Імунітет:природжений(неспецифічний),набутий(специфічний,адаптивний).

Лекція №1

Структура та функції імунної системи. Імунологічні методи досліджень

 

 

Клінічна імунологія – це клінічна і лабораторна дисципліна, яка займається обстеженням, діагностикою та лікуванням хворих із патологічними процесами, що розвиваються в результаті порушення імунних механізмів, а також тими випадками, коли імунологічні маніпуляції є важливою частиною терапії і (або) профілактики (ВООЗ, 1993).

Імунітет (від лат. immunitas – звільнення, позбавлення від будь-чого) – це захист організму від генетично чужорідних речовин (антигенів) екзогенного чи ендогенного походження з метою збереження і підтримання гомеостазу, структурної та функціональної цілісності організму, а також біологічної індивідуальності та видових відмінностей.

Імунітет:природжений(неспецифічний),набутий(специфічний,адаптивний).

Обоє поділяються на гуморальний і клітинний.

Фактори природженого і набутого імунітету

Природжений імунітет (неспецифічна резистентність	Набутий (специфічний) імунітет
Шкіра та слизові оболонки: сальні і потові залози, миготливий епітелій слизових оболонок, травні ферменти	Гуморальні фактори захисту: В-лімфоцити, антитіла (імуноглобуліни)
Гуморальні фактори захисту: лізоцим, комплемент, фібронектин, інтерферони, білки гострої фази, природні антитіла, пропердин, β-лізин та ін.	Клітинні фактори захисту: Т-лімфоцити: хелпери, кілери, супресори; імунний (специфічний) фагоцитоз.
Клітинні фактори захисту: фагоцити (неспецифічний фагоцитоз), кілерні клітини

Набутий імунітет:природний і штучний. Обоє поділяються на активний та пасивний.

Активний природний:інфекція,контакт із патогеном.

Пасивний природний:антитіла від матері до плода через плаценту.

Штучний активний:вакцинація.

Штучний пасивний:введення сироватки (гамма-глобуліни).

 

Імунна (лімфоїдна) система

Органи імунної системи разом складають єдиний дифузний орган, поєднаний спільною функцією. Маса його близько 1,5-2,0 кг, а кількість лімфоїдних клітин сягає астрономічних цифр, при цьому кожна десята клітина організму здійснює функцію імунологічного нагляду

Анатомо-фізіологічний принцип побудови імунної системи – органно-циркуляторний. Тобто є лімфоїдні органи, але лімфоцити не “сидять” у них постійно, а інтенсивно рециркулюють між лімфоїдними органами та нелімфоїдними тканинами через лімфатичні судини і кров: через один лімфовузол протягом 1 год. проходить біля 10 млрд. лімфоцитів. Із загальної кількості лімфоцитів організму в кожен момент часу в крові міститься лише 0,2-2,0%.

Локалізація імунної системи

1 – червоний кістковий мозок;2 – тимус;3 – лімфоїдна тканина слизових оболонок;4 – лімфатичні вузли;5 – лімфатичні судини;6 – грудна лімфатична протока;7 – селезінка;

Печінка;9 – внутрішньоепітеліальні лімфоцити.

Органи імунної системи

Центральні: тимус (дозрівання Т-клітин);Червоний кістковий мозок(дозрівання В-клітин).

Периферичні:інкапсульовані - лімфовузли(елімінація АГ з лімфи і тканинної рідини),селезінка(елімінація АГ із кровотоку)

Неінкапсульовані: лімфоїдна тканина слизових оболонок,шкіри,носоглотки,ШКТ,шкіри)

Усі її відділи(некапсульованої) функціонують як єдине ціле. Інтегральний зв’язок між слизовими оболонками забезпечує секреторна імунна система, яку ще називають місцевим імунітетом.

Система комплементу

Назва походить від слова “ complementer” (той, що доповнює), оскільки на початку ХХ ст. було виявлено гіпотетичний фактор, який доповнював антитіла у лізисі і фагоцитозі бактерій, що й дістав назву комплемент. Надалі з’ясували, що комплемент – це система сироваткових білків та кількох білків клітинних мембран.

Дев ’ять перших відкритих білків системи комплементу позначили буквою ”С” (за першою буквою слова “ complement ”) із відповідними цифрами: С1, С2, С3, С4, С5, С6, С7, С8, С9. Номери при букві “С” присвоювали в міру відкриття конкретних білків, і їх порядок (1, 2, 3 і т.д.) не відповідає почерговості вступу в дію у процесі активації всієї системи.

Функції системи комплементу

Система комплементу здатна без участі антитіл руйнувати мембрани багатьох видів бактерій.2.Продукти активації комплементу приваблюють до місця реакції фагоцити.3.Покриваючи поверхню бактерій, компоненти комплементу полегшують фагоцитам їх розпізнання та поглинання.

Шляхи активації

Системи комплементу

В нормі система комплементу знаходиться у “сплячому стані”. При появі у внутрішньому середовищі мікроорганізмів система активується. Відомо 3 шляхи активації системи комплементу: класичний, альтернативний і лектиновий.

Класичний шлях активації ініціюється комплексами АГ-АТ.

Альтернативний шлях активації – безпосередньо мікробами

Лектиновий шлях активації розпочинається зі зв’язування з вуглеводом (маннозою) мікробних клітин такого білка сироватки крові як лектин. Далі спеціальна протеаза розщеплює С4 і наступні реакції проходять по класичному шляху.

Компоненти комплементу С5, С6, С7, С8, С9 колективно отримали назву мембраноатакуючий комплекс, оскільки він формує пори в мембрані мікробних клітин (перфорація мембрани) і, як наслідок, лізис мікробних клітин.

Білки гострої фази

Білками гострої фази називають кілька білків сироватки крові, концентрація яких значно зростає при запальних процесах. До цих білків належать С-реактивний білок (СРБ), фібриноген, маннозо-зв ’язуючий лектин, серомукоїд. Основне місце їх синтезу – печінка. Значна кількість цих білків з ’являється у крові протягом перших 2 днів розвитку гострого процесу, коли специфічних АТ ще немає. Останні зможуть продукуватися лише через 5-7 днів.

Назва “С-реактивний білок” походить зі спостереження, що цей білок зв ’язує стафілококи групи С.Таке явище, коли зв’язування мікроба в комплекс з певним білком забезпечує можливість поглинання цього мікроба фагоцитом, називається опсонізацією (від лат. о psonі n – посилюючий).

Білки, здатні обволікувати мікроби і посилювати їх фагоцитоз, називають опсонінами. До них належать імуноглобуліни, білки гострої фази, компоненти комплементу та інші.

Інтерферони

Це глікопротеїни, що виробляються клітинами у відповідь на вірусну інфекцію та інші стимули. Розрізняють три види інтерферонів (ІФН): ІФН- α, ІФН- β, ІФН- γ. Перші два володіють противірусним та протипухлинним ефектом, а третій регулює специфічну імунну відповідь та неспецифічну резистентність.

У нормі ІФН- α продукується мононуклеар-ними фагоцитами (інша назва – “лейкоцитарний” ІФН), а ІФН- β – фібробластами (“фібробластний” ІФН). ІФН- γ (“імунний” ІФН) продукується Т-лімфоцитами і природніми кілерами.

Фагоцитоз

Етапи фагоцитозу:

1. Активація клітини, що фагоцитує.
2. Хемотаксис (рух до об ’єкта, що спричинив активацію).
3. Адгезія (прикріплення до об ’єкта).
4. Поглинання об ’єкта.
5. Процесинг (перетравлення).

Антиген

Антиген – це генетично чужорідна речовина, яка може викликати в організмі антитілоутворення та інші форми імунної відповіді, а також взаємодіяти з антитілами та антигенрозпізнавальними клітинами.

Антигени можуть бути екзогенні (бактерії, гриби, найпростіші, віруси) та ендогенні (клітини, модифіковані вірусами, ксенобіотиками, старінням, ракові клітини та ін.).

Властивості антигенів:

1. Імуногенність – здатність індукувати специфічну імунну відповідь.

2. Антигенність – здатність специфічно реагувати з антитілами чи клітинами, виробленими на введення даного антигену.

Епітоп (антигенна детермінанта) – це місце на антигені, яке специфічно реагує з антитілом.

Спорідненість між АГ і АТ характеризують поняття:

1. Афінітет – сила хімічного зв ’язку одного антигенного епітопу з одним із активних центрів АТ.

2. Авідність – сила зв’язку цілої молекули АТ зі всіма антигенними епітопами, які їй вдалося зв’язати.

Білки ГКГ класу ІІ наявні в антигенпрезентуючих клітинах (В-лімфоцити, макрофаги і дендритні клітини). Вони переважно беруть участь в реакціях гуморального імунітету на позаклітинні антигени (бактерії).

Функція білків ГКГ – представлення антигену для розпізнання Т-лімфоцитам.

Антигени I класу, вперше знайдені на лейкоцитах (звідси термін HLA).

Следует отметить, что хотя молекулы MHC и называются обычно антигенами, они проявляют антигенность только в том случае, когда распознаются иммунной системой не собственного, а генетически иного организма, например, при аллотрансплантации органов.

Антигенпрезентуючі клітини

Антитіла

Існує 5 класів імуноглобулінів: М, G, A, E, D, наступна арабська цифра означає підклас. Підкласи є лише в імуноглобулінів класів G (G 1, G 2, G 3, G 4) та А (А1, А2). Класи і підкласи називають ізотипами імуноглобулінів. Таким чином, ізотипів є 9.

У кожного АТ є антигензв’язуюча ділянка (варіабельна ділянка або Fab-фрагмент – Fragment Antigen Binding) і константна ділянка (Fc-фрагмент – Fragment Constant), яка може зв’язуватися з різними клітинами. Молекула Ig складається з 4 поліпептидних ланцюгів: двох важких та двох легких.

Класи імуноглобулінів

Іg А виділяється в порожнини і міститься в секретах залоз (молозиві, слині, сльозах, сечі). Щоденно секретується на слизові 4-5 г цього білка.

Ig D є, переважно, рецептором для АГ на В-лімфоцитах.

Ig Е бере участь у розвитку алергічних реакцій.

Ig М утворює комплекси з 5 штук (пентамери), його концентрація зростає при гострих або вперше виниклих інфекціях, служить рецептором для АГ на В-лімфоцитах.

Ig G складає близько 80% усіх Ig; зв’язує бактерії та віруси, бере участь у фагоцитозі; збільшення його концентрації спостерігається при хронічних або повторно виникаючих інфекціях. Ig G проникає через плаценту.

Клітинний імунітет реалізується шляхом вироблення цитотоксичних Т-лімфоцитів (Т-кілерів), які руйнують і/або виводять АГ з організму.

Мета клітинного імунітету – продукція Т-кілерів на будь-який АГ.

Виділяють 5 функцій клітинного імунітету:

Ø  реакція відторгнення органів і тканин;

Ø  захист від вірусних і грибкових інфекцій, протозойних інвазій;

Ø  протипухлинний захист;

Ø  аутоімунні реакції;

Ø  реакції “трансплантат проти господаря”.

У розвитку клітинного імунітету беруть участь 3 види клітин:

        1. Антигенпредставляюча клітина: поглинає і видозмінює АГ; зв’язує видозмінений АГ з молекулою ГКГ-І (іноді - з ГКГ-ІІ); виводить на свою поверхню комплекс видозміненого АГ і ГКГ-І; виробляє ІЛ-1.

        2. Т-лімфоцити-хелпери: активуються під впливом комплексу АГ із ГКГ-І та ІЛ-1; виробляють ІЛ-2.

Цитотоксичні Т-лімфоцити (Т-кілери): активуються під впливом комплексу АГ із ГКГ-І; діляться з утворенням їх великої кількості; вбивають або нейтралізують АГ за допомогою різних механізмів: виділяють перфорини, індукують апоптоз, активують неспецифічні фактори: система комплементу, фагоцитоз і секреція макрофагів.

Диференціювання лімфоцитів

Лімфопоез – це диференціювання лімфоцитів від стовбурової кровотворної клітини до зрілого неімунного лімфоцита, яке відбувається в центральних органах – червоному кістковому мозку і тимусі. Зрілі неімунні лімфоцити локалізуються в периферичних лімфоїдних органах і циркулюють між ними через кров.

Диференціювання лімфоцитів на периферії після розпізнання АГ називають імуногенезом. Зрілі неімунні лімфоцити в англомовній літературі називають naive (наївними) або virgine (дівочими).

Обов’язковим процесом на початку імуногенезу в периферичних лімфоїдних органах є проліферація клонів лімфоцитів, які розпізнали АГ. У результаті імуногенезу розвиваються клони імунних лімфоцитів, які в англомовній літературі називають armed (озброєними) або effector (ефекторними) лімфоцитами. Імунні лімфоцити розпізнають АГ та організовують деструкцію тих тканин організму, де цей АГ присутній.

У кістковому мозку проходить диференціювання всіх лейкоцитів крові. Після виходу з кісткового мозку у периферичні тканини лейкоцити в нормі вже ніколи не будуть розмножуватися (на відміну від лімфоцитів). У відповідь на адекватні сигнали ззовні вони лише будуть активовані до виконання своїх певних функцій.

У кістковому мозку проходить диференціювання всіх лейкоцитів крові. Після виходу з кісткового мозку у периферичні тканини лейкоцити в нормі вже ніколи не будуть розмножуватися (на відміну від лімфоцитів). У відповідь на адекватні сигнали ззовні вони лише будуть активовані до виконання своїх певних функцій.

Т-лімфоцити

Цитокіни

Цитокіни – це білки переважно активованих клітин імунної системи, що забезпечують міжклітинні взаємодії. До цитокінів належать інтерферони (ІФН), інтерлейкіни (ІЛ), фактори некрозу пухлин (ФНП), фактори росту, хемокіни. Цитокіни діють за естафетним принципом: дія цитокіну на клітину викликає утворення нею інших цитокінів (цитокіновий каскад).

Механізми дії цитокінів

Розрізняють наступні механізми дії цитокінів:

1. Інтракринний механізм – дія цитокінів всередині клітини-продуцента; зв’язування цитокіну з внутрішньоклітинними рецепторами.
2. Аутокринний механізм – дія секретованого цитокіну на саму секретуючу клітину. Напр., ІЛ-1, -6, ФНП- α є аутокринними активуючими факторами для моноцитів/макрофагів.
3. Паракринний механізм – дія цитокінів на близькорозташовані клітини і тканини. Напр., ІЛ-1, -6, -12 і -18, ФНП- α, продуковані макрофагами, активують Т-хелпер, що розпізнає АГ і ГКГ макрофага.
4. Ендокринний механізм – дія цитокінів на відстані від клітин-продуцентів. Напр., ІЛ-1, -6 та ФНП- α, крім ауто- і паракринних впливів, можуть чинити дистантний імунорегуляторний вплив, пірогенний ефект, індукцію вироблення білків гострої фази гепатоцитами та ін.

Інтерлейкіни (ІЛ). Відомо понад 30 інтерлейкінів. До прозапальних належать ІЛ-1, -2, -6 та ін. До протизапальних – ІЛ-4, -10, -12 та ін.

Фактори некрозу пухлин (ФНП). Є ФНП- α та ФНП- β. ФНП- α продукується переважно макрофагами, а ФНП- β – лімфоцитами.

Колонієстимулюючі фактори (КСФ). Регулюють поділ і диференціювання стовбурових клітин у кістковому мозку. Є гранулоцитарний (Г-КСФ), макрофагальний (М-КСФ), гранулоцитарно-макрофагальний (ГМ-КСФ).

Трансформуючий фактор росту-β. Потужний деактивуючий фактор для моноцитів/макрофагів. Є переважно протизапальним цитокіном, хоча інколи діє прозапально.

Хемокіни – низькомолекулярні цитокіни (близько 40), відповідають за хемотаксис, регулюють рухливість лейкоцитів.              

І. Характеризують роботу імунної системи загалом. Не спрямовані для виявлення конкретних збудників, клітин чи АТ. Після аналізу орієнтувальних тестів лікар вирішує, чи є необхідність продовжити уточнювальні тести.

ІІ. Призначені для визначення специфічних АГ, які належать конкретним збудникам, і специфічних АТ, спрямованих проти конкретних АГ.

1) До орієнтувальних тестів (І рівня) належить визначення:

•  загальної кількості лейкоцитів;

•  абсолютного і відносного вмісту лімфоцитів;

•  фагоцитарної активності лейкоцитів (фагоцитарний показник – кількість мікробів, захоплених однією клітиною; фагоцитарний індекс – процент клітин, що беруть участь у фагоцитозі);

•  вмісту імуноглобулінів класів А, М, G;

•  титру комплементу.

2) До уточнювальних тестів (ІІ рівня) належить визначення:

•  субпопуляцій Т-лімфоцитів (хелпери, супресори,

їх співвідношення Тх/Тс – імунорегуляторний індекс);

•  кількості Т-активних лімфоцитів;

•  кількості В-лімфоцитів;

•  активності NK-клітин;

•  компонентів комплементу;

•  вмісту імуноглобулінів Е та інші.    

Для визначення специфічних АГ чи АТ використовують групи методів:

•   преципітації (утворення осаду з нерозчинних комплексів АГ-АТ в розчині, гелі, агарі; напр., визначення рівня імуноглобулінів за методом Манчіні);

•   аглютинації (осадження імуноглобулінами клітин, навантажених АГ; напр., визначення груп крові, діагностика імунологічного безпліддя);

•   лізису (споживання комплементу у двох парних системах АГ-АТ; напр., визначення рівня АТ до вірусів поліомієліту, герпесу, реакція Васермана);

•   радіоімунний (визначення АГ чи АТ шляхом детекції комплексів, мічених радіоактивним йодом; напр., визначення вмісту гормонів, АТ до них);

• імунофлюоресцентний (визначення АГ чи АТ шляхом детекції флюоресціюючих комплексів; напр., визначення популяцій імуноцитів);

•   імуноферментний (ELISA) (визначення АГ чи АТ шляхом їх взаємодії, відповідно, з АТ чи АГ, міченими ферментами, що приводить до зміни забарвлення).

Лекція №1

Структура та функції імунної системи. Імунологічні методи досліджень

 

 

Клінічна імунологія – це клінічна і лабораторна дисципліна, яка займається обстеженням, діагностикою та лікуванням хворих із патологічними процесами, що розвиваються в результаті порушення імунних механізмів, а також тими випадками, коли імунологічні маніпуляції є важливою частиною терапії і (або) профілактики (ВООЗ, 1993).

Імунітет (від лат. immunitas – звільнення, позбавлення від будь-чого) – це захист організму від генетично чужорідних речовин (антигенів) екзогенного чи ендогенного походження з метою збереження і підтримання гомеостазу, структурної та функціональної цілісності організму, а також біологічної індивідуальності та видових відмінностей.

Імунітет:природжений(неспецифічний),набутий(специфічний,адаптивний).