Взаимодействие специфических и неспецифических факторов иммунитета. Гуморальные и клеточные формы защиты. Возрастные особенности иммунологического статуса животных.

Это механизм неспецифической (естественная резистентность). Он представлен механическими барьерами кожи и слизистых оболочек, препятствующими проникновению микроорганизмов и другого чужеродного внутрь барьеры дополняются мерцательного эпителия, свойствами слизи, лизоцима, лактоферина и интерферонов.

В случае проникновения генетически чужеродного начала через кожу и слизистые оболочки в их удалении и удалении клеток собственного комплемент, нейтрофилы, другие гранулоциты, макрофаги.

Помимо механизма неспецифической защиты в обеспечении устойчивости к инфекционным и другим чужеродным агентам участвуют механизмы специфической защиты система, лимфоциты, антитела которые являются продуктом деятельности иммунной системы.

К специфическим механизмам защиты относят гуморальное и клеточное звенья иммунной системы. Специфичность механизма заключается в способности распознавать антиген и сохранять память о нем.

К неспецифическим механизмам защиты относят фагоцитоз и опосредованное комплементом разрушение клеток. Функционально специфические и неспецифические механизмы тесно связаны. Развитие иммунного ответа невозможно без участия макрофагов, в то же время активность макрофагов регулируется лимфоцитами.

Гуморальный иммунитет.

Гуморальный иммунитет связан с образованием антител. Антигенраспознающие рецепторы В-лимфоцитов представляют собой молекулы иммуноглобулинов. При связывании антигена с соответствующим рецептором и под влиянием цитокинов, вырабатываемых моноцитами, макрофагами и Т-лимфоцитами, происходит активация В-лимфоцитов, которые начинают делиться и дифференцироваться в лимфатических узлах в плазматические клетки.

Часть активированных В-лимфоцитов превращается в клетки памяти, которые обеспечивают более быстрый и эффективный иммунный ответ при повторном контакте с антигеном.

Клеточный иммунитет.

Клеточный иммунитет связан с образованием специализированных клеток, реагирующих с антигеном посредством его связывания и последующего разрушения. Иммунная реакция опосредована клетками - цитотоксическими Т- лимфоцитами и Т-хелперами. Цитотоксические Т-лимфоциты непосредственно контактируют с чужеродными клетками и разрушают их, а Т-хелперы вырабатывают биологически активные вещества - цитокины, активирующие макрофаги. По способности вырабатывать разные цитокины и участвовать в регуляции клеточного и гуморального иммунитета Т-хелперы подразделяют на Th1 и Th 2. Первые вырабатывают интерферон и интерлейкин-2, стимулируют пролиферацию цитотоксических Т-лимфоцитов и активируют макрофаги, вторые – интерлейкины - 4, -5, -6, стимулируют пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов, а также синтез антител разных классов.

Т-клетки связывают антигены, если они ассоциированы с расположенными на поверхности животных клеток определенными антигенными структурами, которые называются комплексом гистосовместимости.

Главный комплекс гистосовместимости

(ГКГС) - это группа генов и кодируемых ими антигенов клеточной поверхности, которые играют важнейшую роль в распознавании чужеродного и развитии иммунного ответа. Антигены ГКГС подразделяют на антигены классов I и II. Антигены ГКГС класса I участвуют в распознании трансформированных цитоксическими Т-лимфоцитами.

Антигены ГКГС класса II обеспечивают взаимодействие между Т-лимфоцитами и макрофагами в процессе иммунного ответа. Т-хелперы распознают чужеродный антиген лишь после его переработки макрофагами, соединения с антигенами ГКГС класса II и появления этого комплекса на поверхности макрофага. Способность Т-лимфоцитов распознавать чужеродные антигены только в комплексе с антигенами ГКГС называют ограничением по ГКГС.

Клеточный иммунитет проявляется в виде:

1) аллергических реакций замедленного типа (например,

туберкулиновые пробы, аллергический контактный дерматит);

2) защиты против внутриклеточных паразитов;

3) пртивовирусного и противомикозного иммунитета;

4) отторжения трансплантата;

5) противоопухолевого иммунитета;

Понятие об антигенах, их свойства, классификация. Антигены бактерий: поверхностные (капсульные), соматические, жгутиковые. Антигенная специфичность: видовая, групповая, типовая, использование в диагностике.

Антигены – это высокомолекулярные соединения. При попадании в организм вызывают иммунную реакцию и взаимодействуют с продуктами этой реакции: антителами и активированными лимфоцитами.

Классификация антигенов.

1. По происхождению: 1) естественные (белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, бактериальные экзо– и эндотоксины, антигены клеток тканей и крови); 2) искусственные (динитрофенилированные белки и углеводы); 3) синтетические (синтезированные полиаминокислоты, полипептиды).

2. По химической природе: 1) белки (гормоны, ферменты и др.); 2) углеводы (декстран); 3) нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК); 4) конъюгированные антигены (динитрофенилированные белки); 5) полипептиды (полимеры a-аминокислот, кополимеры глутамина и аланина); 6) липиды (холестерин, лецитин, которые могут выступать в роли гаптена, но, соединившись с белками сыворотки крови, они приобретают антигенные свойства).

3. По генетическому отношению: 1) аутоантигены (происходят из тканей собственного организма); 2) изоантигены (происходят от генетически идентичного донора); 3) аллоантигены (происходят от неродственного донора того же вида); 4) ксеноантигены (происходят от донора другого вида).

4. По характеру иммунного ответа: 1) тимусзависимые антигены (иммунный ответ зависит от активного участия Т-лимфоцитов); 2) тимуснезависимые антигены (запускают иммунный ответ и синтез антител В-клетками без Т-лимфоцитов).

Выделяют также: 1) Внешние антигены; попадают в организм извне. Это микроорганизмы, трансплантированные клетки и чужеродные частицы, которые могут попадать в организм алиментарным, ингаляционным или парентральным путем; 2) Внутренние антигены; возникают из поврежденных молекул организма, которые распознаются как чужие; 3) Скрытые антигены – определенные антигены (например, нервная ткань, белки хрусталика и сперматозоиды); анатомически отделены от иммунной системы гистогематическими барьерами в процессе эмбриогенеза; толерантность к этим молекулам не возникает; их попадание в кровоток может приводить к иммунному ответу.

Свойства антигенов

1. Полные (иммуногенные), всегда проявляющие иммуногенные и антигенные свойства,

2. Неполные (гаптены), не способные самостоятельно вызывать иммунный ответ.

По локализации антигенов в микробной клетке различают соматические антигены, связанные с телом микробной клетки, капсульные — поверхностные, или оболочечные антигены и жгутиковые антигены, находящиеся в жгутиках.

Соматические, О-антигены (от нем. ohne Hauch — без дыхания), связаны с телом микробной клетки. У грамотрицательных бактерий О-антиген — сложный комплекс липидополисахаридно-белковой природы. Он высоко токсичен и является эндотоксином этих бактерий. У возбудителей кокковых инфекций, холерных вибрионов, возбудителей бруцеллеза, туберкулеза и некоторых анаэробов из тела микробных клеток выделены полисахаридные антигены, которые обусловливают типовую специфичность бактерий. Как антигены они могут быть активны в чистом виде и в комплексе с липидами.

Жгутиковые, Н-антигены (от нем. Hauch — дыхание), имеют белковую природу и находятся в жгутиках подвижных микробов. Жгутиковые антигены быстро разрушаются при нагревании и под действием фенола. Они хорошо сохраняются в присутствии формалина. Это свойство используют при изготовлении убитых диагностии кумов для реакции агглютинации, когда необходимо сохранить жгутики.

Капсульные, К - антигены, - расположены на поверхности микробной клетки и называются еще поверхностными, или оболочечными. Наиболее детально они изучены у микробов семейства кишечных, у которых различают Vi-, М-, В-, L- и А-антигены. Важное значение из них имеет Vi-антиген. Впервые он был обнаружен в штаммах бактерий брюшного тифа, обладающих высокой вирулентностью, и получил название антигена вирулентности. При иммунизации человека комплексом О- и Vi- антигенов наблюдается высокая степень защиты против брюшного тифа. Vi-антиген разрушается при 60°С и менее токсичен, чем О-антиген. Он обнаружен и у других кишечных микробов, например у кишечной палочки.

Виды антигенной специфичности

Видовая — определяет различие между белками определенных видов. Эти различия закодированы в геноме, т.к. каждый ген контролирует синтез одного белка. Для определения белковых АГ чаще всего используют реакции преципитации. В лейкоцитах человека содержатся АГ, по химической природе они гликопротеиды.

Видовая специфичность свойственна каждому виду животного организма. С помощью антител против сывороточных белков человека судебные медики легко отличают пятна крови человека от пятен крови животных. В Австралии иммунологи при помощи антител к тканям кенгуру легко обнаруживают пищевые добавки к сосискам, которые в этой стране разрешается делать только из говядины.

Групповая — определяется различиями внутри одного вида. Например, Впервые в 1901 г. групповые антигенные различия описал немецкий ученый К. Ландштейнер на эритроцитах впервые определил АГ группы крови. В настоящее время в эритроцитах выявили 14 изоантигенных систем. Каждый организм отличается от другого организма своими изоантигенами.

Типовая — характерна для одного вида микробов. Этот термин используется только по отношению к микробам. Например, пневмококки разделяются на серотипы по полисахаридным капсульным АГ на четыре типа, а возбудители ботулизма по характеру синтезируемого ими экзотоксина — на 5 типов.

46.Иммуноглобулины (антитела). Их природа свойства, строение, свойства. Классификация иммуноглобулинов и их характеристика. Значение антител в диагностике и лечении инфекционных болезней. Примеры.

Антитела (иммуноглобулины) - белки плазмы крови, которые образуются в организме под влиянием антигенов. Основным свойством антител является специфичность, то есть способность соединяться с тем

антигеном, который вызвал их образование. Специфичность антител обусловлена активными центрами, то есть участками молекулы иммуноглобулина, которые соединяются с детерминантными группами (эпитопами) антигена. Число активных центров называют валентностью антител.

Антитела содержатся в жидкой части крови и в других жидкостях организма. Сыворотку, содержащую антитела, называют иммунной, в отличие от нормальной, не содержащей специфических антител.

Классификация.

антиинфекционные или антипаразитарные антитела, вызывающие непосредственную гибель или нарушение жизнедеятельности возбудителя инфекции либо паразита.

антитоксические антитела, не вызывающие гибели самого возбудителя или паразита, но обезвреживающие вырабатываемые им токсины.

так называемые «антитела-свидетели заболевания», наличие которых в организме сигнализирует о знакомстве иммунной системы с данным возбудителем в прошлом или о текущем инфицировании этим возбудителем, но которые не играют существенной роли в борьбе организма с возбудителем (не обезвреживают ни самого возбудителя, ни его токсины, а связываются со второстепенными белками возбудителя).

аутоагрессивные антитела, или аутологичные антитела, аутоантитела — антитела, вызывающие разрушение или повреждение нормальных, здоровых тканей самого организмахозяина и запускающие механизм развития аутоиммунных заболеваний.

аллореактивные антитела, или гомологичные антитела, аллоантитела — антитела против антигенов тканей или клеток других организмов того же биологического вида. Аллоантитела играют важную роль в процессах отторжения аллотрансплантантов, например, при пересадке почки, печени, костного мозга, и в реакциях на переливание несовместимой крови.

гетерологичные антитела, или изоантитела — антитела против антигенов тканей или клеток организмов других биологических видов. Изоантитела являются причиной невозможности осуществления ксенотрансплантации даже между эволюционно близкими видами (например, невозможна пересадка печени шимпанзе человеку) или видами, имеющими близкие иммунологические и антигенные характеристики (невозможна пересадка органов свиньи человеку)

антиидиотипические антитела — антитела против антител, вырабатываемых самим же организмом. Причём это антитела не «вообще» против молекулы данного антитела, а именно против рабочего, «распознающего» участка антитела, так называемого идиотипа. Антиидиотипические антитела играют важную роль в связывании и обезвреживании избытка антител, в иммунной регуляции выработки антител. Кроме того, антиидиотипическое «антитело против антитела» зеркально повторяет пространственную конфигурацию исходного антигена, против которого было выработано исходное антитело. И тем самым антиидиотипическое антитело служит для организма фактором иммунологической памяти, аналогом исходного антигена, который остаётся в организме и после уничтожения исходных антигенов. В свою очередь, против антиидиотипических антител могут вырабатыватьсяанти-антиидиотипические антитела и т. д.

Моноклональные антитела — антитела, вырабатываемые иммунными клетками, принадлежащими к одному клеточному клону, то есть произошедшими из одной плазматической клетки-предшественницы. Моноклональные антитела могут быть выработаны против почти любого природного антигена (в основном белки и полисахариды), который антитело будет специфически связывать. Они могут быть далее использованы для детекции (обнаружения) этого вещества или его очистки.

Гибридома — гибридная клетка, искусственно полученная на основе слияния продуцирующей антитела В-лимфоцита с раковой клеткой, придающей этой гибридной клетке способность неограниченного размножения при культивировании in vitro, которая осуществляет синтез специфических иммуноглобулинов одного изотипа — моноклональных антител.Гибридомы, продуцирующие моноклональные антитела, размножают или в аппаратах, приспособленных для выращивания культур клеток или же вводя их внутрибрюшинно особой линии (асцитным) мышам. В последнем случае моноклональные антитела накапливаются в асцитной жидкости, в которой размножаются гибридомы. Полученные как тем, так и другим способом моноклональные антитела подвергают очистке, стандартизации и используют для создания на их основе диагностических препаратов. Гибридомные моноклональные антитела нашли широкое применение при создании диагностических и лечебных иммунобиологических препаратов.

47.Синтез и динамика образования антител. Первичный и вторичный иммунный ответ.

Синтез и динамика образования антител

 

Антитела вырабатывают плазматические клетки селезенки, лимфатических узлов, костного мозга, пейеровых бляшек. Плазматические клетки (антителопродуценты) происходят из предшественников В-клеток после их контакта с антигеном. Механизм синтеза антител аналогичен синтезу любых белков и происходит на рибосомах. Легкие и тяжелые цепи синтезируются отдельно, затем соединяются на полирибосомах, а окончательная их сборка происходит в пластинчатом комплексе.

Динамика образования антител. При первичном иммунном ответе в антителообразовании различают две фазы: индуктивную (латентную) и продуктивную. Индуктивная фаза – это период от момента парентерального введения антигена до появления антигенреактивных клеток (продолжительность не более суток). В эту фазу происходит пролиферация и дифференцировка лимфоидных клеток в направлении синтеза IgM. Вслед за индуктивной фазой наступает продуктивная фаза антителообразования. В этот период, примерно до 10…15 суток уровень антител резко возрастает, при этом уменьшается число клеток, синтезирующих IgM, и нарастает продукция IgA.

В образовании антител различают четыре фазы:

1. Фаза покоя (лаг-фаза, фаза индукции): – с момента поступления антигена в организм до появления антител. Ее продолжительность – от нескольких дней до одного месяца, в зависимости от свойств антигена, его дозы, способа введения в организм, возраста животного и др. В этот период происхо-дит пролиферация и дифференцировка лимфоидных клеток в направлении синтеза иммуноглобулина класса М.

2. Фаза нарастания титров антител (лог–фаза,продуктивная фаза) – от появления антител до момента достижения их максимального количества. Ее длительность – 2-15дней. В этой фазе антитела освобождаются из плазмоцитов и поступают в кровяное русло. Уменьшается число клеток, синтезирующих IgM, нарастает продукция IgG. Впоследствии появляются IgA, а также IgE, IgD.

3. Фаза стабилизации, в которой уровень антител (титр) остается неизменным обычно в течение нескольких дней или недель. Ее длительность зависит от вида животного, характера антигенов и класса продуцируемых антител (иммуноглобулины имеют разный период полураспада).

4. Фаза снижения продукции антител. Продолжительность этой фазы различна и зависит от сохранения антигена в тканях, который является индуктором образования антител. Этому способствует, например, введение антигена с адъютантом, который создает депо, из которого АГ медленно поступает в организм, обеспечивая длительную антигенную стимуляцию. Итоговое снижение титра антител начинается спустя несколько недель или месяцев.

Первичный иммунный ответ развивается после первого контекта с антигеном. Для него характерны следующие особенности.

– Наличие латентного периода (2-3 дня после первого контакта с антигеном). Это связано с отсутствием лимфоцитов памяти. Все клоны лимфоцитов находятся в фазе покоя G0. При поступлении в организм антигена вначале синтезируются IgM (антитела выявляются через 2-3 суток), а затем – IgG (пик приходится на 10-14 сутки, причем эти антитела могут сохранятся в низком титре в течение всей жизни). Отмечается также небольшое увеличение уровней IgA, IgE и IgD. Образуются комплексы антиген-антитело.

– Уже с третьих суток появляются иммунные Т-лимфоциты.

– Первичный иммунный ответ затихает через 2-3 недели после стимуляции антигеном.

– Появляются лимфоциты памяти и может долго поддерживаться следовой уровень IgG.

Вторичный иммунный ответ развиваетсяпосле повторного контакта с тем же антигеном и имеет следующие особенности.

– В организме уже имеются долгоживущие клоны антигенспецифических Т- и В-лимфоцитов памяти, ответственных за «память» об антигене и способных к рециркуляции, они находятся не в покое, а в фазе G1.

– Стимуляция синтеза антител и иммунных Т-лимфоцитов наступает через 1-3 дня.

– Т-клетки памяти быстро превращаются в эффекторные.

– Количество антител сразу резко увеличивается, причем синтезируются иммуноглобулины высокой специфичности – IgG.

– Чем больше контактов с антигенами имело место в данном организме, тем выше будет концентрация и специфичность (аффинность) антител.

Значение, сущность и применение серологических реакций. Реакция агглютинации (РА).

Серологические реакции - Взаимодействие антитела с антигеном являются основой диагностических реакций в лабораториях. Реакция между АГ и АТ состоит из специфической и неспецифической фазы. В специфическую фазу происходит быстрое специфическое связывание активного центра антитела с детерминантой АГ. Неспецифическая фаза проявляется видимыми физическими явлениями (образование хлопьев, «зонтика», линии преципитации в виде помутнения).

Иммунные реакции используют при диагностических и иммунологических исследованиях у больных и здоровых людей. С этой целью применяют серологические методы (от serum– сыворотка).

В микробиологии и иммунологии широко применяются реакции агглютинации, преципитации, нейтрализации, реакции связывания комплемента, иммуноферментный анализ, иммунофлюоресцентный метод, иммуноблотинг.

Реакция агглютинации (РА) основана на взаимодействии антигена (агглютиногена) и антитела (агглютинина), при котором происходит склеивание и выпадение в осадок микробных тел в присутствии электролита. Существуют различные модификации постановки реакции агглютинации.

Наибольшее значение имеют:

- Макроскопическая (развернутая) агглютинация в пробирках. К сыворотке больного добавляют взвесь микробов (диагностикум) и через 1 час в термостате при температуре 37 градусов отмечают разведение (титр) сыворотки, при котором произошла реакция. Положительной считают реакцию агглютинации тогда, когда на дне пробирки образуется осадок с выраженным просветлением надосадочной жидкости. Этот осадок называется агглютинатом.

По характеру агглютината различают мелкозернистую (О) и крупнозернистую (Н) агглютинацию. Для выявления мелкозернистого агглютината пользуются агглютиноскопом. Учет результатов начинают с контрольных пробирок. Последнее разведение сыворотки, в которой наблюдается агглютинация, считают ее титром.

Цель реакции: обнаружение антител в сыворотке больного.

- Микроскопическая (ускоренная) ориентировочная агглютинация на стекле. К капле диагностической иммунной сыворотки вносят каплю бактериальной культуры и равномерно перемешивают. Реакция протекает при комнатной температуре через 5-10 минут. Затем производят учет. При положительной реакции в капле с сывороткой отмечают скопление бактерий в виде зернышек или хлопьев. Цель реакции: определение вида возбудителя по известной диагностической сыворотке.

- Реакция непрямой (пассивной) гемагглютинации (РНГА). Сущность этой реакции заключается в том, что эритроциты барана способны адсорбировать на своей поверхности антигены. Под воздействием специфических антител, эритроциты склеиваются и выпадают в осадок, образуя на дне гемагглютинат. Реакция отличается высокой чувствительностью и специфичностью. РНГА позволяет обнаружить минимальное количество антител и неполноценные антигены полисахаридной природы. Эту реакцию применяют при диагностики многих инфекционных заболеваний (брюшного и сыпного тифа, паратифов, туберкулеза и др.).