Тема: Гуморальный иммунный ответ. Антитела.

Основные вопросы, разбираемые на занятии:

1. В-лимфоциты: поверхностные маркеры, В-клеточный рецептор, структура (константные и вариабельные участки, полипептидные цепи). Механизмы В-клеточной активации. Функция В-лимфоцитов.

2. Этапы гуморального адаптивного иммунного ответа. Взаимодействие клеток при формировании гуморального адаптивного ответа.

2. Антитела. Структура молекулы иммуноглобулинов. Классы иммуноглобулинов. Биологические свойства.

3. Полные и неполные антитела. Генетика иммуноглобулинов: изотипы, аллотипы, идиотипы.

4. Биологические эффекты взаимодействия антител с антигенами: активация системы комплемента, нейтрализация токсинов и вирусов, лизис агглютинация и опсонизация.

 

Иммунные реакции принято подразделять на два типа: ГУМОРАЛЬНЫЕ и КЛЕТОЧНЫЕ. Для иммунного ответа гуморального типа характерна выработка АНТИТЕЛ, которые называются эффекторами В-звена иммунной системы, так как именно В-лимфоциты становятся антителопродуцирующими (плазматическими) клетками.

В-лимфоциты – это те клетки, которые обеспечивают выработку антител и являются основным клеточным субстратом гуморального иммунного ответа.

В процессе дифференцировки В-лимфоцитов выделяют 2 основных ЭТАПА:

1. АНТИГЕННЕЗАВИСИМЫЙ и

2. АНТИГЕНЗАВИСИМЫЙ.

 

АНТИГЕННЕЗАВИСИМАЯ дифференцировка В-клеток происходит в костном мозге без участияантигена, причем происходит постоянно по следующей схеме:

 

1. Стволовая кроветворная клетка (гемопоэтическая стволовая клетка, англ. HSC) ↓

2. Общий предшественник Т- и В-лимфоцитов↓

3. Про В-клетка↓

4. Предшественник В лимфоцитов (Пре-В-клетка) ↓

5. Незрелые В-лимфоциты↓

6. В-лимфоциты (зрелые) - прямые предшественники антителообразующих клеток.

 

Принципиальной основой В-лимфопоэза является образование зрелых лимфоцитов, несущих на поверхностной мембране молекулы Ig М (мембранная форма IgM – sIgM или BCR), выполняющих функции рецепторов специфичных к одному определенному антигену. Кроме того, появляются другие мембранные структуры, значимые для функционирования лимфоцита. Важным является процесс формирования различных индивидуальных для каждой В-клетки антигенраспознающих рецепторов. В-лимфоциты в костном мозге проходят обязательный этап – селекцию, заключающуюся в программированной гибели (апоптозе) аутореактивных клонов лимфоцитов, что называется делецией клона (clonaldeletion). Этот механизм обеспечивает толерантность к собственным (аутологичным) антигенам организма.

Второй этап. В-лимфоциты, встретив и распознав антиген своим иммуноглобулиновым рецептором (BCR), размножаются, образуя клон идентичных клеток, и дифференцируются в плазматические клетки – продуценты антител. Таким образом, вторым этапом развития В-лимфоцитов является их иммуногенез – АНТИГЕНЗАВИСИМАЯ дифференцировка, которая происходит в периферических органах иммунной системы. В отличие от антигеннезависимой дифференцировки не все клоны В-лимфоцитов претерпевают антигензависимую дифференцировку. Этот этап развивается лишь в том случае, если клон В-лимфоцитов реагирует на внедрившийся в организм АНТИГЕН. При этом с антигеном будут взаимодействовать только те клоны В-лимфоцитов, антигенраспознающие рецепторы которых специфичны к его антигенным детерминантам. Плазматические клетки - конечная стадия полностью дифференцировавшихся В-лимфоцитов и продуцирующих антитела к определенному антигену.

Каждый В-лимфоцит способен синтезировать только единственный вид антител к определенной антигенной детерминанте (эпитопу). Антигензависимая дифференцировка зависит не только от распознавания антигена клоном В-лимфоцитов. В этом процессе участвуют антигенпрезентирующие клетки и Т-лимфоциты, если антиген Т-зависимый.

Антигенраспознающим рецептором В-лимфоцитов (BCR) является мономерный иммуноглобулин М, связанный с мембраной клетки. Молекула IgМ также плотно связана с гетеродимерами Ig-a/Ig-b. Этот комплекс молекул и формирует единый В-клеточный рецептор (ВКР). Каждый гетеродимер содержит экстрацеллюлярный Ig-подобный сегмент, мембранный участок и цитоплазматический хвост, который связан с внутриклеточными сигнальными молекулами. Гетеродимеры Ig-α /Ig-β участвуют в трансдукции сигнала с IgМ в ядро клетки. Дефектность молекул Ig-α /Ig-β нарушает проведение сигнала с рецептора внутрь клетки.

Задание №1. Заполните таблицу «Общая характеристика клеток-участниц гуморального иммунного ответа»

 

Клетка		Цитокины	Рецепторы	Биологический эффект
АПК
Регуляторная
Эффекторная

Задание №2. Зарисуйте схему гуморального иммунного ответа на Т-зависимые и Т-независимые антигены. Отразите в схеме роль клеток участвующих в этом процессе.

 

Задание №3 Схематично зарисуйте строение молекулы иммуноглобулина класса G. Обозначьте на рисунке структурные компоненты этих молекул (выберите из списка справа).

 

1- Н-цепь,  2-L- цепь, 3- дисульфидные связи (-S-S-), 4-вариабельная область -V-домены, 5-константная область - С-домены 6- антигенсвязывающий центр 7- Fab фрагмнт 8- Fc фрагмент

Задание №4. Заполните таблицу «Основные характеристики иммуноглобулинов человека»

 

Характеристика	IgM	IgG	IgA	IgD	IgE
Молекулярная масса, кД
Субклассы
Количество мономеров
Валентность
H-цепь
L-цепь
J-цепь
Уровень в сыворотке крови, г/л
% от общего уровня Ig
Период полураспада, сут.
Связывание комплемента
Цитотоксичесая активность
Опсонизация
Преципитация
Агглютинация
Участие в аллергических реакциях
Прохождение через плаценту
Наличие в секретах в секреторной форме

 

Задание №5. Дайте определение основным свойствам антител.

Свойство	Определение
Специфичность
Валентность
Аффинность
Авидность

 

 

Занятие № 6                                                                         Дата_____________________

Тема: Первичный и вторичный иммунный ответ. Иммунологическая память. Иммунологическая толерантность.

Основные вопросы, разбираемые на занятии:

1. Сравнительная характеристика первичного и вторичного иммунного ответа.

2. Динамика накопления антител, фазы антителообразования.

3. Иммунологическая память.       

4.Т-клетки памяти. В-клетки памяти.

5. Иммунологическая толерантность.

Задание 1. Заполните таблицу «Сравнительная характеристика первичного и вторичного гуморального иммунного ответа».

 

Характеристика	Первичный иммунный ответ	Вторичный иммунный ответ
Реагирующие клетки
Персистенция антигена в крови
Накопление антител в крови
Время формирования оптимальной концентрации IgG
Присутствие клеток памяти
Место взаимодействия клеток с антигеном

 

Задание №2 Дайте определения и опишите события, соответствующие фазам антителообразования, обозначьте эти фазы на графике:

1. Латентная (индуктивная) _____________________________________________________

_____________________________________________________________________________

2. Логарифмическая____________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3. Стационарная_______________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

4. Фаза снижения______________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Иммунологическая память - это способность иммунной системы отвечать более быстро и эффективно на антиген (патоген), с которым у организма был предварительный контакт.

Такая память обеспечивается (образовавшимися в результате предшествующих контактов иммунной системы с антигенами) антигенспецифическими клонами как В-клеток, так и Т-клеток (клетками памяти), которые функционально более активны в результате прошедшей первичной адаптации к определенному антигену.

В результате первой встречи запрограммированного лимфоцита с определенным антигеном образуются две категории клеток: эффекторные, которые немедленно выполняют специфическую функцию - секретируют антитела или реализуют клеточные имунные реакции, и клетки памяти, которые циркулируют длительное время. При повторном поступлении данного антигена они быстро превращаются в лимфоциты-эффекторы, которые вступают в реакцию с антигеном. При каждом делении запрограммированного лимфоцита после его встречи с антигеном количество клеток памяти увеличивается.

 

Иммунологическая толерантность — состояние, характеризующееся «терпимостью» иммунной системы по отношению к чужеродным для неё Аг.

Иммунологическую толерантность подразделяют на:

· физиологическую;

· патологическую;

· искусственную.

Физиологическая толерантность подразумевает «терпимость» системы ИБН к собственным Аг. 

· Элиминация в антенатальном периоде (когда иммунная система ещё недостаточно созрела) тех клонов лимфоцитов, которые подверглись антигенной перегрузке — массированному воздействию собственных Аг. Это положение выдвинули М. Бернет и Ф. Феннер в сформулированной ими клонально-селекционной гипотезе. В лабораторных условиях этот феномен воспроизводится путём подсадки эмбриону и плоду животного ткани или органа другого животного того же вида (аллотрансплантата). Повторная трансплантация взрослому животному такого же трансплантата не приводит к его отторжению — развивается толерантность к нему. Таких животных (в организме которых имеется генетически и антигенно чужеродная ткань или орган), называют химерами. Подобныйхимеризм развивается и у двуяйцевых близнецов, которые, во время пренатального периода обмениваются разногруппной кровью. Во взрослом состоянии им можнобеспрепятственно переливать кровь обеих групп.

· Изоляция Аг ряда органов от контакта с иммуноцитами структурно-физиологическими барьерам и. К таким органам относятся мозг, глаза, семенники, щитовидная железа, которые отделены от внутренней среды организма гемато-тканевыми барьерами (гемато-энцефалическим, гемато-офтальмическим, гемато-тиреоидным). Эту разновидность толерантности называют изоляционной.

· Подавление пролиферации и дифференцировки аутоагрессивных (действующих против собственных клеток) Т-лимфоцитов в центральном органе иммунной системы — тимусе. Этот феномен называют центральной селекцией и ликвидацией аутоцитотоксических лимфоцитов.

· Гибель (апоптоз) клонов лимфоцитов, активирующихся аутоантигенами. В такой ситуации Т-лимфоциты, реагирующие на Аг собственного организма, экспрессируют Fas-рецепторы, на которые действуют Fas-лиганды нормальных клеток, что активирует программу апоптоза.

· Депрессия цитотоксических лимфоцитов Т-супрессорами.

· Анергия Т-лимфоцитов, не активированных костимуляторами.

·