Тема: «антигены. Клетки иммунной системы обеспечивающий общий иммунитет»

 

Иммунный ответ вызывают АГ; термин предложил Детр - Дойч, 1899г.

АГ - вещества различного происхождения, несущие признаки генетической чужеродности и вызывающие развитие иммунной реакции:

- гуморальных

- клеточных

- состояние иммунологической толерантности

- индуцирование иммунологической памяти

 

Свойства АГ определяет их иммуногенность - способность индуцировать иммунный ответ и антигенность - способность АГ избирательно реагировать со специфичностью к нему АГ или АГ - распознающими рецепторами лимфоцитов.

АГ разделяют на 1 полные (иммуногенные)

2 неполные (гаптены),

обладают антигенностью, но не иммуногены.

Гаптены могут стать иммуногенными, при связывании с носителем - шлеппером (Сакс), обладающим собственной иммуногенностью. Например: хром и никель, связываясь с белками кожи способны вызвать аллергический контактный дерматит, при повторном контакте. 

Специфичность АГ определяет антигенная детерминанта - ЭПИТОН - это фрагмент молекулы АГ локализующийся внутри или на поверхности молекулы, индуцирующий иммунный ответ.

По своей природе аг могут быть белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты в комбинации между собой или липидами.

 Наибольшей иммунногенностью обладают белковые АГ.

Например: все бактериальные токсины, вирусная нейраминидаза и гемолизины, сывороточные белки.

Различают: экзогенные АГ и эндогенные АГ - продукты собственно клеточного организма. Чаще это вирусные белки, синтезирующиеся вирусинфицированнами клетками хозяина; аномальные белки опухолевых клеток.

Гетерогенные АГ, характерные наличием общих АГ - детерминант между тканями организмов разных таксонометрических групп или перекресные АГ.

Например: Rh - система эритроцитов человека Rh - АГ - перекресная, т.к. их агглютинирующая АТ к эритроцитам обезьян Масасus rhesus. Известны общие АГ эритроцитов человека и палочки чумы, вирусов оспы и гриппа.

 

 

КЛЕТОЧНО - и ТКАНЕСПЕЦИФИЧНОСТЬ АГ:

Многие ткани организма человека имеют большое количество   АГ.

 

ОПУХОЛЕВЫЕ АГ.

Вирусспецифичные АГ - синтез клетки зараженной вирусом.

Ауто  АГ -

Бактериальные АГ-  (соматические)

О - АГ связаны с клеточной стенкой бактерии - это сложный липополисахарднопротеиновый комплекс. Термостабилен, не разрушается при обработки спиртом, формалином.

О - АГ различны у бактерий.

К - АГ (капсульный) содержится в капсуле и клеточной стенке - оболочечный - это полисахариды.

Vi - АГ - поверхностная АГ у кишечных бактерий, возбудитель брюшного тифа - термолябилен связан с вирулентностью микроорганизма.

Н - АГ (жгутиков) -  это белок флагеллин, термолябилен.

 При росте и размножении микроорганизмов в искусственных условиях или в организме АГ могут утрачиваться - это диссоциация Аг.

Например, S - R -диссоциация.

 

КЛЕТКИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ.

ЛИМФОЦИТЫ, МАКРОФАГИ, ДЕНДРИТНЫЕ КЛЕТКИ.

По функциональным свойствам все иммунокомпетентные клетки разделяют на эффекторные и регуляторные. Все взаимодействия этих клеток регулируют цитокины, известные как медиаторы иммунного ответа.

ЛИМФОЦИТЫ.

В организме лимфоциты постоянно рециркулируют между зонами скопления лимфоидной ткани. Распределение лимфоцитов в лимфоидных органах (лор узлы, селезенка, тимус и др.) и их миграция по кровеносному руслу лимфатической  системы строго упорядочены и отражают функцию отдельных клеток.

Лимфоциты имеют одинаковую морфологию при световой микроскопии, но их ультраструктура, функции, поверхностно - клеточные маркеры, имеют индивидуальное развитие (клоны) и их «судьба» различны. Все лимфоциты происходят из единой костно-мозговой стволовой клетки, но различные популяции лимфоцитов и (других клеток) развиваются под влиянием разных дифференциальных сигналов.

По наличию поверхностных маркеров все лимфоциты разделяются на популяции, основные: Т –лимфоциты (thymus - зав.) и В - лимфоциты (bursa - зав. Лимфоидная ткань кишечника)

 

Т - клетки: в физиологических условиях располагается в белой  пульпе селезенки и во внутреннем слое лимфатического узла.

Функция: только Т – клетки распознают АГ, они ответственны за реализацию клеточных иммунных реакций, а так же помогают В - лимфоцитам реагировать на АГ при реализации гуморальных иммунных реакций.

Активация: необходимо 2сигнала

1) от макрофагов - представление АГ

2) синтез и секреция ИЛ1 интерлейкина (медиатор активности).

Субпопуляции Т- хелперы или Т - помощники

- специфически распознают АГ

- стимулируют дифференциацию В -клетки

- активируют макрофаги

Т - индукторы - распознают АГ

- активируют хелперы, супрессоры и цитоксические субпопуляции Т - клеток.

Т - супрессоры - регулируют интенсивность иммунного ответа,

- предотвращают развитие аутоиммунной реакции, защищают организм от нежелательных последующих иммунных реакций. Т- супрессоры обеспечивают толерантность (невосприимчивость) матери к отцовским АГ, представлены на клетках плода, что дает возможность выживать чужеродному в иммунологическом отношении плоду в организме матери.

Цитотоксические Т - лимфоциты ЦТЛ!

Т - эффекторные клетки - гиперчувствительность замедленного типа.

Т - киллеры - цитотоксическое действие на чужеродные клетки.

Т - клетки иммунной памяти, индуцируют при первичном и работают при вторичном иммунном ответе.

 

В - ЛИМФОЦИТЫ.

Основная функция: участие в гуморальных иммунных ответах (реакциях).

Происхождение: из красного костного мозга пре В клетки мигрируют в Т независимые зоны лимфоидных органов. В физиологических условиях в краевой зоне селезенки, наружной кортикальной зоне, зоны лимфатических узлов.

На периферии (вне костного мозга) эти клетки приобретают характер для них поверхностные клеточные маркеры. Продолжение жизни В клетки различают (от нескольких лет В- клеточной памяти, до нескольких недель. Клоны плазматических клеток - КПК). КПК интенсивно синтезируют и секретируют АГ.

 

МАКРОФАГИ - фагоцитирующие мононуклеарные клетки. Происходят из стволовой клетки красного костного мозга. Циркулирующие в крови макрофаги - моноцитарные клетки, мигрирующие в ткани, обозначают как тканевые макрофаги или гистиоциты.

 

Функции: 1. Неспецифическое поглощение АГ их расщепление на меньшие фрагменты.

2. представление АГ лимфоцитам

3.  экспрессия молекул МНС

Major Histocompatibility Complex - главных комплексах совместимости тканей - уникального для каждого организма и определяет его биологическую индивидуальность.

Выделяют молекулы 1класса, 2класса, 3класса.

1 и 2 - отвечают, контролируют иммунный ответ. 1 – находятся на поверхностях всех ядросодержащих клетках.

2класс - находится на мембранах иммуннокомпетентных клеток (макрофаги, моноциты, Т и В лимфоциты).

3класс - кодирует С. …

4. Образование ИЛ – 1 - усиливают последний ответ АФ, а также синтез и секрецию цитокинов.

Дендритные клетки -костномозгового генеза, популяция отросчатых клеток лимфоидной ткани (в лимфатических узлах, селезенки, вилочковой железы, дендритные клетки тимуса).

 

Клеточный иммунный ответ.

Если реализация иммунного ответа требует присутствия иммуннокомпетентных клеток - это клеточно - опосредованный иммунитет. В этих случаях иммунные реакции зависят от лимфоцитов, которые должны сначала распознавать АГ.

АГ - распознающие рецепторы находятся на мембране Т - лимфоцитов, они реагируют с АГ в комплексе с молекулой МНС. Клеточный иммунный ответ специфичен.

Индукция Т - клеточно - опосредованных реакций начинается с поглощения и переработки АГ (обычно это делают макрофаги).

Затем макрофаг «представляет» АГ лимфоцитам.

Дендритные клетки активируют лимфоциты. Обязательное условие взаимодействия макрофага и Т- лимфоцита - идентичность молекул. МНС (т.е. АГ распознается, будучи представленным только в контексте собственного аллельного варианта молекулы МНС).

Затем предъявленный на поверхности АГ связывается с цитотоксическим Т – лимфоцитом (ЦТЛ), который содержит перфорин, уничтожая АГ.

РЕАКЦИИ ГИПЕРЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЗАМЕДЛЕННОГО ТИПА (РЗТ).

С помощью Т - клеток - ГЗТ. Они распознают АГ и секретируют гамма - интерферон и другие лимфокины, которые стимулируют цитотоксичность макрофагов и усиливают другие Т и В - клеточные ответы.

ГЗТ - это местный клеточно - опосредовательный иммунный ответ (проба с туберкулином) реакция развивается только через 24 - 48 часов после внутрикожного введения.

Развитием ГЗТ отвечают только организмы с предшествующей сенсибилизацией.

Сенсибилизация Т – клеток ГЗТ распознают гомологичные эпитоны, представленные на мембранах дендритных клеток,  и секретируют медиаторы -   лимфокины, активизирующие макрофаги.

Активные макрофаги  секретируют множество биологически активных соединений, вызывающие воспаление и уничтожение бактерий, опухоли…

Биологически активные соединения - цитокины: ИЛ, фактор некротической опухоли

Активные метаболики О2, катионные белки, лизоцим, лактоферрин.           

 

АНТИТЕЛА. Гуморальный иммунный ответ.

В гуморальном иммунном ответе участвуют макрофаги, Т – хелперы, В - лимфоциты.

МАКРОФАГ - поглощающий вторгшийся в организм микроорганизм и подвергает его переработке - расщепление на фрагменты. Фрагменты АГ выставляются на поверхности клетки вместе с молекулой МНС. Комплекс АГ - молекула 2класса МНС предъявляется Т - хелпером.

Узнавание Т – хелпером комплекса  на поверхности макрофага стимулирует секрецию ИЛ1 Т - хелпер, активирует ИЛ -1, синтезирует ИЛ2, который стимулирует пролиферацию Т - хелперов и ЦТЛ (цитотоксичность Т – лимфоцитов).

Биологический смысл этого процесса состоит  в накоплении такого количества Т- хелперов, которое обеспечивает образование в лимфоидных органах необходимое количество плазматических клеток, способных вырабатывать АТ к данному АР.

Активация В - лимфоцита предполагает прямое  взаимодействие АР с молекулой Jg на поверхности В - клеток. В этом случае сам В - лимфоцит перерабатывает АР и представляет его фрагмент в связи с молекулой 2класса МНС на своей поверхности. Этот комплекс распознает  Т – хелпер и это узнавание приводит к секреции Т – хелпер ЦЛ – 2, ИЛЧ, ИЛ5 и гамма - ИФН, под действием которого В – клетки размножаются, образуя клон плазматических клеток.

Плазматическая клетка синтезирует АТ или lg, часть зрелых В - лимфоцитов циркулируют в организме как клетки памяти.

Антитела, Ig составляют основу гуморального иммунитета. Синтезируются при стимуляции Агенами, поступающими в организм (инфекция, вакцины) или образующимися эндогенно.

Как правило АТ специфически взаимодействует с комплементарным АГ.

Однако существуют Ig взаимодействуют с эпитопами, общими для различных АГ; такие АТ известны как перекрестно - реагирующие или гетероспецифичные.

АТ представлены:  - сывороточными гликопротеинами (гамма – глобулины)

Ig образуют один из основных классов белков крови, составляя 20% массы белка плазмы. Гены, кодирующие синтез известных классов Ig, расположены в хромосомах 2, 14, 22.

Структурной единицей АТ является мономер, состоящий из 2легких (эль - цепи) и 2тяжелых (Н – цепи) цепей. В цепях различают вариабельную область            

(V – область) и постоянную или константную С - область.

V - области, эль  и Н цепей образуют АР - связывающий центр (активный центр АТ, паратоп) или Faв – фермент. Контактная область молекулы имеют Fc - фрагмент – АГ - связывающий центр.

АГ - связывает центр комплементарен эпитопу АГ по принципу «ключ - замок».

Прочность этой связи - аффинность зависит от пространственного соответствия реагирующих поверхностей электростатических, гидрофобных взаимодействий и сил Ван дер Вальса.

АТ характеризует валентность, равная числу его активных центров. Молекулы Ig как min 2х валентны; такие АТ - полные АР, а мономеры _ неполные АТ.

Реакции между АГ и АТ обратны, в прямом направлении протекают с выделением тепла.

Fc - фрагмент определяет специфичность связывания молекулы Ig с клетками - эффекторами (макрофаги, полиморфиоядерные лейкоциты, тучные клетки) несущие на своей поверхности рецепторы Fc фрагмента.

Области (домены) константные участков определяют - вторичные функции АТ (Ig) направляют активацию С.

В зависимости от структуры Н – цепей выделяют 5разных классов (изотинов) АТ     IgA, IgД, IgE, Ig G, Ig M

IgM -  пентамер, из 5 субъединиц, имеет 10 АГ - связывающих участков.

Наиболее ранний класс АТ, обнаруживаемый при первичном попадании АГ в организм, т.е. наличии IgM к АГ конкретного возбудителя указывает на наличие острого инфекционного процесса.

Образование Ig M к некоторым АГ (например: жгутики АГ бактерий) осуществляется постоянно, значительная часть АТ Гр «-«бактерий относится к Ig M.

Ig M - основной класс АТ, синтезируем у новорожденных и младенцев. Пик их образование приходится на 4-5 сутки с последнего снижения титра.

Эффекты Ig M: - опсонизируют

- аглютинируют  

- преципитируют

- муцируют АГ

++++ - активируют систему С.

Мало подвержен действию иммунодепрессантов (в отличие от других)

IgG - основной класс Ig (до 75% всех Ig), защищают организм от бактерий, вирусов, токсинов. Максимальные титры IgG при первичном ответе наблюдается на 6-8 сутки.

Обнаружение высоких титров IgG к АГ конкретного возбудителя указывает на то, что организм находится на стадии реконвалесценции или конкретное заболевание перенесено недавно. В особенно большом количестве IgG синтезируется при вторичном ответе.

Эфф. IgG: - реакции иммунного цитолиза

- реакции нейтрализации

++++ - усиливающие фагоцитоз

++ - противовирусная активность

++ - активизирует комплемент.

Только IgG беременной форсируют плацентарный барьер путем эндоцитоза затем попадает в капилляры плода. Транспорт IgG через плаценту обеспечивает формирование пассивного иммунитета у плода.

Ig A - В сывороточном   пуле = 15 – 20%. IgА секретируется на поверхность эпителия. Присутствие в слюне, слезах, молоке выделяются на поверхность слизистых оболочек, где взаимодействует с АГ, усиливая защитные свойства слизистых оболочек пищеварительного тракта, дыхательных, половых и мочевыделительных путей. В сыворотке IgА циркулируют в виде мономеров, а в секретирующихся Ig преобладают 4х валентные + дополнительная полипептидная цепь (синтезируется эпителиальными клетками секреторный компонент). Секреторный компонент также защищает IgA от переваривания протеолитическими ферментами секретов.

IgE - специфически реагируют с тучными клетками и базофильными лейкоцитами (содержат биологически активные амины). АГ - фрагменты Faв + IgE специфичном взаимодействием АГ. Сформированный иммунный комплекс взаимодействует с рецепторами Fc - фрагментов IgE, встроенных в клеточную мембрану базофила или тучной клетки. Это является сигналом для экзоцитоза гистамина, что ведет к развитию острой аллергической реакции. Защитные потенциалы IgE направлены преимущественно против гельминтов.

IgД - биологическая роль не выяснена. Они обнаружены на поверхности развивающихся В - лимфоцитов. В сыворотке крови в норме - крайне мало, максимально их содержание к 10 годам. Некоторое увеличение при беременности и бронхиальной астме, системной красной волчанке.

ЗАЩИТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ГУМОРАЛЬНОГО ИММУНИТЕТА.

АТ (Ig) помогают предотвратить инфицированиеи или эмининировать возбудитель, активизируя при этом несколько механизмов:

- опсонизация - иммунный фагоцитоз, т.е. связывания АГ с клеточной стенкой микроорганизма, с последующим эффективным поглащением образовавшегося комплекса фагоцитом.

- антитоксический эффект

- активизация комплемента (IgM и IgG)

-нейтрализация, препятствие адгезии и проникновение микроорганизма в клетку организма.

 

Тема: « ВЗАИМОДЕСТВИЕ АГ и АТ. СЕРОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ.»

В основе современной теории взаимодейсвие АГ и АТ лежат представления о наличии у АГ несколько детерминантных групп и двух активных центров в молекуле АТ.

АГ - детерминанты несут электрический заряд. АТ несут в области Faв – фрагментов структуры, комплементарные детерминантной группе антигена, причем концевые части полипептидных цепей АТ имеют заряд, противоположный заряду детерминанту группе АР.

 Полярные группы АГ и АТ, обладающие противоположными зарядами, соединяются между собой. Прочность образовавшегося комплекса зависит от количества реагирующих групп и полноты совпадения структуры полярных групп АГ и АТ. Прямая пропорциональность.

Различают - оптимальное соотношение АГ и АТ - полное взаимное насыщение всех их валентностей. Образуются прочные комплексы, выпадающие в осадок и видимые простым глазом.

- избыток АТ, часть активных центров Ig остается свободной и образование комплекса задерживается. Видимого проявления реакции нет.

- избыток АГ. Каждый активный центр АТ заполнен молекулой АГ, нехватает АТ для соединения с другими молекулами АГ. Образуются рыхлые, мелкие, невидимые глазом комплексы.

Реакции между АГ и АТ - это реакции иммунитета.

Особенности: 1. высокая чувствительность

3. строгая специфичность

Реакции АГ с АТ называют серологические реакции (от латинского serum - сыворотка) или гуморальные, т.к. участвуют в них АТ (Ig) находятся в сыворотки крови.

Реакции АГ с сенсибилизированными лимфоцитами называют клеточными реакциями иммунитета.

Иммунология это не только теоретическая часть, но и сугубо практический раздел медицины.

Реакции иммунитета легли в основу лабораторных методов диагностики инфекционных заболеваний, индентификация микроорганизмов, дифферинциация эритроцитов для определения групп крови.

 

СЕРОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ.

В диагностических целях применяются в 2х направлениях: 1) для серологической диагностики инфекционных заболеваний, т.е. для определения неизвестных АТ с помощью известного АГ

2) для определения вида АГ (микроба) или его серовара с помощью известных диагностических сывороток.

Для серологической реакции характерны 2 показателя: 

1. специфичность, т.е. способность АГ реагировать только гомологичными АТ

2. чувствительность - это возможность определения минимального количества АГ или АТ.

Корпускулярные АГ дают феномен агглютинации; растворимые АГ - преципитацию.

Простые реакции: реагируют 2 компонентами АГ и АТ.

Реакции агглютинации (склеивание) и выпадение в осадок корпускулярной АГ (бактерии, эритроциты, химические частицы) под влиянием АТ в среде с  электролитом.  

2фазы: 1 неспецифическая адсорбция АТ (агглютининов) на поверхности  клетки несущей соответствующие АГ (агглютиногены)

2 образование агрегата (агглютинат) И выпадение его в осадок (только в присутствии раствора Nacl – 0,9%).

Механизм: теория «решетки», т.е. двухвалентная АГ соединяется с 2 детерминантными АГ.

Характер и быстрота зависят от строения АГ.

Например: О – АГ бактерии, течет реакция медленно, мелкозернистая.

Н - АГ бактерии вызывают быструю реакцию, крупнохлопчатый осадок.

Повысить чувствительность и специфичность реакции можно путем увеличения ее титра, т.е. титра сыворотки, - максимальное разведение, в котором еще обнаруживаются агглютинация АГ.

Чем выше титр АГ, тем достовернее результат реакции.

! Для отличия «+» реакции за счет ранее перенесенной инфекции или вакцинации от протекающей инфекции определяют динамику нарастания титра АТ, которая наблюдается при текущей инфекции.

Реакция непрямой или пассивной гемм. агглютинации (РНРА) - это реакция в которой АТ агглютинирует АГ, предварительно адсорбированный на различных субстратах. В качестве адсорбентов чаще всего применяют эритроциты различных животных, живые и убитые бактерии из S - колонии.

В некоторых случаях пользуются обратным вариантом, т.е. адсорбируют не АГ а АТ на эритроцитах (обратная РПРА).

РЕАКЦИЯ КУМБСА.

Метод выявления неполных (одновалентных) АТ,  образующих при бруцеллезе, Rh - конфликт.

Для постановки реакции необходима антиглобулиновая сыворотка, содержащая полные АТ.

Неполные АТ предварительно инкубируют с корпускулярными АГ и вносят антиглобулиновую сыворотку. Одна молекула полных АТ взаимодействует с двумя молекулами неполных АТ, связавших АГ; в результате происходитвидимая агглютинация; ее также обозначают как антиглобулиновый тест.

 

 

РЕАКЦИЯ ПРЕЦИПИТАЦИИ. РП

Основаны на феномене образования видимого осадка (преципитата) после взаимодействия растворимых, либо находящихся коллоидном дисперсном состоянии АГ с АТ. РП позволяет выявить незначительные количества АГ (до 10 в минус 6 степени белка). Они очень чувствительны, и их применяют для выявления отдельных компонентов в смеси АГ (суд - мед экспертиза для определения видовой принадлежности белка крови, спермы; диагноз сибирской язвы (реакция Асколи), туляремии; в санитарной практике определяют фальсификацию рыбы, мяса.

РЕАКЦИИ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ  (РН)

Основаны на способности АТ связывать различные возбудители или их метаболиты лишая их возможности реализовывать свои биологические свойства (т.е. нейтрализовывать)  

Реакции нейтрализации вирусов, токсинов, реакция иммобилизации: подавляет подвижность различных микроорганизмов (иммобилизация бледной трепонеллы, холерного вибриона).

РЕАКЦИИ ИММУННОГО ЛИЗИСА.

Специфические АТ взаимодействуя с различными клетками (бактерии, простейшие, эритроциты), что приводит к активации системы комплемента по классическому пути и последующему лизису клеток.

Реакция гемолиза: под влиянием АТ и комплемента мутная взвесь эритроцитов превращается в ярко - красную прозрачную жидкость - лаковую кровь вследствии выхода гемоглобина. Используют эритроциты барана (АГ); гемолитическую иммунонизированную сыворотку кроликов и комплемент - сыворотку крови  морской свинки.

ОПСОНОФАГОЦИТАРНАЯ РЕАКЦИЯ.

Фагоцитарную активность лейкоцитов крови оценивают по интенсивности захвата или тест - бактерий, в качестве которых используют стандартную культуру Haph. Для количественной оценки фагоцитарной активности рассчитывают фагоцитарный показатель - среднее количество захваченных бактерий на один лейкоцит; и % фагоцитированных клеток. О наличии АТ опсонитов в сыворотки крови судят по повышению его фагоцитарной активности, о чем свидетельствует опсонический индекс - отношение фагоцитарного числа иммунизированной сыворотки к фагоцитарному числу нормальной сыворотки.

СЛОЖНЫЕ РЕАКЦИИ.

Реакция связывания комплемента РСК - 5 компонентов.

Реакция разработана Борде и Жангу (1901г). Они установили, что при образовании комплекса АГ -АТ происходит адсорбция комплемента. Этот процесс не наблюдается везуально, для выявления адсорбции комплемента использовали индикаторную гемолитическую систему - эритроциты барана, сенсибилизированную гемолитической антисывороткой кролика.

При внесении сенсибилизированных эритроцитов в пробирку с исследуемой сывороткой, АГ и комплемент гемолиз произойдет только при наличии свободного комплемента (реакция отрицательная).

Если комплемент адсорбировался на системе АГ - АТ, гемолиза не будет (реакция положительная).

Например, реакция Вассермана.