономерности функционирования системы иммунитета
 Скачать 1.27 Mb.
|
|
ОИ РК1 до пн 1. Современное определение иммунитета и иммунологии. Закономерности функционирования системы иммунитета. 1. Предмет и задачи иммунологии Иммунология – наука, изучающая процесс иммунитета, молекулярные и клеточные механизмы реагирования организма на чужеродные вещества, называемые антигенами/ аллергенами. Основоположником современной научной иммунологии является Луи Пастер. В 1881г. он сообщил, что куры при заражении ослабленным возбудителем холеры кур становятся невосприимчивы к вирулентным культурам. На основании этого он сформулировал основной принцип защиты от возбудителя любой инфекционной болезни: организм после встречи с ослабленным возбудителем становится невосприимчив к вирулентным микробам того же вида. Иммунитет - называют совокупность свойств и механизмов, обеспечивающих постоянство состава организма и его защиту от инфекционных и других чужеродных для него агентов. Осуществляется контроль за развитием и действием в организме микроорганизмов и иммунологическому надзору за гомеостазом собственных клеток и тканей, включая процессы формообразования, регенерации, а также своевременного удаления отживших, поврежденных, мутантных и опухолевых клеток. Центральные органы иммунной системы представляют собой красный костный мозг и тимус. Костный мозг является хранилищем стволовых клеток, из которых образуются клетки крови. В зависимости от ситуации, стволовые клетки трансформируются в иммунные В-лимфоциты. При необходимости, определенная часть B-лимфоцитов превращается в плазматические клетки, которые способны вырабатывать антитела. К периферическим органам относятся селезенка, миндалины и лимфоузлы, в которых находятся зоны созревания иммунных клеток. Иммунологические функции осуществляются на двух уровнях: 1. Неспециализированные защитные механизмы, действующие против любого чужеродного фактора. Эти механимы действуют постоянно, и обеспечивают состояние получившее название врожденный / естественный иммунитет./ неспецифическая резистентность. Неспецифическая резистентность – это относительный уровень врожденной устойчивости организма, независимо от его вида, к различным патогенным факторам. Неспецифическая резистентность является первым защитным барьером на пути внедрения инфекционного агента 2. Второй уровень иммунологических функций составляет механизмы, определяющие способность организма к избирательному ответу на конкретные чужеродные структуры,именуемые антигенами. Это приобритенный / специфический иммунитет. Рожденный и приобритенный иммунитет реализуется в действием клеток и гуморальных факторов, образуя клеточный и гуморальный иммунитет. Особенность приобретенного иммунитета - иммунологическая память - способность к быстрому и сильному ответу на повторное воздействие антигена. Первое воздействие антигена - первичный ответ; Повторное воздействие антигена - вторичный ответ; Развитие специфического иммунного ответа проходит несколько этопав: 1. Первый этап - скрытый / индуктивный. Начинается с перестройки иммунной системы и не сопроваждается появлением антител или сенсибилизированных клеток. 2. Второй этап - период появления и нарастания в организме антител и сенсабилизированных лимфоцитов, уровень которых достигает максимума к пику иммунного ответа. 3. Третий этап - постепенное снижение выраженности указанных показателей до уровня возможности их выявления , либо продолжается продукция небольших количеств антител в течении долгого времени. Это способствует поддержанию резистентности организма к возбудителю иммунного ответа. 2. Теории иммунитета. Понятие об иммунной системе. Строение иммунной системы (органный, клеточный, молекулярный уровни организации). Значение местного иммунитета в осуществлении иммунных процессов. Й. Фодор (1887), а затем Дж. Наттолл (1888) сообщили о бактерицидных свойствах сыворотки крови. Г. Бухнер (1889) установил, что это свойство зависит от наличия в сыворотке особых термолабильных «защитных веществ»,названных им алексинами. Ж. Борде (1898) представил факты, свидетельствующие об участии в цитоцидном эффекте двух различных по своим свойствам субстратов сыворотки – термолабильного комплемента и термостабильного антитела. Э.Беринг и С. Китазато (1890) указали на способность иммунных сывороток нейтрализовать столбнячный и дифтерийный токсины. П.Эрлих (1891) – открытие антител, нейтрализующих токсины растительного (рицин, абрин) происхождения Иммунология как определенное направление исследований возникла из практической необходимости борьбы с инфекционными заболеваниями. Ее нередко делят на классическую (старую) и современную (новую). Это деление условное, так как новая иммунология выросла из классической из той, которая изготовила прививки против оспы, бешенства, сибирской язвы и т.д. На смену инокуляции пришел метод вакцинации (от лат. < vacca > - корова), разработанный в конце 18 в. английским врачом Э. Дженером. Он произвел прививку коровьей оспы 8 - летнему мальчику Д.Фиппсу, а затем через 1,5 месяца заразил его натуральной оспой, как это делалось при инокуляции. Мальчик не заболел. Через 1,5 месяца Э. Дженер повторно подверг его инокуляции, и вновь мальчик остался здоровым. Несмотря на большой практический вклад Э. Дженера в борьбу с оспой, его исследования носили частный характер и касались лишь одного конкретного заболевания. Зарождение инфекционной иммунологии связывают с именем выдающегося французского ученого Луи Пастера. Хотя Пастер разработал принципы вакцинации и успешно применял их на практике, но он ничего не знал о факторах, включенных в процесс защиты от инфекций. У него было наивное представление, будто введенные первый раз ослабленные микробы <выедают> что-то нужное именно этому виду микробов. Попадающим второй раз микробам нечего есть, они дохнут, инфекция не развивается. К 1890 г. благодаря работам Эмиля фон Беринга и Китазато стало известно, что в ответ на внедрение микроорганизмов или их токсинов в организме вырабатываются защитные вещества, получившие название антител. Работы этих ученых положили начало изучению механизмов гуморального иммунитета. Основоположником этой теории был немецкий фармаколог Пауль Эрлих. В те же годы И.И. Мечников обнаружил феномен фагоцитоза и создал клеточную (фагоцитарную) теорию иммунитета. Новый этап развития иммунологии связан в первую очередь с именем выдающегося австралийского ученого Мак-Фарлейна Бернета. Рассматривая иммунитет как реакцию, направленную на дифференциацию всего <своего> от всего <чужого>, он поднял вопрос о значении иммунных механизмов в поддержании генетической целостности организма в период индивидуального (онтогенетического) развития. Именно Бернет обратил внимание на лимфоцит как основной участник специфического иммунного реагирования, дав ему название <иммуноцит>. Бернет предсказал, а англичанин Питер Медавар и чех Милан Гашек экспериментально подтвердили состояние, противоположное иммунной реактивности - толерантности. Кроме того, Бернет указал на особую роль тимуса в формировании иммунного ответа. И, наконец, Бернет остался в истории иммунологии как создатель клонально-селекционной теории иммунитета. Иммунная система – это система организма, которая защищает его от всех чужеродных веществ извне (вирусы, бактерии, грибы и т. д.) и контролирует уничтожение вышедших из строя или устаревших собственных клеток. Иммунная система включает центральные и периферические органы. Центральные органы иммунной системы представляют собой красный костный мозг и тимус. Костный мозг является хранилищем стволовых клеток, из которых образуются клетки крови. В зависимости от ситуации, стволовые клетки трансформируются в иммунные В-лимфоциты. При необходимости, определенная часть B-лимфоцитов превращается в плазматические клетки, которые способны вырабатывать антитела. Тимус (или вилочковая железа) – один из главных органов иммунной системы, расположенный у человека за грудиной ниже ключиц, который отвечает за образование Т-клеток иммунной системы в лимфоидных тканях организма К периферическим органам относятся селезенка, миндалины и лимфоузлы, в которых находятся зоны созревания иммунных клеток. Миндалины, получившие свое название из-за внешней схожести с миндалем, представляют собой скопление лимфоидной ткани в верхней части носоглотки. У человека шесть миндалин: две небные, две грудные и по одной носоглоточной и язычной. Самыми крупными из них являются небные миндалины, или гланды, которых легко осмотреть самостоятельно в зеркале, если достаточно широко раскрыть рот Селезенка является самым крупным лимфоидным органом. Кроме того, она может накапливать некоторое количество крови. В экстренных ситуациях селезенка способна послать свои запасы в общий кровоток. Это позволяет улучшить качество и скорость иммунных реакций организма. Селезенка очищает кровь от бактерий и перерабатывает всевозможные вредные вещества. В ней полностью разрушаются эндотоксины, а также остатки умерших клеток при ожогах, травмах или других повреждениях тканей. У людей, оставшихся по какой-либо причине без селезенки, ухудшается иммунитет. Лимфатические узлы представляют собой небольшие образования округлой формы, расположенные в грудной полости (бронхолегочные, бронхотрахеальные) и брюшной полости (пейеровы бляшки, аппендикс и другие), окологрудные на поверхности грудной клетки, на шее и на конечностях. Лимфоузел – это один из барьеров на пути инфекций и раковых клеток, играющий роль своеобразной таможни. В нем образуются лимфоциты – специальные клетки, которые принимают активное участие в уничтожении вредных веществ. Центральные органы иммунной системы отвечают за образование и созревание клеток, а периферические органы обеспечивают защиту, то есть иммунный ответ. Периферические и центральные органы иммунной системы выполняют свои работу только вместе и если выходит из строя какой-либо один из этих органов, то организм лишится защитного барьера. Врожденный иммунитет на клеточном уровне представляют: ● моноциты – предшественники макрофагов (клетки, пожирающие чужеродные частицы). Образуются в костном мозге, затем поступают в кровь, но быстро ее покидают, превращаясь в тканевые макрофаги и дендритные клетки ● макрофаги и дендритные клетки расположены в коже, слизистых. Обладают подвижностью, переносятся с током крови и лимфы. Они поглощают (фагоцитируют) патоген, и уже внутри себя при помощи содержимого вакуолей растворяют его. Дендритные клетки ветвятся подобно дереву. Благодаря ветвям-антеннам они работают связистами между врожденным и приобретенным видами иммунитета Нейтрофилы – самые многочисленные иммунные клетки в крови человека. Они циркулируют в крови всего 8-10 часов и бόльшую часть своей жизни путешествуют по тканям организма. При встрече с патогеном они его захватывают и переваривают, после чего обычно сами погибают. Из разрушенных нейтрофилов высвобождаются гранулы, содержащие антибиотические вещества. Гранулы эозинофилов и базофилов осуществляют химическую защиту организма от крупных патогенов, например, паразитических червей, грибов, внеклеточных бактерий. Однако при чрезмерной активности могут участвовать и в развитии аллергической реакции; ● натуральные (естественные) киллеры или NK-клетки (англ. Natural killer cells, NK cells) – тип цитотоксических лимфоцитов, участвующий в функционировании врождённого иммунитета. Они на высокой скорости уничтожают клетки, инфицированные бактериями и вирусами, а также опухолевые клетки. ● клетки крови, содержащие в цитоплазме гранулы (гранулоциты): нейтрофилы, эозинофилы и базофилы Молекулярными(гуморальные) факторами врожденного иммунитета являются: ● белки, связывающие ионы металлов (железа, цинка), необходимых для жизнедеятельности и размножения патогенов – лактоферрин, кальпротектин, мембранный белок и другие; ● ферменты, генерирующие окислители – кислород и оксид азота: ● ферменты, способные расщеплять клеточную мембрану патогенов – лизоцим, хитиназа, фосфолипаза А2; ● белки и пептиды, нарушающие целостность клеточной оболочки микроорганизма – комплемент, эозинофильный протеин, дефензины и другие. Местный иммунитет - это комплекс приспособлений, который защищает поверхности, соприкасающиеся с внешней средой, от чужеродных биологических агентов. Тем самым местный иммунитет участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма, его целостности и является неразрывной и соподчиненной частью общего иммунитета. ● В то же время механизмы местного иммунитета отличаются значительным своеобразием. Поэтому он представляет собой достаточно хорошо очерченную автономную систему организма. Обезвреживание болезнетворных микробов и вирусов - далеко не единственная и, возможно, не главная функция местного иммунитета. ● Эта система участвует и в предупреждении распространения возбудителей заразных болезней от больных к здоровым. Поэтому местному иммунитету принадлежит исключительно важное значение в популяционной устойчивости. Местный иммунитет даст команду системам регуляции организма и при необходимости проведет подготовку к боевым действиям расширит бронхи, усилит кровоснабжение слизистых оболочек. На вооружении у местного иммунитета есть и целая система специфической защиты. Представлена она особыми антителами, которые получили название секреторных иммуноглобулинов . Это фактически аналоги антител, только местного уровня. Секреторные иммуноглобулины распознают врагов, нейтрализуют вирусы и токсины бактерий, именно они оценивают, насколько велика опасность. И если действительно велика, если отразить атаку не получается, именно иммуноглобулины особой биохимической связью информируют об этом специальные тучные клетки. Ну а уже тучные клетки объявляют всеобщую мобилизацию, к месту прорыва агрессора подтягиваются химические факторы неспецифической защиты, туда же устремляются боевые клетки - фагоциты. 3. Понятие антигенов, их основные виды и характеристики. Химическое строение антигенов. Антигены - вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и вызывающие развитие иммунных реакций (гуморальных, клеточных, иммунологической толерантности, иммунологической памяти и др.). Свойства антигенов, наряду с чужеродностью , определяет их иммуногенность- способность вызывать иммунный ответ и антигенность - способность (антигена) избирательно взаимодействовать со специфическими антителами или антиген- распознающими рецепторами лимфоцитов. Антигенами могут быть белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты в комбинации между собой или липидами. Антигенами являются любые структуры, несущие признаки генетической чужеродности и распознаваемые в этом качестве иммунной системой. Наибольшей иммуногенностью обладают белковые антигены, в том числе бактериальные экзотоксины, вирусная нейраминидаза. Антигены разделены на полные (иммуногенные) , всегда проявляющие иммуногенные и антигенные свойства, и неполные (гаптены) , не способные самостоятельно вызывать иммунный ответ. Гаптены обладают антигенностью, что обусловливает их специфичность, способность избирательно взаимодействовать с антителами или рецепторами лимфоцитов, определяться иммунологическими реакциями. Гаптены могут стать иммуногенными при связывании с иммуногенным носителем (например, белком), т.е. становятся полными. За специфичность антигена отвечает гаптенная часть, за иммуногенность- носитель (чаще белок). Иммуногенность зависит от ряда причин (молекулярного веса, подвижности молекул антигена, формы, структуры, способности к изменению). Существенное значение имеет степень гетерогенности антигена, т.е. чужеродность для данного вида (макроорганизма), степени эволюционной дивергенции молекул, уникальности и необычности структуры. Чужеродность определяется также молекулярной массой, размерами и строением биополимера, его макромолекулярностью и жесткостью структуры. Белки и другие высокомолекулярные вещества с более высоким молекулярным весом наиболее иммуногенны. Большое значение имеет жесткость структуры, что связано с наличием ароматических колец в составе аминокислотных последовательностей. Последовательность аминокислот в полипептидных цепочках- генетически детерминированный признак. Антигенность белков является проявлением их чужеродности, а ее специфичность зависит от аминокислотной последовательности белков, вторичной, третичной и четвертичной (т.е. от общей конформации белковой молекулы) структуры, от поверхностно расположенных детерминантных групп и концевых аминокислотных остатков. Коллоидное состояние и растворимость- обязательные свойства антигенов. Специфичность антигенов зависит от особых участков молекул белков и полисахаридов, называемых эпитопами. Эпитопы или антигенные детерминанты- фрагменты молекул антигена, вызывающие иммунный ответ и определяющие его специфичность. Антигенные детерминанты избирательно реагируют с антителами или антиген- распознающими рецепторами клетки. Структура многих антигенных детерминант известна. У белков это обычно фрагменты из 8- 20 выступающих на поверхности аминокислотных остатков, у полисахаридов- выступающие О- боковые дезоксисахаридные цепи в составе ЛПС, у вируса гриппа- гемагглютинин, у вируса иммунодефицита человека- мембранный гликопептид. 4. Понятие антигенной детерминанты (эпитопа) и носителя антигенов. Виды антигенной специфичности. Эпитопы качественно могут отличаться, к каждому могут образовываться “свои” антитела. Антигены, содержащие одну антигенную детерминанту, называют моновалентными, ряд эпитопов- поливалентными. Полимерные антигены содержат в большом количестве идентичные эпитопы (флагеллины, ЛПС). Основные типы антигенной специфичности (зависят от специфичности эпитопов). 1.Видовая - характерна для всех особей одного вида (общие эпитопы). 2. |