Ответы на коллоквиум по микробиологии. Ответы на микробу 2 коллок. Занятие инфекция, иммунитет, аллергия
 Скачать 0.51 Mb.
|
|
Ответ: Авидность (лат. - avidity) характеристика прочности связи специфических антител с соответствующими антигенами. Индекс авидности (ИА) антител испытуемых сывороток рассчитывают (в %) по формуле: ИА = ОП1 х 100/ОП2 где: ОП1 — ОП в лунках с антигенами после обработки раствором, удаляющим низкоавидные IgG; ОП2 — ОП в лунках с той же сывороткой, не обработанных раствором. Выявление в испытуемой сыворотке антител с индексом авидности ниже 30-35% (у разных производителей) указывает на свежую первичную инфекцию обследованного пациента. Выявленный показатель авидности, равный или превышающий 40%, указывает на то, что в сыворотке содержатся анамнестические высоко-авидные антитела, свидетельствующие об инфекции в прошлом. Показатель авидности антител в интервале 31-39% может свидетельствовать о поздней стадии первичной инфекции или недавно перенесенной инфекции только при условии выявления антител в высокой концентрации. Таким образом, определение авидности антител к данному возбудителю позволяет выделить первичную инфекцию, дифференцировать ее от периода реактивации или вторичного проникновения антигена в организм. Но данный тест рекомендуется применять для пациентов, в сыворотке крови которых обнаружены IgM. Ig G: структура, физико-химические особенности, функции. Ответ: Иммуноглобули́ны G (IgG) — класс антител. IgG составляют около 75 % антител плазмы крови у человека и являются наиболее часто встречаемыми в кровотоке антителами. IgG продуцируются плазматическими B-клетками, и каждая молекула IgG имеет два сайта связывания антигена. Структура. Антитела IgG — крупные молекулы массой около 150 кДа[2][3], состоящие из четырёх полипептидных цепей. Одна молекула IgG содержит две идентичные тяжёлые цепи типа γ массой около 50 кДа и две лёгкие цепи массой около 25 кДа. Две тяжёлые цепи связаны друг с другом и с лёгкими цепями посредством дисульфидных связей. Получающийся тетрамер состоит из двух идентичных половин, которые вместе формируют Y-образную структуру. На каждом конце «вилки» находится по одному сайту связывания с антигеном, которые имеют вариабельную структуру. «Ствол» Y-образной структуры константен, обозначается Fc и содержит высококонсервативные сайты N-гликозилирования. Присоединённые к Fc N-гликаны обогащены фукозой и образуют сложные структуры. Некоторые из этих гликанов также содержат N-ацетилглюкозамин и α-2,6-связанные остатки сиаловой кислоты. Функция. Антитела составляют главную часть гуморального иммунитета. IgG — главный тип антител крови и межклеточной жидкости, поэтому принимает участие в контроле инфекции по всему телу, связываясь с самыми разными патогенами: вирусами, бактериями, грибками. Связывание IgG с патогенами вызывает их иммобилизацию и связывание друг с другом (агглютинацию). Покрывание поверхности патогена молекулами IgG (опсонизация) позволяет распознать, поглотить и уничтожить его фагоцитам. Кроме того, IgG активирует классический путь системы комплемента[en], который приводит к образованию белков, уничтожающих патоген. Молекулы IgG также способны к связыванию и нейтрализации[en] токсинов. Этот вид антител играет важную роль в зависимой от антител клеточной цитотоксичности[en] (англ. antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC) и внутриклеточный опосредованный антителами протеолиз[en] за счёт связывания с TRIM21[en] (рецептор клеток человека, обладающий максимальной афинностью к IgG). В результате этих процессов вирионы направляются на разрушение в протеасомах цитозоля[5]. IgG также связаны с реакциями гиперчувствительности II и III типов. IgG образуются за счёт переключения классов антител[en], поэтому они участвуют преимущественно во вторичном иммунном ответе[6]. IgG секретируется в виде мономеров, которые легко проникают в ткани. IgG — единственный вид антител, способный к проникновению через плаценту при помощи специальных рецепторов, обеспечивая защиту плода in utero. Наряду с IgA[en], которые входят в состав грудного молока, остатки IgG, проникнувшие в плод через плаценту, обеспечивают гуморальный иммунитет младенца, пока его собственная иммунная система не начала работать. Высокий процент IgG содержится в молозиве, особенно коровьем. В течение первых шести месяцев младенец имеет, по сути, иммунитет матери и имеет защиту против тех патогенов, с которыми она сталкивалась, пока полученные от матери антитела не разрушаются. IgG участвуют в развитии аллергических реакций и могут предотвращать анафилактические реакции, опосредованные IgE[en]*, взаимодействуя с антигенами раньше, чем это сделают IgE, связанные с тучными клетками. Таким образом, IgG блокируют системную анафилаксию, вызванную проникновением в организм небольшого количества антигена, вместе с тем участвуя в анафилактических реакциях, спровоцированных большим количеством антигена[7]. Ig M: структура, физико-химические особенности, функции. Ответ: Иммуноглобули́ны M (IgM) — класс антител. Молекулы IgM являются самыми тяжёлыми (молекулярная масса 990 кДа[1]) и наиболее сложно организованными иммуноглобулинами. Молекула свободного IgM представляет собой пентамер[en], каждый мономер которого состоит из двух тяжёлых цепей (μ-цепей) и двух лёгких цепей κ- или λ-типов. Мономеры объединены в пентамер посредством дисульфидных мостиков и J-цепи[en][2]. При первичном попадании в организм антигена иммуноглобулины IgM из всех антител образуются первыми[3][4]. Кроме того, они первыми появляются в онто- и филогенезе. У человека и других млекопитающих IgM синтезируются плазматическими клетками, находящимися в селезёнке[5][6]. IgM наиболее активны в антибактериальном иммунитете и при ряде аутоиммунных заболеваний[7]. Структура Молекула IgM состоит из пяти мономерных субъединиц, располагающихся радиально, причём их Fc-фрагменты направлены в центр комплекса, а Fab-фрагменты обращены наружу. В каждом мономере тяжёлая цепь (μ-цепь) включает около 576 аминокислотных остатков (а. о.). Она содержит вариабельный домен (VH-домен) длиной около 110 а. о. и четыре константных домена (C-домена), обозначаемых Cμ1, Cμ2, Cμ3 и Cμ4 соответственно, однако в ней отсутствует шарнирный участок. Функционально его частично заменяет домен Cμ2, содержащий в первичной структуре остатки пролина. Существует предположение, что этот домен стал эволюционным предшественником шарнирной области γ- и α-цепей иммуноглобулинов G и A соответственно. Каждый C-домен состоит примерно из 110 а. о. и имеет хвостовой участок длиной около 20 а. о. По данным рентгеноструктурного анализа, остатки пролина в домене Cμ2 обеспечивают Fab-фрагменту гибкость, необходимую для обнаружения антигенных детерминант на поверхности антигенпрезентирующей или бактериальной клетки. Каждая μ-цепь связана с пятью олигосахаридами, присоединёнными к остаткам аспарагина: один «пришит» к домену Cμ1, три — к домену Cμ3 и один — к хвостовой части цепи[11]. Лёгкие цепи представлены λ- или κ-типом, содержат около 220 а. о. и включают вариабельный домен VL (около 110 а. о.) и константный домен CL (около 110 а. о.)[12]. Мономеры соединяются в пентамер посредством дисульфидных мостиков и J-цепи, с которой у каждого пентамера взаимодействует остаток цистеина, локализованный в C-концевом участке мономера. J-цепь представляет собой небольшой кислый белок длиной около 137 а. о. J-цепь связывает две μ-цепь посредством дисульфидных связей. Однако IgM существует не только в пентамерной форме. Известна мономерная форма IgM, которая находится на поверхности B-лимфоцитов и выполняет роль антигенраспознающего рецептора, а свободный IgM, входящий в состав плазмы крови, существует в виде пентамера. Мембранные мономеры отличаются от мономеров, входящих в состав пентамера, числом аминокислотных остатков в хвостовой части аминокислотной цепи[13][14]. Хотя у человека и мыши преобладающей формой IgM является пентамер, у шпорцевых лягушек (Xenopus sp.) IgM существует преимущественно в гексамерной форме[15][16], у костистых рыб — в тетрамерной[en] форме. Пентамерная форма IgM преобладает и у хрящевых рыб (например, акул)[17][18]. Причина, по которой IgM человека и мыши существует в основном виде пентамера, неясна, так как теоретически он может формировать и стабильный гексамер[19][20]. Эксперименты на мышах показали, что у них может образовываться гексамерная форма IgM только в случае невозможности взаимодействия μ-цепей с J-цепью (если она не экспрессируется[21] или в μ-цепях отсутствуют остатки цистеина, необходимые для связывания с J-цепью[22][23]). Таким образом, у мыши гексамеры никогда не образуются при наличии J-цепей, а пентамерная форма может существовать как при наличии J-цепи, так и в её отсутствие[24]. С помощью разнообразных методов, таких как рентгеноструктурный анализ и ЯМР-спектроскопия, была установлена структура доменов Cμ1—Cμ4, которые экспрессировали по отдельности в клетках кишечной палочки Escherichia coli. Как и в случае остальных иммуноглобулинов, μ-цепь IgM содержит 7 перекрывающихся бета-листов, стабилизированных междоменными дисульфидными связями. Константный участок IgM по форме похож на шляпочный гриб, в котором домены Cμ2—Cμ3 образуют «шляпку», а домен Cμ4 формирует подобие «ножки»[25]. Функции IgM — первые иммуноглобулины, которые начинают синтезироваться в плоде человека (примерно на 20-й неделе)[26]. Иммуноглобулины M могут взаимодействовать с компонентом C1[en] системы комплемента и активизировать классический путь системы комплемента, в результате чего происходит опсонизация антигенов и цитолиз. IgM взаимодействуют с молекулами полииммуноглобулинового рецептора[en] (plgR), благодаря чему попадают на слизистые оболочки, такие как выстилку кишечника, а также в грудное молоко. В этом взаимодействии участвует J-цепь[27]. При трансплантации органов в организме реципиента вырабатываются IgM, направленные против пересаженного органа, однако они не участвуют в реакции отторжения трансплантанта и могут оказывать защитную роль[28]. При первичном столкновении с антигеном IgM образуются первыми, они появляются и при повторных столкновениях, но в меньших количествах. IgM не проходят через плаценту (через неё проходят только иммуноглобулины G). Наличие в плазме крови IgM против определённых возбудителей свидетельствует о ранних этапах инфекции, а в крови новорождённого — о внутриматочной инфекции (например, синдроме врождённой краснухи[en]). В норме IgM часто присутствуют с плазме крови в связанном с определёнными антигенами виде, за что их иногда называют «натуральными антителами». Причиной этого явления может служить высокая авидность IgM, из-за чего они связывают антигены с низкой кросс-реактивностью[en], встречающиеся в плазме крови здорового человека[ Аллергическая реакция гуморального (немедленного) типа – тип I. Механизм развития, клиническая значимость. Ответ: Аллергия (греч. «allos» – другой, иной, «ergon» – действие) – это типовой иммунопатологический процесс, возникающий на фоне воздействия антигена-аллергена на организм с качественно измененной иммунологической реактивностью и сопровождающийся развитием гиперергических реакций и повреждением тканей. Гиперчувствительность немедленного типа (ГНТ) — гиперчувствительность, обусловленная антителами (IgE, IgG, IgM) против аллергенов. Развивается через несколько минут или часов после воздействия аллергена: расширяются сосуды, повышается их проницаемость, развиваются зуд, бронхоспазм, сыпь, отеки. Поздняя фаза ГНТ дополняется действием продуктов эозинофилов и нейтрофилов. К ГНТ относятся I, II и III типы аллергических реакций (по Джеллу и Кумбсу): I тип — анафилактический, обусловленный главным образом действием IgE; II тип — цитотоксический, обусловленный действием IgG, IgM; III тип — иммунокомплексный, развивающийся при образовании иммунного комплекса IgG, IgM с антигенами. В отдельный тип выделяют антирецепторные реакции. Основные типы реакций гиперчувствительности I тип — анафилактический. При первичном контакте с антигеном образуются IgE, которые прикрепляются Fc-фрагментом к тучным клеткам и базофилам. Повторно введенный антиген перекрестно связывается с IgE на клетках, вызывая их дегрануляцию, выброс гистамина и других медиаторов аллергии. Первичное поступление аллергена вызывает продукцию плазмоцитами IgE, IgG4. Синтезированные IgE прикрепляются Fc-фрагментом к Fc-pe цепторам (FceRl) базофилов в крови и тучных клеток в слизистых оболочках, соединительной ткани. При повторном поступлении аллергена на тучных клетках и базофилах образуюто комплексы IgE с аллергеном (перекрестная сшивка FceRl антигеном), вызывающие дегрануляцию клеток. Клинические проявления гиперчувствительности I типа. Клинические проявления гиперчувствительности I типа могут протекать на фоне атопии. Атопия — наследственная предрасположенность к развитию ГНТ, обусловленная повышенной выработкой IgE-антител к аллергену, повышенным количеством Fc-рецепторов для этих антител на тучных клетках, особенностями распределения тучных клеток и повышенной проницаемостью тканевых барьеров. Анафилактический шок — протекает остро с развитием коллапса, отеков, спазма гладкой мускулатуры; часто заканчивается смертью. Крапивница — увеличивается проницаемость сосудов, кожа краснеет, появляются пузыри, зуд. Бронхиальная астма — развиваются воспаление, бронхо-спазм, усиливается секреция слизи в бронхах. Аллергические реакции гуморального (немедленного) типа: тип III. Механизм возникновения, клиническая значимость. Ответ: III тип — иммунокомплексный. Антитела классов IgG, IgM образуют с растворимыми антигенами иммунные комплексы, которые активируют комплемент. При избытке антигенов или недостатке комплемента иммунные комплексы откладываются на стенке сосудов, базальных мембранах, т. е. структурах, имеющих Fc-рецепторы. Первичными компонентами III типа гиперчувствительности являются растворимые иммунные комплексы антиген-антитело и комплемент (анафилатоксины С4а, СЗа, С5а). При избытке антигенов или недостатке комплемента иммунные комплексы откладываются на стенке сосудов, базальных мембранах, т.е. структурах, имеющих Fc-рецепторы. Повреждения обусловлены тромбоцитами, нейтрофилами, иммунными комплексами, комплементом. Привлекаются провоспалительные цитокины, включая TNF-a и хемокины. На поздних стадиях в процесс вовлекаются макрофаги. Реакция может быть общей (например, сывороточная болезнь) или вовлекать отдельные органы, ткани, включая кожу (например, системная эритематозная волчанка, реакция Артюса), почки (например, волчаночный нефрит), легкие (например, аспергиллез) или другие органы. Эта реакция может быть обусловлена многими микроорганизмами. Она развивается через 3-10 часов после экспозиции антигена, как в реакции Артюса. Антиген может быть экзогенный (хронические бактериальные, вирусные, грибковые или прото-зойные инфекции) или эндогенный, как при системной эри-тематозной волчанке. Клинические проявления III типа. Сывороточная болезнь происходит при введении высоких доз антигена, например лошадиной противостолбнячной сыворотки. Через 6-7 дней в крови появляются антитела против лошадиного белка, которые, взаимодействуя с данным антигеном, образуют иммунные комплексы, откладывающиеся в стенках кровеносных сосудов и тканях. Развиваются системные васкулиты, артриты (отложение комплексов в суставах), нефрит (отложение комплексов в почках). Реакция Артюса развивается при повторном внутрикожном введении антигена, который локально образует иммунные комплексы с ранее накопившимися антителами. Проявляется отеком, геморрагическим воспалением и некрозом. Аллергические реакции клеточного (замедленного) типа (тип IV). Механизм развития, роль в патогенезе и иммунитете инфекционных заболеваний. Кожно-аллергические пробы, их диагностическое значение. Ответ: ГЗТ (4) — иммунное воспаление — механизм, защитное и повреждающее действие. Примеры К аллергическим реакциям относят два типа реагирования на чужеродное вещество: гиперчувствительность немедленного типа (ГНТ) и гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ). К ГНТ относятся аллергические реакции, проявляющиеся уже через 20—30 мин после повторной встречи с антигеном, а к ГЗТ — реакции, возникающие не ранее чем через 24—48 ч. Механизм и клинические проявления ГНТ и ГЗТ различны. ГНТ связана с выработкой антител, а ГЗТ — с клеточными реакциями. ГЗТ впервые описана Р. Кохом (1890). Эта форма проявления не связана с антителами, опосредована клеточными механизмами с участием Т-лимфоцитов. К ГЗТ относятся следующие формы проявления: туберкулиновая реакция, замедленная аллергия к белкам, контактная аллергия. В отличие от реакций I, II и III типов реакции IV типа не связаны с антителами, а обусловлены клеточными реакциями, прежде всего Т-лимфоцитами. Реакции замедленного типа могут возникать при сенсибилизации организма: 1. Микроорганизмами и микробными антигенами (бактериальными, грибковыми, протозойными, вирусными); 2. Гельминтами; 3. Природными и искусственно синтезированными гаптенами (лекарственные препараты, красители); 4. Некоторыми белками. Следовательно, реакция замедленного типа может вызываться практически всеми антигенами. Но наиболее ярко она проявляется на введение полисахаридов, низкомолекулярных пептидов, т. е. малоиммуногенных антигенов. При этом реакцию вызывают малые дозы антигенов и лучше всего при внутрикожном введении. Механизм аллергической реакции этого типа состоит в сенсибилизации Т-лимфоцитов-хелперов антигеном. Сенсибилизация лимфоцитов вызывает выделение медиаторов, в частности интерлейкина-2, которые активируют макрофаги и тем самым вовлекают их в процесс разрушения антигена, вызвавшего сенсибилизацию лимфоцитов. Цитотоксичность проявляют также и сами Т-лимфоциты. О роли лимфоцитов в возникновении аллергий клеточного типа свидетельствуют возможность передачи аллергии от сенсибилизированного животного несенсибилизированному с помощью введения лимфоцитов, а также подавление реакции при помощи антилимфоцитарной сыворотки. |