25.06.2013
Иммунная система обеспечивает распознавание и элиминацию генетически чужеродных структур, являясь, таким образом, важнейшим фактором, регулирующим постоянство внутренней среды организма.
Иммунная система организма - совокупность лимфоидных органов и тканей, которые определяют контроль за антигенным постоянством внутренней среды организма.
Органы: красный костный мозг, тимус, селезенка, лимфоузлы и лимфатические образования кишечника и других органов.
Органы иммунной системы разделяют на центральные и периферические:
к центральным относят:
•красный костный мозг (medulla ossea rubra); его главная функция - продукция иммунокомпетентных клеток из стволовой полипотентной; все лимфоидные клетки имеют на своей поверхности гликопротеиновые маркеры - т. н. кластеры дифференцировки - CD (cluster of differentiation); стволовая клетка - предшественница клеток лимфоидного и миелоидного рядов имеет маркер CD34+.
•вилочковая железа (thymus) - место созревания и дифференцировки Т- лимфоцитов (их общий маркер - CD3+), затем заселяющих периферические органы иммунитета; в тимусе происходит селекция Т- лимфоцитов, имеющих рецепторы к собственным тканям; чем более длительно функционирует тимус, тем дольше живет организм; наиболее развита железа в детском возрасте, ее инволюция начинается примерно в 12 - 14 лет.
к периферическим органам относят:
•селезенку
•лимфатические узлы и образования
•миндалины, в которых есть т.н. Т- и В- зоны, в которых созревают соответственно Т- и В- лимфоциты
Направления иммунологии:
•инфекционная учение об антителах (Ат) - учение о фагоцитах учение о системе комплемента
•неинфекционная иммунология (иммунопатологии, аллергии, трансплантационный иммунитет, учение о толерантности)
•клиническая иммунология
•экологическая иммунология
Проявления дисфункции иммунной системы:
•ослабление защиты организма от чужеродных агентов (вирусов, бактерий, клеток опухолей и т. д.) и развитие иммунодефицитных состояний
•дисбаланс между отдельными звеньями иммунной системы (например между Т- и B-системами иммунитета) может явиться причиной развития аутоиммунных, аллергических заболеваний и так называемых болезней иммунных комплексов
•реакции отторжения ауто- и аллотрансплантатов органов и тканей
Общие положения
•Иммунная система эволюционно формировалась для защиты макроорганизма от патогенных микробов. Одни из них, такие как вирусы, проникают внутрь клеток хозяина, другие, например многие бактерии, размножаются внеклеточно в тканях или полостях тела.
•В поддержании иммунитета принимают участие лимфоциты и фагоциты. Лимфоциты распознают антигены патогенных микроорганизмов. Фагоциты поглощают и разрушают самих возбудителей.
•Иммунный ответ состоит из двух фаз. В ранней фазе происходит распознавание антигена специфически реагирующими лимфоцитами и их активация; в поздней (эффекторной) фазе эти лимфоциты осуществляют свою координирующую функцию в устранении источника чужеродных антигенов из организма.
•Специфичность и память - это две основные характеристики приобретенного иммунитета. На повторную встречу с тем же самым антигеном иммунная система отвечает более эффективно.
•Лимфоциты специализированы по функциям. В-клетки образуют антитела. Цитотоксические Т-лимфоциты уничтожают клетки, инфицированные вирусами. Хелперные Т-лимфоциты координируют иммунный ответ путем контактных межклеточных взаимодействий и выделения в межклеточную среду цитокинов, которые, например, помогают В-клеткам в образовании антител.
•Антигены - это молекулы, распознаваемые рецепторами лимфоцитов. В-лимфоциты обычно распознают нерасщепленные молекулы антигена, тогда как Т-лимфоциты чаще всего способны распознавать антигенные молекулы только в виде фрагментов на поверхности других клеток.
•Узнавание молекул антигена специфичными к нему лимфоцитами влечет за собой селективное размножение лимфоцитарных клонов; клональная экспансия сопровождается дифференциацией лимфоцитов на клетки-эффекторы и клетки иммунологической памяти.
•При функционировании иммунной системы могут возникать нарушения, приводящие к иммунодефицитному состоянию или к гиперчувствительности, а также к аутоиммунным заболеваниям.
Клетки иммунной системы
Лейкоциты. Их назначение - распознавать чужеродные вещества и микроорганизмы и бороться с ними, а также запоминать информацию о них - на будущее.
Различают следующие виды лейкоцитов.
•лимфоциты (Т-лимфоциты: Т-хелперы, Т-супрессоры; В-лимфоциты; нулевые лимфоциты)
•натуральные киллеры (НК)
•нейтрофильные лейкоциты (палочкоядерные и сегментоядерные)
•эозинофильные лейкоциты
•базофильные лейкоциты
Макрофаги (фагоциты) "поедают" живых и мертвых микробов, комплексы антиген-антитело (образуются в процессе борьбы с вирусами, бактериями и их токсинами), погибшие клетки самого организма. Без макрофагов невозможна деятельность лимфоцитов: они "помогают" последним распознавать антигены, выделяют медиаторы (вещества, стимулирующие или угнетающие деятельность других клеток иммунной системы). Предшественники макрофагов, моноциты, самые крупные клетки, циркулирующие в крови.
Молекулы иммунной системы:
•Антигены (Аг) - химические вещества, свободные либо встроенные в мембрану клетки, способные индуцировать иммунный ответ (ИО). Мембранные Аг делятся на дифференцировочные (CD-Аг), HLA ((human leukocyte antigen), относятся к главному комплексу гистосовместимости (ГКГС или MHC - main histocompartibility complex), их три класса), детерминантные.
•Рецепторы являются анализаторами внешней среды, их 102 - 105 на поверхности клетки, они необходимы для контактов ''клетка-молекула'' и бывают Аг- специфическими, для цитокинов, для гормонов.
•Белки системы комплемента - С1-С9.
•Иммуноглобулины (5 классов)
•Цито- и монокины - низкомолекулярные гормоноподобные биомолекулы, продуцируемые активированными иммунокомпетентными клетками, являются регуляторами межклеточных взаимодействий, их несколько групп - интерлейкины (около 12), факторы роста (эпидермальный, фактор роста нервов), колониестимулирующие (лимфопоэтины), хемотаксические факторы, фактор некроза опухолей.
•Интерфероны - также являются регуляторами межклеточных взаимодействий, их известно три - a ,b ,g. Иммунная система работает строго организованно, ее работа сопряжена и согласована с работой других систем. Работа ИС специфична и конкретна, с другой стороны, она универсальна и очень разнообразна по своим функциям. ИС характеризуется памятью.
Разнообразные иммунные реакции организма осуществляются посредством функционирования четырех тесно связанных между собой компонентов иммунной системы:
Неспецифической системы защиты:
•гуморального иммунитета - система комплемента и так называемые острофазные белки плазмы
•клеточной системы иммунитета - фагоцитоз
Специфической системы защиты:
•гуморального иммунитета, реагирующей на внедрение чужеродного агента образованием специфических антител
•клеточного иммунитета - Т-лимфоциты
Центральное место в функционировании этих четырех компонентов иммунной системы занимает лимфатическая система.
В зависимости от функций и, соответственно, химических и морфологических особенностей оболочки различают три типа лимфоцитов, которые развиваются из одного предшественника - лимфоидной стволовой клетки, которая, в свою очередь, происходит от гемопоэтических стволовых клеток:
•В-лимфоциты
•Т-лимфоциты
•О-лимфоциты - "нулевые" клетки
Созревание и дифференцировка В- и Т-лимфоцитов осуществляется в центральных (первичных) лимфоидных органах, где оба типа лимфоцитов приобретают характерные для них функциональные и морфологические особенности, т. е. становятся коммитированными:
•в тимусе - Т-лимфоциты
•в костном мозге - В-лимфоциты
Коммитированные В- и Т-лимфоциты переносятся с током крови к периферическим (вторичным) лимфоидным органам (лимфоузлам, селезенке, лимфоидной ткани кишечника и т. д.).
В-лимфоциты в периферических лимфоидных органах при первом контакте с антигеном быстро пролиферируют, растут и трансформируются в плазматические клетки, которые осуществляют синтез и выделение специфических гуморальных антител — иммуноглобулинов различных классов - IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Синтезированные антитела специфичны только к антигену, вызвавшему активацию В-лимфоцита.
Трансформация коммитированных В-лимфоцитов в иммунокомпетентные плазматические клетки, т. е. клетки, способные распознавать чужеродные антигены и вызывать специфические иммунные реакции, находится под контролем Т-лимфоцитов, часть которых (Т-хелперы) выделяют регуляторные тканевые гормоны — цитокины. Контроль активации В-лимфоцитов осуществляется также макрофагами, выделяющими монокины, например интерлейкин-1.
Часть активированных В-лимфоцитов превращается в так называемые В-клетки памяти, длительно сохраняющие на своих мембранах информацию об антигене и передающие ее своим дочерним клеткам.
В периферической крови на долю В-лимфоцитов приходится 15–35%.
Т-лимфоциты не способны вырабатывать антитела. Они отвечают за клеточный иммунный ответ. После активации антигеном Т-лимфоциты превращаются в иммунокомпетентные Т-эффекторы, или Т-клетки памяти. Т-эффекторы образуют на своей поверхности рецепторы антигена, что позволяет им вступать в специфические иммунные реакции с данным антигеном.
В зависимости от характера такой реакции и функции Т-эффектора различают несколько субпопуляций этих клеток:
•Т-киллеры ("убийцы") — иммунокомпетентные Т-лимфоциты, способные распознавать и уничтожать клетки, несущие на себе признаки чужеродного антигена.
•Т-хелперы (помощники) — клетки, активирующие выработку антител плазмоцитами.
•Т-супрессоры — клетки, тормозящие активность В- и Т-лимфоцитов (в частности, синтез иммуноглобулинов) и предупреждающие таким образом чрезмерные иммунные реакции
В периферической крови на долю Т-лимфоцитов — около 50–70% всех лимфоцитов.
Т- и В-клетки довольно легко идентифицировать по поверхностным маркерам – кластеры дифференцировки (Т3 или CD3 на Т-клетках и поверхностные Ig на В-клетках).
Кластеры дифференцировки (CD) - это антигены, находящиеся на поверхности клеток, своеобразные маркеры (метки), по которым одни клетки отличаются от других. То, какие метки находятся на поверхности клетки, зависит от ее вида (Т-лимфоцит, В-лимфоцит и т.д.) и ее зрелости (способности выполнять свои функции).
Метки нумеруются по очереди в соответствии с тем, когда они были открыты: чем раньше был открыт кластер, тем меньше у него номер.
Кластеры дифференцировки в лабораториях выявляются с помощью моноклональных антител.
Клон - это совокупность клеток, появившихся от одной общей клетки. Клетки клона идентичны на 100%, то есть они похожи друг на друга как однояйцевые близнецы. Одинаковые клетки синтезируют одинаковые антитела. Эти антитела называются моноклональными. Чаще всего их используют в диагностике и в иммунологических исследованиях.
Следует иметь также представление о наиболее важных дифференцировочных антигенах Т-лимфоцитов человека.
Важнейшими из них являются:
•CD2 (от англ. Claster of differentiation – кластер дифференцировки) – это антиген, обнаруживаемый на всех зрелых периферических Т-лимфоцитах (идентичен "рецептору эритроцитов барана", именно он обеспечивает образование розеток с эритроцитами барана – методика выявления Т-клеток). CD2 принимает участие в процессе неспецифической активации Т-клеток, что играет важную роль при созревании клеток в тимусе, т.к. пролиферация тимоцитов индуцируется до начала экспрессии специфического антигенного процесса.
•CD3 – это мембраносвязанный белковый комплекс, состоящий из пяти гликопротеинов, связанный с антигенспецифическим рецептором (Ti). Этот комплекс "CD3+Ti" и представляет собой антигенспецифический Т-клеточный рецептор периферических Т-лимфоцитов человека. Связывание антигена, ассоциированного с детерминантами МНС, является специфическим сигналом для активации зрелой Т-клетки. При этом CD3 участвует в передаче сигнала внутрь клетки. Непосредственным результатом связывания антигена с рецептором является поступление в клетку ионов Са2+.
•CD4 – антиген гликопротеиновой природы, который экспрессирует примерно на 2/3 периферических Т-лимфоцитов. На этапе созревания клеток в тимусе CD4 экспрессируется всеми клетками, а в ходе их дифференцировки сохраняется только на субпопуляции, переставшей экспрессировать CD8-антиген. В периферической крови примерно 5% клеток несут одновременно маркеры CD4 и CD8. Зрелые CD4+-Т-клетки включают Т-лимфоциты, функционально характеризуемые как хелперы и индукторы. При контакте Т-лимфоцитов (Ti/h – индукторов хелперов) с антигенпрезентирующей клеткой CD4 выступает в роли специфического места связывания детерминант белковых молекул МНС класса II. Особое значение имеет факт связывание молекулой CD4 оболочечных белков вируса иммунодефицита человека – возбудителя СПИД, что в результате эндоцитоза приводит к проникновению вируса внутрь клеток субпопуляции Ti/h.
•CD8 – антиген, который экспрессируется примерно на 1/3 периферических Т-клеток, созревающих из CD4+/CD8+-Т-лимфоцитов. Субпопуляция CD8+-Т-клеток включает цитотоксические и супрессорные Т-лимфоциты. При контакте с клеткой-мишенью CD8 выступает в роли рецептора неполиморфных детерминант белков МНС класса I.
•CD16 - NK-клетки (натуральные киллеры)
•Антиген CD45R присутствует примерно на 50% Т-клеток (он экспрессируется также В-клетками и моноцитами). Клетки CD4+/CD45R идентифицированы как индукторы супрессоров, что дает возможность косвенно определять также функционально активные индукторы хелперов.
•Антиген CD25 – гликопротеин, идентифицированный как низкоаффинный рецептор к интерлейкину-2 (IL-2). Совместно с белком 75К антиген CD25 образует высокоаффинный рецептор ИЛ-2. CD25 экспрессируется на активированных Т-лимфоцитах.
•CD72 - В-клетки
•Кроме указанных антигенов (дифференцировочных кластеров): CD2, CD3, CD4, CD5, CD8, CD25, CD45R на Т-лимфоцитах имеется еще много других антигенов (CD1, CD6, CD7, CD26, CD28, CD29, CD38 и др.), рецепторы к эритроцитам барана, лектину, Fc-фрагменту антител, играющие важную роль в процессах индукции и регуляции иммунного ответа.
Еще около 10% лимфоцитов представлено так называемыми О-лимфоцитами (“нулевыми” клетками), отличающимися по своим поверхностным свойствам как от В-лимфоцитов, так и от Т-лимфоцитов. Часть этих клеток несут на своей поверхности рецепторы для IgG. Они уничтожают любые клетки, на поверхности которых присутствует IgG. К “нулевым” клеткам относятся также так называемые естественные клетки-киллеры, действующие независимо от наличия антител.
Таким образом, функционирование В- и Т-лимфоцитов обеспечивает специфический гуморальный и клеточный иммунитет. Большое значение в механизме защиты от чужеродных агентов имеют также факторы неспецифического гуморального и клеточного иммунитета.
Неспецифическая гуморальная система защиты
Факторы неспецифической гуморальной защиты обеспечивают так называемый острофазный ответ организма при действии внешних (вирусная или бактериальная инфекция, операции, ожоги и т. д.) или внутренних (инфаркт ткани, злокачественные новообразования, аутоиммунные процессы, образование иммунных комплексов) причин.
Острофазный ответ организма способствует прямому уничтожению чужеродных агентов, а также активации процессов воспаления и специфической иммунной защиты и сопровождается существенными сдвигами всех метаболических процессов и функционального состояния эндокринной, нервной систем, системы терморегуляции и т. д.
К числу острофазных белков, ответственных за реализацию неспецифической гуморальной защиты, относят:
•систему комплемента
•С-реактивный белок
•фибриноген
•a1-антитрипсин
•a1-кислый гликопротеид
•гаптоглобин
•a1-химотрипсин
•сывороточный белок амилоидов А и Р
•интерфероны
•лизоцим
Важнейшими из них являются система комплемента и С-реактивный белок.
Комплемент представляет собой систему из девяти плазменных белков (С1–С9), играющих существенную роль в развитии иммунных и воспалительных реакций. В норме эти вещества присутствуют в крови в неактивном состоянии - в виде так называемых энмогенов (протеаз).
В систему входит более 25 белков, из которых:
•девять - комплементные белки С1 -С9
•остальные - факторы B, D, P, H и др.
При активации происходит расщепление молекул комплементных белков на фрагменты a(меньший) и b(больший). Меньший фрагмент, как правило, активный. Многие фрагменты обладают ферментативными свойствами (их обозначают сверху линией), могут являться ингибиторами, активаторами и медиаторами различных процессов. Центральное место в системе комплемента занимает белок С3.
При отсутствии каких либо активаторов происходит его медленный распад: С3 R С3a + C3b. Фрагмент C3b фиксируется на поверхности микроорганизма.
При появлении какого-либо активатора распад С3 происходит значительно быстрее благодаря запуску систем активации комплемента по классическому или альтернативному путям.
Их последовательная активация происходит под действием:
•иммунных комплексов антиген-антитело – «классический путь» активации
•некоторых продуктов жизнедеятельности бактерий, грибов, паразитов, вирусов, лимфобластов, агрегирующих белки и иммуноглобулины с участием пропердина – «альтернативный путь» активации
•активация комплемента возможна также агрегатами IgG, IgM, С-реактивным белком, ДНК, плазминогеном и другими агентами
Классический путь активации связан, таким образом, с наличием в организме антител и образованием иммунных комплексов, а альтернативный путь не зависит от наличия специфических антител.
Последовательность событий, происходящих после расщепления С3:
•задача данного этапа - формирование мембраноатакующего комплекса (МАК), который состоит из белков С5 - С9 и на 80-90% похож на перфорин
•к фиксированному на мембране клетки фрагменту С3b присоединяется белок С5
•от образовавшегося комплекса С3b5 под воздействием С3bBb отщепляется С5а, а к С3b5b последовательно присоединяются белки С6, С7, С8
•кульминацией данного процесса является присоединение С9, после чего происходит изменение конформации всего комплекса и образуется воронкообразное отверстие в мембране, в результате наступает лизис клетки
•в результате работы этой системы высвобождаются вещества, которые являются анафилотоксинами (вещества, которые вызывают высвобождение гистамина из базофилов и тучных клеток), хемотаксинами (вызывают миграцию клеток в место работы комплемента), модуляторами иммунного ответа (С3а подавляет, а С5а усиливает продукцию антител)
Биологические эффекты системы комплемента:
•усиление фагоцитоза
•усиление хемотаксиса
•повышение проницаемости капилляров
•активация гранулоцитов и макрофагов и развитие воспалительной реакции
•агрегация чужеродных клеток (иммунная адгезия)
•опсонизация (изменение свойств поверхности чужеродной клетки, при котором они становятся более доступными для фагоцитоза)
•разрушение вирусов и пораженных вирусами клеток
•индуцирование выделения тучными клетками и базофилами гистамина при присоединении некоторых фрагментов — пептидов, образующихся при активации комплемента
•индуцирование выделения серотонина тромбоцитами
•цитолиз — лизис клеток, на которых фиксирован комплемент, в том числе бактерий и собственных клеток с измененными антигенными свойствами.
Следует добавить, что гемолитические, цитотоксические и некоторые другие эффекты антител реализуются только в присутствии комплемента.
Таким образом, система комплемента обеспечивает:
•прямой лизис чужеродных клеток
•стимуляцию фагоцитарной активности нейтрофилов и макрофагов
•развитие воспалительной реакции
•участие в формировании иммунных комплексов, активирование и усиление иммунного лизиса чужеродных клеток
С-реактивный белок (СРБ) — это один из ведущих компонентов острофазной реакции. Основная биологическая функция этого белка состоит в связывании с фосфохолиновыми соединениями, широко представленными на мембранах бактерий, а также с некоторыми белками, освобождающимися в любой поврежденной ткани.
Будучи связанным с каким-либо лигандом, СРБ:
•принимает участие в осаждении, агглютинации, капсулярном набухании и фагоцитозе бактерий
•эффективно активирует систему комплемента, способствуя, таким образом, развитию воспаления
С-реактивный белок в ничтожных количествах присутствует в сыворотке здорового человека, хотя обычными лабораторными методами обычно не выявляется. При попадании в организм каких-либо экзогенных антигенов (например бактерий) или высвобождении продуктов деструкции собственных клеток его концентрация возрастает в сотни раз.
Гуморальный специфический иммунитет
Гуморальный специфический иммунитет осуществляется благодаря образованию антител плазматическими клетками в ответ на антигенную стимуляцию В-лимфоцитов.
Антитела представляют собой иммуноглобулины, относящиеся к гамма-фракции сывороточных белков.
Из 5 изученных в настоящее время классов иммуноглобулинов наибольшее практическое значение имеют три класса:
•IgG - 85% всех сывороточных иммуноглобулинов
•IgM - 10% всех сывороточных иммуноглобулинов
•IgA - 5% всех сывороточных иммуноглобулинов
Каждый класс включает большое число поликлональных антител, сходных по структуре. Все антитела имеют два фрагмента:
•Fab-фрагмент - участок иммуноглобулина, связывающий специфический антиген
•Fc-фрагмент - часть иммуноглобулина, которая не связывается с антигеном, но взаимодействует в процессе иммунной реакции с макрофагами, лимфоцитами и факторами комплемента
Иммуноглобулины всех классов состоят из молекул легких и тяжелых цепей полипептидов. Легкие цепи одинаковы для всех иммуноглобулинов. Тяжелые цепи различных классов иммуноглобулинов отличаются по первичной структуре и антигенным свойствам.
Иммуноглобулины IgG
Содержание IgG в плазме крови достигает 70–80%. Это самые мелкие антитела (молекулярная масса 150x10-3), которые могут проникать через плаценту. Помимо непосредственного взаимодействия с антигеном и образования иммунного комплекса, IgG участвуют в активации системы комплемента, а также стимулируют процесс фагоцитоза, являясь важнейшими опсонинами.
Иммуноглобулины IgМ
Самые крупные антитела (молекулярная масса до 900x10-3), относящиеся к b-фракции глобулинов. На их долю приходится около 10% всех иммуноглобулинов сыворотки крови. IgМ способны нейтрализовать достаточно крупные инородные частицы, вызывая их агглютинацию и преципитацию, в том числе агглютинацию эритроцитов. К IgМ принадлежат антитела против полисахаридных антигенов, О-антигенов грамотрицательных бактерий, гемагглютинины, холодовые агглютинины, ревматоидный фактор и др. Кроме того, некоторые подклассы IgМ активируют систему комплемента.
Иммуноглобулины IgА
С молекулярной массой от 160 до 320x10-3 в норме составляют около 20% всех иммуноглобулинов. Они в большом количестве содержатся в секрете пищеварительного тракта, в слюне, играя значительную роль в формировании местного иммунитета и обеспечивая защиту против антигенов, контактирующих со слизистыми оболочками. Кроме того, IgА участвуют в активации системы комплемента по альтернативному пути.
Иммуноглобулины IgD, IgE
Присутствуют в плазме в малых количествах. Важнейшей функцией IgE является способность связываться с тучными клетками и базофильными гранулоцитами. Как только такие фиксированные IgE контактируют с соответствующим антигеном, тучные клетки секретируют гистамин и другие биологически активные вещества, запуская аллергическую реакцию немедленного типа.
В результате реакции между антигеном и антителом образуются иммунные комплексы антиген-антитело, которые обеспечивают обезвреживание и нейтрализацию чужеродного антигена.
Если образовавшиеся молекулярные агрегаты антиген-антитело имеют достаточно большие размеры, они выпадают в осадок - происходит их преципитация.
В том случае, когда антиген представлен чужеродной клеткой (эритроцит, бактерия), в результате образования на ее поверхности комплекса антиген-антитело изменяются физико-химические свойства клеточной мембраны и, при условии крупных размеров антитела (IgM), происходит «склеивание» (агглютинация) клеток.
Если же антитело имеет относительно малые размеры (например IgG), то образовавшийся на поверхности клетки иммунный комплекс не способен вызвать их агглютинацию. В этом случае речь идет о так называемых неполных антителах, которые блокируют чужеродные антигены так, что они не могут взаимодействовать с полными антителами. Агглютинацию таких клеток можно вызвать, добавив к ним так называемые гетерологические антитела, т. е. антитела против иммуноглобулинов человека (например, реакция Кумбса).
При повторном внедрении в организм чужеродного агента специфический гуморальный иммунитет обеспечивает иммунные реакции немедленного типа, в том числе происходящие на поверхности базофильных и тучных клеток. В этих случаях антиген реагирует с IgЕ, фиксированным на поверхности этих клеток. В результате секретируется большое количество биологически активных веществ (гистамин, серотонин и др.).
Также следует помнить, что:
•IgM - этот вид антител появляется раньше всего при контакте с антигеном (микробом), повышение их титра (содержания) в крови свидетельствует об остром воспалительном процессе.
•IgG - антитела этого класса появляются спустя какое-то время после контакта с антигеном. Они участвуют в борьбе с микробами - соединяются с антигенами на поверхности бактериальной клетки. Затем к ним присоединяются другие белки плазмы (так называемый комплемент), и бактериальная клетка лизируется (ее оболочка разрывается). Кроме того, IgG участвует в возникновении некоторых аллергических реакций.
•IgA - препятствуют проникновению вирусов в организм через слизистые оболочки; хотя от бактерий антитела этого класса нас защитить не могут, с их токсинами они справляются.
•IgE - антитела этого класса взаимодействуют с рецепторами, расположенными на тучных клетках и базофилах. В результате высвобождается гистамин и другие медиаторы аллергии. Развивается собственно аллергическая реакция.
Клеточный специфический иммунитет
Клеточный специфический иммунитет обеспечивается:
•сенсибилизированными Т-лимфоцитами (Т-киллерами)
•некоторыми представителями О-лимфоцитов - NК-клетки, естественные клетки-киллеры
Т-лимфоциты (киллеры), реагируя с антигеном, выделяют лимфокины, которые:
•обладают цитотоксическим действием
•нарушают проницаемость клеток-мишеней и вызывают их гибель
•повышают проницаемость капилляров, усиливают кровоток и способствуют развитию воспаления
•привлекают (благодаря своим хемотаксическим свойствам) в очаг образующегося воспаления нейтрофилы, макрофаги и новое количество лимфоцитов, стимулируя функциональную активность этих клеток
Таким образом, цитотоксический эффект Т-лимфоцитов связан как с действием самих Т-киллеров, так и макрофагов (фагоцитоз).
Отличительными особенностями Т-лимфоцитов являются:
•их способность к так называемой бластной трансформации
•наличие на их мембранах рецепторов к эритроцитам барана
•наличие на их мембранах рецепторов к FC-участкам иммуноглобулинов, причем Т-супрессоры имеют рецепторы к FC-фрагменту IgG и так называемые теофиллинчувствительные рецепторы, а Т-хелперы - только рецепторы к IgМ
Эти особенности легли в основу количественных методов оценки как всей популяции Т-лимфоцитов, так и отдельных субпопуляций (Т-хелперы, Т-супрессоры. Т-киллеры).
Клеточный иммунный ответ разделяют на стадии:
•распознавание макрофагом или другой антиген-презентирующей клеткой
•обработка антигена макрофагом или другой антиген-презентирующей клеткой
•презентация обработанного антигена в комплексе с белками МНС I и МНС II (Т- киллеры непосредственно взаимодействуют с комплексом АГ* МНС I, а Т- эффекторы - посредством Т-хелперов); передача информации на Т- хелперы; - передача информации на Т- эффекторы
•пролиферация и дифференцировка Т - эффекторной популяции под действием интерлейкина 2
Т- киллеры при встрече с чужеродной клеткой выделяют перфорин, разрушающий ее мембрану. Т- эффекторы оказывают опосредованное действие: выделяют факторы хемотаксиса, подавления миграции макрофагов и лейкоцитов, активации. Клетки в очаге пролиферации образуют инфильтрат, который окружается фибробластами, продуцируемым ими коллагеном, и становится гранулемой. Гранулема выполняет ограничивающую функцию - локализует процесс воспаления, препятствует его распространению; элиминирующая функция выражена слабо.
Неспецифическая клеточная система иммунитета (фагоцитоз)
В основе неспецифической клеточной защиты лежит способность лейкоцитов к фагоцитозу - процессу активного узнавания, захвата и поглощения чужеродных структур (микроорганизмов, разрушенных клеток, комплексов антиген-антитело, неорганических частиц и т. п.).
Наибольшей способностью к фагоцитозу обладают:
•нейтрофильные лейкоциты
•моноциты
•тканевые макрофаги
Моноциты являются переходной формой тканевых макрофагов.
Все фагоциты отличаются:
•наличием на их плазматических мембранах рецепторов к Fc-фрагменту иммуноглобулинов, к компоненту С3 комплемента и к некоторым хемотаксическим веществам
•способностью активно передвигаться в результате функционирования актомиозиновых комплексов
•наличием внутри фагоцитов большого количества цитоплазматических гранул или лизосом
Сигналом для движения фагоцитов к чужеродным частицам служат так называемые хемотаксические вещества, концентрирующиеся в очаге воспаления. К их числу относятся факторы комплемента С3а, С5а и др., лимфокины, выделяющиеся Т-лимфоцитами, а также продукты повреждения клеток и жизнедеятельности бактерий.
Хемотаксический фактор, взаимодействуя со специфическими поверхностными рецепторами фагоцита, приводит к изменению потенциала его мембраны, концентрации активных волокон на том полюсе фагоцита, который обращен в сторону движения.
Начало фагоцитоза индуцируется опсонинами (IgG, С3-компонентом комплемента, а также острофазными белками — СРБ, a1- и a2-глобулинами и др.), которые фиксируются на поверхности фагоцитируемой чужеродной клетки (например бактерии).
"Свободные" участки опсонинов (например, Fc-компонент IgG) связываются с соответствующими рецепторами (С3 или IgG) фагоцита. Таким образом, опсонины обеспечивают прочную связь бактерии или другой чужеродной частицы с макрофагом, являясь своеобразным посредником между объектом фагоцитоза и фагоцитом.
Процесс поглощения и разрушения чужеродной клетки макрофагом осуществляется в несколько этапов:
•Вначале фагоциты выпускают псевдоподии и окружают ими инородную частицу, которая попадает в цитоплазматическую вакуоль (фагосому).
•Последняя перемещается внутрь клетки и сливается с внутриклеточными лизосомами, которые выделяют большое количество гидролитических ферментов, способствующих перевариванию инородной клетки.
•Вслед за поглощением микроорганизмов в макрофагах резко усиливается процесс перекисного окисления, сопровождающийся образованием синглетного кислорода (О2), обладающего, как известно, выраженным бактерицидным действием.
Следовательно, стадии фагоцитоза имеют следующую последовательность:
•стадия хемотаксиса (приближение к объекту)
•стадия опсонизации (процесс взаимодействия иммуноглобулинов (IgG1, IgG3, IgM) и белков системы комплемента (C3b, C4, C5a) с инфекционной частицей)
•прикрепление опсонизированной частицы на поверхность фагоцита
•стадия захвата, образование фагоцитосомы
•стадия умерщвления и переваривания
•стадия исхода
Таким образом, процесс фагоцитоза тесно связан с другими компонентами иммунной реакции - специфическим гуморальным и клеточным иммунитетом (комплекс антиген-антитело, лимфокины и т. д.) и неспецифической гуморальной системой защиты (острофазные белки, система комплемента), дефекты которых могут сказываться на недостаточной функции фагоцитоза. С другой стороны, макрофаги участвуют в стимуляции антителообразования, доставляя фиксированный на них антиген В-лимфоциту, а также удаляют комплекс антиген-антитело, поглощая и разрушая его.
Теги:
234567 Описание для анонса:
234567 Начало активности (дата): 25.06.2013 06:35:00
234567 Кем создан (ID): 1
234567
Иммунная система
Иммунная система
Иммунитет (от лат. immunitas – освобождать от чего-либо) – это физиологическая функция, которая обуславливает невосприимчивость организма к чужеродным антигенам.Иммунная система обеспечивает распознавание и элиминацию генетически чужеродных структур, являясь, таким образом, важнейшим фактором, регулирующим постоянство внутренней среды организма.
Иммунная система организма - совокупность лимфоидных органов и тканей, которые определяют контроль за антигенным постоянством внутренней среды организма.
Органы: красный костный мозг, тимус, селезенка, лимфоузлы и лимфатические образования кишечника и других органов.
Органы иммунной системы разделяют на центральные и периферические:
к центральным относят:
•красный костный мозг (medulla ossea rubra); его главная функция - продукция иммунокомпетентных клеток из стволовой полипотентной; все лимфоидные клетки имеют на своей поверхности гликопротеиновые маркеры - т. н. кластеры дифференцировки - CD (cluster of differentiation); стволовая клетка - предшественница клеток лимфоидного и миелоидного рядов имеет маркер CD34+.
•вилочковая железа (thymus) - место созревания и дифференцировки Т- лимфоцитов (их общий маркер - CD3+), затем заселяющих периферические органы иммунитета; в тимусе происходит селекция Т- лимфоцитов, имеющих рецепторы к собственным тканям; чем более длительно функционирует тимус, тем дольше живет организм; наиболее развита железа в детском возрасте, ее инволюция начинается примерно в 12 - 14 лет.
к периферическим органам относят:
•селезенку
•лимфатические узлы и образования
•миндалины, в которых есть т.н. Т- и В- зоны, в которых созревают соответственно Т- и В- лимфоциты
Направления иммунологии:
•инфекционная учение об антителах (Ат) - учение о фагоцитах учение о системе комплемента
•неинфекционная иммунология (иммунопатологии, аллергии, трансплантационный иммунитет, учение о толерантности)
•клиническая иммунология
•экологическая иммунология
Проявления дисфункции иммунной системы:
•ослабление защиты организма от чужеродных агентов (вирусов, бактерий, клеток опухолей и т. д.) и развитие иммунодефицитных состояний
•дисбаланс между отдельными звеньями иммунной системы (например между Т- и B-системами иммунитета) может явиться причиной развития аутоиммунных, аллергических заболеваний и так называемых болезней иммунных комплексов
•реакции отторжения ауто- и аллотрансплантатов органов и тканей
Общие положения
•Иммунная система эволюционно формировалась для защиты макроорганизма от патогенных микробов. Одни из них, такие как вирусы, проникают внутрь клеток хозяина, другие, например многие бактерии, размножаются внеклеточно в тканях или полостях тела.
•В поддержании иммунитета принимают участие лимфоциты и фагоциты. Лимфоциты распознают антигены патогенных микроорганизмов. Фагоциты поглощают и разрушают самих возбудителей.
•Иммунный ответ состоит из двух фаз. В ранней фазе происходит распознавание антигена специфически реагирующими лимфоцитами и их активация; в поздней (эффекторной) фазе эти лимфоциты осуществляют свою координирующую функцию в устранении источника чужеродных антигенов из организма.
•Специфичность и память - это две основные характеристики приобретенного иммунитета. На повторную встречу с тем же самым антигеном иммунная система отвечает более эффективно.
•Лимфоциты специализированы по функциям. В-клетки образуют антитела. Цитотоксические Т-лимфоциты уничтожают клетки, инфицированные вирусами. Хелперные Т-лимфоциты координируют иммунный ответ путем контактных межклеточных взаимодействий и выделения в межклеточную среду цитокинов, которые, например, помогают В-клеткам в образовании антител.
•Антигены - это молекулы, распознаваемые рецепторами лимфоцитов. В-лимфоциты обычно распознают нерасщепленные молекулы антигена, тогда как Т-лимфоциты чаще всего способны распознавать антигенные молекулы только в виде фрагментов на поверхности других клеток.
•Узнавание молекул антигена специфичными к нему лимфоцитами влечет за собой селективное размножение лимфоцитарных клонов; клональная экспансия сопровождается дифференциацией лимфоцитов на клетки-эффекторы и клетки иммунологической памяти.
•При функционировании иммунной системы могут возникать нарушения, приводящие к иммунодефицитному состоянию или к гиперчувствительности, а также к аутоиммунным заболеваниям.
Клетки иммунной системы
Лейкоциты. Их назначение - распознавать чужеродные вещества и микроорганизмы и бороться с ними, а также запоминать информацию о них - на будущее.
Различают следующие виды лейкоцитов.
•лимфоциты (Т-лимфоциты: Т-хелперы, Т-супрессоры; В-лимфоциты; нулевые лимфоциты)
•натуральные киллеры (НК)
•нейтрофильные лейкоциты (палочкоядерные и сегментоядерные)
•эозинофильные лейкоциты
•базофильные лейкоциты
Макрофаги (фагоциты) "поедают" живых и мертвых микробов, комплексы антиген-антитело (образуются в процессе борьбы с вирусами, бактериями и их токсинами), погибшие клетки самого организма. Без макрофагов невозможна деятельность лимфоцитов: они "помогают" последним распознавать антигены, выделяют медиаторы (вещества, стимулирующие или угнетающие деятельность других клеток иммунной системы). Предшественники макрофагов, моноциты, самые крупные клетки, циркулирующие в крови.
Молекулы иммунной системы:
•Антигены (Аг) - химические вещества, свободные либо встроенные в мембрану клетки, способные индуцировать иммунный ответ (ИО). Мембранные Аг делятся на дифференцировочные (CD-Аг), HLA ((human leukocyte antigen), относятся к главному комплексу гистосовместимости (ГКГС или MHC - main histocompartibility complex), их три класса), детерминантные.
•Рецепторы являются анализаторами внешней среды, их 102 - 105 на поверхности клетки, они необходимы для контактов ''клетка-молекула'' и бывают Аг- специфическими, для цитокинов, для гормонов.
•Белки системы комплемента - С1-С9.
•Иммуноглобулины (5 классов)
•Цито- и монокины - низкомолекулярные гормоноподобные биомолекулы, продуцируемые активированными иммунокомпетентными клетками, являются регуляторами межклеточных взаимодействий, их несколько групп - интерлейкины (около 12), факторы роста (эпидермальный, фактор роста нервов), колониестимулирующие (лимфопоэтины), хемотаксические факторы, фактор некроза опухолей.
•Интерфероны - также являются регуляторами межклеточных взаимодействий, их известно три - a ,b ,g. Иммунная система работает строго организованно, ее работа сопряжена и согласована с работой других систем. Работа ИС специфична и конкретна, с другой стороны, она универсальна и очень разнообразна по своим функциям. ИС характеризуется памятью.
Разнообразные иммунные реакции организма осуществляются посредством функционирования четырех тесно связанных между собой компонентов иммунной системы:
Неспецифической системы защиты:
•гуморального иммунитета - система комплемента и так называемые острофазные белки плазмы
•клеточной системы иммунитета - фагоцитоз
Специфической системы защиты:
•гуморального иммунитета, реагирующей на внедрение чужеродного агента образованием специфических антител
•клеточного иммунитета - Т-лимфоциты
Центральное место в функционировании этих четырех компонентов иммунной системы занимает лимфатическая система.
В зависимости от функций и, соответственно, химических и морфологических особенностей оболочки различают три типа лимфоцитов, которые развиваются из одного предшественника - лимфоидной стволовой клетки, которая, в свою очередь, происходит от гемопоэтических стволовых клеток:
•В-лимфоциты
•Т-лимфоциты
•О-лимфоциты - "нулевые" клетки
Созревание и дифференцировка В- и Т-лимфоцитов осуществляется в центральных (первичных) лимфоидных органах, где оба типа лимфоцитов приобретают характерные для них функциональные и морфологические особенности, т. е. становятся коммитированными:
•в тимусе - Т-лимфоциты
•в костном мозге - В-лимфоциты
Коммитированные В- и Т-лимфоциты переносятся с током крови к периферическим (вторичным) лимфоидным органам (лимфоузлам, селезенке, лимфоидной ткани кишечника и т. д.).
В-лимфоциты в периферических лимфоидных органах при первом контакте с антигеном быстро пролиферируют, растут и трансформируются в плазматические клетки, которые осуществляют синтез и выделение специфических гуморальных антител — иммуноглобулинов различных классов - IgG, IgM, IgA, IgE, IgD. Синтезированные антитела специфичны только к антигену, вызвавшему активацию В-лимфоцита.
Трансформация коммитированных В-лимфоцитов в иммунокомпетентные плазматические клетки, т. е. клетки, способные распознавать чужеродные антигены и вызывать специфические иммунные реакции, находится под контролем Т-лимфоцитов, часть которых (Т-хелперы) выделяют регуляторные тканевые гормоны — цитокины. Контроль активации В-лимфоцитов осуществляется также макрофагами, выделяющими монокины, например интерлейкин-1.
Часть активированных В-лимфоцитов превращается в так называемые В-клетки памяти, длительно сохраняющие на своих мембранах информацию об антигене и передающие ее своим дочерним клеткам.
В периферической крови на долю В-лимфоцитов приходится 15–35%.
Т-лимфоциты не способны вырабатывать антитела. Они отвечают за клеточный иммунный ответ. После активации антигеном Т-лимфоциты превращаются в иммунокомпетентные Т-эффекторы, или Т-клетки памяти. Т-эффекторы образуют на своей поверхности рецепторы антигена, что позволяет им вступать в специфические иммунные реакции с данным антигеном.
В зависимости от характера такой реакции и функции Т-эффектора различают несколько субпопуляций этих клеток:
•Т-киллеры ("убийцы") — иммунокомпетентные Т-лимфоциты, способные распознавать и уничтожать клетки, несущие на себе признаки чужеродного антигена.
•Т-хелперы (помощники) — клетки, активирующие выработку антител плазмоцитами.
•Т-супрессоры — клетки, тормозящие активность В- и Т-лимфоцитов (в частности, синтез иммуноглобулинов) и предупреждающие таким образом чрезмерные иммунные реакции
В периферической крови на долю Т-лимфоцитов — около 50–70% всех лимфоцитов.
Т- и В-клетки довольно легко идентифицировать по поверхностным маркерам – кластеры дифференцировки (Т3 или CD3 на Т-клетках и поверхностные Ig на В-клетках).
Кластеры дифференцировки (CD) - это антигены, находящиеся на поверхности клеток, своеобразные маркеры (метки), по которым одни клетки отличаются от других. То, какие метки находятся на поверхности клетки, зависит от ее вида (Т-лимфоцит, В-лимфоцит и т.д.) и ее зрелости (способности выполнять свои функции).
Метки нумеруются по очереди в соответствии с тем, когда они были открыты: чем раньше был открыт кластер, тем меньше у него номер.
Кластеры дифференцировки в лабораториях выявляются с помощью моноклональных антител.
Клон - это совокупность клеток, появившихся от одной общей клетки. Клетки клона идентичны на 100%, то есть они похожи друг на друга как однояйцевые близнецы. Одинаковые клетки синтезируют одинаковые антитела. Эти антитела называются моноклональными. Чаще всего их используют в диагностике и в иммунологических исследованиях.
Следует иметь также представление о наиболее важных дифференцировочных антигенах Т-лимфоцитов человека.
Важнейшими из них являются:
•CD2 (от англ. Claster of differentiation – кластер дифференцировки) – это антиген, обнаруживаемый на всех зрелых периферических Т-лимфоцитах (идентичен "рецептору эритроцитов барана", именно он обеспечивает образование розеток с эритроцитами барана – методика выявления Т-клеток). CD2 принимает участие в процессе неспецифической активации Т-клеток, что играет важную роль при созревании клеток в тимусе, т.к. пролиферация тимоцитов индуцируется до начала экспрессии специфического антигенного процесса.
•CD3 – это мембраносвязанный белковый комплекс, состоящий из пяти гликопротеинов, связанный с антигенспецифическим рецептором (Ti). Этот комплекс "CD3+Ti" и представляет собой антигенспецифический Т-клеточный рецептор периферических Т-лимфоцитов человека. Связывание антигена, ассоциированного с детерминантами МНС, является специфическим сигналом для активации зрелой Т-клетки. При этом CD3 участвует в передаче сигнала внутрь клетки. Непосредственным результатом связывания антигена с рецептором является поступление в клетку ионов Са2+.
•CD4 – антиген гликопротеиновой природы, который экспрессирует примерно на 2/3 периферических Т-лимфоцитов. На этапе созревания клеток в тимусе CD4 экспрессируется всеми клетками, а в ходе их дифференцировки сохраняется только на субпопуляции, переставшей экспрессировать CD8-антиген. В периферической крови примерно 5% клеток несут одновременно маркеры CD4 и CD8. Зрелые CD4+-Т-клетки включают Т-лимфоциты, функционально характеризуемые как хелперы и индукторы. При контакте Т-лимфоцитов (Ti/h – индукторов хелперов) с антигенпрезентирующей клеткой CD4 выступает в роли специфического места связывания детерминант белковых молекул МНС класса II. Особое значение имеет факт связывание молекулой CD4 оболочечных белков вируса иммунодефицита человека – возбудителя СПИД, что в результате эндоцитоза приводит к проникновению вируса внутрь клеток субпопуляции Ti/h.
•CD8 – антиген, который экспрессируется примерно на 1/3 периферических Т-клеток, созревающих из CD4+/CD8+-Т-лимфоцитов. Субпопуляция CD8+-Т-клеток включает цитотоксические и супрессорные Т-лимфоциты. При контакте с клеткой-мишенью CD8 выступает в роли рецептора неполиморфных детерминант белков МНС класса I.
•CD16 - NK-клетки (натуральные киллеры)
•Антиген CD45R присутствует примерно на 50% Т-клеток (он экспрессируется также В-клетками и моноцитами). Клетки CD4+/CD45R идентифицированы как индукторы супрессоров, что дает возможность косвенно определять также функционально активные индукторы хелперов.
•Антиген CD25 – гликопротеин, идентифицированный как низкоаффинный рецептор к интерлейкину-2 (IL-2). Совместно с белком 75К антиген CD25 образует высокоаффинный рецептор ИЛ-2. CD25 экспрессируется на активированных Т-лимфоцитах.
•CD72 - В-клетки
•Кроме указанных антигенов (дифференцировочных кластеров): CD2, CD3, CD4, CD5, CD8, CD25, CD45R на Т-лимфоцитах имеется еще много других антигенов (CD1, CD6, CD7, CD26, CD28, CD29, CD38 и др.), рецепторы к эритроцитам барана, лектину, Fc-фрагменту антител, играющие важную роль в процессах индукции и регуляции иммунного ответа.
Еще около 10% лимфоцитов представлено так называемыми О-лимфоцитами (“нулевыми” клетками), отличающимися по своим поверхностным свойствам как от В-лимфоцитов, так и от Т-лимфоцитов. Часть этих клеток несут на своей поверхности рецепторы для IgG. Они уничтожают любые клетки, на поверхности которых присутствует IgG. К “нулевым” клеткам относятся также так называемые естественные клетки-киллеры, действующие независимо от наличия антител.
Таким образом, функционирование В- и Т-лимфоцитов обеспечивает специфический гуморальный и клеточный иммунитет. Большое значение в механизме защиты от чужеродных агентов имеют также факторы неспецифического гуморального и клеточного иммунитета.
Неспецифическая гуморальная система защиты
Факторы неспецифической гуморальной защиты обеспечивают так называемый острофазный ответ организма при действии внешних (вирусная или бактериальная инфекция, операции, ожоги и т. д.) или внутренних (инфаркт ткани, злокачественные новообразования, аутоиммунные процессы, образование иммунных комплексов) причин.
Острофазный ответ организма способствует прямому уничтожению чужеродных агентов, а также активации процессов воспаления и специфической иммунной защиты и сопровождается существенными сдвигами всех метаболических процессов и функционального состояния эндокринной, нервной систем, системы терморегуляции и т. д.
К числу острофазных белков, ответственных за реализацию неспецифической гуморальной защиты, относят:
•систему комплемента
•С-реактивный белок
•фибриноген
•a1-антитрипсин
•a1-кислый гликопротеид
•гаптоглобин
•a1-химотрипсин
•сывороточный белок амилоидов А и Р
•интерфероны
•лизоцим
Важнейшими из них являются система комплемента и С-реактивный белок.
Комплемент представляет собой систему из девяти плазменных белков (С1–С9), играющих существенную роль в развитии иммунных и воспалительных реакций. В норме эти вещества присутствуют в крови в неактивном состоянии - в виде так называемых энмогенов (протеаз).
В систему входит более 25 белков, из которых:
•девять - комплементные белки С1 -С9
•остальные - факторы B, D, P, H и др.
При активации происходит расщепление молекул комплементных белков на фрагменты a(меньший) и b(больший). Меньший фрагмент, как правило, активный. Многие фрагменты обладают ферментативными свойствами (их обозначают сверху линией), могут являться ингибиторами, активаторами и медиаторами различных процессов. Центральное место в системе комплемента занимает белок С3.
При отсутствии каких либо активаторов происходит его медленный распад: С3 R С3a + C3b. Фрагмент C3b фиксируется на поверхности микроорганизма.
При появлении какого-либо активатора распад С3 происходит значительно быстрее благодаря запуску систем активации комплемента по классическому или альтернативному путям.
Их последовательная активация происходит под действием:
•иммунных комплексов антиген-антитело – «классический путь» активации
•некоторых продуктов жизнедеятельности бактерий, грибов, паразитов, вирусов, лимфобластов, агрегирующих белки и иммуноглобулины с участием пропердина – «альтернативный путь» активации
•активация комплемента возможна также агрегатами IgG, IgM, С-реактивным белком, ДНК, плазминогеном и другими агентами
Классический путь активации связан, таким образом, с наличием в организме антител и образованием иммунных комплексов, а альтернативный путь не зависит от наличия специфических антител.
Последовательность событий, происходящих после расщепления С3:
•задача данного этапа - формирование мембраноатакующего комплекса (МАК), который состоит из белков С5 - С9 и на 80-90% похож на перфорин
•к фиксированному на мембране клетки фрагменту С3b присоединяется белок С5
•от образовавшегося комплекса С3b5 под воздействием С3bBb отщепляется С5а, а к С3b5b последовательно присоединяются белки С6, С7, С8
•кульминацией данного процесса является присоединение С9, после чего происходит изменение конформации всего комплекса и образуется воронкообразное отверстие в мембране, в результате наступает лизис клетки
•в результате работы этой системы высвобождаются вещества, которые являются анафилотоксинами (вещества, которые вызывают высвобождение гистамина из базофилов и тучных клеток), хемотаксинами (вызывают миграцию клеток в место работы комплемента), модуляторами иммунного ответа (С3а подавляет, а С5а усиливает продукцию антител)
Биологические эффекты системы комплемента:
•усиление фагоцитоза
•усиление хемотаксиса
•повышение проницаемости капилляров
•активация гранулоцитов и макрофагов и развитие воспалительной реакции
•агрегация чужеродных клеток (иммунная адгезия)
•опсонизация (изменение свойств поверхности чужеродной клетки, при котором они становятся более доступными для фагоцитоза)
•разрушение вирусов и пораженных вирусами клеток
•индуцирование выделения тучными клетками и базофилами гистамина при присоединении некоторых фрагментов — пептидов, образующихся при активации комплемента
•индуцирование выделения серотонина тромбоцитами
•цитолиз — лизис клеток, на которых фиксирован комплемент, в том числе бактерий и собственных клеток с измененными антигенными свойствами.
Следует добавить, что гемолитические, цитотоксические и некоторые другие эффекты антител реализуются только в присутствии комплемента.
Таким образом, система комплемента обеспечивает:
•прямой лизис чужеродных клеток
•стимуляцию фагоцитарной активности нейтрофилов и макрофагов
•развитие воспалительной реакции
•участие в формировании иммунных комплексов, активирование и усиление иммунного лизиса чужеродных клеток
С-реактивный белок (СРБ) — это один из ведущих компонентов острофазной реакции. Основная биологическая функция этого белка состоит в связывании с фосфохолиновыми соединениями, широко представленными на мембранах бактерий, а также с некоторыми белками, освобождающимися в любой поврежденной ткани.
Будучи связанным с каким-либо лигандом, СРБ:
•принимает участие в осаждении, агглютинации, капсулярном набухании и фагоцитозе бактерий
•эффективно активирует систему комплемента, способствуя, таким образом, развитию воспаления
С-реактивный белок в ничтожных количествах присутствует в сыворотке здорового человека, хотя обычными лабораторными методами обычно не выявляется. При попадании в организм каких-либо экзогенных антигенов (например бактерий) или высвобождении продуктов деструкции собственных клеток его концентрация возрастает в сотни раз.
Гуморальный специфический иммунитет
Гуморальный специфический иммунитет осуществляется благодаря образованию антител плазматическими клетками в ответ на антигенную стимуляцию В-лимфоцитов.
Антитела представляют собой иммуноглобулины, относящиеся к гамма-фракции сывороточных белков.
Из 5 изученных в настоящее время классов иммуноглобулинов наибольшее практическое значение имеют три класса:
•IgG - 85% всех сывороточных иммуноглобулинов
•IgM - 10% всех сывороточных иммуноглобулинов
•IgA - 5% всех сывороточных иммуноглобулинов
Каждый класс включает большое число поликлональных антител, сходных по структуре. Все антитела имеют два фрагмента:
•Fab-фрагмент - участок иммуноглобулина, связывающий специфический антиген
•Fc-фрагмент - часть иммуноглобулина, которая не связывается с антигеном, но взаимодействует в процессе иммунной реакции с макрофагами, лимфоцитами и факторами комплемента
Иммуноглобулины всех классов состоят из молекул легких и тяжелых цепей полипептидов. Легкие цепи одинаковы для всех иммуноглобулинов. Тяжелые цепи различных классов иммуноглобулинов отличаются по первичной структуре и антигенным свойствам.
Иммуноглобулины IgG
Содержание IgG в плазме крови достигает 70–80%. Это самые мелкие антитела (молекулярная масса 150x10-3), которые могут проникать через плаценту. Помимо непосредственного взаимодействия с антигеном и образования иммунного комплекса, IgG участвуют в активации системы комплемента, а также стимулируют процесс фагоцитоза, являясь важнейшими опсонинами.
Иммуноглобулины IgМ
Самые крупные антитела (молекулярная масса до 900x10-3), относящиеся к b-фракции глобулинов. На их долю приходится около 10% всех иммуноглобулинов сыворотки крови. IgМ способны нейтрализовать достаточно крупные инородные частицы, вызывая их агглютинацию и преципитацию, в том числе агглютинацию эритроцитов. К IgМ принадлежат антитела против полисахаридных антигенов, О-антигенов грамотрицательных бактерий, гемагглютинины, холодовые агглютинины, ревматоидный фактор и др. Кроме того, некоторые подклассы IgМ активируют систему комплемента.
Иммуноглобулины IgА
С молекулярной массой от 160 до 320x10-3 в норме составляют около 20% всех иммуноглобулинов. Они в большом количестве содержатся в секрете пищеварительного тракта, в слюне, играя значительную роль в формировании местного иммунитета и обеспечивая защиту против антигенов, контактирующих со слизистыми оболочками. Кроме того, IgА участвуют в активации системы комплемента по альтернативному пути.
Иммуноглобулины IgD, IgE
Присутствуют в плазме в малых количествах. Важнейшей функцией IgE является способность связываться с тучными клетками и базофильными гранулоцитами. Как только такие фиксированные IgE контактируют с соответствующим антигеном, тучные клетки секретируют гистамин и другие биологически активные вещества, запуская аллергическую реакцию немедленного типа.
В результате реакции между антигеном и антителом образуются иммунные комплексы антиген-антитело, которые обеспечивают обезвреживание и нейтрализацию чужеродного антигена.
Если образовавшиеся молекулярные агрегаты антиген-антитело имеют достаточно большие размеры, они выпадают в осадок - происходит их преципитация.
В том случае, когда антиген представлен чужеродной клеткой (эритроцит, бактерия), в результате образования на ее поверхности комплекса антиген-антитело изменяются физико-химические свойства клеточной мембраны и, при условии крупных размеров антитела (IgM), происходит «склеивание» (агглютинация) клеток.
Если же антитело имеет относительно малые размеры (например IgG), то образовавшийся на поверхности клетки иммунный комплекс не способен вызвать их агглютинацию. В этом случае речь идет о так называемых неполных антителах, которые блокируют чужеродные антигены так, что они не могут взаимодействовать с полными антителами. Агглютинацию таких клеток можно вызвать, добавив к ним так называемые гетерологические антитела, т. е. антитела против иммуноглобулинов человека (например, реакция Кумбса).
При повторном внедрении в организм чужеродного агента специфический гуморальный иммунитет обеспечивает иммунные реакции немедленного типа, в том числе происходящие на поверхности базофильных и тучных клеток. В этих случаях антиген реагирует с IgЕ, фиксированным на поверхности этих клеток. В результате секретируется большое количество биологически активных веществ (гистамин, серотонин и др.).
Также следует помнить, что:
•IgM - этот вид антител появляется раньше всего при контакте с антигеном (микробом), повышение их титра (содержания) в крови свидетельствует об остром воспалительном процессе.
•IgG - антитела этого класса появляются спустя какое-то время после контакта с антигеном. Они участвуют в борьбе с микробами - соединяются с антигенами на поверхности бактериальной клетки. Затем к ним присоединяются другие белки плазмы (так называемый комплемент), и бактериальная клетка лизируется (ее оболочка разрывается). Кроме того, IgG участвует в возникновении некоторых аллергических реакций.
•IgA - препятствуют проникновению вирусов в организм через слизистые оболочки; хотя от бактерий антитела этого класса нас защитить не могут, с их токсинами они справляются.
•IgE - антитела этого класса взаимодействуют с рецепторами, расположенными на тучных клетках и базофилах. В результате высвобождается гистамин и другие медиаторы аллергии. Развивается собственно аллергическая реакция.
Клеточный специфический иммунитет
Клеточный специфический иммунитет обеспечивается:
•сенсибилизированными Т-лимфоцитами (Т-киллерами)
•некоторыми представителями О-лимфоцитов - NК-клетки, естественные клетки-киллеры
Т-лимфоциты (киллеры), реагируя с антигеном, выделяют лимфокины, которые:
•обладают цитотоксическим действием
•нарушают проницаемость клеток-мишеней и вызывают их гибель
•повышают проницаемость капилляров, усиливают кровоток и способствуют развитию воспаления
•привлекают (благодаря своим хемотаксическим свойствам) в очаг образующегося воспаления нейтрофилы, макрофаги и новое количество лимфоцитов, стимулируя функциональную активность этих клеток
Таким образом, цитотоксический эффект Т-лимфоцитов связан как с действием самих Т-киллеров, так и макрофагов (фагоцитоз).
Отличительными особенностями Т-лимфоцитов являются:
•их способность к так называемой бластной трансформации
•наличие на их мембранах рецепторов к эритроцитам барана
•наличие на их мембранах рецепторов к FC-участкам иммуноглобулинов, причем Т-супрессоры имеют рецепторы к FC-фрагменту IgG и так называемые теофиллинчувствительные рецепторы, а Т-хелперы - только рецепторы к IgМ
Эти особенности легли в основу количественных методов оценки как всей популяции Т-лимфоцитов, так и отдельных субпопуляций (Т-хелперы, Т-супрессоры. Т-киллеры).
Клеточный иммунный ответ разделяют на стадии:
•распознавание макрофагом или другой антиген-презентирующей клеткой
•обработка антигена макрофагом или другой антиген-презентирующей клеткой
•презентация обработанного антигена в комплексе с белками МНС I и МНС II (Т- киллеры непосредственно взаимодействуют с комплексом АГ* МНС I, а Т- эффекторы - посредством Т-хелперов); передача информации на Т- хелперы; - передача информации на Т- эффекторы
•пролиферация и дифференцировка Т - эффекторной популяции под действием интерлейкина 2
Т- киллеры при встрече с чужеродной клеткой выделяют перфорин, разрушающий ее мембрану. Т- эффекторы оказывают опосредованное действие: выделяют факторы хемотаксиса, подавления миграции макрофагов и лейкоцитов, активации. Клетки в очаге пролиферации образуют инфильтрат, который окружается фибробластами, продуцируемым ими коллагеном, и становится гранулемой. Гранулема выполняет ограничивающую функцию - локализует процесс воспаления, препятствует его распространению; элиминирующая функция выражена слабо.
Неспецифическая клеточная система иммунитета (фагоцитоз)
В основе неспецифической клеточной защиты лежит способность лейкоцитов к фагоцитозу - процессу активного узнавания, захвата и поглощения чужеродных структур (микроорганизмов, разрушенных клеток, комплексов антиген-антитело, неорганических частиц и т. п.).
Наибольшей способностью к фагоцитозу обладают:
•нейтрофильные лейкоциты
•моноциты
•тканевые макрофаги
Моноциты являются переходной формой тканевых макрофагов.
Все фагоциты отличаются:
•наличием на их плазматических мембранах рецепторов к Fc-фрагменту иммуноглобулинов, к компоненту С3 комплемента и к некоторым хемотаксическим веществам
•способностью активно передвигаться в результате функционирования актомиозиновых комплексов
•наличием внутри фагоцитов большого количества цитоплазматических гранул или лизосом
Сигналом для движения фагоцитов к чужеродным частицам служат так называемые хемотаксические вещества, концентрирующиеся в очаге воспаления. К их числу относятся факторы комплемента С3а, С5а и др., лимфокины, выделяющиеся Т-лимфоцитами, а также продукты повреждения клеток и жизнедеятельности бактерий.
Хемотаксический фактор, взаимодействуя со специфическими поверхностными рецепторами фагоцита, приводит к изменению потенциала его мембраны, концентрации активных волокон на том полюсе фагоцита, который обращен в сторону движения.
Начало фагоцитоза индуцируется опсонинами (IgG, С3-компонентом комплемента, а также острофазными белками — СРБ, a1- и a2-глобулинами и др.), которые фиксируются на поверхности фагоцитируемой чужеродной клетки (например бактерии).
"Свободные" участки опсонинов (например, Fc-компонент IgG) связываются с соответствующими рецепторами (С3 или IgG) фагоцита. Таким образом, опсонины обеспечивают прочную связь бактерии или другой чужеродной частицы с макрофагом, являясь своеобразным посредником между объектом фагоцитоза и фагоцитом.
Процесс поглощения и разрушения чужеродной клетки макрофагом осуществляется в несколько этапов:
•Вначале фагоциты выпускают псевдоподии и окружают ими инородную частицу, которая попадает в цитоплазматическую вакуоль (фагосому).
•Последняя перемещается внутрь клетки и сливается с внутриклеточными лизосомами, которые выделяют большое количество гидролитических ферментов, способствующих перевариванию инородной клетки.
•Вслед за поглощением микроорганизмов в макрофагах резко усиливается процесс перекисного окисления, сопровождающийся образованием синглетного кислорода (О2), обладающего, как известно, выраженным бактерицидным действием.
Следовательно, стадии фагоцитоза имеют следующую последовательность:
•стадия хемотаксиса (приближение к объекту)
•стадия опсонизации (процесс взаимодействия иммуноглобулинов (IgG1, IgG3, IgM) и белков системы комплемента (C3b, C4, C5a) с инфекционной частицей)
•прикрепление опсонизированной частицы на поверхность фагоцита
•стадия захвата, образование фагоцитосомы
•стадия умерщвления и переваривания
•стадия исхода
Таким образом, процесс фагоцитоза тесно связан с другими компонентами иммунной реакции - специфическим гуморальным и клеточным иммунитетом (комплекс антиген-антитело, лимфокины и т. д.) и неспецифической гуморальной системой защиты (острофазные белки, система комплемента), дефекты которых могут сказываться на недостаточной функции фагоцитоза. С другой стороны, макрофаги участвуют в стимуляции антителообразования, доставляя фиксированный на них антиген В-лимфоциту, а также удаляют комплекс антиген-антитело, поглощая и разрушая его.
Теги:
234567 Описание для анонса:
234567 Начало активности (дата): 25.06.2013 06:35:00
234567 Кем создан (ID): 1
234567
