Занятие Понятие об иммунитете и иммунологии. Предмет, задачи и основные иммунологии
 Скачать 60.96 Kb.
|
|
3.Свойства антигенов: специфичность. специфичность — способность АГ взаимодействовать с гомологичными AT, рецепторами. Наибольшее значение в иммунологической специфичности антигена имеют поверхностно расположенные химические группы. Их называют детерминантами. Крупные естественные белковые молекулы несут на себе несколько детерминантных групп. 4.Механизмы персистенции антигенов в организме (пути проникновения, локализация,путиэмилинации). 5.Основные механизмы врожденного иммунитета. Физиологические и анатомические барьеры. Паттерн-распознающие рецепторы.
Врожденный иммунитет является наиболее древней защитной системой позвоночных, ведущей функцией которой является борьба с инфекционными агентами (бактериями, вирусами, грибами, простейшими), которые объединяются термином «патогены». Некоторые формы врожденного иммунитета обнаружены у всех многоклеточных растений и животных, в то время как адаптивный иммунитет в эволюции возникает позднее – у челюстных позвоночных – и дополняет хорошо развитую у них систему врожденного иммунитета. Врожденный иммунитет осуществляет защиту против инфекций путем практически немедленной активации при поступлении патогена в организм. Система врожденного иммунитета не имеет своих специализированных органов, ее составляющие рассредоточены по всему организму. Основными компонентами врожденной иммунной системы являются: · Анатомические физико-химические барьеры - кожа и слизистые оболочки, которые физически препятствуют проникновению патогенов в организм. В этих барьерных органах содержится и целый ряд химических агентов, оказывающих подавляющее и токсическое действие на клетки инфекционных агентов (кислая среда содержимого желудка, целый ряд растворимых молекул, обладающих антимикробной активностью). · Паттерн-распознающие рецепторы врожденного иммунитета (ПРР) – растворимые и клеточные, к которым в первую очередь относятся NOD-рецепторы и Толл-подобные рецепторы. ПРР обеспечивают детектирование ассоциированных с патогенами молекулярных структур (ПАМС) и молекулярных структур, ассоциированных с опасными для жизнедеятельности клеток ситуациями (ОАМС), которые формируются в результате гибели или повреждения клеток. 6.Понятие об антигенпрезентирующих клетках. Презентация эндогенных антигенов иммунным клеткам. Антиген-представляющие клетки располагаются на главных путях поступления антигенов в организм (в коже н слизистых оболочках), откуда, захватив антигены, они мигрируют в периферические органы иммунной системы, где представляют антигены лимфоцитам. Виды антиген-представляющих клеток. Способностью представлять антигены обладают дендритные АПК, моноциты и макрофаги, а также В-лимфоциты. Функции АПК включают: захват нативного (неизмененного) антигенного материала путем фагоцитоза, пиноцитоза или рецепторно-опосредованного эндоцитоза; частичный протеолиз (процессинг) антигенного материала в эндосомах (или лизосомах) в течение 30-60 мин. при низких pH с высвобождением эпитопов антигенов (антигенных детерминант) - линейных пептидных цепочек длиной 8-11 аминокислот, определяющих специфичность реакции антигена с антителом; синтез гликопротеиновых молекул главного комплекса гистосовместимости, или МНС (от англ. MajorHistocompatibilityComplex), называемого у человека также системой HLA (от англ. HumanLeuko-cyteAntigens - антигены лейкоцитов человека); связывание синтезированных молекул МНС с эпитопами антигенов; транспорт комплексов молекулы МНС/эпитоп антигена на поверхность АПК, где они представляются распознающим их лимфоцитам; экспрессию на поверхности клетки (наряду с комплексом мо-лекулы МНС/антиген) ряда добавочных(костимулирующих) молекул, усиливающих процесс взаимодействия с лимфоцитами; наиболее важной из них является В7; секрецию растворимых медиаторов (преимущественно ИЛ-1), которые вызывают активацию лимфоцитов. Эндогенные антигены образуются клетками организма в ходе естественного метаболизма или в результате вирусной или внутриклеточной бактериальной инфекции. Фрагменты далее презентируются на поверхности клетки в комплексе с белками главного комплекса гистосовместимости первого типа MHC I. В случае, если презентированные антигены распознаются цитотоксическими лимфоцитами (CTL, CD8+), Т-клетки секретируют различные токсины, которые вызывают апоптоз или лизис инфицированной клетки. Для того, чтобы цитотоксические лимфоциты не убивали здоровые клетки, аутореактивные Т-лимфоциты исключаются из репертуара в ходе отбора по толерантности. 7. Презентация экзогенных антигенов Т-лимфоцитам. Экзогенные антигены попадают в организм из окружающей среды, путем вдыхания, проглатывания или инъекции. Такие антигены попадают в антиген-представляющие клетки путем эндоцитоза или фагоцитоза и затем процессируются на фрагменты. Антиген-представляющие клетки затем на своей поверхности презентируют фрагменты Т-хелперам (CD4+) через молекулы главного комплекса гистосовместимости второго типа (MHC II). 8.Фагоцитоз-как этап иммунного ответа. Клетки, осуществляющие фагоцитоз. Фагоцито́з— процесс, при котором специально предназначенные для этого клетки крови и тканей организма (фагоциты) захватывают и переваривают твердые частицы. Осуществляется двумя разновидностями клеток: циркулирующими в крови зернистыми лейкоцитами (гранулоцитами) и тканевыми макрофагами. Открытие фагоцитоза принадлежит И. И. Мечникову, который выявил этот процесс, проделывая опыты с морскими звёздами и дафниями, вводя в их организмы инородные тела. Например, когда Мечников поместил в тело дафнии спору грибка, то он заметил, что на неё нападают особые подвижные клетки. Когда же он ввёл слишком много спор, клетки не успели их все переварить, и животное погибло. Клетки, защищающие организм от бактерий, вирусов, спор грибов и пр., Мечников назвал фагоцитами. У человека различают два типа профессиональных фагоцитов: - нейтрофилы - моноциты (в ткани — макрофаги) Основные этапы фагоцитарной реакции сходны для клеток обоих типов. Реакция фагоцитоза может быть подразделена на несколько этапов: 1. Хемотаксис (стадия сближения). Фагоцит сближается с объектом фагоцитоза, что может быть результатом случайного столкновения в жидкой среде. Но главным механизмом сближения, по-видимому, является хемотаксис — направленное передвижение фагоцита по отношению к объекту фагоцитоза. Активное передвижение отчетливо наблюдается при наличии опорной поверхности клетки. Подобной поверхностью в естественных условиях служит ткань. В реакции фагоцитоза более важная роль принадлежит положительному хемотаксису. Ранее других клеток в очаг воспаления мигрируют нейтрофилы, существенно позже поступают макрофаги. Скорость хемотаксического перемещения для нейтрофилов и макрофагов сопоставима, различия во времени поступления, вероятно, связаны с разной скоростью их активации. 2. Адгезия фагоцитов к объекту (стадия прилипания). Обусловлена наличием на поверхности фагоцитов рецепторов для молекул, представленных на поверхности объекта (собственных или связавшихся с ним). Коснувшись объекта, фагоцит прикрепляется к нему. Лейкоциты, прилипшие в очаге воспаления к стенке сосуда, не отрываются даже при большой скорости кровотока. В механизме прилипания большую роль играет поверхностный заряд фагоцита. Поверхность фагоцитов заряжена отрицательно. Поэтому лучшая адгезия наблюдается, если объекты фагоцитоза заряжены положительно. 3. Стадия поглощения. Объект фагоцитоза может перемещаться двумя способами. В одном случае оболочка фагоцита в месте контакта с объектом втягивается и объект, прикрепленный к этому участку оболочки, втягивается в клетку, а свободные края мембраны смыкаются над объектом. Второй механизм поглощения — образование псевдоподий, которые обволакивают объект фагоцитоза и смыкаются над ним так, что, как и в первом случае, фагоцитированная частица оказывается заключенной в вакуоль внутри клетки. С помощью псевдоподий макрофаги поглощают микробов. 4. Стадия внутриклеточного переваривания. К вакуоли, содержащей фагоцитированный объект (фагосоме), присоединяются лизосомы и содержащиеся в них неактивные ферменты, активируясь, изливаются в вакуоли. Образуется пищеварительная вакуоль. В ней устанавливается рН около 5,0, что близко к оптимуму ферментов лизосом. Влизосом ах имеется широкий спектр ферментов, в том числе расщепляющих биологические макромолекулы рибонуклеазы, протеазы, амилазы, липазы. Антитела. Они выполняют распознавание и специфическое связывание соответствующих антигенов и эффекторную функцию: антитело индуцирует физиологические процессы, направленные на уничтожение антигена (лизис, стимуляция специализированных иммунокомпетентных клеток). Все антитела можно разделить на 5 больших классов – IgG, IgM, IgA, IgD, IgE. Иммуноглобулины IgG содержатся в сыворотке, имеют два участка для связывания антигена, осаждают растворимые в воде антигены, вызывают склеивание корпускулярных антигенов, вызывают их лизис, но при условии, что на антигене будет комплемент. В силу особенностей строения способны проходить через плаценту. Благодаря этому плод во время беременности получает от матери антитела против ряда возбудителей инфекционных болезней. Все остальные иммуноглобулины не способны в норме проходить через плацентарный барьер. Иммуноглобулины IgM содержатся в сыворотке и лимфе. Они способны преципитировать (осаждать), агглютинировать (склеивать) и лизировать антигены. Этот класс иммуноглобулинов обладает наибольшей способностью к связыванию комплемента. Иммуноглобулины IgA обнаружены в сыворотке и слизистых оболочках. Они не могут преципитировать, агглютинировать и лизировать корпускулярные антигены Под их влиянием активируется комплемент, в результате чего происходит опсонизация бактерий, что облегчает их захват фагоцитами (нейтрофилами и макрофагами). Иммуноглобулины IgD находятся в сыворотке, они не способны связывать комплемент. Роль их до настоящего времени не ясна. Иммуноглобулины IgE выявляются в сыворотке, не связывают комплемент, очевидно, участвуют в аллергических реакциях, так как при этих состояниях их концентрация в крови существенно возрастает. 9.Методы изучения фагоцитарной активности лейкоцитов. С помощью лабораторных методов можно оценить следующие функции моноцитов и макрофагов: представление антигена Т-лимфоцитам, антителозависимую клеточную цитотоксичность, противоопухолевую цитотоксичность, хемотаксис, фагоцитоз и бактерицидную активность. Кроме того, можно исследовать продукцию цитокинов активированными макрофагами. Исследуют такие функции нейтрофилов, как хемотаксис, адгезию, фагоцитоз, бактерицидную активность и продукцию свободных радикалов кислорода. 1. Методы определения хемотаксиса лейкоцитов. Направленное движение лейкоцитов в сторону стимулирующего агента – хемоаттраканта называется хемотаксисом. Хемотаксис нейтрофиловисследуют с помощью камеры Бойдена. Эта камера состоит из двух отделений, между которыми находится фильтр. В одно отделение камеры помещают суспензию нейтрофилов, в другое – хемотаксический фактор, например С5a. После инкубации нейтрофилов в камере Бойдена определяют, какое их количество мигрировало на противоположную сторону фильтра. Для исследования хемотаксиса нейтрофилов invivo используется метод кожного окна. С помощью скальпеля удаляют поверхностный слой эпидермиса площадью 4 мм2 (при этом должно появиться небольшое количество крови). На поврежденный участок помещают покровное стекло. В течение суток каждые 0,5—2 ч покровное стекло меняют. Затем стекла окрашивают и исследуют под микроскопом находящиеся на них лейкоциты. В норме в течение первых 2 ч наблюдается приток нейтрофилов к месту повреждения. В течение последующих 12 ч нейтрофилы замещаются моноцитами. Нарушения хемотаксиса наблюдают при ряде врожденных заболеваний фагоцитарной системы: синдромах Чедиака-Хигаси, дефектах адгезии лейкоцитов, при вторичных иммунодефицитных состояниях. 2. Определение адгезивных свойств. За адгезивные свойства нейтрофилов и моноцитов отвечают поверхностные рецепторы – селектины и интегрины. Обычно определяют экспрессию поверхностных антигенов CD11a, CD18, CD11b, CD11c с помощью моноклональных антител в методе проточной цитометрии. При иммунодефицитах, обусловленных нарушением адгезии лейкоцитов, наблюдается снижение экспрессии этих антигенов, как на покоящихся, так и на активированных клетках. Для определения функциональной активности адгезивных молекул фагоцитов используется оценка их способности прикрепляться к пластику, стеклу, культуре эпителиальных клеток. Нарушение адгезивных свойств фагоцитирующих клеток наблюдают при врожденных синдромах, связанных с нарушением экспрессии молекул адгезии – ЛАД-синдром I-го и II-го типа. К лабораторным признакам этих иммунодефицитов относится также нейтрофильный лейкоцитоз. Иммунодефициты, обусловленные нарушением адгезии лейкоцитов, проявляются рецидивирующими инфекциями, медленным заживлением ран и отсутствием гнойного отделяемого в очагах инфекции. 3. Определение фагоцитарной способности. Традиционным методом оценки стадии поглощения является подсчет в окрашенных препаратах числа частиц, захваченных нейтрофилами и моноцитами (фагоцитарный индекс), и количество частиц, захваченных одной клеткой (фагоцитарное число). В качестве объекта фагоцитоза используют различные бактерии, простейшие или синтетические частицы (латекс, зимозан). Оценка фагоцитоза с помощью проточной цитометрии является наиболее точным, быстрым и объективным методом. Определение фагоцитоза имеет значение в комплексной диагностике при первичных (синдром Чедиака-Хигаси) и вторичных иммунодефицитах. 4. Оценка бактерицидной активности. Определение внутриклеточной гибели микробов показывает завершенность фагоцитарного процесса и является суммарным показателем функциональной активности фагоцитарных клеток. Бактерицидность фагоцитов обусловлена кислородозависимыми (образование активных форм кислорода в процессе кислородного взрыва) и кислородонезависимыми (ферменты гранул) механизмами. Для оценки киллинга используют простейший микроскопический метод идентификации дегенеративных, полуразрушенных микробов в окрашенных препаратах лейкоцитов. Надежным и простым методом оценки внутриклеточной гибели микробов является проточнаяцитометрия с использованием флюоресцентных красителей, дифференцированно окрашивающих живые и убитые микробные клетки. С целью определения образования активных форм кислорода используют НСТ-тест и проточнуюцитометрию. НСТ-тест основан на восстановлении нитросинеготетразолия (НСТ) супероксидным анионом, образующимся при кислородном взрыве в лейкоцитах. Суть метода заключается в следующем: к фагоцитам добавляют желтый краситель нитросинийтетразолий, при его поглощении метаболическая активность фагоцитов возрастает, нитросинийтетразолий восстанавливается, продукты этой реакции окрашены в синий цвет. Реакцию учитывают микроскопически по количеству темно-синих гранул диформазана в клетке, образующихся при восстановлении НСТ. Отсутствие восстановления нитросинеготетразолия — характерный признак хронической гранулематозной болезни. НСТ-тест позволяет идентифицировать синдром Чедиака-Хигаси, дефицит миелопероксидазы, глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы и другие первичные иммунодефициты фагоцитарного звена. Повышенная способность фагоцитов к образованию активных форм кислорода наблюдается при воспалительных процессах инфекционной природы в организме. 5. Методы оценки системы комплемента. Комплемент — это группа сывороточных белков, состоящая из протеаз и их активаторов. Существуют два механизма активации комплемента — классический и альтернативный. Комплемент играет важную роль в защите от микробов, активирует катаболизм циркулирующих иммунных комплексов и участвует в регуляции функций иммунной системы. Для исследования компонентов классического пути активации комплемента определяют его гемолитическую активность. Суть метода заключается в следующем: 1) разные разведения сыворотки больного и нормальной сыворотки добавляют к эритроцитам барана, покрытым антителами; 2) степень гемолиза оценивают фотометрически по выходу гемоглобина в раствор. За единицу гемолитической активности комплемента принимают величину, обратную тому разведению сыворотки, при котором разрушаются 50% эритроцитов. Определение гемолитической активности комплемента позволяет обнаружить недостаточность компонентов комплемента, прежде всего участвующих в образовании мембраноатакующего комплекса. Кроме того, оценка этого показателя может использоваться для выявления активации комплемента, например при системной красной волчанке и гломерулонефрите, хотя чувствительность метода для этого недостаточно высока. Альтернативный путь активации комплемента исследуют редко. |