Введение в иммунологию Эритроциты Лимфоцит Иммунология — это

Введение в иммунологию Эритроциты Лимфоцит Иммунология - это наука о функционировании иммунной системы Рисунки для презентаций (Ссылка: Internet < 2010 г. )

Эритроцит, тромбоцит, лейкоцит

Иммунная система /ИС/ функционирует за счет лимфоцитов

Функции ИС 1) Защитная 2) Регуляторная (адаптивная) 3) Морфогенетическая

1. Защитная – поддержание антигенного гомеостаза, = контроль качества (дифференцировка «свое - чужое» ) 2. Адаптивная – дифференцировка «нужно - не нужно» в отношении веществ /метаболитов/ и клеток / в т. ч. микробов/, контроль функций

3. Морфогенетическая функция – регуляция пролиферации, дифференцировки и метаболизма клеток, включая процессы регенерации, гемопоэза, морфогенеза. Контроль количества (меры): «больше- меньше»

Морфогенез пальцев мышей

Иммунная система /ИС/ совокупность всех - лимфоидных органов и - скоплений лимфоидных клеток организма

Тимус Селезенка

Органы иммунной системы Центральные 1) Тимус (место формирования Т-лимфоцитов) 2) Красный костный мозг (место формирования у человека В-клеток) [у птиц - бурса] Периферические (органы и ткани) - Селезенка - Лимфатические узлы /ЛУ/ - Лимфоидные образования кожи и слизистых /ПБ …/ - Субпопуляции лимфоцитов печени, лимфы, крови

Гнотобиотические (т. е. безмикробные) животные - У таких животных иммунная система недоразвита! - В 3 раза ниже концентрация иммуноглобулинов /Ig; = антител/ - Не бывает кариеса - Живут в 1, 2 -1, 5 раз дольше

Клетки ИС – лимфоциты + вспомогательные клетки – АПК (= антигенпрезентирующие), фагоциты, эндотелий.

Дендритная клетка Дендриты

ЛЕЙКОЦИТЫ ПМЛ (=ПЯЛ) - Нейтрофилы /н/ - Эозинофилы /э/ - Базофилы /б/ Мононуклеары - Лимфоциты /л/ - Моноциты /м/ Макрофаги

erythrocyte T cell 2 IL o 4 IL , Ep B cell pre-T BFU “true” stem cell CSF Flt 3 L pluripotent hematopoietic stem cell po , G M o Ep SFSF -C M M-C G macropha ge IL G-CSF GM-CSF F, CS GM 6 CFU-GM , IL 3 IL IL 3, IL 9, IL 10 IL 3, IL IL 4, 3, G GMCSF myeloid M- IL 5 CS , progenitor F CFU-GEMM Simplified scheme of hematopoiesis dendritic cell 6, IL 11 , E F, IL 3, , G MCS IL 3 4 D 3 C -C SF IL IL 2, 5, IL IL 4 6 IL 7 lymphoid progenitor 7 IL 3 IL pre-B megakaryocy te eosinophil neutrophil mast cell basophil

http: //vetfak. nsau. edu. ru/new/uchebnic/microbiology/stu/index_immun. htm

Лимфоциты Т-лимфоциты ( Tc, Th 1, Th 2 ) В-лимфоциты ЕКК ( = NK /натуральные киллеры/ ) + Минорные субпопуляции (Th 3, Th 17, CD 25+ лимфоциты, лимфоциты с гамма-дельта -TCR и др. )

ПК (=/= В-лимфоцит)

Некоторые сокращения р24 - протеин с М. 24 к. Д gp 41 (GP 41) – гликопротеин с М. 41 к. Д gp 45/70 - гликопротеин, состоящий из двух полипептидных цепей с М. 45 к. Д и 70 к. Д - R – рецептор {[R] - радикалы} -- Fc. R – рецептор для Fc-фрагмента антител - r. ИЛ-2 - рекомбинантный интерлейкин 2 - s. ИЛ-2 R – растворимая форма рецептора для ИЛ-2 - L – лиганд рецептора Например, Fas + Fas. L - HLA - человеческие лейкоцитарные антигены - CD - кластеры дифференцировки

CD – кластеры дифференцировки CD 4 – клетки Th (Th 1 и Th 2) CD 8 – клетки Tc CD 19 -22 – В-лимфоциты CD 56+ CD 16± – ЕКК (= NK) CD 46, CD 55, CD 59 – мембранные ингибиторы системы комплемента CD 16, CD 32, CD 64 – Fc. R

CD 8

CD 8 Жесткая молекула (сплошь бета-складки)

HLA I класса А B C + CD 8 (= + Tс) II класса D -- DR -- DP -- DQ + CD 4 (= + Th)

http: //vetfak. nsau. edu. ru/new/uchebnic/microbiology/stu/index_immun. htm

HLA+Ag

TCR Альфа-цепь Бета-цепь

Некоторые понятия Экспрессия рецептора - выброс на ЦПМ Экспрессия гена – активация работы гена Up-регуляция – повышающая регуляция Down-регуляция – понижающая регуляция Шеддинг - сброс молекул с ЦПМ Блеббинг – сброс поврежденного участка Кэппинг – «кучкование» комплексов R-L на ЦПМ

Иммунный ответ - это специфическая реакция ИС на конкретный антиген. Итог ИО: 1) образование антител (АТ) (гуморальный ИО) 2) формирование и активация клеток-киллеров (клеточный ИО)

АТ Ig Антитела Иммуноглобулины (=Ig) Обозначают в случае конкретизации антигена Обозначают общую фракцию антител (гамма-глобулиновую электрофоретическую фракцию) (АТ к … антигену /= АГ/)

Электрофорез сыворотки крови (белковые фракции)

Хроматография сыворотки

Иммуноголобулины /Ig/ (5 классов /= изотипов/) Ig. M – первый синтезируется в процессе ИО, «мусоросборщик» (10 -валентный); не «выходят» из кровеносного русла Ig. G – основной защитный класс антител, проходят через плаценту Ig. A – защищает в основном слизистые оболочки, содержится в молоке Ig. E – опосредует аллергию и анафилактический шок через активацию тучных клеток и базофилов Ig. D – мембранная форма АТ В-лимфоцитов

Каждая клетка индивидуума имеет свой уникальный «паспорт» - набор молекул HLA ( человеческих «лейкоцитарных» антигенов ) [ HLA относятся к МНС – главному комплексу гистосовместимости /= ГКГ/ ] - HLA I проверяют Т-киллеры (= Тс) - HLA II проверяют Т-хелперы (= Th) - При отсутствии HLA клетку убивают ЕКК

HLA I узнает молекула CD 8 (то есть Tc) HLA II узнает молекула CD 4 (то есть Th)

Иммунитет Клеточный (Th 1 -зависимый) Осуществляется за счет ЦТЛ – цитотоксических Т-лимфоцитов (т. е. Тс и Th 1) (В широком смысле + фагоцитами) Гуморальный ( Th 2 -зависимый) Осуществляется с участием антител (+ комплемент, + фагоциты)

Синтез Продукция цитокинов Th 1 (= 1 -го типа) - ИЛ-2 - ИФ-гамма - ФНО-альфа = провоспалительные цитокинов Продукция цитокинов Th 2 (= 2 -го типа) - ИЛ-4 - ИЛ-13 (аналог ИЛ-4) - ИЛ-5 - ИЛ-10 - противо- воспалительный

ИЛ-2

…Фактор некроза опухолей представляется мне «водородом» всех цитокинов на Земле. . (Д. И. Менделеев, из письма Л. Олду)

Как защищают антитела? 1) Нейтрализация антигенов (токсинов, факторов адгезии, жгутиков) 2) Активация системы комплемента (либо лизис бактерий МАК-ами, либо опсонический эффект) 3) Активация клеток с Fc. R - фагоцитов (эндоцитоз или экзоцитоз /АТ-ЗКЦ/), ЕКК /АТ-ЗКЦ/, тромбоцитов /АТ-ЗКЦ/ и других 4) Ig. E участвуют в борьбе с паразитами (активация эозинофилов, тучных клеток )

Paul Ehrlich

Молекула антитела (АТ)

Fc

Fc

Как защищают антитела? 1) Нейтрализация антигенов (токсинов, факторов адгезии, жгутиков) 2) Активация системы комплемента (либо лизис бактерий МАК-ами, либо опсонический эффект) 3) Активация клеток с Fc. R - фагоцитов (эндоцитоз или экзоцитоз /АТ-ЗКЦ/), ЕКК /АТ-ЗКЦ/, тромбоцитов /АТ-ЗКЦ/ и других 4) Ig. E участвуют в борьбе с паразитами (активация эозинофилов, тучных клеток )

Нейтрализация АГ

АТ + АГ = ИК (по английски: Ab + Ag = IC) ИК бывают - клеточные, - гуморальные, * циркулирующие /ЦИК/, * преципитирующие /ПИК/

I. Как защищают антитела? (гуморальный иммунитет) _____________ АНТИТЕЛА (АТ, Ab)

АТ состоят из Fab и Fc фрагментов (= F)

Активация системы комплемента

МАК

МАК

Fc Fc. R

Как защищают антитела? 1) Нейтрализация антигенов (токсинов, факторов адгезии, жгутиков) 2) Активация системы комплемента (либо лизис бактерий МАК-ами, либо опсонический эффект) 3) Активация клеток с Fc. R - фагоцитов (эндоцитоз или экзоцитоз /АТ-ЗКЦ/), ЕКК /АТ-ЗКЦ/, тромбоцитов /АТ-ЗКЦ/ и других 4) Ig. E участвуют в борьбе с паразитами (активация эозинофилов, тучных клеток )

АТ-ЗКЦ

Функция Ig. E - изгнание паразитов

II. Как защищает клеточный иммунитет? (Механизмы защиты) 1. Защита Тс - клетками (= CD 8 -клетками) Убивают КМ с видоизмененной HLA I класса (HLAI+Ag). Механизм киллинга: - Выброс в межклеточную щель перфоринов (образование МАК) - Индукция апоптоза (через выброс гранзимов)

Лимфоциты-киллеры атакуют измененную собственную клетку лизис

A scanning electron micrograph of a cancer cell (red in image) being attacked by tumorinfiltrating lymphocytes.

ФЛ

Mechanism of host defense against intracellular infection by viruses. Cells infected by viruses are recognized by specialized T cells called cytotoxic T lymphocytes (CTLs), which kill the infected cells directly. The killing mechanism involves the activation of nucleases in the infected cell, which cleave host and viral DNA.

The antigen receptors of B cells have two antigen-recognition sites whereas those of T cells have only one

Human T-lymphocyte Attacking Fibroblast Tumor / Cancer Cells (SEM x 4, 000)

2. Защита через ИФ-гамма (продукт Th 1, Тс, ЕКК) - Торможение метаболизма пораженных клеток ( противовирусный эффект) - Активация ПОЛ ( АФК) Очаги некроза (патология, гибель микробов)

Expression of transferrin receptor 1, a cellular receptor for the New World hemorrhagic fever arenaviruses, in polarized well -differentiated primary cultures of human airway epithelia. In this en face view, the tight junction protein ZO 1 (red) defines the apical domain of the epithelium and highlights the intercellular junctions. The inset shows transferrin receptor 1 (green staining) localized to the basolateral membrane.

Th 1 3. Защита (= CD 4 клетками) Убивают КМ с видоизмененной HLA II (HLAII + Ag) 4. Защита через ФНО-альфа (продукт активированных Th 1, Тс, макрофагов, тучных клеток) - Индукция апоптоза, - Индукция ССК --- Тромбы --- Некроз - Стимуляция ПОЛ (фосфолипазы А 2) --- Гибель эндотелия --- Тромбы, геморрагии

Фактор некроза раковой клетки (= ФНО) (желтый), нанесенный на частицу кремния (красная), приводит раковую клетку (зеленая) к гибели ФНО Апоптоз

Cytokines, adhesion molecules, coagulation factors, i. NOS Activation, TNF, IL-1, IL-6, i. NOS STIMULUS (Bacteria, Viruses, Cytokines) Antibodies Endothelium Activation, apoptosis, IFN-g, IL-2, other cytokines B cell T cell Monocyte TNF Fever, sleep Brain Monocyte/Macrophage Liver Osteoclast Bone resorption Myocyte Altered function, Apoptosis Adipocyte Acute phase proteins Fibroblast Mitogenesis, collagenase, cytokines Inhibition of lipoprotein lipase, insulin resistance

Виды цитотоксичности 1. Цитотоксичность ЦТЛ (Th, Tc) [ = АГ-ЗКЦ] 2. Естественная (ЕКК, фагоциты) 3. Антителозависимая ( АТ-ЗКЦ ) через Ig. G, Ig. M – C 3 b

1. АГ-ЗКЦ (ЦТЛ) Киллер + КМ (= клетка-мишень) Гибель 1. апоптозом или 2. некрозом (через МАК)

TCR + (Ag + HLA) CD 4 или CD 8

HLA + Ag Cleft for peptide binding on the surface of a class I MHC protein The N-terminus of the alpha subunit of Class I MHC proteins is highly variable, enabling formation of binding pockets for a wide variety of peptides. In Class II MHC proteins, the N-terminus of both alpha and beta subunits is variable, since both are involved in peptide recognition. T cells and B cells that bind to a particular antigen complex grow and proliferate in a process called clonal selection, increasing the number of immune system cells that can respond to a particular pathogen.

TCR + (Ag + HLA) CD 4 или CD 8

2. Естественная цитотоксичность ЕКК – реагируют на клетки без HLA I класса Механизм киллинга: – некроз (МАК) – апоптоз (гранзимы каспазы)

3. Антителозависимая клеточная цитотоксичность (АТ-ЗКЦ) (специфический киллинг) Условие – объект больше фагоцита (по размеру) - ЕКК (через Fc/=CD 16) через перфорины и гранзимы (запускают апоптоз) - Фагоциты – через АФК, протеазы - Тромбоциты – через АФК

Активация фагоцитов через многие рецепторы (если объект больше самого фагоцита) -- Комплемент-зависимая клеточная цитотоксичность (С-ЗКЦ) -- СРБ-зависимая клеточная цитотоксичность (СРБ-ЗКЦ) -- Лектин-зависимая клеточная цитотоксичность (Л-ЗКЦ) Механизм киллинга: ПОЛ (МПО)

«ВЕСЫ» ИЛ-12 ИЛ-18 ИЛ-2 ИФ Th 1 ИЛ-10 ИЛ-4 ИЛ-13 Th 2 ИЛ-5 Стимуляторы АТ к ИЛ-4 КЛЕТОЧНЫЙ ИМУНИТЕТ ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУНИТЕТ

Территориальные особенности иммунной системы Кожа Доминирует клеточный иммунный ответ (Th I) ; преобладает субпопуляция CD 8 клеток Слизистые оболочки защищает s. Ig. A (доминирует Th II)

Иммунитет это невосприимчивость к данной инфекции (скарлатине, холере и пр. ) - постинфекционный - поствакцинальный - наследственный

Иммунитет невосприимчивость организма - к генетически чужеродным веществам и клеткам (микробам, их токсинам, химическим ядам), - аутоантигенам

Защита (резистентность к инфекции) Наследственная (врожденная, естественная) - Фагоцитоз - Система комплемента - ЕКК - Интерфероны - БОФ … Приобретенная (иммунная) - Работа киллеров - Работа через АТ (антитела)

(продолжение) Особенности защиты Врожденная – Действуют немедленно, грубо (неспецифически) – Память не формируют Иммунная - Первичный ответ развивается примерно через 4 -6 суток - Ответ специфический (т. е. против конкретного Аg) - Память формируется

Приобретенный иммунитет Адаптивный – активный, приобретенный активно, т. е. через иммунный ответ Адоптивный – пассивный, приобретенный пассивно, т. е. через использование «готовых» антител

Адаптивный иммунитет Естественный Искусственный – постинфекционный – поствакцинальный – популяционный иммунитет

Адоптивный иммунитет Естественный Искусственный - Ig. G в кровотоке плода и новорожденного - s. Ig. A молока в ЖКТ (матери, коровы, козы) - Введение антител (гамма-глобулинов, антисыворотки) - Лимфоцитов - Супернатанта лимфоцитов (антиген -специфических лимфокинов)

Видовой иммунитет - Сельскохозяйственные животные не болеют венерическими заболеваниями, человек невосприимчив к чуме крупного рогатого скота Индивидуальный - 10% лиц невосприимчивы к туберкулезу

Нестерильный Синтез антител поддерживается персистенцией микроба (например, к туберкулезу) Стерильный Устойчивость к инфекции поддерживается за счет постоянного синтеза антител (например, к скарлатине, холере)

Протективный иммунитет (от слова «протекция» – защита) – защитный Параиммунитет: активация одного вида иммунного ответа влечет за собой активацию и соседних клонов лимфоцитов (за счет повышения концентрации цитокинов).

http: //melanomamissionary. blogspot. com/2010/01/did-high-dose-interferon-alpha-set. html